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地震灾害对于高层建筑具有很大的破坏性。随着城市高层建筑数量的增多,人们逐渐提升了对于建筑结构抗震设计的重视程度。只有做好高层建筑的抗震设计,才能保证建筑的安全性与稳定性,进而保障居民的人身安全以及财产安全。高层建筑的结构抗震设计是一个长期的设计过程,而且涉及到的各项内容比较繁复,在设计的过程中一旦出现问题就会影响后续的各项操作。因此设计人员在具体设计过程中需要根据建筑结构的质量控制标准,全方面考虑各种影响因素,保证建筑结构的稳定性,提升建筑的抗震性能。同时设计人员还应加强建筑结构的整体布局设计,根据现场实际情况来提升建筑的稳定性,保障社会和人民的生命财产安全。
1 高层建筑结构抗震超限设计概述
高层建筑结构抗震超限设计不仅需要保证建筑的稳定性和安全性,也要符合人们的实际生活需要。在进行抗震结构设计的时候,设计人员需要考虑多方面内容。相关设计人员需要充分了解抗震结构和建筑材料性能,遵循一定的原则来采取有效措施,保证抗震设计的合理性。首先,设计人员在建筑物抗震设计中要保证结构的整体性,保证能够使建筑物整体的抗震效果最大限度地得以保留。其次建筑结构的刚度必须满足抗震的相关要求。如果建筑物的刚度与相关要求不相符,那么将无法避免地震给建筑物带来的严重损害。建筑结构的设计人员需要针对建筑物的刚度采取有效措施,对结构产生的变形现象进行有效控制,提高高层建筑的稳定性。
2 高层建筑结构抗震超限设计要点分析
高层建筑结构超限设计需要考虑结构的稳定性,使建筑具有较大的承载力,最大限度内减少地震给高层建筑带来的损害,从而确保建筑结构的安全性。其设计要点体现在两个主要方面:首先构件要具备相应的承载能力和抗震性能。在进行高层建筑结构抗震设计的过程中,首先要对构件进行相应的设计,保证构件能够具备承载能力和抗震性能。在选择构件的过程中,需要对构件的规格和型号进行确定,并且保证构件的质量能够符合建设的要求,需要对构件的刚度、强度以及稳定性能进行测试。在进行设计的过程中对一些薄弱的区域进行重点保护,并且采取加强措施使其具备足够的变形能力,在地震灾害中不会轻易的发生错位现象,增强构件的抗震性能。一些承载力压力较大的构件区域还应该设置支架,避免构件由于过大的压力而产生破坏。其次有效控制层间位移。其中钢筋混凝土结构对建筑结构的稳定性起着重要作用,因此设计人员要对钢筋混凝土结构进行科学合理的规划,严格对层间位移进行控制,避免建筑结构超过极限值。设计人员在设计过程中需要牢记这两个设计要点,才能保证建筑的抗震性以及稳固性。
3 加强高层建筑结构抗震超限设计的有效措施
3.1 保证建筑结构设计的合理性
设计人员在对高层建筑进行设计的时候,需要对建筑性能进行全面的考量,仔细衡量建筑实际要求,对相关功能进行合理的设计,统筹规划建筑工程结构的设计工作。高层建筑容易受到自身结构受力的影响,因此在高层建筑设计阶段,工作人员要根据工程实际情况进行合理规划,保证建筑结构具有较强的稳定性。工作人员要遵循相关原则,使建筑结构呈规则性,保持中心与周边的均匀协调,确保主体结构的扭曲程度能够维持在一定范围内。因为在遭受地震灾害时,形成的作用力和实际荷载都会在方向上产生改变,如果建筑主体结构的刚度和变形程度能够保持在一定范围内,那么结构就能具备更好的抗震能力,避免因为作用力的影响造成的主体结构性损坏和非结构性损坏。
3.2 加强建筑结构的基础设计
设计单位在对建筑物建设场所进行选择的时候,应该采取相关技术手段對土壤的硬度、密度实施相应的检验,保证建筑结构载荷方面的要求获得满足,保障建筑物的承载力和稳定性。如果建筑物建设位置的地表性质存在不稳定现象,那么该建筑物在抗震性能方面也将会遭受到极大的影响。同时还应该需要采取有效技术对建筑物的地基实施相应的加固处理工作,保障人民群众生命财产安全。设计人员在设计的时候应该将地基的性质与所涉及建筑物的结构单元性质要尽量保持一致性,并且还要应用位移结构抗震法对设计进行完善。在进行基础抗震设计的过程中采用钢筋混凝土结构建设模式,充分发挥钢筋材料的抗拉性能,并且与混凝土结构的复合效应进行融合。设计人员应对基础梁高度和钢筋材料的用量进行重点设计,并通过各种材料的辅助来进行综合布置,例如在一些重点连接构件之间放置垫块,促进结构更加的稳定,防止在结构使用的过程中出现锈蚀,还可以保证构件的使用期限。
3.3 加强建筑结构骨架设计
设计单位在进行建筑结构骨架设计时,如果选用的材料质量不符合要求时,将无法提高结构的稳固性,一旦遭受地震灾害就会发生构件折断的现象,因此应该用一些密度比较高的材料,并且充分发挥材料的抗震性能。还需要根据实际建设情况和材料的特点选用相应的作业技术,才能提高作业质量,在遭受地震灾害时,能够产生更大的抗震作用力,强化结构的抗震性能。目前建筑工程的抗震结构设计大多采用钢筋混凝土结构,这种结构具有众多的优势,比如造价较低、整体性好等等,此外还具有较好的结构延展性。设计单位在进行抗震结构设计的时候,必须要站在实际情况的角度来具体分析,并与建设区域当地的地势特点相结合,有针对性地选择合适的骨架设计方式,以保证相关抗震设计方式的合理性,进而有效提升建筑结构自身的稳定性。
3.4 加强建筑结构墙体设计
当地震发生时,剧烈的抖动会导致墙体出现裂缝,严重时还会引起坍塌,进而对建筑居民造成人身安全以及财产安全威胁。墙体结构承担着建筑物的大部分重量,其是建筑结构中不可或缺的一部分,应保证其具有超强的抗震性。设计单位在进行墙体设计时可以采用外墙结构组合墙板框架的方式,对墙体的承重能力进行强化,这样不仅通过墙柱和梁体来支撑总体结构,而且可以通过框架和结构的结合来提高结构的荷载能力,更好地承受各方面的作用力。在进行墙板框架建设的过程中,墙板与拉杆、结构柱的综合使用使得墙体的整体扛拉能力更强,而且不会轻易发生变形现象,有效提高了结构的总体抗水平风载能力和抗震性能。此外,还需要重视墙体数量和位置的分布设计,一旦墙体数量较少,为了可以有效的分担建筑的重量,各墙之间的间隔就会非常的大,从而促使建筑的刚度变小,抗震能力下降,这不利于建筑在地震中的安全与稳定。