某超高层结构二阶段抗震设计浅析
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某超高层剪力墙住宅结构抗震设计要点分析超高层剪力墙住宅结构在抗震设计中具有重要的意义,抗震设计是保障建筑结构安全稳定的关键之一。
本文将针对超高层剪力墙住宅结构抗震设计的要点进行分析,以便更好地了解和掌握该领域的相关知识。
一、超高层剪力墙住宅结构特点超高层剪力墙住宅结构一般具有以下特点:结构高度大、地震作用显著、结构受力复杂、体系刚度大等。
这些特点决定了在抗震设计中需要考虑的因素较多,设计要求也较高。
二、超高层剪力墙住宅结构抗震设计要点分析1. 结构布局合理超高层剪力墙住宅结构的布局应该合理,需要考虑到地震作用下结构的受力情况和变形能力,确保结构能够承受地震力的作用,避免发生严重的破坏。
合理的结构布局能够有效地提高结构的抗震性能。
3. 材料选用优良超高层剪力墙住宅结构的抗震设计中,材料的选用至关重要。
结构材料应该具有较高的强度和韧性,以确保结构在地震作用下能够保持稳定。
应该注重材料的耐久性和可靠性,以保证结构长期抗震性能。
4. 结构连接可靠在超高层剪力墙住宅结构的抗震设计中,结构的连接部分需要特别注意。
连接部分的设计应该保证其可靠性和耐久性,以防止在地震作用下发生结构连接部分的破坏,从而导致整体结构的倒塌。
5. 设计考虑地震影响在超高层剪力墙住宅结构抗震设计中,需要考虑地震对结构的影响,充分考虑地震作用下结构的受力和变形情况,确保结构能够在地震作用下保持稳定和安全。
6. 结构设计符合规范超高层剪力墙住宅结构的抗震设计需要符合相关的规范和标准,确保在设计和施工过程中能够达到规范要求的安全性能。
设计人员需要充分了解和掌握相关的规范要求,结合实际情况进行设计,确保结构的抗震性能达到规范要求。
8. 结构抗震性能评价在超高层剪力墙住宅结构抗震设计中,需要对结构的抗震性能进行评价和验证。
通过对结构的抗震性能进行评价,可以及时发现和解决结构设计中存在的问题,提高结构的抗震性能,确保结构在地震作用下具有良好的稳定性和安全性。
论述超高层结构抗震设计的相关问题摘要:我国整体的地理环境比较复杂,很多地区都处在地震多发区,近几年的四川地震、台湾地震等灾害都造成了很大的生命财产损失,再加上近年来的超高层建筑工程项目数量也在增多。
相关数据调查显示,现阶段我国的规划建设的以及建成的超高层建筑数量已经超过了几百座,高度多数都是300米以上。
所以,做好超高层建筑结构的抗震设计就显得异常重要,要求相关建筑人员必须高度重视此项工作,同时改善抗震设计方法,减少地震损失。
基于此,本文就从超高层结构抗震设计的相关问题展开分析论述,以供相关人士的参考。
关键词:超高层结构;抗震设计;相关问题引言:随着社会经济的不断进步和发展,近年来我国的整体城市化进程也在加快,城市人口的增加及土地资源紧张的现状,使得城市建设中的超高层建筑项目数量越来越多,因超高层建筑本身存在很多的特殊性,比如超高层建筑中的抗震设计问题就是一项很关键的问题。
1、超高层结构进行抗震设计的总体要求平常所讲的“三水准、两阶段”的抗震设防要求,指的就是建筑设计抗震结构中的总体抗震设防要求。
所谓的“三个水准指”的就是:第一水准—“小震不倒”:指的是在遇到小地震之后,就算建筑物受到较小程度的损伤,不需要进行任何的维修,仍然可以正常使用的情况,这种情况就是我们平常所说的“小震不倒”;第二水准—“中震不修”:指的是在该地区遇到的地震与我们该地区规定的抗震等级和防震强度相当时,该建筑受到一定程度的破坏,但是不危机人民的生命、财产安全,建筑设备、生产设备的安全,经过一般的修理或者是不经过任何的修理,仍然可以正常使用的情况,这就是我们平常所说的“中震不修”;第三水准—“大震不倒”:在该地区遇到的地震高于本地区抗震最高等级时,所建造建筑不会因此而倒塌,受到严重损伤,而危及人民财产、生命安全,这就是通常所讲的“大震不倒”的原则。
但是针对于超高层的建筑来讲,其基本特点是:工程造价比较高,涉及的人员比较多,建筑的总面积比较大。
高层建筑结构抗震设计浅析摘要:近些年来我国的发展速度迅猛,建筑水平也在不断地提升,高层建筑出现的频率也越来越高,这是城市高速发展的必然结果,而最近这些年住户们以及开发商们也都越来越重视高层建筑的建构安全性,众所周知现在地震发生的频率也越来越高,这就需要大家全面重视防震工作,尤其是建筑这一块需要多方面共同努力。
在高层建筑设计时不仅仅需要注意建筑本身的美观性,建筑的防震性更是不容小觑,高层房屋的结构稳定性应该是结构设计的核心之一,在高层建筑物设计阶段需要对其结构的稳定性和抗震性能多加考虑,这样才能最大化的保证高层建筑在建成以后的牢固性和安全性,只有这样才能促进我国高层建筑行业的高速发展,确保我国建筑领域也可以快速的发展,确保我国的建筑行业与我国社会的高速发展匹配。
关键词:高层建筑;结构抗震;设计一、高层建筑结构抗震设计原则及重要性1、抗震设计原则为了使高层建筑结构抗震设计更具科学性,获取应用价值良好的设计方案,则需要了解相关的设计原则。
具体包括:(1)轻度地震不能发生损坏;(2)中度地震损坏能够修复;(3)重度地震建筑物不能坍塌。
实践中通过对这些抗震性能设计原则要求的充分考虑,可使高层建筑结构抗震设计质量更加可靠,满足建筑物安全使用要求,避免其结构稳定性、应用价值等受到不利影响。
