時間:2023-09-04 16:25:07
序論:在您撰寫超高層建筑抗震設計時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
關鍵詞:超高層 建筑 抗震 設計
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
前言
隨著高層建筑的迅猛發展,建筑的多功能要求,超高層建筑越來越多,許多建筑采用底部大裙房、上部多座塔樓的建筑形式。這些復雜的建筑形式的出現給其結構抗震分析以及抗震設計帶來了許多新的問題。
一、超高層建筑設計基本要求
1、針對建筑物的整體穩定性、承載程度以及整體延伸性等多個方面進行綜合考慮
在工程的設計中,對于結構的構建必須要符合安全的要求,還有對可能出現薄弱部分的進行建筑加強,采取必要的措施,提高建筑物整體的抗震能力,當然對于建筑物所要承受的豎向荷載來說,基本的構建不可以成為主要的耗能構件。
2、盡量的設置多層次的抗震防線
對于每一個建筑物來說,一個良好的抗震體系必須要由多個延伸性較好的分體構成,多個構件結合在一起工作,起到很好的配合作用也不會相互影響。在高層建筑中會設立很多的抗震防線,這主要是因為在一次強烈的地震過后必定會經歷多次的余震,但是如果只有一道抗震防線,那必定很難保證建筑物的整體安全性和穩定性,所以必須要在建筑中設立多個抗震防線,當然對于建筑物內部中的構件之間的關系也不能忽視,對于每一個樓層來說,在使用的主要耗能構件發生屈服之后,必須要對其進行彈性檢測,使其可以擁有時間較長的抗倒塌能力。
3、地震波的選擇要求
對超高層建筑,必要時考慮長周期地震波對超高層結構的影響。輸入地震加速度時程曲線應滿足地震動三要素要求,即有效加速度峰值、頻譜特性和持時要求。對超高層建筑,在波形的選擇上,在符合有效加速度峰值、頻譜特性和持時要求外,滿足底部剪力及高階振型的影響,如條件許可,地震波的選取,尚應考慮地震的震源機制。
二、超高層結構反應譜分析要點
反應譜理論是現階段建筑抗震分析的基本理論。對于設計人員,反應譜分析主要是地震動參數的選取和結構基本信息的輸入。反應譜分析的關鍵是對計算結果進行分析,判斷計算結果是否合理。
1、兩個不同力學模型的三維計算軟件
《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010),(簡稱抗震規范)3.6.6條規定:復雜結構多遇地震下應采用不少于兩個的不同力學模型的三維空間分析軟件進行整體內力和位移計算:《高層混凝土結構技術規程》(JGJ3―2002)(簡稱高層規程)亦有相關規定。目前國內常用的計算軟件如SATWE、PMSAP、ETABS、MIDAS均屬于“不同力學模型的三維空間分析軟件”,小震下的彈性反應譜分析可任選其中兩個程序進行計算。
2、關于超長周期反應譜
超限高層建筑大多為高柔結構,周期較長,有些甚至超過6.0s。例如天津津塔項目,主樓總高度330m,結構第1周期達到7.60s??拐鹨幏?.1.4條規定,周期大于6.0s的建筑結構所采用的地震影響系數應專門研究。
3、層間位移角限值
超高層鋼結構的層問位移角限值按照抗震規范要求取1/300。超高層混凝土結構層問側移角限值在高層規程中規定:高度等于或大于250m的高層建筑,其層間位移角部不宜大于1/500;高度在150~250m之間的高層建筑,層間位移角限值可采用“表4.6.3數值”與1/500線性插值取用。要注意高層混凝土規程第4.6.3條小注:“樓層位移計算不考慮偶然偏心的影響”。
4、剪重比調整
抗震規范5.2.5條和高層規程3.3.13條提出了“最小地震剪力系數”要求。由于地震影響系數在長周期段下降較快,對于基本周期大于3.5s的結構,計算得到的水平地震作用下的底部總剪力太小。換言之,就是結構 ‘柔”,受到的地震力太小,從偏于安全的角度考慮,人為地提高地震剪力以保證結構設計的安全性。最小剪力系數取值在3.5s開始減小,至5s后不再下降??紤]大于5s的結構多為超高超限的高柔結構,適當提高地震下的抗側移剛度和承載力是合理的。
5、層剛度比和層抗剪承載力的控制
抗震規范、高層規程均有“樓層剛度不宜小于相鄰上層70% 或其上三層側向剛度平均值的80%”的規定。《高層民用鋼結構技術規程》(GJG99―98)(高鋼規)3.3.1條規定,樓層剛度不小于相鄰上層的70%,且連續三層總的剛度降低不超過50%??拐鹨幏兑幎ńY構樓層抗剪承載力不小于相鄰上層的80%,高層規程規定A級高度層抗剪承載力不小于其上一層的80%、B級高度抗剪承載力不小于上層的75%。高鋼規規定任一樓層抗側力構件的總受剪承載力不小于其相鄰上層的80%。
三、實例分析
1、工程概況
項目位于昆明市高新區前所村“城中村” 改造(聯邦國際)項目A2、A3號地塊。總用地面積140312m2。土地用途為商業、住宅用地,其中商業占10%,住宅占90%。裙房面積為1.4 萬m2,辦公樓面積約為12.6萬m2,上部塔樓包括: 1、2、3、5棟住宅樓36 層,標準層層高3.6m,建筑總高度129.6m。本次針對較高的1、2、3、5棟住宅樓進行結構布置,計算并探討各種布置方案的性能。下部裙房包括:五層商業面積1.4 萬m2,首層層高5.2m,其余商業層高4.5m。設置兩層地下室,根據地質報告擬采用樁基礎。
2、計算軟件
本工程設計計算所采用的計算程序:PMCAD、SATWE。
3 結構布置
根據建筑平面功能采用三種布置方案對比,建筑平面詳見圖1。
圖1
為解決高烈度區多遇地震、設防地震和罕遇地震的地震作用較大,針對矩形平面的短邊分別采取加強措施如下:
(1)方案一:采取建筑物兩側全高設置支撐體系與型鋼混凝土框架梁柱形成抗側力體系與混凝土核心筒共同抵抗地震作用,詳見圖2。
(2)方案二:結合建筑功能在兩側布置開洞聯肢剪力墻抗側力構件與混凝土核心筒共同抵抗地震作用,詳見圖3。
(3)方案三:在21 層設置加強層,通過布置剛度較大的水平伸臂桁架和周邊環帶斜腹桿桁架,利用框架柱的軸力形成反向彎矩,減少內筒的傾覆力矩,進而減小結構在水平地震作用下的位移。詳見圖4。
4、結構小震作用下及風荷載作用下彈性計算分析如下表
5、結論分析
(1)風荷載作用下建筑結構均能滿足規范要求的層間位移角。
(2)抗震設防烈度8 度(0.2g)區,一般地震作用下位移角較大,分別對比方案一(全高支撐方案)、方案二(兩層剪力墻方案)、方案三(伸臂加強層方案)在小震作用下,方案一與方案二能滿足規范對位移角要求,方案三不滿足。
