建筑結構抗震設計研究4篇
時間:2022-08-29 11:30:13
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第一篇
一、建筑結構抗震目標與設計
在建筑結構的實際抗震設計中應堅持“小震無影響、中震可維修、大震不傾倒”的目標,為實現這一目標,主要實施兩階段設計,在第一階段中,參照小震出現時的作用效果、負載效應,科學計算結構構件負載能力以及形變程度,在第二階段設計中,參照出現次數較少的地震作用效果,科計算建筑結構的形變程度。
二、地震災害中建筑結構的損害位置
眾所周知,地震具有一定的突發性和復雜性,這要求建筑結構應具備一定的彈性形變程度,以免在地震中被損壞或者傾倒,若想實現此項目標,存在一定的難度,但合理的抗震設計可降低損壞程度,這是因為將地震產生的能量經由彈性形變進行消耗,因此,在抗震設計中應著重增強建筑結構的形變程度、能量損耗效應和抗震性。
(一)各層結構強度較弱樓層。在鋼筋混凝土結構中,如若框架結構設計不一致,將會存在結構強度較弱的樓層,一旦遭遇地震,高樓層首先受到損害,形變程度較大,從最初的彈塑性形變到最終的集中形變,引發倒塌現象。
(二)填充墻的損壞。在鋼筋混凝土結構中,填充墻具有較強的抗形變能力,剛度和硬度均較高,然而,一旦遭遇地震災害,填充墻首當其沖被破壞。如若地震等級超過8級,會進一步損壞填充墻,墻面縫隙較大,嚴重情況可能出現倒塌。通常,對于填充墻結構而言,上端重量較大,底端重量較小,實心填充墻和空心填充墻相比,損壞程度比較嚴重,同時,砌體墻的損壞程度重于磚墻。
(三)節點、節點與柱端的銜接點。在建筑結構中,如若梁的重量小于柱,則柱的底端與頂端相比,結構較強,柱子旁邊被損壞的可能性較大。通常,在地震災害中,柱的頂端的損壞程度最為嚴重,形變較大。如若損壞相對較輕,柱子會出現傾斜,存在折斷的可能性,如若情況嚴重,將會損壞混凝土,內側主筋顯露,有些還會出現脫節現象。
三、建筑結構抗震設計
在鋼筋混凝土結構中,如若遭遇地震,在節點位置幾乎不出現破壞,梁與柱相比,出現屈服的現象較早,且發生的頻率較多,通常,位于相同水平面的柱子兩側出現的屈服時間越長,則越有利,對于底層柱底的塑性最后形成,由此可知,在建筑結構抗震設計環節,應盡量分散呈現梁、柱的塑性,以此來最大限度地發揮建筑結構的地震抵抗能力。
(一)確保延性。1.計算延性。鋼筋混凝土結構一旦遭受地震災害,應借助樓層水平方向的地震剪切力以及各個樓層之間的位移映射樓層破壞程度,由此可知,待抗震設防等級達到二級以上標準時,結構構件處在彈塑性階段,具備一定的承載力,地震災害中所產生的能量主要通過彈塑性形變進行耗散,這要求框架結構的形變能力較強,只有這樣,才能有效抵抗地震災害。依據大量實驗可知,強柱弱梁、強節點等結構,其內力重新分布效果良好,能量耗散效果良好,在極限層出現較大的位移,抗震效果較為理想。本文中強弱標準在實際生活中有具體規定,為給設計者提供更多的便利,使用抗震負載力充當驗算表達式,只要代入公式,便可計算。劉家洋江西五方建筑設計有限公司江西贛州3410002.結構延性。通過對以往地震災害分析可知,建筑結構若想有效吸收塑性階段所生成的能力,這要求建筑結構應具有較強的負載能力。這主要是因為建筑物在遭遇地震災害時,建筑結構處于塑性階段,十分容易出現形變現象。因此,應參照鋼筋混凝土結構的實際特點以及具體的抗震標準,地震災害多發的國家應依據延性結構開展設計工作,確保局部結構的薄弱地帶具備一定的負載能力和剛度,進而確保建筑結構的整體質量,增加延性可增強建筑結構的形變能力,以此來降低地震災害的影響程度,全面提升抗震能力。另外,在結構分布上,應依據適當增加的數值來設計柱端變形負載能力,這不僅嚴格堅守了強柱弱梁的設計原則,還降低了屈服幾率。然而,在實際應用過程中,若想預防柱中出現塑性絞現象存在一定的難度,同時,還應遵循強剪弱彎,為實現這一目標,應采取有效的構造措施,進一步實現結構延性。