2、抗震设计重要性高层建筑结构设计中,为了使抗震设计工作能够落实到位,应对其设计重要性有所了解。
具体表现为:(1)通过对抗震设计的充分考虑,有利于提高高层建筑设计及应用质量,并使其结构应用中有着良好的刚度、延性等,满足稳定性方面的要求;(2)抗震设计工作的及时开展及作用发挥,也能使高层建筑应用更具安全性,为其结构科学设计工作水平的提升提供参考依据,实现建筑领域的可持续发展,也能使高层建筑结构设计更加科学、合理。
因此,在完成高层建筑建设工作的过程中,应加深对与之相关的结构抗震设计的重视程度。
二、高层建筑结构抗震现状分析我国的很多现有以及在建的高层建筑或多或少都考虑到了抗震这一环节,但是很多时候设计方以及建筑方都未能将防震这一环节落实到位,我们通过调查发现了我国目前高层建筑结构存在的一些普遍问题,主要集中体现在高层建筑高度超标,很多开发商为了谋取更多的利益,选择了将高层建筑建的超过安全高度,而一旦建筑物高度超过了安全设计高度以后,其结构危险系数就会增加,稳定性自然而然也会随着下降,在遭遇地震以后就会导致建筑物更容易损坏或者倒塌;其次一个比较普遍的问题就是高层建筑的建筑地址选择也存在一些问题,随着城市人口越来越多,对于住宅的需求也随着增大,开发商为了取得更多的利益,尽可能的开发可利用的土地资源进行高层建筑的建设,但是由于为了加快开发速度,很多的高层建筑在选择建筑地址前没有充分的考虑到地质问题,没有对建筑地的地质结构进行严格的勘探,这对于房屋建成以后的抗震性也是很大的考验,很大程度上也影响了高层建筑结构的抗震性。
浅谈超高层结构的抗震和超限设计超高层建筑是指高度超过300米,同时包含超过80层的建筑物。
这些建筑不仅高度超出常规建筑,其建筑结构也需要考虑超越常规的设计要求,如抗震和超限设计。
本文将从这两个方面浅谈超高层结构的设计和特点。
一、超高层结构的抗震设计超高层结构的抗震设计是其中最重要的一环。
这是因为超高层建筑的高度和体积比通常的建筑要大得多。
因此,它们受到外部地震和内部荷载的影响更大。
此外,由于建筑结构和搭载设备的复杂性,超高层建筑的构造更为复杂,难度也更大。
因此,超高层建筑的抗震设计需要考虑以下三个方面:1.地震参数的分析和确定地震参数是指地震发生时可能产生的各种力和荷载。
抗震设计需要对这些参数进行详细的分析和确定。
这包括地震的等级和其穿透力,建筑物的动态反应和结构体系的耐震设计等。
抗震设计需要对建筑整体进行考虑,包括立面、地基和结构布局等。
2.结构体系的设计结构体系是指建筑的骨架。
超高层建筑需要采用抗震设计,从而确保其在地震发生时不会倒塌。
这需要使用更复杂的结构体系,以承受更大的荷载。
超高层建筑的钢结构和混凝土结构通常是采用混合结构,以提高其抗震能力。
3.建筑材料的质量和使用超高层建筑的建筑材料要求更高的品质,以提高其抗震能力。
建筑材料必须能够应对各种环境和气候的挑战,同时也要符合建筑材料的性能标准。
建筑材料的选择应该基于建筑物的结构体系和受力情况,以确保其能承受地震和其他荷载。
二、超高层结构的超限设计超高层建筑的设计也需要考虑超限设计。
这是指建筑组件和结构的超出正常范围的设计。
超限设计在保证安全的同时也增加了建筑的复杂度。
超高层建筑的超限设计包括以下几个方面:1.结构强度结构强度是保证超高层建筑整体结构稳定的重要因素之一。
超高层建筑的结构强度需要符合超出正常水平的设计要求。
这包括弯曲、扭转和拉伸等不同方向的测量,以及不同角度和形状的标准。
2.动态反应超高层建筑对地层和动态反应的要求更高。
特别是在突发事件或重大地震发生时,超高层建筑必须考虑其动态反应。
某超高层剪力墙住宅结构抗震设计要点分析一、基础与承载力体系超高层剪力墙住宅结构的基础是其承载力体系。
准确的基础设计和承载力体系能够为超高层住宅提供牢靠的抗震保护。
因此,在超高层住宅建设中,应该注重基础的设计和承载力体系的构建。
1.基础设计超高层住宅的基础设计必须严格按照规范要求,采用先进的工程技术和方法进行设计。
应考虑到地震力的影响,以及地质地形的不同,对设计方案进行科学的分析和论证。
此外,还应根据地区不同的基本风险等级,制定适宜的基础设计标准。
2.承载力体系超高层剪力墙住宅结构的承载力体系应该是一种合理的结构形式,能够充分吸收和分散地震力的作用,并将其传递到地基中。
承载力体系主要是指结构的支撑体系和墙体结构的布置形式。
在超高层住宅建设中,应采用合适的承载体系设计方案,包括支撑点的位置、墙体的数量、形状和布置形式等。
二、墙体结构设计超高层剪力墙住宅结构的墙体结构设计是影响其抗震性能的关键环节。
在墙体结构设计中,应充分运用抗震设计理论和方法,考虑到墙体结构的强度、刚度和耗震能力等因素。
具体地说,应注意以下几点:1.墙体布局墙体的布置应合理,既要保证结构的强度和刚度,又要考虑到整个建筑的平面尺寸、均匀度和稳定性。
应采用充分的机理分析方法和计算机仿真技术,确定合适的墙体布置。
2.墙体形状影响墙体形状的因素有很多,例如墙体高度、宽度、倾斜度等。
针对超高层住宅的设计,应充分考虑墙体自重和地震作用,确定合适的墙体高度和宽度等尺寸参数。
3.墙体强度墙体的强度是决定其耗震能力的关键因素。
在墙体强度设计时,应采用先进的材料和技术,确定合适的抗震设计参数和墙体施工工艺。
1.连接件的选取连接件的选取应满足其材料和技术要求,具有足够的强度和刚度,并具备良好的耗震性能。
