不规则超限建筑的地震性能分析与抗震策略探究

为了应对不规则超限建筑在地震中的挑战,本文旨在通过介绍不规则性结构的特点和超限建筑的影响,分析地震性能评估方法及抗震策略。通过数值模拟方法,包括有限元分析原理与建模技巧,材料模型与本构关系,分析剪力墙、钢框架和混凝土框架结构的地震响应。在抗震策略方面,探讨了结构减缓、能量耗散和增加刚度与强度的策略,如剪力墙优化与加固,阻尼器应用,高性能材料的运用等。研究结果表明,采取合理的抗震策略能有效提升不规则超限建筑的地震性能。

合肥市科技馆新馆(自然博物馆)结构设计

合肥市科技馆新馆(自然博物馆)建筑高度38. 5m,为具有扭转不规则、偏心布置、凹凸不规则、楼板不连续、尺寸突变等不规则项的特别不规则超限高层建筑,其中从地面延伸至26. 5m高、总长138m的种植大悬挑斜屋面是建筑造型亮点。虽然单向大面积斜板在地震作用下具有斜撑作用,但会引起双向刚度不均、扭转、底部竖向构件剪力集中、大量短柱和超短柱、传统结构楼层整体指标(层间位移角、位移比、0. 2V0调整系数等)的计算方法不适用等问题。针对上述结构设计难点,采取了以下设计措施:1)采用合理的构造做法,在斜板底部设置滑动支座,释放水平向约束,减小斜板对整体刚度影响,避免地震下底部内力集中;2)按构件真实布置建立空间计算分析模型,模拟结构实际刚度和复杂受力情况;3)选择合适的楼层指标统计方法,并补充平板模型对比分析,以反映结构在地震下的整体性能;4)采用动力时程分析法补充计算;进行大震下的动力弹塑性时程分析;5)合理指定关键构件,设定合理性能目标和加强措施。结果表明,采取以上措施满足结构抗震性能目标。