工程荷载地震作用论文

[1]赵成刚等（2004），土力学原理，清华大学出版社-北京交通大学出版社。[2]李宏男，赵成刚等（1996），结构抗震设计原理，建筑工业出版社。 [1]Zhao Chenggang,Li Weihua et al, (2005),An explicit finite element method for dynamic analysis in three-medium coupled systems and its application，Journal of Sound and Vibration，Vol.282, Issues3-5,PP1169-1181。（SCI、EI检索）[2]Zhao Chenggang,Li Weihua et al, (2005), An explicit finite element method for biot dynamic formulation in fluid-saturated porous media and its application to a rigid foundation，Journal of Sound and Vibration，Vol.282, Issues3-5,PP1155-1168 。（SCI、EI检索）[3]Zhao Chenggang,Yang Zhenmao et al, (2005),INFLUENTIAL FACTORS OF LOESS LIQUEFACTION AND PORE PRESSURE DEVELOPMENT，ACTA MECHANICS SINICA,Vol.21,No.2.:129-132.（SCI、EI检索）[4]赵成刚、闫华林、李伟华、李亮（2005）， 考虑耦合质量影响的饱和多孔介质动力响应分析的显式有限元法，计算力学学报，Vol.22,No.5（EI检索）[5]赵成刚、李伟华（2003），三种介质耦联系统动力反应分析的显式有限元法及其应用，地震学报, Vol.25,No.3..（EI检索）[6]赵成刚，曾巧玲（2002），如何用好土力学—对青年土木工程师谈土力学的理论与应用，力学与实践，Vol.24,No.6.[7]赵成刚，尤昌龙（2001），饱和砂土液化与稳态强度，土木工程学报, Vol.34,No.3。[8]赵成刚、李伟华等（2001），流体饱和两相多孔介质动力反应分析的显式有限元法，岩土工程学报, Vol.23,No.2。[9]赵成刚,于子忠(1999),关于饱和砂土的稳态强度:概念与试验的讨论, 岩土工程学报, Vol.21,No.5。[10]赵成刚，高福平（1999），波在饱和多孔介质与弹性固体介质交界面上的界面效应，地震工程与工程振动，19卷11期。[11]赵成刚等，（1998），固体、流体多相孔隙介质中的波动理论及其数值模拟进展，力学进展，28卷，1期。[12]赵成刚、高福平，（1998），波从单项介质向两相饱和多孔介质入射时在交界面上的反射于透射，地震工程与工程振动，18卷1期，pp。131-139。[13]赵成刚、高福平(1996)，波在单相介质向两相饱和多孔介质入射考虑能量耗散时在交界面上的反射与透射, 岩石力学与工程学报,增刊。[14]赵成刚等(1995),广东珠江三角洲地区道路系统震害预测，华南地震，15卷3期。[15]Zhao Chenggang et al.(1994),Substructure method of semi-analytic boundary element and application to seismic scattering, Earthquake Research in China, Vol.8, No.4.[16] 赵成刚（1993），生命线地震工程的几个基本问题，地震工程与工程振动，13卷2期。[17] 赵成刚等(1993),给定烈度下供水系统受灾程度分析，自然灾害学报，2卷1期。[18] 赵成刚（1993），以概率为基础的地震作用与其他荷载组合，哈尔滨建筑工程学院学报，26卷2期。[19] 赵成刚等(1993),用三位半解析边界元法分析凸起山包对地震波的散射，中国地震，9卷2期。