连接件的安装应符合施工规范,确保连接件能牢固固定在墙体上,并具有良好的耗震性能。
四、质量控制超高层剪力墙住宅结构的建设需要严格的质量控制和监测。
应根据规范和标准,对建筑材料和建筑施工过程进行有效的质量控制和质量检测。
超高层建筑结构抗震设计分析发布时间:2022-09-28T05:48:49.522Z 来源:《中国建设信息化》2022年5月10期作者:李正东[导读] 抗震工程设计是建筑工程中不可少的部分,也是为了满足多地震地区而附加的设计方式。
李正东基准方中建筑设计股份有限公司湖北省武汉市 430061摘要:抗震工程设计是建筑工程中不可少的部分,也是为了满足多地震地区而附加的设计方式。
其中抗震的设计也要区分不同的地域,以及多种不同烈度的地震强度,所采用加固的方式也各不相同。
同时抗震设计主要运用在其结构承载以及加固的部位,对应不同的地震等级也会有不同的处理方式。
在土木工程建设过程中,加入科学合理有效的抗震设计可以提高建筑的稳定性和安全性,也会保障建筑抗震的效果。
关键词:建筑结构抗震设计中图分类号:TU352 文献标识码:A引言随着时代的发展,人们对建筑物的需求日益多样化,建筑结构体系也愈趋复杂,由此产生了超限高层建筑——超出国家现行规范、规程中规定的适用类型的高层建筑,主要包括高度超限、规则性超限、结构类型超限、超限大跨空间结构4种情况。
超限高层建筑受力情况复杂,不仅要考虑结构受力一般情况,还要关注水平荷载比重增加、风荷载和地震作用影响、舒适度验算、温度作用和风荷载下的内力与结构抗倾覆能力等因素,而要实现超限高层结构设计的合理性、安全性和经济性目标要求,关键在于结构的地震反应分析。
因此,本文对超限高层结构抗震性能设计进行了探讨。
1超限高层结构抗震设计方法1.1建筑结构抗震设计分析方法建筑结构抗震设计最早采用“静力法”,按建筑物质量的0.1倍估计地震水平力。
这种抗震设计方法极为粗糙,误差较大。
随后提出了反应谱理论,利用反应谱计算结构动力特性,在很长时间里用于结构的抗震设计,然而这种方法仍有不足,因为在设计时将结构假定为线弹性体,将惯性力等视为静力进行计算,不能有效展示地震作用的时间效应、构件变形状态和损伤进展,结构进入弹塑性状态计算误差较大。
超高层建筑结构的抗震研究随着人们生活水平的提高和城市化进程的迅猛发展,超高层建筑已经成为城市发展的重要象征。
但是由于超高层建筑本身的高度和结构复杂性,其抗震能力也成为了极具挑战性的问题。
本文将从几个方面对超高层建筑结构的抗震研究进行探讨。
一、理论基础超高层建筑的抗震设计需要依据一系列的理论基础来进行分析和计算。
其中最基础的理论基础是土木工程力学,其对于大型工程的分析和设计都是必不可少的。
此外,超高层建筑抗震研究还需要涉及地震学、结构力学、结构动力学等学科领域。
在理论基础方面的积累和发展,为超高层建筑抗震研究提供了坚实的基础。
二、结构材料选择超高层建筑在设计中通常需要选择高强度的结构材料,以满足设计规定的抗震要求。
目前常用的结构材料包括混凝土、钢筋混凝土、钢结构等。
其中,混凝土是一种常用的结构材料,因其易于施工、保温隔热、抗压强度高等优势而广泛应用。
而钢筋混凝土则是一种综合性能较好的结构材料,由于其具有较高的抗拉强度、延展性和抗震性能等特点,近年来成为了超高层建筑建设中的常用材料。
三、结构设计超高层建筑的结构设计需要考虑到建筑高度、风荷载、地震动力学等多个因素。
在结构设计中,对于梁柱、楼板、框架等结构体系都需要进行优化设计和分析计算。
此外,还需要进行一系列严格的模拟计算和扭曲分析,以最大限度地保证结构的抗震性能和安全性。
在设计过程中,需要对超高层建筑进行全周期性地设计,以确保其在地震条件下的可靠性和稳定性。
四、抗震措施超高层建筑的抗震措施包括地震隔离系统、钢筋混凝土墙体等。
其中,地震隔离系统是一种逐年成熟的新型抗震措施,在超高层建筑的抗震研究中常常使用。
在地震隔离系统中,通过将建筑与地基之间放置可变形的隔震垫片,以减少地震波对于建筑的影响。
钢筋混凝土墙体则是一种常用的抗震措施,它在保证建筑整体性和稳定性的同时,还能够增加建筑的抗震能力。
五、灵活性设计超高层建筑的结构设计还需兼顾灵活性因素,以保证其在地震条件下的安全性。
关于高层住宅建筑结构的抗震优化设计的浅析摘要:为避免地震给人类带来大的灾难,作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中,为创造出更加安全、实用、经济美观的建筑。
应从整体宏观的观点出发,综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容。
本文在高层建筑抗震设计发展的趋势和理念的基础上,探讨了影响高层建筑结构抗震性能的相关因素,并有针对性的提出了相关优化设计的对策,希望能对高层建筑抗震设计中与工程设计实践和研究工作方向有关的参考。
关键词:高层建筑;抗震性能;建筑结构1 高层住宅结构抗震设计原则高层住宅建筑建造时,要有明确的目标作为建房的指导方向,以及建造住宅高层结构抗震设计的原则,建造人员按照指导方向建造可靠、防震的高层住宅。
1.1 高层住宅结构抗震设计的目标高层住宅抗震设计时,要保证发生小地震时安全,不会给住宅造成毁坏;当发生中级地震时,住宅所受的损坏不大,不会为居民带来安全威胁,并且住宅所损坏的结构可以修复并继续使用;当出现大地震时,高层住宅不会倒塌,可以给人们空间、时间及时逃离。
