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超高层住宅项目结构分析范文

时间:2022-09-12 10:35:23

超高层住宅项目结构分析

《福建建材杂志》2014年第八期

1结构整体计算分析(结构弹性分析)

1.1分析模型结构方案采用下述两种程序计算,并对结果进行分析比较。本结构中的钢筋混凝土剪力墙,在SATWE中用墙单元模拟,在广厦通用计算GSSAP中用壳单元进行模拟,以比较不同模型对分析结果的影响。模型中框架梁梁端为固接,次梁梁端为铰接,连梁刚度折减为原刚度的70%,中梁刚度放大为原来刚度的2倍。墙,梁等构件的偏心按实际情况输入。

1.2主要计算参数及要点采用振型分解反应谱法对结构进行多遇地震水平作用计算时,分析的要点及采用的主要参数如下:(1)本结构的阻尼比取为0.05;(2)水平地震作用计算考虑扭转耦联,计入偶然偏心的影响,并考虑了双向地震作用下的扭转效应;(3)不考虑P-Δ效应;(4)同时考虑了框架梁端弯矩的调幅及梁扭转的折减;(5)在进行多遇地震作用下的弹性层间位移角和楼层扭转位移比计算时,对所有楼层采用了刚性楼板假定,在进行截面抗震验算时,根据各层结构的实际情况选择楼板的刚性或弹性模型。

1.3多遇地震下的弹性时程补充计算结果(1)输入地震时程。在结构的多遇地震分析中采用三组强震加速度记录作为动力时程分析的地震波输入,所用地震记录由厦门地震勘测研究中心提供。在三组强震记录中,一组为与设计目标反应谱相符的人工模拟加速度时程,其余二组为真实强震加速度记录。对所用地震波的时程以及其所得到的反应谱曲线,并与目标反应谱进行了比较。所选用地震时程记录幅值与持时均满足要求,所得到的反应谱曲线与目标反应谱曲线的相符程度也是令人满意的。(2)地震时程反应结果。弹性时程分析所得到的基底剪力如图2所示,上述三条时程曲线中每条时程曲线计算所得的基底剪力均大于振型分解反应谱计算结果的65%,且三条时程曲线计算所得到的结构基底剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的80%,满足规范要求。以其作为地震输入计算得到的结构地震反应结果可作为结构抗震设计依据的补充。图2C2楼层剪力曲线

1.4弹性计算分析结论(1)采用SATWE软件验算,在小震组合下剪力墙的轴压比均小于0.5,满足规范要求。(2)根据计算分析可知,本工程在抗震设防烈度下能满足结构安全及变形舒适度要求,竖向抗侧力构件布置合理有效,具有足够的刚度,能满足结构的承载力、稳定性和使用要求。(3)在顶部部分楼层时程分析地震剪力大于反应谱计算的结果,因此在后续设计中将对反应谱计算的楼层剪力结果按比例系数分别予以放大,以保证所作设计可包络住最不利设计的结果。(4)以上分析结果可见,此结构设计主要为风荷载作用控制。虽然结构在高度上已经属于《高规》[1]规定的B级高度钢筋混凝土高层建筑,但结构反应与一般高层无异。现有设计按照预定的性能要求目标,采取了适当的措施,各构件可满足在多遇地震作用下验算的要求。

2超限情况和主要抗震加强措施

本工程超限部位为房屋高度超过规定高度,剪力墙结构高度超过120m,属于高度超限。剪力墙全部落地,无转换,无大跨结构,根据《高规》,本工程属于B级高度钢筋混凝土高层建筑,高宽比均满足规范要求,超限的程度比较小。根据规范要求,本工程应采用弹性时程分析法进行补充计算,应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算,宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形,本工程采用措施如下:(1)根据厦门地震勘测研究中心提供的安评报告,对计算中采用的地震参数进行修改,取值均大于规范要求,同时根据中心提供的地震波进行选择分析。(2)SATWE计算时,考虑平扭耦联计算结构的扭转效应,振型数取30,使振型参与质量大于总质量的90%。(3)采用SATWE程序进行弹性时程分析的补充验算,选用三组加速度时程曲线输入,其中两组为自然地震波,一级为人工地震波,每条时程曲线的底部剪力和三条平均值均能满足规范要求,计算结果取包络值。(4)采用EPDA(多高层建筑结构弹塑性静力,动力分析软件)进行非线性弹塑性动力时程分析和弹塑性静力分析,其中弹塑性时程分析采用的时程曲线为弹性时程分析中满足要求的时程曲线所对应超越概率水准为2%时对应的时程曲线。

3抗震加强措施

(1)对首层楼板和屋面楼板的板厚采取加强措施,各加强部位均采用双层双向配筋,最小配筋率≥0.25%。(2)2层楼板局部开大洞,整层板厚加强到150mm厚,根据弹性楼板模型作出的分析结果进行构件配筋,并适当提高本层楼板配筋率且采用板筋双层双向拉通设置。(3)核心筒剪力墙底部加强部位,每层设置一道配筋加强带(暗梁),以提高剪力墙的延性。(4)加强周边框架第二道防线作用,保证框架部分按刚度计算分配的楼层地震剪力达到结构底部总地震剪力标准值的10%。如楼层框架部分分配的地震剪力标准值小于结构底部总地震剪力标准值的20%,根据《高规》第9.1.11条的要求,应按结构底部总地震剪力标准值的20%和框架部分地震剪力标准值中最大值的1.5倍两者的较小值进行调整。

4结语

通过对该超高层住宅项目采用了SATWE程序进行分析,并进行了多遇地震下的弹性时程分析,结果表明整体计算结果能满足抗震要求。依据计算结果,采取了一些抗震加强措施,确保了结构安全。

作者:林永福单位:中航规划建设长沙设计研究院有限公司厦门分公司

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