高层建筑结构抗震设计实践体会

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基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇

基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇

基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究1随着现代城市化和人民生活水平提高,高层建筑的数量和高度有了显著的增长,其中不乏重要的政府和商业办公楼、酒店、购物中心甚至是住宅。

在高层建筑的设计中,抗震是一个至关重要的方面。

由于地震是一种毁灭性的自然灾害,会对建筑物造成巨大的破坏和人员伤亡。

然而,高层建筑地震设计是一项复杂而困难的工作,需要充分考虑建筑物的大小和复杂性、结构材料的种类和性质等不同因素。

近年来,随着钢结构的发展和应用,高层建筑的设计中也愈发注重钢结构抗震设计。

相对于混凝土和砖类建筑,钢结构建筑的抗震性能更加优越。

钢材具有高强度、高韧性、抗冲击力以及较好的可塑形性等特点,可以有效地抵御地震对建筑物的破坏。

因此,近年来,许多企业和工程师都将钢结构作为抗震性能优异的解决方案,用于设计和建造高层建筑。

然而,在钢结构设计方面,仍面临着一些挑战。

一方面,由于每座高层建筑的结构特点和地理情况都不同,设计人员必须充分了解这些差异以及地震带来的力量,针对每个具体的项目进行量身定制的设计。

另一方面,钢结构建筑的设计需要充分考虑材料的性能,和各种要素之间的平衡,以确保建筑的结构强度和稳定性,并且在抵御地震力量的同时,能够承受各种集中荷载、雪荷载等准静态荷载。

为了探讨高层建筑钢结构抗震设计,进行了一项基于性能的研究。

首先,需要对建筑的节点进行评估和分析,以确保在强地震条件下,节点能够充分发挥其带有冲击吸收作用的特点。

其次,需要考虑整个结构在地震中的变形能力,这一点对于钢结构设计来说尤为重要。

因为钢结构具有出色的韧性和可塑性,可以通过吸收和分散地震能量来避免建筑物的崩塌和全面破坏。

此外,还需要确保钢结构连接件的可靠性和结构的整体刚度。

总之,基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究具有广泛的理论和实践价值,它可以确保建筑物的安全性,保障人民生命财产安全,同时也对钢结构建筑的应用和进一步发展起到了积极的推动作用。

高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策

高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策

高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策【摘要】高层建筑在抗震设计中存在诸多问题,如设计标准滞后、结构设计不合理、施工工艺不当、监理不严格等。

为提高抗震性能,需加强设计标准修订、优化结构设计、控制施工质量、严格监理、协调抗震与节能设计。

通过这些对策,能有效提升高层建筑的抗震能力,确保建筑安全稳定。

【关键词】高层建筑、结构、抗震设计、设计标准、抗震性能、施工工艺、材料选择、监理、质量控制、节能设计、对策、修订、更新、优化、施工质量、监理力度、协调、双赢。

1. 引言1.1 高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策高层建筑作为城市的地标性建筑,其结构抗震设计至关重要。

