某复杂高层钢结构静力弹塑性分析及性能评价
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某高层建筑结构静力与动力弹塑性分析
韩式水
【期刊名称】《砖瓦》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】为提高高层建筑在罕遇地震作用下的安全性,以山东省济南市某居民小区单体高层剪力墙结构为研究对象,分别运用Push-over静力弹塑性分析方法、动力弹塑性时程分析方法分析结构的抗震性能。
结果表明,随着楼层高度的增加,结构每层的层顶水平位移呈现对数曲线增加的变化趋势;倒三角加载的结构水平位移大于均布荷载加载的水平位移,且楼层越高,两者的偏差越大;不同水平加载方式下的基底剪力随层顶位移的增加均呈现明显的3阶段变化,分别为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段,均布加载方式得到的极限弹性荷载以及极限荷载均大于倒三角方式加载;高层建筑基底剪力的动力发展过程与地震波的类型关系不大,但基底的峰值与地震波的输入条件有关。
【总页数】4页(P64-67)
【作者】韩式水
【作者单位】山东泰实建筑工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU973
【相关文献】
1.静力与动力弹塑性分析在超限高层建筑结构抗震设计中的应用
2.某高层建筑结构静力弹塑性(Pushover)分析
3.静力弹塑性分析方法在高层建筑结构中的应用
4.静力弹塑性分析方法在高层建筑结构设计中的应用
5.多层、高层建筑结构弹塑性动力、静力分析
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某高层结构弹塑性分析探讨摘要:对该结构进行大震静力弹塑性推覆分析,构件损伤导致结构出现明显的刚度退化,结构阻尼有较大增长,性能点处各层弹塑性位移角满足规范要求,框架柱均未出现弯曲破坏和受剪破坏,可实现大震不倒的抗震设防目标。
关键词:弹塑性分析;阻尼增长;性能点;大震不倒1工程概述本项目位于广东省,采用框架-剪力墙结构,结构高度为52.500m。
塔楼建筑面积约为6万m2,地上12层,地下1层,该项目平面较复杂,在二层和四层有楼板不连续,立面在十一层有收进,三层和四层局部转换,模型三维图如图1所示。
图1 模型三维图建筑抗震设防类别为乙类设防类,结构安全等级为二级,设计使用年限为50年。
场地地震基本烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组。
2.构件尺寸本项目框架柱截面尺寸为1000x1000(转换柱)、1200x600、900x900~600x600渐变,剪力墙为400~200mm渐变,梁500x1000、400x900、300x700,转换梁为1000x1000型钢梁,混凝土等级为C30~ C60,钢筋强度等级为HRB400。
3. 大震弹塑性分析由于该项目存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、刚度突变、构件间断共计5项超限点,对该结构进行大震弹塑性分析。
3.1静力弹塑性推覆(Pushover)分析采用YJK软件,对结构进行刚性楼板的假定,分别对建筑物在X、Y两个方向罕遇地震作用下进行静力弹塑性推覆分析,3.2加载顺序与水平荷载竖向分布模式分两步进行加载。
第一步为施加重力荷载代表值,并在后续施加水平荷载过程中保持恒定。
第二步为逐步施加竖向分布模式为倒三角形的水平荷载。
3.3 Pushover分析性能点处相关指标大震下静力弹塑性分析所得的性能点处相关指标如下表1所示。
表1 性能点处相关指标3.4结构弹塑性静力推覆能力谱验算结构弹塑性静力推覆能力谱验算如下图2和图3。
3.5大震下性能点处结构出铰情况在推覆过程中,中间层剪力墙连梁及个别小梁首先出现受弯塑性点,然后沿竖向双向发展,出现更多塑性点,直到性能点处,连梁梁端产生弯曲塑性铰。
