带转换层高层建筑结构基于性能的抗震设计

基于性能的设计方法已引起工程界的关注,在带转换层高层建筑结构设计中采用该法有助于提高工程抗震设计的可靠性。本文结合工程实例,就带转换层高层建筑结构的抗震性能目标、性能水准以及实施抗震性能设计的方法作了阐述,为今后类似转换结构设计提供了借鉴。     

结构基于性能的抗震设计分析讨论

阐述了基于性能的抗震设计的方法和一些基本理论,针对超限高层建筑需要做超限审查报告,提出该结构的抗震性能目标和性能水准以及一些建议性的措施,包括利用分析软件找到结构的性能点,薄弱层加强措施等,以使抗震设计满足功能需要。     

超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究

基于性能的设计方法已引起工程界的关注 ,在超限高层建筑的结构抗震设计中 ,采用基于性能要求的抗震设计方法 ,有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性、避免抗震安全隐患 ,同时又促进高层建筑技术发展。本义阐述基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法的比较 ;针对超限高层建筑结构的特点 ,提出结构的抗震性能目标、性能水准以及实施性能设计的主要方法 ,包括性能水准判别准则、性能目标的选用及结构计算和试验要求。文中还列举了应用性能设计理念和要求的部分工程实例。     

重庆某酒店超限高层基于性能抗震设计分析

重庆国汇中心酒店楼为高度超限的复杂高层建筑结构,本文一方面介绍了该工程的常规"二阶段设计"过程,另一方面将基于性能抗震设计理念应用到芯筒加强区剪力墙、加强层桁架等关键构件的抗震设计中,提出了核心筒剪力墙"中震弹性"和加强层伸臂桁架"中震不屈服"的性能指标,计算分析表明,这样设计能够有效提高整个建筑的抗震性能.该文基于性能的抗震设计思路可为同类工程提供有意义的参考.     

空冷支架结构基于内容物的性能设计方法研究

空冷支架结构体系是电厂结构的重要组成部分,结构及设备的安全性直接关系到发供电的正常运行。本文针对空冷支架结构及内部设备的特点,进行了基于结构内容物的性能设计方法研究,提出了结构的抗震性能目标、性能水准及实施性能设计的方法。其性能水准确定兼顾了结构及内容物的抗震性能水准,并划分为五个水平,采用结构层间位移角限值予以量化。给出的相关设计指标,可以有效地保证不同强度地震作用下结构及设备的安全。并通过算例说明基于结构内容物性能的抗震设计方法的实施步骤。     

石家庄苏宁电器广场建筑结构设计

石家庄苏宁电器广场为带大底盘的单塔高层建筑结构,采用带加强层的框架-剪力墙混合结构抗侧力体系。设计时从结构布置特点出发,针对各项不规则情况对结构体系进行整体及构件布置选型,保证了结构在小震及设防地震作用下良好的侧向刚度和扭转刚度。基于概念设计制定抗震性能目标,并对结构进行罕遇地震下的动力弹塑性分析,可满足"大震不倒"的设计水准要求。     

基于性能的抗震设计方法在某超限酒店工程中的应用

为介绍如何采用新版规范中基于性能的抗震设计方法进行超限高层建筑设计,本文从某工程实例出发,详细介绍了建筑结构进行抗震性能化设计的全过程,包括性能目标及性能水准的确定、整体结构及局部构件性能控制目标的提出,以及该目标在小震、中震以及大震下如何具体实现等内容,总结出建筑结构进行抗震性能化设计的设计流程,以期为类似工程设计提供参考。     

方正金融中心主塔楼抗震性能研究

方正金融中心主塔楼结构高度为230.800m,采用带加强层的框架-核心筒结构体系,是存在多个不规则项的超限高层建筑。外框架由圆钢管混凝土柱与实腹钢梁组成,核心筒采用钢板组合剪力墙。采用基于性能的抗震设计方法,对主体结构进行了不同地震水准作用下的结构弹性与弹塑性分析。计算结果表明,该结构具备较好的承载和变形能力,能够满足不同地震水准作用下的抗震性能目标。通过大震作用下的弹塑性分析,找出了结构潜在的抗震薄弱部位,并提出相应的抗震加强措施。为类似超高层建筑的结构设计提供经验与参考。     