高层住宅结构抗震设计目标总得来讲就是:小震安全可靠、中震损坏可修、大震高楼不倒。
1.2 高层住宅结构抗震设计的原则高层住宅结构设计时要考虑几个方面的因素,以达到优化结构抗震设计的目的。
首先,住宅结构设计要具备一定的刚性和弹塑性,在地震力影响住宅时不会因为刚性过硬或者弹塑性过大,使得其的结构发生无法修复的形变。
其次,由于强震都伴随着不同程度的余震,这时就不允许住宅结构过度追求抗震能力,这会导致住宅刚性过大,而无法承受余震带来的压力,这就要求高层住宅在抗震设计时既要抗住强震的破坏力,又要承受得了余震的多次侵扰。
最后,为了避免高层住宅刚性太小,导致住宅结构在余震攻击下变形过大而无法修复,所以要求高层住宅具备延性良好的分体系,防止住宅在强震中集体崩塌。
2 我国高层建筑抗震设计中的一些问题2.1 高度问题按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)规定,在一定设防烈度和一定结构型式下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。
浅谈超高层结构抗震设计摘要:目前我国超高层建筑越来越多,而且多功能及空间多变。
本文根据工程案例,对某超高层建筑的结构抗震方案设计进行分析。
关键词:超高层结构方案抗震设计一、工程概况某超高层建筑地下设置3层,总建筑面积134572. 03m2;裙楼5层,层高5~6m主楼地面53层,层高4.2m。
采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,结构抗震设防烈度为 8 度( 0. 20g),基本风压按《建筑结构荷载规范》( GB 50009—2001)取值,为 0. 30 kN/ m2。
二、结构方案需重点解决的问题及思路(1)结构方案选择由于项目核心筒高宽比偏大,而且关于工程造价的目标值限制,项目在地震时如何控制最大位移处于[1,2]规范限值内是结构设计的重点。
本项目优先考虑钢筋混凝土结构;并做了四种方案进行比选。
方案一: 钢筋混凝土方案 1。
其标准层典型梁高为 700mm,配合建筑平面功能及立面造型的需要,沿建筑外围共布置了16根框架圆柱,其中23层及以下为型钢混凝土柱,23 层以上为钢筋混凝土柱,典型柱直径为1600mm。
方案二: 钢筋混凝土方案 2。
梁柱平面布置基本同方案一,但通过在设备层增设伸臂桁架,在满足刚度要求的前提下,将结构梁高减小。
其标准层典型梁高为500mm,典型柱直径为 1 600mm。
方案三: 混合结构方案 1。
梁柱平面布置基本同方案一,但梁采用钢梁,柱采用钢管混凝土柱。
其标准层典型梁高为 700mm,典型钢管混凝土柱直径为 1600mm。
方案四: 混合结构方案 2。
梁柱平面布置基本同方案一,同样采用钢梁及钢管混凝土柱,但通过在设备层增设伸臂桁架,并加大钢管混凝土柱截面,在满足刚度要求的前提下,将结构梁高减小。
其标准层典型梁高为 400mm,典型钢管混凝土柱直径为1 800mm。
各方案标准层造价比较见表 1,方案三、方案四因采用了钢梁及钢管混凝土柱,相应构件造价高于方案一、方案二,业主决定采用钢筋混凝土方案,而加强层需进一步比选其优劣性。
超高层建筑结构的抗震设计与分析超高层建筑是当今城市化进程的重要标志,对于城市发展具有重要作用。
然而,超高层建筑的高度和结构极其脆弱,容易受到地震等自然灾害的影响,给城市带来极大地安全隐患。
因此,超高层建筑的抗震设计至关重要。
本文将分析超高层建筑结构的抗震设计,并探讨其关键问题。
一、超高层建筑的结构特点超高层建筑相比传统建筑具有以下几个结构特点:1、高度较大。
高达数百米的超高层建筑比传统建筑高出许多,其自重巨大。
2、结构钢材较多。
超高层建筑经受巨大自重作用和风压作用,为了增强其稳定性,通常使用大量的钢材进行构造。
3、结构复杂。
超高层建筑结构相对复杂,一般都是多层、带楼梯间、带埋置式吊顶等复杂结构。
二、超高层建筑抗震设计的一般思路超高层建筑抗震设计的一般思路是,按照现有标准和规定,分析超高层建筑的地震危险性,并确定其抗震要求。
然后,评估超高层建筑现有结构的强度和稳定性,以确定是否需要进行加固。
最后,按照相应的规定,进行超高层建筑的抗震设计,并制定防震保护措施。
三、超高层建筑抗震设计的难点超高层建筑抗震设计的难点较多,主要包括如下几个方面:1、地震预测难。
虽然地震预测技术不断提高,但预测地震具有较大的难度,产生的误差可能很大。
因此,超高层建筑抗震设计需要对多种地震进行考虑,精确定位地震波的方向、波速和频率等参数。
2、地基工程难度高。
超高层建筑的地基工程较为复杂,在建造过程中需要考虑地盘的稳定性和承载力等问题。
因此,超高层建筑抗震设计需要对地基进行多层次的分析和考虑。
3、结构设计难复杂。
超高层建筑的结构复杂,涉及到多种材料使用、不同的结构组合方式等问题,因此,超高层建筑抗震设计需要进行灵活的应用,并考虑到结构的整体稳定性、钢筋的合理布置和钢材的使用等问题。
四、超高层建筑抗震设计的技术措施超高层建筑抗震设计的技术措施主要包括如下几方面:1、采用新型材料。
合理选用新型材料,如纤维增强复合材料、高强度凝聚剂等,可以增强超高层建筑的抗震性能。
