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融僑5C項(xiàng)目1#樓、2#樓、3#樓超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查報(bào)告建設(shè)單位:融僑集團(tuán)股份有限公司勘察單位:福建巖土工程勘察研究院設(shè)計(jì)單位:福建省建筑設(shè)計(jì)研究院申報(bào)日期:201融僑5C項(xiàng)目1#樓、2#樓、3#樓超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查報(bào)告一、建筑基本情況說明基本情況建設(shè)單位融僑集團(tuán)股份有限公司工程名稱融僑5C項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)福州市南江濱江南水都5C地塊建筑規(guī)模建筑面積:總建筑面積25.3萬㎡,其中地上15萬㎡,地下10.3萬㎡。地面以上包括超高層住宅(1#樓、2#樓、3#樓,總建筑面積為10.4萬㎡)、辦公樓(1.08萬㎡)和商業(yè)裙房(3層,3.5萬㎡)。地面以下設(shè)3層連體地下室。建筑層數(shù)及高度:1#、3#樓地面以上40層,建筑高度133.55m2#樓地面以上41層,建筑高度138.95申報(bào)日期2014.12.12勘察單位福建巖土工程勘察研究院設(shè)計(jì)單位福建省建筑設(shè)計(jì)研究院綜合甲級聯(lián)系人:郭志工程為江南水都5C地塊,位于福州市南江濱路與蘆濱路交匯處東側(cè)的閩江沿岸,西面是融僑水鄉(xiāng)別墅,東側(cè)是融僑5D外灘項(xiàng)目。江南水都五、六期項(xiàng)目總用地面積236032平方米,容積率2.83;5C地塊總建筑面積252694.95平方米,地上建筑面積150005.4平方米,地下建筑面積102689.5平方米。融僑5C項(xiàng)目由住宅、商業(yè)、辦公樓及大底盤地下室組成。共有三棟超高層住宅分別為1#樓、2#樓、3#樓,其中1#樓、3#樓每棟樓都由兩棟結(jié)構(gòu)單體組成,地上40層,建筑總高度133.55m,平面尺寸約為28.7m×16.2m,層高3.15m~6m;2#樓由一棟結(jié)構(gòu)單體組成,地上41層,建筑總高度138.95m,平面尺寸約為36.5m×16.65m,層高3.15m~6m。住宅均采用鋼筋混凝剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻厚度為550mm~300mm。空中觀景平臺采用鋼結(jié)構(gòu)桁架形式,各自從一側(cè)結(jié)構(gòu)單體挑出,中間設(shè)抗震縫。主樓結(jié)構(gòu)型式及抗震等級如下表:名稱結(jié)構(gòu)形式層數(shù)總高抗震設(shè)防烈度地震分組建筑場地類別地下地上1#樓、3#樓剪力墻34017度(0.1g)第二組III類2#樓剪力墻341138.95m---主要結(jié)構(gòu)平面、主要剖面圖均詳附件擴(kuò)初設(shè)計(jì)圖部分。本工程計(jì)算程序采用PKPM(2011-11-11版)系列的SATWE,并采用MIDASBuilding(2013二、設(shè)計(jì)依據(jù)2.1本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依照下列主要現(xiàn)行有關(guān)結(jié)構(gòu)規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì):⑴《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008⑵《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011⑶《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010⑷《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012⑸《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010⑹《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB20017-2003⑺《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98⑻《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010⑼《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》CECS28:2012⑽《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008⑾《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006⑿《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)⒀《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008⒁《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》建設(shè)部建質(zhì)(2010)109號文印發(fā)⒂《超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)指南》⒃福建省建設(shè)關(guān)于批準(zhǔn)發(fā)布《福建省建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)暫定規(guī)定》的通知⒄《江南水都五、六期(5C、5D、5E、5F、6A、6B、6C)巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》(福建巖土工程勘察研究院)⒅《江南水都五六期5C、5D、5E、5F、6A、6B超高層建筑工程場地地震安全性評價(jià)報(bào)告》(福建地震地質(zhì)工程勘察院)2.2建筑安全等級及抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)2.2.1根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,本工程設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年,2.2.2根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,本工程抗震設(shè)防類別:2.2.3根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定以及地質(zhì)勘察報(bào)告,本工程所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g,設(shè)計(jì)地震分組:第二組,場地類別:III類,特征周期Tg=0.55sec,根據(jù)地震地震安全性評價(jià)報(bào)告進(jìn)行調(diào)整后多遇地震影響系數(shù)αmax取0.104,特征周期Tg=0.55sec(地震安評僅用于多遇三、設(shè)計(jì)荷載3.1豎向荷載3.