[20] 赵成刚等(1992)， 地下管线的模糊随机动力可靠性分析，土木工程学报, 25卷6期。[21] 赵成刚等(1992)，管网系统抗震问题述评，自然灾害学报，1卷2期。[22] 赵成刚等(1991)，关于加权残值法的充要条件及其权函数的选择，力学学报，23卷3期。[23] 赵成刚等(1991)，三维半解析边界元法及其在波动问题中的应用，地震工程与工程振动，11卷2期。[24] 赵成刚等(1991)，边界元在地震波动问题中的应用简介，世界地震工程，7卷3期。[25]赵成刚等(1988)，地下管线抗震问题评述，世界地震工程，4卷4期。[26] 赵成刚等(1987)，地震作用与其他荷载的组合方法，地震工程与工程振动，7卷3期。以第一作者在国内外会议上公开发表的部分论文[27] Zhao Chenggang and Yang Qingshan. (1996), Some basic studies on lifeline earthquake engineering, Proceeding of international conference on theories and application of traffic and trasportation system engineering, Beijing, China. (ISTP检索)[28] 赵成刚等(1995)，地下管道地震反应分析与应用研究综述，第三届全国岩石力学与工程学术研讨会论文集，西南交通大学出版社。[29] 赵成刚等(1994)，道路系统地震经济损失和拱桥的震害预测，第四届全国地震工程会议论文集。[30] 赵成刚等(1993)，地震波作用下地下管道的模糊随机反应和可靠性分析,全国首届结构与介质互相作用会议论文集,河海大学出版社。[31] 赵成刚等(1992)，弹性动力学和静力学中边界积分方程的充要性，第三届边界元法学术会议论文集。河海大学出版社。[32] 赵成刚等(1991)，管网系统抗震问题，首届结构工程会议论文集,〈结构工程专刊〉。以指导的在读学生为第一作者，导师赵成刚为第二作者的公开发表的论文[33]李亮，赵成刚（2005），基于SMP破坏准则的土体弹塑性动力本构模型，工程力学，22卷3期, PP. 139-143。（EI检索）[34]杨振茂，赵成刚（2005），饱和黄土液化的试验研究，岩石力学与工程学报，Vol.24,No.5.（EI检索）[35]陈俊生（硕士生），赵成刚（2005），论对称与非对称的Biot固结有限元方程组间的一致性，工程力学，Vol.22, No.1..（EI检索）[35]贾其军，赵成刚（2005），低饱和度非饱和土的抗剪强度理论及其应用，岩土力学，Vol.26, No.4. 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Beijing .(ISTP检索)[58] LI Liang,Zhao Chenggang, Study on elasto-plastic seismic response of frame structure with braces, International symposium on traffic induced vibrations & controls, Nov., 2001, Beijing. (ISTP检索)[59] 高福平 , 赵成刚 (1998), 饱和多孔介质与固体单项介质界面上波的反射与透射, 第五届全国土动力学学术会议论文集-土动力学理论与实践，大连理工大学出版社。其他非第一作者公开发表的部分论文[60] 陈文化，赵成刚（2000），地基温度场和湿度场数值模拟及人工边界问题，岩土工程学报, Vol.22,No.5。（EI检索）[61] 曾巧玲，赵成刚（1997），隧道火灾温度场的数值模拟与试验，铁道学报，19卷3期。