(二)梁柱結構設計為增強建筑物的抗震能力,在抗震設計環節,應適當提高房柱承載能力,以便進一步承擔房梁壓力。鋼筋混凝土結構在遭遇地震災害后,房梁塑性異常明顯,一旦受到最大非線性位移干擾,塑性將會發生較大的轉變,引發柱端塑性延遲出現,待達到最大非線性位移后,塑性轉變較小,有些甚至不出現塑性轉變,便可確保鋼筋混凝土結構的強度和穩定性。
(三)實施短肢剪刀墻設計。短肢剪刀墻是指中間位置剪力墻薄壁,其它均是短肢剪刀墻,該結構主要被應用在地震等級在6-7級范圍內的區域中。在短肢剪刀墻中存在多個剪刀墻結構,在具體的設計環節,應嚴格參照相關規范,合理設計,不僅要確保受力方向的抗震能力滿足標準,還應保證承載能力統一。同時,還應有效控制傾覆力矩,在具體的建筑工程中,應依據相同側力方向上的實際面積以及整體結構中截面面積,來確定傾覆力矩。
(四)其它措施。為確保鋼筋混凝土結構具有較強的抗震能力,在設計環節,應明確受拉鋼筋的最理想的配筋率,同時,配筋率一定要涵蓋最小以及最大配筋率,其中最小配筋率可確保房梁穩固,不會因拉力影響出現斷裂或者縫隙,最大配筋率可確保受拉鋼筋在屈服條件下,混凝土承壓地帶和房梁的最后損壞狀態下的極限壓應力之間存在一定的差距,這是因為在房梁的最后損壞狀態下,均以受壓地帶混凝土的負載壓力和損壞程度進行衡量。另外,在建筑結構的抗震設計環節,可針對箍筋使用制定詳細的標準,此種作法,可全面抗剪,并可規范箍筋的最小半徑,使其在箍筋條件下,豎向箍筋不會因提前受力,引發不穩現象。同時,還應約束遭受壓力的混凝土,以此來增強混凝土的耐壓力。最后,還應切實保證房梁部位所使用的鋼筋質量合格,滿足相關規范標準。受壓鋼筋可充分分散剪力作用,減小受壓地帶的高度值,在遭遇地震災害時,下梁地帶可整箱彎曲,下方鋼筋會承擔一定的壓力。
四、結語
綜合分析我國地質條件可知,我國某些地區處于地震多發地帶,且目前,鋼筋混凝土結構是我國最主要的建筑結構,抗震設計不僅直接關乎著人民群眾的切身利益,還影響著國民經濟的發展情況,因此,我們應重視抗震設計工作,嚴格遵守相關規范,全面增強建筑物的強度和安全性,盡量降低或者避免地震災害對建筑物的影響程度。
作者:劉家洋 單位:江西五方建筑設計有限公司
第二篇
1建筑結構抗震設計存在的不足
為了提高建筑結構的抗震性能,作為設計工作者,必須加強設計技術和總結經驗教訓,認真分析建筑結構抗震設計的缺陷與不足,以便采取適當的措施,以提高建筑結構的抗震性能。在工作實踐中,建筑結構抗震設計的不足具體表現在以下幾個方面:①建筑場地選用。部分建筑工程在開工之前沒有對地形進行詳細地勘察,在地質地形不明的情況下進行修建(或改擴建),導致建筑結構的抗震性能不佳。②建筑結構主體設計不達標。例如建筑結構重心往往頭重腳輕,導致結構的連接處薄弱,這樣一旦發生地震,就會由于鞭梢效應的影響導致建筑傾覆。③建筑原材料質量不達標。這也是建筑結構抗震設計不足的一種表現,難以為施工方提供科學的決策和依據,從而造成建筑結構施工質量不高,無法提升建筑結構的抗震性能。與國外標準相比,我國抗震結構設計規范對于系數認識的不足十分明顯。歐洲和新西蘭根據代碼減震系數(“中震”和“小震”二者的地面運動加速度之比)劃分延性等級。美國UBC規范由相同的原則劃分延性水平,但在高烈度區使用時建議采取高延性等級,反之亦然。目前,中國將采取降震統一的2.81的折減系數,而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.81,對延性要求是按抗震等級來劃分,抗震等級實質又主要是由烈度分區來決定的,這就導致同一個R對應了不同的μ,從而制定了不同的抗震措施,這與R-μ關系是不一致的。這種思路造成低烈度區的結構延性要求可能偏低的結果。
