某高层住宅细腰结构计算分析

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1、规划与设计建材与装饰2016年12月某高层住宅细腰结构计算分析朱耀洲（广东省建筑设计研究院广东广州510010）摘要：住宅会出现中部细腰连接的结构，而且有些远小于规范的限值，本文通过一个工程实例，分析了地震中结构的整体性，细腰处的剪力墙性能验算及楼板应力分析，以及罕遇地震下的弹塑性分析，并对薄弱构件制定相应的加强措施。关键词：抗震；细腰不规则；整体工作；计算分析中图分类号：TU973.31文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）53-0066-04前言本工程因建筑使用功能的要求，导致结构平面中部出现比较严重的细腰连

2、接，细腰薄弱处在地震中会产生应力集中容易使楼板破坏，从而削弱了结构整体性从而产生震害。在设计中采用多种软件对整体结构进行弹性分析、楼板应力分析、大震时程分析及抗连续倒塌分析等，分析了细腰薄弱部位对整体结构的影响，同时对此部位的楼板及相关剪力墙做了详细的分析。分析结果表明，结构及各构件的抗震性能可以满足设计要求，细腰连接薄弱部位的楼板能够有效参与结构整体工作。1工程概况本项目位于广东省茂名市，总建筑面积119867m2，由1层地下室、2层商业裙房和6栋住宅塔楼组成。其中编号为C2-1a栋图1C2-1a栋标准层结构图的塔楼为28层，

3、高度99m，平面为不规则细腰形。本工程建筑结构安全等级为二级，设计使用年限50年，抗震设防烈度为Ⅶ度，II类场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g，多遇地震影响系数为0.080，特征周期0.35s，抗震设防分类为丙类；风荷载基本风压值Wo按照0.70kN/m2，承载力设计时按基本风压的1.1倍采用，地面粗糙度类别为B类。2结构体系与布置塔楼采用钢筋混凝土剪力墙结构，楼盖为100~110厚的现浇混凝土楼板；典型标准层如图1所示，从平面图来看，中间细腰部位为b=8.6m，B=43.9m，根据广东省标准《高层建筑

4、混凝土结图2PKPM整体模型构技术规程》（JGJ3-2010）第3.4.3条第2款“不宜采用角部重叠2.7，不用进行模型的整体稳定验算，剪力墙的轴压比均满足规范或细腰形等对楼盖整体刚度削弱较大的平面，细腰形平面尺寸要求。b/B不宜小于0.4；角部重叠部份尺寸与相应边长较小值的比值综下所述，在多遇地震下各项指标均满足规范要求。b/Bmin不宜小于1/3”，而本工程b/B=0.20远小于0.40，需要验证图3~6为塔楼主要计算结果曲线。结构的整体性和分析细腰薄弱处受力状态。4结构的弹性时程分析为获得优良的结构的整体抗震性能，在细腰处

5、增加一幅剪力采用SATWE进行弹性动力时程分析，输入地震波为多遇地墙，与平面楼板组成空间上立体连接上下结构，并加大细腰楼板震的2组实际地震记录和1组场地合成人工波。在波形的选择厚度及配筋。上，除符合有效峰值、持续时间、频谱特性等方面还满足规范对3弹性计算结果及分析底部剪力方面的相关要求（见表2）。计算采用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件。结构计由以上表格可看出：满足平均底部剪力不小于振型分解反应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（见图2、表1）。

6、65％的条件。结构整体周期比、位移比、抗侧刚度比、抗剪承载力等均满足根据规范要求时，当取三组时程曲线进行计算时，结构地震规范要求、除首至三层外，剪重比均满足规范要求；刚重比大于·66·2016年12月建材与装饰规划与设计表1弹性计算结果列表C2-1a规范控制值标准层单位面积重度（kN/m2）18.88第1、2平动周期2.72（X）2.47（Y）第一扭转周期2.23第一扭转周期/第一平动周期0.820.9X98％有效质量系数90％Y92％X1.48％剪重比（调整前）1.6％Y1.76％50年一遇风荷载下最大X1/1426（7）层间

7、位移角Y1/1052（15）1/800图5地震作用下及风荷载作用下，首层剪力值反应谱地震作用下最大X1/1226（9）层间位移角（层号）Y1/1011（29）给定水平力并考虑偶然X1.29（29）大于1.2，根据《广东省高规》第偏心最大位移比（层号）Y1.35（29）3.4.4条，属于I类不规则X4.774.99刚重比EJd/GH2Y4.363.84最大轴压比（塔楼）剪力墙0.520.41图6结构剪重比表2塔楼基底最大总剪力及最大层间位移角最大层间位基底最大总剪力基底最大总剪力与振地震方向项次移角（kN）型分解法的比值MHα01

8、1/12235018110％TH2TG0351/2035328172％0°TH4TG0351/1969294165％地震波均值-371682％图3地震荷载作用下及风荷载作用下最大层间位移角振型分解法1/12664548-MHα011/9485432100％TH2