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1、分析超限高层建筑抗震设计和改进摘要:抗震设计是超限高层建筑工程设计的重要内容,尤其在地震多发地带的工程项目建设过程中,一定要根据实际工况,提高建筑抗震级别和能力。本文将对超限高层建筑抗震设计方法进行分析,并在此基础上以重庆市彭水县沙沱客运中心项目中的1#楼为例,就超限高层建筑抗震设计思路和效果,谈一下自己的观点和认识,以供参考。关键词:超限高层;建筑抗震设计;方法;实例;研究对超限高层建筑而言,抗震设计的优劣在很大程度上关系着整个建筑抵御地震灾害的能力,尤其对于超限高层建筑而言,复杂的结构一旦遭到地震的影响,巨大破坏,必然会造成非常严重的后果。因此,在当前的形势下,加强对超限高层建筑抗震设计与
2、改进问题研究,具有非常重大的现实意义。1、超限高层建筑抗震设计方法超限高层建筑抗震设计过程中,应当选出至少两个合适的力学模型进行抗震验算和分析,而且所选的力学模型一定要合适,否则将难以正确计算出建筑结构受力情况。不同力学模型所选用的力学计算程序不同,其计算结果体现在以下几个方面:主体建筑结构、相关构件在地震中的承载力如何;主体结构需进行弹性时程分析,利用弹塑性静力、动力对其计算,从而补充计算结构。实践中,对于那些受力相对比较复杂的重要构件而言,应当严格按照力学计算结果对其配筋设计合理与否进行验证。超限高层建筑抗震设计过程中,如果主体建筑结构刚度不合理,则在基于力学模型受力计算分析过程中,就会出
3、现周期性的变化,主体建筑结构位移也会偏大或者偏小。基于此,在设计过程中,一定要注意调整刚度参数,避免因刚度不合理而影响整个高层建筑的抗震性能。隔震、消能减震,作为目前超高层建筑领域应用最有效的抗震技术手段,在提高超限高层建筑结构抗震性能方面,表现出较大的应用优势,可有效提高超限高层建筑的抗震设防系数。隔震技术在超限高层建筑抗震设计过程中的应用,可有效延长该建筑结构的自振周期,对于减小地震对高层建筑物造成的影响、提高超限高层建筑抗震性能,效果非常的显著。在隔震技术应用过程中,通常采用的是时程分析法对其受力情况进行计算。消能减震技术应用过程中,通过利用消能器使超限高层建筑结构发生变形,以此来减少地
4、震来带了的影响,从而达到抗震目标。一般而言,消能器两种类型,即速度型、位移型阻尼器,在计算过程中多采用非线性时程分析法,防烈度一般降低大约1度左右。需要指出的是:该种抗震设计,需根据建筑结构实际情况,合理布设消能器,基本的原则是把消能器安装在层间位移较大位置,而且主轴向上的消能器应当均匀合理。楼层间安装的消能器,可有效提高超限高层建筑结构附加阻尼,以此来降低因地震而造成的位移反应。2、超限高层建筑抗震设计实例效果2.1工况概述重庆市彭水县沙沱客运中心项目,总建筑用地面积达15903.88平方米。其中,可建设用地内构建了1至4号楼,两栋楼间采用抗震缝隔开,缝宽为250mm,其中1、2、3、4号楼
5、为超限高层建筑物,本文主要对1号楼进行研究。2.21#楼结构基本情况及抗震等级2.3 1#楼静力弹塑性推覆分析按照抗震性能目标的要求,结构需要在大震作用下满足“大震不倒”,这也是抗震规范要求的“第二阶段”的设计,利用SATWE的PUSH&EPDA模块对结构进行了罕遇地震下的静力推覆分析,静力推覆分析是对结构在罕遇地震(TG=0.50s)下的行为进行预测的一种有效方法,通过分析,可以达到以下目的:找出结果最先破坏的薄弱环节。采用PUSHOVER程序进行静力弹塑性分析的计算模型与SATWE分析模型一致。进行静力弹塑性分析的步骤如下:施加竖向静力荷载,计算结构内力,并作为侧推分析的初始应力。给定侧推
6、荷载形式,然后进行非线性静力推覆分析。使用程序提供的需求谱和能力谱关系确定对应的小震、中震、大震下的结构反应特性和塑性发展情况。程序提供四种侧向力分布形式。包括倒三角形分布,矩形分布,实时分布和CQC分布,本结果选用倒三角分布和CQC两种侧向力分布形式就行计算。2.4 1#楼弹性时程分析计算结果静力弹塑性推覆分析结果表明:当水平推覆力由零增加到相当于“小震”水平时,结构的整体性能基本保持弹性,达到了“小震不坏”设计要求。当水平推覆力达到相当于“中震”水平时,塑性发展范围有限。塑性铰仅在连梁内出现。满足“中震可修”设计要求。当水平推覆力达到相当于“大震”水平时,塑性铰发展,侧向刚度下降,推覆曲线
7、逐渐趋向平稳,表现出明显的塑性行为,但是仍保持向上的趋势,说明结构仍具有稳定的抗侧推能力。在大震作用下,结构的弹塑性位移角能够满足规范不大于1/120的要求,满足“大震不倒的设计要求。塑性铰首先出现在底部筒体连梁内,对于连梁,作为结构的耗能构件,首先出现塑性铰,达到预期控制目的。综上所述,经过合理的结构布置及详细的分析计算和有针对性的抗震措施,结构设计安全可行。结语:总而言之,超限高层建筑的抗震设计非常重要,因此具体设计过程中,应当采用最新抗震技术和措施来有效提高建筑结构的抗震性能。同时,还要转变思想观念,从更多的方面去借鉴概念、知识和技术,并以此为基础上来激发设计师的灵感。只有这样才能设计出更多抗震性能强、宜居的建筑作品,才能确保我国建筑行业的可持续发展。参考文献:1唐佳卫.超限高层建筑抗震设计浅析J.城市建设理论研究(电子版),2013(2).2季静,黄超.基于性能的设计方法在超限高层建筑结构设计中的应用研究J.世界地震工程,2013,23(01):99-102.3唐军,杜培龙,张猛.基于性能的抗震设计方法在超限高层建筑中的应用J.河南科学,2012,27(02):214-216.4李赫男.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究J.黑龙江科技信息,2013,10(24):188.5聂辉.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题J.城市建设理论研究(电子版),2013(21).
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