高层建筑结构设计中的隔震减震措施刍议

高层建筑结构设计中的隔震减震措施刍议

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摘要:众所周知,地震灾害对于人类日常生活所造成的伤害的巨大的,因此在建筑的结构设计中,建筑师也也越来越注重其隔震减震措施的实行了。本文正是针对这一问题进行了深刻了的探讨,提出了笔者的一些观点。

关键词:高层建筑;结构设计;隔震;减震;措施

在我国的高层建筑的施工建设过程中,必须要严格考虑好这一建筑结构设计当中的隔震减震的问题,并且在意识到这一问题之后可以适当的运用一些相应的措施来提高高层建筑的抗震强度,进而提升整个建筑建设和日后使用的安全稳定性,而这些措施的研究也是我国建筑工程在设计和建设高层建筑时重点的研究项目。一直以来,我国的很多建筑公司在进行建筑设计时其实都是以小震不塌、大震可修作为结构设计的基本原则,然而依旧因为多方面的原因,在进行高层建筑结构设计的隔震减震部分时还是存在一些缺陷和障碍。

一、建筑结构设计中隔震减震技术的介绍

一般来说,在建造建筑物时,在建筑物的内部增加阻尼可以很好的减少地震时震感。因此,在进行高层建筑结构设计的隔震减震设计时可以将这一点运用上去,通过阻尼的加入消耗建筑物在地震时的地震能量,达到降低地震强度,维护建筑的主体部分的作用。在2008年的汶川地震发生之后,我国很多建筑都在一定程度上运用了隔震技术,隔震建筑如雨后春笋般涌现。同时,这类隔震建筑相比于其他的建筑,其抗震能量是非常强悍的,因此这类建筑在我国的地震多发地区较为常见,这类地区通常都对建筑的抗震力以及使用功能有着很高的要求。对于像医院此类在地震时也非常重要并且需要保证震后依旧可以快速投入工作的建筑,或是学校这类人员较多的建筑,亦或是涉及国家安全和人民资料的国家政府工作部门,这些建筑在建筑设计时都要求必须要运用减震技术。众所周知,隔震建筑使用的材料和以往的建筑的材料在选择上有很大的不同,在设计上也和之前的建筑存在着很大差异,这也就给高层建筑在结构设计时进行隔震设计造成了一定的难度。另外,隔震措施使用的时间其实是不受限制的,不仅可以在新建的建筑上使用隔震的措施,同时一些已经建成的建筑其实也可以采取运用阻尼的方式来达到减震的目的。而且减震措施在使用部位方面也不存在限制,无论是建筑的上部结构盖世隔震的夹层,都可以进行减震的措施。

二、高层建筑结构设计中隔震减震设计中常常出现的问题

(一)、对于隔震减震设防标准的把握度不够问题

我国曾就建筑的隔震减震设计方面出台了一定的法律标准,其中在《建筑抗震设防分类标准(GB50223―95)》中就有规定我国隔震建筑的设防标准一般为六度设防,建筑公司在实际建设时,必须要按照七度的设防标准进行设计。这一改变在某种程度上提高了建筑工程的投资,因此很多建筑公司在进行项目建设时本来应该以七度标准进行设计的,然而在设计师还是运用的六度标准,这样的话,虽然减低了建设的资本,但也在一定程度上不利于建筑物的隔震和减震。

(二)、在一个机构单元中存在不同的结构受力体系

建筑公司在进行工程建筑的减震隔震设计时,还常常出现同一个结构单元出现两种不同的结构受力体系的问题。例如有些建筑一部分采用的是全框架的承重,而另一部分确是采用的砌体承重措施,又比如在一些底层有店面的建筑结构中,这一问题更加的严重,这类建筑在建筑设计时往往会设计为一般为砖墙落地自承设计,另一半为底框砖房的结构,这就对整个建筑的抗震效果非常的不利。

(三)、隔震减震的构造柱的布置不恰当的问题

这类问题的出现也是当前我国建筑在抗震设计时时常发生的,例如在建筑设计时让构造柱代替了砖墙来进行建筑的承重,又比如在建筑内放置了太多的构造柱进行构造,在建筑内的外墙转角或大厅的的四个角落都没有设置成对的构造柱等等都是这类的问题。

