某高層住宅群結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與分析研究★

林雪軍 肖力文 宋永生

(1.蘇州華造建筑設(shè)計有限公司，江蘇 蘇州 215123； 2.東南大學(xué)，江蘇 南京 210000； 3.金陵科技學(xué)院，江蘇 南京 211169)

某高層住宅群結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與分析研究★

林雪軍1，2肖力文3宋永生3

(1.蘇州華造建筑設(shè)計有限公司，江蘇 蘇州 215123； 2.東南大學(xué)，江蘇 南京 210000； 3.金陵科技學(xué)院，江蘇 南京 211169)

以某復(fù)雜高層8幢住宅群為例，介紹了該工程的結(jié)構(gòu)選型和在其他抗震不利時采取的措施，對于抗震設(shè)計與分析過程中的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，該工程的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計能滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。

建筑群，抗震分析，不規(guī)則結(jié)構(gòu)，阻尼比

0 引言

在建筑行業(yè)與時俱進(jìn)的時代，我國更加注重土地的使用，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，使得高層居住建筑的建筑設(shè)計快速的向著建筑群和更高層的方向發(fā)展。隨著其建筑高度的拔高，抗震等設(shè)計方面的重要性日益突出[1-3]。本文就以蘇州地區(qū)的某8幢高層住宅為例，開展了該項目的地震響應(yīng)分析和抗震設(shè)計的研究，相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)論對于開展類似的高層住宅的設(shè)計具有參考作用。

1 工程概況

蘇州泰禾項目位于蘇州市的吳中區(qū)，由8幢高層住宅和1個地下車庫組成。8幢高層住宅均為地下2層，地上32層的高層建筑。根據(jù)戶型不同，8棟建筑共分為三類，根據(jù)其戶型分別計為A(138 m2),B(158 m2)和C(115 m2)。其中，1號、6號、8號為單138 m2戶型；2號為雙138 m2戶型；3號、5號為單158 m2戶型；7號為雙115 m2戶型；4號為115 m2+138 m2戶型。8棟建筑的平面分布如圖1所示。表1給出了8幢高層住宅的結(jié)構(gòu)抗震幾何參數(shù)。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防類別均為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類。工程抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，建筑場地類別為Ⅳ類，特征周期為0.65 s；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)阻尼比取0.05[4,5]。

表1 結(jié)構(gòu)抗震幾何參數(shù)一覽表

名稱平面尺寸B×L/m高寬比H/B長寬比L/BA13．92×24．26(1層)7．061．7412．71×24．99(4層)7．201．97B13．83×28．32(1層)7．102．0412．52×29．20(4層)7．302．33C13．30×20．72(1層)7．391．5512．24×21．26(4層)7．471．73

2 結(jié)構(gòu)選型與不規(guī)則判斷

2.1 結(jié)構(gòu)選型分析

本工程各棟高層均采用鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)，通過地下室連為整體，主樓為地下2層，汽車庫為地下1層，擬將地下室底板作為嵌固端。主樓-1層與周邊汽車庫頂板有1 000 mm高差，在高差處設(shè)置混凝土加腋保證水平力的有效傳遞，同時主樓周邊與地下室相連處剪力墻厚度不小于250，配筋率不小于0.50%。主樓-1層地下室板厚取180 mm，配置雙層雙向鋼筋，配筋率不小于0.25%。各結(jié)構(gòu)單元及地下1層相關(guān)范圍的抗震等級同上部結(jié)構(gòu)。地下1層其余部位框架抗震等級均為三級。

2.2 結(jié)構(gòu)規(guī)則性分析

此項目8幢高層住宅，但本工程高寬比，長寬比均不超限。1號、6號、8號、2號和4號為凹凸不規(guī)則，樓板局部不連續(xù)，2項一般不規(guī)則。3號和5號為凹凸不規(guī)則，樓板局部不連續(xù)，2項一般不規(guī)則。7號和4號為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，樓板局部不連續(xù)，2項一般不規(guī)則。此外，各樓均無特別不規(guī)則。