(3)本次計算結果對比表明,在高烈度去小震作用下,伸臂加強層方案提給抗側剛度有限,且引起樓層受剪承載力嚴重突變,造成結構豎向產生薄弱層,對抗震十分不利。方案一和方案二在小震作用下彈性計算和多遇地震下彈性時程分析法進行補充計算,均表現出較好的抵抗水平力性能。方案一要求全樓設置鋼構件側向支撐,在造價成本上比較大,且仍然存在樓層受剪承載力突變,產生豎向薄弱層。
(4)方案二結合建筑方案,在弱側適當布置剪力墻方案能較好的滿足結構性能要求,且由于采用常規施工做法,從經濟角度和方便施工角度考慮均為合適方案。
【參考文獻】
關鍵詞:超限高層;建筑抗震設計;專項審查;樁基
中圖分類號:TU473文獻標識碼: A
1、超限高層建筑的概述
超限高層是指超過規范要求限制的高層建筑。 超限高層審查是在項目的初步設計階段,按國家建設部要求,申請全國超限高層審查委員會組織專家從技術角度進行多方論證,力求在抗震、消防等方面保證建筑物的質量安全?!靶「邔印焙汀俺邔咏ㄖ倍际恰懊耖g說法”,不規范。超限高層的高度和層數并沒有統一的“定數”。對混凝土框架剪力墻結構的高層建筑,超過120米為超限高層;混合剪力墻結構為100米以上;有錯層的為80米以上;網架結構的為55米以上;而網架無蓋結構為28米以上。無論建筑物多高,超限高層都對工程技術質量提出了更高的挑戰。
建設部早在2002年就了111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》,明確了在各省、自治區、直轄市對此類工程的管理應由相應省級建設行政主管部門負責。并規定若在抗震設防區內進行超限高層建筑工程建設,建設單位應在初步設計階段向當地省級建設行政主管部門提出專項報告,可見政府對此工作的重視程度。
2、超限高層建筑工程抗震設計研究的作用和意義
在我國經濟的發展和全球經濟一體化的大趨勢下,我國基礎設施的建設發展也突飛猛進,出現了各個行業的流動資金開始往基礎設施建設匯集的現象。超高層建筑工程是在人們對空間成分利用的前提下應運而生的,這反映了人們對充滿時代感和現代感的城市生活的追求。但是問題也隨之而來,因為超限高層建筑工程自身的結構特點已經超出了我國對建筑工程的理解和規定,抗震也成為擺在超高建筑工程面前的重大難題。尤其是這幾年以來我國地震災害頻發,汶川、玉樹和雅安地震的發生造成建筑物的破壞更是讓我們觸目驚心。建筑物的抗震安全性是人民生命財產安全的重要保障。所以,我們要正確認識到在發展過程中存在的問題,提高超限高層建筑工程抗震設計的能力。完善超限高層建筑的抗震設計既與人民生命財產安全密不可分,又是社會發展的需要所在。
3、抗震設計的主要要點
針對建筑物懸挑過大的結構設計,應充分考慮其質量的大小,對質量較大的部位,應該避免由偏心所造成的扭轉,同時還要考慮豎向的地震作用。對于立面開大洞的結構設計,應注意加強洞口四角以及邊緣。而對于有轉換層的建筑,利用厚板轉換的不利的,一般采用的是梁式轉換,并且避免多級復雜的轉換。
超限高層建筑抗震設計的基本要求就是要對框架結構、普通剪力墻結構的高度進行超限的程度控制,應考慮現實的情況,遵守高規中結構的最大使用高度,并且控制好抗震措施,如材料強度等級、體型布置、抗震等級、配筋率、軸壓比等方面應采取比規范更嚴格的要求,以滿足提高結構延性的要求。對于筒體結構或者是框剪結構的建筑,要注意6度或者7度設防的時候,高度不得超過規范最大適用高度的30%,而8度則不能超過最大適用高度的20%。同時,在房屋高度,高寬比和體型規則方面,必須要有一點或者一點以上符合相關規范、規程的要求。
4、嚴格審查
首先,我們現在設計高層建筑的抗震分析方法與規范都是建立在目前的科學技術水平之上的。規范中所推薦的反應譜法與時程分析法等并不完善,它們都采用了一系列的假定,特別是反應譜法,它把整個高層建筑假定為一個質量串,認為它們的重心都在一條垂線上,而且分析時只考慮了峰值加速度,頻譜組成僅近似地考慮了振型耦合,對持續時間根本就不考慮,而這些恰恰是對結構輸入地震能大小影響十分關鍵的因素。由于以上原因,我們必須要求建筑非常規則,方能適用于我們現行規范的計算方法。如果規則性方面超出規范太多,則書本上的計算方法已不適用,電算輸出的結果的可靠性也就成了問題。而一般設計人員常常認為我們計算結果滿足規范就可以了,而忽略了計算方法本身的適用范圍,當然對超限高層控制的目的,就是要保證在現有的設計水平下,使被審查的工程都能在現有計算方法適用范圍之內,以保證其計算結果的可靠、安全。
其次,我們選用的結構類型都有一定的適用范圍,超過了這個范圍,我們采取的構造措施通常會缺乏實踐的經驗,而且會給可行性、技術合理性、經濟性帶來很大問題,因此對各種類型的結構,規范都限定了固有的適用高度。例如A級高層建筑超過了限值高度,那么就要按B級高度的高層建筑進行設計,其實質是要提高其結構的抗震等級。
最后,對高寬比的控制主要是為了保證結構的整體穩定性,并對總剛度、經濟合理性、承載能力進行宏觀控制,使主結構受力更加合理均衡、易滿足變位條件,以保證正常的使用與造價的控制。
5、高層建筑樁基的施工工藝
高層建筑樁基施工技術首先是(1)在施工的時候對于方案的編制;(2)在施工之前要制定好工程的進度再根據總進度確定樁基的施工計劃。(3)施工的時候要注意安全的保證、質量的保證以及文明的施工等。(4)為了保證施工工藝的合理性,在施工前應進行試樁,再在此基礎上提取確定參數。由于城市化進程的加快,目前對高層建筑樁基施工工藝有了更高的要求。
5.1、預制的混凝土樁與鋼制樁的沉樁
預制混凝土的形式包括管狀型的樁和方形的樁兩種,鋼制的樁包括有鋼管樁和H型的鋼制樁兩種。以上這些樁沉樁的方法最主要的是鐵錘擊打法、靜力壓樁法以及水流沖擊沉樁法,但有的時候也會才用振動式沉樁的辦法。這幾種沉樁的方法中用鐵錘擊打深入法、靜壓力沉樁和振動沉樁的辦法在所有沉樁過程中都會出現擠壓土壤,即擠土的現象出現。而在這種現象出現的時候一定要注意采取措施以減少擠壓土壤對周邊環境的破壞。
5.2、灌注泥樁的成樁法
灌注泥樁成孔的方法主要包括干作業成孔、泥漿護壁成孔以及沉管成孔這幾種成孔方法。而在成孔完成鋼筋籠、混凝土安置澆筑上之后才會形成灌注沉樁。泥漿護壁成孔一般有正反循環泥漿護壁成孔與沖擊成孔這兩種方法。前者特別適用于淤泥以及淤泥質土,但是在應用的時候也要注意泥漿的護壁,特別是防止護壁的倒塌;后者適用于碎石和粘土,也可以在沙質土以及粉質土中使用。
6、結語
本文主要是通過超限高層建筑抗震設計的主要作用和意義進行的,同時對抗震設計的基本思路和原則,主要要點和高層建筑樁基的施工工藝作了探討。這對提高我國超限高層建筑領域的水平和技能,都有著重要的作用和意義。
參考文獻:
[1]姜文輝,李智.超限高層建筑工程抗震設計中的若干問題[J].廣東土木與建筑,2008,01:14-16.
