抗震管理条例背景下的建筑减震设计思考

基于《抗震管理条例》提出的“设防地震下正常使用”要求,提出消能减震结构性能化设计的性能目标及构件承载力要求的验算指标,并通过实际算例阐述了消能减震设计的基本流程,反映了消能减震元件的减震效果,实现了预设的减震性能目标。

论建筑结构抗罕遇地震(大震)设计

地震的随机性特点决定了结构抗震设计必须采用“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计基本原则,必须包括并充分重视抗罕遇地震(大震)设计内容。通过论述国外及中国抗大震设计方法,给出建筑结构抗大震设计方法的初步建议,根据不同类构件的性能目标要求,将构件划分为耗能构件和承载力构件,且构件抗震承载力与弹塑性变形的验算应以构件为基准,建议相关软件应提供结构构件在大震下的受力及变形。

消能减震在幼儿园设计中的应用

四川省绵阳市某幼儿园地上3层,地下1层,采用多层钢筋混凝土框架结构。建设地点位于地震重点监视防御区,根据《建设工程抗震管理条例》的要求,学校、幼儿园、医院等八大类建筑必须采用隔震减震等技术,确保在设防地震下的正常使用。本工程采用消能减震技术,并根据项目特点选用VFD黏滞阻尼器。本工程使用ETABS软件结构在7度(0.1g)设防烈度地震作用下进行时程分析;采用PERFORM-3D软件进行罕遇地震作用下的计算模拟分析。计算结果显示阻尼器在设防地震和罕遇地震作用下充分耗能,减震效果良好,其弹塑性层间位移角均满足规范要求,主体结构及构件的减震目标和性能目标均达到了预期,仅个别构件出现轻微损伤,阻尼器发挥了良好的耗能能力,进一步提高了主体结构的可靠性和安全性。

东江之星超高框架-核心筒结构抗震超限设计

东江之星商业中心项目位于广东省东莞市,抗震设防烈度为6度(0.05g)。18号商业、办公楼房屋高度247.85m,为超B级高度高层建筑,采用框架-核心筒结构,存在超高、局部楼层楼板不连续、穿层柱等超限项。为保证结构的抗震性能,项目采用了延性较好的内置钢管叠合柱。根据项目特点确定合理的抗震性能目标,采用多种有限元计算软件对结构进行小震、中震弹性分析及大震弹塑性分析。

汶川8.0级地震甘肃陇南地区建筑震害调查

总结了2008年汶川8.0级地震在甘肃陇南地区造成的农村房屋和城镇房屋的典型震害及其原因。考察发现,由于农村房屋一般未经抗震设防设计,在本次地震中即使在低烈度地区仍然震害严重;而城镇房屋震害较轻,一般均表现出良好的抗震性能,严重破坏的大多是一些施工质量差,缺乏良好的抗震概念设计以及改建时未考虑抗震设计的建筑。建筑震害调查的几个地区设防烈度均为Ⅷ度,实际烈度为Ⅵ～Ⅸ度,因此这些地区的房屋震害情况刚好能反映这些地区房屋抵抗小震、中震及大震的能力。结果表明,严格按照抗震规范设计、并保证施工质量的建筑基本都能达到三水准设防目标。最后本文对灾后重建和抗震设防提出了建议。

桥梁结构push-over方法抗震性能研究

从解决桥梁结构实际问题出发,根据桥梁结构的震害规律和特点,考虑桥梁结构的位移延性、耗能特性等方面因素,通过具体桥梁算例比较了非线性静力push-over分析方法与动力时程分析方法建立的桥梁结构能力曲线,从而说明了push-over方法在桥梁结构抗震性能评价中的可行性;另外,基于我国《公路工程抗震设计规范》(JTJ004—89)给出的弹性反应谱建立了地震需求谱;最后,利用push-over方法分析了具体桥梁结构的地震破坏状态,给出了桥梁结构在不同地震烈度条件下和不同超越概率加速度峰值条件下的破损状态.研究结果对实际工程中抗震性能决策有一定借鉴意义.

