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高层隔震建筑结构设计方法研究

减小字体 增大字体 作者:朱元祥  来源:本站整理  发布时间:2019-11-8 8:53:13


朱元祥

摘 要:文章主要论述的是有关高层隔震建筑结构设计的问题,首先,文章主要从隔震结构的概念、原理及其特点出发对其进行了简要的概述,继而在此基础上,主要分析了做好高层隔震建筑结构设计的要求以及具体设计方法,希望能够为建筑领域提供参考,从而使高层隔震建筑结构设计能够达到更高的水准。

关键词:高层;隔震;建筑;结构设计;方法

地震的发生对于建筑物安全性及使用性的保证会产生十分严重的影响,大量的实践表明,存在隔震结构设计的建筑与不存在上述设计的建筑在抗震效果方面存在很大差距,因此,为最大程度的保证人们生命及财产的安全,做好隔震建筑结构设计已经成为了目前社会较为关注的一项问题,同时,由于高层建筑已经成为了目前建筑领域的一个主要建筑方式,同时,相对于普通建筑来说,高层建筑在隔震结构设计方面要求也较高,因此,必须主要针对这一建筑形式的隔震问题进行分析。

1 隔震结构概述

1.1 隔震结构的概念与原理

所谓的隔震结构主要指的是在建筑物基础与上部结构之间通过设计隔震层的方式来达到隔震目的的一种结构。通过对隔震结构的设计,房屋结构能够与基础分离开来,一旦出现地震等,房屋结构便能够有效的使自身所需要承受的能量得以扩散,从而尽可能的减少由于地震而对房屋稳定性等带来的影响。实践证明,存在隔震结构的房屋,在地震发生时只会发生轻微的运动或变形,而不会出现倒塌的现象,这体现了这一抗震方法的有效性。

隔震结构的原理主要是通过隔震层来实现的,隔震层的设计会使得房屋结构的周期得以延长,使结构对加速度的反应得以减小,这样的原理是促使其能够有效的避免地震所带来波动的主要原因。

1.2 隔震结构的特点

通常情况下,抗震设计的主要目的是为了保证建筑物不至于因为地震的发生而产生倒塌或损坏的现象,而对于罕见的破坏力强大的地震来说,及时存在隔震结构的建筑物也是允许出现被破坏的现象的,但不倒塌这一点必须得到保证,这能够保证居民的生命安全,但却无法保证其财产安全,且建筑物一旦出现被破坏的现象,其修复过程也十分困难。做好隔震结构的设计对于解决上述问题具有重要价值。隔震结构设计会使得地震所产生的冲击波能够在建筑范围内被有效的分散开来,从而使建筑的结构不至于出现被破坏的现象,在保证居民生命安全的同时,也对其财产安全的保证做出了承诺。

2 高层隔震建筑结构设计

2.1 设计要求

高层隔震建筑结构设计要求主要需要从设计方案、设防目标以及隔震部件三方面入手:首先,在高层建筑施工之前,必须要针对其隔震结构进行方案设计工作。设计方案根据不同的施工地点以及建筑物对防震级别的要求有所不同,同时方案的设计还需要有效的符合目前经济与技术发展的特点,这样才能使其更加具有合理性,更加容易被实现。其次,存在隔震结构设计的房屋其抗震性能要求优于普通的抗震建筑,大量的实践证明,存在隔震结构设计的房屋在面对水平地震时,相对于仅具有普通抗震结构的房屋的设防力度会多出0.5个点,由此可见,其抗震效果非常值得肯定。最后,在隔震部件方案,设计方案上应对隔震部件的性能进行严格的规定,要使其使用寿命以及各项参数等均能够满足所要达到的要求,必要时,有关人员需要对各部件进行抽样检查,以最大程度的保证其使用性能。抽样检查的过程对于每一类型部件的抽取个数应不小于3个,合格率必须保证达到百分之百。除此之外,零件的数量必须多出工程所需具体数量,以使工程出现问题时,零件能够及时被替换,避免影响工程进度。

2.2 设计方法

第一,高层隔震结构设计与非隔震建筑设计过程大体类似,有关人员需要对上部结构方案进行初步确定,同时还要提前做好对结构的布置工作,选择好结构设计所需要的零件其材料,对零件与材料的尺寸等各项参数进行确定,以为设计过程提供基础,同时,出于隔震层会导致上述结构所承受的地震作用降低,因此可以适当的降低对柱子轴压比以及柱子截面的限制。第二,在对隔震装置进行选择的过程中,一定要严格保证其承载力能够达到具体要求的水准,要使其能够在一定承载力的范围内不至于发生变形,这对于建筑稳定性以及抗震性的保证十分重要。除此之外,还应对隔震制作的尺寸、类型等各项参数进行确定,并做好布置工作,以保证设计过程的顺利进行。第三,对结构隔震体系动力参数的确定同样十分重要,具体确定过程要严格相应模型来完成。其中结构的刚度以及阻尼比等都是非常重要的参数,必须得到足够的重视。第四,结构隔震控制验算工作能够有效的保证设计过程的准确性及合理性,对于高层隔震结构设计同样十分重要。验算过程需要包括速度、加速度以及位移等问题,要保证其能够有效的符合设防标准。第五,在做好上述工作之后,便要开始对隔震构造的设计工作,主要内容包括对隔震支座以及阻尼器的设计,同时也包括对各配线的设计,具体过程要严格按照相应的技术标准进行,以最大程度的保证设计过程的合理性。

2.3 对隔震层的设计

对隔震层的设计主要包括对隔震装置的选择以及对隔震层的平面布置两方面:首先,对隔震装置的选择是做好隔震层设计工作的基础,选择过程首先要保证装置能够同时承受纵向的承载力以及水平的变形,还要使其能够有效的对建筑物起到支撑作用,这是隔震装置必须要达到的基本功能,同时也是设计的关键。考虑到强风以及大型地震对隔震结构的要求,隔震层必须具备相应的水平刚度才能最大程度的减少由于地震而对自身产生的影响。其次,做好对隔震层的平面布置工作也十分重要。要将隔震层设置在第一层以下。同时,具体设计过程对于其平面布置应力也应有所要求,要保证其具有良好的对称性,将布置重点放在主要受力部分。对隔震层隔震功能的验算也要得到足够的重视,这是设计人员必须认识到的一点要求。

3 结语

通过上述文章可以看出,地震的频繁发生使得抗震功能开始成为了社会对建筑的一个主要要求,传统抗震功能在小型地震下,能够有效的保证建筑物不被破坏,一旦遇到大型地震,建筑物受到破坏是不可避免的,这对于人们财产安全的保证十分不利。做好高层隔震建筑结构设计工作对于解决上述问题具有重要价值。想要使隔震结构设计能够更好的发挥其价值,就必须对其设计原理及设计方法进行了解,并将设计方法应用到具体实践过程中,这样才能最大程度的保证设计过程的顺利完成。

参考文献

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[2] 王曙光,杜东升,刘伟庆.高层建筑结构隔震设计关键问题[J].南京工业大学学报(自然科学版),2009(01).

[3] 商昊江,祁皑.高层隔震结构设计方法研究[J].福州大学学报(自然科学版),2012(01).