關鍵詞:超高層建筑;抗震設計;問題;建議
Abstract: In recent years, China's high-rise buildings has developed very quickly. As the particularity of high-rise projects, more stringent seismic design should take technical measures to ensure security. Specification uses three levels of fortification, two-stage design method for seismic design. Combined with practical, on the design of super-tall buildings response spectrum, time history analysis and performance design elements were analyzed.
Key words: high-rise buildings; seismic design; problems; suggestions
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼A 文章編號
近幾年,我國的經濟雖然有了很大的增長,但是依舊要面對到人口增加、人口老齡化等社會問題,人們對于生存空間的需求遠比過去的十年高了很多。與此同時,房地產行業也有了空前的發展,這樣也給高層建筑的興建提供了條件和技術。到現在為止,一個城市發展的優越與否很大程度上要看是否有標志性的高層建筑。隨著建筑工程的高度逐漸增加和超越,這樣也就注定了它本身結構的復雜性,這樣也就提出了更多技術上的難題,比如超限高層建筑抗震設計,這關系到建筑物的整體安全性。所以可以看出,如果要想更好的保證建筑物的使用安全,就需要更加的重視高層建筑的抗震設計,因為這不僅關系到人民群眾的切身利益,更關系到我國未來社會主義經濟建設的成敗。所以,必須要做好對超限高層建筑工程的抗震設計,這是至關重要的一點,更是反應我國綜合國力的一個重要表現。
1.超限高層建筑設計基本要求
1.1 在工程和設計的過程中,必須要針對建筑物的整體穩定性、承載程度以及整體延伸性等多個方面進行綜合考慮。在工程的設計中,對于結構的構建必須要符合安全的要求,還有對可能出現薄弱部分的進行建筑加強,采取必要的措施,提高建筑物整體的抗震能力,當然對于建筑物所要承受的豎向荷載來說,基本的構建不可以成為主要的耗能構件。
1.2 在建筑物設計中,要盡量的設置多層次的抗震防線。對于每一個建筑物來說,一個良好的抗震體系必須要由多個延伸性較好的分體構成,多個構件結合在一起工作,起到很好的配合作用也不會相互影響。在高層建筑中會設立很多的抗震防線,這主要是因為在一次強烈的地震過后必定會經歷多次的余震,但是如果只有一道抗震防線,那必定很難保證建筑物的整體安全性和穩定性,所以必須要在超限高層建筑中設立多個抗震防線,還要保證主要的耗能構件具有相對較高的剛柔性和延伸性,這樣可以盡量的保證建筑物的結構不受破壞和影響,對于地震能量的減緩有很大的幫助,還可以提升超限高層建筑的整體性能。當然對于建筑物內部中的構件之間的關系也不能忽視,對于每一個樓層來說,在使用的主要耗能構件發生屈服之后,必須要對其進行彈性檢測,使其可以擁有時間較長的抗倒塌能力。
1.3 對于建筑物中的薄弱位置要格外的重視,盡量采取多種方式提升建筑物的整體抗震性。在發生地震的情況下,建筑物的構件要可以承受較強的沖擊力,這就要求對建筑物的薄弱部分進行仔細的觀察、分析和研究,采取適當的措施進行加固處理,還要對承載力和彈性受力所在的均衡位置點進行合理的處置,保證在發生重大事故的時候可以及時的發現問題和處理問題。
2.超限高層建筑的處理方式
在很多的超限高層建筑中,針對建筑物的整體穩定性和安全性,必須要對其采取相應的加強措施,這樣才可以保證建筑物在遇到地震時可以發揮出更好的穩定性。
2.1 構造加強措施
2.1.1 對于底部部位的剪力墻厚度,要盡量的加大。
2.1.2 可以在底部加強部位使用型鋼混凝土柱,并且可以加大它的配箍特征值。
2.1.3 對于連梁配筋而言,需要采用交叉暗撐的方式搭建。
2.1.4 要對框支柱的軸壓比進行更為嚴格的控制。
2.1.5 對于節點和錨固的加強可以通過采用構造措施實現。
2.2 梁式轉換層結構
2.2.1 將柱由轉換層向上延伸兩層。
2.2.2 對剪力墻的配筋強度而言,要適量的提升,通常對底部的加強部位會取百分之0.5.
