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从标准的角度剖析超限高层建筑工程抗震设防

来源:建筑结构  作者:*  日期:2014-7-8
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  做好超限高层建筑工程抗震设防专项审查工作,根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》制定本技术要点。

  (五) 抗震试验数据和研究成果,要有明确的适用范围和结论。

  第三章 专项审查的控制条件

  第八条 抗震设防专项审查的重点是结构抗震安全性和预期的性能目标。为此,超限工程的抗震设计应符合下列最低要求:

  (一) 严格执行规范、规程的强制性条文,并注意系统掌握、全面理解其准确内涵和相关条文。

  (二) 不应同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔等五种类型中的四种及以上的复杂类型。

  (三) 房屋高度在《高层混凝土结构规程》B级高度范围内且比较规则的高层建筑应按《高层混凝土结构规程》执行。其余超限工程,应根据不规则项的多少、程度和薄弱部位,明确提出为达到安全而比现行规范、规程的规定更严格的针对性强的抗震措施或预期性能目标。其中,房屋高度超过《高层混凝土结构规程》的B级高度以及房屋高度、平面和竖向规则性等三方面均不满足规定时,应提供达到预期性能目标的充分依据,如试验研究成果、所采用的抗震新技术和新措施、以及不同结构体系的对比分析等的详细论证。

  (四)在现有技术和经济条件下,当结构安全与建筑形体等方面出现矛盾时,应以安全为重;建筑方案(包括局部方案)设计应服从结构安全的需要。

  第九条 对超高很多或结构体系特别复杂、结构类型特殊的工程,当没有可借鉴的设计依据时,应选择整体结构模型、结构构件、部件或节点模型进行必要的抗震性能试验研究。

  第四章 专项审查的内容

  第十条 专项审查的内容主要包括:

  (一) 建筑抗震设防依据;

  (二) 场地勘察成果;

  (三) 地基和基础的设计方案;

  (四) 建筑结构的抗震概念设计和性能目标;

  (五) 总体计算和关键部位计算的工程判断;

  (六) 薄弱部位的抗震措施;

  (七) 可能存在的其他问题。

  对于特殊体型或风洞试验结果与荷载规范规定相差较大的风荷载取值以及特殊超限高层建筑工程(规模大、高宽比大等)的隔震、减震技术,宜由相关专业的专家在抗震设防专项审查前进行专论证。

  第十一条 关于建筑结构抗震概念设计:

  (一) 各种类型的结构应有其合适的使用高度、单位面积自重和墙体厚度。结构的总体刚度(词条“刚度”由行业大百科提供)应适当(含两个主轴方向的刚度协调符合规范的要求),变形(词条“变形”由行业大百科提供)特征应合理;楼层最大层间位移和扭转位移比符合规范、规程的要求。

  (二) 应明确多道防线的要求。框架与墙体、筒体共同抗侧力的各类结构中,框架部分地震剪力的调整应依据其超限程度比规范的规定适当增加。主要抗侧力构件中沿全高不开洞的单肢墙,应针对其延性不足采取相应措施。

  (三) 超高时应从严掌握建筑结构规则性的要求,明确竖向不规则和水平向不规则的程度,应注意楼板局部开大洞导致较多数量的长短柱共用和细腰形平面可能造成的不利影响,避免过大的地震扭转效应。对不规则建筑的抗震设计要求,可依据抗震设防烈度和高度的不同有所区别。

  主楼与裙房间设置防震缝时,缝宽应适当加大或采取其他措施。

  (四) 应避免软弱层和薄弱层出现在同一楼层。

  (五)转换层应严格控制上下刚度比;墙体通过次梁转换和柱顶墙体开洞,应有针对性的加强措施。水平加强层的设置数量、位置、结构形式,应认真分析比较;伸臂的构件内力计算宜采用弹性膜楼板假定,上下弦杆应贯通核心筒的墙体,墙体在伸臂斜腹杆的节点处应采取措施避免应力集中导致破坏。

