淺談某住宅超限結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計

文/王春志 廣東華方工程設(shè)計有限公司 廣東廣州 510220

1、工程概況

本工程位于佛山市夏西良沙路，由5棟41層的超高層住宅樓及周圍裙樓組成，其中5#樓建筑高度最高126米，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)防地震分組第一組，場地類別Ⅱ類，特征周期0.36s（安評報告數(shù)據(jù)），中震和大震的特征周期按規(guī)范取用，抗震設(shè)防分類為丙類。因5#高度超過A級高度，同時具有多項不規(guī)則，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求需要做超限結(jié)構(gòu)設(shè)計審查。

2、結(jié)構(gòu)體系

5#結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件為剪力墻，主要設(shè)置在電梯間核心筒、東西兩側(cè)以及部分內(nèi)隔墻位置，以提供結(jié)構(gòu)的抗側(cè)及抗扭剛度。首層架空層由于建筑使用需要，層高大于其上標(biāo)準(zhǔn)層。為了減少樓層剛度突變，同時保證豎向抗側(cè)力構(gòu)件抗剪承載力無太大突變，設(shè)計中對各棟底部的剪力墻都作了加厚處理，墻厚為300～450mm。 樓蓋體系均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板體系，整體性良好。

3、抗震性能設(shè)計

按照國內(nèi)現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范，要求建筑結(jié)構(gòu)采用三水準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)防，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,結(jié)合本工程情況，經(jīng)與建設(shè)單位協(xié)商，5#樓性能目標(biāo)定為D級，見表3.1：

3.1 多遇地震性能設(shè)計

多遇地震結(jié)構(gòu)計算考慮偶然偏心地震作用，雙向地震作用，扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)及施工模擬3，且進(jìn)行彈性時程分析。選取II類場地上兩組實際強震記錄TH2TG035波和TH3TG035波，以及一組人工模擬的場地波進(jìn)行彈性時程分析，并對分析結(jié)果進(jìn)行放大調(diào)整，以確保平均底部剪力不小于振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果的80%，每條地震波底部剪力不小于反應(yīng)譜法結(jié)果的65%。各條時程地震波時程分析結(jié)果中的層間位移角曲線形狀均較相似，但架空層部分斜率較大，反映出由于本工程各棟架空層層高較高導(dǎo)致側(cè)向剛度突變，為保證滿足“抗規(guī)”第3.4.2條側(cè)向剛度規(guī)則性要求，需特別增大該部分的豎向構(gòu)件剛度，并在設(shè)計中適當(dāng)加強該部位構(gòu)件的配筋。

表3.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能目標(biāo).

3.2 設(shè)防地震性能設(shè)計

對設(shè)防烈度地震（中震）作用下，除普通樓板、次梁以外所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力，按中震不屈服計算，不考慮規(guī)范規(guī)定的構(gòu)件內(nèi)力增大、調(diào)整系數(shù)。根據(jù)規(guī)范提供的地震影響系數(shù)和阻尼比。個別墻在中震作用下出現(xiàn)屈服，部分樓層的個別連梁、框架梁的配筋需求比多遇地震作用下的需求要高，僅小部分連梁和框架梁出現(xiàn)屈服情況。對于剪力墻底部加強區(qū)出現(xiàn)抗彎屈服時，通過調(diào)整其截面尺寸或豎向分布鋼筋配筋率加強至1.2%，調(diào)整后重新進(jìn)行中震不屈服計算，經(jīng)過結(jié)構(gòu)分析計算，滿足設(shè)防地震作用下抗震性能設(shè)計目標(biāo)。

3.3 罕遇地震性能設(shè)計

按規(guī)范要求的“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)，采用PUSHOVER程序?qū)ㄖ镌诤庇龅卣鹱饔孟逻M(jìn)行靜力彈塑性推覆分析。加載順序與水平荷載豎向分布模式

分兩步進(jìn)行加載。第一步為施加重力荷載代表值，并在后續(xù)施加水平荷載過程中保持恒定。第二步為逐步施加豎向分布模式為倒三角形的水平荷載。

在罕遇地震作用下，性能點處各層彈性位移角最大值均小于1/120，符合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，建筑物可實現(xiàn)“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。結(jié)構(gòu)在加載開始時，極少數(shù)連梁出現(xiàn)損傷，在性能點處時6層以下剪力墻主要在底部推覆的受拉一側(cè)出現(xiàn)小面積的損傷，與其相交的同推覆向的墻也同時出現(xiàn)一些損傷，但未有連續(xù)發(fā)展的情況出現(xiàn)。為確保結(jié)構(gòu)中震可修，在5層樓面以下根據(jù)中震計算結(jié)果適當(dāng)增加墻體配筋率，底部墻體分布筋配筋率增加0.6%，并適當(dāng)增加1-5層結(jié)構(gòu)梁配筋，增加結(jié)構(gòu)延性，避免屈服破壞。

結(jié)語：

本工程雖然超過A級高層建筑適用高度，但結(jié)構(gòu)形式比較簡單、體型規(guī)則，我們在設(shè)計中充分利用概念設(shè)計方法，對關(guān)鍵構(gòu)件采取了加強措施，保證結(jié)構(gòu)能滿足抗震性能設(shè)計的要求。