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超限高层建筑抗震设计可行性论证报告概述

 期刊栏目:建筑设计     更新时间:2015-12-29 09:40:21     浏览: 368 次

超限高层建筑抗震设计可行性论证报告概述

张陆

大连市建筑设计研究院有限公司 辽宁大连 116011 

[摘要]:本文依据主要结构设计规范,简单总结了超限高层建筑抗震设计可行性论证报告的编制内容,为同行业设计人员提供更为浅显、明了的报告编制做法。

[关键词]:超限高层;抗震设计可行性论证报告;编写

随着建筑行业的不断发展,超限高层建筑大量涌现。超限高层建筑在为建筑专业提供了无尽的创想和提升的同时,给结构专业提出了更高的要求。为了保证超限高层建筑的安全使用,建设部组织了超限工程抗震设防专项审查组,通过超限审查,确保超限建筑的合理性及安全性。本文简述超限报告的编制内容如下。

一. 工程概况

本单元主要概述此次报告所介绍的工程项目的基本概况,主要包括以下几点:项目名称;建设单位;地理位置;建筑面积;建筑功能等。通过此版块介绍,使专家对此项目有个大概了解。

二.设计依据

本单元要提供该项目的各类设计依据,例如:规划设计条件书;建设主管部门审批通过的设计方案及说明书;详规图纸;地勘报告;安评报告及设计依据的各类国家现行规范、规程、标准等。

三.设计条件和参数

1.设防标准

本单元应该提供本工程的结构设计基本参数,例如:安全等级;设计使用年限;建筑物抗震设防类别;抗震设防烈度;基本地震加速度;地震分组;场地类别及特征周期等。地震作用参数及抗震等级也应在此板块列表描述。

2.荷载

本单元应罗列本工程的各种楼面使用荷载及风荷载、雪荷载、抗浮水位等。

3.地质条件

本工程所在地的地形地貌、地质构造、水文条件、场地抗震性能等应在此板块说明。

四.地基基础设计

本单元可简单介绍本工程所采用的基础形式及抗浮设计。

五、结构型式及构件材料

本单元介绍本工程采用的结构型式及构件的材料主要尺寸。

六、结构超限类型及不规则分析

本单元进行高度超限分析、高宽比情况分析及不规则情况分析。不规则类型包括扭转不规则、偏心布置凹凸不规则组合平面楼板不连续刚度突变尺寸突变构件间断承载力突变、局部不规则等。

七、结构平面布置图

本单位给出本工程几层具有代表性的结构平面布置图,以确定结构布置方案是否合理可行。

八、结构抗震性能设计

结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难宜程度等各项因素选定。结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级,结构抗震性能分为1、2、3、4、5等五个水准,每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应`。

本单元拟定该工程的设防水准和性能目标,作为此次抗震设计的依据。

九、超限抗震设计的技术措施

目前我国主要使用的结构设计软件有中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的SATWE、美国CSI公司编制的ETABS和POSCO集团开发的MIDAS,以及专门用于结构弹塑性动力时程分析的PKPM-SAUSAGE和由美国加州大学伯克利分校的Powell教授开发的PERFORM-3D三维结构非线性分析与性能评估软件。本单元应罗列用于计算分析的软件及计算特殊点,同时给出设计中所采取的构造措施。

十、超限抗震设计的计算及分析论证

1.小震弹性及风荷载作用分析 

小震弹性及风荷载作用计算结果包括地震质量分布、地震总质量、有效质量系数、基底剪力与倾覆弯矩、结构周期、振型简图、地震作用及风作用的楼层反应力、剪力及弯矩曲线、地震作用及风作用的位移简图及层间位移角简图、风荷载及地震荷载作用下最大位移及层间位移角、最大层间位移与平均层间位移的比值、最大位移与层平均位移的比值、水平地震剪力系数、X向及Y向各层抗侧刚度、楼层受剪承载力比值、塔楼抗倾覆验算、重力二阶效应及结构稳定验算、舒适度验算、框架柱地震倾覆力矩及剪力百分比、框架剪力调整系数、墙肢及柱的轴压比、嵌固端计算等。

2.弹性时程分析

筛选合适的地震波,使波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符,且各条波的反应谱平均值与设计反应谱相比,在主要周期点上满足在统计意义上相符的要求。

每条波计算的底部剪力不小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的65%,三条波计算的底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的80%,满足规范要求。

通过计算,将时程分析结果与CQC法计算结果进行对比,小震弹性设计时可采用CQC法及时程分析结果的包络值。

3.中震弹性验算

根据拟定的性能目标,对重要的主受力构件进行中震抗剪弹性验算。具体为: 不计算风荷载,调整地震影响系数最大值α,按中震取值,场地特征周期按规范取值,不考虑地震组合内力调整系数(即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数)。将计算结果与构件受剪承载力进行对比,验算其是否满足中震弹性要求。

4.中震不屈服验算

中震不屈服验算包括中震偏拉、偏压不屈服验算和中震抗剪不屈服验算。具体方法为:不计算风荷载,调整地震影响系数最大值α ,场地特征周期取规范值, 不考虑地震组合内力调整系数(即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数),荷载作用分项系数取1.0(组合值系数不变),材料强度取标准值,抗震承载力调整系数γ 1.0。其中偏拉、偏压不屈服验算是将计算结果与构件的M-N曲线进行比对,验算是否满足要求;抗剪不屈服验算是将计算结果与构件受剪承载力进行对比,验算是否满足要求。

5.大震下主要墙肢受剪截面控制条件验算

采用程序进行大震验算,将计算结果与大震受剪截面控制条件进行对比,验算是否满足要求。计算方法同中震不屈服验算。

6.弹塑性静力或动力时程分析

根据工程复杂程度,按照规范要求,对本工程进行弹塑性静力或动力时程分析。通过弹塑性分析得到罕遇地震下结构的破坏特性。可得到建筑结构体系在罕遇地震作用下的最大层间位移角。动力时程分析还可以直观的观测到罕遇地震作用下整体结构构件的塑性铰发展情况,从而判断整体结构的能量耗散分布合理。根据罕遇地震时程分析得到相对准确的结构动力特性,着重加强重要部位。

参考文献

[1]贺子奇.温森.高层建筑工程的施工特点及施工技术分析.中国房地产业.2015.8

 

 

 

 

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