建筑工程師論文地震區建筑結構選型

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2017-07-10 17:07

本文摘要：本篇建筑工程師論文為了從根本上保證地震區建筑結構的整體性，需從結構選型入手，合理形成多道抗震防線，加強建筑工程結構自身的剛度和強度，提高建筑結構的抗震控制水平，保障地基的穩定性，進而為高烈度地震區建筑工程的安全提供有力保障。《建筑結構

　　本篇建筑工程師論文為了從根本上保證地震區建筑結構的整體性，需從結構選型入手，合理形成多道抗震防線，加強建筑工程結構自身的剛度和強度，提高建筑結構的抗震控制水平，保障地基的穩定性，進而為高烈度地震區建筑工程的安全提供有力保障。《建筑結構》創刊于1971年，是由建設部主管，亞太建設科技信息研究院有限公司(原建設部科技情報所)、中國建筑設計研究院和中國土木工程學會主辦的建筑科學類核心期刊，是建設部優秀科技期刊，同時也是中國科技論文統計源、中國科學引文數據庫、《中國學術期刊文摘》，以及ICONDA和DIALOG等國內、國際著名數據庫檢索系統收錄的中文科技期刊。

　　【摘要】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。基于此，本文首先闡述了高烈度地震區建筑結構體系分類，并結合實例對地震區建筑結構的選型作進一步分析，僅供參考。

　　【關鍵詞】高烈度地震區;結構選型;體系分類

　　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。