基于不同性能目标的RC结构抗震设计的效益分析

针对不同的建筑抗震设防类别和性能目标(小震丙类、小震乙类、"中震不屈服"和"中震弹性"),对框架结构和框架-剪力墙结构进行抗震设计。以小震丙类建筑为基准,比较按小震乙类建筑、"中震不屈服"和"中震弹性"设计时,结构地震效应和抗震措施的差别所引起的构件截面尺寸与配筋(即工程量)的变化。分析表明:①按中震设计时结构的楼层位移约为按小震设计时的2￣3倍。②框架结构:6度、7度区按不同性能目标设计,工程增加量都在10%以内;8度区,工程量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计,混凝土和钢筋增加量都超过40%。③框架-剪力墙结构:6度区,只有按乙类建筑设计时,用钢量增加很多,约为82.0%;7度区,按中震性能目标设计时,用钢量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计时,剪力墙截面非常大,实用性和经济性均较差。④《建筑抗震设计规范》中,对不同设防水准下的不同结构所规定的抗震措施(包括构造措施)具有重要意义。在低烈度区,单纯依靠提高设计地震作用进行设计,并不能达到提高结构抗震安全的目的;除非结构的重要性要求提高抗震设防类别,一般情况下,对结构的关键部位和关键构件采用性能设计,更为经济有效。

上海城投控股大厦超限高层建筑结构设计

上海城投控股大厦是一幢高层办公楼,地下3层,地面以上主体21层。结构主体采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,属于平面特别不规则超限高层建筑。在建筑的地下层位置,有上海市外滩双层隧道穿越,并且隧道排烟井与高层办公楼结合,实现了高空排放的环保要求,在土地综合利用上具有示范价值。本文介绍了该超限高层建筑的基础和地下室设计、结构布置、主要计算结果,以及采用基于性能的抗震设计方法(包括小震弹性计算、中震不屈服构件验算、罕遇地震下弹塑性分析)和采取的主要措施,同时满足办公建筑和隧道、排烟井的结构设计要求。

昆明螺蛳湾中心超限高层建筑抗震性能化设计研究

昆明螺蛳湾中心由2#、3#、5#三幢超高层塔楼及商业裙房组成。其中3#塔楼地上49层,结构高度216.6m,采用钢管混凝土框架-钢骨混凝土核心筒结构体系,设置2道加强层,除结构高度超限外,还存在尺寸突变、构件间断、楼层受剪承载力突变、塔楼偏置等多项不规则类型。采用基于性能的抗震设计方法,提出适合该工程实际情况的抗震性能目标和不同构件的抗震性能设计指标,进行基于等效线性化方法的中震和大震下结构关键构件的性能指标验算和复核。采用等效迭代方法计算时,由于考虑部分水平构件的屈服影响,结构整体刚度降低,各楼层总地震剪力和核心筒分担的地震剪力随之减小,但外围框架分担的地震剪力却呈增大趋势。同时还应用混凝土材料非线性本构在ABAQUS中的二次开发,进行罕遇地震下的动力弹塑性时程分析。结果表明,核心筒墙肢仅少量发生受压损伤,局部钢管进入塑性状态,连梁受压损伤明显,钢梁普遍进入塑性且塑性应变程度相对较大,起到了较好的耗能作用,结构整体抗震性能良好,关键构件的抗震性能指标满足预设的性能要求。

河南省旅游服务中心超限高层建筑结构设计

河南省旅游服务中心为地上6层的高层建筑,包含平面不规则和竖向不规则结构,属于特别不规则的超限高层结构,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,局部长悬臂和大跨度部分采用钢结构。介绍了该超限高层建筑的基础和地下室设计、结构布置、超限情况及采取的主要措施、主要计算结果和主要节点设计等内容。

RC框架结构在中震作用下不同性能目标的弹塑性分析

我国抗震规范GB 50011—2001采用"三水准设防"、"二阶段设计"的办法,在小震下进行承载力设计和弹性变形验算,在大震下进行弹塑性变形验算,以保证"小震不坏","大震不倒"。但在"中震可修"水准上并没有给出具体量化的性能指标。文中以层间位移角作为性态指标,将"中震可修"性态目标划分为"轻微损坏"和"中等破坏"两阶段。采用结构三维非线性动力分析程序CANNY对一按现行规范设计的框架结构进行了计算,得出了该结构在中震作用下的变形及破坏情况,分析了按现行规范设计的该框架在中震下的性态以及是否中震可修,并在此基础上进行的一典型框架在上述两性能目标下的设计,得出了各性能目标下的结构内力、变形及破坏情况,以及结构所需的截面尺寸及配筋情况,对实行多性态设计有一定的参考价值。

论公路桥梁的抗震设防标准

论述了公路桥梁的抗震设防标准在桥梁抗震设计中的重要作用,对公路桥梁设计地震动水平、抗震设防目标、抗震设防分类三方面进行了探讨。在基于性能抗震设计背景下,对我国公路桥梁的抗震设防标准的制定提出以下建议:针对我国现行规范中同一地震区不同抗震设防类别桥梁遭遇的地震危险性不一致的问题,建议设计基准期统一取为100年,取超越概率分别为86%、19%、10%和4%的四级设计地震动水平;考虑桥梁震后预期将发挥的使用功能,将其抗震性能水平按正常通行、有限通行、应急通行和禁止通行等功能要求相应地划分为四个等级;抗震设防目标规定为在给定设计地震动水平下结构超过规定的抗震性能水平的条件概率,以期解决我国公路桥梁的抗震设防目标长期没有规定预期的可靠度的问题。

