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分析建筑结构设计客户性能抗震设计的发展方向土木工程论文
摘要：在建筑结构设计的过程中非常注重抗震设计, 现在国家对建筑物的抗震能力也有一定的要求, 如何提高建筑结构性能及抗震设计是现在建筑方面专家需要解决的问题。从确定抗震性能目标、基于性能的抗震设计方法、混凝土结构基于性能的抗震设计进行分析。
关键词：建筑结构; 抗震设计; 问题分析;
现在我国建筑房屋基本都是高层, 一旦发生地震会给人们的生命和财产带来一定的损失, 如何提高房屋的抗震能力, 减少由于地震带来的损失, 这是建筑类专家需要解决的实际问题。基于性能抗震设计能够有效防止地震房屋倒坍等现象引起的用户损失, 能有效包含人们的生命与财产, 现在基于性能抗震设计是未来房屋建筑的主要发展方向。
1 确定抗震性能目标
现在国家非常重视房屋等建筑物的抗震能力, 提高抗震性能是房屋建筑的主要目标, 如何科学有效的解决房屋的抗震性能, 提高房屋的建筑结构设计是解决抗震性能的有效方式。建筑物的结构不同, 对抗震能力是不同的, 如何进行建筑结构设计, 提高其抗震性能。根据其此设计准则, 在一定程度上能够将建筑物在使用周期内所遭受的损失降低。一般地, 降低工程造价, 就会增加建筑内部结构遭受破坏的.可能性, 从而增加后期工程的修复和维修费用, 所以存在一个最小费用值。建筑在施工的过程中, 通常需要考虑建筑的设计性能, 提高其设计的应用能力, 把费用降低到最低标准。由于发生地震以及后期维修费用的增加都具有不确定性, 所以这笔费用也是可以变的。
因此, 在进行项目投资时, 一定要充分考虑到各方面的因素, 并将相对可靠的理论作为基于性能的抗震设计的基础。抗震性能目标的设计是一个复杂的过程, 对建筑物的各个环节都需要认真考虑, 如何提升建筑物的抗震能力, 减少人民群众的生命财产减少损失。
2 基于性能的抗震设计方法
2.1 承载能力设计方法
承载能力设计是提高抗震性能设计的常用方法, 也是一种有效的方法。承载能力设计方法是通过底部剪力计算出来的, 是一种比较科学的方法, 加强建筑物结构强度设计, 计算构件之间应该具有的承载能力, 这是设计方法可靠, 概念性能清晰等优点, 能达到一定的预期目标。但承载能力设计方法有一定的特点就是以弹性反应为基础, 对于非弹性建筑物不能全面进行计算, 计算出的数值不准确, 不能应用承载能力设计方法进行抗震性能设计。
2.2 抗震设计以位移为基础
抗震设计以位移为基础能全面进行抗震性能设计, 提高建筑物的抗震能力, 是符合现代建筑物抗震设计的需要。该方法是以位移为基本出发点, 通常将位移控制运用到建筑结构的设计过程中, 通过为位移谱的位移偏移计算出剪力的数值, 进行建筑物的结构分析, 如何进行性能提升, 通过具体的配筋进行有效设计, 采用增加刚度的方法, 将位移目标进行变化, 提高建筑物的抗震能力, 有效的考虑抗震性能中的位移偏移的重要性, 有效提升其在设计理论的应用过程, 有效增加其使用方法, 有效提高建筑物的抗震性能。抗震设计以位移为基础的方法是提高建筑物抗震性能的有效方式, 符合现代建筑物提高性能的有效方法。
3 混凝土结构基于性能的抗震设计
3.1 混凝土结构目标性能水准进行明确的划分
混凝土是建筑物施工中常用的材料, 混凝土的搅拌需要按标准严格进行, 在混凝土施工的过程中需要考虑抗震性能的设计, 混凝土是建筑施工中重要的原料, 其原料必须按照要求进行, 对提高建筑物的施工质量, 建筑物的结构设计、建筑物的抗震性能都有一定的保障, 在进行混凝土施工的过程中需要全面考虑, 进行其实际理论的应用来确定, 进行有效的方法进行运用, 提高其混凝土的应用效果。
3.2 评估建筑结构的抗震性能
建筑结构对抗震性能有一定的影响, 在建筑设计的过程中能够必须根据实际环境进行科学有效的进行建筑设计, 建筑结构的稳定性对提高抗震性能有一定的帮助, 符合现代建筑结构的实际要求过程, 符合现代建筑结构的实际要求, 提高抗震性能是未来建筑行业的主要要求, 也是减少由于地震对人们生命财产的损害, 符合现代建筑行业的发展要求。在建筑结构设计过程中, 通过专家进行设计, 选择适宜的施工方案, 在保障建筑施工利润的前提下, 需要有效提升建筑行业的抗震性能, 符合现代建筑行业发展需要。
