某超限高层框架—核心筒结构设计中若干问题研究

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随着我国经济和房地产业的持续蓬勃发展,超高层建筑在各大城市中越来越多。随着建筑物高度的不断上升,结构种类也越来越复杂。由于超限高层的复杂性,不论从结构整体,还是结构构件上,超限高层结构的设计难度远大于比一般高层结构,在设计过程中有许多特殊的问题需要处理。如何解决在超限高层结构设计过程中遇到的特殊问题是结构工程师的首要任务。本文以福建省龙岩市一个超限高层框架—核心筒结构为对象,在对该工程进行结构设计分析时,主要解决了以下三个问题:(1)根据业主的要求做了初步结构设计后,发现本工程属于B级高度超限建筑工程,平面内扭转不规则,竖向上刚度突变,且含有结构薄弱层。分别对其进行“小震”、“中震”和“大震”下的抗震性能分析,最终的结果不仅满足相关规范要求,也满足了抗震性能的设计目标。(2)根据规范不同软件计算要求,运用目前国内常用的几种建筑结构设计软件(SATWE、PMSAP、YJK和MIDAS)计算分析后发现各个软件剪力墙构件的计算内力结果并不一致,甚至区别较大。对不同软件中剪力墙的计算结果进行分析对比后,通过一个定性判断方法对本工程的剪力墙构件计算结果采用了合理取值。(3)剪力墙是超限高层中最主要的抗侧力构件。剪力墙构件的性能会由于轴压比、纵筋配筋率、箍筋体积配箍率甚至边缘构件等的不同而有差异。常用的建筑结构设计软件没有具体考虑到这些因素的影响。应用有限元非线性软件ABAQUS对剪力墙构件进行性能分析,研究了轴压比、配筋率、箍筋体积配箍率、边缘构件对剪力墙性能的影响,对本工程的剪力墙构件设计采用了相应的措施。本文针对超限高层建筑工程实例做了比较详细的抗震性能分析,同时对剪力墙构件的设计与性能化分析做了深入研究,提出了一些设计建议,可为结构工程师做相似工程的设计提供一些借鉴。
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