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重(梁、板、柱、鋼筋砼墻等)根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸確定, 砼自重:26kN/m3,鋼材自重:78kN/m3。除板厚自重外,附加樓面面層+天棚粉刷(吊頂)=1.5kN/m23.1樓面均布活荷載荷載單位:KN/㎡用途建議設(shè)計(jì)采用值住宅2.0衛(wèi)生間2.5陽臺2.5樓梯、前室3.5商場3.5配件間5.0電梯機(jī)房7.03.1.3200mm外墻: 2.5kN/m2200mm內(nèi)墻: 2.2kN/m2,100mm內(nèi)墻: 1.5kN/m2內(nèi)部隔墻荷載地上部分:室內(nèi)隔墻采用輕鋼龍骨石膏板+部分分隔墻采用混凝土砌塊,分隔位置未定,按荷載規(guī)范表5.1.1注6條之規(guī)定,每平方米增加荷載1.0KN/㎡。地下部分:加氣混凝土砌塊。3.1.4其余未注明者均按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB5003.2風(fēng)荷載及雪荷載基本風(fēng)壓值:50重現(xiàn)期取0.70kN/m2(承載力設(shè)計(jì)時(shí)按1.1倍基本風(fēng)壓);地面粗糙取B類;風(fēng)載體型系數(shù)1.4。3.2地震作用(1)抗震設(shè)計(jì)參數(shù)及其層間位移限值按國家標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010及《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010》的有關(guān)規(guī)定,并根據(jù)安評報(bào)告進(jìn)行調(diào)整。a)抗震設(shè)防烈度:7度,設(shè)計(jì)基本加速度為0.10g,設(shè)計(jì)地震分組為第二組。b)擬建場地類別為Ⅲ類,特征周期:0.55sec(多遇地震取地震安評結(jié)果為0.55sec)c)結(jié)構(gòu)阻尼比:0.05d)水平地震影響系數(shù):0.104(多遇地震)(多遇地震取地震安評結(jié)果為0.104)0.50(罕遇地震)e)豎向地震作用系數(shù):根據(jù)高規(guī)第4.3.15條:高層建筑中,大跨度結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)的連接體的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,不宜小于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的重力荷載代表值與表4.3.15所規(guī)定的豎向地震作用系數(shù)的乘積。因此,豎向地震作用系數(shù)按7度取值為0.08(用于構(gòu)件設(shè)計(jì))f)抗震等級住宅剪力墻:一級框架:一級建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和場地地震安全性評價(jià)報(bào)告給出的場地反應(yīng)譜參數(shù)值見下表:各概率水平對應(yīng)的參數(shù)特征參數(shù)50年63%50年10%50年2%0.08[0.104]0.230[0.225]0.50[0.378]0.55[0.55]0.55[0.60]0.60[0.65]峰值加速度35[46]100[100]220[168]注:[]內(nèi)的數(shù)值為安評報(bào)告提供的參數(shù);為地震影響系數(shù)最大值;為特征周期。采用抗震規(guī)范規(guī)定的反應(yīng)譜與場地反應(yīng)譜雙控。四、主要結(jié)構(gòu)材料選用4.1構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級構(gòu)件標(biāo)高混凝土強(qiáng)度等級剪力墻地下三層~地上十層C60十一~二十層C55二十一~三十層C50三十一層及以上C45梁、板地下二層~屋面C304.2屋面水箱及屋面等露天構(gòu)件:采用防水密實(shí)性砼,抗?jié)B等級S6。4.3鋼材:(1)鋼材Q345B:空中花園鋼結(jié)構(gòu)板材及主要受力桿件。壓型鋼板:Q235鍍鋅鋼板螺栓:摩擦型高強(qiáng)度螺栓焊條:配合鋼材種類選用E43和E50型。鋼結(jié)構(gòu)均采用防腐,防火等措施(2)混凝土住宅剪力墻:C45~C60上述以外的梁、板、柱、墻等:C30~C40地下室外墻及基礎(chǔ)筏板等:C35,S-8抗?jié)B等級(3)鋼筋HRB400級:fy=360N/mm2,用于梁、板、墻、柱受力鋼筋、箍筋、拉筋、分布及構(gòu)造鋼筋
五、基礎(chǔ)及地下室設(shè)計(jì)情況5.1勘察報(bào)告基本數(shù)據(jù)根據(jù)福建巖土工程勘察研究院2009年11月提供的《江南水都五、六期(5C、5D、5E、5F、6A、6B、6C)巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》。本工程勘察報(bào)告基本數(shù)據(jù)如下:場地類別III類場地土層等效剪切波速116~186m建筑場地覆蓋層厚度50m地面脈動卓越周期垂直向0.37s,南北向0.0.37s,東西向0.37液化判別輕微液化地下室埋深(室外地面計(jì))12.6m擬建場地覆蓋層深度范圍內(nèi)土層為:①雜填土,層厚約0.4~7.①-1淤泥質(zhì)土,層厚約0.9~3.9中砂,層厚約4.4~21.8米③淤泥,層厚約0.6~16.4④砂質(zhì)粘土,層厚約0.6~7.5米⑤中砂,層厚約0.5~20.3米淤泥質(zhì)土,層厚約0.7~29.8米⑥-1中砂,層厚1.3~14.7米⑥-2粉土,層厚0.5~11.3米⑦粉砂,層厚約0.5~27米⑦-1礫砂,1.7~10.1米⑦-2粉質(zhì)粘土,0.7~3.8米⑧卵石,層厚約5~22.7米⑧-1粗砂,層厚約0.7~3.8米⑨強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,層厚約0.4~10.2中風(fēng)化花崗巖,層厚約0.53~10.88擬建場地內(nèi)地下水穩(wěn)定水位標(biāo)高為2.45~4.01m,歷史最高水位標(biāo)高約6m。地下室的抗浮水位建議按室外整平標(biāo)高以下1.6米,即高程7.5m進(jìn)行設(shè)計(jì)(5.2基礎(chǔ)及地下室設(shè)計(jì)情況5.2.1本工程的高層主樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級。5.2本建筑物地下室連成整體,基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告,超高層主樓的樁基擬采用沖(鉆)孔灌注樁,樁端持力層可選擇第⑧層卵石層,樁端進(jìn)入持力層深度3~5米,樁長約40米,樁徑可選擇φ800mm~φ1200mm。低層裙房和純地下室基礎(chǔ)可根據(jù)上部荷載情況選用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,樁端持力層可選擇第⑧層卵石層5.2.3地下室設(shè)計(jì):地下室共三層,層高分別為4.5米、3.9米,4.2米,樓板采用梁板樓蓋體系。地下三層局部設(shè)6級人防單元。地下外墻墻厚550~350mm,人防隔墻墻厚300~250mm,人防頂板250mm。地下室底板厚度500