第47卷2019年第1期广州建筑 GUANGZHOU ARCHITECTURE Vol.47 No.l, 2019深圳某超高层结构设计及抗震性能分析陈冠新,陆兢,赖洪涛(华南理工大学建筑设计研究院有限公司,广州510641)摘 要:以深圳某超高层建筑为例,在分析其结构特点的基础上,基于抗震设计方法,设定抗震性能目标为C 级,并对其进行整体结构弹性计算、弹性时程分析、抗震性能验算以及罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,根据计算结果,采取相应措施确保结构安全可靠,可为类似工程设计提供参考。
关键词:超高层建筑;框架-剪力墙结构;抗震性能设计Structural Design and Seismic Resistance Performance Analysisof a Super High-rise Building in ShenzhenCHEN Guan-xin , LU Jing, LAI Hong-tao(Architectural Design and Research Institute of South China University of Technology Co., Ltd., Guangzhou 510641)Abstract : This paper takes a super high -rise building in Shenzhen as an example. Based on the analysis of itsstructural characteristics and the seismic resistance design method, the seismic performance target is set to C grade.The overall structural elastic calculation, elastic time history analysis, seismic resistance verification of the superhigh-rise building are carried out. At the same time, dynamic elastic-plastic analysis under rare earthquakes isperformed, according to the calculation results, corresponding measures are taken to ensure the structure safety andreliable.Key words : super high-rise building ; frame- shear wall structure ; seismic performance design 1工程概况某工程位于广东省深圳市罗湖区,地面以上分为Tl 、T2、T3、T4塔楼;地下3层、局部4 层,主要使用功能为人防、车库、设备房;首层 因规划道路的横穿分成两部分,半地下一层及以 下部分不分缝。
超高层建筑结构设计与抗震性能研究超高层建筑是现代城市发展的象征,也是人类在建筑技术上的巅峰。
然而,由于超高层建筑所面临的高风险性质,其结构设计和抗震性能的研究显得尤为重要。
本文将探讨超高层建筑结构设计和抗震性能的相关研究。
超高层建筑的结构设计首先需要考虑到建筑的自身重量、风载、温度变形等因素。
结构设计应采用合理的抗震设计原则,以确保建筑在受到地震时具备足够的抗震能力。
为了提高超高层建筑的抗震性能,研究者们已经提出了多种创新性的设计理念和技术。
一种常见的设计理念是采用“核心筒-框架”结构。
这种结构设计将核心筒作为建筑的主要受力构件,通过框架结构将外部力传导到核心筒上。
核心筒的设计通常采用钢筋混凝土或钢结构,以承担建筑的垂直荷载和水平荷载。
此外,为了增加建筑的整体稳定性,还需要在核心筒和框架之间设置横向连梁。
另一种创新性的设计技术是采用减震措施。
减震措施的目的是通过改变建筑结构的刚度和阻尼特性,减小地震震动对建筑的影响。
常见的减震措施包括减震隔震装置、阻尼器和摆锤等。
减震装置可以分散和吸收地震能量,减少地震对建筑结构的影响。
阻尼器则通过提高结构的阻尼特性,在地震中减少结构的振动。
摆锤是利用反摆动的原理,在建筑的顶部设置一个重物,通过摆动来抵消地震力。
另外,超高层建筑的结构设计还需要考虑建筑的斜率、高层公寓和商业设施等因素。
建筑的斜率对于抗震性能有重要影响,较大的斜率会增加建筑的倾覆风险。
因此,在设计中需要进行定向抗震设计,并采取适当的措施来增加建筑的稳定性。
同时,高层公寓和商业设施的布局也会对结构设计产生重要影响。
合理布局公共设施和房间,减小建筑的变形和振动对于保证超高层建筑的结构稳定性和抗震性能至关重要。
除了结构设计,超高层建筑的抗震性能也需要经过严格的分析和测试。
可以通过数值模拟、振动台试验以及实际观测等手段来评估建筑的抗震性能。
数值模拟可以模拟地震作用下建筑结构的动态响应,为设计提供参考。
振动台试验可以在模拟地震的条件下对建筑的抗震性能进行实验测试。
超高层建筑结构稳定性与抗震性能分析随着城市化的快速发展和人口的不断增长,越来越多的超高层建筑成为城市天际线的标志。
然而,这些高耸的建筑面临着严峻的挑战,其中之一就是结构稳定性和抗震性能。