在实际工程实践中,高层建筑结构抗震设计存在着诸多问题,需要采取相应的对策进行解决。

设计标准滞后,无法满足实际需求。

当前的抗震设计标准与高层建筑结构的复杂性和变化性不相适应,需要加强标准的修订和更新。

结构设计不合理,抗震性能不足。

一些高层建筑的结构设计存在缺陷,导致其在地震等自然灾害中易受损,需要优化结构设计,提高抗震性能。

施工工艺和材料选择不当也会影响结构抗震性能。

在施工过程中,需严格控制施工工艺和材料质量,确保符合抗震要求。

监理不到位、质量控制不严格也是问题之一,需要加强监理力度,确保施工质量。

抗震设计与节能设计之间存在矛盾,需要协调抗震设计与节能设计,实现双赢。

为了提高高层建筑结构的抗震性能,需要全面思考这些问题,并采取相应的对策,以确保高层建筑结构在面对各种自然灾害时能够安全稳固地屹立不倒。

2. 正文2.1 问题一:设计标准滞后,无法满足实际需求设计标准滞后是高层建筑结构抗震设计面临的主要问题之一。

由于抗震设计标准的滞后,很多高层建筑的结构设计并不能满足当前社会的实际需求,造成了抗震性能不足的情况。

设计标准的滞后意味着设计中所采用的抗震参数和计算方法可能已经过时,无法充分考虑到地震对建筑结构的影响。

随着地震工程领域的不断发展和新技术的涌现,原有的设计标准已经难以满足当前的抗震需求。

浅析如何做好高层建筑结构抗震设计

浅析如何做好高层建筑结构抗震设计

能够计算出建筑构件的变形大小。对于高层建筑, 应该尽量 地震。在中国抗震等级是八度的建筑占绝大多数, 能够抵御六级地震。 间的关系, 设计 单位依 照有关 规章制 度 , 根据 建筑物 的类别 划分 和设防标 准 , 根据 在 强度 比较大 的建筑场 地进行 施工 , 这样 地震发 生时 的能量输入 就能 房屋的高度、 结构设计等等方面, 采用不一的抗震等级。比如, 在钢筋混 够得 到有效 的控制 , 有效 的减少破 l 生 。 凝土建筑结构 中, 抗震等级有 四个级别, 分别为一般 、 较为严重 、 严重及 3 . 2发展高 廷 l 生 设计 很严重 。 近年来诸 多高层在 抗震设 计不约 而同 的采 用 了高延 性结构 ,控制 在进 行高层 建筑结构抗 震设 计时 ,混凝 土结构 应该 按照建 筑的 高 建筑结构的刚度 , 能够有效地增大延性 , 让地震发生时的结构进人具有 度。 结构及 设防 的烈度选用 不同的抗 震等级 , 而且应 当满足 相关的计算 高廷 性的塑 性状态 , 消耗地 震作用产 生的能量 。 达 到高层建筑 在地震作 及措施 条件 。 用 中不 易发生倒 塌 的 目的 , 就应该 在承 载能力较 小的情况 下 , 使其 具有 2对建筑 物抗震效 果产生影 响的因素 较 高的廷 l 生, 吸收较多 的地 震能量 , 经受住 结构 的变形 。 要想 做好高 层建筑结构 抗震设 计 ,首 先要清楚 对建 筑物抗 震效果 3 . 3对材料 的选择加 以重视 产生影 响 的主要 因素有哪些 。通过 以下几 个方 面对 影 响抗震效 果的 因 在高层建筑的抗震能力决定因素当中,材料的选择也占有主要地 素进行 浅析 。 位 。在选择 之前 , 要 对建筑 材料 的参数进 行抗震 . 陛1 毙的分 析 , 从整体 山 2 . 1建 筑物 的结 构设计 了解参数 变异性 , 不能单 一的考 虑建筑 材料 的承载力 , 还要 从抗震 的角 在影 响建筑 物抗震效果 的 因素中 ,建 筑物 自身 的结 构设计 是其 中 度出发, 满足建筑结构在廷 眭方面的需求。 在满足施工各方面选择的基 还 要考虑经 济适用 问题 , 综 合考量 , 决 定最 终的材料选 择方案 。 个非常重要的影响因素。高层建筑要满足设计之初对抗震程度的预 础上 , 想, 无论是点式住宅或者版式住宅 , 都必须开展科学合理的结构设计 , 3 . 4抗震 防线设置 确保抗震策略科学化 , 可以做到不受小地震损坏 , 遭遇大地震不倒塌 , 高层建 筑结构 的设 汁过程 中 , 根据 需要可 以设 置多道抗震 防线 。 第 以此很 好提升高层 建筑 的抗 震性 。 道 防线遭 到破 坏之后 , 可 以启动 后备 防线 , 对地震 能量进行 进一 步 的 如果建筑物对平面的设计过于繁琐 , 质心与刚心不统一 , 就会增加 阻隔, 避免整个抗震系统的瞬间崩盘。高层建筑结构进行抵抗地震设计 地震的影响力 , 造成更为严重的后果 。因此 , 建筑物的结构平面设计应 过程 中 ,采 用具有 多个肢 节和壁式 框架 的框架剪 力墙结 构等方式 能够 当最大程度上确保质心与刚心可以重合 , 来确保建筑物的抗震能力不 有效 的增加抗 震防线 。 剪力 墙结构 当中 , 还 可以通过合 理的设置连 梁增 受影 响。 加抗 震 防线 。 2 . 2建 筑结构使用 材料及施 工工序 4对 高层建筑 结构抗震设 计的展望 建筑结构的使用材料对抗震效果有着非常大的影响,但这一方面 在今后的许多年里 ,高层建筑仍然会是我国建筑行业的主要工作 在过去通常被人们忽略了, 工作人员必须清楚认识到 : 在绝大多数 情况 方向, 我国也依然会位居高层建筑国家数量的榜首, 因此也将会给高层 下 ,建筑 物在遭 受地 震 隋况 下的损 毁程度 与建筑 的质量好 坏是 成正 比 建筑抗震设防带来诸多新的难题。在 2 1 世纪以后的若干年内, 高层建 的 。如 果在 同样 的时间 、 同样 的地点 遭受 同样等级 地震 , 建 筑物使 用 的 筑结 构抗震可 能会有如 下一些变 化 : 建筑 材料 质量越 好 , 该 建筑 物遭受 地 震 的作用 力也 随 之较 小 ; 相反的, 高层建筑的抗震结构体系会由原本的硬『 生 为主要方向向柔性为主 如果建筑物使用的材料质量一般 , 甚至不合格, 建筑物遭受地震的作用 要方 向的结构改 变 , 用“ 以柔 克刚 ” 的办法对建 筑结构 构件 的隔绝 震源 、 力必然是很大的。在建筑物的实际施工建造中, 往往建议多采用隔断、 减少 地震能 量输入 及一 定程度 上减弱地 震损坏 行进行调 整 ,从而 实现 维护墙等构件 ,将质轻的如空心砖 、加气混凝土板等建筑材料普及应 抗震 的 目的。 用, 这对做好 高层建 筑的抗震 能力起着极其 重要 的帮助作用 。 高层建筑建 造所使用 的原材料 对建筑 物抗震 效果产 生的影 响会 逐 建筑结构施工程序与施工所使用的原材料质量优劣都对建筑工程 渐从人们的意识中提高上去。 随着建筑使用的材料的抗震 皂 的提高 , 的质量起着决定性的作用 , 在施工阶段中, 每一道工序都可能对抗震效 高层 建筑 的抗震性 能也会 随之提 高 。新兴 材料 的开发也会很 大程 度上 果 造成影 响。因此 , 在高层 建筑 的施工 环节 , 要严 于监督 和管 理 , 规范操 催促高层建筑结构抗震设计的发展脚步。 采用层层修改、 优化后的抗震 作, 在建筑结 构的质 量方面来确 保建筑 物 良好 的抗 震能力 。 方法设计来充分满足高层建筑的抗震需要。

