超限高层结构抗震性能设计分析

超限高层结构抗震性能设计分析

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摘要:在本篇文章中,主要从超限高层建筑结构抗震设计期间存在的不足入手,根据实际情况,提出了相应的抗震性能设计方式,借助合理的设计方式来增强建筑结构的抗震性。

关键词:超限高层结构;抗震性能设计方式

现阶段,伴随着社会经济的不断发展,人们生活水平有显著提升,其对建筑工程建筑的安全性提出了越来越高的要求。本文以超高层建筑举例说明,对地震区域建筑项目设计控制人员而言,应将关注要点放在建筑结构抗震性能设计环节,即在确定超限高层建筑结构实际设计现状过程中,提出良好的设计方式。但从具体实践情况来看,大多数工程设计人员,并未正确了解到地震对超限高层建筑结构性能的基本需求,使得结构布置方案不够合理,而产生诸多安全问题。良好的抗震性能设计方式,可将超限高层建筑结构抗震性能设计发挥到最高,确保结构设计的安全与合理。

1、对超限高层建筑结构抗震性能设计环节进行研究的必要性

从当前国情出发,我国多数地区处于抗震设防区域,更有部分地区位于高烈度区域,在这一领域中,城市现代化建设将受到一定约束。经分析得出,约束因素表现为以下建筑环节中,即在发生地震后,因建筑物抗震性能无法满足建筑结构自身安全和使用需求,而存在安全隐患,基于此种情况,抗震性能设计理念形成,尤其超高层建筑,对性能设计要求极高。因此,工程建设人员需从实际情况入手,在确定超限高层建筑结构抗震局限的同时制定相应措施,以提升结构抗震设计整体效果,促使高层建筑安全开展。

2、对建筑抗震性能产生影响的相关因素

2.1受建筑本身特性的影响

在地震作用下,建筑结构受力与建筑本身质量有较大影响。相同外界条件下,建筑质量越大,在地震中受到的影响越大。

2.2受建筑结构布置的影响

建筑结构布置是建筑抗震性能设计的核心。不同的结构布置,在地震作用下产生的扭转以及竖向位移等有较大差别。建筑设计工作中,应注重培养结构意识,尽量使结构构件受力均衡,当建筑功能使用对结构合理布置存在局限性时,应对结构薄弱部位进行人为构造加强设计,使结构整体布置更趋于合理,有必要时应对局部重要构件进行单独受力分析。

2.3受建筑工程施工质量的影响

在建筑工程施工期间,施工质量对建筑抗震同样有着不可忽视的影响,因此,施工应做好建筑工程各个环节的控制工作,尤其是针对建筑物截面控制、材料使用和混凝土浇筑等。

3、对于超限高层建筑结构抗震设计的论述

3.1超限建筑的概念

超限结构是指应用超出我国建筑规范规定,需进行专项超限审查的建筑结构。主要表现为:高度超限、平面以及竖向不规则超限、复杂结构超限等。超限结构计算以及构造要求均严于普通结构,设计应做好专项超限审查文本,并向专家小组进行超限汇报。

3.2超限高层建筑结构抗震设计的现状

目前,多数开发商已不再局限于普通建筑结构形式,更多往多元化发展,不断尝试并挑战新的结构类型,大跨度、长悬挑等已习以为常,而超限结构在一线城市也比比皆是,更有二三线城市也相继在发展超限结构,对设计而言,超限结构也不再是遥不可及,而是经常能接触到甚至直接参与设计。随着超限结构体量的不断增加,超限结构设计技术水平也越发趋于成熟,但抗震性能设计仍为超限结构设计的难点以及重点。

4、超限高层建筑结构抗震性能设计方式

4.1性能设计的实现方式

首先,应制定相应的建筑方案以确定结构超限内容,明确了解到具体超限因素。其次,从地震设防烈度和建筑抗震设防类型入手,选取地震动水准和地震动参数,在结构和关键构件的设置时,明确性能目标,即和不同地震动水准的预期损坏情况以及使用状态一致,并且必须遵循设防的基本要求。最后,详细的进行计算,提升结构的性能,以此实现标准的运行目标。

4.2严格控制关键性指标

①控制好结构的刚度;超高层建筑,对刚度控制尤为关键,建筑结构应具备足够的刚度,来抵抗水平地震和风荷载作用。当刚度过大时,在地震作用下,结构因变形较小,不利于结构整体耗能,而存在破坏的风险,与此同时刚度过大也会增加项目建设成本。因此控制好结构侧向刚度尤为重要。

②在制定结构方案的过程中,保证结构构件布置的均匀性,避免局部剪力墙过长而导致地震作用下承担过多水平力。尽可能和周期比要求相一致,尽量在建筑四个角部设置抗侧构件以增强结构抗扭性能。

③对加强层进行有效的设置;加强层的设置会使得结构刚度发生一系列的改变,因此,做好加强层的选择工作是很有必要的。可以通过分析加强层的敏感性来进行布置。

④选择计算模型和方式;大部分的计算软件都可以实施有限元的设计工作,对于弹塑性和塑性都能进行准确的计算分析,设计人员应根据性能目标进行计算,对超限结构应采用不少于两个软件计算对比其计算结果,根据实际情况选取合理的计算结果,并将计算结果落实于施工图纸的设计阶段中。

4.3基础设计控制

在超限高层建筑基础选型中,应考虑上部结构地震作用对基础产生的影响。同时尽量避免采用不同基础形式,减少因基础变形而对主体结构产生的不利影响。

4.4超限建筑的设计审查

超限建筑抗震进行审查,包含建筑超限的可能性、对超限以及不规则结构的理论可行性等。在现有的建筑抗震性审查期间,审查人员必须秉承负责人的态度实施审查工作,强制执行。强制执行并不代表禁止引进新型技术和材料,所以,审查期间,必须严格控制强制标准和建筑创新两者之间的联系性。

在审查超限建筑的时候,审查人员应随时随地的关注建筑发展情况,重视以往工程经验、建筑理论和现代化超限建筑技术之间的合作式应用。超限建筑的审查环节,一般都是针对于超出以往建筑既有规范的工程为主,没有基本的流程,基于此,审查期间必须多加探究,研制出新型的技术和材料,使其发挥出一定的价值。

5、结语

以上所述,在超限高层建筑结构设计期间,需遵循规范性要求,引进新型技术,在提升结构抗震性设计性能的基础上实现高层建筑的施工目标。

参考文献:

[1]吴健.超限高层建筑结构抗震性能设计要点[J].建筑与预算,2018(11):23-25.

[2]谷昀蒙,蔡文意.超限高层结构的抗震性能设计[J].城市建设理论研究(电子版),2018(13):54.

[3]张怀超,刘文锋,孙江伟,王树臣,刘晓天.某超限高层结构抗震性能设计与分析[J].青岛理工大学学报,2018,39(01):14-19.

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