高层建筑结构基于性能的抗震设计分析

《高层建筑结构基于性能的抗震设计分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高层建筑结构基于性能的抗震设计分析摘要：基于性能的结构抗震设计理论是一种概念性的设计方式，根据建筑的抗震设防目标，利用性能分析形成具体的结构性参数，最终应用在设计中。同时基于性能的抗震设计还具有经济性特征，设计中将性能目标和经济合理性结合起来，以此完成对结构设计的优化。　　关键词：性能特性抗震设计抗震设防防震目标　　一、基于性能特性研究的抗震设计理论概述　　1、基于性能的结构抗震设计含义　　采用合理的抗震性能目标和适应性结构抗震措施进行设计，使得建筑结构在各种水准地震的作用下形成的最终的破坏程度达到相应的标准，即满足业主或者行业标准的要求，通过对工程项目

2、进行生命周期的费用效率分析，选择并确定一种安全可靠且符合经济合理化的优化平衡。从简单的含义上看，就是利用性能标准选择结构措施，并使之符合使用标准和经济标准。　　2、基于性能的抗震理论特征　　基于性能的抗震设计理论实际上是一种在对地震灾害分析和对现行的抗震设计理论的反思的基础上产生的，此理论的设计理念和方法与传统的设计不同，但是其设计的依据却蕴含来了现有的设计理论和经验，具体的特征如下：　　1）支持采用多级设防的目标，基于性能抗震设计理论提出了多级目标设计的理念，此种分级方式即考虑到了生命安全也从经济性上考虑，最大限度的降低业主和社会的损失，保证在其可承受

3、的范围内，以此为基础更加注重非结构件和内部设施的保护，将经济效益的机制引入到了设计中，利用经济决策方式通过进行费用效率分析，在可靠和经济之间需求平衡，以确定最佳的抗震方案，达到优化设计的目的。　　2）扩展空间，体现设计的个性化。设计人员就可以在此性能目标的基础上选择设计方法，采用相应的构造措施，而此种设计更加的灵活，对调的设计积极性和新材料、新技术、新工艺等的应用打开了方便之门，同时结构的抗震能力是在抗震性能的目标下形成的，也是的建筑的抗震能力可以预见。　　3）设计方法多元化。目前基于性能的抗震理论还没形成统一的研究方法，很多学者采用结构层间变形或者定点

4、移位作为性能指标，其从传统的以力学为基础的设计转变为以形变为基础的设计，从弹性设计的方法转变为弹塑性的设计方法，解决了传统设计理论上的缺憾，尽可能的是的建筑结构的预期功能和实际地震中起到的功能相一致，以保证设计的有效性。　　二、基于性能的抗震结构设计的内容　　1、地震设防的水准设定　　地震设防的标准是指设定未来可能作用在建筑上的地震等级和作用效果，美国工程师协会曾提出，基于结构性设计理论追求能控制结构所可能发生的各种地震破坏的水准，因此需要根据不同的重现期选择可能发生的对应不同的地震动参数。结构损坏严重威胁生命安全，虽然损伤但没有倒塌，经济上的损失已经超

5、过了业主可以接受的最大上限。　　2、结构抗震的性能目标设定　　从地震设防的角度看，规范提出的抗震目标实际上是最低的设防标准，而结构抗震设计则是根据业主需求采用的设防标准，其要高于规范设定的范围。使用者可以根据自身的情况出发，设定一个合理的性能目标。为了方便结构设计，这些定性的性能指标最终将被量化，成为具体结构设计的重要参数依据。　　3、基于性能的结构设计实施　　此项内容就是要求将结构的性能要求转化为合理的性能参数以此形成具体的指导设计的基础性数据。为了达到这一目标，需要配合合理的处理和分析方法，将前面的目标转化为与性能指标相关量化数据，使之作为指导设计的

6、具体指标。　　三、高层建筑结构基于性能的抗震设计　　按照前面的理论分析的思路，下面就某个高层项目的性能抗震设计的过程进行例举阐述，以说明在高层建筑中实施性能抗震结构设计的流程和措施。　　1、工程基本情况　　某城市的高层建筑，按照建筑的整体设计要求，工程项目地下结构为三层，地上为三层裙楼，主要塔楼设计为45层，从工程的高度超过了150m。项目的主体采用的是混凝土框架加核心筒的结构形式。按照业主的需要，建筑的设计使用年限为50年，整体钢筋混凝土结构为二级，根据地域情况，此建筑为丙级，抗震设防为7。　　2、对结构性能的目标选择　　通过对工程具体情况的分析，设计

7、人员通过对工程的具体情况的把握，并与业主方进行了沟通，取得了一致意见，整体结构在震中出现的逐级的损坏，即整体结构都会出现不同程度的损坏，而大部分为轻微，部分出现中等损坏构件进入到屈服阶段，出现裂缝，整个楼体的安全性降低，结构需要进行安全性的支护方可允许人员进出，如果恢复使用将需要进行大面积维修。　　3、性能目标的实现措施　　1）小震目标　　工程在结构设计的过程中，设计人员通常采用的是计算机辅助设计，即利用软件将性能目标和实际的结构的参数联系起来，从而获得可以指导工程建设的具体结构参数。在计算中主要遵循的是高层建筑结构空间的有限元分析和计算方法，利用三维建

8、模的方式进行模拟分析，如表1所示，为具体的计算后的结构参数。同时在具体的模型仿真