1Pushover 分析原理Pushover 分析法的原理是先在结构上施加竖向恒载和活载并保持不变,同时施加沿高度分布的某种水平荷载或位移作用,随着水平作用的不断增加,结构构件逐渐进入塑性状态,结构的梁、柱和剪力墙等构件出现塑性铰,最终达到将结构推至某一预定的目标位移或使结构发生破坏,然后停止增加侧向力,进而了解和评估结构在地震作用下的内力和变形特性、塑性铰出现的顺序和位置、薄弱环节及可能的破坏机制,以判断结构是否能经受得住未来可能发生的地震作用,如不满足则对局部薄弱环节采取相应的抗震加固措施。
其主要过程如下:⑴对结构进行在恒载、活载、风荷载和多遇地震作用下的内力分析和截面配筋设计。
⑵建立能力谱曲线。
将地震作用简化为沿高度分布的某种水平荷载,并将其作用在结构的计算模型上,运用荷载增量或以增量控制进行结构的非线性静力分析,直至结构顶点达到目标位移值,得到结构基底剪力-顶点位移V b -U n 曲线,再将其转为谱加速度-谱位移S a -S d 曲线,即能力谱曲线。
⑶建立需求谱曲线。
根据设防烈度、场地类型、设计地震分组以及结构出现塑性变形后变化的阻尼比,通过反复迭代计算,得到结构在某一水准地震的需求谱曲线。
⑷确定性能点。
把前面得到的能力谱曲线和需求谱曲线画在同一坐标系中(如图1),两曲线的交点称为性能点。
该点所对应的位移即为结构在该水准地震作用下的结构顶点位移,由该位移可确定对应的所加水平荷载值,然后查出结构在该水平荷载作用下的塑性铰分布、内力和变形,这就是结构在该水准地震作用下的塑性铰分布、内力和变形。
⑸结构抗震性能评价。
经Pushover 分析后,得到性能点时塑性铰分布、内力和变形,作如下评价:①层间位移角、最大层间位移角是否满足抗震规范规定的弹塑性层间位移角限值;②构件的局部变形。
2工程概况及结构选型某高层住宅楼建筑总高为120m ,总建筑面积约10万m 2。
地下1~4层为机动车库及设备用房(负4层为人防地下室);1~5层为商场及餐厅,6层以上分为3栋(E ~G 栋)36层的住宅,最大高宽比3.62。
超高层结构设计中弹塑性法的分析与应用摘要:随着经济的发展,现代建筑楼层数越来越大,如何保障超高层建筑的可靠性和安全性,是相关的工作人员需要进行探讨、研究的一项重要课题。
本文将对弹塑性法进行说明分析,并将该方法应用到超高层建筑的结构设计中。
关键词:弹塑性法;超高层随着经济的快速发展,现代建筑楼层数越来越大,对于这些超高层建筑结构的可靠性、安全性的保障,成为了相关工作人员需要进行研究的主要课题之一。
下面针对该问题,对弹塑性方法进行详细的介绍、研究,并将其应用到超高层建筑的结构设计中。
一、弹塑性分析方法概述弹塑性分析方法包括:静力弹塑性分析法、弹塑性动力时程分析法。
下面将对这两种方法进行详细的介绍。
首先,静力弹塑性分析法一般指静力推覆分析方法。
该分析方法根据结构实际情况,施加给建筑结构侧向力,且逐渐将该力的大小加大,使得结构经历一系列的过程,比如屈服、结构控制位移、裂开、弹性等,以便结构实现预期目标位移,或者成为机构,达到掌握建筑结构在地震的影响下的各种状况,如将发生的破坏机制、薄弱部位、变形与内力特性、塑性绞发生的次序、部位,以更好地判断建筑结构能否承受地震的作用。
其次,20世纪60年代逐渐形成了弹塑性动力时程分析法。
该方法主要研究的是超高层建筑的工程抗震以及抗震分析。
到20世纪80年代,该方法仍然是大部分的国家在抗震设计规范分析方面所使用的方法。
时程分析法属于动力分析方法,是其中的一种形式。
该分析法主要求解结构物的运动微分方程,利用时程分析可以掌握到各个时间点各个质点的加速度动力反应、移动速度和位移等,以计算出结构内力、变形的时程变化情况。
因为存在较大的输入输出的数据量,且较复杂,导致了在一段时间内时程分析法无法开展。
随着快速发展的计算机技术,时程分析方法取得了发展空间。
二、静力弹塑性分析法的分析应用实施静力弹塑性分析法需要进行的步骤如下所示:步骤一:准备工作。
具体包括:建立构件、结构的模型,如确定恢复力模型、物理常数、几何尺寸等;计算承载力;计算荷载等;步骤二:计算各种参数值。
某超高层框支剪力墙结构的静力弹塑性分析【摘要】复杂的超高超限高层建筑结构需要进行弹塑性分析及计算来验证其是否满足抗震设防要求。