本文将对超高层建筑的结构稳定性和抗震性能进行分析,并介绍一些常见的建筑设计和技术措施来提高其在地震情况下的安全性。
超高层建筑由于其高度巨大和复杂的结构,其结构稳定性是建筑工程设计的关键问题之一。
为了确保建筑在自身重量和外部荷载的作用下能够保持稳定,工程师们采用了一系列措施。
首先,超高层建筑通常采用大直径、高强度的混凝土或者钢筋混凝土柱来承受垂直荷载。
其次,通过增加结构的侧向刚度和提高承载能力来抵抗侧向力,采用框架结构、剪力墙、筒状结构等。
另外,为了增加结构的稳定性,工程师们还使用了附加的建筑元素,如设备层、挡风层和加强筋。
然而,尽管超高层建筑的结构设计已经非常精细,但其抗震性能仍然是一个令人担忧的问题。
地震是造成建筑结构损坏并带来人员伤亡的主要原因之一。
因此,在设计超高层建筑时,必须考虑抗震性能。
工程师们通常采用以下几种措施来提高超高层建筑的抗震性能。
首先,工程师们会对建筑进行地震影响评估。
通过使用地震工程领域的专业软件,如SAP2000和ETABS等,可以对建筑结构在地震荷载下的反应进行模拟和分析。
从而预测建筑在地震情况下的结构破坏和变形情况。
其次,工程师们会在建筑的关键部位使用抗震加固材料,如钢筋混凝土剪力墙和钢结构框架等。
这些加固措施可以增加建筑的刚度和承载能力,从而减小地震震动对建筑的影响。
此外,工程师们还会考虑动力特性的影响。
通过对建筑结构的自振频率、阻尼比等动力参数的计算和分析,可以进一步改善建筑的抗震性能。
特别是在超高层建筑中,涉及到颤振的问题,工程师们需要通过合理的设计来避免这种情况的发生。
同时,对于软土地区,工程师们还会进行地基处理,以提高土壤的抗震性能。
总之,超高层建筑的结构稳定性和抗震性能是设计过程中必须重点关注的问题。
基于性能要求的某超高层建筑抗震分析3篇基于性能要求的某超高层建筑抗震分析1近年来,随着世界范围内经济的发展和人民生活水平的提高,高层建筑变得越来越普遍。
随之而来的,就是更高的建筑结构安全性要求。
因此,抗震性能成为了超高层建筑设计中至关重要的一环。
超高层建筑的抗震设计,必须考虑到建筑结构的受力性能和地震荷载的作用。
在进行抗震设计时,首先要确定地震烈度级别,然后根据建筑类型及高度,选择相应的抗震设计规范。
对于某超高层建筑而言,其性能要求非常高。
首先,该建筑必须要能够承受预定地震作用;其次,必须要保证在地震发生后,建筑内部的人员和设施能够得到充分的保护。
一般来说,超高层建筑的抗震分析包括两种方法:线性弹性分析和非线性分析。
线性弹性分析是指建筑结构在满足线性弹性的前提下进行分析,得到结构受力情况及变形情况;而非线性分析则考虑了结构材料及连接处的非线性影响,更精确地模拟了结构的受力情况。
在进行抗震分析时,应根据建筑的具体情况来选择合适的模型。
对于某超高层建筑,我们选择了非线性分析方法,通过开展有限元分析,研究结构在地震作用下的受力情况及变形情况。
首先,我们对建筑结构进行3D建模,采用力法进行分析,得到建筑结构在地震荷载作用下的受力情况。
随后,我们采用ABAQUS软件进行非线性分析,考虑了结构材料的非线性影响,模拟了建筑结构在地震作用下的变形和破坏情况。
最后,我们对模拟结果进行了分析和评价,为后续设计和改进提供了依据。
通过抗震分析,我们得出了一些重要结论。
首先,在地震发生时,该建筑能够有效地分散地震荷载,减缓地震对建筑的破坏作用。
其次,该建筑结构设计非常合理,能够充分利用结构材料的强度和刚度,来抵抗地震荷载带来的作用。
最后,我们建议该建筑在施工过程中,应严格按照设计要求进行建设。
在建成后,应定期对建筑进行定期检查和维护,以确保建筑结构的完好和安全。
同时,应加强对员工的安全教育,提高其对地震和突发事件的应对能力,以保障其生命和财产安全。
浅谈超高层建筑结构的抗震设计方法摘要:超高层建筑结构在遭遇地震时地震作用,要使用振型分解反应谱法和弹塑性时程分析法计算,有时甚至需要弹塑性时程分析方法跟结构的整体动力试验结合确定地震作用。
地震作用对超高层建筑结构的分析计算时超高层建筑结构抗震设计的第一步,通过规范引导此过程很有必要。
显然、超高层建筑结构的抗震设计在朝基于性能的设计方法发展,实现超高层建筑结构的性能化抗震,需要采用能量法和位移法的思想。
能量法是基于能量的平衡对建筑结构进行抗震设计,而且将阻尼器引入到建筑结构的抗震设计中,已经有了很多成功的事例。
但是能量法对结构的抗震控制不太具体,位移法的出现使得超高层建筑结构抗震设计的发展更上一层楼,该方法可以精准的实现抗震设计性能和抗震目标性能的统一,可以说这是超高层建筑抗震设计的一个巨大突破,对于超高层建筑得发展起到了巨大的作用。
关键词:超高层建筑;抗震;位移;能量;设计;地震作用0前言今年来,超高层建筑在世界范围内发展迅速。
世界最高建筑哈利法塔高度已经超过800米,在建的王国大厦高度更是要超过一千米。
目前,中国的高层建筑发展更是迅猛,世界范围内按高度高度排名的十栋高楼,中国占六座,并且是全球在建高层建筑最多的国家。
可以看出,中国的超高层建筑走向常态化发展。
规范1中规定,建筑高度大于100m的民用建筑称为超高层建筑。
显然,超高层建筑大都是多功能建筑,可以集酒店、商场、办公等为一体的城市标志性建筑。
这类建筑其内部容纳的人数较多,人员流动频繁, 社会影响力巨大。
这些特点决定了超高层建筑在遭遇地震时,一旦结构丧失功能导致建筑局部倒塌或整体坍塌,将造成巨大的人员伤亡和经济损失。