参考文献
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3．1地基不够稳固
地基时建筑结构中重要的组成部分，它关系到整个建筑的好坏，如果地基出现问题，整个建筑会受到影响。如果地基出现侧移和沉降的现象，那么会对建筑结构造成很大的影响。
3．2混凝土的地板容易出现裂缝
在建筑结构中混凝土底板出现裂缝是比较常见的问题。地板出现裂缝的主要原因是地板受力不均匀。所以，设计师在进行结构设计的时候，必须考虑到楼板的受力。设计师在设计时一般都是考虑单板来进行计算的，在计算的受力与实际的.受力是有一定差别的，会导致楼板因受力不均匀而出现裂缝。
3．3设计师框架设计的不合理
房屋的受力是垂直和水平的，而设计是一般只考虑垂直，却忽视了水平受力。这样会严重影响建筑的受力不均，最终会影响建筑的安全性。
4．1合理选择地基
影响建筑结构安全的原因有很多，但是地基的选择是最为重要的，如果地基不稳定，建筑必然也是不稳定的。地基只有稳定才能承受建筑的重量，才不至于出现安全事故。因此，在工程施工之前必须做好实地考察工作，保证地基的稳定性。地基土层的厚度和水层的深度对高层建筑的施工有非常重要的参考价值。考察人员必须是专业的人员，参数必须真实，坚决杜绝虚假。
4．2后浇带设计
凝土在浇筑过程中都是从底部开始的，在浇筑过程中需要注意的是浇筑的高度不要超过3m，同时浇筑的平面还要保持一定的坡度，这样可以避免出现结构问题。在建筑结构设计中，为了防止混凝土出现裂缝，设计人员会采用后浇带设计，这样可以有效的防止混凝土出现裂缝。混凝土很容易受到外界环境的影响，后浇带设计可以避免这一现象的发生。
4．3框支梁的安放
在这个过程中需要对剪刀墙的底部高度重视，正是因为剪刀墙受到水平的压力。如果要将框支梁放在剪刀墙上，那么就需要加强剪刀墙底部的厚度，从而保证剪刀墙的稳定性。在设计过程中，需要对各方面的受力进行精密地计算，避免出现受力不均匀的现象发生。
4．4加强承重强的设计
由于人们生活水平的提高，他们要求在高质量、高品质的环境中生活。对此，很多的设计公司为了使得建筑看起来美观，而忽视了承重墙的作用，而承重墙的数量关系到建筑的质量。因此，在建筑结构设计中必须以安全为准则，保证消费者的生命财产安全。
5总结
改革开放以后，经济的迅猛发展，城市化的加快，建筑产业也得到了迅猛的发展。但是土木工程结构的设计仍存在很多的问题，本文针对这些问题提出了相应的措施。合理选择地基。影响建筑结构安全的原因有很多，但是地基的选择是最为重要的，如果地基不稳定，建筑必然也是不稳定的。混凝土地板很容易出现裂缝，后浇带设计可以避免混凝土地板出现裂缝。设计师在设计过程中一般会忽视建筑的水平受力，为了保证建筑受力均衡，可以将框支梁放在剪刀墙上。
参考文献:
［1］黄松凯．高层建筑结构设计的原则及相关问题探究［J］．科技风，，(09)．
［2］章吉牧．建筑结构设计常见问题［J］．江西建材，，(03)．
［3］涂冬冬．建筑结构设计基本方法及注意事项［J］．中国新技术新产品
建筑产业在市场由于竞争巨大，建筑工程的成本也会受到很大的影响，人们对于建筑工程的质量的要求也会越来越高。施工的质量关系到人们的生命财产安全。土木工程的结构设计是整个工程的关键，它关系到整个建筑的质量。
2高层建筑的结构设计标准
土木工程建筑结构设计关系到整个建筑工程的质量。为了提高建筑工程的质量，必须注意以下几个问题。设计原则和设计标准。高层建筑施工项目比较复杂，要保证质量，首先设计要合理。
2．1施工的方案制定
在高层建筑施工之前必须制定一个合理的方案，方案的制定对建筑的质量有着非常重要的影响。设计方案关系到建筑结构的布局，提前制定方案就是为了在施工中不出现问题。制定的设计方案必须进行严格的探讨，一旦发现问题就要立即进行调整，尽可能的消除建筑安全隐患。
2．2计算简图要合理
设计师在制作简图的过程中需要对施工现场进行精密地计算，保证设计简图的科学性。设计简图的合理性可以提高建筑工程的质量。现在的土木工程设计与传统的土木工程设计是有区别的，所以，需要注意每一个节点的连接，作为设计师需要掌握建筑的每一个节点，只有这样才能提高设计简图的精密性，从而减少误差。
