張繼婷

摘要：近些年，國(guó)民生產(chǎn)總值正不斷處于上升的時(shí)期，人們對(duì)高品質(zhì)生活的需求量也越來(lái)多，對(duì)于建筑風(fēng)格追逐功能齊全、風(fēng)格迥異的造型。建筑造型的樣式也呈現(xiàn)出的種類(lèi)繁多，但是建筑自身構(gòu)造規(guī)則度不高，例如，表面不夠平整、樓板之間的連接點(diǎn)不合理、側(cè)向剛度也沒(méi)有規(guī)則、豎向測(cè)力構(gòu)件相抗衡的不緊湊等。面對(duì)的建筑若是樓層較多，其中3條或3條以上不規(guī)則高層建筑是要做專(zhuān)門(mén)的抗震驗(yàn)收，若是與規(guī)范限制的建筑不吻合，那還做具體的抗震專(zhuān)項(xiàng)論證。超限建筑結(jié)構(gòu)工程時(shí)常會(huì)面臨著弱連接樓板抗剪承載力、與中心點(diǎn)脫離的豎向荷載下轉(zhuǎn)換梁受扭承載力、集中力均作用下連梁抗剪承載力、躍層柱穩(wěn)定等現(xiàn)象去做有效的分析。現(xiàn)在處理前兩個(gè)問(wèn)題時(shí)，行業(yè)內(nèi)通常運(yùn)用最多的便是有限元方法分析，集中作用下連梁抗剪承載力核算是則是針對(duì)連梁抗震性能的增強(qiáng)來(lái)作為目標(biāo)的方法分析，躍層柱的固定運(yùn)用較多是結(jié)構(gòu)整體屈曲模態(tài)方法分析?；诖耍酒恼聦?duì)多層建筑的超限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：多層建筑;超限結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)方法

引言

多層建筑的超限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所使用的軟件種類(lèi)繁多或者同樣的軟件，若是不同的有限單元或計(jì)算模型，那么所獲得計(jì)算結(jié)果就存在著差異，使得設(shè)計(jì)者根據(jù)所得到的計(jì)算結(jié)果而不能正確處理出現(xiàn)的狀況

1工程概況

本次項(xiàng)目主要是在某市的社區(qū)內(nèi)N091103單元A2-04，需要設(shè)計(jì)的建筑面積是9998m2。地面上有3層、地下1層，地上需要設(shè)計(jì)的面積6298m2，地下面積3700m2。還要設(shè)計(jì)89個(gè)停車(chē)位，這其中包括有小型環(huán)衛(wèi)車(chē)停車(chē)位43個(gè)，中型環(huán)衛(wèi)車(chē)停車(chē)位37個(gè)，普通家用客車(chē)停車(chē)位9個(gè)。設(shè)計(jì)效果圖見(jiàn)圖1。這個(gè)項(xiàng)目地下室標(biāo)準(zhǔn)高度控制在-6.200m，主樓有地上3層，室內(nèi)外中間間隔的高度為0.3m，樓層的高度分別是5.8m和4.5m，地上整體構(gòu)造的高度15.1m（室外草坪歸結(jié)到結(jié)構(gòu)大屋面）。運(yùn)用鋼筋混凝土來(lái)作為項(xiàng)目的框架。Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)需要使用時(shí)間是50a，結(jié)構(gòu)安全達(dá)到二級(jí)，抗震設(shè)防烈度7度（0.1g），丙類(lèi)設(shè)防，地震分組：第二組，特征周期：0.9s（針對(duì)于地震及設(shè)防地震多發(fā)處）、1.1s（遇地震情況少）。

