结构在罕遇地震作用下分析

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1、结构在罕遇地震作用下分析[]本文以广州猎德B区地块A6栋超高超限住宅楼工程为例，介绍了结构在罕遇地震作用下，采用ABAQUS+BEPTA软件进行弹塑性动力时程分析，并对计算分析结果所揭示的结构薄弱部位采取加强措施，实现结构大震不倒的性能目标。[关键词]超高超限结构；高宽比；罕遇地震；弹塑性动力时程分析；一、工程概况珠江新城猎德地块，场地位于广州市珠江新城冼村路与临江大道中交界东北侧原猎德村，西南面临近猎德涌，南面临近临江大道中，西面临近南雅住宅楼，北面现为空地。建筑用地面积约18,413m2，总建筑面积为177,598m2。地下室2层，为停车库及设备用房，

2、地下2层层高3.7m，地下1层层高5.2m，埋深7.6m。地上7栋住宅塔楼。其中A6栋为51层建筑，首层层高6m，上为48层住宅标准层，另设有2个避难层，层高均为3.15m，屋顶标高164.00m,平面尺寸27.5mx21.5m,高宽比达到7.6(《高规》规定B级高度不宜大于7)。二、结构布置、选型和材料由于首层大堂净空的要求，A6栋有三根墙柱在二层梁式转换，梁高需控制在1800mm。为保证构件在大震下有足够的承载能力，该转换梁设计为钢骨砼梁，截面为800x2000，钢骨截面H1600x200x30x35。为提高框支柱及保证节点的刚性连接，框支柱也采用钢骨

3、砼柱。其他竖向构件基本不需要转换，结构形式为钢筋砼部分框支剪力墙结构。结构的主要抗侧力构件为剪力墙，主要设置在电梯间核心筒、东西两侧以及部分内隔墙位置，以提供结构的抗侧及抗扭刚度。首层架空层由于建筑使用需要，层高大于其上标准层。为了减少楼层刚度突变，同时保证竖向抗侧力构件不连续的楼层抗剪承载力无突变，设计中对底部的剪力墙都作了加厚处理，墙厚为400～600mm。墙柱砼强度由C60~C35沿高度均匀收进，梁板强度C35~C30。结构布置如下图所示：A6栋标准层结构布置简图A6栋转换层结构布置简图三、大震下弹塑性动力时程分析本工程选用了一组人工波和两组天然波（

4、DS12-L及DSL23-L），采用ABAQUS+BEPTA软件来进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。下表是结构在人工波和天然波作用下的弹塑性分析整体计算结果汇总。各组地震波均按双向地震主方向为X向和Y向各计算一次。双向地震作用下结构整体计算结果汇总作用地震波人工波作用下DS12-L作用下DSL23-L波X主方向Y主方向X主方向Y主方向X主方向Y主方向SAT)0.9330.7780.9520.5620.6000.319Y向最大顶点位移(m)0.6160.7350.4880.8060.3420.512X向主体最大层间位移角(层号)1/151(38)1/178

5、(27)1/143(35)1/236(53)1/215(25)1/346(53)Y向主体最大层间位移角(层号)1/165(49)1/133(49)1/235(49)1/134(49)1/213(49)1/210(49)结构弹塑性整体计算指标评价：1）结构在完成动力弹塑性分析后，最大顶点位移约为0.952m，在考虑重力二阶效应和大变形的情况下，结构最终仍保持直立,满足大震不倒的设防要求；2）主体结构ABAQUS计算最大弹塑性层间位移角X向为1/133，Y向为1/151，均小于1/120，均满足规范要求；3）第二层的转换梁由于跨度和受力均较大，出现了轻微的混凝

6、土受压损伤，并且破坏形态为剪切破坏（详下图1）。通过SATm。转换梁上一层的剪力墙角部亦出现了轻微的混凝土受压损伤（下图1红圈位置），因此将其分布筋配筋率提高为0.5%（原为0.25%））。通过上述加强后，转换梁及转换层上一层的剪力墙损伤情况基本消失（详下图2）。转换梁内型钢无塑性应变，满足大震下抗震承载力的要求。图1加强前转换梁及转换梁上一层剪力墙损伤情况图2加强后转换梁及转换梁上一层剪力墙损伤情况（基本无损伤）四、结论综上所述，本工程虽然超过B级高层建筑适用高度，但结构形式比较简单、体型规则。关键构件（转换梁）大震下的验算结果表明，多项指标均表现良好，

7、基本满足规范的有关要求。根据计算分析结果和概念设计方法，对关键和重要构件作了适当加强，以保证在地震作用下的延性。大震不倒塌的抗震设防目标基本可以达到。