某超限高层结构设计分析.pdf

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1、第9期(总第161期)勰建筑与装修●某超限高层结构设计分析叶舜斌(香港华艺设计顾问(深圳)有限公司厦门分公司，福建厦门361000)摘要本工程为B级高度超限高层住宅楼，主体结构采用现浇全落地剪力墙结构体系。结构计算采用SATWE、PMSAP程序对结构进行多余地震下的反应谱设计和动力弹性时程分析，中震作用下竖向构件抗剪弹性、抗弯不屈服。并采取合理的抗震构造措施。结果表明结构抗震性能良好，体系安全可行。关键词超限高层；结构设计；时程分析1工程概况3结构分析计算本项目位于厦门湖里区，总建筑面积95049

2、．81m2，其中3．1计算参数和计算原则1#楼为该楼盘乃至整个片区的制高点，为一梯2户的大户型本工程属高层建筑，抗风设计极其重要，100年一遇的基住宅，地上41层，地下2层。该项目现已封顶。本风压取0．95kN／m，50年一遇的基本风压取0．80kN／m2，地2结构体系面粗糙度为B类，体系系数为1．43。本工程1#楼功能为住宅，主体结构采用现浇全落地剪本工程结构设计基准周期为50年，安全等级为二级，抗力墙结构体系，屋面高度124．95m，梯问屋面高度133．5m，剪震设防烈度为7度，基本地震加速度

3、为0．15g，水平地震影响力墙厚度南450mm，400mm逐渐变化到300ram，250ram：墙系数最大值小震时根据安评报告取0．142，中震取0．34，设计混凝土强度等级C55～C30。楼面均采朋现浇混凝土梁板结地震分组为第二组，场地为II类，场地特征周期根据安评报构。l#楼为矩形平面，x向等效宽度约25．1m，Y向等效宽度告取0．50s，建筑抗震设防分类标准为丙类，结构阻尼比为约22．05m，主楼高宽比：x向4．98，Y向5．67(见图1)。0．05，主楼剪力墙抗震等级为一级。3．2超限情况

4、二{—工l~,45a二七本工程地上结构总高度为124．95，为B级高度的钢筋混凝土高层建筑，考虑偶然偏苣L．S心的扭转位移比达到1．35，大于1．20，为扭转⋯不规则，且相邻层刚度变化大于70％或连续蕈*厂1[×一一—_虱}■●■目_二层变化大于80％，属刚度突变。故本工程属i『于B级高度的不规则高层建筑。虽J3．3计算分析彗委口L／，一一=1吾针对结构超限情况，本工程采取如下措施：①采用SATWE和PMSAP程序，对整体结最{§构内力、位移进行分析比对。②采用弹性时程瑶孽——●分析方法进行多遇地

5、震的补充计算。③关键銎部位采用性能目标设计，提出底部加强区抗署蕊——震墙中震抗弯不屈服，抗剪保持弹性的性能，蚴设计目标。3．4计算分析的主要结果汇总及对比分析标准层(1)采用二种符合实际情况的空间分析程蟠4口口一250序(SATWE和PMSAP)进行比较分析，分别采图11#标准层平面布置用考虑扭转藕联的振型分解反应谱法及动力·39·一建筑与装修翘2014生时程分析法计算地震作用，并选用较多振型以充分考虑高阶所示。振型的影响，各振型贡献按CQC组合。振型数考虑18个。竖藏向力按模拟施lr【3加荷方式

6、计算。计算结果如表1。表1结构分析主要结果对比表(多遇地震)计算起止部位f{十算嵌同端)00层即地下室顶板j／／：=量薰霎铋l，瀚g壤蠹：l^撬妇薅畦图2a主方向最大楼层位移曲线_静蝌*擗*黼0¨镕。图2b主方向最大层间位移角曲线本层侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70％的比值或』三层平均侧移刚度80％的比值两个程序的计算结果基本一致，由于对某些特殊情况的处理方法在概念上不尽相同、在单元模型上(如墙元的处理)、刚域处理上的差异，计算结果在数值上存在一定的差异，但均在工程上可接受的范围内。(2)采用弹

7、性时程分析法进行了多遇地震下的补充计算。弹性时程分析所取的地面加速度峰值为63crrds，并选取由中图2c主方向最大楼层弯矩曲线国建筑科学研究院提供的地震波，共7条，其中5条为天然飘‰波，2条为人T波。计算结果如表2。表2地震波底部剪力计算结果图2d主方向最大楼层剪力曲线由以上分析可知，取用多组时程曲线时，计算结果取时每条曲线计算所得的底部剪力均不小于CQC求得的底程法的平均值对比振型分解反应谱法，二者很接近，且CQC部剪力的65％，且多条曲线计算所得的结构底部剪力平均值法计算结果可基本包络时程法

8、的计算平均值，结构设计时取大于CQC法计算结果的80％，每条地震波输入计算不大于用二者计算结果的包络值进行，符合新《抗规》的要求。135％，平均不大于120％，符合设计规范的有关要求。3．5中震分析每条曲线计算所得的主方向最大楼层位移曲线、最大层为保证结构重要构件及关键部位受力安全可靠，本工程间位移角曲线、最大楼层弯矩曲线、最大楼层剪力曲线如图2·40·第9期(总第161期)建筑与装修■补充进行了中震计算分析，中震计算采用SATWE程序直接减少质心与刚心的距离，控制结构的扭转位移比