2工程重、難點(diǎn)分析

在工程建設(shè)的過(guò)程中，工程設(shè)計(jì)人員也會(huì)遇到很多困難和問(wèn)題，所以在這個(gè)過(guò)程中，一定要注意它的重點(diǎn)工程以及難點(diǎn)工程。主要包括以下兩方面的內(nèi)容：首先是在工程的建設(shè)過(guò)程中，其他的第一層懸空，并且在懸空的時(shí)候所采用的構(gòu)造是非常復(fù)雜的，那么，在建設(shè)的過(guò)程中所占地的面積也是有一定的規(guī)定，為了能夠使建設(shè)的面積更加寬廣，那么，在建設(shè)第一層的時(shí)候，一定要合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)。合理的方式就是在第一層的層頂上來(lái)進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，主要是它的北面和東面都要設(shè)置懸挑的梁，那么這個(gè)量的長(zhǎng)度也是要按照科學(xué)的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)置的。在懸挑梁的時(shí)候也要考慮多方面的因素，一是他對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)的影響二是它的結(jié)構(gòu)一定要布置的合乎規(guī)則。其次是他在布置的時(shí)候結(jié)構(gòu)和平面是非常不規(guī)則的，夠不規(guī)則，主要表現(xiàn)在它的布質(zhì)是沒(méi)有按照科學(xué)合理的方式來(lái)進(jìn)行布置的，平面是凹凸不平的。最后，是它的側(cè)面的剛結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，它的尺寸跟下一層相比相差25%，其中還包括多層的層高也存在安全隱患。

3計(jì)算分析

空間有限元分析程序SATWE能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)整體做出相應(yīng)的剖析，對(duì)于地震作用的核算要通過(guò)扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的振型分解反應(yīng)譜法。再利用SATW實(shí)現(xiàn)彈性時(shí)程完善計(jì)算，挑選出2條人工波和5條天然波下的結(jié)構(gòu)相互響應(yīng)，這樣就能使地震響應(yīng)的過(guò)程中來(lái)了解其結(jié)構(gòu)。把項(xiàng)目分析結(jié)果的平均值與反應(yīng)計(jì)算譜結(jié)果做出相應(yīng)的比較，這樣就能使在反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)果的前提下，設(shè)計(jì)必須要有針對(duì)性。通過(guò)PMSAP來(lái)對(duì)樓板有限元應(yīng)力分析和計(jì)算，進(jìn)而對(duì)多遇地震下板內(nèi)主拉應(yīng)力進(jìn)行約束，保證混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不低于標(biāo)準(zhǔn)（小震不開(kāi)裂），針對(duì)地震進(jìn)行設(shè)防時(shí)，鋼筋拉應(yīng)力不得低于鋼筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（中震不屈服）。那是因?yàn)槠矫嬉?guī)則性超限對(duì)于樓板的整體性的作用較大，樓板在自身平面內(nèi)的剛度不斷擴(kuò)大時(shí)那么假定就不符合要求了。所以，在計(jì)算模型中對(duì)彈性模進(jìn)行設(shè)置，要根據(jù)規(guī)范的要求來(lái)使結(jié)構(gòu)的剛度比和抗剪承載力的比值得到有效控制。

根據(jù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)約束框架柱的軸壓，還要執(zhí)行規(guī)范來(lái)關(guān)注扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的周期與平動(dòng)周期的比例不得低于0.9。

4多層建筑的超限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

4.1建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

建筑物的質(zhì)量主要是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)來(lái)約束，那么在針對(duì)于超限高層進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，把基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)考慮對(duì)象，特別是進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，使得基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性能夠承受足夠的外部力量，建筑物不同環(huán)節(jié)要遵從性質(zhì)和地基原理保持一致，二者在結(jié)構(gòu)形式上起到推進(jìn)的作用。建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能夠發(fā)揮出其的優(yōu)勢(shì)，那么在建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之上再去設(shè)置其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擁有更強(qiáng)有力后盾。

4.2嚴(yán)格控制建筑物的剛度

在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，能夠使超限高層建筑的剛度得以展現(xiàn)，這樣對(duì)其剛度進(jìn)行探究時(shí)，針對(duì)自身周期性的特點(diǎn)要做到全方位的關(guān)注。切記要根據(jù)建筑物的主體結(jié)構(gòu)作為前提，影響其位移的因素進(jìn)行分析。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，建筑設(shè)計(jì)者要考慮剛度有關(guān)的數(shù)據(jù)做出整改，這樣整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)擁有更加合理的剛度。例如，在大梁剛度數(shù)據(jù)的核算時(shí)，就需要對(duì)剛度做好整改工作。對(duì)于構(gòu)件橫切面尺寸進(jìn)行改進(jìn)過(guò)程中，把剪力墻開(kāi)洞的尺寸做出相應(yīng)的處理，可以通過(guò)剛度控制的措施來(lái)協(xié)調(diào)解決整體上的整改。