本文以深圳某超高层框支剪力墙结构为例,用三维弹塑性分析软件GSNAP进行了静力弹塑性分析,对结构的整体反应结果和构件损伤情况进行了分析和评估,用详细的量化指标验证了该结构能够在罕遇地震水平下实现“大震不倒”。
【关键词】超限高层;静力弹塑性分析;罕遇地震;抗震性能0 前言本工程建筑面积3.29万平米,主楼为33层,地下室3层。
结构体系为部分框支剪力墙结构,结构总高110米,主楼平面尺寸为25.2米X25.9米,整体的高宽比4.36,长宽比为1.03。
建筑方案要求底部为大空间,在5层设置转换层,同时存在平面凹凸不规则和位移比超限等不规则项。
根据高规(JGJ3-2010)第10.1条规定,属于复杂高层建筑结构。
为了检验结构在罕遇地震作用下是否满足“大震不倒”的抗震设计要求,有必要对其进行弹塑性分析,验算弹塑性层间变形,判断主要抗侧力结构的屈服顺序和损伤程度,根据构件破坏顺序研究结构的屈服机制,对结构的整体抗震性能做出综合评估。
根据高规(JGJ3-2010)第3.11.4条规定,本工程采用静力弹塑性方法进行分析。
静力弹塑性分析方法的特点是:虽然静力弹塑性分析方法在理论上有着诸多缺陷,但静力弹塑性分析可以通过比较简单的分析过程,了解结构在侧向力作用下从构件到结构多层面的弹塑性性能,且基本不影响传统的设计流程(弹性设计、弹塑性验算),因而在应用上有着很好的优势,其主要优点包括:(1)可以对结构的弹塑性全过程进行分析,了解构件破坏过程,传力途径的变化,结构破坏机构的形成,以及设计中的薄弱部位等;(2)可以较为简便地确定结构在不同地震强度下目标位移和变形需求,以及相应的构件和结构能力水平。
本工程弹塑性静力分析采用GSNAP程序,本程序由广东省建筑设计研究院及深圳市广厦软件有限公司研发,它是一个力学计算采用通用有限元架构,同时又和结构设计规范紧密结合的建筑结构弹塑性分析软件。
超高层建筑结构静力弹塑性分析于定富西安建筑科技大学建筑深圳设计分院,深圳(518000)E-mail:yudfu@摘要:上海某北塔楼是带加强层巨型柱核心筒超高层结构, 塔楼从室外地面至主屋面装饰体之高度约为260m,地上共58层。
单体建筑面积 ( 地上 )141,890 平方米。
主屋面上设约 15 至 20m 高钢桁架构筑物。
塔楼范围设 3 层地下室 ( 其中局部有二夹层 ) 。
地下1,2,3层之层高分别为6.2m,8.3m,3.55m(不含疏水层厚度),存在加强层及伸臂桁架的钢-混凝土组合结构.静力弹塑性分析采用中国建筑科学研究院的程序PKPM系列PUSH进行。
该程序是一个三维有限元空间弹塑性静力分析程序,利用PKPM的PUSH建立了上海某北塔楼的三维非线性有限元模型,并进行了推覆分析,得到了结构的层间位移和层间位移角,找出了结构的薄弱部位,分析了构件的屈服和破坏规律,对同类工程的分析有较高的参考价值。
关键词:结构工程;弹塑性分析;push- over;反应谱;结构抗震性能评价1. 引言现行的《建筑抗震设计规范》(G B50011-2001)中,3.6.2 条为:“......罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。
此时,可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法[2]。
”这里的静力弹塑性分析,即静力非线性分析,除了指一般的与反应谱结合不密切的非线性静力分析外,也包括了push-over方法。
《抗规》条文说明5.5.3 明确提出“......较为精确的结构弹塑性分析方法,可以是三维的静力弹塑性(如push-over方法)......”。
因为弹塑性时程分析对计算机软硬件和分析人员要求较高,工作量也较大,在一段时期内不容易成为一种被广泛采用的方法。
因此逐步推广push-over这种较一般静力分析有许多改进而且相对简便易行的方法,在目前是一种可行的方向[3]。
2. 原理与实施步骤2.1 原理Push-over方法是近年来在国外得到广泛应用的一种结构抗震能力评价的新方法,其应用范围主要集中于对现有结构或设计方案进行抗震能力的估计。
高层建筑结构弹塑性分析由于结构在进入中震或大震后,势必要部分进入弹塑性,因此建造高层建筑时,需要对其进行弹塑性分析,以此保证高层建筑达到塑性标准要求。
