浅析某超高层结构抗震性能化设计

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1、浅析某超高层结构抗震性能化设计1前言　　新修订的国家标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010将于2011年10月1日正式启用,新规范增加了结构抗震性能化设计这一章节,虽然篇幅不多,但对建筑抗震设计有着重大影响,是结构抗震设计的发展趋势，以下通过工程实例分析结构抗震性能化设计在工程中的应用。　　2工程概况　　本项目为聊城当某工程，位于聊城经济开发区中心商务区北区，中华路以东、燕山路以西、滦河路以南、东昌路以北。地上建筑面积5.2万平方米，地下两层为设备用房等，层高为5.4m、3.9m；地上35层，层高分别问为一层5.4米，

2、二~四层4.2米，标准层3.6米，避难层3.5米；出屋面机房层层高6.1m，室内外高差为0.45m，建筑物总高度（不包括机房层）为129.4m。工程采用框架-核心筒结构形式。　　3抗震设防基本要求与性能目标　　按照国内现行抗震设计规范，要求建筑结构采用三水准进行抗震设防，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”，各阶段其抗震性能水准的具体要求如下表2.1，参照《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.11.1条有关抗震性能设计要求，结构目标性能为D级。　　结构各关键部位性能目标如下表2.1　　　　表2.1结构构件抗震性能目标.　　构件位置结构预

3、期震后性能状况　　（D级抗震性能目标）　　多遇地震设防地震（第4水准）罕遇地震（第5水准）　　关键构件筒体底部加强区无损坏（弹性）轻度损坏（抗弯、抗剪不屈服））中度损坏（抗剪不屈服）　　普通竖向构件框架柱无损坏　　（弹性）轻度损坏，部分中度损坏（抗剪不屈服）部分比较严重损坏　　（抗剪不屈服，部分构件抗弯屈服）　　非加强区剪力墙　　耗能构件框架梁无损坏　　（弹性）中度损坏，部分比较严重损坏　　（抗剪不屈服，部分构件抗弯屈服）比较严重损坏　　（满足最小受剪截面）　　　　　　　　4小震弹性计算结果及分析　　参照《抗规》、《高规》以及《超限

4、高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质[2010]109号）有关规定，本工程无超限情况。选用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件（2010版）进行结构整体计算。结构计算考虑偶然偏心地震作用，双向地震作用，扭转耦联及施工模拟。根据计算结果，结合相关规范规定的要求及结构抗震概念设计理论，可以得出如下结论：　　4.1第一扭转周期与第一平动周期之比均小于0.85，满足“高规”4.3.5条要求。　　4.2有效质量系数均大于90％，所取振型数足够。　　4.3在风荷载作用下层间位移角＜1/800，满足《高规》4.6.3条的要求。两方向所有

5、楼层剪重比均满足“抗规”第5.2.5条要求。　　4.4在偶然偏心地震荷载作用下，最大扭转位移比仅底部4层为1.15，满足“高规”4.3.5条“A级高度建筑不应大于该楼层平均值1.5倍”要求。　　4.5按《高规》3.5.2条地震作用下本层与上部相邻楼层侧向刚度比不宜小于0.9；楼层层高大于相邻上部楼层层高1.5倍时，不宜小于1.1，其中；计算结果表明侧向刚度规则性满足规范要求。仅首层由于层高较大，抗侧刚度也满足新高规送审稿规范要求。施工图设计时通过加强首层抗剪承载力来提高其抗震能力。　　4.6楼层层间抗侧力结构的受剪承载力大于其上一层

6、受剪承载力的80%，结构无薄弱层，满足“高规”第4.4.3条楼层承载力均匀性要求。　　4.7由于塔楼刚重比均大于2.7，表明本结构满足高层建筑的稳定性要求，根据“高规”5.4.1条，可不考虑P-Δ效应的影响；满足高层建筑结构整体稳定的要求（“高规”5.4.4条）。　　4.8剪力墙最大轴压比均小于0.5，满足“高规”轴压比限值。　　4.9计算结果表明，结构周期及位移符合规范要求，剪重比适中，整体抗侧刚度合适，构件截面取值合理，结构体系选择恰当。　　根据抗规5.1.2条相关规定，采用SATWE程序对各栋进行了常遇地震下的弹性时程分析。按

7、地震选波三要素(频谱特性，有效峰值和持续时间)，选取III类场地上两组实际强震记录TH2TG045波和TH3TG045波，以及一组人工模拟的场地波RH1TG045波进行弹性时程分析，时程分析结论如下：　　4.10时程分析结果满足平均底部剪力不小于振型分解反应谱法结果的80%，每条地震波底部剪力不小于反应谱法结果的65%的条件。　　4.11由上述计算结果对比可见，每条地震波弹性时程分析的塔楼楼层剪力和楼层倾覆弯矩与安评反应谱结果基本接近，个别地震波楼层剪力在部分楼层大于安评反应谱分析结果。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-20

8、10）5.1.2条的规定，当取三组加速度时程曲线输入时，计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值，因此施工图设计时将根据包络值与反应谱的差距进行全楼地震力放大。　　4.12楼层位移曲线以弯曲性为主，曲线光滑无突变，反映结构