某超限住宅高層多遇地震分析

李青青

【摘要】隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出越來越多的超限高層。本文針對一棟超限高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹其結(jié)構(gòu)超限抗震設(shè)計(jì)多遇地震計(jì)算分析結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】超限;高層;抗震設(shè)計(jì);多遇地震

1、工程概況

本項(xiàng)目位于某市高新區(qū)工業(yè)園，本工程由4棟住宅樓及2棟兩層商業(yè)樓組成，其中1、2、3號(hào)樓為31層，結(jié)構(gòu)高度為92.75米;4號(hào)樓為30層，結(jié)構(gòu)高度為90.750米，兩層地下室。涉及申報(bào)超限的為4號(hào)樓。

4#塔樓采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系。塔樓平面尺寸24.6m×23.6m，結(jié)構(gòu)高度90.75m，室內(nèi)外高差為0.3，結(jié)構(gòu)高寬比為4.19（按等效寬度21.68m計(jì)算）。標(biāo)準(zhǔn)層層高2.95m，首層層高8.75m，地下一層和地下二層的層高為4.1和4.0m。由于建筑功能需要，結(jié)構(gòu)南面二層存在局部轉(zhuǎn)換，上部剪力墻通過框支梁和框支柱將荷載傳遞至基礎(chǔ)。

2、荷載取值

2.1樓面荷載

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2012》，同時(shí)結(jié)合業(yè)主使用要求，

2.2風(fēng)荷載

本工程地面粗糙度類別為C類，結(jié)構(gòu)體型系數(shù)為1.4。50年一遇基本風(fēng)壓為0.55kN/m2

2.3地震作用

本工程設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為6度，抗震設(shè)防類別為丙類，場地類別為Ⅱ類。

3、結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)超限設(shè)計(jì)情況

3.1主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸及材料

（見表1、表2）

3.2樓蓋體系

4#塔樓采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋體系，標(biāo)準(zhǔn)層樓板板厚100mm～150mm，轉(zhuǎn)換部位樓板樓180mm，屋面板厚120mm。圖 3.1.3 1陰影部位轉(zhuǎn)換部位板厚180mm厚。

3.3超限情況

4#樓結(jié)構(gòu)存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則和、平面凹凸不規(guī)則、豎向構(gòu)件不連續(xù)及個(gè)別構(gòu)件錯(cuò)層等一般不規(guī)則，屬A級(jí)高度超限高層建筑。

3.4抗震性能目標(biāo)簡述

本工程選擇C級(jí)性能目標(biāo)。在常遇地震下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足性能水準(zhǔn)1;在設(shè)防烈度地震下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足性能水準(zhǔn)3;在預(yù)估罕遇地震下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足性能水準(zhǔn)4。

4、多遇地震分析過程

4.1 分析計(jì)算程序

采用了SATWE和MIDAS兩種軟件對比分析，確保分析結(jié)果的合理、可靠。

4.2 周期

（見表3）

4.3 樓層剪力和樓層傾覆彎矩

（見表4、表5）

4.4 最大層間位移角

（見表6）

4.5 扭轉(zhuǎn)位移比

（見表7）

4.6 彈性時(shí)程分析

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）要求本工程采用時(shí)程分析方法進(jìn)行多遇地震補(bǔ)充驗(yàn)算。

選用五組天然波和兩組人工波進(jìn)行彈性時(shí)程分析，根據(jù)時(shí)程分析的和CQC法的層剪力包絡(luò)值進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

5、分析結(jié)論

綜上分析，在多遇地震及風(fēng)荷載作用下：

（1）Satwe和MIDAS兩種軟件分析的各項(xiàng)指標(biāo)比較接近，說明分析模型具有一定合理性。

（2）各樓層水平地震剪力系數(shù)最小值滿足規(guī)范限值要求。

（3）反應(yīng)譜分析表明塔樓受力及變形均無明顯突變，結(jié)構(gòu)具有合適的抗側(cè)剛度。

（4）扭轉(zhuǎn)周期與平動(dòng)周期之比小于0.85，結(jié)構(gòu)具有合適的抗扭剛度。

（5）X向?qū)娱g位移角由風(fēng)荷載控制，最大層間位移角為1/1455;Y向?qū)娱g位移角由風(fēng)荷載控制，最大層間位移角為1/1987，均滿足規(guī)范要求的1/800。

（6）結(jié)構(gòu)剛重比、整體抗傾覆、頂點(diǎn)舒適度以及剪力墻墻肢軸壓比及穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求。

（7）時(shí)程波的選取與安評反應(yīng)譜在統(tǒng)計(jì)意義上相符，分析結(jié)果滿足規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

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