但是高层建筑结构的弹塑性分析并不简单,需要进行比较复杂的计算。
目前针对于此项工作,国内外已经研发了相应的软件程序,但是一大部分软件的实用性都不是很强,特别是前后处理功能不够完善,无法达到现实需求。
现阶段,我国高层建筑结构弹塑性分析方法主要有两种:一种是静力分析法;另一种是动力时程分析法。
1高层建筑结构弹塑性影响因素分析地震发生时,若高层建筑结构依然保持在弹性状态下,此时建筑材料满足于虎克定律,在这一情况下,建筑结构就会引起弹性地震反应。
若地震作用较大时,建筑结构进入弹塑性阶段,即结构变形无法满足于虎克定律,此时建筑结构所引起的反应即为弹塑性反应。
这两者之间有很大的不同,现表述如下:1.1结构刚度和阻尼弹性地震反应需要运用刚度矩阵,也就是常量矩阵,计算时需要依照相应的积分来逐步完成。
但弹塑性地震反应中,力与位移并不满足于线性规律,若使用双线性恢复力模型,只有位移同处一个直线段时,刚度矩阵才能够是常量,但是如果两个位移并不在同一直线,刚度矩阵就会出现产生影响。
阻尼矩阵是由刚度矩阵构成,因此阻尼矩阵与刚度矩阵的变形趋势基本上相同。
1.2弹塑性反应的特殊性在特殊的情况下,弹性地震反应可以等同于弹塑性反应。
如果地震所产生的作用力并不非常强烈,同时结构屈服强度已经超过了一定限度,地震作用并没有对高层建筑结构弹性造成非常明显的影响。
图中的AD线段整个区域都属于内震动,此时弹性地震反应与弹塑性地震反应所求得的解完全一致,因此可以将弹性地震反应当作是弹塑性反应。
1.3地震力与位移反应正常情况下,地震作用与弹性变形成正比,即地震越强烈,变形也会越大,而且这种变形没有任何的限制。
但弹塑性体系与之有很大的不同,若地震力已经能够让结构屈服,弹塑性变形能力增长就会越来越慢,达到一定程度时,就不会再增长,但结构变形却不会因此而停止,会一直持续。
钢结构设计中的弹塑性分析与实例研究一、弹塑性分析的概念和意义弹塑性是一种理论分析方法,基于材料的力学性质和物理特性,从宏观角度考虑材料的弹塑性行为,在设计结构时应用的强度设计方法。
弹塑性分析可以用于钢结构设计中,主要应用于研究结构的稳定性和承载能力,以及分析结构在承受荷载时的变形和应力分布情况。
在结构设计中,弹性分析只能适用于弹性阶段,无法考虑到结构在超过弹性阶段时的变形和破坏情况。
因此,在遇到变形较大或荷载较大的结构时,弹性分析方法往往不够准确,需要借助弹塑性分析方法。
弹塑性分析方法也可以用于结构安全评估和重构设计中。
二、钢结构设计中的弹塑性分析方法在进行钢结构设计中的弹塑性分析时,需要先确定结构和荷载的边界条件和约束条件,并制定有效的力学模型。
钢结构的强度破坏比较复杂,因此一般采用能量法来进行分析。
能量方法的主要思想是,在结构的弹性和塑性阶段中,通过实现结构内部能量的平衡来分析结构的承载能力。
在进行弹塑性分析时,需要考虑以下因素:1.材料的力学特性,包括弹性模量、屈服强度、极限强度等。
2.材料的应力-应变曲线,以及材料在超过屈服强度时的应力-应变曲线。
3.结构的截面形状和截面面积。
4.材料破坏之前的变形能力和变形特点。
5.荷载在结构上的分布和作用方式,以及荷载的大小。
在进行弹塑性分析时,可以采用平衡法,即根据平衡条件来建立结构的方程,然后逐步增加荷载,计算结构的应力和应变。
如果结构发生变形或产生裂缝,则需要进一步考虑塑性形变的影响,再进行一次力学计算。
重复以上步骤,直到满足结构的强度和稳定性要求为止。
三、钢结构设计中的弹塑性分析实例对于一座高层钢结构建筑,需要进行弹塑性分析来评估其承载能力和稳定性。
该建筑的主体结构部分采用钢筋混凝土框架结构,顶部采用钢桁架悬挑式结构,所使用的钢材为Q345B,其屈服强度为345MPa,极限强度为470MPa。
首先,对建筑主体结构进行弹性分析,并确定其基本弯曲挠度和初始静力系数。
静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用共3篇静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用1静力弹塑性Pushover分析方法是一种在高层建筑结构中广泛应用的结构分析方法,它可以用于评估建筑物的破坏机制和耐震性能,并为施工和维护提供有用的指导和建议。