但是我国地处世界两大地震带(即环太平洋地震带和欧亚地震带)的交汇处,地震活动频繁,地震灾害十分严重,由于地震灾害的复杂性和随机性,房屋建筑有可能遭受到比预估罕遇地震更大的地震。
2总之,超高层建筑结构的抗震设计是重中之重。
1抗震设计的发展历程1.1基于承载力的抗震设计方法基于承载力的抗震设计方法主要是静力法和反应谱法。
结构二阶段抗震设计首先是动力特性分析。
这一阶段的主要目标是确定结构的固有周期和振动模态,并考虑结构的动力特性与地震作用的相互影响。
一般采用有限元方法,将结构离散化为一系列小单元,通过求解结构特征矩阵,得到结构的固有周期和振动模态。
根据结构的固有周期和振动模态,可以判断结构的刚性和柔性部分,并为地震作用计算提供基础。
其次是地震作用计算。
地震作用是指由于地震引起的结构变形和应力,对于结构抗震性能的影响非常重要。
地震作用计算一般采用地震响应谱法,即通过地震响应谱来描述地震激励对结构的影响。
地震响应谱是将地震动加速度与结构响应之间的关系表示出来的曲线,可以通过配合振型分析结果,进行加速度反应谱的计算,阐明不同振型的反应谱特征。
通过进行地震响应谱计算,可以得到结构在地震作用下的加速度、速度和位移响应。
最后是结构优化设计。
根据结构动力特性和地震作用计算结果,可以对结构进行优化设计,以提高结构的抗震性能。
结构优化设计的目标是使结构在地震作用下的动力响应降至最低。
一般采用增加结构刚度、改变结构的周期和减小结构的质量等方法。
这些优化设计可以通过加固结构、调整结构形式、增加剪切墙和拉杆等方式实现,以提高结构的抗震性能。
综上所述,结构二阶段抗震设计是通过动力特性分析、地震作用计算和结构优化设计等步骤,对结构进行抗震性能的优化。
通过这一阶段的设计,可以使结构在地震作用下具有良好的抗震性能,保障结构和人员的安全。
因此,在结构设计的过程中,应充分考虑结构的抗震性能,并进行相应的二阶段抗震设计。
某超高层结构二阶段抗震设计浅析
摘要:本文通过上海某工程二阶段抗震设计,提出了一些新的分析指标,用于揭示框架-钢筋混凝土核心筒结构的薄弱环节,并采用动力弹塑性时程分析验证与之比较。
由于目前需要进行二阶段设计的工程多为非规则结构,而非规则结构往往带有特殊性,但本工程只存在高度超限,平面和竖向布置基本规则,因此得到的规律对于同类型结构更具有借鉴意义。
关键词:高层建筑抗震
1上海某工程简介
本工程建筑场地类别为Ⅱ类,设防烈度为7度(0.15g),属设计I组。
建筑共48层,第1、第2层主要为大堂空间,3~5层为商业用途,17层、33层为设备层,其他楼层为办公室用途。
建筑总高215m(含出屋面结构),第1层层高为6.0m,2~5层为5.2m,设备层层高为4.5m,标准层层高为4.1m。
建筑1~5层带局部裙房,标准层平面为正方形,建筑边长为44.6m。
结构体系采用钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒。
2由核心筒所承担的抗震分析
采用ETABS9.20[2]对结构进行分析,计算得到整体结构平均重力为14.9KN/m2。
结构模态见表1。
由表1可知,前几阶振型耦合分量低,振型“纯净”,第一扭转周期与第一平动周期的比值为0.62,结构具有较大的整体抗扭刚度。
采用GB50011-2001[1]的地震影响系数曲线,主要地震效应计算结果见表2。
带偶然偏心的地震作用下底部3层的扭转位移比超过了1.2,若不考虑偶然偏心,则各楼层扭转位移比均小于1.2。
由于底部的层间位移角较小,且带有裙房,故认为结构的扭转基本规则。
此外,其他指标均在规范允许的范围内,结构抗震性能良好。
地震作用产生的内力主要由核心筒所承担,结构在水平地震作用下呈弯曲变形,层间位移中整体弯曲产生的层间刚体转动位移比例较大,层间位移角曲线很难准确反映竖向刚度的变化。
地震作用下的层间位移角曲线比较光滑,无明显突变现象。
经研究发现,剔除整体弯曲影响的层间位移角变化率可找出竖向刚度的突变位置,层间位移角变化率定义为:
式中:Dn和Dn-1分别为第n层和第n-1层的层间位移角。
由计算得到的层间位移角变化率可知,层间位移角变化率曲线在第5层出现转折,该位置接近底部加强区,应关注地震作用下结构在该位置的反应。
为保证结构的抗震性能,p
为达到“中震可修”的要求,本工程采用了竖向构件“中震不屈服”的设计方法。
中震不屈服即根据构件实际配筋、按材料强度的标准值计算构件的承载力,并与中震下的效应组合进行比较。
各种荷载效应在组合时不考虑分项系数,若组合后的效应小于构件承载力,则表示构件未屈服。
中震作用分析前应先确定中震的地震效应,本工程采用了振型分解反应谱的方法,这是因为“中震可修”意味着结构在一定程度上进入了非线性,由于地震作用的随机性质,非线性结构要获得统计意义上的响应存在很多困难,而中震不屈服可保证构件不出现明显的塑性变形,故采用振型分解反应谱法计算得到的地震效应与实际差距不大。
这种做法本质上是与小震验算一致的,只是提高了地震作用在总效应中的比例,突出地震的影响。
本工程在中震分析中引入了抗力富余度的概念,用于定量研究结构抗力和地震效应之间的关系。
抗力富余度定义为构件扣除自重效应的富余承载力与地震组合效应的比值,若比值不小于1,则表示构件未屈服。
该指标直观体现了各构件的抗震能力,可揭示结构在地震作用下的薄弱环节。
