混凝土高层建筑抗震设计论文
摘要:地震的发生有很强的随机性,它来临时具有很强的破坏性并伴随有余震的发生,给人民群众的生活生命带来威胁。因此这就要求建筑设计人员在全面了解高层建筑的流程外,还需在防震方面加以设计。从而保障人民群众的最大利益。 前言
随着我国高层建筑的高速发展,结构体系日趋多样化,建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂,这就给高层建筑结构分析和设计提出了更高的要求。如何高效、准确地对高层结构体系进行内力分析,是结构工程师设计高层建筑结构时函待解决的重要课题。本文通过对高层建筑结构设计过程中经常遇到的问题进行分析,为高层建筑结构抗震设计提供计算方法及理论依据。 1混凝土高层建筑结构
对于高层建筑结构而言,实际上它是竖向悬臂结构的一种,其垂直荷载可使该结构产生一定的轴向力。同时,它与建筑结构自身的成线性关系。尤其是水平荷载,可使建筑结构形成一定的弯矩。就建筑结构受力特性而言,垂直方向上的荷载一般不发生任何的变化,只是随着建筑结构的不断增高,可能会引起一定的量变化。因此,水平荷载可源于任何一个方向。实践中,若建筑荷载呈均匀分布状态,则建筑高度与弯矩之间就会形成二次方变化关系。就建筑结构的侧移特性
而言,竖向上的荷载所产生的侧移量一般都比较小。水平荷载若均匀分布,则侧移与建筑结构的高度就会形成四次方变化关系。由此可见,高层建筑结构中的水平荷载问题要比较垂直荷载问题的影响程度要大很多。同时,水平荷载主要是结构设计因素,会令建筑结构在抵抗水平荷载过程中产生一定的剪力、弯矩或者拉应力。因此,实践中应确保其具有较大抗压强度,而且要求其结构保持一定的刚度。从而使之能够随建筑高度的增加,将侧向变形控制在允许的范围之内。 2混凝土设计原则
在高层建筑混凝土结构的设计中,必须要遵循一定是设计原则,这也是保证混凝土设计质量的关键。(1)混凝土设计必须要遵循安全性的原则,即所有的施工设计方案都要以安全为前提,包括施工中的人员安全与混凝土结构的安全以及在使用中建筑的整体安全;(2)适用性也是混凝土设计的主要原则之一,混凝土的设计必须要满足建筑功能的需求,且能够保证建筑在使用寿命范围内都能够具备良好的性能。(3)混凝土设计需要以建筑保持足够的耐久性为原则,不可使建筑因设计的缺陷而影响到建筑的使用。(4)混凝土设计要具备一定的结构可靠性,一般来讲,建筑主体结构在达到使用预计年限后,并不是就不能再使用,其性能在检测后若达到技术指标则仍可以继续使用,这就要求建筑设计要以结构可靠性为原则,运用先进的技术技术手段,优化设计,以保证混凝土建筑结构的安全、经济、稳定。 3正确选择结构体系
在设计高层建筑结构时,一定要对建筑结构的实用功能进行全面的考虑。同时,还要充分考虑建筑结构的实际高度、高宽比以及抗震性能和建筑结构所在的环境类型等因素。在此过程中,要通过综合考虑、全面比较和分析,选择最佳的结构体系。在钢筋混凝土结构建设过程中,尤其在进行设计的时候,一般都采用框架、剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构体系。
3.1建筑采用框架结构体系时,能够灵活的布置建筑物室内的空间
如果建筑结构的层数不多,总高度比较低,而且其水平荷载对结构没有太大的影响时,其设计可采取框架结构体系。从实践中可以看到,该结构是以剪切变形作为基础的柔性建筑结构,实际应用过程中会受到很大的限制,比较适合于非抗震设计以及楼层数较少的建筑结构。在剪力墙结构中,以沿横、纵向布置或者以多轴线形式进行布置。它主要是由钢筋混凝土墙对建筑结构上的所有竖向、水平荷载进行承载,即刚性结构。建筑剪力墙结构自身的抗侧力强度非常的大,虽然在水平力的长期作用下会发生一定的侧向变形,但需要强调的是其空间整体效果比较好。对比之下,建筑剪力墙自重非常的大,平面布置可能会受到一定的局限性。因此,其难以有效满足住户对建筑空间的预期。
3.2框架—剪力墙