六、建筑結(jié)構(gòu)布置和超限情況說明6.1建筑結(jié)構(gòu)布置融僑5C項(xiàng)目由住宅、商業(yè)、辦公樓及大底盤地下室組成。整體建筑群從功能上共分為6幢,分別為商業(yè)A座、商業(yè)B座、商業(yè)C、D、E、F座,住宅1#樓、住宅2#樓,住宅3#樓,地下室為一個(gè)整體大底盤,地下三層。住宅部分由三棟超高層住宅組成,分別為1#樓、2#樓、3#樓,其中1#樓、3#樓每棟樓都由兩棟結(jié)構(gòu)單體組成,地上40層,建筑總高度133.55m,平面尺寸約為28.7m×16.2m,層高3.15m~6m;2#樓由一棟結(jié)構(gòu)單體組成,地上41層,建筑總高度138.95m,平面尺寸約為36.5m×16.65m,層高3.15m~6m。1#樓和3#樓在14層及27層避難層位置處的結(jié)構(gòu)單體中間設(shè)有空中觀景平臺。
6.2超限情況的認(rèn)定參照建設(shè)部2010《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》附錄一“超限高層建筑工程主要范圍的參照簡表”,結(jié)合本工程逐條判別,將存在超限的情況匯總?cè)缦?。(均采用SATWE計(jì)算結(jié)果作為判斷依據(jù))6.2.1.高度超限、高寬比較大:根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第3.3.1條:本工程建筑高度已超出A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大使用高度,為B級超限高層。6.2.2.剛度突變:根據(jù)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》相鄰層剛度變化大于70%或連續(xù)三層變化大于80%。本工程住宅三層層高5500,四層層高3150,層高高差較大,根據(jù)三層側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)側(cè)移剛度70%的比值或上三層平均側(cè)移剛度80%的比值較小值的計(jì)算結(jié)果,X向?yàn)?.8961不滿足要求。因此,依據(jù)現(xiàn)行的建設(shè)部2010《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》,本工程應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。
6.2.1序不規(guī)則類型涵義備注1扭轉(zhuǎn)不規(guī)則考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2GB50011-3.4.判別:根據(jù)WMASS.OUT,不存在該情況。無2偏心布置偏心距大于0.15或相鄰層質(zhì)心相差較大JGJ99-3.2.2判別:不存在該情況。無3凹凸不規(guī)則平面凹凸尺寸大于相應(yīng)邊長30%等GB50011-3.4.判別:存在該情況。無4組合平面細(xì)腰形或角部重疊形JGJ3-3判別:不存在該情況。無5樓板不連續(xù)有效寬度小于50%,開洞面積大于30%,錯層大于梁高GB50011-3.4.判別:不存在該情況。無6剛度突變相鄰層剛度變化大于70%或連續(xù)三層變化大于80%GB50011-3.4.判別:根據(jù)WMASS.OUT,存在該情況。有7尺寸突變縮進(jìn)大于25%,外挑大于10%和4mJGJ3-3判別:不存在該情況。無8構(gòu)件間斷上下墻、柱、支撐不連續(xù),含加強(qiáng)層GB50011-3.4.判別:存在該情況。無9承載力突變相鄰層受剪承載力變化大于80%GB50011-3.4.判別:根據(jù)WMASS.OUT,不存在該情況。無
6.2.3具有下表所列某一項(xiàng)不規(guī)則的高層建筑工程序不規(guī)則類型涵義備注1扭轉(zhuǎn)偏大不含裙房的樓層扭轉(zhuǎn)位移比大于1.4JGJ3—3判別:根據(jù)WDISP.OUT,本工程不存在該情況。無2抗扭剛度弱扭轉(zhuǎn)周期比大于0.9,混合結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比大于0.85JGJ3—3判別:根據(jù)WZQ.OUT,不存在該情況。無3層剛度偏小本層側(cè)向剛度小于相鄰上層的50%JGJ3—3判別:根據(jù)WMASS.OUT,不存在該情況。無4高位轉(zhuǎn)換框支轉(zhuǎn)換構(gòu)件位置:7度超過5層,8度超過3層JGJ3—10.2.判別:不存在該情況。無5厚板轉(zhuǎn)換7~9度設(shè)防的厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)JGJ3—10.2.判別:不存在該情況。無6塔樓偏置單塔或多塔與大底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長20%JGJ3—10.6.判別:不存在該情況。無7復(fù)雜連接各部分層數(shù)、剛度、布置不同的錯層或連體結(jié)構(gòu)JGJ3—10.4.2,10.5.1判別:不存在該情況。無8多重復(fù)雜結(jié)構(gòu)同時(shí)具有轉(zhuǎn)換層、加強(qiáng)層、錯層、連體和多塔類型的2種以上JGJ3—10.1.4判別:不存在該情況。無綜上所述,本工程為B類超限高層,存在剛度突變一項(xiàng)不規(guī)則。
七、針對超限情況采取的加強(qiáng)措施7.1底部加強(qiáng)區(qū)個(gè)別翼墻暗柱內(nèi)置型鋼,外電梯井剪力墻提高豎向分布筋配筋率因住宅高寬比較大(2#為8.5,1#、3#為8.6),中震標(biāo)準(zhǔn)值工況作用下,底部三層南北向個(gè)別剪力墻翼墻及外電梯井全肢已出現(xiàn)拉應(yīng)力,拉應(yīng)力程度介于1~2倍ftk之間。為避免中震及大震下拉力過大引起剪力墻開裂削弱抗剪承載力及結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度,拉應(yīng)力較大的南北向翼墻暗柱應(yīng)內(nèi)置型鋼,同時(shí)底部加強(qiáng)區(qū)以上相關(guān)塑性范圍內(nèi)的翼墻暗柱,均應(yīng)提高配筋率增以強(qiáng)延性;電梯井全肢底部加強(qiáng)區(qū)及相關(guān)塑性范圍內(nèi),提高剪力墻豎向分布筋配筋率以增強(qiáng)延性。7.2針對空中花園鋼結(jié)構(gòu)采取的措施:空中花園鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在避難層,為室外觀光平臺。采用鋼結(jié)構(gòu)從兩邊的住宅各自伸出,中間設(shè)一定寬度的抗震縫,以滿足防碰撞要求??罩谢▓@鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式為高度為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層高度的三角桁架,連接節(jié)點(diǎn)預(yù)埋置于上下樓層邊梁和剪力墻內(nèi),預(yù)埋件的錨固應(yīng)滿足構(gòu)造及豎向地震計(jì)算要求,此部分連接節(jié)點(diǎn)的抗震構(gòu)造措施擬提高一級按特一級來考慮。鋼結(jié)構(gòu)平臺板采用輕質(zhì)混凝土壓型鋼板,以減輕自重。7.4針對超限情況采取的性能分析:采用SATWE和MIDAS-BUILDING兩種程序計(jì)算小震CQC法、彈性時(shí)程分析;采用中震性能化設(shè)計(jì),保證底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻“中震抗彎不屈服”和“中震抗剪彈性”;采用罕遇地震下的靜力彈塑性推覆分析計(jì)算(Push-Over),確保大震下層間位移角滿足規(guī)范要求,同時(shí)根據(jù)分析計(jì)算的結(jié)果,針對性地采取有效的抗震措施。
