摘 要:随着建筑行业的发展,建材工业以及建筑技术随之飞速发展,人们对高层住宅的审美观以及使用性能要求越来越高,目前建筑的高度也在不断增加,同时对高层建筑结构的抗震设计也提出更高的要求。本文主要进行探讨高层住宅建筑结构抗震的优化设计。
关键词:高层住宅 建筑结构 抗震性能 优化设计
高层住宅建筑结构的抗震设计是建筑工程设计以及施工重点,高层建筑的发展与城市的发展具有密切的联系,城市人口的密集、用地紧张,从而促进人们对高层住宅建筑的要求。为了保证高层建筑结构在地震的作用下不被受到严重破坏以及保证人们的生命财产安全通过对高层住宅建筑结构的抗震优化设计,保证建筑具有良好的抗震性能以及安全性。
1 高层住宅建筑结构的抗震设计原则
高层住宅建筑结构的抗震设计应该选择合适的结构形式,做到刚柔相济,保证建筑结构的抗震性能,并且应该达到建筑物“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。由于建筑物在地震的作用力下,其结构会发生很大的变化,所以高层住宅建筑设计人员应该根据不同的建筑类型以及地震强烈程度采用不同的建筑构造和结构类型,保证设计的建筑结构达到安全性和效益相统一的原则。所以在对高层住宅建筑结构设计的过程中首先应该认真进行抗震设计,综合考虑建筑结构构件的稳定性、承载能力以及刚度和延性等建筑性能,并且对于结构中相对比较薄弱的部位应进一步加强抗震措施。并且在抗震设计使,应该设有多道防线,使建筑结构形成一个完整的抗震结构体系,从而达到高层住宅建筑良好的抗震效果,并且在进行处理建筑结构之间的关系时,应该保证“有效屈服”能够保持较长的阶段,从而可以保证建筑结构的抗倒塌能力和延性[1]。
2 优化策略
对高层建筑结构抗震设计时,首先可以从高层住宅建筑结构的结构体系、建筑结构的规则性等方面着手,在将抗震和消震相结合的基础之上,建立建筑结构延性和结构设计的地震力要求相互影响的双重指标和设计方法,从而可以通过建筑结构形式达到减震消震的效果,从而使高层住宅建筑在地震中具有良好经济的抗震性能。
2.1 建筑结构的抗震设计应重视建筑结构的规则性
(1)在高层住宅建筑抗震设计中建筑主体抗侧力结构应该沿着竖向断面构成变化比较均匀,并且不能出现突变的现象,这种均匀的高层建筑结构能够避免因为结构薄弱层的破坏而造成整个建筑结构破坏,特别是对于强震区的高层住宅建筑应该特别注意。
(2)建筑主体的抗侧力结构的两个主轴方向变形特性以及刚性应该比较相近,这主要是因为高层建筑结构是三维形式,实际的地震作用以及风荷载具有任意的方向性,在设计中使建筑主体抗侧力的两个主轴方向的刚度比较均匀,这就可以保证建筑结构具有良好的抗风能力和抗震性。
(3)在高层住宅建筑抗震设计时,主体抗侧力结构的平面布置应保证同一主轴方向的抗侧力结构刚度应该均匀,这样可以有效避免在主体结构的布置设置中刚性大而延性小的结构,比如长窄的实体剪力墙,这种结构虽然能够满足刚度以及对称性的要求,但是由于在建筑结构中一些结构刚度比较大,所以在地震发生时,将会吸收非常大的能量,造成应力的集中的地方首先受到破坏,从而造成正整体结构的损坏。因此在设计的过程中保证高层住宅建筑同一主轴方向的抗侧力结构刚度的均匀性,对建筑结构的抗震延性具有重要作用。
2.2 抗震结构体系的优化设计
高层住宅建筑结构体系的设计是建筑结构设计中最为重要的问题。建筑结构设计方案的合理性,对建筑结构的经济性以及安全性具有重要的作用。而抗震结构体系是高层住宅建筑抗震设计中关键问题,在抗震结构体系设计的过程中应该设计多道抗震防线,并且还应该根据建筑的类型以及因素进行设计,这样不仅可以避免因为建筑中某些部分的构件的破坏而造成整个建筑体系的抗震能力失效的现象,而且还可以保证建筑设计的安全性。在设计中结合建筑特点、经济条件等因素综合考虑,并且在建筑抗震结构体系的设计中应该选择不承受重力载荷的构件。抗震结构体系必须具有合理的地震作用传递途径,设计中不适合采用轴压比较大的钢筋混凝土框架作为抗震结构体系设计的第一道防线,在抗震设计中设计多道防线主要是为了减少建筑主体结构的地震能量,必要的强度分布以及刚度能够减轻主体结构的破坏[2]。
2.3 层间位移的控制
高层住宅建筑都具有非常大的高宽比,并且在地震以及风力的作用下会产生非常大的层间位移的现象,严重情况会超出结构位移的限制数值,位移限值的大小与建筑结构体系和结构材料、侧向荷载以及装修等多方面因素有关。所以在高层住宅建筑结构设计的过程中应该根据建筑的具体情况以及地理位置等进行设计,不仅应该具有足够的刚度,而且诶还应该有效避免水平载荷作用下造成的位移现象,而影响建筑结构的稳定性、承载能力和舒适度。
参考文献
[1] 战宇,李长凤,张欢,等.高层建筑结构抗震优化设计探讨[J]．低温建筑技术,2011,33(1):48～51.
[2] 张凤瑛.高层住宅建筑结构抗震的优化设计[J]．城市建设理论研究(电子版),2011(31)．