高層建筑抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)論文范本
1性能抗震設(shè)計(jì)與常規(guī)抗震設(shè)計(jì)的對比分析
1．1常規(guī)抗震設(shè)計(jì)和性能設(shè)計(jì)方面的區(qū)別
性能設(shè)計(jì)提出小震不壞，中震可修，大震不倒的設(shè)計(jì)宗旨。與常規(guī)抗震設(shè)計(jì)的區(qū)別在于，第一，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要針對小地震，中型地震還有大型地震。而且還通過對全國65個(gè)城鎮(zhèn)的地震所發(fā)生的概率，從而再對地震的強(qiáng)烈程度進(jìn)行衡量，確保房屋建筑不發(fā)生破壞，達(dá)到可修，不倒的目標(biāo)，通過對這些要求的論述可以看出，這些大多數(shù)都是針對建筑在宏觀性能方面的控制。第二，為了實(shí)際施工中的效果有有據(jù)可依，最終選用了分兩個(gè)階段的簡化分析方法，第一個(gè)步驟是對結(jié)構(gòu)的構(gòu)建進(jìn)行驗(yàn)算，主要是對它的承載力進(jìn)行計(jì)算。對這個(gè)計(jì)算，具體是選用了在地震比較小的情況下，按照相應(yīng)的彈性反映理論，通過計(jì)算得到在小震作用下的標(biāo)準(zhǔn)值，以及相應(yīng)的地震作用下的內(nèi)力以及形變效應(yīng)。通過可靠的分析，從而得到構(gòu)件承載力的具體結(jié)果。隨后將概念設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，從而放大抗震的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，這種措施可以有效滿足對第二水準(zhǔn)以及第三水準(zhǔn)在地震宏觀性能方面的控制要求。第二個(gè)階段，就是要對構(gòu)件結(jié)構(gòu)的彈塑性以及其中的變形進(jìn)行驗(yàn)算，同時(shí)還要對地震在倒塌狀況下的結(jié)構(gòu)，或者是有特殊要求的一些建筑結(jié)構(gòu)，一定要對它的薄弱部位進(jìn)行加固，以此來適應(yīng)在大震發(fā)生時(shí)不會倒塌，或者是發(fā)生位移的情況，。
1．2常規(guī)設(shè)計(jì)和性能設(shè)計(jì)方法的比較分析
對于常規(guī)的抗震設(shè)計(jì)而言，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是小震不壞，中震可修，大震不倒，具體而言就是在小地震的情況下有相關(guān)的性能指標(biāo)，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏觀方面的指標(biāo)，在建筑的使用功能上，具體的分為了甲乙丙丁四種級別，在這四種級別的建筑當(dāng)中，對防倒塌的要求不盡相同，其余的基本都是一樣的，而針對性能的抗震設(shè)計(jì)，它是按照使用的功能來劃分的，并且在這個(gè)領(lǐng)域提出了很多的預(yù)期性能目標(biāo)，其內(nèi)容不僅涉及了建筑的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還包括非結(jié)構(gòu)的，還有一些設(shè)施的具體指標(biāo)。而在具體的實(shí)施方法上，常規(guī)的抗震設(shè)計(jì)是按照指令性和處方的形式進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)的，根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)概念而進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如小型地震下的彈性設(shè)計(jì)，在經(jīng)驗(yàn)方面的內(nèi)力調(diào)整內(nèi)容，以及對構(gòu)造的放大處理等，這些都是為了達(dá)到預(yù)期的宏觀設(shè)計(jì)而落實(shí)的具體措施。而針對性能方面的抗震設(shè)計(jì)，除了滿足最基本的要求以外，還要提出一些滿足預(yù)期具體要求的有利論證來作為依據(jù)。這方面的內(nèi)容主要包括建筑結(jié)構(gòu)的體系，依據(jù)比較細(xì)致的分析內(nèi)容，還有對完成抗震指標(biāo)的具體試驗(yàn)措施等。還要有對這些內(nèi)容的專業(yè)評價(jià)等。通過這幾個(gè)方面的對比分析不難發(fā)現(xiàn)，針對于建筑的抗震在性能要求方面的設(shè)計(jì)方法的提出，成為了當(dāng)前的發(fā)展趨勢，而且在目前來看，在對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑結(jié)構(gòu)中進(jìn)行推廣，還需要對其進(jìn)行更深一步的探討，還有相關(guān)設(shè)計(jì)人員自己的理解與掌握。
2高層結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)化