八、結(jié)構(gòu)分析的主要結(jié)果匯總及比較8.1計(jì)算軟件及計(jì)算模型計(jì)算程序計(jì)算模型主要計(jì)算內(nèi)容SATWE主樓,不帶地下室場地譜小震分析、小震彈性動力時(shí)程分析規(guī)范譜中震分析規(guī)范譜罕遇地震分析MIDAS主樓,不帶地下室場地譜小震分析、小震彈性動力時(shí)程分析規(guī)范譜中震分析規(guī)范譜罕遇地震分析本工程采用的計(jì)算程序?yàn)镻KPM(20111012版)系列的SATWE,采用MIDASBuilding(2012版)有限元軟件進(jìn)行對比分析。SATWE主樓計(jì)算模型為不帶地下室的模型,MIDAS主樓計(jì)算模型同樣為不帶地下室的模型1#、3#樓SATWE計(jì)算模型2#樓SATWE計(jì)算模型1#、3#樓Midas計(jì)算模型2#樓Midas計(jì)算模型8.2主要計(jì)算參數(shù)8.2.1.抗震設(shè)計(jì):1)抗震設(shè)防烈度為7度,地震分組第二組,場地土類別為III類2)結(jié)構(gòu)阻尼比在多遇地震作用下的彈性分析時(shí)取0.05,水平地震影響系數(shù)最大值取0.104。地震作用分別考慮雙向地震作用和質(zhì)量偶然偏心的不利影響,取二者最不利作用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。3)分別采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的振型分解反應(yīng)譜法及動力時(shí)程分析法,并選用較多的振型以充分考慮高階振型的影響。各振型貢獻(xiàn)按CQC組合,豎向力按模擬施工加荷方式計(jì)算。計(jì)算選取振型為24個(gè)。4)對于部分樓層樓板開洞的情況,采取了彈性樓板的假定,以考慮樓板剛度變化對水平力分配的影響。5)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行了多遇地震下補(bǔ)充計(jì)算,彈性時(shí)程分析所取地面運(yùn)動最大加速度為46gal,選取TH1TG055、TH4TG055(天然波)、USER632(人工波),共三條地震加速度時(shí)程。8.2.2.抗風(fēng)設(shè)計(jì):本樓結(jié)構(gòu)屬于對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑,程序計(jì)算結(jié)構(gòu)體型系數(shù)取1.40,風(fēng)振特性根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定計(jì)算,基本風(fēng)壓按50年一遇取0.70kn/m2承載力設(shè)計(jì)時(shí)按基本風(fēng)壓的1.1倍采用,地面粗糙度類別為B類。8.3地震荷載和風(fēng)荷載下SATWE和MIDAS主要計(jì)算結(jié)果比較(1)各樓得到前六階模態(tài)的振動周期結(jié)果列于表8.1。兩個(gè)程序計(jì)算的第一階模態(tài)均為平動,扭轉(zhuǎn)模態(tài)均為第3階,扭轉(zhuǎn)周期與第1平動周期之比均小于0.9,各方向有效質(zhì)量系數(shù)均>90%,均滿足要求。由表8.1可見,SATWE和MIDAS計(jì)算出的周期數(shù)值比較接近,計(jì)算結(jié)果是接近的,說明可以互相校核。(2)各樓地震荷載(反應(yīng)譜法)和風(fēng)荷載下計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)最大響應(yīng)位移結(jié)果列于表8.2,地震荷載和風(fēng)荷載作用下的層位移、層間位移角沿豎向分布情況見圖8.1~8.4。(3)地震荷載和風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的樓層反應(yīng)力、層剪力、層傾覆彎矩見圖8.5~8.10。由圖可見,結(jié)構(gòu)的層剪力沿豎向分布變化比較均勻。表8.1主樓結(jié)構(gòu)模態(tài)信息1#、3#樓樓別程序周期
序號周期
(s)類型X向平動
比例Y向平動
比例扭轉(zhuǎn)
比例扭轉(zhuǎn)
周期比地上結(jié)構(gòu)總重
(KN)有效質(zhì)量
系數(shù)主樓SATWET13.2591X0.820.130.05T3/T1=0.65341395098.62%
(X向)T23.0147Y0.120.870.01T32.1285TORSION0.050.010.94T40.9871X0.960.000.0497.37%
(Y向)T50.7459Y0.010.990.00T60.6398TORSION0.040.000.96MIDASBUILDINGT13.2602X0.860.060.08T3/T1=0.67141646097.95%(X向)T23.0317Y0.080.890.03T32.1910TORSION0.050.000.95T40.9944X0.960.000.0496.64%(Y向)T50.7438Y0.000.990.01T60.6497TORSION0.030.010.962#樓樓別程序周期
序號周期
(s)類型X向平動
比例Y向平動
比例扭轉(zhuǎn)
比例扭轉(zhuǎn)
周期比地上結(jié)構(gòu)總重
(KN)有效質(zhì)量
系數(shù)主樓SATWET13.3088X0.970.000.03T3/T1=0.70251407098.42%
(X向)T23.1517Y0.000.990.01T32.3222TORSION0.030.010.96T41.0442X0.990.000.0197.20%
(Y向)T50.7757Y0.010.920.07T60.6979TORSION0.010.080.91MIDASBUILDINGT13.1354X0.900.020.08T3/T1=0.74050991098.43%(X向)T23.0819Y0.040.930.03T32.3202TORSION0.040.010.95T41.0005X0.970.000.0396.48%(Y向)T50.7678Y0.000.920.08T60.7019TORSION0.020.160.82
表8.2主樓地震荷載(反應(yīng)譜法)和風(fēng)荷載下計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)最大響應(yīng)1#、3#樓結(jié)構(gòu)響應(yīng)最大層間位移角最大層(間)位移
