超限高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

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摘要：近年我國(guó)的高層建筑越來越多，高層建筑不但在層數(shù)上增多了，其高度也是不斷的在增高，體形變得越來越復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)體系更是越來越新穎，各種體型復(fù)雜且不規(guī)則的高層結(jié)構(gòu)常有出現(xiàn)，因此超限高層建筑也就變得越來越多了。本文對(duì)超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，對(duì)超限高層建筑的抗震設(shè)計(jì)的方法及相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析總結(jié)，期為超限高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以后的相關(guān)工作上提供一共的參考。

關(guān)鍵詞：超限高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)探討

引言：

隨著城市建設(shè)飛速的發(fā)展，高層建筑的層數(shù)越來越多、其高度也是越來越高，結(jié)構(gòu)和形體變得復(fù)雜新穎。對(duì)于高層建筑如此的發(fā)展趨勢(shì)，超限高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得越來越重要，要求也越來越高，面臨著新的挑戰(zhàn)。超限高層建筑工程有兩種，一種是高度超限的高層建筑，而另一種則是規(guī)則性超限的高層建筑，這兩種超限高層建筑中規(guī)則性超限高層建筑又占據(jù)了大部分。因此，超限高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中規(guī)則性超限高層建筑變得更為重要。本文整篇的內(nèi)容便是以規(guī)則性超限高層建筑作為基礎(chǔ)北京，對(duì)其抗震的方法和步驟以及其相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分析總結(jié)，以便在實(shí)際的操作中能夠結(jié)合歸納進(jìn)行問題分析，從而解決超限建筑工程在抗震設(shè)計(jì)上的問題。

一、地震作用的分析方法

在動(dòng)力荷載作用下地震分析的方法包括了彈塑性時(shí)程分析法、彈性時(shí)程分析法兩種，這其中彈塑性時(shí)程的分析法主要是用于多遇地震下的彈塑性的分析，彈性時(shí)程的分析法主要是用于多遇地震下的彈性的分析。

靜力的荷載作用下地震的分析方法包括了靜力彈塑性分析法、振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法，這些方法中靜力彈塑性分析法主要是用于罕遇地震下的推覆分析，振型分解反應(yīng)譜法則是抗震設(shè)計(jì)中最為常用的彈性分析方法，而底部剪力法主要適用于10層以下建筑結(jié)構(gòu)。

二、抗震設(shè)計(jì)的理念

我國(guó)目前的建筑結(jié)構(gòu)抗其震設(shè)計(jì)理念主要包括了基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念和常規(guī)抗震設(shè)計(jì)理念兩種理念。

基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念是將內(nèi)部設(shè)施及裝修、非主體結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)等多種的因素考慮進(jìn)去，將結(jié)構(gòu)的性能水準(zhǔn)細(xì)成四個(gè)性能水準(zhǔn)，通常是按照多遇設(shè)防烈度下中震分析、地震下彈性分析以及罕遇地震下彈塑性的分析三個(gè)階段來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的。同時(shí)還要注重荷載的不確定性、結(jié)構(gòu)的非線性以及結(jié)構(gòu)損傷等復(fù)雜的因素來進(jìn)行精細(xì)化的分析。

常規(guī)抗震設(shè)計(jì)的理念主要是依據(jù)“大震不倒、中震可修、小震不壞”的三水準(zhǔn)，通常是按照多遇地震下彈性分析以及罕遇地震下彈塑性分析這兩個(gè)階段來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的。

另外，在超限的抗震設(shè)計(jì)中，還有幾個(gè)很重要的概念：①超限結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)；②超限結(jié)構(gòu)的性能水準(zhǔn)；③超限結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)；④超限結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析；五是超限結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施。

三、建筑物超限認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)

超限高層建筑工程可分為高度超限高層建筑工程以及規(guī)則性超限高層建筑工程兩種，然而規(guī)則性超限高層建筑工程還可分為不規(guī)則類型、不規(guī)則類型及其他的不規(guī)則高層建筑，每種超限建筑的類型都有著相應(yīng)的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)超限高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要判斷某高層建筑它是否屬于超限高層建筑，并且具體又是屬于哪種超限建筑的類型，這是抗震設(shè)計(jì)中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。下面有相關(guān)的規(guī)定，這便是規(guī)則性高層建筑超限的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)：

1、在表2-1中，同時(shí)具有三項(xiàng)以及三項(xiàng)以上的不規(guī)則情況的高層建筑工程。

2、在表2-2中，具有所列出的不規(guī)則的情況之一的高層建筑工程。

3、在表2-3中，采用了所列的新結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)、新結(jié)構(gòu)材料或者新結(jié)構(gòu)體系的高層建筑。

四、超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)方法及步驟

目前，我國(guó)的超限結(jié)構(gòu)越來越多，它們形成和增加的原因跟很多方面相關(guān)，但是主要是由于研究滯后在工程實(shí)踐，而導(dǎo)致了規(guī)范滯后在工程實(shí)踐中。下面簡(jiǎn)介了超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)方法以及步驟：

（一）簡(jiǎn)單超限高層建筑的常規(guī)抗震設(shè)計(jì)

1、計(jì)算分析

工程的抗震設(shè)防性能的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是“大震不倒、中震可修、小震不壞”三標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)這一目標(biāo)，在多遇地震下，依據(jù)小震的地震動(dòng)參數(shù)利用振型分解反應(yīng)譜法來進(jìn)行承載力以及變形的分析，并運(yùn)用彈性時(shí)程分析法來進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算的分析；在罕遇地震下，依據(jù)大震地的震動(dòng)參數(shù)來進(jìn)行靜力彈塑性的分析；同時(shí)，針對(duì)樓板的開洞以及連接部位的樓板都是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中需要著重考慮的薄弱部位，應(yīng)該采用程序?qū)前鍋磉M(jìn)行應(yīng)力的分析。

2、超限判斷

根據(jù)分析計(jì)算的結(jié)果，來判斷建筑物是屬于哪一種類型的超限高層建筑，其超限程度又如何。

3、技術(shù)措施

針對(duì)建筑物超限的情況以及計(jì)算分析的結(jié)果來采取相應(yīng)的技術(shù)措施，然而具體的措施則要結(jié)合實(shí)際再行詳運(yùn)用。

（二）復(fù)雜超限高層建筑基于性能的抗震設(shè)計(jì)的分析

1、超限判斷

根據(jù)《高規(guī)》中第3.3.1條鋼筋混凝土的高層建筑最大適用高度，來判斷建筑物本身是否屬于高度超限的結(jié)構(gòu)。

判斷建筑是否存在著豎向構(gòu)件不連續(xù)、樓板不連續(xù)、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則和平面凹凸不規(guī)則，進(jìn)一部來判斷建筑物是否屬于其體型特別的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。最終來判斷建筑物究竟具體是屬于哪種類型的超限高層建筑，其超限程度又如何。

2、抗震性能的目標(biāo)

要綜合考慮到抗震的修復(fù)難易程度、建造費(fèi)用、結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)、場(chǎng)地條件、設(shè)防烈度和設(shè)防類別等因素，結(jié)合《高規(guī)》中對(duì)抗震性能的目標(biāo)劃

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