2.2.3 對框支柱的軸壓比進行嚴格的控制,可以使用型鋼混凝土柱。
2.2.4 對與配筋的使用,在轉換層上下層可以使用雙層雙向配筋。
2.2.5 對于整體結構的布置要適當的進行調整,滿足設計的剛度要求。
2.2.6 增大落地剪力墻的厚度。
2.2.7 對于結構型鋼結構模型的混凝土轉換梁而言,要合理的設置配筋和節點。
2.3 對于豎向和結構的平面布置,必須要避免扭轉帶來的影響,還要保證側向的剛度可以在一個較為均勻的水平上變化。對于構件的布置,要通過充分的計算,反復的進行調整,得到一個最佳的位置,這樣可以保證在地震的影響下不會產生過多的偏移。
3.超限高層建筑抗震設計中的問題
在超限高層建筑的施工過程中,最重要的一個問題就是要對于建筑物整體抗震性研究,在這中間一個比較突出的問題就是建筑物的短住問題,針對這一問題主要從以下的幾個方面進行分析。
3.1 對施工地質和周邊環境的資料缺少。因為在我國的經濟體制下,或多或少會受到計劃經濟的影響,這樣就導致很多建筑施工會出現急功近利的現象,這主要是因為很多工程在施工之前沒有對相關的地質條件和環境條件進行充分的調查和研究,只是急于開工而忽略了施工的重要依據,這樣難免會導致很多事故的發生概率增加。
3.2 結構在平面生的布置問題。
在很多的超限高層建筑中,多數都是以不規則的形狀出現,這樣跨尺度較大的設計在施工的時候就會造成很多的技術難題,使得結構平面上出現不均勻的現象,造成平面的長度過長,影響整體的安全性。
3.3 超限高層建筑方案中存在多個不一樣的受力體系??赡芙ㄖ镓撝氐慕Y構是有兩個不同的結構單元組成的,這樣對于房屋整體的抗震性會產生很大的負面影響,使得房屋很容易發生倒塌事故。
4.加強超限高層建筑抗震設計的建議
通過上面的研究,可以看出超限高層建筑的施工是一個很復雜的過程,還要投入大量的人力和物力,并且要面臨較大的施工和經濟風險,多個方面的因素都會對施工造成一定的影響,因此必須要對制定一個合理的嚴格的設計方案和施工方案。那就必須要從勘探地質和環境開始,做到最大限度的評測,對各個影響因素綜合考察,決定最終的取舍。只有通過一個嚴密的設計方案,再到一個嚴謹的施工方案,才可以最大限度的滿足超高層建筑的抗震要求。
5.總結
綜上所述,可以看出超限高層建筑工程設計的抗震性要求是非常重要的,所以要對抗震設計這一環節有足夠的重視。還要不斷的提升超限高層建筑的抗震要求,保證超限高層建筑的質量和安全,這就要對現有的設計施工技術進行改良和創新,適當的引進國外的先進技術和科技,結合我國的具體國情,制定出更適合我國發展的設計施工方案。相信通過這樣一個嚴密的程序制定出來的設計方案,一定可以更好的提升建筑物的整體使用性和安全性,提升建筑的社會效益和經濟效益。相信在未來的發展中,我國的超限高層建筑可以向著更加安全、環保和經濟的方向發展。
參考文獻:
[1] 李洪愷.高層建筑結構抗震設計之我見[J]. 科技與企業. 2012(13)
[2] 宋曉華,羅躍名,楊正.某火車站站臺雨棚結構風荷載研究[J]. 天津建設科技. 2012(03)
[3] 徐娟.高層建筑結構抗震設計要點分析[J]. 江西建材. 2012(04)
[4] 錢文臣.地下管道的縱向地震響應分析與抗震設計研究[J]. 石化技術. 2012(03)
關鍵詞:超限高層建筑、抗震設計、分析
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
一、前言
改革開放以來,我國經濟快速增長,城市化進程明顯加快,大量農村人口迅速向城市集中,由此造成城市人口數量的不斷膨脹,對房屋的需求也急劇增加。為了緩解城市人口對房屋需求的壓力,越來越多的高層、超高層建筑如雨后春筍般出現在各大、中城市。超高層建筑,除了具有充分利用有限的土地面積,最大限度利用地上建筑使用空間外,還具有強烈的標志性及展示性作用,從而往往能成為區域性、地標性建筑或成為城市“名片”。
然而,盡管城市中的超高建筑越來越多,但目前卻沒有統一的方法和明確的依據來對超限工程進行抗震設計,多數情況下還是要依靠工程師和專家們的結構概念和經驗來把握,而其可靠程度,限于現今的技術水平一般只能作出定性結論,還很難作出定量的描述。以下本文就超限高層建筑工程抗震設計方面內容作出簡要分析,供廣大同行參考。
二、超限高層建筑工程抗震設計研究的作用和意義
隨著我國經濟的快速發展,在全球經濟一體化的趨勢下,我國基礎設施的建設發展有了突破性進展,出現了各個行業的流動資金開始往基礎設施建設匯集的現象。超高層建筑工程是在人們對空間的成分充分利用的前提下應運而生的,這反映了人們對充滿現代感和時代感的城市生活的追求。但是,問題也隨之而來,因為超限高層建筑工程自身的結構特點已經超出了我國對建筑工程的規定,抗震也是擺在超高建筑工程面前的重大難題。尤其是這幾年以來我國地震災害頻發,汶川和玉樹地震的發生造成對建筑物的破壞,更是讓我們觸目驚心。建筑物的抗震安全性和人民的生命財產安全密不可分。所以,我們要正確認識到在發展過程中存在的問題,認識到超限高層建筑工程抗震設計的重要性。完善超限高層建筑的抗震設計是人民生命財產安全的重要保證,也是社會發展的需要所在。
三、超限高層建筑工程抗震設計的原則和基本內容
1、超限高層建筑工程抗震設計的原則
在建筑物抗震設計上,我國遵循這樣三條原則“:小震不壞、中震可修、大震不倒”。 第一,小震不壞。當建筑物遇到多遇地震時,其結構沒有遭受到損壞,無需修理就可以繼續使用。在這個原則下,一般是對建筑結構的承載力進行驗算,是建筑工程抗震設計第一階段的彈性設計。第二,中震可修。當建筑物遇到設防地震時,建筑物可能發生一定程度的損壞,經過修補之后就可以繼續投入使用。這要求建筑設計時考慮到建筑結構的非線性彈塑性變形和承載力,是第二階段的彈塑性變形驗算。第三,大震不倒。當遭受到罕遇地震影響時,建筑物不會發生倒坍等威脅人民生命財產安全的重大事故。這一階段的設計是前面兩個階段驗算和設計的分析過程,并采取相應的抗震措施和技術來提高建筑物的抗震性能。
2、基本內容
第一,當超限高層建筑物采用鋼筋混凝土框架結構和抗震墻結構時,其高度不得超過《建筑抗震設計規范》規定的最大適用高度。當采用的是抗震墻結構和筒體結構時,建筑工程為 9 度設防時,其高度不得超過《建筑抗震設計規范》規定的最大適用高度;建筑工程為 8 度設防時,其最大高度應是《建筑抗震設計規范》規定最大適用高度的120%;建筑工程為 7 度和 6 度設防時,其最大高度應是《建筑抗震設計規范》規定最大適用高度的 130%。第二,超限高層建筑物設計時,其高度、高寬比和體型規則性這三者中至少有一項需要滿足《建筑