高层建筑抗震设计优化案例分析

高层建筑抗震设计优化案例分析

高层建筑抗震设计优化案例分析在当今城市发展的进程中,高层建筑如雨后春笋般拔地而起。

然而,地震等自然灾害的威胁始终存在,因此高层建筑的抗震设计优化至关重要。

本文将通过具体案例,深入分析高层建筑抗震设计的优化策略及实践效果。

我们先来了解一下高层建筑抗震设计的基本原理。

地震作用下,建筑物会受到水平和竖向的力,导致结构变形和破坏。

因此,抗震设计的核心目标是确保建筑物在一定强度的地震作用下,能够保持结构的稳定性和完整性,保障人员的生命安全。

接下来,让我们以某一实际的高层建筑为例。

这是一座位于地震多发区的 50 层写字楼,总高度约 200 米。

在最初的设计中,虽然满足了当地的抗震规范要求,但经过进一步的分析和研究,发现仍有优化的空间。

首先,在结构体系方面,原设计采用了框架核心筒结构。

为了提高抗震性能,优化方案增加了剪力墙的数量和厚度,使得结构的抗侧刚度得到显著提升。

同时,对框架柱和梁的截面尺寸进行了调整,以增强其承载能力。

在材料选择上,原设计使用了普通强度的钢筋和混凝土。

优化后,选用了高强度的钢材和高性能混凝土,提高了材料的强度和延性,从而增强了结构的抗震能力。

基础设计也是抗震优化的重要环节。

原基础设计为筏板基础,经过地质勘察和分析,发现采用桩筏基础更为合适。

通过合理布置桩位和调整桩长,有效地提高了基础的承载能力和稳定性,减少了地震作用下的不均匀沉降。

在抗震构造措施方面,增加了梁柱节点的箍筋加密区长度和箍筋间距,提高了节点的抗震性能。

同时,加强了楼梯间等关键部位的构造措施,确保在地震时人员疏散通道的安全。

在计算分析方面,采用了多种先进的分析软件和方法,对结构进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的分析。

