不规则性建筑结构抗震设计.pdf

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1、2012第1期(总第l18期江西建材建筑与规划设{不规则性建筑结构抗震设计章明。周永兰(1．江西省环球建筑设计院，江西南昌330008；2．南昌大学建筑设计研究院，江西南昌330003)摘要：本文主要是通过实例对平面不规则的建筑结构进行了详细的抗震设计分析，并列出了多项结构指标的对比结果，提出了相应的抗震加强措施。关键词：抗震设计加强措施引言构抗震承载力满足规范要求。(2)在中震作用下采用弹性反应谱法进行屈服承载力设建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规计。计算结果要求所有竖向构件满足中震不屈服要求，所有构则性，重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能

2、及经件受剪截面满足VGE+V≤0．15F。kbh。要求，最大弹性层间济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平位移角不超过1／400。．面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和(3)在大震作用下采用弹性反应谱法进行屈服承载力设承载力突变。计。计算结果要求塔楼凸出端角柱满足大震不屈服要求，所有平面不规则对于结构抗震性能是很不利的，本文所列项目构件受剪截面应满足VG+V≤0．15F。bh0要求，最大弹性为一平面呈L型布置的不规则结构，该项目地下4层，地上22层间位移角约为1／200。层，主屋

3、面建筑高度90．3m，其中裙房4层，屋面建筑高度19．(4)另需采用静力弹塑性法进行大震验算，要求弹塑性层5m，5～22层塔楼平面呈L型布置，结构平面如图1，属于平面间位移角小于1／100，构件屈服顺序需满足先耗能构件后竖向不规则的超限高层结构。构件的要求，同一楼层不得大部分竖向构件出现塑性铰。3结构抗震等级本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0．10g，设计地震分组为第三组，特征周期值为0．45s。本工程属于A级高层，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表4．8．2并考虑负3层～4层乙类建筑抗震等级提高一级，以及特殊部位竖向构件的加强，确定各楼层构件抗震

4、等级分别如下：负4层～4层框架、剪力墙为一级；5层一天面框架、剪力墙为二级；3、4层柱为特一级，5、6层柱为一级。4上部楼层结构分析及结果4．1分析方法与计算内容本工程分别采用SATWE及GSSAP软件进行了结构弹性图1塔楼结构平面图分析，计算中考虑了不同水平作用角度对结构性能的影响。采1超限情况分析用SATWE进行中、大震不屈服验算和弹性时程分析；采用EP—本工程结构不规则项有：扭转不规则(考虑偶然偏心扭转DA进行弹塑性静力Pushover验算；在计算中对结构分别按照位移比1．36>1．2)；平面凹凸不规则(标准层最大偏心率0．23水平作用正交和斜向施加计算了各项

5、指标。>0．15)；竖向尺寸突变(6层相对5层水平尺寸缩进60％>4．2周期结果分析25％，且5层楼面高度占总高度的22％>20％)共3项，无特由表1可见，两者计算结果第1、2周期均为平动周期，第别不规则项，属于超限高层建筑。3周期为扭转周期。扭转周期与第1平动周期之比为0．807<2结构抗震性能目标0．85(限值)。两方向的平动周期较为接近，说明其运动性能由于本工程高度远小于规范A级高层高度限值；仅有超较为接近。过规范中不宜条款的情况，未有超过规范不应条款的情况；所表1周期计算结果处地区抗震烈度为7度，不属于高烈度地区，因此设定本项目抗震设防目标为C级。具体抗震分

6、析中要求达到以下目标：(1)在小震作用下，要求全部构件的抗震承载力满足弹性设计要求。结构层间位移角小于1／800，全部构件承载力及结·21·4．6弹性时程分析计算时选取了1条程序所提供的二类场地人工波数据以及2组天然波数据，经比对该3组波的计算结果，均符合《高4．3水平位移规》3．3．5条要求。由表2可见，在各种水平荷载作用下，最大弹性层间位移4．7大、中震不屈服验算角均满足规范要求。部分工况下楼层最大位移与平均位移的在中震不屈服验算中，竖向构件未发生破坏现象，小部分比值虽大于1．2但均小于1．4。水平构件发生受弯破坏，最大层问位移角1／485；在大震不屈表2层间位

7、移角和扭转位移比计算结果服验算中，负4层一21层局部墙柱发生受弯破坏，负1层至屋面层有较多梁发生受弯破坏，最大层间位移角1／229，满足性能设计目标。其中，在中震作用下部分剪力墙端柱产生拉力，对该部分剪力墙端柱按特一级采取构造措施。4．8Pushover及中震、大震不屈服验算计算中分别按照x、Y向进行了大震推覆验算。由表4可见，各方向推覆性能点对应的最大层间位移角均小于大震层间位移角限值1／100，说明该结构体系满足大震不倒的抗震设防目标。表4推覆计算结果(1)在x向推覆过程中，于11步5层连梁首先出铰，于124．4层间刚度比及抗剪承载力比步首层框架梁端出铰，于