在地震水準(zhǔn)不同的情況下，對高層的.建筑結(jié)構(gòu)在性能水準(zhǔn)，還有性能目標(biāo)方面的要求也不同，具體而言，它的抗震結(jié)構(gòu)性能可以分為下面幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第一，高層結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震之后，最好是完好無損傷，同時(shí)在一般的情況下，是不需要進(jìn)行修理就可以繼續(xù)使用的，而且建筑還要可以進(jìn)行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震發(fā)生后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了非常明顯的損壞，而且大多數(shù)的構(gòu)件都發(fā)生了中等的損壞，從而進(jìn)入屈服狀態(tài)，在有比較明顯的裂縫下，大部分的構(gòu)件都有很嚴(yán)重的損壞程度，但是其整體的結(jié)構(gòu)并不會發(fā)生倒塌，同時(shí)也沒有局部倒塌的情況，建筑中的人員會有一定程度的傷害，但是對他們的生命安全卻沒有太大的威脅。
3結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化計(jì)算及試驗(yàn)要求
3．1建筑結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計(jì)分析
對高層建筑結(jié)構(gòu)，尤其是在性能設(shè)計(jì)方面的計(jì)算要特別嚴(yán)格，不僅要對構(gòu)件的承載力，還有變形進(jìn)行計(jì)算，還要考慮構(gòu)件在屈服之后其性能發(fā)生的變化。對這些方面的正確計(jì)算，對分析建筑的抗震性能，還有結(jié)構(gòu)的實(shí)際所受應(yīng)力情況都能夠直觀表現(xiàn)出來。但是這些計(jì)算都是要在合理的力學(xué)模型上來計(jì)算，而且結(jié)果不能脫離實(shí)際，否則沒有任何參考價(jià)值的，在對結(jié)構(gòu)抗震性能在彈性方面的計(jì)算，還有非線性方面的計(jì)算中，一定要分析結(jié)構(gòu)的整體模型狀況，還有構(gòu)件以及節(jié)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，必須保證其正確合理。如果建筑結(jié)構(gòu)中擁有水平轉(zhuǎn)換的構(gòu)件，同時(shí)在區(qū)分這些問題的時(shí)候，還要對樓層的層數(shù)和層高進(jìn)行計(jì)算。在涉及到剪力墻的計(jì)算方面，一定要關(guān)注對非線性的計(jì)算和分析，這對計(jì)算出模型的相關(guān)參數(shù)方面至關(guān)重要。如果建筑設(shè)計(jì)中選用了滑動的支座結(jié)構(gòu)，必須對支座兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，以及它們之間的相互作用關(guān)系進(jìn)行考慮，否則會對整體的計(jì)算模型產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
3．2結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求
在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震方面的設(shè)計(jì)時(shí)候，在某些方面沒有設(shè)計(jì)理念，缺乏一些相關(guān)的依據(jù)時(shí)，進(jìn)行相關(guān)的模型試驗(yàn)很有必要。比如說選用的混凝土要有很高的含鋼率，用這種材料來建設(shè)梁柱和剪力墻，在對擁有型鋼的異形截面構(gòu)件，或者是一些新型的構(gòu)件進(jìn)行使用的時(shí)候，對這些構(gòu)件必須要進(jìn)行相關(guān)的模型試驗(yàn)。在使用桿件比較多的鑄鐵點(diǎn)，還有多級的轉(zhuǎn)換層，以及讓樓梁側(cè)面的樓板發(fā)生開洞，使樓梁本身和梁柱的節(jié)點(diǎn)地方不和樓板產(chǎn)生直接有相連接的關(guān)系時(shí)，對這些新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的部件必須進(jìn)行模型試驗(yàn)。
4總結(jié)
基于性能方面的抗震設(shè)計(jì)，無論任何時(shí)刻其重要性都毋庸置疑。這種方法和現(xiàn)有常規(guī)方法相比較，通過以上的闡述顯示，其優(yōu)點(diǎn)極其明顯。在目前，高層建筑在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上都是選用的針對性能設(shè)計(jì)方面的理念，而且方法的可行性表現(xiàn)非常好，所以對未來的高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新上，是非常有利的。
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