高层建筑结构抗震设计浅析

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1、高层建筑结构抗震设计浅析中图分类号：TU972文献标识码：A文章编号：摘要：随着社会的发展，建筑常采用较为复杂的结构体系，因此，建筑结构抗震设计是结构总体设计的重要部分，要保证其安全性和可靠性就必须进行结构抗震设计分析。本文结合工程实例，对建筑结构抗震设计进行分析，为建筑结构抗震设计的研究工作提供参考。关键词：抗震性能；结构分析；反应谱分析；弹塑性时程分析Abstract：withthedevelopmentofsociety,theconstruetionisoftenusedmorecomplexstruetures

2、ystem,therefore,structuralseismicdesignisanimportantpartoftheoveralldesignstructure,toensurethesafetyandreliabilityhavetostruetureseismicdesignanalysis・Combiningwiththepracticalengineering,thestrueturalseismicdesignanalysisforstructuralseismicdesignresearchworkto

3、providethereference・Keywords：seismicperformance；Thestruetureanalysis；Responsespectrumanalysis；Elastic-plastictimehistoryanalysis众所周知，地震是危及人们生产活动及生命财产安全的不可预测的自然灾害。近年来，随着建筑行业的快速发展，建筑结构体系及建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，加上我国是一个地震多发国家，地震区分布广，因此，给建筑结构的抗震设计提出了更高的要求。如何加强对结构抗震设计的分析，提高

4、抗震性能，达到小震不坏，中震可修，减轻地震对建筑物的破坏作用，是我们设计人员义不容辞的责任和义务。1工程概况某工程总建筑面积17002m2,地下1层，地上8层，2层裙楼，应工程建筑总高度约为32.lm0工程结构安全等级为二级，地面粗糙度为B类，基本风压为0.55kN/m2,抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g,设计地震分组为第一组，场地类别为III类，设计特征周期为0.55S,多遇地震水平地震影响系数最大值为0.12o2抗震性能目标该工程为各部分刚度、布置不同的连体结构并且连接体偏置，同时存在扭转不规则和

5、楼板局部不连续等不规则形态，属于超限工程，须通过细致的分析，采取相应的措施改善结构性能。据此确定结构的抗震性能目标。1）主体结构满足"小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标。2)大震下主要结构构件不发生剪切和压溃破坏，即在结构层问位移角不超过弹塑性位移角限值的情况下，主体结构不得丧失抵抗重力荷载的能力。3)主体结构不倒塌的情况下连接体不得垮塌。3结构体系针对工程特点，两个塔楼均采用抗震性能较好的框架一剪力墙结构，连廊采用强度高、变形性能好的钢桁架结构，设计地下室刚度大于上部结构刚度的2倍，地下室顶板采用梁板结构，厚20

6、0rain且双层双向配筋，使地下室顶板可作为上部结构的嵌固部位。设计中通过结构布置使两个塔楼的刚度、质量及动力特性尽量接近。连廊与主体结构连接采取刚接，主体结构中连廊对应的部位设置剪力墙以加强连接。连接体桁架弦杆采用H型钢，型钢伸入两端的剪力墙中，腹杆采用方钢管，连廊楼板加厚至150mm并双层双向配筋，同时弦杆下翼缘平面加设交叉支撑，以提高连廊平面外的稳定性及抗弯能力。4结构分析4.1计算模型参数结构整体计算采用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWE模块进行多遇地震反应谱分析和动力弹性分析，EPDA模块进行动力弹塑性分

7、析。另外由于该工程属于复杂高层结构，因此采用ETABS(V9.0)和MIDAS进行多遇地震反应谱对比分析。梁柱采用空间杆单元，剪力墙和楼板采用壳单元，楼板采用弹性膜单元。弹塑性动力时程分析中钢材的本构关系采用双线型，混凝土本构关系采用三线型，弹塑性杆件采用纤维束模型，剪力墙采用非线性壳元，墙中钢筋采用正交不耦联异性薄膜模拟。计算中考虑双向地震作用的扭转影响，同时考虑偶然偏心的影响并在地震作用最大方向附加地震作用。周期折减系数取0.85,梁刚度考虑楼板的作用而放大（中梁放大2倍，边梁放大1.5倍），连梁刚度折减系数取0.6

8、O弹塑性时程分析采用三向地震波输入（主方向1.00,次方向0.85,竖向0.65）o4.2多遇地震反应谱分析在多遇地震作用下分别进行了整体结构（包含地下室）与两个塔楼作为独立的单体结构（不包含地下室）对比分析，从分析结果可以看出，两个塔楼的平面及布置虽然不同，但由于层数相同并且结构布置相似，因此自振特性相当接近，从而