抗震設計規范》的要求。第三,在進行抗震設計時,至少要采用兩種力學模型來計算分析建筑物的受力情況,其計算程序需要經過有關行政部門的鑒定許可。第四,為保證超限高層建筑的安全性,應采取比《建筑抗震設計規范》更嚴格的抗震措施。第五,當超限高層建筑物有明顯薄弱層時,還應進行結構的彈塑性時程分析。
四、超限結構抗震設計要點
1、高度和高寬比超限建筑
a. 盡可能采用適用高度較高的結構類型, 如鋼筋混凝土框架結構房屋高度超限時, 可改用框架-剪力墻結構。
b. 驗算結構整體抗傾覆穩定性, 驗算在側向力最不利組合情況下樁身是否會出現拉力或過大的壓力, 并進行風荷載或地震作用下的舒適度驗算, 控制頂點位移及層間側移, 當側移無法滿足要求時, 可考慮利用建筑設備層和避難層空間, 沿豎向設置若干層伸臂桁架或腰桁架。
c. 適當降低底部豎向構件在最不利荷載組合下的軸壓比并加強配筋, 當軸壓比不滿足要求且構件截面再增大有困難時, 可采用鋼或其它組合構件與混凝同組成的結構。
d. 要有足夠的埋置深度, 考慮重力二階效應, 并進行風荷載作用下的舒適度驗算。
2、平面規則性超限建筑
a. 采用彈性樓蓋模型, 或按分塊剛性樓板+局部彈性板進行計算, 并考慮扭轉耦聯效應。
b. 對于凹凸不規則和樓板局部不連續的情況,采取符合樓板平面內實際剛度變化的彈性樓板計算模型。
c. 對于樓板應力集中部位( 凹凸部位及洞口四角) 和弱連接的樓板, 應采用加大樓板厚度、增加板內配筋、配置集中配筋的邊梁、配置 45°斜向鋼筋等方法予以加強。凹口部位可增設部分拉梁或拉板, 以改善這些薄弱部位的剛度和延性, 提高其抗震性能。
d. 當平面過于不規則、樓板連系過弱或建筑物超長時, 可通過設置變形縫將結構分成若干個子結構。對結構扭轉效應明顯的超限高層建筑, 應盡量使抗側力構件在平面布置中對稱、均勻, 避免過大偏心,并盡量加大豎向構件的抗側剛度和強度。
3、豎向規則性超限建筑
a. 立面收進引起超限, 如有可能則宜采用臺階形多次內收的立面, 確保結構位移沿豎向沒有突變,并使結構扭轉效應控制在合理范圍內; 宜加強收進部位的豎向構件及樓板; 立面收進若造成偏心, 則底部結構會因扭轉而產生較大內力, 故應加強底部周邊構件的配筋, 并補充進行靜力非線性分析和時程分析, 驗證結構的抗震性能, 確定結構的薄弱部位。
b. 連體建筑的連體部位及其周邊應采用彈性樓板計算, 并控制連接部位的層數, 且兩塔樓層剛度差異不宜過大, 連接體與主體宜用弱連接,如鉸接等;連接體結構自身重量應盡量減小, 故應優先采用鋼結構或型鋼混凝土結構等。
c. 對于立面開大洞的建筑, 應加強洞口四角及洞邊, 避免在小震時洞角開裂。
d. 對于懸挑建筑, 應考慮豎向地震作用; 當懸挑質量較大時, 應避免偏心造成的扭轉。
e. 對于帶轉換層的高層建筑, 盡量避免多級復雜轉換, 優先采用梁式轉換, 慎用厚板轉換。盡量強化和提高轉換層下部結構側向剛度、抗震承載能力和延性, 并控制轉換層的設置高度; 結構分析時除檢查結構位移和剛度有無突變外, 還應重點檢查框支柱所承受的地震剪力和軸壓比; 采取有效措施減少轉換層上、下結構等效剪切剛度和承載能力的突變;加強轉換層樓板、轉換構件、框支梁、框支柱、框支層上部剪力墻(包含筒體)及落地剪力墻(包含筒體)的抗震構造措施。
五、結束語
隨著抗震技術和理念的快速發展,抗震設計的重要性也日益凸顯出來,而超限高層建筑工程結構復雜,抗震設計要求高,這也就要求設計者必須不斷提高自身知識修養,借鑒他人抗震設計經驗,運用最新抗震技術和措施提高建筑物的抗震性能。轉變思想觀念,多方面借鑒相關知識和概念,從其他地方激發設計靈感,轉變剛性為主的抗震模式,努力實現抗震設計理念的創新,開創超限高層建筑工程抗震設計的新局面,為老百姓打造更加安全的建筑物。
參考文獻:
[1] 徐培福 戴國瑩:《超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究》,《土木工程學報》,2005年01期
[2] 侯偉雄:《提高建筑物抗震性能措施探討》,《科技風》,2010年11期
【關鍵詞】超限高層建筑;建筑工程;抗震設計;對策
如今,隨著建筑行業的興起,居住建筑與人們的生活就密切的聯系著,但是近年來,隨著人們的生活水平的不斷提高,人們都在不斷的關注著住宅的面積、位置以及建筑的抗震設計等問題,所以超限高層建筑抗震設計很受人們的關注。因此,與居民生活相關的抗震設計的好壞直接的影響著居民的使用,能否綜合利用實用、美觀和人性化等因素對給超限高建筑工程抗震進行科學的設計是一個重要研究內容。超限高建筑由于自身高、大以及給抗震設計繁瑣等原因,其在設計方面應該要不同于其他建筑上卡座設計,要根據其特點進行設計,體現出超限高層建筑抗震設計的不同風格。
一、對超限高層建筑工程抗震設計的基本要求
(一)在進行超限高層建筑工程的設計過程中,要嚴格的對建筑物本身的穩定性能、承載能力、整體延性等多個方面進行綜合性研究和考慮。在工程的設計過程中,對于其結構的構建要嚴格的符合安全的具體要求,還要對可能出現的問題進行防治和加強,采取必要的措施進行加固,大力提高超限高層建筑本身的抗震能力。
(二)在進行建筑物的設計過程中,要采取措施盡量來設計出多層次的抗震防線。在我國超高層建筑物中,每一個建筑物如果具有良好的抗震體系,就必須有多個比較良好的延伸性分體構成,這些構建要結合在一起,能在起到整體的配合作用下也不會影響它們之間的相互作用。在進行超限高層建筑物設計中,會設計更多地抗震防線,這主要是由于在一起比較強烈的地震之后,一定會有更多地余震出現,如果只有一道抗震防線,那么建筑物的安全性和穩定性就會受到很大的沖擊,很難保障建筑物和人民生命財產的安全。所以,扎起進行超限高層建筑物設計的過程中,要盡量的多設計一些抗震防線,保證其主要的耗能構建具有非常高的延伸性和剛柔性。這樣,不僅能有效地保證超限超高層建筑物的結構不遭到破壞或者影響,而且還能對地震能量的有效減緩有很大的幫助作用,大大的提升超限高層建筑的整體性能。在這個過程中,也不能對超限高層建筑物內部的構件愛你之間的有效聯系不能忽視,對于每一棟樓、一層樓來說,在對使用的耗能構件出現屈服后,要嚴格的對其進行彈性監測,能大大的提高其長久的使用能力和抗震能力。