2.3 抗震措施

1)針對1號～8號樓高寬比均大于6的情況，除滿足高規(guī)的各項指標(biāo)外，增加對剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)抗剪承載力的中震彈性設(shè)計及抗彎承載力的中震不屈服復(fù)核。2)針對1號～8號樓開洞寬度與典型寬度之比大于50%，樓板局部不連續(xù)的情況，在開洞周邊板板厚取130 mm，板配筋雙層雙向拉通。洞口角部集中配置斜向鋼筋，并設(shè)為彈性板，中震彈性復(fù)核其配筋。3)北側(cè)樓梯間角柱抗震等級提高一級為一級。4)針對主樓-1層與周邊汽車庫頂板有1 000 mm高差的情況，在高差處除設(shè)置混凝土加腋保證水平力的有效傳遞外，主樓周邊與地下室相連處剪力墻厚度不小于250，配筋率不小于0.50%，滿足錯層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施，同時-1層板厚取180 mm。5)主樓-1層及2層樓面大堂挑空，對涉及剪力墻增加2層高度的墻體穩(wěn)定性復(fù)核。

3 地震響應(yīng)分析

3.1 計算模型

本項目為8幢高層住宅，本工程各子項通過地下室連為整體，在地下室頂板以上分為若干個結(jié)構(gòu)單元。單體模型擬以地下室底板為嵌固端。計算軟件均采用YJK1.8.1.0版[6]，其模型如圖2所示。

3.2 計算結(jié)果

表2給出了三類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算結(jié)果。從表2中可以看出：1)扭轉(zhuǎn)與平動的周期比均小于0.90；2)框架及短肢剪力墻地震傾覆力矩占比遠(yuǎn)小于50%；3)剛重比遠(yuǎn)大于2.70；4)抗剪承載力比均大于0.80；5)剪重比均大于1.60%；6)有效質(zhì)量參與系數(shù)均大于90%；7)風(fēng)與地震作用下的最大位移角均小于1/1 000；8)最大扭轉(zhuǎn)位移比為1.21，不超過規(guī)范限值的5%[7,8]。

表2 抗震計算結(jié)果

4 結(jié)語

本文以蘇州某復(fù)雜商業(yè)高層建筑為例，介紹了該工程在進(jìn)行抗震設(shè)計與分析過程中的關(guān)鍵指標(biāo)，通過開展反應(yīng)譜分析，以保證結(jié)構(gòu)的抗震性能，使其具有良好的抗震性能及安全性。計算與分析結(jié)果表明：1)本工程各單元，其大部分主要控制指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，能滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。2)該項目在整體結(jié)構(gòu)的體系和布置進(jìn)行優(yōu)化，以及對抗震不利位置提高其抗震措施方面的成功經(jīng)驗可為類似工程的分析與計算提供參考。

[1] 馬愷澤，劉伯權(quán)，鄢紅良,等.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評估方法的研究與改進(jìn)[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報，2012(4)：32-37.

[2] 周 藝，李 超，委 旭,等.西安某高層建筑動力特性及地震反應(yīng)分析[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報，2009(4)：23-25.

[3] 曾學(xué)敏，周新偉，李樂平.武漢某超高層建筑動力特性及地震反應(yīng)分析[J].國外建材科技，2008，29(3)：51-53.

[4] JGJ 3—2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[5] GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

[6] 李星榮，王柱宏.PKPM結(jié)構(gòu)系列軟件應(yīng)用與設(shè)計實例[M].第4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[7] 林建翔.某高層建筑結(jié)構(gòu)靜力彈塑性(Pushover)分析[J].廣東土木與建筑，2009(5)：9-10.

[8] 杜英杰.基于靜力彈塑性(Pushover)方法的結(jié)構(gòu)分析實例[J].四川建材，2011，37(2)：40-41.

Seismic design and analysis of a high-rise residential group-building structure★

Lin Xuejun1，2Xiao Liwen3Song Yongsheng3

(1.SuzhouHuazaoArchitecturalDesignCo.,Ltd,Suzhou215123,China; 2.SoutheastUniversity,Nanjing210000,China; 3.JinlingInstituteofTechnology,Nanjing211169,China)

Taking a complex high-rise eight residential group as an example. In this paper, structure selection was introduced as well as the measurements under conditions of seismic unfavorable. Typical parameters were analyzed during the seismic design and analysis. The calculation results present that the seismic design of this project can meet the requirements of “no damage in small earthquake, the earthquake can repair the seismic fortification goal, earthquake does not fall”.

building group, seismic analysis, irregular structure, damping ratio

1009-6825(2017)20-0039-03

2017-05-07★:本文受2016年江蘇省建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化科技支撐專項引導(dǎo)資金資助

林雪軍(1985- )，男，工程師，在讀工程碩士

TU318

A