高层建筑钢筋混凝土结构抗震概念设计浅谈.pdf

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1、高层建筑钢筋混孟凡伟坦凝土结构抗震概念设计浅谈大连城建设计研究院有限公司摘要：随着城乡建设的高度发展，高层建筑钢筋混凝土结构抗震概念设计在高层建筑工程中已经越来越普及，其中，结构抗震概念设计又是结构设计中应用最重要且最为难以控制的关键之一，这也给高层建筑工程的结构设计提出了更高的要求。本文结合工程经验，就高层建筑钢筋混凝土结构抗震概念设计进行了分析和研究，旨在为今后高层建筑钢筋混凝土结构的抗震概念设计应用与发展提供经验和指导。关键词：高层建筑；钢筋混凝土结构；抗震概念设计1引言伴随不断发展的城乡建设速度，在高层建筑工程设计中，不论是其设计管理，还是其相应设计

2、技术措施，都有着广泛应用，在这当中，高层建筑钢筋混凝土结构抗震概念设计的管理又是其中应用较为重要且难以控制的关键之一。然而由于目前在进行高层建筑钢筋混凝土结构抗震概念设计的时候，还存在一些缺乏成熟工艺的问题，这就使得进行高层建筑钢筋混凝土结构抗震概念设计管理的时候，存在各种问题，直接影响着工程的安全和质量，进而也严重影响着社会安定及发展。下面首先从有限元模型的建立对于高层建筑钢筋混凝土结构抗震概念设计进行了深入研究，并结合工程经验，从楼板对失效柱上节点竖向位移的影响、楼板对失效节点加速度的影响、失效柱相交梁塑性铰发展分析等方面，总结了几点高层建筑钢筋混凝土结

3、构抗震概念设计技术措施，旨在为今后高层建筑设计提供经验和指导。2高层建筑结构抗地震倒塌能力的有限元模型建立2．1配筋设计模型主要包括以下基本信息：共存在五层框架模型，层高为3．6m；高层建筑场地是II类场地，设计了两组地震分组，其为B类粗糙度，抗震设防烈度是8度，并为二级抗震等级；楼面恒载是5．0kN／m2，楼面活载是2．0kN／m2，存在7．0kN／m2的屋面恒载，并为O．5kN／m2屋面活载；板厚是120ram，使用C30混凝土，使用HRB335受力筋，使用HPB235箍筋。按照我国规范运用PKPM设计结构，出于建模的便利性需求，在正确配筋后进行处理。2

4、．2分析参数本文在上述配筋结果与美国规范GSA2003规定的荷载组合，使用ap2000(v14)确定为Load=1．ODL+0．25LL(其中DL为荷载，LL为活载)，将楼板考虑和不考虑进来的两种情况进行分析，即把楼面荷载直接在粱上分配好)，分别分析两种模型连续倒塌动力反应。按照美国规范FE—MA一356将处于模型中的梁柱塑胶确定为梁柱杆系单元默认的集中塑性铰类型，柱两端被确定为P—M—M铰，再将M铰确定在梁两端。弹性段(AB)、强化段(Bc)、卸载段(CD)、塑性段(DE)四个不同时期构成了全部过程。楼板模拟采用的是非线性分层单元。3高层建筑结构抗地震倒塌

5、能力的计算结构分析3．1楼板对失效柱上节点竖向位移的影响就整体而言，失效柱上节点所受到楼板竖向位移的影响表现在，先有竖向位移产生在失效柱上，同时由振动产生，最终逐渐稳定。失效柱上节点实时位移、最大位移和稳定位移，在不考虑楼板模型时是考虑楼板模型时的倍数，前者产生动力响应后稳定时间比后者要长。3_2楼板对失效节点加速度的影响按照失效柱上节点位移变化和加速度变化，对梁在柱失效后的动力反应过程直接观察到。第一，将楼板模型考虑进来，在失效柱节点上存在更小绝对值的速度。和x轴相近，由此可见节点竖向摆动速度为较慢的变化；反过来，若不在模型中考虑进楼板，则存在更为严重的节

6、点竖向摆动；第二，在模型中考虑楼板，比在模型中不考虑楼板的时间长，在失效后进行稳定状态的时间较短，则将其视为内力重分布完成，建立起新的荷载传递路径，将形成新的内力平衡的结构。第三，均处于脚步顶层柱失效时，节点加速度存在更为显著地变化，围绕x轴存在更大的摆动幅度。可知角部顶层失效以后，内力会严重影响交梁、板；反过来，角部顶层梁失效后会存在较差的内力承受力。3．3失效柱相交梁塑性铰发展分析(1)就整体而言，将楼板的模型的情况都纳入进来，梁端塑性铰均在A—B段，即为弹性段。与此同时，这也从侧面间接地反映了失效柱上节点位移的动力响应。在楼板的模型均在A—B或B—C段

7、的过程中．均未存在破坏的现象。f2)按照塑性变了的状况来看，粱端弯矩受到楼板的作用，比不将楼板作用考虑进来的作用程度低，换言之，柱失效之后，两段弯矩承担其转化的部分作用力，还可以将其认为是T型梁效应，将梁的抗弯能力增加。(3)不将楼板考虑进来的模型中，长边中柱、角柱工况下塑胶都在B-_c阶段。这是由于两方面的原因造成的，首先，楼板的贡献被忽视了，柱失效后不存在多元的内力传递路径，存在较大的梁恒载。其次，在连续倒塌时，最薄弱的部分就是长边中柱、角柱。4结束语本文针对楼板的框架结构两种情况的模型进行了分析，主要结果如下：(1)对框架结构抗地震倒塌方面，楼板具有重

8、要作用。对于没有将楼板模型纳入的分析是相对保守的结果