(EI检索）[62] Zeng Qiapling, Zhao Chenggang, Application of a semi-analytic element method for analyzing transient three-dimension temperature field in tunnel after fire, The fourth international symposium on structure engineering for young experts, Beijing, China.[63] 王东伟，赵成刚（1995），生命线工程可靠性分析，自然灾害学报，增刊。[64] 朱昱，赵成刚（1995），神经元网络在桥梁震害预测中的应用，地震工程与工程振动，增刊。[65] 袁晓铭，赵成刚（1994），地表下介质的横向非均匀对埋置管道地震反应的影响，中国青年科学技术论文精选，中国科学技术出版社。[66] 周贵荣，赵成刚（1993），日本道路系统震後对策简介，世界地震工程，9卷3期。[67] 杜修力，赵成刚（1990），边界积分方程的充要性，计算数学，增刊。[68] 王进廷，杜修力，赵成刚(2002),液固两相饱和介质波动分析的一种显式有限元法，岩石力学与工程学报,21卷7期。[69] 王进廷，杜修力，赵成刚(2003),分层介质中波动传播分析的显式有限元法，岩石力学与工程学报,23卷1期。[70] 张兴强，阎树旺，赵成刚（2002），台背填土受交通荷载反复作用和桥台影响分析，公路，2002年，5期。[71] 杜修力，张锐，赵成刚（1995），广东珠江三角洲电力系统震害预测，华南地震，15卷3期。[72] 张锐，杜修力，赵成刚（1995），广东珠江三角洲通信系统震害预测，华南地震，15卷3期。[73] 陈文化，崔杰，门福录，赵成刚（2000），建筑物非均质地基的地震液化有效应力判别法，水利学报，2000年10期。（EI检索）[74] 张兴强，阎树旺，邓卫东，赵成刚（2000），交通荷载作用下加筋路基的变形分析，固体力学学报，23卷增刊[75]蒲军平,刘岩,王元丰,赵成刚,(2002),基于精细时程积分的结构动力响应降维分析,清华大学学报,Vol.42,No.2.(EI检索)

1、工程概况 在该工程的设计过程中，针对该工程平面凹口较深，平面较为狭长及高宽比较大等结构特点，在结构布置、分析计算和构造措施等方面做了一些有效的处理，使整体设计满足规范要求，且经济实用。以下谈谈本人在设计中的一点体会。 该工程地下一层、地上二十八层，总建筑面积：18036.69m2 ，其中地上建筑面积：17516.88m2，建筑物室外地坪至主体结构檐口的高度为：89.4m。地下室建筑面积：1519.81m2，地下室层高4.50m：裙房三层。一层层高5.4m：二、三层层高为4.5m。主楼四至二十八层，每层层高3.0m。该楼层四层以上平面南侧凹口深5.6m，占凹口方向楼板长15.900m的35.2%，另还有两处凹口分别占凹口方向楼板长的32.8%和16.9%，高宽比为5.6。 2、地基及基础 2.1 地基土层结构及特征 据本次勘探揭露，拟建场勘察深度内岩土体可分为l0层：①层冲填土、②层耕填土、③层细砂、④层中砂、⑤层粗砂、⑥层砾砂、⑦层强风化泥质粉砂岩、⑧层中风化泥质粉砂岩。 2.2 地下水埋藏条件及砼腐蚀性评价 勘察场区内赋存有上层滞水和潜水。 据场地水质分析报告结果：拟建场地下潜水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 2.3 地基方案与基础选型分析评价 根据以上场地地基岩土层条件和拟建建筑物点，经过充分的技术经济分析比较，决定采用直径分别为Ф800、Ф1000、Ф1200的钢筋混凝土钻孔灌注桩，混凝土强度等级为C30，以⑧层中风化泥质粉砂岩做桩端持力层。桩长为22～29m左右，Ф800的单桩承载力设计值为4200KN；Ф1000的单桩承载力设计值为6000KN；Ф1200的单桩承载力设计值为7900KN。因南昌地区中风化泥质粉砂岩中均有多层且无规律的软弱夹层，桩端进持力层取5d。根据最后静荷载试验结果来看，Ф1000的单桩竖向抗压极限承载力为13500KN，极限状态下桩顶累计沉降量为16.9mm，质量和经济效果均较好。