2針對建筑結構抗震設計不足的對策
根據以上的分析結果來看,設計工作者往往缺乏對建筑結構抗震設計中存在不足的深刻認識。因此,為提高建筑物的抗震性能,作為設計工作者,我們必須在建筑設計過程中采取適當的抗震措施。
2.1定位問題
作為一個設計工作者,地質工程建設項目必須要進行詳細的調查、選擇,建筑必須滿足抗震要求,地質和地形須保證與設計一致,為提高有效性打下了堅實的基礎,以提高建筑結構的抗震性能。
2.2結構選型問題
在設計過程中主體建筑的結構設計,應始終堅持對稱和簡單的規則,尤其是結構的豎向設計應具有一致性,并降低結構形狀的重心,有效地防止頭暈和連接材料強度不足的問題。
2.3建筑用材料的問題
材料選用設計必須符合設計要求,在建設項目中,新型建筑材料選用時應盡可能地減輕結構自重和建設成本,提高建筑結構的抗震性能并且降低成本。
2.4做好基礎工作的策略
①在建筑結構域抗震設計的前期階段,作為設計人員,應學會以概念設計角度,科學合理的色劑建筑物,以更好地確定建筑體系和結構布置,在此基礎上,應嚴格按照三水準設防和兩階段設計達標建筑結構抗震設防標準,且建筑結構的設計至少應從剛性、柔性、延性以及結構控制四個階段進行設計,但地震具有較強的隨機性、間接性、復雜性和偶然性,因而建筑結構往往由于結構的自振周期、阻尼的變化、材料性能的高低以及基礎沉降的差異等相關因素的影響,導致結構的設計難以滿足實際的需要,正是基于此,建筑結構的抗震設計人員,也應進行概念設計,同時確保設計的可靠性,方能進一步夯實建筑結構的抗震性能。②在建筑結構抗震設計中,為確保所設計的建筑構件之間相互協同的工作,需要建筑結構構件在承載力最大時也能協同工作,且具有較強的耐久性,因而在建筑結構中,作為設計人員應利用建筑的結構體系具有協同工作的特點進行設計,同時不得一味地借助建筑結構的自身剛度進行荷載的承受。③材料利用率的高低與結構之間工作協同能力的高低有直接的關聯,因而作為設計人員,應致力于建筑材料的利用率的提高,同時結合工程實際,采取就性的設計,以最大化地確保設計的可靠性。比如在設計梁截面應變梯度時,由于梁的長度一旦發生變化,那么梁彎矩就會出現變化,進而降低梁的中和軸周圍材料的利用率,最后導致矩形截面的受壓構架的利用率相對低下,這就需要設計人員利用建筑概念設計理念分析結構,從而更好地將梁截面應變的梯度進行調整,確保構件的軸心持續地受力,進而促進材料利用效率的提升,最后促進建筑結構抗震性能的有效提升。
3常見的結構抗震設計技術簡述
上文提到,設計工作者往往缺乏對建筑結構抗震設計中存在不足的深刻認識。因此,作為設計工作者,我們必須在建筑設計過程中采取適當的抗震措施。在此基礎上,同時采取相應建筑結構類型的抗震技術,從而提高建筑結構的抗震性能。在建筑結構抗震設計中,常見的建筑結構形式一般為多層砌體房屋結構和混凝土框架結構。筆者將主要簡述兩種結構的抗震設計:①多層砌體房屋結構的抗震設計技術。砌體結構是最常見的結構,這種結構,不僅吸引項目,該結構體系已被廣泛應用于許多工程,它具有成本低的特點。作為結構設計師,我們必須加強砌體結構的抗震設計。