超限高层基于性能的抗震设计探究

超限高层建筑的抗震设计一直都是人们研究的热点,随着抗震设计的不断发展,目前采用基于性能要求的抗震设计方法已经得到广泛的应用,此法不仅能够增加建筑结构抗震的性能,有效避免抗震安全隐患,还能促进高层抗震研究的发展。本文首先分析了常规抗震设计与基于性能抗震设计的区别,并且针对超限高层的结构的特点,指出了基于性能要求的性能水准、抗震目标以及实施方法,以期为超限高层建筑结构的抗震设计提供一定的技术参考。     

无锡苏宁广场北楼基于性能的抗震设计研究

研究基于性能的抗震设计方法在超限高层建筑中的应用,以无锡苏宁广场北楼为例,采用性能化设计方法使结构抗震设计从宏观定性的目标转化为具体的多重目标,从而提高设计的可靠性。首先建立超限高层建筑结构在不同水准地震作用下的抗震性能水准和性能目标,利用弹塑性分析及评估软件PERFORM-3D建立结构的基准有限元模型,计算结构在小震和中震作用下的弹性响应,并进行结构静力弹塑性分析和大震作用下的弹塑性时程响应分析,然后利用各水准地震作用下的响应判定结构的性能水准,从而确定结构是否达到预期的性能目标。计算结果表明：无锡苏宁广场北楼能够满足我国现行抗震规范提出的各项抗震设防要求和各项既定的抗震性能目标,对其采用基于性能的设计是对超限高层设计方法的有益探索。     

带水平加强层的高层框架——核心筒结构push-over分析

水平加强层作为提高结构抗侧刚度、降低框架-核心筒结构剪力滞后效应的有效手段,近年来得到了广泛的应用。但带水平加强层的高层筒体结构在地震作用下表现出非常复杂的反应特性,为了定量地分析水平加强层对高层框架-核心筒结构抗震性能的影响,利用模拟框架支撑结构替代剪力墙,采用杆系空间协同模型,选取典型框架-核心筒高层建筑进行了3种加强层不同设置方案的Pushover分析,较为系统地研究了框架-筒体结构与带加强层的框架-筒体结构在地震作用下的屈服机制和延性性能。为高层框架-核心筒结构设计提供了相关建议。     

武汉中心伸臂桁架-核心筒剪力墙节点抗震性能试验研究

结合武汉中心超高层结构设计,对伸臂桁架-核心筒剪力墙节点进行拟静力试验。节点按构造分为钢板外包式和钢板内嵌式两种,通过对两类试件进行低周往复试验,对节点的承载力、刚度、延性和耗能能力进行分析,结果表明,试验采用的两种不同构造形式的伸臂桁架-核心筒剪力墙节点均具有良好的承载能力、延性和耗能能力,抗震性能优越。同时,对两种节点构造从施工工艺、破坏模式及混凝土裂缝开展情况等方面进行对比,结果表明,外包钢板构造优于内嵌钢板构造,其施工更为便捷,稳定承载力更高,混凝土剪力墙裂缝较少。本文研究成果为武汉中心超高层建筑结构加强层设计提供重要依据,可为伸臂桁架-核心筒剪力墙节点在超高层建筑结构中的应用提供参考。     

服役砌体结构建筑抗震可靠性向量及加固分析

根据具有中介状态结构可靠性向量理论,认为砌体结构具有"安全-中介-失效"三级工作模式,这里的"中介"即为砌体结构带"故障"工作状态,砌体结构处于3种工作模式的概率组成可靠性向量。基于工程结构全寿命期抗力退化模型,提出了一种适合评价现役砌体结构抗震性能的时变可靠性向量分析方法。以砌体抗剪强度为指标,分别建立了砌体结构的三层次时变可靠性向量计算模型,同时给出了加固砌体结构时变可靠性向量计算的一般方法。文中运用时变可靠性向量分析方法,分析了一栋4层砌体结构,得到了原结构与加固结构墙体、楼层、结构体系三层次可靠性向量,并进行了对比分析。可为砌体结构的抗震性能评价和加固设计提供理论依据。     

成都美年广场某超高层办公楼结构抗震设计

介绍了成都美年广场某超高层办公楼的结构设计和抗震性能分析。塔楼地下3层,地上46层,采用框架一核心筒结构。重点介绍了塔楼的结构布置、抗震计算分析和基于性能的抗震设计目标及实现。整体结构通过弹性分析进行设计,并通过动力弹塑性时程分析进行复核设计。分析结果表明,结构的抗震性能满足规范及性能目标的要求。     

Study on seismic design method of high-rise structures resistant to rare earthquakes on basis of progressive seismic failure mode

