西南证券总部大楼超高层塔楼动力弹塑性分析.pdf

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1、2016年3月建材与装饰规划与设计西南证券总部大楼超高层塔楼动力弹塑性分析申豫斌（重庆市设计院重庆400015）摘要:西南证券总部大楼结构高度195.1m,对整体结构进行了动力弹塑性分析,得到结构在罕遇地震作用下的力学性能,根据结果对薄弱部位进行了加强,并验证了结构在大震下的抗震性能目标。关键词:超高层建筑；动力弹塑性；抗震性能设计；加强措施中图分类号：TU973.25文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）10-0091-021工程概况西南证券股份有限公司总部大楼项目位于重庆市江北区江北嘴金沙路B15-1/03

2、号地块，地块为西南朝向，形状约成直角梯形，南北长约100m、北部东西向宽约88m，南部稍宽，约102m。基地四面均有城市道路环绕，交通十分便利。本工程总用地面积约9553.6m2，总建筑面积117713.51m2，其中：地上建筑面积76428.80m2，地下建筑面积41284.71m2。本建筑地上40层（含LG层），地下6层，建筑高度195.1m。本工程地下一层楼面（226.6m，相对标高-4.8m）为结构的嵌固层。嵌固层以下有5层地下室，高度19.8m；嵌固层以上有7层图2标准层平面布置图裙房，高度37.6m；塔楼42层，结

3、构高度195.1m，高宽比5.39。塔截面增强连接，增强开洞处刚度；②加强上下层楼板厚度为楼采用框架-核心筒结构体系。130mm，同时加大开洞处及周边上下层柱纵筋和箍筋，并按上下层通高进行复核。（2）在塔楼标准层，存在边庭上空大开洞的楼层，设计将边庭楼板局部加厚为120mm，将其配筋率按计算配筋提高0.05%。4罕遇地震动力弹塑性分析地震波选择按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定，时程分析所采用的加速度时程曲线，“其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符”，根据此原

4、则，选择了4条天然地震波和3条人工波。采用MidasBuilding2013v2.1版进行计算。表1地震波列表地震波名称地震波性质地震波来历图1建筑效果图R-50-63-1人工波安评提供2结构超限情况分析及抗震性能设计目标R-50-63-2人工波安评提供对结构布置的规则性进行分析，本结构为高度超限，平面一R-50-63-3人工波安评提供般不规则。由于结构主要存在高度超限，因此进行了第一、二两UAS00684天然波SANFERNANDO个阶段的抗震设计来满足三个水准的要求。根据弹性计算结果，UAS01458天然波SOUTHEAS

5、TERNALASKAUAS01529天然波SOUTHEASTERNALASKA并与业主协商，确定结构抗震性能目标为“C级”。UAS01506天然波SOUTHEASTERNALASKA塔楼采用框筒结构。标准层平面布置如图2所示。通过方案对比，结构不设置加强层，可以在保证足够抗侧刚度的前提下，5整体分析结果结构沿竖向不会产生刚度突变。本文采用SATWE与Midasbuilding对结构进行分析，前三阶自振周期结果如表2。3结构加强措施表2结构基本周期针对性加强措施：MIDASSTAWE（1）由于个别裙房楼层楼板存在大开洞，对本层削

6、弱较大，在振型周期（s）振型性质周期（s）振型性质裙楼两侧形成两条狭长板带，针对本层薄弱楼板进行应力分析15.4453平动5.3782平动得到中震地震工况下楼板平面内应力云图，根据计算结果，针对24.7095平动4.7220平动存在大开洞的楼层做出加强措施：①两侧狭长楼板加厚至33.0984扭转3.1051扭转130mm，配筋双层双向并提高配筋率0.5%，开洞侧所有主梁加大由计算结果对比可见，两个模型前三阶自振周期差距在5%·91·规划与设计建材与装饰2016年3月以内，可以认为两个模型的整体性能一致。结构前三阶振型见图3。图

7、5第1、10层框架柱、梁塑形铰状态图3结构前3阶振型6动力弹塑性分析结果6.1结构构件的模拟梁柱的模拟[4]：本工程对混凝土梁柱构件采用修正武田三折线滞回模型，剪力墙采用水平与竖向纤维模型模拟，墙竖向与水平向纤维数量分别取5、3。剪切特性取三折线滞回模型。利用当前应变与屈服应变之比着/着（应c变等级）来定义混凝土材料所处图6X、Y方向罕遇地震结构墙铰图的受力状态级别。力重分布能力，不会到达临界倒塌极限状态，整体抗震性能满足6.2结构整体地震反应大震不倒塌的抗震设防目标。在罕遇地震作用下结构层间位移角不大，最大层间位角移均小于规

8、范限值1/100。罕遇地震作用在3条地震波X向与Y向作用下，结构的最大位移、位移角下，筒体剪力墙底部区域虽出现裂缝，但数量不多。从结构出铰见图4，结构最大基底剪力见表3。部位和程度分析，部分连梁和框架梁进入塑性，少数剪力墙进入塑性，框架柱并未出现塑性铰。本结构体系是X方向相对