广东贝林建筑设计有限公司 510440
摘要：随着我国城市经济的不断发展，我国城市化脚步不断加快，城市人口密度不断加大。为解决城市住房问题，城市建筑不得不向超高层发展。超高层建筑结构的稳定性、安全性关乎人们的生命安全，而弹塑性分析对在城市超高层建筑的结构分析中起着重要作用。本文探讨了城市超高层建筑结构设计中弹塑性分析的重要性，对弹塑性分析在超高层建筑结构设计中的具体应用进行了探讨。
关键词：弹塑性分析；超高层建筑；结构设计
城市超高层建筑的结构设计是否合理直接决定着建筑物的施工质量、安全性、稳定性以及抗震性。结合实际情况来看，想要加强城市超高层建筑的稳定性和抗震性离，首先要做好弹塑性分析。相关人员应该结合超高层建筑的具体要求，针对不同的应用场景采用不同的分析和计算模型，有效的提高城市超高层建筑的稳定性、安全性和抗震性。
1、城市超高层建筑结构设计中弹塑性分析的重要性
1.1城市超高层建筑防震性的重要作用
我国城市人口逐年地层，城市土地有限，随着城市的不断发展，城市超高层建筑拔地而起。超高层建筑的稳定性、安全性和防震性与人们的生命安全息息相关。结合我国实际情况来看，我国很多城市都在加大超高层建筑的建设规模，各个城市的文化不同、具体需求各异，超高层建筑的复杂程度也各不一样。在保证建筑物美观的同时，更重要的是加强超高层建筑的抗震性能。如果超高层建筑的稳定性得不到保障，会给人们的生命安全造成极大的隐患，对人们的正常生活、工作也会产生很大的影响。加强超高层建筑的抗震性、稳定性、安全性，是关于到广大群众生命安全的头等大事。
1.2弹塑性的重要作用
超高层建筑结构在设计过程中，首先要保证建筑物结构的稳定性、安全性以及防震性。弹塑性分型在超高层建筑结构设计中起着重要作用。结合实际案例来看，弹塑性在超高层建筑结构的防震设计中发挥着关键作用，十九世纪中期，墨西哥城地震中很多高层建筑结构遭到严重破坏，而采用动力弹塑性分析的一座超高层建筑完好无损。随着我国城市化速度的加快，城市人口持续增长，为解决城市住房问题，建筑物不得不向超高层发展，弹塑性分析也受到业内人士的高度重视。
2、弹塑性分析在超高层建筑结构设计中的应用探讨
2.1弹塑性分析结构模型
2.1.1.层模型
弹塑性分析中层模型的原理是把超高层建筑的结构按照层静力等效为质量弹簧串，对超高层建进行弹塑性分析。该模型的动力时程分析主要由以下两个部分组成。首先是层静力方面的计算，利用增量法和能量法对超高层建筑物的不同层之间的全曲线进行分别计算，从而形成恢复骨架力曲线，随后通过三个点对骨架进行简化处理，利用这三个点作为不同层之间刚度变化的控制点。此外，动力响应计算也是层模型动力时程分析的一个部分。动力响应计算主要是利用串联弹簧等效的成模型，对建筑结构的动力响应展开分析计算。实际分析计算过程中，如果平面出现偏心，可以在不同层构建主节点，形成串钢片，以此展开分析计算。此外，多塔下的裙楼结构，可以在该结构的特定部位设置主节点，在塔楼的特定位置设置主节点，以此来形成串并联结构模型。如图1所示。
.png)
图1 串并联模型
2.1.2空间结构模型
弹塑性分析方法的空间结构模型主要是针对超高层建筑的整体结构而言。该模型的优点体现在超高层建筑整体的弹塑性动力时程分析过程中，具有较高的精准度。空间结构模型也有一定的弊端，以为其特点是对超高层建筑进行整体性的分析，在建立模型的过程中无法进行简化处理，导致在分析计算过程中出现大量的数据计算，从而加大了数据计算的时间。
2.1.3静力弹塑性分析
超高层建筑结构设计过程离不开弹塑性分析，弹塑性指的是施工材料的弹性和塑性，也是施工材料的特性。建筑工程的材料学和力学中都涉及弹塑性的分析。目前所说的弹塑性分析主要是至静力弹塑性分析，又称为推覆法。结合工程力学的相关知识来看，工程材料在施工过程中，受到外力的挤压，其内部结构会发生变化，因此在高层建筑结构设计过程中，要充分考虑各个结构的受力情况，深入分析不同结构之间的不同作用力。在实际分析过程中，需要给建筑结构施加一个变化的侧向力，建筑物的整体架构会随着侧向力的不断加大发生弹性变化，当施加的侧向力达到一定程度时，会对建筑物的整体架构造成不可逆的塑性变形，在塑性变形过程中，可能会出现建筑结构的位移，有些结构还会发生断裂等情况，这整个过程可以确定建筑物的最大弹塑力，从而确定相应的建筑结构的抗震性是否达到了相关标准。
2.2具体应用探讨
2.2.1弹塑性分析空间模型的应用
性分析的空间口型，层模型和平面模型的计算数据量小，但是无法对超高层建筑的整体结构进行精确分析。随着现代信息技术的发展，相关的信息技术已广泛应用于弹塑性空间模型的数据计算中。空间模型在其分析过程中产生的大量数据信息通过现代化的信息技术可以的得到精确的计算，促进了空间结构模型的实际应用。同时，层模型和平面的模型的优势越来越小，结合实际情况来看，在弹塑性分析过程中，空间模型可以和相关信息图形分析技术相结合，使得超高层建筑结构的设计工作变得更加的形象具体，大大的降低了建筑设计工程师的工作难度，同时有效的提高了工作效率和工作质量。
2.2.2抗侧力体系的选择
建筑中，建筑的结构体系和构件设计的主要因素取决于水平荷载，而水平荷载与超高层建筑的结构体系、和结构设计控制因素必须具有一致性。在超高层建筑结构设计过程中，结构设计工程师要科学合理的选择抗侧力体系，从而保证超高层建筑的结构在整体上能够符合相关标准和要求。相关人员应该深入调查施工现场的实际情况和超高层建筑的整体结构选用适宜的抗侧力体系，从而加强建筑物整体的稳定性和安全性，使得弹性材料的作用能够得到充分的发挥。结合实际情况来看，在超高层建筑的抗震设计过程中，应该要秉持多道防线设计理念，在进行抗震设计时，应该充分利用各个构件的作用。例如，将承担附加弯矩力和竖向压力的主要构件合理的布置在超高层建筑物外围，以此来加强超高层建筑物的整体抗弯能力。此外，承担剪力的主要结构应该布置在核心筒位置。在超高层建筑结构设计过程中，要准确判断建筑红尘的弹塑性，从而使得超高层建筑能够抵御不同的地震类型。
3、结语
弹塑性分型在城市超高层建筑结构设计中的重要性不言而喻。结构设计工程师应该加强弹塑性分析在超高层建筑结构设计中的应用。结合超高层建筑的具体特性和施工工艺，针对不同的要求采用不同形式的弹塑性分析法，为超高层建筑的稳定性、安全性和抗震性提供保障。
参考文献：
[1]辛蕾.弹塑性分析在高层建筑结构设计中的应用[J].中国建筑金属结构，2021（2）：132-133.
[2]张悦.基于性能化设计的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2014（1）：5-9，15.
[3]尚志海.静力与动力弹塑性分析在超限高层建筑结构抗震设计应用的研究[D].陕西：西安建筑科技大学，2006.