通过对比不同方案的计算结果,确定了最优的设计参数。

经过上述一系列的优化措施,该高层建筑的抗震性能得到了显著提升。

在模拟地震作用下的分析中,结构的变形和内力分布更加合理,最大层间位移角明显减小,满足了更高的抗震性能目标。

高层建筑结构抗震设计中的挑战与创新

高层建筑结构抗震设计中的挑战与创新

高层建筑结构抗震设计中的挑战与创新随着城市化进程的加速,高层建筑如雨后春笋般在城市中拔地而起。

这些高层建筑不仅是城市现代化的象征,也为人们提供了更多的居住和工作空间。

然而,高层建筑在面临地震等自然灾害时,其结构的安全性和稳定性面临着巨大的挑战。

因此,高层建筑结构抗震设计成为了工程领域中至关重要的研究课题。

在高层建筑结构抗震设计中,首先面临的挑战就是地震作用的复杂性。

地震是一种随机的、多维的动力作用,其频谱特性、持续时间和强度都具有很大的不确定性。

对于高层建筑来说,由于其自振周期较长,容易与地震波中的长周期成分发生共振,从而导致结构的破坏。

此外,地震作用在不同方向上的强度和频谱特性也可能存在差异,这就要求在设计中考虑多维地震作用的影响。

高层建筑的结构形式多样,常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

每种结构形式都有其特点和适用范围,但在抗震设计中也存在着各自的难点。

例如,框架结构在水平地震作用下容易出现梁柱节点的破坏;剪力墙结构虽然具有较好的抗侧力性能,但在施工过程中可能会出现混凝土开裂等问题;框架剪力墙结构需要合理地协调框架和剪力墙之间的受力关系,以保证结构的整体性能;筒体结构在角部容易产生应力集中,从而导致局部破坏。

高层建筑的高度和复杂性也给抗震设计带来了诸多困难。

随着建筑高度的增加,风荷载和地震作用对结构的影响也越来越大。

在设计过程中,需要考虑结构的稳定性、抗倾覆能力和整体变形等问题。

同时,高层建筑中的竖向构件往往承受着巨大的轴力,这对混凝土的强度和钢筋的配置提出了更高的要求。

而且,高层建筑中的设备和管道系统也会增加结构的自重和非结构构件的影响,进一步加大了抗震设计的难度。

为了应对这些挑战,工程师们在高层建筑结构抗震设计中不断进行创新。

在结构体系方面,出现了一些新型的结构形式,如巨型框架结构、悬挂结构和隔震结构等。

巨型框架结构通过设置大型的主框架和次框架,有效地提高了结构的抗侧力性能;悬挂结构将建筑物的大部分重量通过吊杆悬挂在核心筒上,减小了结构的地震响应;隔震结构则是在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置,如橡胶支座等,将地震能量隔离和消耗,从而保护上部结构的安全。