  (六) 多塔、连体、错层等复杂体型的结构,应尽量减少不规则的类型和不规则的程度;应注意分析局部区域或沿某个地震作用方向上可能存在的问题,分别采取相应加强措施。

  (七) 当几部分结构的连接薄弱时,应考虑连接部位各构件的实际构造和连接的可靠程度,必要时可取结构整体模型和分开模型计算的不利情况,或要求某部分结构在设防烈度下保持弹性工作状态。

  (八) 注意加强楼板的整体性,避免楼板的削弱部位在大震下受剪破坏;当楼板在板面或板厚内开洞较大时,宜进行截面受剪承载力验算。

  (九) 出屋面结构和装饰构架自身较高或体型相对复杂时,应参与整体结构分析,材料不同时还需适当考虑阻尼比不同的影响,应特别加强其与主体结构的连接部位。

  (十)高宽比较大时,应注意复核地震下地基基础的承载力和稳定。

  第十二条 关于结构抗震性能目标:

  (一) 根据结构超限情况、震后损失、修复难易程度和大震不倒等确定抗震性能目标。即在预期水准(如中震、大震或某些重现期的地震)的地震作用下结构、部位或结构构件的承载力、变形、损坏程度及延性的要求。

  (二) 选择预期水准的地震作用设计参数时,中震和大震可仍按规范的设计参数采用。

  (三) 结构提高抗震承载力目标举例:水平转换构件在大震下受弯、受剪极限承载力复核。竖向构件和关键部位构件在中震下偏压、偏拉、受剪屈服承载力复核,同时受剪截面满足大震下的截面控制条件。竖向构件和关键部位构件中震下偏压、偏拉、受剪承载力设计值复核。

  (四) 确定所需的延性构造等级。中震时出现小偏心受拉的混凝土构件应采用《高层混凝土结构规程》中规定的特一级构造,拉应力(词条“拉应力”由行业大百科提供)超过混凝土抗拉强度标准值(词条“强度标准值”由行业大百科提供)时宜设置型钢

  (五) 按抗震性能目标论证抗震措施(如内力增大系数、配筋率、配箍率和含钢率)的合理可行性。

  第十三条 关于结构计算分析模型和计算结果:

  (一) 正确判断计算结果的合理性和可靠性,注意计算假定与实际受力的差异(包括刚性板、弹性膜、分块刚性板的区别),通过结构各部分受力分布的变化,以及最大层间位移的位置和分布特征,判断结构受力特征的不利情况。

  (二) 结构总地震剪力以及各层的地震剪力与其以上各层总重力荷载代表值的比值,应符合抗震规范的要求,Ⅲ、Ⅳ类场地时尚宜适当增加(如10%左右)。当结构底部的总地震剪力偏小需调整时,其以上各层的剪力也均应适当调整。

  (三) 结构时程分析的嵌固端应与反应谱分析一致,所用的水平、竖向地震时程曲线应符合规范要求,持续时间一般不小于结构基本周期的5倍(即结构屋面对应于基本周期的位移反应不少于5次往复);弹性时程分析的结果也应符合规范的要求,即采用三组时程时宜取包络值,采用七组时程时可取平均值。

  (四) 软弱层地震剪力和不落地构件传给水平转换构件的地震内力的调整系数取值,应依据超限的具体情况大于规范的规定值;楼层刚度比值的控制值仍需符合规范的要求。

  (五) 上部墙体开设边门洞等的水平转换构件,应根据具体情况加强;必要时,宜采用重力荷载下不考虑墙体共同工作的手算复核。

  (六) 跨度大于24m的连体计算竖向地震作用时,宜参照竖向时程分析结果确定。

  (七) 错层结构各分块楼盖的扭转位移比,应利用电算结果进行手算复核。

  (八) 对于结构的弹塑性分析,高度超过200m应采用动力弹塑性分析;高度超过300m应做两个独立的动力弹塑性分析。计算应以构件的实际承载力为基础,着重于发现薄弱部位和提出相应加强措施。

