高层建筑的结构设计特点与隔震技术应用分析论文_刘军

高层建筑的结构设计特点与隔震技术应用分析论文_刘军

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摘要:为缓解城市土地资源紧缺的现状,高层建筑的数量及规模不断增加。建筑高度的提高意味着相应的设计技术也需要进行适当的调整及升级,以确保高层建筑可以具有基本的安全性。本文简要分析了高层建筑的结构设计特点,并深入探究了隔震技术的应用情况,希望能为高层建筑设计人员带来一定的工作建议,进一步提高我国高层建筑的抗震效果。

关键词:高层建筑;结构设计特点;隔震技术;应用;分析

引言:

高层建筑的结构设计一直是设计工作的重点所在,如何通过对于建筑结构的合理规划来保证建筑安全性就成为了重点所在。隔震技术的应用能够有效提高建筑的防震效果,其在技术诞生的初期,一般应用于中低层建筑,随着技术的不断发展,其在高层建筑中目前已经得到了广泛的使用。将高层建筑结构设计与隔震技术有效结合在一起,可以有效提高高层建筑的整体强度及安全性,提高建筑的抗震效果,降低地震灾害对于高层建筑的损坏。加强对于隔震技术以及隔震结构的设计及应用分析,不仅是社会各界对于建筑安全的基本要求,更是建筑行业持续发展的前提和基础条件。

一、结构设计特点分析

(一)水平荷载

在中低层建筑当中,水平荷载对于建筑的负面影响相对较小,同时也不会影响到中低层建筑的结构安全性。正因如此在对中低层建筑结构进行设计时,一般使用竖向荷载即可,但在高层建筑当中,水平荷载却是决定建筑结构安全性的基础。水平何在,对于高层建筑的应力影响不容忽视,当建筑的高度持续增加时,水平荷载也会随之增加,二者之间属于一种正相关的关系。同时,水平荷载对于建筑的影响力及影响范围也会不断的扩大。

(二)抗震设计分析

我国所在的独特地理位置决定了部分地区处于地震带的核心位置。因而高层建筑的设计工作必须给予防震设计充分的重视度,且需要重视风荷载对于建筑结构的影响。若高层建筑的抗震性能无法达到预期的标准及控制范围,政府相关部门也会拒绝建筑投入使用,从而造成大量的社会资源浪费。从抗震设计的原则角度来看,高层建筑需要具有较为出色的地震抵御能力,在面对小等级的地震时,建筑的整体结构不得出现任何形式的坍塌现象;而在面对大等级的地震时,允许出现建筑结构的破损,但不得出现整体坍塌问题。

(三)轴向变形问题

当高层建筑的竖向和在达到特定的数值时,则会出现轴向变形问题。轴向变形问题对于建筑连续梁的影响较大,且会影响到部分预应力构件的剪力,因此设计人员需要基于轴向变形问题充分的重视,在设计阶段严格对各项参数及数据的计算进行把握,并对可能出现的轴向变形问题进行预测,分析建筑在结构上存在的不安全因素,并采取有效的措施来实现对风险因素的控制。

(四)高层建筑的延性分析

中低层建筑对于延性的要求相对较低,而高层建筑为了确保其自身的抗震效果,因而往往对延性有着较高的标准。只有当高层建筑的延性达到了一定的程度时,才能够保证高层建筑在面对地震灾害时的抵御能力,即便是在建筑结构进入塑形阶段之后,其会凭借自身较为出色的变形能力来预防建筑结构坍塌现象的出现。

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二、隔震技术的应用分析

隔震技术的应用也可以有效实现高层建筑结构性能的提升,如水平荷载、承载力等。例如:某建筑上部结构的结构性能在抗震技术的干预下得到了有效的提高,其最高抗震等级可以达到8级以上,低于5级的地震对建筑结构不会造成任何的损伤,而5级以上的地震可能会造成局部结构破损,但可以有效保证建筑结构整体的安全性。

其次,隔震技术的核心作用在于实现对于地震反应隔绝和减弱,地震现象给予高层建筑结构的应力会在隔震技术的干预之下得到一定的衰减,从而间接达到提高建筑防震能力的目的。

在高层建筑中应用隔震技术时,首先需要确保高层建筑具有一定的变形和承载力,否则在出现高强度的地震问题时,高层建筑的隔震层会无法充分发挥出自身的作用,实现对于建筑结构的支撑,甚至会在地震应力的影响及冲击下导致支撑点失去重心,进而造成建筑结构的坍塌。由于隔震技术的应用效果主要依赖于隔震支座,而隔震支座在任何复杂的应力及负载环境下均能够确保自身的应力值保持在预期的水平。若隔震支座受到来自建筑上部结构拉应力的影响,则说明建筑上部结构存在着被颠覆的问题。因此,在开展隔震设计时,设计人员需要考虑到隔震技术的基本要求,确保设计结果具有实用价值。其次,在对隔震层进行设计时,设计人员应当考虑到风荷载对于建筑强度及安全性的影响,为降低风荷载的影响,设计人员可以逐步提高高层建筑隔震层的水平刚度。隔震层水平刚度的提高不仅可以有效实现对于风荷载的抵御,更能够在面对地震现象时,凭借出色的变形力来对地震应力进行抵御,确保高层建筑始终处在安全的结构状态当中。需要注意的是,当高层建筑的高度越高时,风荷载的影响也会不断增加,因而设计人员需要充分基于高层建筑的实际情况出发,精确分析风荷载的影响。

而在选择隔震装置时,设计人员在确保隔震装置具有基本的变形和受力能力时,更要分析隔震装置的抗老化效果及耐久性问题,确保隔震装置在经过长期使用之后依然能够保持较高的性能,直至高层建筑达到使用期为止。一般情况下,高层建筑的隔震层需要设置在建筑的地基顶面位置或者是建筑受力较大的区域。由于隔震层一般以组合的结构进行应用,因而隔震层与隔震层之间的距离需要进行精确的计算与设计,从而保证隔震层效果。

三、结语

综合来看,隔震技术以及隔震结构的合理搭配及设计可以有效实现高层建筑安全性的提高,其作用价值体现在高层建筑的结构刚度、地震效应的影响等方面。从实际应用情况来看,隔震支座具有较强的实用价值,其目前已经凭借自身优良的性能及表现在全国范围内得到了广泛的使用,应用隔震支座的高层建筑在稳定性方面得到了显著的改良。相关技术研究结构应当从高层建筑隔震技术的现状出发,加大技术研发及应用力度,推动新型隔震技术及隔震结构设计方案的推广和普及,从根本上提高我国建筑的安全性。

参考文献:

[1]陈望. 高层建筑的结构设计及特点与隔震技术分析[J]. 江西建材, 2015, 5(14):22-22.

[2]眭京乐. 对高层建筑的结构设计及基础隔震技术的论析[J]. 中国科技博览, 2012(34):463-463.

[3]吕玉强. 高层建筑结构中的基础隔震技术分析[J]. 建材发展导向(下), 2017(5).

论文作者:刘军

论文发表刊物:《防护工程》2019年10期

论文发表时间:2019/8/12

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