三、高层建筑结构设计中隔震的具体措施

(一)、隔震构造措施

众所周知,隔震结构在发生地震时会相应的昌盛一定的水平位移,因此如果想要建筑的隔震层在地震发生时依旧可以拥有变形能力起到降低地震能量的作用,在设计时就必须采取一定的措施进行隔震。针对这一问题,在进行结构设计时建筑单位主要要做好四个方面内的工作。首先就是要在建筑的上部结构的四周设置一些缝宽大约在500毫米的竖向的隔离缝,其次就是要在建筑的上、下部结构中设置一些相互贯穿的水平缝。并且将这一水平缝的高度控制在20毫米,之后再填满柔性材料。第三个工作就是使用下过的方式对电梯井侧壁进行设计,并且保证电梯井道的外皮和填充墙以及地下室柱等等设施结构的距离保持在500毫米以下。最后一个需要做的就是用柔性连接的方式将弱点电缆和隔震层中的排水管道进行连接。做好了这些工作,也就做好了建筑的大部分隔震构造措施工作。

(二)、及时对建筑的隔震结构进行保养和维护

为了可以在工程竣工验收和建筑的日常管理的顺利进行,也为了日后可以为隔震支座内部的质量和性能提高一定的参考,所以必须要对这一建筑的隔震结构制定和完善相应的检查和维护计划,才可以保证隔震结构可以完成基本的检查工作。例如可以在建筑隔震层de电梯间和楼梯间设置一些隔震的标记来提醒业主和维护人员及时对这一结构进行必要的维护和检查,以防该防震层中推挤许多杂物对对之后其上部结构的一定造成一定的障碍。

四、高层建筑结构设计中减震的具体措施

(一)、在结构设计中必须设计好建筑的具体走向

地震产生的原因其实就是因为地壳运动产生碰撞,可以说一个地方对于地震的影响是非常之大的,因此设计师在进行高层建筑的抗震设计时必须要了解好该地地震发生的震向,这将直接决定房屋倒塌是否严重。通过对于汶川地震以及玉树地震的调查研究可以发现,一般来说和震向呈垂直方向的建筑都不容易倒塌,反观倒塌情况严重的都是和地震震向平行的建筑。所以在技能型建筑物建筑具体地点的选择时必须要重视其所在地的地址结构和条件,重点分析该地的震向,尽量让建筑物的走向与该地的震向垂直。

(二)、在进行结构设计时使用无粘结的支撑体系

在建筑物进行减震措施设计时,最好的选择就是将无粘结漆涂在钢管或者建筑物的内核钢支撑中,起到滑移界面的作用,又或者是可以使用使用无粘结支撑的体系也是很好的一个办法。这一体系主要的方法就是将内核钢的支撑显露在支撑中两端的适当位置,之后再利用高强度的螺栓来连接框架结构,这样的话就完全将压力和拉力都放置在了内核钢支撑上。而且在进行这一措施时,还要注意在设计中将平面凸出的长度保持在11.3米,而且还要加强突出的楼板以及配筋的厚度。

(三)、在进行结构设计时设计抗扭薄弱环节

在我国建筑设计时选择最多的方式就是转角窗,这样的话可以在一定程度上削弱了建筑物的抗扭性,导致整个建筑的结构变得更加薄弱,一旦发生地震的话局部的破坏程度可想而知。因此在设计转角窗时在转角窗的两侧必须要设计有剪力墙设计,在设计剪力墙时必须要注意其对称和受力均匀,对于转角窗周边的剪力墙哈必须有很好的抗侧刚度,而且还要提升楼板中的板筋配置,必要的话还可以在洞口边缘设置暗梁。只要做到这样才可以很好的将建筑结构的抗扭性达到最强。

五、结语

综上所述,建筑的设计人员在进行建筑的设计时必须将建筑的隔震减震问题重视起来,将这一方面的工作做好,并且明确好建筑隔震减震的要求标准,并且按照规范和要求去完成其隔震减震的工作,才可以保证建筑的抗震性达到最好。

参考文献:

[1]罗凤.高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].房地产导刊,2017,(36):35.

[2]李加才.浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].建设科技,2017,(16):48-49.

[3]陈莺.浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].建筑工程技术与设计,2017,(13):1183-1183.

[4]王深光.试述高层建筑结构设计中的隔震减震措施[J].建筑工程技术与设计,2017,(36):381.

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