本文将详细介绍该方法的原理和应用。
Pushover分析方法基于弹塑性理论,可以很好地模拟结构的非线性特性,并预测其塑性极限以及峰值位移。
该方法在分析中采用了非常简便的工具,比如一维曲线(Capacity Curve)和位移时程,因此可以更好地理解分析结果。
Pushover分析方法通常在进行性能评估时使用,其主要目标是确定结构的破坏机制。
该方法通常包括以下步骤:1.建立结构的有限元模型在进行Pushover分析之前,需要建立结构的有限元模型。
有限元模型必须准确地描述结构的几何形状、材料属性和边界条件。
通常情况下,有限元模型是由保密的BUILDING INFORMATION MODELING(BIM)或其他建模软件生成。
2.确定结构的荷载模型在确定荷载模型时,需要考虑结构所受的地震、风荷载和重力荷载等因素。
在进行Pushover分析之前,需要将自重和其它固定荷载先施加在结构上,然后再考虑施加的横向载荷。
3.确定分析属性分析属性是指用于模拟结构响应的材料模型、纵横向构型变化以及分析强度等因素。
静力弹塑性Pushover分析采用材料的弹性模量及屈服强度,在结构滞回曲线上用刚度和残余形变表达了结构的非线性本质。
4.进行Pushover分析进行Pushover分析时,需要使用一种称为Capacity Curve的曲线来描述结构的响应。
该曲线可以通过在结构中逐步增加侧向荷载来构建。
在每个荷载步长上,都会根据结构的强度、刚度和残留形变来计算结构的响应。
通过计算位移和弧度等参数,可以建立结构的Capacity Curve。
5.进行破坏模式分析通过Capacity Curve,可以确定结构的塑性极限和层间的响应状况。
高层建筑结构弹塑性分析摘要:近年来,我国城市化迅猛发展,为满足城市发展及人口增长的需要,高层建筑应运而生。
高层建筑解决了城市发展中的一部分土地及人口问题。
但是由于高层建筑结构较为复杂,对其进行弹塑性分析十分必要,能够了解建筑结构的抗震性能,确保高层建筑结构的安全,为城市化的发展提供坚实的基础。
关键词:高层建筑结构;弹塑性分析;模型;应用开放以来,我国的城市化进程不断加快,城市的高层建筑工程也越来越多,居世界之前列。
在高层建筑不断发展的同时,高层建筑结构抗震设计也引起广泛的关注与研究。
当高层建筑物在经历中级地震或大型地震的时候,其结构必然要进入弹塑性,对建筑结构的安全有着重要的影响,因此对高层建筑的弹塑性分析在建造高层建筑时需要对其进行深入分析,来保证高层建筑结构能够达到塑性的标准要求。
但是在实际工作中对高层建筑结构的弹塑性分析并非易事,其需要借助大量的复杂的计算才能得到较为正确的分析结果。
针对于高层建筑结构弹塑性的分析工作,国内外已取得一些成就并开发出了一些相关的软件,但在使用的过程当中,大部分的软件都没有到达预想的效果。
弹塑性分析方法分为静力弹塑性分析法和动力弹塑性时程分析法是对高层结构进行非线性阶段抗震的两种主要方法,我国高层建筑结构弹塑性分析也采取此两种方法。
1影响建筑结构弹塑性因素当发生地震时,如果高层建筑结构一直停留在弹性状态下,那么此时的建筑材料在符合虎克定律(固体材料受力之后,材料中的应力与应变之间成线性关系)条件下的反应叫做弹性地震反应;反之,当地震的威力较大的情况下,建筑结构就会进入弹塑性,此时的建筑材料在不符合虎克定律,建筑结构就会引起弹塑性反应[1]。
弹性地震反应与弹塑性反应之间有着很大的不同,现将两者之间的不同表述如下。
1.1两者的结构刚度和阻尼不同弹性地震反应借助于刚度矩阵,也叫做常量矩阵,要依靠相对应的积分来逐步完成相应的计算。
标示出弹性体系下的位移与力之间的关系。
而在弹塑性地震反应过程中,位移与力的不仅仅是线性的规律,在使用双线性恢复力模型的时候只有当位移同时处在相同的直线段的时候,刚度矩阵才能够满足于常量,反之当两个位移不在同一条直线上,刚度矩阵就会产生影响,刚度矩阵构成了阻尼矩阵,因为,阻尼矩阵的变形趋势与刚度矩阵的变形趋势大致上一致。
结构静力弹塑性分析的原理和计算实例一、本文概述结构静力弹塑性分析是一种重要的工程分析方法,用于评估结构在静力作用下的弹塑性行为。
该方法结合了弹性力学、塑性力学和有限元分析技术,能够有效地预测结构在静力加载过程中的变形、应力分布以及破坏模式。