特別是應按相應的國家規范和地方規范,對砌體結構房屋的建筑高度和層數提出限制要求;其次,對砌體結構的縱橫墻體的數量和墻體之間的最大間距提出限制要求,嚴格按照相應的標準和規范的地震參數對當地住宅規模加以控制;最后,墻體砌筑中構造柱和圈梁的合理的平面布置和配筋可以加強約束墻體,以確保砌體結構的抗震性能。②框架結構的抗震設計。框架結構是建筑結構中另一種常見的結構,框架結構主要由梁構件和柱構件通過剛接與鉸接方式相連從而構成承重體系結構。這在地震中主要表現的危害現象是:柱端出鉸、柱端剪切破壞和節點破壞等。而框架柱構件的破壞則是導致建筑物結構局部或整體塌陷的重要原因。從鋼筋混凝土柱構件的破壞位置來看,典型破壞位置有:柱頂破壞、柱中部破壞、柱底破壞、短柱破壞、梁柱節點處破壞。為此對于框架結構的抗震設計,應嚴格按照設計理念:強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件,方能最大化地確保建筑抗震設計的可靠性。
4結語
綜上所述,對于建筑復雜結構的抗震設計是一個系統工程。建筑結構抗震設計的人員必須緊密結合時展的需要,努力提高自己的專業技能,對建筑結構抗震設計的缺陷,認真分析與總結,并采取相應的措施,并認真區別建筑結構抗震設計的類型,特別是抗震設計的組合應根據技術來決定,以更好地促進設計水平,以改善結構的抗震性能,同時提高企業的經濟效益和可持續發展,并有效地保護生命和財產安全。
作者:趙麗紅 單位:南京大學
第三篇
1.地震抗震結構設計的概念
對于建筑的抗震設計,隸屬于概念性,鑒于地震發生的不穩定、隨意性及不可準確預估性,建筑物所采取的抗震設計方式是否科學,只有在概念性的設計方式中進行全面體現。在進行抗震設計的時候,需要初始階段全面了解地震的能量、建筑結構的模式、系統、強度及剛度等問題,目的是在結構設計中有效應對抗震較為薄弱的問題。
2.對建筑結構抗震設計關鍵點的探討
2.1保證建筑場地選擇的合理性。鑒于地震所產生的影響和破壞的區域具有擴展性,范圍較大,在整個影響區內的建筑物都會受到損壞,但是鑒于位置不同,所受到的破壞程度也不盡相同。因此,在進行結構抗震設計的時候,對于建筑場地的的合理選擇十分關鍵。在進行選擇場地的時候,要選擇對抗震有利的地帶,如地質結構比較要堅固、環境比較開闊,這樣,可以在最大程度上降低地震災害對建筑物產生的損害,減少沉陷現象的發生,提升抗震效果。另外,要避免坡度較大的山腳、地質構造不均勻、地基不堅固的地區,尤其要避免選擇地震多發的地區。
2.2對建筑結構高度進行的抗震設計。在對建筑物高度進行考量的時候,要充分考慮建筑適用性和經濟性,確定不同結構系統需要的最佳的高度數值。一個合理的建筑物高度主要是由施工水平以及經濟發展水平共同決定的,但是,在實際的施工中,會出現高度超標的情況,因此,要謹慎對待這樣的問題,尊重科學。一旦發生地震,超高層建筑物的結構發生變化的程度會較大,高度的增加,會增添影響因素,同時,也發生一定的變化,例如,延性的具體要求、安全標準、材料的基本功能、荷載相關系數等。
2.3對材料和結構系統進行的選擇。在地震經常發生的地區,對于建筑材料以及建筑結構類型的選擇至關重要,需要高度重視。通常,對于高度在150米以上的建筑,主要結構類型為框架筒、筒中筒以及組合筒,它們在高層建筑中應用比較廣泛。在國外一些地震高發地區,主要的建筑材料為鋼結構,在我國主要是以鋼筋混凝土和混合類型為主的結構模式。對于這種結果內筒,在地震中,所受到的力量為80%左右。鑒于整個結構的關鍵和核心為鋼筋混凝土,因此,結構變形的極限即為混凝土結構變形的標準,要以此為基礎,絕對不能超過。在彎曲變形的條件下,側向位移增大,依靠鋼結構實現對位移幅度的減少,但是效果不顯著。一般情況下,為了提升結構剛度和強度,可以加強混凝土的剛度來實現,也可以增設伸臂結構,以促進抗震效果的提升。