“高层建筑结构抗震与设计”课程教学改革与实践

“高层建筑结构抗震与设计”课程教学改革与实践

广 东工业 大 学 的 “ 层 建 筑 结 构 抗 震 与设 计 ” 高 课 程包 括 了“ 构 抗 震 设 计 ” “ 结 和 高层 建 筑 结 构 设
选定和布置、 荷载和作用传递路径的设置、 关键部位 和薄弱环节的判断和加强 、 结构整体稳定性保证和
耗能作 用 的发挥 以及 承载 力和结 构 刚度沿 高度 的均
计 结果 不是 唯一 的 。这 种不 唯一 性对学 生 的要求更
高 , 生必须 对每个 知识 点 的本质 有透彻 理解 , 可 学 才 以融会 贯通 , 灵活应 用 , 设计 出满 足抗震 设计要 求 的
优 秀成果 。
调整和修订 , 平时也会根据实际情况做些局部变动 , 与这两门传统课程直接相关 的主要规范有 : 建筑结 构荷 载规 范 、 凝土结 构设 计规 范 、 筑地 基基础 设 混 建 计规 范 、 筑抗 震设 计 规 范 和高 层 建筑 混凝 土 结 构 建 技术 规程 等 , 们必须 密切 留意规 范 的修订 动态 , 我 以 及修订 的背景依据 , 及时修正教学 内容。 第 四, 注重概念设计。一个合理 的抗震设计往
第1 O卷 增千 q
21 0 0年 7月
广 东工业大学学报 ( 会科 学版 ) 社
J u n l f a g o gUnvri fT c n lg ( oh cecsE io ) o r a n d n iest o eh oo y S cdS i e dt n o Gu y n i
了学 生运 用知 识解 决实 际问题 的 能力 。
重点, 我们用高层建筑混凝土结构抗震设计作 为代 表。这样就把结构抗震理论和高层建筑结构设计两 门课程有机地结合起来 。因此 , 高层建筑结构抗 “ 震与设计” 课程是两部分 内容 的有机结 合: 第一部 分为 结构抗 震设 计基 本理论 , 即抗震 绪论一 场地 、 地 基 和基 础一 地震 作用 和结构 抗震 验算 一减 震控 制理 论; 第二部分为高层建筑混凝土结构抗震设计 、 钢结 构厂房抗震设计 、 砌体结构抗震设计 , 重点是高层建

建筑结构实习报告(精选6篇)

建筑结构实习报告(精选6篇)

建筑结构实习报告(精选6篇)建筑结构实习报告(精选6篇) ⼀段难忘的实习⽣活结束了,我们肯定学习到了不少学问,不妨坐下来好好写写实习报告吧。

但很多⼈说起写实习报告都是毫⽆头绪吧!以下是⼩编帮⼤家整理的建筑结构实习报告(精选6篇),欢迎⼤家分享。

建筑结构实习报告1 ⼀、实习⽬的 通过接触和参加实际⼯作,充实和扩⼤⾃⼰的知识⾯,培养综合应⽤的能⼒,为以后⾛上⼯作岗位打下基础。

⼆、实习内容 参加测量⼯程、钢筋⼯程、模板⼯程、混凝⼟⼯程、砌筑⼯程施⼯全过程的操作实习,学习每个⼯种的施⼯技术和施⼯组织管理⽅法,学习和应⽤有关⼯程施⼯规范及质量检验评定标准,学习施⼯过程中对技术的处理⽅法。

三、实习概况 在实习期间遵守实习单位和学校的安全规章制度,出勤率⾼,积极向⼯⼈师傅请教善于发现问题,并运⽤所学的理论知识,在⼯地技术员的帮助下解决问题。

对钢筋⼯程、模板⼯程、混凝⼟⼯程等有了很具体的了解,同时对部分⼯程进⾏实践操作。

1.钢筋⼯程钢筋使⽤必须坚持先检查后使⽤的原则;钢筋必须有出⼚合格证和检验报告,按国家规范进⾏复检合格后⽅可⽤于⼯程中,钢筋在现场加⼯,制作加⼯⼯序为:钢筋机械安装→钢筋对焊→锥螺纹加⼯→弯曲成型→钢筋绑扎。

2.模板⼯程模板及其⽀架应根据⼯程结构形式、荷载⼤⼩、地基⼟类别、施⼯设备和材料供应等条件进⾏设计。

模板及其⽀架应具有⾜够的承载能⼒、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝⼟的重量、侧压⼒以及施⼯荷载。