本文将对结构静力弹塑性分析的基本原理进行详细介绍,并通过计算实例来展示其在实际工程中的应用。
通过本文的阅读,读者可以深入了解结构静力弹塑性分析的基本概念、分析流程和方法,掌握其在工程实践中的应用技巧,为解决实际工程问题提供有力支持。
二、弹塑性理论基础弹塑性分析是结构力学的一个重要分支,它主要关注材料在受力过程中同时发生弹性变形和塑性变形的情况。
在弹塑性分析中,材料的应力-应变关系不再是线性的,而是呈现出非线性特性。
当材料受到的应力超过其弹性极限时,材料将发生塑性变形,这种变形在卸载后不能完全恢复,从而导致结构的永久变形。
弹塑性分析的理论基础主要包括塑性力学、塑性理论和弹塑性本构关系。
塑性力学主要研究塑性变形的产生、发展和终止的规律,它涉及到塑性流动、塑性硬化和塑性屈服等概念。
塑性理论则通过引入屈服函数、硬化法则和流动法则等,描述了材料在塑性变形过程中的应力-应变关系。
弹塑性本构关系则综合考虑了材料的弹性和塑性变形行为,建立了应力、应变和应变率之间的关系。
在结构静力弹塑性分析中,通常需要先确定材料的弹塑性本构模型,然后结合结构的边界条件和受力情况,建立结构的弹塑性平衡方程。
通过求解这个平衡方程,可以得到结构在静力作用下的弹塑性变形和应力分布。
弹塑性分析在结构工程中有着广泛的应用,特别是在评估结构的承载能力、变形性能和抗震性能等方面。
通过弹塑性分析,可以更加准确地预测结构在极端荷载作用下的响应,为结构设计和加固提供科学依据。
以上即为弹塑性理论基础的主要内容,它为我们提供了分析结构在弹塑性阶段行为的理论框架和工具。
在接下来的计算实例中,我们将具体展示如何应用这些理论和方法进行结构静力弹塑性分析。
浅谈超限高层建筑大震弹塑性分析方法及步骤摘要:随着城市超高层建筑越来越多,超高层建筑结构的超限审查也越来越严格,因此结构超限计算和分析也显得尤为重要,超限计算包括弹性计算、弹性时程分析、等效弹性分析、静力弹塑性和动力弹塑性分析,本文仅针对过程和方法较为复杂的动力弹塑性分析方法和步骤作简单介绍。
关键词:超限性能目标罕遇地震地震波动力弹塑性分析结构损伤1概述本文以武汉某超高层住宅楼为例,简要介绍超限高层结构的动力弹塑性方法和步骤。
2工程概况武汉某超高层住宅楼,结构高度为166.6m,为B级高度,地上55层,地下3层。
结构标准层长约48m,等效宽度约18.7m,高宽比约9.1;采用混凝土剪力墙结构型式。
按《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)及武城建[2016]5号、[2016]154号文规定,本楼栋抗震设防类别为标准设防类。
剪力墙、框架梁及连梁抗震等级均为二级。
本楼栋建筑结构安全等级为二级,结构设计使用年限为50年。
根据《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》),本地区设计抗震设防烈度为6度,场地类别为Ⅱ类,基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为一组;按《中国地震动参数区划图》相关规定,多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下的地震加速度的最大值分别为17cm/s2、50cm/s2、115cm/s2,水平地震影响系数最大值αmax分别为0.0417、0.125、0.2875,特征周期分别为0.35、0.35、0.4.3结构超限情况及解决方案3.1结构超限情况根据国家《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》中的相关规定,本项目为钢筋混凝土剪力墙,超限高度限值为140m,因此高度超限,无其他超限项;需要进行抗震超限审查。
3.2抗震性能目标根据《高规》第3.11节及条文说明,本项目可选用结构抗震性能目标为D级,具体如下:规范抗震概念:小震不坏、中震可修、大震不倒;性能水准为1、4、5;性能目标:关键构件(底部加强区、楼梯间及端山墙通高剪力墙):在小震作用下无损坏、弹性;中震作用下轻度损坏、抗震承载力满足不屈服;大震作用下中度损坏、抗震承载力宜满足不屈服。