陳鈺婷

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 貴州貴陽 550001）

當(dāng)前，我國在建筑行業(yè)的發(fā)展過程當(dāng)中，針對(duì)一些超高層建筑施工而言，具有施工周期比較長、施工工藝復(fù)雜等特點(diǎn)，并且還存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性。高層建筑設(shè)計(jì)施工中一項(xiàng)非常關(guān)鍵的工作就是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)高層建筑的安全來講至關(guān)重要，尤其是在我國一些處于地震災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)當(dāng)中，對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要將整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定放在首要考慮的位置上。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面需要保證建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及薄弱層數(shù)據(jù)分析，同時(shí)在不斷提升建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的等級(jí)上，必須要采用非常嚴(yán)格的構(gòu)造設(shè)計(jì)方式；另外一個(gè)方面對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)方面，需要做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)，充分避免高層建筑在遇到地震災(zāi)害的時(shí)候，對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)形成重大威脅和影響。本文就以貴州省某處高層建筑施工為例，通過性能的設(shè)計(jì)方法，保證了建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

1 工程概況

該高層建筑位于我國貴州省某城市中的一棟高層商用建筑，總占地面積達(dá)到了11056m2，整體建筑面達(dá)到了1385604m2。該高層地下五層到地上三層用來作為停車場、商場以及商用會(huì)所等，所采用的是框架剪力墻結(jié)構(gòu)；第四層是樓層的轉(zhuǎn)換層；第五層到第二十層都是民用住宅，采用的也是剪力墻結(jié)構(gòu)，為了最大程度上發(fā)揮該區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)良穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中需要盡可能將其中的住宅更多設(shè)置在轉(zhuǎn)換層方向上，同時(shí)在剪力墻上設(shè)置為45°的傾斜角交替設(shè)計(jì)，其中標(biāo)準(zhǔn)層與轉(zhuǎn)換層在整個(gè)結(jié)構(gòu)平面上的設(shè)計(jì)方式不是非常規(guī)則，同時(shí)在轉(zhuǎn)換層的設(shè)置上為主次梁轉(zhuǎn)換，同時(shí)，在數(shù)值方向上的不規(guī)則和凹凸情況，使得整體的建筑樓體的豎直方向上的質(zhì)量不均等，其中存在一定的超限問題的存在，使得該高層建筑成為了一個(gè)設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜樣本，其中主要的構(gòu)建信息如表1所示。

表1 高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)據(jù)信息

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能目標(biāo)

2.1 性能目標(biāo)

依照該工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，建筑施工的特點(diǎn)以及重要程度的不同，結(jié)合住戶的相關(guān)設(shè)計(jì)要求，對(duì)以往高層建筑成功施工設(shè)計(jì)方法和相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了參考，針對(duì)性提出了在不同等級(jí)地震災(zāi)害的影響，所產(chǎn)生的各個(gè)方面性能性指標(biāo)，以此來作為建筑工程施工中的設(shè)計(jì)目標(biāo)，如表2所示。

通過對(duì)在不同地震程度下的建筑結(jié)構(gòu)施工的安全性分析，其中出了一些普通樓板以及主次梁結(jié)構(gòu)之后，其中所有的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的剪應(yīng)力，可以依照不同的性能類型，以表2當(dāng)中所給出的調(diào)查數(shù)據(jù)作為參考目標(biāo)，在一定的荷載應(yīng)力的相互作用下，來進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和分析，在充分考慮到了在規(guī)定范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)類型以及構(gòu)件內(nèi)部的條件影響，在建筑設(shè)計(jì)工作當(dāng)中需要有效的調(diào)整內(nèi)部的參數(shù)和系數(shù)，通過對(duì)施工過程當(dāng)中相關(guān)的材料標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行分析之后，對(duì)施工所使用的材料本身承載力的計(jì)算數(shù)值，可以作為地震作用當(dāng)中的分項(xiàng)系數(shù)。

表2 建筑工程不同水平地震作用下的預(yù)期性能指標(biāo)

2.2 地震作用下高層建筑抗震性能分析

在該項(xiàng)高層建筑工程中，通過工程抗震程度設(shè)計(jì)，在基礎(chǔ)地震加速值上為0.1，將地震分組設(shè)計(jì)為第一組，同時(shí)在建筑場地的分類方面作為第二組。依照不同階段的地震性能的分析，選用的不同阻尼比與分析方法，對(duì)建筑體的結(jié)構(gòu)抗震能力進(jìn)行了分析和對(duì)比。在對(duì)于地震作用下的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析過程中，選用的是我國建筑科學(xué)研究院選擇的PKPM系列和美國CSI公司生產(chǎn)的ETABS860中文版本來進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，在遇到一些多地震災(zāi)害的相互作用的時(shí)候，使用周期數(shù)×0.95系數(shù)之后，對(duì)結(jié)構(gòu)剛性構(gòu)件度產(chǎn)生的影響就可以直接的通過數(shù)據(jù)方式表現(xiàn)出來。

2.3 罕見地震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)分析

在該高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，通過非線性分析方式，可以具體的分為彈性動(dòng)力與非彈性動(dòng)力兩種不同方式，在靜態(tài)推力的作用下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)周期性演變程度比較高的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，由于該建筑中基礎(chǔ)周期長達(dá)5s的自由程度較高的柔性化體系，在彈塑性經(jīng)理的影響向，只適用在周期比較短，通常是小于2s或者是震動(dòng)頻率比較高的狀態(tài)下的時(shí)候，才可以運(yùn)用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，但是這種方式在該工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是不適用的。依照美國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)高層建筑中的彈性性能的分析過程當(dāng)中規(guī)定了，針對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力、形變以及建筑位移之間，在選用小于7條以下的地震波實(shí)施地震動(dòng)力分析的過程中，可以采用其中每一條地震波來進(jìn)行分析，并且對(duì)其中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)參數(shù)。

3 結(jié)束語

通過本文對(duì)性能的設(shè)計(jì)方法在超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用分析，從中可以總結(jié)出在當(dāng)前的我國城市化發(fā)展速度不斷提升的過程當(dāng)中，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求程度越來越高，尤其是在一些地震多發(fā)地區(qū)當(dāng)中，更需要重點(diǎn)關(guān)注這方面的問題，充分保證高層建筑整體穩(wěn)定性，這對(duì)保證人們生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著至關(guān)重要的意義。