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摘要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國(guó)建筑行業(yè)得到了較大的發(fā)展機(jī)遇,越來(lái)越高的建筑物出現(xiàn)在人們的視野中。當(dāng)然,隨著高樓大廈的興起,人們生活水平的不斷上升,對(duì)超高層建筑物的安全性要求越來(lái)越高。因此,如何提高超高層建筑物的安全可靠性,成為了當(dāng)前建筑工人們的主要解決問(wèn)題之一。為此,相關(guān)的建筑工程人員不斷與時(shí)俱進(jìn),接受新的觀念,引進(jìn)技術(shù),完善制度,有效利用彈塑性分析在超高層結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)理念,從而提高超高層建筑的安全性。
關(guān)鍵詞:彈塑性分析;超高層;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用探究
隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)經(jīng)濟(jì)越來(lái)越發(fā)達(dá),在城市建筑中,超高層建筑規(guī)模越來(lái)越大,人們生活水平的逐漸提高,對(duì)超高層建筑的需求也明顯增加。同時(shí),也促進(jìn)了超高層建筑的技術(shù)革新以及施工水平的提高。超高層建筑作為一項(xiàng)復(fù)雜而又繁瑣的建筑工程,對(duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求非常高,人們也尤其注意超高層建筑的安全、可靠性。因此,超高層建筑質(zhì)量安全監(jiān)督的工作至關(guān)重要,我們應(yīng)該提升超高層建筑質(zhì)量安全監(jiān)督的力度,加強(qiáng)超高層建筑質(zhì)量工作的發(fā)展,得到技術(shù)性的飛躍,切實(shí)保障人們的生活水平和切身利益。
1彈塑性分析方法的基本概述
1.1靜力彈塑性分析方法
所謂的靜力性分析方法是指通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)逐步施加某種形式的水平承載力,然后用相關(guān)的計(jì)算公式推出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形的結(jié)果,并且利用地震需求譜或者直接估算的目標(biāo)性能需求點(diǎn),來(lái)進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)、猜測(cè)地震作用下的高層結(jié)構(gòu)抗震狀態(tài),從而得出實(shí)際高層結(jié)構(gòu)的抗震性能評(píng)估。當(dāng)然,靜力彈塑性分析法也有相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn),其中優(yōu)點(diǎn)包括:可以對(duì)高層建筑物結(jié)構(gòu)的彈塑性進(jìn)行全過(guò)程的分析和了解,并且反映出其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最薄弱的部分;也可以簡(jiǎn)單便捷的確定超高層建筑物結(jié)構(gòu)在不同地震強(qiáng)度下的變形狀態(tài),以此來(lái)提高超高層建筑物的堅(jiān)固水平。除此之外,靜力彈塑性分析法還有不足的地方,即它的理論基礎(chǔ)還不夠完善和嚴(yán)密;不能夠全面考慮到地震作用的持續(xù)時(shí)間、能量消耗等因素。一個(gè)客觀的彈塑性力學(xué)問(wèn)題,在物體邊界上任意一點(diǎn)的應(yīng)力分量和面力分量必定滿足這組方程。
1.2彈塑性時(shí)程分析法
在超高層建筑工程中,經(jīng)常會(huì)采用彈塑性時(shí)程分析法,所謂的彈塑性時(shí)程分析法就是指從建筑結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)方程出發(fā),對(duì)相關(guān)的建筑物場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)際的地震和速度記錄,或者建立人工模擬加速度時(shí)程曲線,最后通過(guò)相關(guān)的運(yùn)算進(jìn)行系統(tǒng)的分析。當(dāng)然,彈塑性時(shí)程分析還可以分為平面彈塑性分析和空間彈塑性分析,每種分析方法都有不一樣的運(yùn)用特點(diǎn)。其中,超高層建筑結(jié)構(gòu)采用彈塑性時(shí)程分析法可以達(dá)到以下目的:能夠較好的反映建筑在地震時(shí)實(shí)際收到的力和變形的轉(zhuǎn)改,也能夠較好的反映出結(jié)構(gòu)中比較薄弱的環(huán)節(jié),以便進(jìn)一步的進(jìn)行改造完善;其計(jì)算分析結(jié)果能夠有準(zhǔn)確、科學(xué)的判斷,能夠從分析結(jié)構(gòu)中得到較為合理的抗震安全度以及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效果;能夠準(zhǔn)確的反映出建筑物的建筑能力,從而做出相關(guān)的抗震加固措施。
2彈塑性分析在超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析
2.1靜力彈塑性分析方法
靜力彈塑性分析方發(fā)在具體應(yīng)用的過(guò)程中主要分為以下幾個(gè)步驟:建立超高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈塑性模型;對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)模型施加某種形式的水平承載力;逐步增加水平承載力,并且計(jì)算出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力以及相關(guān)的彈塑性變形;當(dāng)結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)或者位移超限時(shí),就停止施加水平承載力;通過(guò)分析得到PUSHOVER;然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成能力曲線;將彈性反映譜轉(zhuǎn)換為需求譜;將能力譜和需求譜重疊;最后得出相應(yīng)的變形比較結(jié)果。其中,在靜力彈塑性分析方法中,最常用的就是結(jié)構(gòu)基地剪力與結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線,該曲線的任意一點(diǎn)代表結(jié)構(gòu)在相應(yīng)的頂點(diǎn)位移時(shí)結(jié)構(gòu)的抗震能力。
2.2彈塑性時(shí)程分析法
進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析法的應(yīng)用時(shí),需要解決以下一個(gè)問(wèn)題:確定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模型;結(jié)構(gòu)和構(gòu)建的恢復(fù)力模型;關(guān)于質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣;結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程的建立;輸入地震波的選擇;振動(dòng)方程的積分方法;編制電子計(jì)算機(jī)計(jì)算程序。彈塑性本構(gòu)關(guān)系模型是時(shí)程分析的核心,也是決定時(shí)程分析精度的主要因素之一。其中,在彈塑性本構(gòu)關(guān)系問(wèn)題的基礎(chǔ)上,最重要的就是確定恢復(fù)力模型。除此之外,超高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析法采用地震波有以下幾種:模擬場(chǎng)地的實(shí)際地震記錄;電線的強(qiáng)震記錄;人工模擬的加速度時(shí)程曲線等。
3結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái),人們對(duì)生活水平的要求提高,逐漸體現(xiàn)在對(duì)高層建筑工程的項(xiàng)目上,而高層建筑工程質(zhì)量安全問(wèn)題也是工程建設(shè)中最關(guān)注、最棘手的一個(gè)問(wèn)題。超高層建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,不僅帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也帶來(lái)了社會(huì)效益,方便了人們的生活。因此,嚴(yán)格控制超高層建筑質(zhì)量安全監(jiān)督,不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),吸取經(jīng)驗(yàn),是建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的必然趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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作者:唐世剛 單位:貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司