浇筑混凝⼟时模板及⽀架在混凝⼟重⼒、侧压⼒及施⼯荷载等作⽤下胀模(变形)、跑模(位移)甚⾄坍塌的情况时有发⽣。

为避免事故,保证⼯程质量和施⼯安全,提出了对模板及其⽀架进⾏观察、维护和发⽣异常情况时进⾏处理的要求。

3.混凝⼟⼯程结构混凝⼟的强度等级必须符合设计要求。

⽤于检查结构构件混凝⼟强度的试件,应在混凝⼟的浇筑地点随机抽取。

取样与试件留置应符合下列规定: 1、每拌制100盘且不超过100m3的同配合⽐的混凝⼟,取样不得少于⼀次; 2、每⼯作班拌制的同⼀配合⽐的混凝⼟不⾜100盘时,取样不得少于⼀次; 3、当⼀次连续浇筑超过100m3时,同⼀配合⽐的混凝⼟每200m3取样不得少于⼀次; 4、每⼀楼层、同⼀配合⽐的混凝⼟,取样不得少于⼀次; 5、每次取样应⾄少留置⼀组标准养护试件,同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。

关于高层住宅建筑抗震结构设计的思考

关于高层住宅建筑抗震结构设计的思考

关于高层住宅建筑抗震结构设计的思考摘要:本文中笔者首先阐述了当前高层建筑抗震设计现状及存在问题,进而针对高层建筑的抗震特点进行了动力分析,并提出一些自己的建议与措施,旨在为进一步提高我国高层建筑抗震结构设计水平提供一定的理论参考。

关键词:高层住宅建筑;抗震结构设计;动力分析中图分类号:tu352.1+1文献标识码: a 文章编号:随着高层建筑施工技术和设计计算方面的迅速发展,各大中城市普遍兴建高度在一百米或以上的建筑,建筑的类型与功能也日益复杂,结构体系逐步呈现出多样化的发展趋势。

对于高层建筑而言,做好抗震设计是极其重要的。

本文中笔者主要针对高层住宅建筑在抗震设计方面的不足进行了探讨,并提出了自己的建议。

一、我国当前高层住宅建筑抗震设计现状与不足一直以来,我国高层建筑的结构材料都是以钢混结构为主。

随着现代设计思想的发展,结构体系也不断呈现出多样化的趋势,建筑平面布置与竖向结构也日趋复杂,并出现了大量超高超限的钢混结构建筑,这也给结构设计带来了新的难题,尤其是抗震设计已经成为了建筑整体设计的一个重要课题。

近年来,很多高层建筑结构设计和科研人员在此方面进行了大量的探索与研究,现阶段,我国已经存在很多种用于高层建筑结构设计的软件,如我国研究院结构所开发的tat、tbsa,清华大学开发的tus等,都为高层建筑的抗震设计提供了高效的分析和设计帮助。

但随着建筑功能多样化的发展,在建筑设计过程中经常会出现一些问题,如果只通过设计软件进行计算与分析,必然会造成不必要的浪费和缺陷,严重的甚至会导致工程事故的发生,这就需要设计工程师不断积累设计经验,将概念设计与实验分析有机结合,对具体工程进行具体分析与处理。

二、关于高层建筑抗震结构设计分析1、结构设计动力特性分析开始高层建筑的初步设计后,首先应该结合方案对结构布置进行分析计算确定。

计算模型由±0.000到楼顶,假设楼板的平面内刚度为无限大,随着楼层高度的增加,结构纵向的自振周期与地震力基本正常,而结构横向的自振周期偏长,结构的刚度较低,对于地震的水平作用力抵抗较弱,整体来看,结构的抗震能力不够强。

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高层建筑结构抗震设计的实践及体会
摘要:现代建筑为了追求多功能.多变的使用空间及丰富的立面效果,常采用较为复杂的高层建筑结构体系,于是超限高层建筑应运而生,这使高层建筑抗震设防工作成为结构设计的重点和难点。

本文结合实例对高层建筑结构抗震设计做出研究和分析,并采取必要的抗震措施,仅供同行参考。

关键词:高层建筑剪力墙结构抗震设计
随着社会需求的多样性和我国科技的迅猛发展,建筑物的高度是越来越高,建筑结构也变得更加复杂,这无疑给建筑行业的建筑结构抗震设计工作增加了难度并带来挑战。

