摘要" :以某城市綜合體實際工程為背景,研究扭轉(zhuǎn)不規(guī)則等超限工程的破壞機理和應(yīng)對措施,并基于抗震性能提出工程設(shè)計方法。該工程為大底盤雙塔樓偏置超長復(fù)雜高層建筑,存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、樓板不連續(xù)、豎向體型收進、局部穿層柱、雙塔樓結(jié)構(gòu)及塔樓偏置等不規(guī)則項,采用基于動力非線性性能的抗震設(shè)計方法,利用多種軟件進行了小震下的反應(yīng)譜分析和彈性動力時程分析 中震彈性和不屈服的承載力復(fù)核,以及大震下的彈塑性動力時程分析。結(jié)果表明:該結(jié)構(gòu)抗震性能良好,結(jié)構(gòu)體系合理可行,能夠達到小震彈性、中震可修、大震不倒的抗震性能目標(biāo)。由于該結(jié)構(gòu)超長,通過溫度作用間接效應(yīng)分析,計算超長結(jié)構(gòu)在溫度影響下產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,并根據(jù)溫度應(yīng)力計算配筋,與結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合,解決了超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力影響等問題。
關(guān)鍵詞 :超限高層建筑;雙塔樓;抗震性能設(shè)計;動力彈塑性分析;溫度應(yīng)力
中圖分類號:TU393"" 文獻標(biāo)志碼:A"" 文章編號:1004-0366(2024)05-0110-08
地震是一種突發(fā)性、毀壞性的自然災(zāi)害,對人類社會的生命及財產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,一次突發(fā)性的地震可令一座繁榮、美麗的城市在數(shù)秒之內(nèi)變?yōu)橐蛔鶑U墟,造成嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。全世界平均每年發(fā)生的破壞性地震有近千次,其中震級達7級及以上的有十幾次[1]。
對于結(jié)構(gòu)設(shè)計者來講,建筑造型力求簡單、對稱、均勻、規(guī)則,這也是結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的基本原則。但是若結(jié)構(gòu)布置嚴(yán)重不規(guī)則,則難以保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。由于現(xiàn)代建筑追求外形獨特,因此不規(guī)則結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)難以避免,結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題尤為突出,如1985年墨西哥地震中,有50%的建筑物直接或間接的因結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)而發(fā)生破壞[2],1979年10月15日美國帝國峽谷發(fā)生了一次6.5級地震,距震中18英里的ICSB辦公樓遭到嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)破壞[3]。
歷次震害表明,當(dāng)結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則或者抗扭剛度不足時,在水平地震作用下所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重脆性破壞,采用合理的設(shè)計措施對其進行控制具有重要的現(xiàn)實意義[4]。近年來,學(xué)者們針對結(jié)構(gòu)的抗扭設(shè)計提出了具體的要求及控制措施,并形成了抗震規(guī)范[5-6]。因此,對建筑結(jié)構(gòu)進行扭轉(zhuǎn)性能研究、控制及設(shè)計是十分必要和重要的。
1 工程概況
某城市綜合體為大底盤雙塔樓偏置超長復(fù)雜高層建筑,建設(shè)地點位于甘肅省慶陽市,效果圖見圖1。該建筑滿布三層地下室,地面以上由5層大底盤商業(yè)裙樓及兩棟塔樓組成,裙樓及塔樓均連為一體未設(shè)縫,建筑面積為24萬m 典型平面區(qū)位布置圖見圖2。由室外地坪算至塔樓屋面的房屋高度為96.80 m(室內(nèi)外高差平均為1.00 m,室外地坪至裙房大屋面的高度為29.60 m,至裙房影院金屬屋面頂高度為38.30 m)。本工程抗震設(shè)防類別裙樓區(qū)段(地下1層~5層)為乙類(重點設(shè)防類),地震作用按抗震設(shè)防烈度6度(0.05g)計算,抗震措施按7度計算;裙樓以上塔樓為丙類(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類),地震作用按抗震設(shè)防烈度6度(0.05g)計算,抗震措施按6度計算,地面粗糙度為B類。該工程已竣工驗收并投入使用。