基于性能的设计方法在抗震加固中的研究与应用

20世纪90年代国际上提出基于性能的抗震设计理论,该理论要求建筑物在未来遭遇地震作用时表现出预定的抗震性能水平,这引起了世界各国学者的广泛关注。美国地震工程界最早将该理论引入到加固中,这对既有结构的抗震评估和抗震加固设计具有重大意义。本文阐述了基于性能的抗震加固方法的基本思想、产生背景、发展状况及其主要研究内容,并指出该方法有待进一步研究的问题。

城市轨道交通桥梁抗震设计与研究

以城市轨道交通设计实例为主要依据,结合相关规范,根据能量转换原理对轨道交通桥梁抗震设计进行研究。结论为:减小结构体系刚度和加大能量输出是降低结构地震动响应的有效方法。通过控制结构尺寸、设置塑性铰和减隔震支座等方法可以有效降低结构体系刚度;通过设置防震挡块,高阻尼支座等能够加大能量输出。实际震害表明,罕遇地震作用下,抗震计算无法得到结构响应的精确值,结构的内力和变形特征难以把握。根据桥梁破坏机理,通过概念设计才是达到罕遇地震作用下结构抗震性能目标的首选方法。

李自健美术馆钢结构基于性能的抗震设计

李自健美术馆采用巨型框架-支撑钢结构体系,圆环工作室以3个巨型柱悬挑的17榀主桁架为受力骨架,主桁架通过内、外环桁架连系为一个整体,环向最大跨度44.6 m。采用基于性能的抗震设计方法,提出适合该工程实际情况的抗震性能目标和不同构件的抗震性能设计指标。对结构进行小震弹性、中震弹性和中震不屈服验算,以及大震作用下的弹塑性分析。结果表明,仅支撑和巨型柱柱底出现塑性铰,数量不多,塑性发展不大。结构整体抗震性能良好,关键构件的抗震性能指标满足预设的性能要求。

道路上盖结构基于性能的结构抗震设计研究

结构的性能化抗震设计方法是结构抗震设计的一个重要发展方向,非线性弹塑性分析是结构抗震性能分析的重要方法之一。通过对一道路上盖结构进行罕遇地震下的静力弹塑性分析,获得整体结构的地震响应,分析并评估结构的薄弱位置,分析结果表明结构的动力特性满足现有抗震规范的要求。

星海金融商务区超高层综合体结构超限抗震设计

星海金融商务区超高层综合体建筑高度为193.30 m,共51层,采用超B级高度高层结构及钢筋混凝土框架—核心筒结构,采用SATWE及MIDAS两个程序对其进行计算分析,计算结果相近,小震下结构周期比、位移角、位移比、剪重比均满足规范要求。对其进行弹性时程计算时,发现顶部楼层地震力放大,中震、大震下底部加强部位的主要墙肢、框架柱及其余楼层的主要墙肢、框架柱均满足规范要求和性能目标,穿层柱需满足中震弹性,支撑楼面梁的连梁受剪承载力满足中震弹性,框架柱在1~24层为型钢混凝土柱,最后提出本工程结构加强措施。

变电站RC框架结构基于中震下不同性能目标设计方法探讨

变电站是一定区域内的电力供应中心，提高其建筑抗震设防能力意义重大。针对我国抗震规范中没有给出对中等地震的具体的设防目标和性能水准的问题，提出了“中震轻微损坏”和“中震中等破坏”两个性能目标以及相应的性能指标．给出了利用SATWE软件基于这些性能目标进行变电站RC框架结构设计的方法，并利用时程分析验证了所提设计方法的可行性。

深圳某超限高层建筑的抗震分析

以深圳市某带局部转换层、平面不规则的高层建筑为分析对象,对结构进行了弹性时程分析,同时还对结构整体以及薄弱连接处进行了设防地震下的验算。在罕遇地震下,对结构进行了动力弹塑性分析。按照小中震设计和大震复核的基本思路分析,结果表明工程能满足拟定的抗震性能目标。

某超高层框筒结构的中大震设计分析研究

通过实际工程案例,探讨中震计算对框筒结构的抗震设计作用,找出框筒结构中需要按中震验算设计截面的构件;同时按照中震验算结果调整这些构件在截面设计后进行大震作用下的弹塑性时程分析,考察这些构件在通过中震验算调整后是否能满足“大震不倒”的性能目标,以说明中震设计对于部分框架剪力墙结构设计的重要性。