/平均層(間)位移基底剪重比基底剪力X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向SATWE單向地震1/1016(n=16)1/1224(n=30)1.15(n=41)1.04(n=28)2.04%2.37%80819584雙向地震1/988(n=16)1/1112(n=28)1.24(n=41)1.08(n=1)偶偏+5%1/961(n=16)1/1129(n=29)1.20(n=41)1.17(n=1)偶偏-5%1/1077(n=16)1/1205(n=28)1.10(n=41)1.10(n=1)風(fēng)作用1/1327(n=14)1/1268(n=25)1.19(n=41)1.07(n=1)1.7%2.1%71108691MIDASBUILDING單向地震1/1079(n=16)1/1278(n=31)----1.96%2.23%82849402雙向地震1/1064(n=16)1/1199(n=29)1.225(n=41)1.051(n=1)偶偏+5%----1.133(n=41)1.200(n=1)偶偏-5%----1.040(n=41)1.096(n=2)風(fēng)作用1/1382(n=14)1/1269(n=26)----1.70%2.11%704987672#樓結(jié)構(gòu)響應(yīng)最大層間位移角最大層(間)位移
/平均層(間)位移基底剪重比基底剪力X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向SATWE單向地震1/986(n=21)1/1004(n=31)1.13(n=42)1.06(n=7)2.1%2.4%1077312347雙向地震1/984(n=21)1/982(n=31)1.20(n=42)1.14(n=1)偶偏+5%1/941(n=21)1/1107(n=32)1.17(n=42)1.11(n=1)偶偏-5%1/1035(n=21)1/919(n=31)1.09(n=42)1.20(n=5)風(fēng)作用1/1680(n=18)1/1059(n=27)1.14(n=42)1.12(n=1)1.5%2.3%758011749MIDASBUILDING單向地震1/1138(n=21)1/1095(n=31)----2.05%2.32%1022811592雙向地震1/1135(n=21)1/1070(n=31)1.198(n=42)1.169(n=1)偶偏+5%----1.172(n=42)1.155(n=1)偶偏-5%----1.100(n=42)1.21(n=2)風(fēng)作用1/(n=14)1/(n=26)----1.48%2.29%753311700表8.3結(jié)構(gòu)每層每平米重量(KN/m2)層號1#、3#2#128.425.4227.326.4327.724.6418.417.4518.417.4618.417.4718.417.4818.417.4918.417.41018.417.41118.417.41218.417.41318.417.41418.417.41518.417.41618.417.41718.417.41818.417.41918.416.72018.416.72118.416.72217.716.72317.716.72417.716.72517.716.72617.716.72717.716.72817.716.72917.716.73017.716.13117.716.13217.416.13316.516.13417.416.13516.515.83617.414.73716.515.83817.414.73916.515.84017.614.74112.620.642--12.8圖8.11#、3#主樓地震作用下最大位移(SATWE)圖8.21#、3#主樓風(fēng)載作用下最大層位移(SATWE)圖8.31#、3#主樓地震作用下最大層間位移角(SATWE)圖8.41#、3#主樓風(fēng)載作用下最大層間位移角(SATWE)圖8.51#、3#主樓地震作用下最大反應(yīng)力(SATWE)圖8.61#、3#主樓風(fēng)載作用下最大反應(yīng)力(SATWE)圖8.71#、3#主樓地震作用下最大剪力(SATWE)圖8.91#、3#主樓風(fēng)載作用下最大剪力(SATWE)圖8.81#、3#主樓地震作用下最大彎矩(SATWE)圖8.101#、3#主樓風(fēng)載作用下最大彎矩(SATWE)圖8.112#主樓地震作用下最大位移(SATWE)圖8.122#主樓風(fēng)作用下最大位移(SATWE)圖8.132#主樓地震作用下最大層間位移角(SATWE)圖8.142#主樓風(fēng)作用下最大層間位移角(SATWE)圖8.152#主樓地震作用下最大反應(yīng)力(SATWE)圖8.162#主樓風(fēng)作用下最大反應(yīng)力(SATWE)圖8.172#主樓地震作用下最大層剪力(SATWE)圖8.182#主樓風(fēng)作用下最大層剪力(SATWE)圖8.192#主樓地震作用下最大彎矩(SATWE)圖8.202#主樓風(fēng)作用下最大彎矩(SATWE)MIDAS計(jì)算結(jié)果:圖8.211#、3#主樓地震作用X向及Y向下基底剪力(X向8284kN,Y向9402kN,Midas)圖8.222#主樓地震作用X向及Y向下基底剪力(X向10228kN,Y向11592kN,Midas)8.4彈性時(shí)程法分析采用SATWE模塊中的彈性時(shí)程分析法進(jìn)行了多遇地震下補(bǔ)充計(jì)算,彈性時(shí)程分析所取地面運(yùn)動最大加速度為46gal(根據(jù)安評結(jié)果),場地特征周期0.55s,選取TH1TG055、TH4TG055(天然波)、USER632(人工波)共三條地震波進(jìn)行小震彈性時(shí)程分析。(天然波1)TH1TG055(天然波1)TH4TG055(人工波)R632彈性時(shí)程分析計(jì)算的到的各條地震波的基底剪力結(jié)果列于表8.4、表8.5。彈性時(shí)程法分析結(jié)果圖形見圖8.23~8.30。由圖表可見,時(shí)程法計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)響應(yīng)位移,均小于反應(yīng)譜法的計(jì)算結(jié)果。時(shí)程法每條地震波計(jì)算出的底部剪力均大于反應(yīng)譜法結(jié)果的65%,三條地震波計(jì)算出的底部剪力平均值大于反應(yīng)譜法結(jié)果的80%。總體而言,時(shí)程法計(jì)算結(jié)果與反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果基本吻合,頂部部分樓層時(shí)程結(jié)果略大于振型分解反應(yīng)譜法,因此可以采用振型分解反應(yīng)譜法的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),頂部樓層地震力局部相應(yīng)放大。(調(diào)整系數(shù)見表8.7,表8.9)表8.41#、3#主樓小震時(shí)程基底剪力主要計(jì)算結(jié)果(SATWE)時(shí)程工況基底剪力剪重比(%)時(shí)程剪力/安評譜基底剪力TH1TG055VX(kN)5998.21.450.74VY(kN)8237.71.990.86TH4TG055VX(kN)7092.41.710.88VY(kN)8954.72.160.93R632VX(kN)6431.21.550.796VY(kN)8163.31.970.85平均值VX(kN)6507.31.570.805VY(kN)8451.92.040.882表8.52#主樓小震時(shí)程基底剪力主要計(jì)算結(jié)果(SATWE)時(shí)程工況基底剪力剪重比(%)時(shí)程剪力/安評譜基底剪力TH1TG055VX(kN)8086.41.570.75VY(kN)12040.02.340.975TH4TG055VX(kN)9158.11.780.85VY(kN)11904.02.310.93R632VX(kN)9006.71.750.964VY(kN)9772.01.900.79平均值VX(kN)8755.21.810.81VY(kN)11238.82.190.91━━━TH1TG055━━━TH4TG055━━━R632━━━平均反應(yīng)━━━CQC法圖8.231#、3#主樓最大樓層剪力曲線(SATWE)圖8.241#、3#主樓最大層間位移角曲線(SATWE)圖8.251#、3#主樓最大位移曲線(SATWE)圖8.261#、3#主樓最大樓層彎矩曲線(SATWE)圖8.272#主樓最大樓層剪力曲線(SATWE)圖8.282#主樓最大層間位移角曲線(SATWE)圖8.292#主樓最大位移曲線(SATWE)圖8.302#主樓最大樓層彎矩曲線(SATWE)