2 結(jié)構(gòu)體系
上部結(jié)構(gòu)裙樓部分采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu),塔樓采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)。裙樓中廳支承跨層扶梯的大跨梁及兩側(cè)的上下層框架柱采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。樓(屋)蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),影院屋蓋采用上弦支承螺栓球節(jié)點鋼管網(wǎng)架,輕型金屬屋面板(采用彩鋼夾芯板,維護結(jié)構(gòu)容重小于0.3 kN/m3)。塔樓結(jié)構(gòu)平面尺寸43.8 m×45.2 m,核心筒平面尺寸24.2 m×17.8 m,結(jié)構(gòu)高寬比H∶B=2.67。豎向體形收進且塔樓偏置,屬雙塔樓大底盤的復(fù)雜高層建筑。
3 超限情況判定及相應(yīng)對策
根據(jù)房屋高度和規(guī)則性分析,本工程屬于超限高層建筑工程,存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、樓板不連續(xù)、豎向體型收進、局部穿層柱、雙塔樓結(jié)構(gòu)及塔樓偏置不規(guī)則項,其中豎向體型收進 雙塔樓結(jié)構(gòu)及塔樓偏置均屬于豎向體型收進結(jié)構(gòu),該3項不規(guī)則結(jié)構(gòu)具有關(guān)聯(lián)性,有相似的受力特征及薄弱部位,綜合考量可計兩項不規(guī)則,因此該工程共有5項不規(guī)則超限項。
3.1 性能目標(biāo)
針對結(jié)構(gòu)不規(guī)則情況,綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場地條件、結(jié)構(gòu)自振周期、建造費用、震后損失和修復(fù)難易程度等因素,對工程關(guān)鍵抗側(cè)力構(gòu)件采取以下性能目標(biāo):
(1) 塔樓體型收進部位下一層及上兩層(加強部位層數(shù)系結(jié)合大震分析結(jié)果確定)周邊豎向構(gòu)件中震下正截面承載力不屈服設(shè)計,受剪彈性設(shè)計。
(2) 裙樓周邊豎向構(gòu)件中震下正截面承載力不屈服設(shè)計,受剪彈性設(shè)計。
(3) 平面連接板帶及兩側(cè)的拉梁在中震下抗剪彈性,在大震作用下,均按照抗剪、抗彎不屈服進行截面設(shè)計,樓板中拉力全部由鋼筋承擔(dān),并根據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果確定截面及配筋,樓板砼始終不能發(fā)生受壓破壞。
(4) 所有豎向構(gòu)件大震下受剪截面符合截面限制條件。
在各地震水準(zhǔn)的性能目標(biāo)確定后,先按等效彈性的方法進行構(gòu)件承載力驗算,然后再進行彈塑性分析,校核結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的地震反應(yīng)和抗震性能狀態(tài)。
3.2 針對超限的加強措施
(1) 扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的抗震加強措施:
因本工程塔樓布置偏心尺寸較大,造成水平地震作用[5]下大底盤扭轉(zhuǎn)位移比較大,達到了1.55,根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.4.5條注:“當(dāng)樓層最大層間位移角不大于規(guī)范限值的40%時,位移比可適當(dāng)放松,但不應(yīng)大于1.6”,本工程裙樓層間位移角均小于0.4Δu/h=1/2 000,裙樓最大位移比1.55lt;1.60,滿足放松條件。設(shè)計同時采取以下措施:①結(jié)構(gòu)水平地震作用分析時按考慮雙向地震的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與考慮5%偶然偏心取不利設(shè)計。②裙樓利用樓電梯間布置剪力墻形成二道防線,提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度及抗扭剛度,控制裙樓結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移比小于1.60(裙樓屋面以上主樓位移比均小于1.20),增加結(jié)構(gòu)安全儲備。③加強平面周邊抗側(cè)力構(gòu)件截面及配筋,對裙樓周邊豎向構(gòu)件按中震下正截面承載力不屈服,受剪彈性設(shè)計。