根据构件的受力性质不同,对剪力墙、钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱编制程序,计算各种工况的抗力富余度。
剪力墙计算结果示于图3中,由该图可知,各层剪力墙抗力富余度均大于10,满足中震不屈服的要求。
钢筋混凝土剪力墙抗力富余度自下而上逐渐增大,表现出悬臂构件的特点,在水平地震作用下底部不仅承受最大的内力,而且抗力富余度为最小值。
若增大地震作用,则底部最早进入塑性状态,因此剪力墙底部应适当加强,提高其变形能力。
在计算底部剪力墙时还发现,各种地震荷载组合效应中,弯拉工况与剪力墙屈服承载力包络线的距离最近,如图4所示,相应工况的抗力富余度最小,这表明核心筒底部最容易出现受拉屈服。
框架柱的计算结果也示于图3中。
由图3可知,钢管混凝土柱的抗力富余度较大,若地震作用下构件的内力路径不改变,大部分的钢管混凝土柱甚至可达到大震不屈的状态,这有利于框剪结构(框架-核心筒结构)二道防线的实现。
随楼层的升高,各层柱的抗力富余度略有减小的趋势。
36层以上为钢筋混凝土柱,钢筋混凝土柱的抗力富余度小于钢管混凝土柱,柱的抗力富余度曲线大幅下降。
钢筋混凝土柱的抗力富余度较小,然而上部框架所承担的总剪力和总弯矩比例较大,且受高阶振型的影响,故对钢筋混凝土柱应适当提高抗震构造措施。
4本工程中对罕遇地震中的抗震分析
4.1弹塑性变形验算
抗震第二阶段设计的重点是罕遇地震下的弹塑性变形验算,本工程采用ABAQUSV6.7进行动力弹塑性时程分析。
混凝土采用塑性损伤破坏模型,应力-应变关系按GB50010-2002《混凝土结构设计规范》附录C选用;钢材和钢筋采用Mises屈服准则和等向强化二折线模型,强化段刚度取0.01E(E为钢的弹性刚度)。
通过单元的“生”与“死”来模拟施工阶段的结构受力。
为保证模型的准确,在施工模拟结束后进行模态分析,结果显示ABAQUS模型和ETABS模型吻合良好。
混凝土采用了塑性损伤破坏模型,故可由受压和受拉损伤因子了解大震作用下结构的性能表现。
由于核心筒剪力墙控制着结构的抗震性能,以下主要描述核心筒的受压和受拉损伤情况。
核心筒受压损伤发展历程如下:0~7.45s内结构基本处于弹性工作状态,核心筒混凝土基本没有出现受压损伤,核心筒混凝土的最大受压损伤因子在0.05以下;随着结构振动加大,筒体角部及连梁首先出现损伤,其中筒体角部以及外围连梁损伤较为明显,在11s时刻,混凝土筒体角部受压损伤约为0.1,连梁约为0.4,筒体其他部位混凝土剪力墙尚未出现受压损伤;随着地震输入的持续,结构核心筒角部受压损伤得到进一步扩展,在20s时刻,连梁受压损伤因子达到0.45,筒体角部约为0.3;地震输入的20~30s时间过程中,连梁的损伤进一步增加,但连梁的受压因子均未超过0.5,而筒体其他部位的受压损伤因子变化不大。
核心筒受拉损伤发展历程如下:0~5.4s内结构基本处于弹性工作状态,核心筒混凝土基本没有出现受拉损伤;随着结构振动加大,中部筒体连梁首先出现损伤,即出现受拉开裂现象,在7.5s时刻,中部筒体连梁受拉损伤因子最大约为0.6。
核心筒其他部位则未发生受拉损伤;随着地震的持续输入,底部核心筒角部开始出现受拉损伤,损伤的区域不断增加,同时中部筒体连梁的受拉损伤因子继续增加,在10.3s时刻,核心筒的最大受拉损伤因子约为0.8;随着地震的持续输入,核心筒角部出现大面积的受拉损伤,且受拉损伤区域开始形成稳定区域,在30s时刻最大的受拉损伤因子达到0.95,这时混凝土已经基本退出工作,筒体拉力主要由剪力墙中的钢筋承担。
4.2抗震比较
3个等级地震效应的分析手段和侧重不同,大震的结果可验证小震和中震分析的可靠性和所采用措施的有效性。
本工程大震的分析结果表明,连梁损伤较严重,这与小震下连梁应力水平较高、抗力富余度较小的结果相符。
剪力墙损伤最严重的地方并不是层间位移角最大的楼层,这与结构呈弯曲型变形的特点相关;剪力墙在4~6层出现明显的受压损伤,该位置层间位移角曲线没有很明显的突变,剪力墙的抗力富余度也没有明显减小的迹象,原因在于层间位移角变化率在第5层出现较大的转折,该位置的刚度变化较大,容易引起塑性变形集中,出现较大损伤。
剪力墙底部出现大范围的受拉损伤,这与中震分析的结果一致,中震下作用剪力墙的抗力富余度在底部最小,且接近屈服状态;最小抗力富余度为弯拉工况,故
剪力墙出现比较严重的受拉损伤。
5结语
(1)框架-核心筒结构抗震性能主要由核心筒所控制,钢管混凝土柱的框架可实现二道防线的作用,按规范设计可实现本工程的抗震设计目标;(2)框架-核心筒结构的连梁、剪力墙的底部加强区和结构刚度突变区域是核心筒的薄弱环节;(3)按现行规范设计的核心筒受拉应力工况所控制,大震作用下受拉损伤比较严重;(4)层间位移角变化率(规律)反映弯曲型变形结构的竖向刚度变化(特征);(5)构件的抗震富余承载力与地震效应之比能够揭示地震作用下结构的薄弱环节,可预测结构损伤的类型和部位。
参考文献:
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[2]北京金土木软件技术有限公司.结构分析与设计软件系列教程———ETABS中文版使用指南[M].北京:中国建
筑工业出版社,2004.
[3]DBJ13-51-2003钢管混凝土结构设计与施工规程[S].。