2.4對于軸壓比和短軸進行的相關設計。針對建筑機構抗震設計,為了實現抗震效果的提升,要減小柱的軸壓比,同時,增加其截面的面積。對于軸壓比的降低,其目的是將柱子設置于偏心受壓的狀況中,防止縱向受力鋼筋脫離受拉屈服,出現混凝土破損的情形。對于柱本身,其具有較大的剛度和強度,但是,與之相適應的是結構的延性發生變化,出現延性較差的情況,一旦發生地震,整個結構在消耗地震能量羅永濱江西五方建筑設計有限公司341000方面就顯現的十分差,結構發生變形、受到侵害的幾率就大幅上升。因此,在進行高層建筑結構設計的時候,墻柱若梁是比較常見、有效的設計模式,主要是梁的延性較好,能夠將適當的變形控制在合理的范圍內,極大降低了柱子達到屈服強度的幾率,在具體設計的時候,可以對軸壓比進行合理范圍內的增大。另外,通常情況下,在高層建筑的底層,柱子的長細比控制在4,但不是以此作為短柱的唯一判斷標準。因為,短柱的關鍵影響因素為柱的剪跨比,當其數值被控制在2的范圍,才能將其判斷為短柱,
2.5對抗震設計的級別進行不斷提升。在近些年,地震發生的頻率較高,給整個社會帶來巨大損失。對于地震災害的研究,將50年作為一個探索周期,而小型地震再次發生的時間間隔為50年,這種地震的危害已經超過了結構抗震設計安全烈度概率的60%以上,而中型地震周期為475年,概率達到10%,而大型地震周期為2000年,概率達到2%,為此,要將建筑結構的抗震等級進行適時調整,提升到新的等級,對抗震設計進行全面、科學、合理的設計,實現較為穩定的抗震效果。
2.6嚴格控制基礎形式的選擇。在整個建筑基礎施工之前,要對基礎類型和模式進行恰當的選擇,目的是提高建筑結構抗震的持續性和穩定性。對于基礎類型,主要的影響因素為結構系統的種類和荷載力的大小。上部結構傳輸的力越大,就需要基礎要具備較強的承載水平和剛度。對于不同的建筑機構,需要與之相適應的地基變化和沉降標準。
2.7建筑結構的消能減震與隔震設計介紹。在傳統的結構抗震設計中,主要借助對結構本身強度的增加來實現的,對策的性質具有一定的被動性,對于消能減震隔震設計方式,主要是將隔震層設置在整體結構中,抑或是進行消能器的安置,以實現對地震能力的有效吸收,進一步實現減震的目的,其性質彰顯主動性。在建筑設計規范中,隔震的內容被納入其中,但是鑒于結構系統的全新性,隔震層以上結構的標準高于非隔震層,因此,在設計中運用的幾率不高。
2.8對抗震構造措施的設置。在整個抗震設計中,抗震構造措施至關重要,其合理性直接關系到防震效果的實現。在磚混結構中,對于水平圈梁的設置增強了內外墻的有效連接,使得房屋彰顯整體性。圈梁的設置能夠有效抵制預制板的脫落,平面倒塌的可能性降低,同時,在一定程度上屋蓋的水平剛度被增強。一旦發生地震,墻體的裂縫的程度被減輕,降低了不均衡沉降對建筑的影響。同時,構造柱的合理安排,使得房屋結構脆性被降低,延展性增強,即使墻體出現破損或者開裂,可以充分利用其塑性變形,實現對地震能力的消耗。
2.9抗震設計其它方面的影響。在進行抗震設計的時候,除了要考慮物料、空間結構、高度等因素外,還有注重抗震設計的基本原則:首先,在進行結構抗震設計的時候,要保證抗震設計的多樣性,否則,抗震結構的一部分發生實效,整個結構的穩定性和承載能力就會受到影響,將整個建筑置于極大的危險中;其次,在進行結構系統設計的時候,要保證結構具有較高的承載能力,延展性強,同時,耗能持續的時間較長;再次,要均衡分配結構剛度和強度在水平和垂直方向的分配,避免出現結構薄弱環節,防止結構出現過大的應力集中或者塑性變形集中的狀況。