针对高层结构罕遇地震作用下局部集中损伤破坏易导致整体倒塌的问题，及超静定次数消耗集中且不充分的结构地震失效本质，确定了高层结构耗能构件分批次充分消耗超静定次数的多阶段塑性发展路径，提出了高层结构塑性发展充分、失效方向可控、失效路径延长的渐进地震失效模式。同时，考虑结构多阶段塑性发展过程中地震作用的往复特性、高阶振型影响和非线性内力重分布特点，建立基于多阶段振型组合的标准地震作用，给出了多阶段塑性发展的抗震性能量化需求，建立了基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法。该方法将高层结构渐进地震失效全过程的复杂设计简化为有限塑性阶段的分段抗罕遇地震设计，解决了高层结构难于抗罕遇地震量化设计的难题。为验证该设计方法的有效性，对一幢10层高层结构进行了抗罕遇地震设计，通过非线性时程分析方法验证了按所提方法设计的结构能够实现结构渐进地震失效模式以及结构抗震性能目标，并对比分析了按所提方法设计的结构与按现行规范方法设计的结构的抗震性能，得到按所提方法设计的结构在地震动峰值加速度为0.22g作用下耗能提高了57%，在非线性静力推覆作用下非线性抗力（基底剪力）最大值提高了15.59%。     

基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法研究

针对高层结构罕遇地震作用下局部集中损伤破坏易导致整体倒塌的问题,及超静定次数消耗集中且不充分的结构地震失效本质,确定了高层结构耗能构件分批次充分消耗超静定次数的多阶段塑性发展路径,提出了高层结构塑性发展充分、失效方向可控、失效路径延长的渐进地震失效模式。同时,考虑结构多阶段塑性发展过程中地震作用的往复特性、高阶振型影响和非线性内力重分布特点,建立基于多阶段振型组合的标准地震作用,给出了多阶段塑性发展的抗震性能量化需求,建立了基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法。该方法将高层结构渐进地震失效全过程的复杂设计简化为有限塑性阶段的分段抗罕遇地震设计,解决了高层结构难于抗罕遇地震量化设计的难题。为验证该设计方法的有效性,对一幢10层高层结构进行了抗罕遇地震设计,通过非线性时程分析方法验证了按所提方法设计的结构能够实现结构渐进地震失效模式以及结构抗震性能目标,并对比分析了按所提方法设计的结构与按现行规范方法设计的结构的抗震性能,得到按所提方法设计的结构在地震动峰值加速度为0.22g作用下耗能提高了57%,在非线性静力推覆作用下非线性抗力（基底剪力）最大值提高了15.59%。     

水平加强层在框架-核心筒结构体系中的应用研究

框架-核心筒结构是一种常用的高层建筑结构型式，设置水平加强层，可以增强结构的抗侧刚度，它是减小在风荷载作用下水平位移过大的有效方法，但在地震作用下，加强层的设置会引起结构刚度、内力突变，形成薄弱层，结构的破坏机理难以呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制。论文结合实际工程，对是否设刚性加强层进行比较，对不同的模型进行计算，寻求设置加强层对结构周期、位移和受力性能的变化规律，从而为工程选择正确的结构体系，使设计安全、经济、合理。     

高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构抗震性能研究

为研究高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震性能,分别设计了一个10层钢筋混凝土框架结构和屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构模型,进行了地震作用下动力非线性分析。结果表明：屈曲约束钢板墙可显著减小高层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的层间位移,同时在罕遇地震作用下框架中塑性铰的数量也有大幅减少,表现出良好的抗震性能。在此基础上,综合规范对框架结构和框架-抗震墙结构抗震等级和柱轴压比限值的规定,并结合屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的受力特点,提出了高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震设计建议。建议屈曲约束钢板墙的边缘构件按框架结构确定抗震等级和柱的轴压比限值,其他框架部分根据其承担的地震倾覆力矩比例大小,按框架结构或框架-抗震墙结构确定抗震等级和柱的轴压比限值。     

中高层砌块砌体结构性态水平分析

基于性态的抗震设计（以下简称PBSD，国内也称为基于功能的抗震设计）理论在实际抗震设计中的广泛应用有赖于对其概念的完善。目前由于对各种结构体系没有一个统一的划分结构性态水平的标准，影响了这一理论的应用。为此，通过一个1／4比例的十层砌块砌体模型结构的振动台试验结果，分析了该模型结构在输入地震动下结构的破坏程度，根据结构的破坏程度及试验过程中模型的动力特性的变化情况，初步确定了该类型结构性态水平的划分方法，并给出相应于每一个性态水平的描述性态的物理量的取值。