表8.61#、3#時(shí)程分析的樓層剪力層號TH1TG055TH4TG055USER632X(KN)Y(KN)X(KN)Y(KN)X(KN)Y(KN)411893.427492327.92134.21868.21814.94022953440.93122.12764.72440.62320.53927713972.73860.23303.92945.72748.1383204.54327.24433.33675.833153042.7373606.44885.44927.13965.13612.33522.6364052.65279.25291.543973855.339973545755557.255834803.640584424345104.25684.95777.55154.44169.64745.6335544.55658.35883.95441.74202.84941.5325871.65511.85927.95663.94133.55006.5316064.85301.55881.85820.74101.64944.8306109.85577.25750.55912.44379.34875.22959995752.85549.75955.24865.24977.6285738.958155280.75952.35279.85032.7275587.65764.849575888.75619.25128.6265710.45607.34627.75765.85885.55563.5255810.55350.64449.15608.36086.55940.6245878.950104459.75414.76221.66260.2235911.54655.64420.15170.36294.66617.3225907.94635.64351.84918.76529.46932.6215867.44786424947786722.57171.1205790.44953.84302.54819.96873.57335.1195678.651334568.34751.769817484.4185530.55299.24863.14922.37095.57630.4175766.95585.251865446.77136.77707165991.65957.85523.36030.37175.67719.8156193.36288.55912.46595.17142.97724.71463656627.46359.57138.87062.47675.3136504.3688068307660.87283.87554.3126611.4704673128180.375987747116800.57128.777958683.67885.28125.9106971.67134.78249.39162.88093.88507.997116.47107.88650.59614.78331.78874.787234.27369.28984.410035.58578.29135.877367.98139.29236.810421.18795.69283.367528.98999.89398.610766.88950.29321.5576549804.29469.911068.19012.69302.147743.510520.79462.711329.48957.19398.137867.511373.5937611656.78876.59515.827993.111859.19259.511837.78969.99699.118059.812040.69199.2119049006.79772表8.71#、3#時(shí)程分析的樓層剪力最大值與CQC計(jì)算值的比值層號MAXCQCMAX/CQCX(KN)Y(KN)X(KN)Y(KN)XY41616.3790.1557.69708.571.111.1240131616881199.041533.881.101.10391899.72372.41713.552191.61.111.08382432.12928.52173.192774.341.121.06372854.133002546.583232.911.121.02363212.13555.72884.1636351.110.98353485.73694.831613950.161.100.94343740.33941.83414.0442251.100.93333913.64077.53624.994437.561.080.92324029.14115.63821.674618.891.050.89314085.14269.94001.984767.41.020.90304111.54446.44167.444887.240.990.91294193.34576.84321.724984.60.970.92284287.94660.54467.595065.120.960.92274409.44697.24606.745133.90.960.91264563.74696.54740.7151960.960.90254759.14667.84871.055256.620.980.89244972.84764.34998.715320.820.990.90235098.750425123.85392.931.000.93225143.35340.75246.315476.170.980.98215235.85603.45371.875577.260.971.00205350.45805.55497.4156960.971.02195427.85949.35622.655833.570.971.02185640.260415747.295990.90.981.01175786.76106.45871.656168.10.990.9916586061685996.666364.180.980.97155912.16229.66123.086577.120.970.95145901.16333.56251.256804.330.940.93135811.56478.16381.857043.150.910.92125666.96577.26516.17290.90.870.90115588.26817.16654.877544.560.840.90105757.571476798.047800.420.850.9296021.67453.46944.958054.090.870.9386258.57736.17095.188301.070.880.9376466.87993.97247.888537.360.890.9466642.68225.37400.48759.730.900.945678384287548.638965.160.900.94468888599.67688.919149.950.900.9437017.28808.97892.99395.920.890.9427074.28913.58020.369529.490.880.9417092.48954.78081.129584.710.880.93表8.82#時(shí)程分析的樓層剪力層號TH1TG