性能化設(shè)計建筑抗震論文

1、性能化設(shè)計建筑抗震論文1抗震性能化設(shè)計目標(biāo)基于性能的抗震設(shè)計首先需要根據(jù)地震水準確定性能目標(biāo)，地震動水 準可選用規(guī)范的多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震的地震作用影響最大 值，比如當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震基本加速度為0.15g時， 多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震影響系數(shù)最大值分別為0.12, 0.34, 0.72。性能目標(biāo)依據(jù)地震時建筑允許破壞的程度，可不拘泥于計算數(shù) 值，但不應(yīng)低于抗震三水準?？拐鹦阅芩疁矢鶕?jù)高規(guī)分為5個水準， 性能目標(biāo)1承載力要求最高，延性最低，性能目標(biāo)5承載力要求最低， 延性要求最高。抗震性能通過承載力和變形雙重控制，以抗震承載力 為主，層間彈塑性變形為輔，可以采用層間位移

2、變形來反應(yīng)破壞程度， 性能化設(shè)計尋求在承載力和變形能力中尋找合理平衡點。下面通過抗 震性能化設(shè)計的實例講述設(shè)計目標(biāo)實現(xiàn)過程。2抗震性能化設(shè)計的實例2.1工程概況本工程位于內(nèi)蒙古烏海市烏達區(qū)經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)，本單項為內(nèi)蒙古東源 科技有限公司年產(chǎn)72萬噸/年電石項目3#配料站，建筑高度23.2m， 該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速0.2g，建筑物安全 等級為二級，建筑物設(shè)防類別為標(biāo)準設(shè)防類別，結(jié)構(gòu)抗震等級為二級， 設(shè)計使用年限為50年，建筑物場地類別為II類，基本風(fēng)壓為0.75kN/m2,地面粗糙度為B類。本工程特殊之處在于全廠物料運輸樞紐，連接三條鋼棧橋，其中一條棧橋在19.1m層樓面處，

3、 10.000m-16.200m為石灰和碳材料倉，共約840m3，料倉的跨高比小 于2.5，本結(jié)構(gòu)層具有較大質(zhì)量，收進約30%的情況下仍是下層質(zhì)量 的1.2倍。2.2本工程超限情況本工程超限情況如下：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，在規(guī)定水平力下考慮偶然偏心丫方向最大層間位移與 平均層間位移的比值：1.32。豎向剛度不規(guī)則，局部收進水平尺寸大于相鄰下一層的25%。綜合 判定屬于特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)。2.3抗震性能目標(biāo)設(shè)定由于本項目的超限情況和全廠的重要性，除按照規(guī)范的要求及目標(biāo)進 行計算和設(shè)計外，提出了基于性能的抗震設(shè)計。綜合考慮抗震設(shè)防類 別，場地條件和結(jié)構(gòu)的特殊性，震后損失和修復(fù)的難易程度，確定結(jié) 構(gòu)的性能目標(biāo)為D

4、級。在多遇地震作用下結(jié)構(gòu)能做到完好無損，不需 修理即可繼續(xù)使用（性能水準1級），在設(shè)防烈度地震作用下結(jié)構(gòu)只 有中等破壞，修復(fù)后可繼續(xù)使用，（性能水準4），在預(yù)估的罕遇地 震作用下，結(jié)構(gòu)損壞比較嚴重，需排險大修，但不倒塌（性能水準5）。 具體抗震性能目標(biāo)。2.4小震彈性計算結(jié)構(gòu)及分析小震彈性計算按照正常設(shè)計，采用整體建模，考慮偶然偏心，雙向地 震，扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，及施工模擬，在抗震規(guī)范規(guī)定的地震影響系數(shù)曲線下， 多遇地震標(biāo)準值作用下樓層最大水平位移與層高之比小于1/550。作 用組合的效應(yīng)設(shè)計值按照1.2（DL+0.8LL）+1.3SEhk組合下抗震承載 力滿足彈性。（本工程重力荷載代表值的可變荷載組

5、合系數(shù)0.8）構(gòu) 件配筋無超筋現(xiàn)象，軸壓比，梁混凝土的相對受壓區(qū)高度均能符合我 國規(guī)范要求。2.5中震計算結(jié)構(gòu)及分析按照“中震可修”的原則：和本工程的特點。需要對中震作用下主要 抗側(cè)力構(gòu)件的承載力進行復(fù)核，以便確定其能達到設(shè)定的性能指標(biāo)。 取其中一個關(guān)鍵構(gòu)件驗算內(nèi)容及結(jié)果如下：由于結(jié)構(gòu)已經(jīng)進入彈塑性 狀態(tài)，采用pushover推覆分析法，驗算在1.0D+0.8L+1.0SEhk工況 下的受力情況，其中一個料倉下的框架柱驗算正截面結(jié)果如表2,其 中材料強度取標(biāo)準值。根據(jù)結(jié)果顯示承載力滿足設(shè)計要求。在設(shè)防地 震標(biāo)準值作用下，樓層最大水平位移與層高之比最大為1/170，也在 規(guī)范要求34倍的】Aue

6、區(qū)間內(nèi)，地震破壞等級可滿足要求。2.6大震計算結(jié)果及分析按照性能化設(shè)計，罕遇地震作用下，按照彈塑性分析和SATWE軟件對 等效彈性計算，取結(jié)果較大值，關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力不屈服，允許 較多豎向構(gòu)件（40% ）進入屈服階段，關(guān)鍵構(gòu)件的驗算方法與中震驗 算方法相同，結(jié)果宜滿足設(shè)計要求。性能水準5允許部分框架梁發(fā)生 嚴重破壞，鋼筋混凝土豎向構(gòu)件的受剪截面應(yīng)符合式VGE+V*EK燮 0.15fckbh0。取其中一個關(guān)鍵構(gòu)件進行斜截面承載力驗算結(jié)果，其中材料強度取標(biāo)準值。在預(yù)估的罕遇地震標(biāo)準值作用下，樓層最大水平 位移與層高之比最大為1/63，規(guī)范要求小于】Aup,在此范圍內(nèi)， 表面結(jié)構(gòu)整體不會倒塌。2.7工程結(jié)論綜上所述，本工程通過性能設(shè)計及彈塑性時程分析，計算結(jié)果表明本 工程各項指標(biāo)達到預(yù)定的抗震性能目標(biāo)，所選結(jié)構(gòu)體系合理、安全、 可靠，能滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)計要求。3結(jié)語本文綜合實