【摘要】隨著建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,我國高烈度地震區(qū)興建的建筑規(guī)模日益擴大,因此加強對高烈度地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)選型的研究是極為必要的;诖,本文首先闡述了高烈度地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)體系分類,并結(jié)合實例對地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的選型作進一步分析,僅供參考。

【關(guān)鍵詞】高烈度地震區(qū);結(jié)構(gòu)選型;體系分類

1引言

地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)選型是一個復(fù)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(jié)構(gòu)體系多樣化發(fā)展的情況下,為了滿足現(xiàn)代建筑設(shè)計要求,需從經(jīng)濟性、實用性等多角度出發(fā),加強對地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)選型的研究,有利于保障建筑物的使用性能。

2地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)體系及選型

(1)筒體結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系一般包括以下兩個方面:①框架-核心筒結(jié)構(gòu),主要由實體的核心筒和外框架構(gòu)成;②筒中筒結(jié)構(gòu),主要由實體內(nèi)筒和空腹外筒組成。(2)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系?蚣-剪力墻結(jié)構(gòu)體系能實現(xiàn)布置大空間房層,還具備較大的側(cè)向剛度,被廣泛應(yīng)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(qū)來說,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻與框架是兩道抗震防線,但其應(yīng)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(xiàn)偏心扭矩現(xiàn)象,同時其側(cè)向剛度整體偏小,房屋建造高度受限。(3)框架結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系主要由樓板、柱、梁等構(gòu)件組成,其在實際應(yīng)用中具有柱網(wǎng)布置靈活性強、使用空間較大、延性良好、橫向側(cè)移剛度較小的特點,適用于層數(shù)不多、需要大空間、房屋高度適宜的建筑中。(4)剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻需承受較大的豎向荷載和水平荷載,其主要優(yōu)勢在于整體性好、剛度大、水平力作用下的側(cè)移小,且不存在梁、柱外凸現(xiàn)象;缺點是不能提供大空間房層結(jié)構(gòu)、延性較差。

3地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的一般問題

3.1選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

高層住宅建筑適宜采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系,且在抗震設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu),短肢剪力墻的傾覆力矩應(yīng)控制在20%內(nèi);②高層建筑還可采用具有足夠數(shù)量的短肢墻-剪力墻結(jié)構(gòu),且將短肢墻傾覆力矩控制在30~40%范圍內(nèi);③多層框架結(jié)構(gòu)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(fā)生脆性破壞、具備保溫和消防要求的輕質(zhì)高強填充墻材料;④多層框架可采用短柱拉梁支承結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)隔震技術(shù),且在推廣過程中,做好管道、樓梯等部位的隔震細部構(gòu)造。

3.2選擇合理的結(jié)構(gòu)材料

結(jié)構(gòu)材料的選擇應(yīng)滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)中的相關(guān)要求,尤其是抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點核心區(qū)的混凝土強度等級至少為C30;抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu);若其縱向受力鋼筋采用的是普通鋼筋,則應(yīng)保證鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值應(yīng)超過1.25,且鋼筋屈服強度實測值與強度標準值的比值應(yīng)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(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)主體高156.8m,裙樓結(jié)構(gòu)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(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),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(guī)設(shè)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(shè)防地震性能目標為:輕度破壞,承載力按照相關(guān)標準進行復(fù)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(wěn)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(jié)構(gòu)分析

4.3.1彈性層間位移采用反應(yīng)譜法對建筑結(jié)構(gòu)的最大響應(yīng)位移進行計算,結(jié)果如表1所示。在對表1進行分析后發(fā)現(xiàn):本工程設(shè)計符合多遇地震下結(jié)構(gòu)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(guī)范要求。4.3.2彈塑性位移本工程彈塑性位移的計算結(jié)果如表2所示。在對表2進行分析后發(fā)現(xiàn):在多遇地震作用下,塔樓結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/1079,裙樓結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/790,均符合建筑相關(guān)規(guī)定,表明結(jié)構(gòu)未遭受破壞;在罕遇地震作用下,塔樓結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/184,裙樓結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/113,均符合建筑相關(guān)規(guī)定,此時部分部位剪力墻出現(xiàn)受拉裂縫,未出現(xiàn)碎裂,多數(shù)連梁和框架梁出現(xiàn)塑性鉸結(jié)構(gòu)為中度破壞,基本滿足預(yù)期目標要求。

5結(jié)語

綜上所述,為了從根本上保證地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的整體性,需從結(jié)構(gòu)選型入手,合理形成多道抗震防線,加強建筑工程結(jié)構(gòu)自身的剛度和強度,提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震控制水平,保障地基的穩(wěn)定性,進而為高烈度地震區(qū)建筑工程的安全提供有力保障。

參考文獻

[1]趙春曉,趙志.高烈度地震區(qū)側(cè)煤倉結(jié)構(gòu)選型及抗震性能分析[J].電力建設(shè),2012,33(2):60~62.