2．3结构设计要合理
除了方案制定和计算简图外还需要注意结构设计。很多的设计师会忽视一个重要的问题就是建筑的结构设计，结构设计对建筑十分的重要，对此设计师需要完善这一点。设计师在开展设计工作时，需要注意问题延展性，所以一定要把设计落实到每一个细节当中去，避免在施工过程中出现问题。同时设计单位应该关注设计的薄弱环节，加以改正和调节，从而提高高层建筑的质量。
高度超限高层建筑抗震性能化设计分析论文
1、工程概况
金融城起步区A007-1地块项目A塔楼位于广州市金融城的A007地块，是金融城起步区A007-1地块项目中集商业、办公于一体的超高层塔楼。A塔楼包括四层地下室，地上40层，总结构高度172m。本工程地下负四层、负三层及负二层主要为停车及设备用房，负一层及地上4层裙房为商业用房；A塔楼36层塔楼中，除16层、24层及34层为避难层外，其余均为办公用房。
本工程抗震设防烈度为Ⅶ度，基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。由于A塔楼负一层至四层为人流密集的大型的商业建筑，抗震设防类别确定为重点设防类（乙类），抗震措施提高一度按Ⅷ度考虑；其余均为标准设防类（丙类）。本工程塔楼结构高度为172m，采用钢筋混凝土框架—核心筒结构体系，周边框架柱8层以下采用型钢混凝土柱，核心筒为钢筋混凝土剪力墙。
2、结构体系与结构布置
2.1、结构体系
通过前期对结构方案的合理性及经济性的比选，本工程B级高度的A塔楼确定采用钢筋混凝土框架—核心筒结构体系。A塔楼高宽比约为4.61，核心筒由楼梯间、电梯筒以及设备服务用房构成，与外框架共同为超高层塔楼提供了良好的抗侧力刚度。
核心筒高宽比约为13.23，大于高规建议的高宽比12，并且在25层以上取消A-2轴（Y向）的一片主要受力剪力墙，造成Y向的整体稳定性和侧向刚度较弱。为提高Y向整体稳定性和侧向刚度，剪力墙厚度取为800~500mm。
由于首层大堂建筑的要求，形成10m通高无侧向约束的外框框架柱，考虑到下部楼层框架柱的`截面控制要求并提高框架柱的延性，框架柱8层以下采用钢骨混凝土柱，含钢率约为5%；其中9层和10层为过渡层，含钢率约为2.5%。
2.2、楼盖体系
根据结构体系特点、使用要求和施工条件，本工程均采用现浇钢筋混凝土楼盖体系。
地下室底板采用平板结构，板厚700mm；负三层及负二层采用无梁楼盖，板厚300mm，其中人防区域板厚350mm；负一层及以上楼层采用梁板结构，负一层板厚180mm，首层板厚150mm，地上部分板厚为100、120mm等。剪力墙核心筒由楼梯间、电梯筒以及设备服务用房等构成，开洞较多，为加强筒体剪力墙的共同协调受力，板厚为150mm。
2.3、计算嵌固端的确定
本工程首层楼板存在大开洞的情况，设计时考虑以地下室负一层楼板做为嵌固端，此楼层采用现浇梁板楼盖结构，楼板厚为180mm，采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率大于0.25%；同时在不考虑地下室侧约束的情况下由计算得地下二层与地下一层侧向刚度比大于2，故本工程嵌固部位确定为地下室负一层。
3、荷载与地震作用
3.1、楼面荷载
本项目各区域的楼面荷载（附加恒载与活荷载）按规范与实际做法而取值。
3.2、风荷载及地震作用
根据广东省标准的要求，结构承载力计算时按广州市重现期为50年的基本风压0.55kN/m2（A塔楼是对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时按基本风压0.50kN/m2的1.1倍考虑）考虑，结构位移验算时按重现期为50年的基本风压0.50kN/m2考虑，建筑物地面粗糙度类别为B类。风荷载的取值是基于广东省建筑科学研究院提供的《广州国际金融城A007-1地块项目风致结构响应分析报告》（2014年5月13日）以及荷载规范。
地震作用计算以国标GB50011-2010为标准，并参考场地地震安全性评估报告及第一次地质详勘报告的结果，小震计算取规范与安评报告的包络值，中震与大震计算按规范的参数。
4、结构超限判别及抗震性能目标
