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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2018-01-24 10:17 熱度:
隨著建筑行業的持續發展,我國高烈度地震區興建的建筑規模日益擴大,因此加強對高烈度地震區建筑結構選型的研究是極為必要的,本文首先闡述了高烈度地震區建筑結構體系分類。
《山西建筑》建筑期刊發表,創刊于1975年,由山西省住房和城鄉建設廳主管,山西省建筑科學研究院主辦,面向國內外公開發行,是山西省建設行業唯一的一份國家級刊物,山西省一級期刊。雜志社設有編輯部、廣告部、發行部和排版中心,共有采編40余人,主編1人,副主編3人,責任編輯6人,編輯30余人。
1引言
地震區建筑結構選型是一個復雜性較強的決策問題,涉及了大量的不確定和不確知因素,特別是在建筑功能要求越來越高、結構體系多樣化發展的情況下,為了滿足現代建筑設計要求,需從經濟性、實用性等多角度出發,加強對地震區建筑結構選型的研究,有利于保障建筑物的使用性能。
2地震區建筑結構體系及選型
(1)筒體結構體系。該結構體系一般包括以下兩個方面:①框架-核心筒結構,主要由實體的核心筒和外框架構成;②筒中筒結構,主要由實體內筒和空腹外筒組成。(2)框架-剪力墻結構體系。框架-剪力墻結構體系能實現布置大空間房層,還具備較大的側向剛度,被廣泛應用于樓層多、高度高的建筑中,可有效滿足建筑的基本功能需求。對于地震區來說,框架-剪力墻結構的剪力墻與框架是兩道抗震防線,但其應用缺點在于由于剪力墻布置位置受到一定條件的限制,在布置過程中會出現偏心扭矩現象,同時其側向剛度整體偏小,房屋建造高度受限。(3)框架結構體系。該結構體系主要由樓板、柱、梁等構件組成,其在實際應用中具有柱網布置靈活性強、使用空間較大、延性良好、橫向側移剛度較小的特點,適用于層數不多、需要大空間、房屋高度適宜的建筑中。(4)剪力墻結構體系。剪力墻需承受較大的豎向荷載和水平荷載,其主要優勢在于整體性好、剛度大、水平力作用下的側移小,且不存在梁、柱外凸現象;缺點是不能提供大空間房層結構、延性較差。
3地震區建筑結構設計中應注意的一般問題
3.1選擇合理的抗震結構體系
高層住宅建筑適宜采用剪力墻結構體系,且在抗震設計工程中需注意以下方面的問題:①保證具備足夠的剪力墻,同時滿足其設置間距、剪重比等多項抗震要求;若需采用剪力墻與短肢剪力墻的混合結構,短肢剪力墻的傾覆力矩應控制在20%內;②高層建筑還可采用具有足夠數量的短肢墻-剪力墻結構,且將短肢墻傾覆力矩控制在30~40%范圍內;③多層框架結構不宜采用實心磚、空心磚等剛度大的材料,適宜采用耗能能力強、不會發生脆性破壞、具備保溫和消防要求的輕質高強填充墻材料;④多層框架可采用短柱拉梁支承結構的基礎隔震技術,且在推廣過程中,做好管道、樓梯等部位的隔震細部構造。
3.2選擇合理的結構材料
結構材料的選擇應滿足《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)中的相關要求,尤其是抗震等級為一級的框架梁、柱、節點核心區的混凝土強度等級至少為C30;抗震等級為一、二級的框架結構;若其縱向受力鋼筋采用的是普通鋼筋,則應保證鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值應超過1.25,且鋼筋屈服強度實測值與強度標準值的比值應控制在1.3。
4工程分析
4.1工程概況
某工程建筑占地面積13萬m2,包括一棟35層塔樓和3層裙樓,地下3層;塔樓為框架-核心筒結構,結構主體高156.8m,裙樓結構主體高度為24.3m,塔樓框架及剪力墻的抗震等級為一級,裙樓采用現澆鋼筋混凝土框架結構,抗震等級為一級。
4.2地震性能目標
(1)多遇地震性能目標為:承載力進行常規設計,且變形小于彈性位移限值;塔樓允許層間位移為1/800;裙樓允許層間位移為1/550。(2)設防地震性能目標為:輕度破壞,承載力按照相關標準進行復核,變形為彈性位移限值的2倍;塔樓允許層間位移為1/400;裙樓允許層間位移為1/270。(3)罕遇地震性能目標為:中度破壞,承載力在達到極限值后基本穩定,變形小于彈性位移限值;塔樓允許層間位移為1/100;裙樓允許層間位移為1/50。
4.3結構分析
4.3.1彈性層間位移采用反應譜法對建筑結構的最大響應位移進行計算,結果如表1所示。在對表1進行分析后發現:本工程設計符合多遇地震下結構的彈性變形要求;地震作用下的層間位移角及位移比滿足規范要求。4.3.2彈塑性位移本工程彈塑性位移的計算結果如表2所示。在對表2進行分析后發現:在多遇地震作用下,塔樓結構的最大層間位移角為1/1079,裙樓結構的最大層間位移角為1/790,均符合建筑相關規定,表明結構未遭受破壞;在罕遇地震作用下,塔樓結構的最大層間位移角為1/184,裙樓結構的最大層間位移角為1/113,均符合建筑相關規定,此時部分部位剪力墻出現受拉裂縫,未出現碎裂,多數連梁和框架梁出現塑性鉸結構為中度破壞,基本滿足預期目標要求。
文章標題:地震區建筑設計結構的選型
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