  (九) 必要时(如特别复杂的结构、高度超过200m的混合结构、大跨空间结构、静载下构件竖向压缩变形差异较大的结构等),应有重力荷载下的结构施工模拟分析,当施工方案与施工模拟计算分析不同时,应重新调整相应的计算。

  (十) 当计算结果有明显疑问时,应另行专项复核。

  第十四条 关于结构抗震加强措施:

  (一) 对抗震等级、内力调整、轴压比、剪压比、钢材的材质选取等方面的加强,应根据烈度、超限程度和构件在结构中所处部位及其破坏影响的不同,区别对待、综合考虑。

  (二) 根据结构的实际情况,采用增设芯柱(词条“芯柱”由行业大百科提供)、约束边缘构件、型钢混凝土或钢管混凝土构件,以及减震耗能部件等提高延性的措施。

  (三) 抗震薄弱部位应在承载力和细部构造两方面有相应的综合措施。

  第十五条 关于岩土工程勘察成果:

  (一) 波速测试孔数量和布置应符合规范要求;测量数据的数量应符合规定。

  (二) 液化判别孔和砂土、粉土层的标准贯入锤击数据以及粘粒含量分析的数量应符合要求;水位的确定应合理。

  (三)场地类别划分、液化判别和液化等级评定应准确、可靠;脉动测试结果仅作为参考。

  (四)处于不同场地类别的分界附近时,应要求用内插法确定计算地震作用的特征周期。

  第十六条 关于地基和基础的设计方案:

  (一) 地基基础类型合理,地基持力层选择可靠。

  (二) 主楼和裙房设置沉降缝的利弊分析正确。

  (三) 建筑物总沉降量和差异沉降量控制在允许的范围内。

  第十七条 关于试验研究成果和工程实例、震害经验:

  (一) 对按规定需进行抗震试验研究的项目,要明确试验模型与实际结构工程相符的程度以及试验结果可利用的部分。

  (二) 借鉴国外经验时,应区分抗震设计和非抗震设计,了解是否经过地震考验,并判断是否与该工程项目的具体条件相似。

  (三) 对超高很多或结构体系特别复杂、结构类型特殊的工程,宜要求进行实际结构工程的动力特性测试。

  第五章 超限大跨空间结构的审查

  第十八条 关于可行性论证报告:

  (一) 明确所采用的大跨屋盖的结构形式和具体的结构安全控制荷载和控制目标。

  (二) 列出所采用的屋盖结构形式与常用结构形式在振型、内力分布、位移分布特征等方面的不同。

  (三) 明确关键杆件(词条“杆件”由行业大百科提供)和薄弱部位,提出有效控制屋盖构件承载力和稳定的具体措施,详细论证其技术可行性。

  第十九条 关于结构计算分析:

  (一) 作用和作用效应组合:

  设防烈度为7度(0.15g)及以上时,屋盖的竖向地震作用应参照时程分析结果按支承结构的高度确定。

  基本风压基本雪压应按100年一遇采用;屋盖体型复杂时,屋面积雪分布系数、风载体型系数和风振系数,应比规范要求增大或经风洞试验等方法确定;屋盖坡度较大时尚宜考虑积雪融化可能产生的滑落冲击荷载。尚可依据当地气象资料考虑可能超出荷载规范的风力。

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  • 山西首座高层抗震钢结构绿色建

      【由于钢结构住宅的重量轻,且钢结构本身具有良好的柔韧性,因此钢结构住宅的抗震性能非常好,就地震破坏的情况分析来看,钢结构建筑明显的要优于其它的一些砖混结构和钢筋混凝土框架结构,这一点在美国、日本、台湾等一些地震的多发区都已得到明显的证实

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