(2) 樓板不連續(xù)的抗震加強措施:①結(jié)構(gòu)平面上下塊區(qū)間的連接板帶(圖2中部密陰影填充)樓板板厚加強為150 mm(中部兩條較窄的連接板加厚為200 mm)并向內(nèi)側(cè)適當(dāng)延伸,雙層雙向配筋,每層每個方向配筋率不小于0.25%。結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移整體分析時考慮該板帶平面內(nèi)的變形(彈性膜模型),并按應(yīng)力分析結(jié)果對該板帶及周邊拉梁進行中震不屈服、大震滿足受拉極限承載力要求復(fù)核設(shè)計,同時加強與兩側(cè)結(jié)構(gòu)連接錨固設(shè)計。②考慮極端情況,按大震下連接板帶開裂破壞后,原結(jié)構(gòu)變?yōu)閮蓚€塔樓偏置的單塔結(jié)構(gòu)(見圖2),對其進行大震彈塑性時程分析,保證結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范規(guī)定及前述設(shè)定的性能目標(biāo)[7]。
(3) 豎向體型收進、雙塔結(jié)構(gòu)、塔樓偏置的抗震加強措施:①裙房屋面層樓板厚度取150 mm,雙層雙向配筋,每層每方向鋼筋網(wǎng)的配筋率不小于0.25%。體型收進部位上、下各一層厚度取130 mm,雙層雙向配筋,每層每方向鋼筋網(wǎng)的配筋率不小于0.25%。②體型收進處通過調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件剛度,使上部收進結(jié)構(gòu)的底部樓層層間位移角不大于相鄰下部區(qū)段最大層間位移角的1.15倍。③體型收進部位上 下各2層塔樓周邊豎向構(gòu)件的抗震等級提高一級,主樓與裙樓相連的外圍柱在收進部位上下層箍筋加密。加強裙樓平面周邊豎向構(gòu)件配筋構(gòu)造,收進部位以下2層結(jié)構(gòu)周邊豎向構(gòu)件抗震等級提高一級。④對裙房高度范圍內(nèi)的主樓結(jié)構(gòu)按整體模型及塔樓單塔模型分別計算取不利包絡(luò)設(shè)計。
(4) 中廳處樓板大開洞形成的穿層柱與單邊梁的抗震加強措施:①穿層柱箍筋全高加密,提高穿層柱縱筋配筋率,同時保證其配筋不小于同層非穿層柱。②穿層柱計算時采用符合實際情況的計算高度,結(jié)構(gòu)分析中釋放穿層處節(jié)點獨立位移的自由度。③單邊梁應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件進行計算,并考慮扭矩的影響。④加強單邊梁的貫通抗扭縱筋及腰筋配置,且單邊梁箍筋全長加密。
4 結(jié)構(gòu)計算分析
4.1 多遇地震反應(yīng)譜計算分析
采用盈建科建筑結(jié)構(gòu)計算軟件YJK-A有限元程序和Midas-building兩種軟件分別進行小震和風(fēng)荷載作用下的整體對比計算,計算模型以地下室頂板為嵌固端,并考慮偶然偏心地震作用、雙向地震作用、扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)以及施工模擬加載影響,對比分析結(jié)果詳見表1。
由表1可見,采用兩種軟件計算的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量、樓層及底部地震剪力、結(jié)構(gòu)變形、動力特征及主要構(gòu)件地震作用效應(yīng)基本一致并在合理范圍之內(nèi)(一般相差±5%以內(nèi)),對塔樓結(jié)構(gòu)按分塔模型計算的周期比及框架剪力分擔(dān)比、傾覆力矩比等參數(shù)均合理。該地區(qū)設(shè)防烈度低,對比結(jié)構(gòu)在地震作用及風(fēng)荷載作用下的效應(yīng),地震作用仍為水平作用下的控制工況。
4.2 設(shè)防地震計算分析
設(shè)防地震采用等效彈性方法近似計算。計算中可適當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)阻尼比的增加、剪力墻連梁剛度的折減、填充墻體開裂等因素,中震下阻尼比取0.06,連梁剛度折減系數(shù)取0.70。
(1) 設(shè)防烈度作用下對前述性能目標(biāo)設(shè)計構(gòu)件按承載力彈性或不屈服設(shè)計截面配筋,所有豎向構(gòu)件抗剪截面均滿足要求。
(2) 因建筑物中部連續(xù)開洞,開洞形成南北兩個樓蓋相對完整的區(qū)域,由幾處薄弱板帶連為一體,連接板帶的承載能力成為影響樓蓋整體性的關(guān)鍵因素,因此按等效中震地震作用進行樓板平面內(nèi)應(yīng)力分析。
(3) 樓板應(yīng)力分析采用PMSAP軟件的彈性樓板計算功能,樓板定義為彈性板,直接組裝到整體結(jié)構(gòu)中,板的所有應(yīng)力和變形結(jié)果均從整體分析中得到,考慮了樓層及構(gòu)件之間的耦合作用,分析中主要考察水平地震作用下樓板(包括梁)平面內(nèi)的變形及應(yīng)力,單元計算輸出結(jié)果為中面(平面內(nèi))正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力,可根據(jù)中面主應(yīng)力值判斷結(jié)構(gòu)是否開裂,按區(qū)域主應(yīng)力的合力進行截面設(shè)計。