3結束語
總之,隨著高層建筑的不斷擴展,高層建筑結構設計成為設計工作的重點,尤其抗震設計更為關鍵。對于建筑結構抗震設計來說,其設計彰顯完整性和系統性,需要將其貫穿于整個設計過程。對于抗震設計的來說,其設計效果直接決定建筑物的標準。為此,合理、科學的抗震設計非常重要,要針對不同的建筑和具體情況,進行最佳抗震設計的追求。
作者:羅永濱 單位:江西五方建筑設計有限公司
第四篇
1概述
隨著我國社會經濟的發展,近年來城市的商業建筑功能漸趨復雜。該類建筑豎向高度未必很高,但由于功能的需求,平面布置凹凸不規則、大范圍開洞、局部挑空躍層、部分柱需設置轉換等建筑抗震設計中的不利因素較多出現,時常會達到《建筑抗震設計規范》中“特別不規則”的程度,給建筑的結構抗震設計帶來一定的困難。本文結合工程實例就該類多層特別不規則建筑的結構抗震設計做一些探討。
2工程概況
本項目為大型綜合商業建筑。總建筑面積為80896.27m2,其中地上建筑面積56825.71m2,地下建筑面積24070.56m2。建筑主體高度21.2m,地上4層,設有1層地下室。本工程結構的設計使用年限為50年;建筑物結構安全等級為一級;地基基礎設計等級為乙級;抗震設防分類為重點設防類(乙類)。本工程地區抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值0.10g,設計地震分組為第一組,設計特征周期0.9s,屬Ⅳ類場地。結構阻尼比為0.05,多遇地震影響系數為0.08,罕遇地震影響系數為0.45。地震作用按7度采用,按8度采取抗震措施。本項目的主要結構特點為樓面開洞多、局部托柱轉換、大跨梁及大跨懸挑梁較多。
3結構布置
3.1結構體系選擇
本工程為多層大型商業建筑,整體設置1層地下室,地下室層高5.3m,主體結構高度21.2m,首層層高5.5m,2層~4層層高5.2m,采用現澆鋼筋混凝土框架結構,轉換處采用型鋼混凝土,大跨處采用了預應力,天空園處下部為型鋼混凝土,出屋面上部為鋼結構加支撐。樓蓋體系為普通梁板體系。以地下室頂板作為上部結構嵌固端。一般框架的梁和柱抗震等級為二級,局部轉換梁、柱和大跨梁為一級。
3.2結構平面布置特點
1)中庭開洞:建筑中部設有通高的中庭,樓板削弱較大,洞間設置連通道,寬度約為4.0m~10.0m,連接相對薄弱。2)影廳開洞:南側單元3層設置為多間影廳,影廳高度均為2層高,大面積開洞造成4層樓板嚴重不連續。3)大跨懸挑、大跨梁:建筑內部中庭兩側走廊根據建筑效果要求,均采用懸挑結構,一般懸挑長度約為4.3m,中廳連通道大跨梁、中廳屋面大跨梁跨度達到16m~25m。局部大跨度梁根據需要,采用預應力或型鋼混凝土等結構形式。3.3地下室及基礎設計地下室為一層,層高5.3m。通過增加適量均勻布置的剪力墻,使得地下室抗側剛度(剪切剛度)滿足地下室頂板作為上部結構嵌固端的要求;地下室頂板采用梁板式結構,板厚不小于180mm,配筋率大于0.25%。本項目采用柱下樁基加防水板的基礎方案。
4不規則性分析
4.1判定依據
根據國家標準GB50011—2010建筑抗震設計規范第3.4節相關內容的規定,并參照上海市工程建設規范DGJ08—9—2013建筑抗震設計規程的相關內容,對結構規則性進行判斷。
4.2判定結果