055TH4TG055USER632X(KN)Y(KN)X(KN)Y(KN)X(KN)Y(KN)42944.11249.5972.9960809834.4411893.427492327.92134.21868.21814.94022953440.93122.12764.72440.62320.53927713972.73860.23303.92945.72748.1383204.54327.24433.33675.833153042.7373606.44885.44927.13965.13612.33522.6364052.65279.25291.543973855.339973545755557.255834803.640584424345104.25684.95777.55154.44169.64745.6335544.55658.35883.95441.74202.84941.5325871.65511.85927.95663.94133.55006.5316064.85301.55881.85820.74101.64944.8306109.85577.25750.55912.44379.34875.22959995752.85549.75955.24865.24977.6285738.958155280.75952.35279.85032.7275587.65764.849575888.75619.25128.6265710.45607.34627.75765.85885.55563.5255810.55350.64449.15608.36086.55940.6245878.950104459.75414.76221.66260.2235911.54655.64420.15170.36294.66617.3225907.94635.64351.84918.76529.46932.6215867.44786424947786722.57171.1205790.44953.84302.54819.96873.57335.1195678.651334568.34751.769817484.4185530.55299.24863.14922.37095.57630.4175766.95585.251865446.77136.77707165991.65957.85523.36030.37175.67719.8156193.36288.55912.46595.17142.97724.71463656627.46359.57138.87062.47675.3136504.3688068307660.87283.87554.3126611.4704673128180.375987747116800.57128.777958683.67885.28125.9106971.67134.78249.39162.88093.88507.997116.47107.88650.59614.78331.78874.787234.27369.28984.410035.58578.29135.877367.98139.29236.810421.18795.69283.367528.98999.89398.610766.88950.29321.5576549804.29469.911068.19012.69302.147743.510520.79462.711329.48957.19398.137867.511373.5937611656.78876.59515.827993.111859.19259.511837.78969.99699.118059.812040.69199.2119049006.79772表8.92#時(shí)程分析的樓層剪力最大值與CQC計(jì)算值的比值層號MAXCQCMAX/CQCX(KN)Y(KN)X(KN)Y(KN)XY42972.91249.5866.341024.611.121.22412327.927491912.462303.581.221.19403122.13440.92461.522988.371.271.15393860.23972.72979.883619.211.301.10384433.34327.23403.034119.521.301.05374927.14885.43800.484579.051.301.07365291.55279.24125.734940.621.281.073555835557.24435.615267.41.261.06345777.55684.94719.875544.151.221.03335883.95658.34980.225773.541.180.98325927.95663.95221.025963.321.140.95316064.85820.75446.626120.981.110.95306109.85912.45660.246253.081.080.952959995955.25872.56370.631.020.93285738.95952.36078.16475.620.940.92275619.25888.76278.376573.660.900.90265885.55765.86474.16670.610.910.86256086.55940.66665.266772.070.910.88246221.66260.26851.56882.720.910.91236294.66617.37032.917006.030.900.94226529.46932.67209.847144.480.910.97216722.57171.17382.217300.080.910.98206873.57335.17549.657474.490.910.981969817484.47712.367668.910.910.98187095.57630.478797893.620.900.97177136.777078045.058140.520.890.95167175.67719.88210.828406.680.870.92157142.97724.78376.528688.850.850.89147062.47675.38543.138984.030.830.85137283.87660.88712.319289.560.840.821275988180.38885.249602.480.860.85117885.28683.69061.879919.010.870.88108249.39162.89241.6510234.330.890.9098650.59614.79424.5910543.240.920.9188984.410035.59610.7510841.010.930.9379236.810421.19798.46111240.940.9469398.610766.89983.7711389.480.940.9559469.911068.110162.0211634.540.930.9549462.711329.410329.9411854.90.920.963937611656.710556.7912128.370.890.9629259.511859.110708.212287.660.860.9719199.212040.610772.9212347.480.850.988.5中震下的補(bǔ)充計(jì)算(不屈服計(jì)算和彈性計(jì)算)因結(jié)構(gòu)高寬比較大,中震作用下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件邊緣會出現(xiàn)拉力,為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)延性和抗剪承載力,采用SATWE補(bǔ)充中震不屈服和中震彈性計(jì)算對底部加強(qiáng)區(qū)予以加強(qiáng),同時(shí)并結(jié)合大震彈塑性分析的結(jié)果對薄弱區(qū)域進(jìn)行加強(qiáng)。1#、3#樓標(biāo)準(zhǔn)層布置圖·2#樓標(biāo)準(zhǔn)層布置圖