(4) 計算結(jié)果顯示,樓板平面內(nèi)應(yīng)力最大的區(qū)域樓層為裙房屋面層,應(yīng)力峰值主要出現(xiàn)在樓面大洞口周邊、凹槽部位、剪力墻與樓板交接部位、兩個塊區(qū)連接板帶等處,其中連接板帶整體應(yīng)力較大,但應(yīng)力峰值均小于樓板抗壓(拉)強度設(shè)計值(最大拉應(yīng)力1.19 MPa,最大壓應(yīng)力0.23 MPa),設(shè)計將按分析結(jié)果對上述應(yīng)力較大區(qū)域的樓板及相關(guān)梁進行截面設(shè)計并采取加強措施。X及Y向中震下裙房屋面層樓板平面內(nèi)作用力分別見圖3、圖4。
4.3 罕遇地震計算分析
本工程為塔樓偏置的大底盤雙塔結(jié)構(gòu),樓面剛度差,結(jié)構(gòu)沿豎向剛度突變,故采用彈塑性動力時程分析方法進行大震下抗倒塌驗算及構(gòu)件損傷分析。該工程體量巨大 節(jié)點數(shù)目多,為了提高計算效率,彈塑性分析前除了對樓面次梁進行等效刪減 地下室不參與模型組裝外,考慮到大震下樓面南北塊區(qū)間的連接板帶可能首先開裂失效,將原結(jié)構(gòu)變?yōu)閮蓚€塔樓偏置的單塔結(jié)構(gòu)進行分析,簡化后的結(jié)構(gòu)平面形體由于弱連接板帶失效會變得更為不穩(wěn)定(見圖2),而弱連接板帶的失效不會造成結(jié)構(gòu)整體或連續(xù)倒塌,因此以上假定符合結(jié)構(gòu)實際情況并偏于安全。
采用Midas-building程序進行大震彈塑性動力時程分析,分析方法使用Newmark-β直接積分法[8]。混凝土本構(gòu)關(guān)系采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[9]附錄C中的單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型,鋼材采用雙折線本構(gòu)模型,梁柱采用桿端具有集中塑性鉸的非線性梁單元,塑性鉸僅考慮彎距成分,梁采用單軸彎曲鉸,柱采用P-M-M相關(guān)性的多軸鉸,剪力墻采用帶洞口的基于纖維模型的非線性剪力墻單元,阻尼按瑞利阻尼法(質(zhì)量和剛度因子法)確定。大震下阻尼比取0.06,連梁剛度折減系數(shù)取0.50,特征周期為0.50,周期折減系數(shù)取1.0,不計入風(fēng)荷載作用。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》[6]中Ⅱ類場地、設(shè)計地震分組為第3組的特征周期0.50 s(罕遇地震),選用軟件提供的3條實測波。地震波采用水平雙向輸入,罕遇地震輸入地震加速度的最大值,主方向取125 cm/s 次方向取值為主方向的0.85倍,即0.85×125 cm/s2=106.25 cm/s2。規(guī)范譜與Building地震波譜對比圖詳見圖5,彈塑性時程分析位移結(jié)果詳見表2。
計算結(jié)果表明,在各方向地震輸入中,部分樓層的少數(shù)框架柱進入第一屈服狀態(tài),即壓彎開裂但未屈服,只有兩個裙樓柱頂進入第二屈服狀態(tài),即壓彎屈服狀態(tài),其他框架柱均未出現(xiàn)屈服鉸狀態(tài)。墻體的塑性鉸狀態(tài)采用混凝土和鋼筋應(yīng)力表征,其混凝土和鋼筋均未出現(xiàn)屈服,見圖6和圖7。
圖6 圖7顯示,鋼筋最大拉應(yīng)力為278 N/mm 混凝土最大壓應(yīng)力為20 N/mm 均未達到鋼筋和混凝土的屈服強度;鋼筋和混凝土的較大應(yīng)力部位在底部加強區(qū)樓層及塔樓底部收進位置。
連梁、框架梁的塑性鉸狀態(tài)采用延性系數(shù)表征。已屈服的連梁、框架梁的延性系數(shù)見圖8。由圖8可以看出,僅個別框架梁及少數(shù)連梁出現(xiàn)塑性鉸,總體出鉸數(shù)量較少,且98%的梁鉸延性系數(shù)在1以內(nèi),未出現(xiàn)屈服,有小于2%的短梁出現(xiàn)鉸,1lt;延性系數(shù)lt; 屬于即刻使用狀態(tài)(IO),僅有小于1%的短連梁出現(xiàn)2lt;鉸延性系數(shù)lt;5的情況,表明其有較好的滯回性能,屬于安全極限狀態(tài)(LS)。因設(shè)防烈度底,未出現(xiàn)延性系數(shù)大于5的情況。
5 結(jié)構(gòu)超長措施
本工程裙樓及地下室平面尺寸最大處為165 m×210 m,未設(shè)變形縫,遠超規(guī)范限值,為減小建筑物施工及使用期間超長結(jié)構(gòu)對構(gòu)件引起的不利影響,通過溫度作用對結(jié)構(gòu)的影響進行分析:(1)結(jié)構(gòu)整體分析中考慮了季節(jié)溫差工況,對樓屋蓋進行應(yīng)力分析,并考察其對豎向構(gòu)件的影響。(2)采用PMSAP軟件的彈性樓板計算功能,分析中主要考察溫差作用下樓板(包括梁)平面內(nèi)的變形及受力,樓板定義為彈性膜,單元計算輸出結(jié)果為中面(平面內(nèi))正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力,根據(jù)中面主應(yīng)力值判斷結(jié)構(gòu)是否開裂,按區(qū)域主應(yīng)力的合力進行截面設(shè)計,計算時還應(yīng)與豎向作用及前述水平地震作用下作用效應(yīng)組合確定配筋[10]。