(三)對于超限高層建筑物中的薄弱環節要密切的進行重視和控制,采取必要的措施來提高建筑物本身的整體抗震性,如果發生地震,超限高層建筑的主要構件可以很大的程度上承受較大的沖擊力,這就需要大力的對超限高層建筑物的薄弱環節進行嚴格的檢查、觀察和研究工作,要嚴格的采取有效地措施對其進行加固,對所處于的承載力和彈性力的均衡點等進行嚴格的處理和控制,保證在地震發生的情況下能及時的發現問題,進行及時的處理。
二、超限高層建筑抗震設計的處理方式
在我國很多的超限高層建筑中,針對其整體的安全性和穩定性,要根據具體的實際情況采取必要的措施進行加固措施,防止在地震發生時出現不必要的隱患,對人民生命財產安全造成不必要的損害,這樣能大大的保證超限高層建筑在遭受到地震沖擊時更好地發揮其穩定性和安全性。
(一)構件的具體加強措施。一是要盡量的增加建筑物底部的剪力墻厚度;二是在底部大量的增加一些鋼筋混凝土柱或者加大其的配箍特征值;三是對于連接梁之間的配筋來說,需要采取交叉暗掌的形式進行搭建;四是對于框架支柱的軸壓比要進行比較嚴格的控制;五對于節點或者錨固的有效加強可以采取構造的措施來加以實現。
(二)梁式轉換層的主要結構。一是要將梁的轉換層向上加伸到兩層,二是對于剪力墻的配筋強度要合理的進行提升;三是對于框支柱的壓軸比要采取有效措施進行控制,使用鋼筋混凝土梁柱;四是在進行配筋的使用時,在進行轉換層的使用上可以利用雙向或者雙層配筋;五是對于建筑物的整體結構要進行嚴格的調整,滿足在其設計上的剛度要求;六是要合理的對混凝土的梁結構的節點和配筋進行合理的設置。
(三)對于豎向湖或者結構進行平面布置過程中,要嚴格避免扭轉所帶來的嚴重影響,還要大力的保證側向的剛度能在比較均勻的水平層次上發生變化。對于構件的整體布置,要嚴格的通過充分的分析、研究和計算,反復的、多層次的進行調整,最大的得到一個最佳的、最合理的位置,這樣可有效地保證在地震發生情況下不會出現偏移現象。
三、超限高層建筑設計中應注意的問題
(一)強柱弱梁。今年來,我國的地震災害頻繁發生,所以在超限高層建筑框架的結構設計中,應該加強對房梁的設計,讓梁端形成塑形鉸,節點處于彈性狀態,柱端處于非彈性狀態。柱強梁弱是相對于梁端截面的相對彎曲能力而言的,一般來說柱端截面的抗彎曲能力越大其增強的幅度越大,是在出現地震的情況下,決定柱端截面屈服后塑性轉動能否不超過其塑性轉動的能力,保證柱能在意外發生時不造成破壞。梁端縱筋超配程度的大小是由柱強于梁的幅度大小決定的,在梁和柱端塑性鉸的形成過程中,塑性內力分布和其動力特征都有一定的變化。在建筑條件允許的條件下,盡量將柱的截面尺寸擴大,使柱和梁的線剛度比值大于1,控制柱的軸壓,增加延續性。在對截面進行承載力運算時,應該將柱的設計按照梁弱柱強的原則進行放大,將柱的配筋構造進行強化。梁端的縱向受拉鋼筋不得過高,避免在地震中不能形成塑性鉸,或者將塑性鉸轉移。在設計中注意節點的構造,把塑性鉸向梁跨內移動。
(二)強剪弱彎。在建筑框架結構中采用強剪弱彎的設計,可以保證構件的延性,在建筑中有可能出現脆性破壞,就要求在建筑中加大各構件的抗彎曲能力和抗剪承載力,這能夠有效的應對地震對建筑框架的破壞,一旦遇到地震等突況能夠保證不出現脆性剪切失效的狀況。對于建筑框架結構中應該加強對抗剪驗算和構造的設計,使結構框架能夠符合相關規范的要求。
(三)構造措施。1.在建筑框架結構中,要注意對大跨度的柱網進行框架設計,在樓梯間處的框架柱和平臺梁相連接,樓梯間的柱可能為短柱,這就應該對柱箍筋進行全長加密的措施,有些工程設計中沒有對此設計引起重視,往往忽略了其重要性;2.對框架的外立面進行設計的過程中,如果外立面為帶形窗時,由于設置連續的窗過梁,這就說明外框架柱可能為短柱,應該對其構造采取一定的措施;3.在結構框架的設計中,有可能會出現框架結構長度超過一定的規范限值,某些建筑不需要留縫,為了減少裂縫,應該采用混凝土對裂縫進行澆注。在后澆帶的設置中,應該采用細密的雙向配筋,其構造間距應該小于150,對后澆帶進行適當的加強。
四、結語
隨著超限高層建筑的高度在逐漸的提高,難度在逐漸的增大,這樣就對其的結構提出了更多地復雜性和更多地技術難題,抗震設計關系著超限高層建筑物本身的穩定性和安全性,想要真正的保證超限高建筑的安全使用能力,就要進一步加大對其抗震設計提出更多地措施,加大對其的重視力度。所以說,在進行超限高層建筑建設的過程中,要做好抗震設計,真正的反映出我國綜合國力的提高。相信在未來我國建筑業的發展過程中,超限高層建筑的發展方向一定出朝著安全、環保和經濟的發展方向前進。
參考文獻:
[1] 黃志華, 呂西林. 上海市超限高層建筑工程的若干問題研究[J]. 結構工程師,2007,23(05):1-18.
[2]呂西林.高層建筑設計與分析中的力學問題[A].走向21 世紀的中國力學[C],北京:清華大學出版社,1996:155-163.
[3]瞿國輝.超限高層建筑工程抗震設計中的若干問題[J].科技風,2012,(17).
關鍵詞:超高層建筑;抗震設防;專項審查
Abstract: at present, the domestic and worldwide tall building more and more, tall building the seismic fortification special review not only can improve the reliability of the seismic design of high-rise building, avoid seismic safety concerns, but also can promote the development of the technology of high building. This paper mainly studies the tall building the seismic fortification special examination technology, can for tall building seismic fortification special review provide certain reference.
