福州某超高層住宅多遇地震動(dòng)力時(shí)程分析中采用PKPM及盈建科計(jì)算的結(jié)果比較

吳昊

中元（廈門(mén)）工程設(shè)計(jì)研究院有限公司（361000）

福州某超高層住宅多遇地震動(dòng)力時(shí)程分析中采用PKPM及盈建科計(jì)算的結(jié)果比較

吳昊

中元（廈門(mén)）工程設(shè)計(jì)研究院有限公司（361000）

根據(jù)我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求，對(duì)福州世茂南通項(xiàng)目的超限高層1#、5#～7#樓進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析。采用了PKPM和盈建科作為計(jì)算軟件，對(duì)多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的整體抗震性能進(jìn)行分析，包括層間位移角等等多項(xiàng)結(jié)構(gòu)指標(biāo)都進(jìn)行了計(jì)算，并比較這兩款目前常用結(jié)構(gòu)軟件的計(jì)算結(jié)果。

多遇地震；動(dòng)力時(shí)程分析；PKPM；盈建科

0 引言

本工程擬建的福州世茂南通項(xiàng)目場(chǎng)地位于福建省福州市南通鎮(zhèn)上洲村內(nèi)，內(nèi)容為住宅，地上3～ 48層，地下一層，總建筑面積231 446.68 m2。地上總建筑面積：187 213.81 m2，地下建筑面積：44 232.87 m2。

這里述及的四棟48層（1#、5#、6#、7#樓）超高層住宅，層高均為2.9 m，房屋高度為141.10 m，平面尺寸為44.5 m×18 m。以下結(jié)合此項(xiàng)目擬建的超高層住宅做動(dòng)力時(shí)程分析。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本項(xiàng)目4棟超高層住宅采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)形式，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10 g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，設(shè)計(jì)特征周期值為0.65 s，抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)。建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層平面布置見(jiàn)圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖

2 多遇地震動(dòng)力時(shí)程分析

2.1 規(guī)范相關(guān)要求

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.2條第3款規(guī)定，特別不規(guī)則的建筑、甲類(lèi)建筑和表5.1.2-1所列高度范圍的高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.4條第3款規(guī)定，7度建筑高度>100 m的高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算。

2.2 地震波的確定

1 #、5#、6#、7#樓：按規(guī)范要求，選取5條天然波和2條人工波。其中天然波的選用，采用雙頻段選波方法，控制Tg及T1在限定的上下區(qū)間范圍內(nèi)，反應(yīng)譜的差值不超過(guò)10%。

經(jīng)過(guò)試算，采用TH4TG055、TH1TG065、TH2TG065、TH1TG075和TH2TG075作為實(shí)際選用的天然波，采用RH1TG065、RH3TG065作為實(shí)際選用的人工波。見(jiàn)圖2。

圖2 規(guī)范譜與多條地震波譜對(duì)比圖

通過(guò)對(duì)比可知，7條時(shí)程波平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比，在對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)主要振型周期點(diǎn)上相差不大于20%（T1點(diǎn)為10%，T2點(diǎn)為10%，T3點(diǎn)為9%），滿足規(guī)范在統(tǒng)計(jì)意義上相符的要求。

2.3 計(jì)算結(jié)果對(duì)比

取用上述多條地震波進(jìn)行計(jì)算，PKPM的SATWE程序和盈建科分別給出了具體的結(jié)果，采用列表的方式進(jìn)行羅列和對(duì)比如下：

2.3.1 基底剪力的比較

SATWE和YJK彈性時(shí)程分析與反應(yīng)譜分析基底剪力（kN）比較見(jiàn)表1。

由表1對(duì)比結(jié)果可知，每條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力均不小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的65%，3條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的80%。

表1 SATWE和YJK彈性時(shí)程分析與反應(yīng)譜分析基底剪力（kN）比較

表2 SATWE與YJK彈性時(shí)程分析與反應(yīng)譜分析最大層間位移角比較

2.3.2 最大層間位移角的比較

SATWE與YJK彈性時(shí)程分析與反應(yīng)譜分析最大層間位移角比較見(jiàn)表2。

由表2對(duì)比結(jié)果可知，層間位移的時(shí)程分析計(jì)算結(jié)果與反應(yīng)譜分析結(jié)果基本相同，且滿足規(guī)范1/ 1 000的要求。

2.3.3 最大樓層位移角的比較

將時(shí)程分析得到的樓層位移計(jì)算結(jié)果，與反應(yīng)譜分析（CQC法）結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖3、圖4所示。

圖3 SATWE最大樓層位移比較

圖4 YJK最大樓層位移比較

3 結(jié)論

根據(jù)以上分別對(duì)兩個(gè)方向的樓層剪力、樓層位移、層間位移等結(jié)果對(duì)比，反應(yīng)譜分析結(jié)果：X向基本大于時(shí)程分析計(jì)算所得平均值，Y向基本大于時(shí)程分析計(jì)算所得平均值，故反應(yīng)譜分析中的地震影響系數(shù)曲線的取值是安全的。承載力設(shè)計(jì)時(shí)取各向包絡(luò)值進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

從樓層最大位移及層間位移的曲線可以看出，該結(jié)構(gòu)并無(wú)薄弱樓層。

通過(guò)樓層剪力及層間位移計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，SATWE的時(shí)程分析結(jié)果與YJK結(jié)果基本一致。