我国是一个地处多地震带的国家,东邻太平洋地震带,南接亚欧地震带,地震分布面积较为广,地震活动频度高、震级大,是世界上遭受地震灾害较为严重的国家之一。

一次大地震可能在很短的时间内毁灭一座城市,导致重大的经济损失和人员伤亡;据统计,20世纪全球地震造成的死亡超过200万人,振动时间总和不到1小时。

因此,提高高层建筑结构抗震设计水平,已经成为我国城市建设和发展中所面临的一个重要课题,很多专家学者长期从事抗震研究工作,本文利用最新的研究成果建筑解决建筑(尤其是高层建筑)抗震设计中的难题。

一、工程概况
某商住两用建筑工程项目为超限高层建筑,建筑面积56500㎡。

地下共3层,地面以上54层,首层层高为5m,2-54层为住宅标准层层高为2.8m,其中21层为设避难兼设备层,层高为2.8m。

标准
层平面尺寸为39.9m×39.5m。

该塔楼结构高度为158.6m。

建筑抗震设防类别为丙类,建筑场地类别为ii类,抗震设防烈度为ⅵ度(设计基本地震加速度为0.05g,多遇、偶遇地震下amax 分别取0.05g、0.1g),结构设计使用年50年。

风荷载计算按百年一遇的基本风压取值0.35kn/㎡,地面粗糙度c类。

二、工程特点和抗震性能目标
该工程为钢筋混凝土剪力墙结构体系(裙楼部分为框架结构),建筑总高度l58.6m,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)3.3.1条,该塔楼超过a级高度(超过高层建筑的最大适用高度140m的13.28%),属b级高度的高层建筑;其结构高宽比1.o1,小于《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)第3.3.2条规定中级高层建筑最大高宽比限值;结构竖向规则;非偶然偏心,扭转位移比小于1.2,考虑偶然偏心5%时扭转位移比最大为
1.26>1.2,该工程为平面扭转不规则结构,属于一般超限高层建筑。

通过细致的分析,采取相应的措施可改善结构性能。

据此确定结构的抗震性能目标如下:
1)主体结构满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标。

2)大震下主要结构构件不发生剪切和压溃破坏,即在结构层间位移角不超过弹塑性位移角限值的情况下,主体结构不得丧失抵抗重力荷载的能力。

3)主体结构不倒塌的情况下连接体不得垮塌。

本工程各构件在各震级下采用不同的设计具体要求,详见表1。

三、建筑地基基础设计分析
根据地质勘察报告,工程地质条件较好,场地覆盖土层厚度约为l5~18m,上层主要为粘土层,其下为中风化白云岩或微风化白云岩,岩层面起伏不大,中风化及微风化白云岩岩石饱和单轴抗压强度f 分别为25mpa至35mpa、承载力特征值分别为4000kpa及7000kpa。

结合本工程场地的地质情况本工程采用墙下单桩或多桩承台基础型式,采用大直径(d=1000~1800mm)机械冲孔嵌岩桩,桩端嵌入持力岩层分别为:中风化岩层大于或等于6m及微风化岩层大于或等于0.5m,桩长6-15m。

四、结构设计与计算分析
4.1结构体系
剪力墙结构以±0.000层为上部结构嵌固部位。

剪力墙截面:-3~7层为200~400mm;其余为200-300mm,楼面梁大部分为
200mmx500mm,外围墙肢之间(平面内)按连梁布置;±0.000层楼板厚度200mm,标准层板厚度100~150mm,核心筒区及周边公共通道板厚120mm(双层双向配筋);屋面板厚120mm;墙混凝土强度等级为c55~c25,粱、板混凝土强度等级为c35~c25。

4.2结构计算分析
4.2.1结构小震弹性分析
结构抗震验算采用扭转耦联振型分解反成谱法,并考虑偶然偏心
影响。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)第5.1.12条:b级高度的高层建筑结构应采用至少两个不同力学模型的三维空问结构分析软件进行整体内力位移计算等其他相关规定。

分别采用satwe与pmsap及gssap工程计算软件进行建模分析,计算结果见表2。

据上表结果可知,在地震作用和风荷载作用下,主体结构的周期、位移、刚度等各项指标均满足抗震规范要求;三个程序的计算结果相近,未出现原则性冲突或矛盾的结果,对比可知计算结果合理、有效,说明结构体系选择适当,结构布置合理,构件截面尺寸合理。

