高层建筑结构抗震设计浅析

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1、高层建筑结构抗震设计浅析中图分类号:TU972文献标识码:A文章编号:摘要:随着社会的发展,建筑常采用较为复杂的结构体系,因此,建筑结构抗震设计是结构总体设计的重要部分,要保证其安全性和可靠性就必须进行结构抗震设计分析。本文结合工程实例,对建筑结构抗震设计进行分析,为建筑结构抗震设计的研究工作提供参考。关键词:抗震性能;结构分析;反应谱分析;弹塑性时程分析Abstract:withthedevelopmentofsociety,theconstruetionisoftenusedmorecomplexstruetures

2、ystem,therefore,structuralseismicdesignisanimportantpartoftheoveralldesignstructure,toensurethesafetyandreliabilityhavetostruetureseismicdesignanalysis・Combiningwiththepracticalengineering,thestrueturalseismicdesignanalysisforstructuralseismicdesignresearchworkto

3、providethereference・Keywords:seismicperformance;Thestruetureanalysis;Responsespectrumanalysis;Elastic-plastictimehistoryanalysis众所周知,地震是危及人们生产活动及生命财产安全的不可预测的自然灾害。近年来,随着建筑行业的快速发展,建筑结构体系及建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂,加上我国是一个地震多发国家,地震区分布广,因此,给建筑结构的抗震设计提出了更高的要求。如何加强对结构抗震设计的分析,提高

4、抗震性能,达到小震不坏,中震可修,减轻地震对建筑物的破坏作用,是我们设计人员义不容辞的责任和义务。1工程概况某工程总建筑面积17002m2,地下1层,地上8层,2层裙楼,应工程建筑总高度约为32.lm0工程结构安全等级为二级,地面粗糙度为B类,基本风压为0.55kN/m2,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,设计地震分组为第一组,场地类别为III类,设计特征周期为0.55S,多遇地震水平地震影响系数最大值为0.12o2抗震性能目标该工程为各部分刚度、布置不同的连体结构并且连接体偏置,同时存在扭转不规则和

5、楼板局部不连续等不规则形态,属于超限工程,须通过细致的分析,采取相应的措施改善结构性能。据此确定结构的抗震性能目标。1)主体结构满足"小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标。2)大震下主要结构构件不发生剪切和压溃破坏,即在结构层问位移角不超过弹塑性位移角限值的情况下,主体结构不得丧失抵抗重力荷载的能力。3)主体结构不倒塌的情况下连接体不得垮塌。3结构体系针对工程特点,两个塔楼均采用抗震性能较好的框架一剪力墙结构,连廊采用强度高、变形性能好的钢桁架结构,设计地下室刚度大于上部结构刚度的2倍,地下室顶板采用梁板结构,厚20

6、0rain且双层双向配筋,使地下室顶板可作为上部结构的嵌固部位。设计中通过结构布置使两个塔楼的刚度、质量及动力特性尽量接近。连廊与主体结构连接采取刚接,主体结构中连廊对应的部位设置剪力墙以加强连接。连接体桁架弦杆采用H型钢,型钢伸入两端的剪力墙中,腹杆采用方钢管,连廊楼板加厚至150mm并双层双向配筋,同时弦杆下翼缘平面加设交叉支撑,以提高连廊平面外的稳定性及抗弯能力。4结构分析4.1计算模型参数结构整体计算采用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWE模块进行多遇地震反应谱分析和动力弹性分析,EPDA模块进行动力弹塑性分

7、析。另外由于该工程属于复杂高层结构,因此采用ETABS(V9.0)和MIDAS进行多遇地震反应谱对比分析。梁柱采用空间杆单元,剪力墙和楼板采用壳单元,楼板采用弹性膜单元。弹塑性动力时程分析中钢材的本构关系采用双线型,混凝土本构关系采用三线型,弹塑性杆件采用纤维束模型,剪力墙采用非线性壳元,墙中钢筋采用正交不耦联异性薄膜模拟。计算中考虑双向地震作用的扭转影响,同时考虑偶然偏心的影响并在地震作用最大方向附加地震作用。周期折减系数取0.85,梁刚度考虑楼板的作用而放大(中梁放大2倍,边梁放大1.5倍),连梁刚度折减系数取0.6

8、O弹塑性时程分析采用三向地震波输入(主方向1.00,次方向0.85,竖向0.65)o4.2多遇地震反应谱分析在多遇地震作用下分别进行了整体结构(包含地下室)与两个塔楼作为独立的单体结构(不包含地下室)对比分析,从分析结果可以看出,两个塔楼的平面及布置虽然不同,但由于层数相同并且结构布置相似,因此自振特性相当接近,从而

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