Keywords: tall building; Seismic fortification; Special review
中圖分類號:TU97文獻標識碼:A 文章編號:
1前言
隨著我國經濟建設的發展,超高層建筑越來越多[1]。據不完全統計,5年之后,中國的超高層建筑總數將超過800座,約為現今美國總數的4倍。目前,已建成的全球十大超高層建筑中,中國已經占據6席。臺北101大廈以508米樓高位居世界第三,上海環球金融中心主體高度492米排名第四,南京紫峰大廈高450米位居第七,金茂大廈高420.5米排名第八,香港國際金融中心二期420米排名第九,廣州中信廣場大廈以391米高度排名第十。而超高層建筑不僅總高度超過現有規程規范,而且結構形式也越來越多,需要進行專門的抗震設防專項審查,避免抗震安全隱患。本文簡要地分析了不同結構形式的超高層建筑抗震設防專項審查技術,供相關超高層建筑參考。
2超高層建筑抗震設防的專項審查
由于近年來超高層建筑總高度超過規范、規程的最大適用范圍很多,抗震設防審查時,需著重于以下幾個方面:(1)對不同結構體系進行對比,盡量采用適用高度更大的結構類型。(2)仔細論證超高層建筑中加強層的數量、位置和構造。(3)嚴格控制混凝土剪力墻的剪應力應。(4)要保證關鍵部位的細部構造在大震下的安全。
3轉換結構抗震設防的專項審查
超高層建筑的轉換結構一般有兩類:墻體轉換及柱或斜撐轉換。墻體及其轉換大梁形成拱,對框支柱有向外推力,軸柱的轉換梁是空腹桁架的下弦桿,次內力較大,有時不考慮空腹桁架的空間作用。不同的轉換要有不同的設計方法,框支轉換大梁的設計和空腹桁架下弦桿的設計有明顯的不同,不可相混。有時,結構在兩個主軸方向的轉換類型不同,在一個方向為框支轉換,另一個方向為軸柱轉換,此時需分別處理;在一個方向為框支柱,另一個方向為落地墻的端柱,計算框支柱數量時,兩個方向應區別對待。
底部帶轉換層結構抗震設計時,應避免底部結構破壞,結構的延性耗能機制宜在上部結構中呈現。底部結構包括:落地墻、框支柱、轉換構件、轉換層以上二層的樓板、柱和墻體。轉換層以下必須布置足夠的上下連續的落地墻。當主體結構底部樓層側向剛度比上部樓層側向剛度減少較多時,宜通過增加落地墻剛度或減少上部墻體剛度等措施加以調整。
對高位轉換,如8度區底部5層為商業建筑,上部的抗側力墻體在五層頂轉換,需要考慮高位轉換與低位轉換的不同:低位轉換主要按相鄰層的側向剛度比控制,高位轉換不僅要控制相鄰層的剛度比,而且要對不轉換的結構與轉換結構在轉換高度處的總體剛度進行比較,使二者的總體剛度比較接近。這里,側向剛度計算時,需要注意轉換大梁的正確模擬:將大梁作為線性桿件計算時,其軸線位置應按截面的抗彎中心確定,相鄰上下層的豎向構件,需要考慮對應的剛域。當在裙房頂板處進行高位轉換時,還需考慮轉換層以下裙房參與主樓整體工作的程度,分別處理,使側向剛度比的計算能反映結構實際工作狀態。
4連體結構抗震設防的專項審查
連體結構大致可有四類:(1)兩個主塔間用剛性連接的結構體相連,連接體可以是一個或多個,每個連接體可以是一層或多層;(2)兩個主塔間采用人行通廊相連,一般按支座可滑動的結構處理;(3)平面為開口很大的槽形,不滿足剛性樓蓋假定,在開口處每隔若干樓層設置連接構件加強樓蓋的整體性,減少扭轉位移比;(4)房屋立面開設大洞口,在洞口頂部設轉換構件將洞口兩側相連。不同的連體,設計方法不同。
當連體與兩端鉸接時,至少一端應采用可滑動連接,根據震害經驗,設計時應保證大震下不墜落,應考慮支座處兩個主塔沿連體的兩個主軸方向在大震下的彈塑性位移,然后按位移設計。當兩個主塔高低不同,主軸方向正交或斜交時,需要考慮雙向水平地震同時作用。當連體為多層時,不僅要考慮支座處的位移,還需考慮相關樓層的位移。
當連體與兩端剛接時,要算出兩端支座在大震下的內力和變形,確保連體本身和連接部位的安全。對高低的主塔、主軸方向不一致的情況,同樣要仔細的分析計算。
對開口處的連接構件,可按中震下不屈服設計,并提高連接部位的抗震等級。
9度設防時不應采用連體結構。連體本身在8度時應考慮豎向地震,此時,支座處的豎向地震可能比地面加大,可通過考慮豎向地震輸人的彈性時程分析,計算連體的豎向振動。
對大跨度的連體,其豎向振動問題是否影響正常使用,也需要予以考慮。對于連體與主塔的連接,有條件時可采用隔震支座和消能阻尼器等技術。此時,應進行專門的計算分析和支座的構造設計。
5特殊體型結構抗震設防的專項審查
近來,某些建筑設計,由于使用功能和美觀要求,導致體型特別不規則,平面扭轉效應很大或樓板內被大洞口嚴重削弱,豎向剛度突變,上下構件不連續,上部構件超長懸挑,動力特性不同的多塔彼此相連等等。尤其是多項不規則性同時并存,結構計算分析模型難以正確反映實際情況,需要借助各種簡化手段。
這種特殊復雜結構,可根據具體情況詳細研究其地震下的受力特點,按基于性能設計的要求,提出結構設計方案,對薄弱部位從抗震承載力和延性兩方面采取措施提高抗震能力。
針對結構的復雜情況,抗震設防審查時要求所有鋼柱按設防烈度不屈服設計,四片巨型衍架在結構屋面要形成封閉圈,出屋面的單片大桁架利用屋蓋圍護結構的斜桿加強,應考慮四個L形框架筒橫截面的翹曲,并在錯層的連接處設置鋼板剪力墻,還要求進行模型試驗,根據試驗結果調整細部構造。
6結論
本文對對超高層建筑抗震設防專項審查技術進行了研究,有關高度超限、高位轉換、連體結構以及特殊體型結構的超高層建筑的一些概念設計方法及關鍵技術可供參考。
參考文獻
關鍵詞 :超限高層建筑 性能抗震設計
一、 我國超限高層建筑發展概況以及我國地震災害現狀
高層建筑是社會生產的需要和人類生活需求的產物,是現代工業化、商業化和城市化的必然結果。由于生產力水平的限制,我國高層建筑的起步遠遠低于歐洲大陸國家,直到20世紀六七十年代才,高層建筑才逐漸出現在人們的視野當中。改革開放以來,我國國民經濟持續快速發展,我國的高層建筑也得到了迅速發展,我國內地成為高層建筑發展的中心之一。上海及長三角地區、廣州、深圳以及珠三角地區、京津地以及以重慶為代表的中西部地區都建造了大量的高層建筑。我國高層建筑的數量及建筑高度均在世界前列。
據報告顯示,截至2009年初我國共有高層建筑近10萬幢,其中100米以上的超高層建筑1154幢,而各地為爭當“第一高樓”仍然暗戰不休,這個數字還在不斷被刷新。