本工程主楼带地下室、地下室层高4.5m，底板掺混凝土膨胀剂，桩基承台为梁式承台，因为上部结构为剪力墙，荷载分布较为均匀，因而梁板截面高度不需过大，承台梁高lO00mm，地下室底板除核心筒部分（1500mm）外，其余均为350mm，砼标号为C30；为抵抗混凝土收缩、徐变及加强基础的整体性，地下室底板采用双层双向满布配筋Ф14@120。地下室外围墙厚300mm，内部剪力墙厚250mm，地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，板厚为200mm，并采用双层双向Ф 12@150满布配筋。 3、上部结构设计与计算 根据《建筑抗震设防类标准》（GB50223—2008）本工程为丙类建筑，结构的地震作用按设防烈度6度计算，采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系，剪力墙抗震等级为三级，框架抗震等级为三级。结构的阻尼比为0.05，水平地震影响系数最大值为0.04，基本风压为0.55KN/m2，地面粗糙度为B类，结构体型为1.4。地震力按X、Y两个方向计算，同时考虑扭转耦联，竖向力按模拟施工加荷方式1计算，风荷载按X、Y两个方向计算，恒、活荷载分开计算，周期折减系数为0.9，计算取21个振型。连梁刚度的折减系数为0.7，考虑抹灰粉刷层重量后，混凝土的重度为27KN/m2，地震力的分项系数为1.3，风荷载分项系数为1.4，恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.4。墙元细分中，壳元最大控制边长为2.0m。 该建筑平面有多处凹口，平面较为狭长，再加上楼梯问和电梯间开洞，采用SATWE进行分析。计算结构显示，结构在地震和风荷载作用下位移均在规范要求的范围内，但以扭转振动为主的第三振型周期T3 与侧向振动为主的第一振型周期T1之比为0.756；以扭转振动为主的第三振型周期T3和以侧向振动为主的第二振型周期T2 之比为0.865，并且第一振型和第二振型的扭转振动成分偏大，这表明结构扭转效应显著，对建筑结构不利。同时计算结果还表明，凹口周围、楼房东西两端及平面宽度变化处梁、墙等构件内力值较大。在设计时，考虑应将楼、电梯间处核心筒及5-12、5-14轴上剪力墙加强且连成整体，形成受力的主要部位，承担大部分的剪力和弯矩，实际电算时加强或削弱此部分刚度（主要为增加或减短墙长）对位移影响较大，较增加墙厚等方法有效的多。实际电算和分析相同，但由于建筑功能限制，5-G轴上，5-9轴和5-1l轴间；5-15轴和5-17轴间、还有5-l2轴和5-14轴间无法布置剪力墙，只有设置宽扁梁，加强刚度，实际效果较好，剪力墙成筒布置，在筒与筒之间将板厚加厚为120mm，实际电算时所有凹口处按未设连梁电算，在位移等满足要求规范要求，施工图则按所有凹口处增设250×400连梁处理，更加安全。在平面宽度变化处，剪力墙本工程剪力墙布置既满足了规范要求，经济效益又较好。为消除混凝土收缩、温差可能引起的裂缝，将屋面板配置了双层双向钢筋。 除平面不规则以外，该房屋的平均高宽比为5.6也较大，因而验算结构底部外围构件在侧向力最不利组合情况下的轴压比，并控制轴压比在0.6内；验算桩基在侧向力最不利组合下的抗压能力以及桩身是否会出现拉力，并通过调整桩的布置，使其符合要求。 在抗震构造措施方面，建筑物底部四层为剪力墙底部加强区；对墙体布置有变化处增设暗柱，加强其配筋。采取增大两端剪力墙的长度、调整其它部位剪力墙长度等措施，使用SATWE软件分析计算可知，凹口处及其周围剪力墙和连梁，以及建筑物两端转角、山墙处剪力墙和连梁基本上没有出现超筋现象，构件的截面和配筋设计符合规范要求。周期T1～T3 及其比值、结构位移值、基底剪重比、地震力倾覆弯矩等均在规范要求范围内，具体结果如下： 上述计算分析结果表明，T3 /T1远小于0.9，结构平面布置扭转影响较小；楼层最大层间位移角满足规范要求，且由Y向风荷载控制；底层剪重比接近于0.8%，结构刚度适合，受力体系经济合理，抗震性能良好。 4、结语 本工程在省抗震设计施工图检查中，经过省抗震专家评审，得到了专家的认可。专家肯定了我们对于本工程结构体系的选择、抗震设计参数的取值及对于平面不规则采取的构造加强措施。