(3)溫度作用分析時考慮混凝土長期徐變應(yīng)力松弛折減系數(shù)0.3,考慮混凝土構(gòu)件微裂縫影響,在溫度作用單工況分析時混凝土構(gòu)件剛度折減系數(shù)取0.85(其余工況下不折減)。(4)設(shè)定結(jié)構(gòu)后澆帶合模溫度10~15 ℃,按慶陽市基本氣溫(-14~31 ℃)推算的最大溫差為降溫溫差-29 ℃,升溫溫差21 ℃,根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)中第9.3.2條,考慮使用期間室內(nèi)外溫差變化及不同部位構(gòu)件溫度梯度的變化,對建筑物外周邊一跨的溫差按最大溫差考慮,其余室內(nèi)構(gòu)件按使用溫度為0~30 ℃計算溫差。
經(jīng)計算分析發(fā)現(xiàn),在溫差工況下結(jié)構(gòu)受力最不利樓層為一層頂板,升溫時樓蓋整體受壓,壓應(yīng)力最大值小于4.0 MPa,降溫時樓蓋整體受拉,建筑外周邊樓蓋拉應(yīng)力大于內(nèi)側(cè),拉應(yīng)力最大值為7.28 MPa,已大于混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值(拉應(yīng)力峰值位置為梁),樓面薄弱板帶連接處及樓面開洞轉(zhuǎn)角、樓板與剪力墻連接處等部位均出現(xiàn)較大拉應(yīng)力,并且中部大于端部,但拉應(yīng)力值一般小于2.0 MPa,小于樓層混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值(C40,ftk=2.39 MPa;C35,ftk=2.20 MPa),設(shè)計時需對溫度應(yīng)力較大處按應(yīng)力分析結(jié)果計算配筋,對樓板薄弱連接處及洞口周邊位置同時考慮水平地震作用下應(yīng)力的影響(應(yīng)力較大處樓板采用雙層雙向?qū)ΨQ配筋時,采用公式
σ1≤fvkAs/hsln
計算,其中:fvk為樓板鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值;As為穿過周邊結(jié)構(gòu)構(gòu)件的樓板內(nèi)全部鋼筋的截面面積;hs為所計算樓板的板厚;ln為所計算樓板的寬度,一般取1 m寬的板帶進行計算),同時對建筑外周邊及相鄰內(nèi)側(cè)一跨梁加強縱向鋼筋配置。升溫及降溫工況下樓板應(yīng)力云圖見圖9。溫度作用工況對豎向桿件的影響表現(xiàn)為端部大于中部,設(shè)計中按分析結(jié)果對相關(guān)豎向構(gòu)件加強設(shè)計。
6 結(jié)論
以某大底盤雙塔樓偏置超長復(fù)雜高層建筑實際工程為背景,采用基于性能的抗震設(shè)計方法,利用多種軟件進行了相關(guān)計算分析。主要結(jié)論如下:
(1) 針對本工程規(guī)則性超限問題,結(jié)構(gòu)設(shè)計除符合現(xiàn)行規(guī)范對常規(guī)結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定外,采取了比現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程更嚴(yán)格的針對性更強的抗震措施和預(yù)期性能目標(biāo),可以保證結(jié)構(gòu)在各個地震水準(zhǔn)下可靠的安全性和適用性,符合現(xiàn)行規(guī)范和有關(guān)規(guī)定對超限高層的抗震設(shè)防要求。
(2) 本工程屬于超限高層建筑工程,存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、樓板不連續(xù)、豎向體型收進、局部穿層柱、雙塔結(jié)構(gòu)及塔樓偏置5項不規(guī)則項,主樓采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu),裙樓采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu),通過合理的核心筒布置,使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能,而且經(jīng)濟性明顯。
(3) 在基于性能的抗震設(shè)計中,對關(guān)鍵構(gòu)件和重要構(gòu)件提高了性能要求,并對存在的結(jié)構(gòu)不規(guī)則采取了相應(yīng)的加強措施,采用多種軟件進行了彈性、彈塑性的計算分析。計算結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)各項控制指標(biāo)均表現(xiàn)良好,能夠達到小震彈性、中震可修、大震不倒的抗震性能目標(biāo)。