4.2.2结构弹性动力时程分析
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)第5.1.13条规定,本建筑为b级高度的高层建筑结构,应采用弹性时程分析法进行补充计算。

本工程采用中国建筑科学研究院编制分析程序satwe进行计算,建立分层模型,将各楼层的质量集中于楼层处,形成弹性多质点体系,然后输入地震波进行动力时程分析,得结构各点的位移、速度和加速度反应,由位移反应计算结构内力。

按ⅵ度地震ⅱ类场地土,特征周期0.35s,选用两组天然波th2tg035、th3tg035,一组人工合成波rh3tg035,输入地震加速度最大值为35cm/s?(参考ⅶ度区),按双向地震波输入,结构阻尼比0.05。

弹性动力时程分析结果见表3,每条时程曲线计算所得的结构基底剪力均大于振型分解反应谱法求得的底部剪力的65%,3条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱法
求得的底部剪力的80%。

除顶层塔楼由于鞭梢效应位移角较大外,其余楼层位移及剪力沿竖向分布均匀,无突变,地震作用效应基本均小于振型分解反应谱法计算结果。

4.2.3结构中震、大震分析
中震分析取水平地震影响系数最大值 max=0.16,不考虑地震组合内力调整系数(即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数),本工程中震数据来源于satwe计算结果。

严格控制剪力墙墙肢轴压比,中震弹性计算结果表明,中震作用下底部加强区剪力墙仍处于弹性阶段,表明剪力墙的抗震性能得到了较好的保证。

所有楼层粱均未出现受剪破环,个别框架梁和连梁出现塑性铰,通过调整粱截面或对梁采取竖向加腋的措施,使其满足抗弯不屈服的要求,以保证结构整体满足‘‘中震可修”的第二水准的抗震设防目标。

本工程处于ⅵ度设防区,且不属于特别不规则和严重不规则结构,侧向刚度均匀无突变,无结构薄弱层,且满足第二水准的抗震设防目标。

该工程位于6度抗震区,可通过概念设计,并结合合理的抗震措施,来满足罕遇地震作用的要求;从而实现“大震不倒”的第三水准的抗震设防目标。

4.2.4依据《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)第3.7.6条要求,对高度超过150m的高层建筑,尚需控制平时使用时结构顶点在风荷载作用下的最大加速度。

经计算,本工程计算的顺风向结构顶点最大加速度为0.017m/s?,横风向结构顶点最大加速度为0.o13m/s?,小于或接近规范限值0.15m/s?,因此,该建筑结
构满足规范对于风荷载下的舒适度要求。

五、优化建筑结构抗震设计的措施
为确保工程质量安全,对工程结构抗震设计的注意事项和优化措施如下:
(1)提高基底底部加强区及其上一层的分布筋配筋率。

提高与剪力墙相邻的框架柱纵筋配筋率及配箍特征值。

(2)为了保证强柱弱梁,严格控制柱的轴压比,框架梁抗震等级采用三级。

通过弹塑性时程分析得出的薄弱层楼层地震剪力按放大1.15倍采用;
(3)尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构,以减小柱断面尺并改善结构的抗震性能;
(4)重视建筑材料的选择,选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料,如采用高强抗震钢筋hrb400e、hrbf400e、heb500e 、hebf500e,以提高结构的延性和耗能性能。

(5)高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线,增强对地震的抵抗力。

剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁(包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙),使其具有优良的多道抗震防线性能。

通过采取以上措施可保证结构具有良好的抗震性能,能够达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标。

结束语
本文结合工程实例,分析了超限高层建筑结构的抗震设计。

本工
程采用了多程序对建筑结构进行详细的弹性动力时程分析,评价其抗震性能并提出相应的加强措施。

详细分析结果表明,本工程建筑结构的工作状态和性能均能达到抗震设计的预期目标和规范要求,保证工程结构具有良好的整体抗震性能。

参考文献:
[1]jgj3—2010,高层建筑混凝土结构技术规程
[2]jgb50011—2010,建筑抗震设计规范
[3]gb50010—2010混凝土结构设计规范
[4]王涛.钢筋混凝土框架一剪力墙结构弹塑性地震反应分析.哈尔滨:中国地震局工程力学研究所,2006.。

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