【摘要】随着建筑行业的持续发展,我国高烈度地震区兴建的建筑规模日益扩大,因此加强对高烈度地震区建筑结构选型的研究是极为必要的。基于此,本文首先阐述了高烈度地震区建筑结构体系分类,并结合实例对地震区建筑结构的选型作进一步分析,仅供参考。

【关键词】高烈度地震区;结构选型;体系分类

1引言

地震区建筑结构选型是一个复杂性较强的决策问题,涉及了大量的不确定和不确知因素,特别是在建筑功能要求越来越高、结构体系多样化发展的情况下,为了满足现代建筑设计要求,需从经济性、实用性等多角度出发,加强对地震区建筑结构选型的研究,有利于保障建筑物的使用性能。

2地震区建筑结构体系及选型

(1)筒体结构体系。该结构体系一般包括以下两个方面:①框架-核心筒结构,主要由实体的核心筒和外框架构成;②筒中筒结构,主要由实体内筒和空腹外筒组成。(2)框架-剪力墙结构体系。框架-剪力墙结构体系能实现布置大空间房层,还具备较大的侧向刚度,被广泛应用于楼层多、高度高的建筑中,可有效满足建筑的基本功能需求。对于地震区来说,框架-剪力墙结构的剪力墙与框架是两道抗震防线,但其应用缺点在于由于剪力墙布置位置受到一定条件的限制,在布置过程中会出现偏心扭矩现象,同时其侧向刚度整体偏小,房屋建造高度受限。(3)框架结构体系。该结构体系主要由楼板、柱、梁等构件组成,其在实际应用中具有柱网布置灵活性强、使用空间较大、延性良好、横向侧移刚度较小的特点,适用于层数不多、需要大空间、房屋高度适宜的建筑中。(4)剪力墙结构体系。剪力墙需承受较大的竖向荷载和水平荷载,其主要优势在于整体性好、刚度大、水平力作用下的侧移小,且不存在梁、柱外凸现象;缺点是不能提供大空间房层结构、延性较差。

3地震区建筑结构设计中应注意的一般问题

3.1选择合理的抗震结构体系

高层住宅建筑适宜采用剪力墙结构体系,且在抗震设计工程中需注意以下方面的问题:①保证具备足够的剪力墙,同时满足其设置间距、剪重比等多项抗震要求;若需采用剪力墙与短肢剪力墙的混合结构,短肢剪力墙的倾覆力矩应控制在20%内;②高层建筑还可采用具有足够数量的短肢墙-剪力墙结构,且将短肢墙倾覆力矩控制在30~40%范围内;③多层框架结构不宜采用实心砖、空心砖等刚度大的材料,适宜采用耗能能力强、不会发生脆性破坏、具备保温和消防要求的轻质高强填充墙材料;④多层框架可采用短柱拉梁支承结构的基础隔震技术,且在推广过程中,做好管道、楼梯等部位的隔震细部构造。

3.2选择合理的结构材料

结构材料的选择应满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的相关要求,尤其是抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区的混凝土强度等级至少为C30;抗震等级为一、二级的框架结构;若其纵向受力钢筋采用的是普通钢筋,则应保证钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值应超过1.25,且钢筋屈服强度实测值与强度标准值的比值应控制在1.3。

4工程分析

4.1工程概况

某工程建筑占地面积13万m2,包括一栋35层塔楼和3层裙楼,地下3层;塔楼为框架-核心筒结构,结构主体高156.8m,裙楼结构主体高度为24.3m,塔楼框架及剪力墙的抗震等级为一级,裙楼采用现浇钢筋混凝土框架结构,抗震等级为一级。

4.2地震性能目标

(1)多遇地震性能目标为:承载力进行常规设计,且变形小于弹性位移限值;塔楼允许层间位移为1/800;裙楼允许层间位移为1/550。(2)设防地震性能目标为:轻度破坏,承载力按照相关标准进行复核,变形为弹性位移限值的2倍;塔楼允许层间位移为1/400;裙楼允许层间位移为1/270。(3)罕遇地震性能目标为:中度破坏,承载力在达到极限值后基本稳定,变形小于弹性位移限值;塔楼允许层间位移为1/100;裙楼允许层间位移为1/50。

4.3结构分析

4.3.1弹性层间位移采用反应谱法对建筑结构的最大响应位移进行计算,结果如表1所示。在对表1进行分析后发现:本工程设计符合多遇地震下结构的弹性变形要求;地震作用下的层间位移角及位移比满足规范要求。4.3.2弹塑性位移本工程弹塑性位移的计算结果如表2所示。在对表2进行分析后发现:在多遇地震作用下,塔楼结构的最大层间位移角为1/1079,裙楼结构的最大层间位移角为1/790,均符合建筑相关规定,表明结构未遭受破坏;在罕遇地震作用下,塔楼结构的最大层间位移角为1/184,裙楼结构的最大层间位移角为1/113,均符合建筑相关规定,此时部分部位剪力墙出现受拉裂缝,未出现碎裂,多数连梁和框架梁出现塑性铰结构为中度破坏,基本满足预期目标要求。

5结语

综上所述,为了从根本上保证地震区建筑结构的整体性,需从结构选型入手,合理形成多道抗震防线,加强建筑工程结构自身的刚度和强度,提高建筑结构的抗震控制水平,保障地基的稳定性,进而为高烈度地震区建筑工程的安全提供有力保障。

参考文献

[1]赵春晓,赵志.高烈度地震区侧煤仓结构选型及抗震性能分析[J].电力建设,2012,33(2):60~62.