本工程塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（GDDBJ15-92-2013）的规定，框架－核心筒结构7度（0.1g）高层建筑的A级和B级适用的最大适用高度分别为130m、180m，本工程塔楼高172m，超过规范A级高度的33%，但未超过B级高度。
本工程结构类型符合现行规范的适用范围，仅存在扭转不规则、楼板不连续等1.5项不规则类别，本工程属B级高度的超限高层建筑。针对结构高度及不规则情况，设计采用结构抗震性能设计方法进行分析和论证。设计根据结构可能出现的薄弱部位及需要加强的关键部位。
5、结构计算与分析
5.1、小震及风荷载作用分析
本工程多遇地震作用分析采用了振型分解反应谱法和弹性时程分析法，使用软件为SATWE与GSSAP。
本工程为B级高度高层结构，抗震设防烈度为Ⅶ度，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.3.4条第2、3款和第5.1.13条的规定，需进行弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
采用SATWE进行弹性动力时程分析，输入地震波为两组实际地震记录（SATWE软件选波），并再由《广州国际金融城A007-1地块项目工程场地地震安全性评价报告》提供的地震波中选取一条场地合成人工波USER2（tt63%-2）输入SATWE进行弹性动力时程分析。进行弹性动力分析时按Ⅶ度地震2类土，50年时限内超越概率为63.2%（小震），阻尼比为0.05考虑。
5.2、中震作用分析
对设防烈度地震（中震）作用下，除普通楼板、次梁以外所有结构构件的承载力，根据其抗震性能目标要求，按最不利荷载组合进行验算，分别进行了中震弹性和中震不屈服的受力分析。计算中震作用时，水平最大地震影响系数αmax按规范取值为0.23，阻尼比为0.05。
采用中震弹性方法和中震不屈服方法对结构分别进行计算，并将计算得到的内力对各关键构件进行了详细的构件验算。结果显示：关键部位剪力墙核心筒墙体、跨层柱满足抗弯不屈服、抗剪弹性的要求，悬臂梁满足弹性要求；框架柱满足抗弯、抗剪不屈服；框架梁满足抗弯、抗剪不屈服，Y向外框圈梁局部出现抗弯屈服；部分内外筒Y向连系框架梁出现抗弯屈服，部分楼层的连梁出来超筋的情况，但其均满足抗剪截面验算的要求。整体属轻度损坏。
5.3、罕遇地震下的弹塑性时程分析
本工程的罕遇地震作用下的弹塑性时程分析采用了PER－FORM-3D以及通用有限元程序SATWE进行对比分析验证。根据规范的要求，分析中使用不少于7组地震波输入，其中要有五组真实地震记录和两组人工地震记录。七组地震波均按照三向输入。其加速度最大值按照1（水平1）：0.85（水平2）：0.65（竖向）的比例调整。在复杂弹塑性计算开始之前，将大震弹性反应谱和大震弹性时程分析基底反力进行了比较，以确保地震波的选取正确。
本工程采用弹塑性时程分析技术方法进行验算，底部加强区核心筒（负1~4层）存在1%的墙钢筋进入屈服，处于直接居住极限状态以下，部分剪力墙出现出现轻微到中度损伤，满足最小截面验算要求；非底部加强区核心筒墙体混凝土轻微至轻度损伤，钢筋未出现塑性应变，满足最小截面验算要求；跨层柱、悬臂梁满足不屈服；2层和顶层部分框架柱出现屈服，满足最小抗剪截面验算；个别位置外框梁屈服；大部分连梁和普通框架梁出现塑性，小部分连梁和普通框架梁出现抗弯损坏，但其均满足抗剪截面验算的要求。整体结构属轻度损坏，满足罕遇地震作用下抗震性能目标。
6、结论
（1）本工程塔楼结构高度172.8m，存在扭转不规则、楼板不连续等多项不规则，结构设计通过概念设计、方案优选、详细的分析及合理的设计构造，采用的局部楼层框架柱为钢骨混凝土柱的钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，满足设定的性能目标要求，结构方案经济合理，抗震性能良好。
（2）本工程A塔楼在25层以上取消A-2轴（Y向）的一片主要受力剪力墙，造成Y向的整体稳定性和侧向刚度较弱。在罕遇地震作用下收进楼层以上的剪力墙出现轻度损伤，应增大此处的剪力墙钢筋，提高剪力墙的延性，增强Y向整体稳定性和侧向刚度。
★ 建筑抗震论文