1)平面不規則的判定:a.考慮偶然偏心的扭轉位移比為1.31,大于1.2,屬于扭轉不規則;b.中廳樓板開洞(電影院區域也有類似問題),Y向有效樓板寬度約為典型樓板寬度的26%,小于50%,屬于樓板局部不連續。2)豎向不規則的判定:樓層局部退臺及電影院區域開大洞造成了局部的轉換柱,屬于豎向抗側力構件不連續。3)其他不規則:a.局部有跨層柱;b.在一層樓板局部室內外相交處,樓板錯層高度1.15m,大于0.6m;c.出屋面天空園部分為鋼結構,屬于局部混合結構體系。綜上判定,本項目屬于特別不規則的多層建筑。其中樓板不連續的情況較為嚴重,樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。
5相關抗震措施
針對不同的不規則形式,本工程采取了下列相應的加強措施:1)扭轉不規則:結構抗側力構件在平面布置中盡量對稱均勻,避免剛度中心與質量中心之間存在過大的偏離,加強外圍構件的剛度,增強結構的抗扭性能。適當加強受扭轉影響較大部位構件的強度、延性及配筋構造。2)樓板不連續:對薄弱處的連通道進行性能設計,連通道的框架梁、柱及樓板按滿足中震不屈服的要求設計。對薄弱連接板的剛度、強度均予以構造加強。板厚加厚至150mm,采用雙層雙向配筋,單層單向配筋率加大至約0.3%,充分加強其剛度、強度及延性,防止地震時連接板過早過大屈服,對整體結構產生不利影響。結構整體計算采用局部彈性樓板(彈性膜)的計算模型,以考慮薄弱板在平面內變形對結構的影響,并得出樓板真實內力及對周邊構件的影響,控制連接板內主應力滿足“小震不裂、中震不屈服”,即多遇地震作用下板內主拉應力小于混凝土抗拉強度設計值,并將板內力放大3倍后進行配筋設計;同時對中庭間連接處的大跨梁及相關支承梁、柱采取加大強度、延性的措施,使得該處的抗震耐受力高于其他部位,保證結構的整體安全性。影廳區域均為2層高,在15.850m標高樓板缺失嚴重,僅有部分通道板相連,計算中按實際開洞情況建立計算模型,此層樓板均按彈性膜定義,構造上本層板厚150mm,配筋雙層雙向并加強。3)托柱轉換構件:模型計算時將抬柱梁設置為轉換梁同時將其抗震等級提高一級,對其內力進行放大。對重要部位的轉換梁、柱采用型鋼混凝土,提高其承載能力及延性。轉換構件的構造措施均提高一級采用,同時參考《高層建筑混凝土結構技術規程》10.2條的相關要求進行適當的加強。4)跨層柱:重點區域的跨層柱采用了型鋼混凝土以增加延性。5)局部錯層:在局部錯層處適當布置剪力墻,同時對框架梁采取加腋的措施,以保證水平地震力的傳遞。6)局部混合結構體系:采用MIDAS程序進行空間整體分析,將鋼結構柱對應的下部框架柱設置為型鋼混凝土柱,并對型鋼混凝土柱過渡鋼柱節點處進行加強。
6結構計算分析結果
6.1計算軟件
本工程結構整體計算采用PKPMSATWE2010及PMSAP2010程序,由中國建筑科學研究院編制。
6.2主要計算參數
1)采用振型分解反應譜法計算結構地震響應,各振型貢獻按CQC組合。2)彈性時程分析所取地面運動最大加速度為35gal,選取TH-1TG090,TH-2TG090兩條天然地震加速度時程曲線,及RH1-TG090一條人工加速度時程曲線,共三條地震加速度時程曲線。7結語通過該工程實例可以看出,在滿足建筑功能需求的同時,針對具體工程建筑結構的不規則性,應結合相關規范規程,通過合理的結構布置,并輔以有效的抗震措施,使建筑的結構抗震設計滿足相關規范的要求,并具有較好的抗震性能。
作者:劉琦 陸文斌 單位:中國建筑上海設計研究院有限公司
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