(4) 由于結(jié)構(gòu)超長,通過溫度作用間接效應(yīng)分析,計算超長結(jié)構(gòu)在溫度影響下產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,并根據(jù)溫度應(yīng)力計算配筋,與結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合,解決了超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力影響等問題。
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Design and analysis of a high-rise building structure with a
large chassis and two towers offset beyond the limit
WANG Jianglong GAO Yang ZHAO Dong WANG Limei ZHANG Chen1
(1.Gansu Institute of Architectural Design and Research Co.,Ltd.,Lanzhou 730030,China;
2.School of Science,Xi'an University of Architecture and Technology,Xi'an 710055,China)
Abstract :In order to study the failure mechanism and response measures of exceeding limit engineering such as torsion irregularity,as well as design methods based on seismic performance,this project taking a complex high-rise building with a large chassis,double tower,and offset length,whichis an actual urban complex project as the background.This building has irregular items such as torsional irregularity,floor discontinuity,vertical shape retraction,local through floor columns,double tower structure and tower offset.The dynamic nonlinearity performance-based seismic design method is adopted,and a variety of software are used to carry out the response spectrum analysis and elastic dynamic time history analysis under small earthquakes,the review of elastic and non yielding bearing capacity under medium earthquakes,and the elastic-plastic dynamic time history analysis under large earthquakes.The results show that the seismic performance of the structure is good,the structural system is reasonable and feasible,and can achieve the seismic performance goal of small earthquake elasticity,medium earthquake repairability and large earthquake.Due to the super long structure,through the indirect effect analysis of temperature action,the temperature stress of super long structure under the influence of temperature is calculated,and the reinforcement is calculated according to the temperature stress,which is combined with the structural load effect,to solve the problems such as the influence of temperature stress of super long concrete structure.
Key words :Transfinite high-rise building;Double towers;Seismic performance-based design;Dynamic elastoplastic analysis;Temperature stress
(本文責(zé)編:葛 文)