我國是世界上陸地面積第三大的國家,地質條件復雜多樣,自然災害種類多樣,反生頻繁。中國地震活動頻度高、強度大、震源淺,分布廣,是一個震災嚴重的國家。1949年以來,100多次破壞性地震襲擊了22個?。ㄗ灾螀^、直轄市),其中涉及東部地區14個省份,造成27萬余人喪生,占全國各類災害死亡人數的54%,地震成災面積達30多萬平方公里,房屋倒塌達700萬間。地震及其他自然災害的嚴重性構成中國的基本國情之一。
中國的陸地地震占全球陸地地震的三分之一,而造成地震死亡的人數達到全球的1/2以上。當然這也有特殊原因,一是中國的人口密、人口多;中國的經濟落后,房屋不堅固,容易倒塌,容易壞;第三與中國的地震活動強烈且頻繁有密切關系。
由此,世界各國,特別是我國對超高層建筑的抗震設計進行研究,美國在經歷過1989年和1994爆發的兩次大地震之后逐漸建立了基于性能抗震設計的綜合設計體系。我國也在基于性能抗震設計上進行了大量的研究并于2000年頒布了《建筑抗震設計規范》,對基于性能抗震設計的目標進行了統一的規范和指導,同年頒布的《高層建筑混凝土結構技術規程》則將基于性能的抗震設計思想同高層建筑相掛鉤,要求在對高層建筑進行設計的同時可以將該思想融入其中進行指導和借鑒,由此可見基于性能抗震設計在我國的建筑界中處于一個十分重要的位置。
二、超限高層建筑基于性能抗震設計相關分析
(一)對超限的判別
10層以上的建筑被稱為高層建筑。其中包括超限高層建筑。對高層建筑是否超限的判別是通過將其有關高度同相關規范規定的限額相比較來進行,這主要包括高寬比的超限、平面規則超限以及豎向規則超限三個方面。
(二)超限高層建筑基于性能抗震設計的思想內容
在當前的社會環境下,世界各國都將“小震不壞、中震可修、大震不倒”的思想作為其建筑抗震的標準,同時經過時間和實踐的證明,該思想對地震災害在處理結構上是目前人們能夠想到的最為合理的方法。但是,該思想最大的不足之處就在于雖然能使建筑物在大震面前屹立不倒而保證人們的安全但是在地震中很容易導致建筑物結構功能的喪失,從而在另一方面對社會造成損失,而在我國的實踐基礎上,該思想已經導致了大量了經濟損失,其不足之處也得以顯現,因此,基于性能的抗震設計越來越重要?;谛阅艿慕ㄖO計起初就以抗震為基礎而貫穿于整個建筑過程的始終,主要對結構體系的布置、設計,施工期間對結構體系的使用、對其質量的把握等方面進行規范從而達到建筑結構體系在地震作用下也能實現其結構功能的目的。
(三)超限高層建筑抗震性能水準
按照當前有關規定,我國的超限高層建筑的抗震性能水準主要包括以下六個方面的標準:1、在地震之后能夠保持建筑結構的完整,不需要對其進行修復就能再次使用;2、在地震之后能夠保持建筑結構的完整,僅有一些輕微的裂縫,一般情況下不需要對其進行修復就能再次使用;3、在地震之后能夠保持建筑重要結構的完整,其他部位雖有裂縫但在對其進行一般修復之后就能再次使用4、在地震之后建筑重要結構有輕微破損,其他非重要結構有中等程度的破損,建筑需要經過一定的修復才能再次使用;5、在地震之后建筑重要結構有中等程度的破損,其他非重要結構有中等程度以上的破損,建筑需要經過一定的修復和加固才能使用;6、在地震之后建筑重要結構有明顯中等程度以上的破損,其他非重要結構嚴重破損,但未發生倒塌情況,建筑危及人們身體健康。
(四)我國超限高層建筑基于性能抗震設計的缺陷
由于歷史條件的制約,我國的科學技術水平還未達到一定的水準,超限高層建筑基于性能抗震的設計并不能有效的解決現實中出現的一系列問題;同時伴隨著社會的進步,超限高層建筑的設計越來越復雜,在對建筑進行可行性結構評估時,由于評估結果是依據相關試驗得到,導致這在實踐操作中很難得到有效實施;在當今日新月異的時代,每棟高層建筑都要求有所創新,這使得許多超限高層建筑的抗震性能水平難以得到準確的界定,同時由于超限高層建筑的復雜性,對其抗震性能水平的評估方法Pushover 分析方法在有些情況下也不能滿足計算的需要,因此對其進行分析的計算方法也有待提升。綜合以上所說,基于性能的抗震設計在超限高層建筑的設計中是最為合理的,但是由于建筑的特殊性和復雜性,具體該如何操作和設計還有待研究。
(五)對我國超限高層建筑基于性能抗震設計的建議
根據前文所述,我國超限高層建筑基于性能抗震設計的不足之處主要集中于對抗震性能水平的評估上,尤其是根據《高層建筑混凝土結構技術規程》,其中對中震水平沒有明確的規定,導致在對結構進行設計時往往不能達到“中震可修”的目的。因此,為了彌補規程中對地震作用水準規定的不足,可以在中震和小震之間再增加一個中小震的指標,將對中震的規定更加細化,并規定相應的性能指標,使得“中震可修”的目標更為具體化。再將前文提到的六大結構性能水準改成建筑物功能完好、輕微破損、較嚴重破損、嚴重破損和近乎倒塌的五個性能水準,簡化相應的結構性能水準指標,使得建筑設計更加具有目的性和可操作性。
(六)抗震措施探討
要使用復合螺旋箍筋來提高柱子的抗剪承載力, 改善對混凝土的約束作用, 能夠達到改善短柱抗震性能的目的。采用分體柱方法。提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比, 從而改善整個結構的抗震性能。
結論
對于超限高層建筑而言,基于性能的抗震設計方法是一個合理化的趨勢,這種方法使得建筑在性能水準上更為具體,更加具有可操作性,對高層建筑的寬高度、相關規則以及新技術、新方法的使用并沒有過多籠統的限制,這也使得超限高層建筑的設計者能夠根據高層建筑的具體特點和價值目標來對建筑的整體性能水準、目標進行評估與論證,大大提高了設計的靈活性,近年來我國對超限高層建筑基于性能抗震的設計在實踐上也取得了不俗的成果,大大促進了相關科學技術的發展,增強了超限高層建筑的可靠度。雖然基于性能的抗震設計方法還有有很多的問題和缺陷比如地震作用水準的評估以及建筑性能水準的計算等方面沒有得到解決,但是隨著未來我國社會科技的不斷發展進步,研究的不斷深入,該設計方法能夠得到很好的完善和成熟。
參考文獻:
[1]宮方武,玉琢. 淺談高層建筑結構抗震設計[J]. 硅谷,2008,(10) .
[2]趙媛. 高層建筑的抗震設計及減災措施[J]. 建筑,2010,(22) .
[3]蔡金蘭.淺談建筑中抗震設計理念的發展[J]. 價值工程,2010,(23) .