謝邦煜 楊慧

摘 要:隨著建筑行業(yè)的發(fā)展,建材工業(yè)以及建筑技術隨之飛速發(fā)展,人們對高層住宅的審美觀以及使用性能要求越來越高,目前建筑的高度也在不斷增加,同時對高層建筑結構的抗震設計也提出更高的要求。本文主要進行探討高層住宅建筑結構抗震的優(yōu)化設計。

關鍵詞:高層住宅建筑結構抗震性能優(yōu)化設計

中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0076-01

高層住宅建筑結構的抗震設計是建筑工程設計以及施工重點,高層建筑的發(fā)展與城市的發(fā)展具有密切的聯(lián)系,城市人口的密集、用地緊張,從而促進人們對高層住宅建筑的要求。為了保證高層建筑結構在地震的作用下不被受到嚴重破壞以及保證人們的生命財產(chǎn)安全通過對高層住宅建筑結構的抗震優(yōu)化設計,保證建筑具有良好的抗震性能以及安全性。

1高層住宅建筑結構的抗震設計原則

高層住宅建筑結構的抗震設計應該選擇合適的結構形式,做到剛柔相濟,保證建筑結構的抗震性能,并且應該達到建筑物“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標。由于建筑物在地震的作用力下,其結構會發(fā)生很大的變化,所以高層住宅建筑設計人員應該根據(jù)不同的建筑類型以及地震強烈程度采用不同的建筑構造和結構類型,保證設計的建筑結構達到安全性和效益相統(tǒng)一的原則。所以在對高層住宅建筑結構設計的過程中首先應該認真進行抗震設計,綜合考慮建筑結構構件的穩(wěn)定性、承載能力以及剛度和延性等建筑性能,并且對于結構中相對比較薄弱的部位應進一步加強抗震措施。并且在抗震設計使,應該設有多道防線,使建筑結構形成一個完整的抗震結構體系,從而達到高層住宅建筑良好的抗震效果,并且在進行處理建筑結構之間的關系時,應該保證“有效屈服”能夠保持較長的階段,從而可以保證建筑結構的抗倒塌能力和延性[1]。

2優(yōu)化策略

對高層建筑結構抗震設計時,首先可以從高層住宅建筑結構的結構體系、建筑結構的規(guī)則性等方面著手,在將抗震和消震相結合的基礎之上,建立建筑結構延性和結構設計的地震力要求相互影響的雙重指標和設計方法,從而可以通過建筑結構形式達到減震消震的效果,從而使高層住宅建筑在地震中具有良好經(jīng)濟的抗震性能。

2.1 建筑結構的抗震設計應重視建筑結構的規(guī)則性

(1)在高層住宅建筑抗震設計中建筑主體抗側力結構應該沿著豎向斷面構成變化比較均勻,并且不能出現(xiàn)突變的現(xiàn)象,這種均勻的高層建筑結構能夠避免因為結構薄弱層的破壞而造成整個建筑結構破壞,特別是對于強震區(qū)的高層住宅建筑應該特別注意。

(2)建筑主體的抗側力結構的兩個主軸方向變形特性以及剛性應該比較相近,這主要是因為高層建筑結構是三維形式,實際的地震作用以及風荷載具有任意的方向性,在設計中使建筑主體抗側力的兩個主軸方向的剛度比較均勻,這就可以保證建筑結構具有良好的抗風能力和抗震性。

(3)在高層住宅建筑抗震設計時,主體抗側力結構的平面布置應保證同一主軸方向的抗側力結構剛度應該均勻,這樣可以有效避免在主體結構的布置設置中剛性大而延性小的結構,比如長窄的實體剪力墻,這種結構雖然能夠滿足剛度以及對稱性的要求,但是由于在建筑結構中一些結構剛度比較大,所以在地震發(fā)生時,將會吸收非常大的能量,造成應力的集中的地方首先受到破壞,從而造成正整體結構的損壞。因此在設計的過程中保證高層住宅建筑同一主軸方向的抗側力結構剛度的均勻性,對建筑結構的抗震延性具有重要作用。

2.2 抗震結構體系的優(yōu)化設計

高層住宅建筑結構體系的設計是建筑結構設計中最為重要的問題。建筑結構設計方案的合理性,對建筑結構的經(jīng)濟性以及安全性具有重要的作用。而抗震結構體系是高層住宅建筑抗震設計中關鍵問題,在抗震結構體系設計的過程中應該設計多道抗震防線,并且還應該根據(jù)建筑的類型以及因素進行設計,這樣不僅可以避免因為建筑中某些部分的構件的破壞而造成整個建筑體系的抗震能力失效的現(xiàn)象,而且還可以保證建筑設計的安全性。在設計中結合建筑特點、經(jīng)濟條件等因素綜合考慮,并且在建筑抗震結構體系的設計中應該選擇不承受重力載荷的構件?？拐鸾Y構體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑,設計中不適合采用軸壓比較大的鋼筋混凝土框架作為抗震結構體系設計的第一道防線,在抗震設計中設計多道防線主要是為了減少建筑主體結構的地震能量,必要的強度分布以及剛度能夠減輕主體結構的破壞[2]。

2.3 層間位移的控制

高層住宅建筑都具有非常大的高寬比,并且在地震以及風力的作用下會產(chǎn)生非常大的層間位移的現(xiàn)象,嚴重情況會超出結構位移的限制數(shù)值,位移限值的大小與建筑結構體系和結構材料、側向荷載以及裝修等多方面因素有關。所以在高層住宅建筑結構設計的過程中應該根據(jù)建筑的具體情況以及地理位置等進行設計,不僅應該具有足夠的剛度,而且誒還應該有效避免水平載荷作用下造成的位移現(xiàn)象,而影響建筑結構的穩(wěn)定性、承載能力和舒適度。

參考文獻

[1] 戰(zhàn)宇,李長鳳,張歡,等.高層建筑結構抗震優(yōu)化設計探討[J]．低溫建筑技術,2011,33(1):48～51.

[2] 張鳳瑛.高層住宅建筑結構抗震的優(yōu)化設計[J]．城市建設理論研究(電子版),2011(31)．