4.3使用有效的防震措施

對(duì)于挑選防震措施來(lái)說(shuō)，切記要選擇延性結(jié)構(gòu)體系性能強(qiáng)的，這樣就能把地震能力進(jìn)行銳減，還能使地震所帶來(lái)的破壞性下降，建筑物也受到其的影響而減少，通過(guò)震源能量吸收的方式能夠很好的緩解地震所帶來(lái)的破壞?，F(xiàn)在超限高層建筑物的樓層數(shù)量呈升趨勢(shì)，要是與普通樓層相比較下，那是有所不同的，這樣一來(lái)，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，那么對(duì)抗震能力就必須加強(qiáng)，以適應(yīng)建筑物抗震需要的條件。鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系抗震性能較高。即使要面對(duì)超限項(xiàng)，要是再根據(jù)抗震性能的目標(biāo)的設(shè)置、抗震概念涉及到微震、中震和大震來(lái)進(jìn)行具體的程序核算研究，對(duì)于結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施來(lái)說(shuō)我們都可以采用不同的方式來(lái)進(jìn)行，不同的方式都能夠去有力地解決結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。我們的分析可以更好的看出，在結(jié)構(gòu)方面，它的主要計(jì)算指標(biāo)都能夠有力的去滿(mǎn)足規(guī)范的限值。對(duì)于一些地區(qū)來(lái)說(shuō)，其實(shí)，一些商務(wù)辦公樓他們?cè)诮ㄔ斓臅r(shí)候跟平時(shí)的居民住房是有所不同的，主要表現(xiàn)在它的核心筒度以及寬度是相比居民住樓是較小，除此之外，還有他們的局部樓板容易出現(xiàn)開(kāi)大洞的現(xiàn)象，還有很多方面比如它的結(jié)構(gòu)以及長(zhǎng)懸梁這些關(guān)鍵的地方。在進(jìn)行具體的工程分析的時(shí)候，不僅要去分析她的小震彈性，說(shuō)的是還要去關(guān)注他的中震計(jì)算分析以及大震計(jì)算分析。以以上我們提到的，在辦公樓建造的時(shí)候容易存在核心筒度偏小這種現(xiàn)象，要想改變這種現(xiàn)象我們就要在建造的時(shí)候?qū)λ慕Y(jié)構(gòu)以及平面進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，主要是要增大核心筒，它的外側(cè)墻壁的厚度，從而減小核心筒內(nèi)側(cè)墻壁的厚度，這樣能夠更好的去提高整個(gè)結(jié)構(gòu)平面的扭剛度。不僅要對(duì)結(jié)構(gòu)平面進(jìn)行具體的分析，還要對(duì)她的中震下端鑄進(jìn)行進(jìn)一步的核算，在進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中如果遇到樓面的開(kāi)洞較大或者是洞寬超過(guò)樓面1/2的現(xiàn)象時(shí)候，我們就要去進(jìn)一步的去對(duì)他的老板剪應(yīng)力以及整體的模型進(jìn)行進(jìn)一步的分析核算這樣能夠更好的去減少這種情況的發(fā)生。也是通過(guò)工程人員的進(jìn)一步計(jì)算表明，對(duì)于不同的樓板剪應(yīng)力也要有不同的要求。

4.4轉(zhuǎn)換層處理

二層轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)于轉(zhuǎn)換層也要去進(jìn)行過(guò)多的關(guān)注，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要能夠合理的運(yùn)用型鋼混凝土的方法，以此來(lái)使柱截面尺寸呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。在剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)部分布置暗柱，并在四角暗柱內(nèi)設(shè)置型鋼柱，更好的提高它的抗壓抗震的作用。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，就實(shí)際工程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要遵從目前推行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，指出多層超限建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)要尤其重視，著重闡述不規(guī)則建筑要額外計(jì)算和手段，再針對(duì)建筑物不合理的地方做出相應(yīng)的改善，抗震方法也要不斷深化，那么結(jié)構(gòu)就能根據(jù)規(guī)范來(lái)進(jìn)行，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)的效應(yīng)，若是今后再遇到相似的工程可以給予寶貴的參考。

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