重庆某超高层结构设计.pdf

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1、重庆某超高层结构设计孟庆富(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都610041)摘要：建筑抗震性能化设计是结构抗震设计方法的发展趋势。采用性能化设计方法使结构抗震设计从宏观定性的目标转化为具体的多重目标，从而提高设计的可靠性。首先建立超限高层建筑结构在不同水准地震作用下的抗震性能水准、性能目标及性能设计指标。通过多种软件计算结构在多遇地震和设防地震作用下的弹性响应，并进行结构弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程响应分析，然后利用各水准地震作用下的响应判定结构的性能水准，从而确定结构是否达到预期的性能目标。计算结果表明

2、：重庆某179．6米超限高层能够满足我国现行抗震规范提出的各项抗震设防要求和各项既定的抗震性能目标。关键词：框架一核心筒结构体系；超高层；抗震性能分析：动力弹塑性时程分析中图分类号：TU973．3文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)06—0061一03l工程概况本工程为一幢位于重庆市渝中区的超高层综合写字楼(图1)。主楼结构平面尺寸为34．6×34．6(m)，核心筒尺寸为12．6×15．1(m)。主楼地下5层(高20．4m)，地上47层(结构出地面高度179．6m)，其中裙房共7层(高34．5m)。除避难

3、层层高为3．9m外，其余标准层层高均为3．4m。本工程位于重庆市，抗震设防烈度为6度，基本地震加速度为0．05g，设计地震分组为第一组，建筑抗震设防类别为丙类。结构抗震等级为二级。主楼基本风压按100年重现期风压值0．45kPa考虑，地面粗糙度为B类。图1建筑效果图2结构抗震超限情况及性能设计目标本工程为高度超限的高层结构。设计时采用两阶段的抗震设计并采取相应的抗震构造措施来满足三个水准的要求，抗震设计在满足国家及地方规范的基础上，根据性能化抗震设计方法进行设计，并采取表l的性能控制目标。表1结构构件抗震性能目标地震水准多

4、遇地震设防地震罕遇地震性能目标完好轻微损坏中等破坏最大层间l／680l／3401／170位移角核心筒正截面承载力不部分墙体正截面承墙体弹性屈服，受剪承载力载力屈服。所有墙体均满足截面控制保持弹性条件构个别连梁正截面件核心筒弹性承载力屈服。所有部分连梁屈服性连梁连梁受剪承载力能均不屈服设正截面承载力不屈计外围弹性服，受剪承载力保指框架柱持弹性标外围框弹性部分楼面梁屈服架梁筒柱间弹性部分楼面梁屈服框架梁3结构抗震性能计算分析分别进行结构在多遇地震，设防地震及罕遇地震作用情况下分析。3．1多遇地震下结构性能分析3．1．1多遇地震

5、下振型分解反应谱法计算分析采用扭转欧联振型分解反应谱法对结构进行多遇地震作用下弹性分析，在强制刚性楼板假定条件下采用STAWE，ETABS及MIDAS—Building进行对比计算分析，控制结构的位移比、位移角、周期比、刚度比，抗倾覆及整体稳定等指标。上述不同力学模型计算结果表明，主要控制指标结果相近，未出现异常。表2—3为周期及位移角计算结果比较。表2结构周期及振型s1HWEETABSMIDAS．BUⅡDING扭转周期(s)系数T1(Y向)4．7644O4．79097O4．4510O．OlT2(x向)4．443204．3

6、944404．1356O．0213(扭转)2．7622O．982．862900．992．32140．99T3／T10．5800．597O．52l表3风和地震作用所得层间位移角SATWEE1HBSM1DAS．BUlLDlNG层间发生层间发生层间发生位移角楼层位移角楼层位移角楼层最大x向地震1／205528l／2144251／238327层间Y向地震1／216l341／2051261／261129x向风1／186328l／1806221／236922位移角Y向风l／2119281／214722l／1751253．1．2多遇地震

7、下弹性动力时程分析根据拟建场地特性选取了2组天然地震波，1组人工波作为时程分析的输入。3组地震波的反应谱与《抗规》标准地震反应谱的基本吻合，结构前三周期点上地震波反应谱的平均值与《抗规》标准地震反应谱相差均在20％以内。多遇地震弹性时程分析所得结构底部剪力峰值与按照《抗规》振型分解反应谱法进行分析所得的底部剪力的对比情况，可见单组地震波输人所得的底部剪力峰值均在《抗规》振型分解反应谱法(CQC)的65—135％之间，3组地震波结果的平均值与《抗规》振型分解反应谱法(CQC)结果之差在20％以内。满足高规要求。表4时程分析底

8、部剪力与CQC反应谱法对比三组地震波安评反应工况NlN2Al平均值谱法底部剪力X向79177781761877728176(kN)Y向76937254748374778186与CQCX向0．97O．95O．93O．95剪力之比Y向0．940．89O．9l0．91多遇地震时程分析时地震波主分量峰值统一取为