1#、3#樓中震不屈服配筋(底層)1#、3#樓中震不屈服配筋(二層)1#、3#樓中震不屈服配筋(三層)1#、3#樓中震彈性配筋(首層)1#、3#樓中震彈性配筋(二層)1#、3#樓中震彈性配筋(三層)
2#樓中震不屈服配筋(首層)2#樓中震不屈服配筋(二層)
2#樓中震不屈服配筋(三層)2#樓中震彈性配筋(首層)
2#樓中震彈性配筋(二層)2#樓中震彈性配筋(三層)
九、靜力彈塑性分析9.1靜力彈塑性分析程序結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下某些部位會發(fā)生屈服甚至破壞退出工作,結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)從彈性進(jìn)入彈塑性,隨著塑性鉸的發(fā)展,結(jié)構(gòu)的剛度不斷退化,阻尼比隨著增加。對這一過程的模擬可以通過近似的靜力彈塑性分析(PUSHUOVER)來實(shí)現(xiàn)。通過這一分析,能夠?qū)Y(jié)構(gòu)在多遇地震下地彈性設(shè)計(jì)進(jìn)行校核,同時(shí)能夠大致確定結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的破壞過程,找到薄弱環(huán)節(jié),從而設(shè)計(jì)能針對性地對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng),保證整體結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)基于性能的抗震設(shè)計(jì)。本次靜力彈塑性分析采用MIDASGEN有限元分析程序來實(shí)現(xiàn)。9.2結(jié)構(gòu)彈塑性靜力分析-Midas9.中、大震作用下采用MIDAS進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析(Pushover分析),在MIDAS/Gen中使用ATC-40(1996)和FEMA-273(1997)中提供的能力譜法(CapacitySpectrumMethod,CSM)評價(jià)結(jié)構(gòu)的抗震性能。水平推覆力分布采用模態(tài)分布形式,通過Pushover法建立結(jié)構(gòu)的能力譜,由規(guī)范反應(yīng)譜變換為結(jié)構(gòu)中、大震作用下的需求譜,找出結(jié)構(gòu)性能點(diǎn)。中震作用下進(jìn)行構(gòu)件性能鉸分析,允許個(gè)別部位出性能鉸,根據(jù)結(jié)構(gòu)根據(jù)塑性鉸所處的狀態(tài),判斷結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否滿足設(shè)定的抗震性能水準(zhǔn)。在大震作用下,根據(jù)性能點(diǎn)時(shí)的結(jié)構(gòu)變形,對以下兩個(gè)方面進(jìn)行評價(jià):a)層間位移角:是否滿足抗震規(guī)范規(guī)定的彈塑性層間位移角限值;b)結(jié)構(gòu)變形:由結(jié)構(gòu)塑性鉸的分布,判定結(jié)構(gòu)薄弱位置。根據(jù)塑性鉸所處的狀態(tài),檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否滿足大震作用性能水準(zhǔn)的要求。9.2本工程計(jì)算模型由MIDASGen接力MIDASBuilding進(jìn)行靜力彈塑性分析。MIDASGen多遇地震計(jì)算并對構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)后,再進(jìn)行Pushover分析。多遇地震計(jì)算考慮風(fēng)荷載和地震作用。地震作用參數(shù)與SATWE一致,采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解反應(yīng)譜方法計(jì)算。9.21)Pushover分析控制荷載最大增幅次數(shù)30。最大迭代/增幅步驟數(shù)30。收斂值0.001。2)定義及分配鉸特性值分類名稱鉸功能鉸類型分配位置梁鉸-混凝土LJ-C彎矩-My,MzFEMA梁端I,J墻鉸QJFx,F(xiàn)y,F(xiàn)z,My,MzFEMA墻上下端I,JPushover地震作用工況名稱側(cè)向荷載模式類型荷載選擇荷載乘數(shù)控制方式控制位移(米)主節(jié)點(diǎn)主方向是否使用初始荷載考慮P-Delta效應(yīng)模態(tài)1(正)(Push-m-x)模態(tài)振型11位移控制0.9該工況下頂層最大位移點(diǎn)DX是否模態(tài)1(負(fù))(Push-m-x-)模態(tài)振型1-1位移控制-0.9"DX""模態(tài)2(正)(Push-m-y)模態(tài)振型21位移控制0.9"DY""模態(tài)2(負(fù))(Push-m-y-)模態(tài)振型2-1位移控制-0.9"DY""加速度1(正)(Push-m-x)加速度加速度9.8位移控制0.9"DX""加速度1(負(fù))(Push-m-x-)加速度加速度-9.8位移控制0.9"DX""加速度2(正)(Push-m-y)加速度加速度9.8位移控制0.9"DY""加速度2(負(fù))(Push-m-y-)加速度加速度9.8位移控制-0.9"DY""初始荷載采用“1.0恒載標(biāo)準(zhǔn)值+0.25活載標(biāo)準(zhǔn)值”(FEMA鉸)。4)需求譜的設(shè)定中、大震需求譜即中、大震設(shè)防階段對應(yīng)的地震作用反應(yīng)譜,按照場地地震安評報(bào)告提供的參數(shù)定義。小震中震大震αmax0.1040.230.55)性能評價(jià)如果結(jié)構(gòu)的位移在目標(biāo)性能范圍內(nèi),則繼續(xù)評價(jià)各構(gòu)件的性能。在MIDASGen中采用與FEMA-273或ATC-40中推薦的方法類似的方法評價(jià)構(gòu)件的性能。如下圖所示構(gòu)件性能狀態(tài)分為若干階段。圖5.7.1構(gòu)件的性能評價(jià)1)各階段解釋:AB段:彈性階段,具有初始剛度。B點(diǎn):公稱屈服強(qiáng)度狀態(tài)。BC段:強(qiáng)度硬化階段,剛度一般為初始剛度的5-10%,對相鄰構(gòu)件間的內(nèi)力重分配有較大影響。對BC段做了更細(xì)致的劃分:IO=直接居住極限狀態(tài)(ImmediateOccupancy)LS=安全極限狀態(tài)(LifeSafety)CP=坍塌防止極限狀態(tài)(CollapsePrevention)C點(diǎn):由公稱強(qiáng)度開始,構(gòu)件抵抗能力下降。CD段:構(gòu)件的初始破壞狀態(tài),鋼筋混凝土構(gòu)件的主筋斷裂或混凝土壓碎狀態(tài),鋼構(gòu)件抗剪能力急劇下降區(qū)段。DE段:殘余抵抗?fàn)顟B(tài),公稱強(qiáng)度的20%左右。2)對比國內(nèi)抗震性能要求,兩者關(guān)系大致如下:A~B段:完好狀態(tài),構(gòu)件承載力按設(shè)計(jì)值控制。B~IO段:基本完好狀態(tài),承載力按不考慮調(diào)整系數(shù)的設(shè)計(jì)值控制。IO~LS段:輕微破壞,承載力按標(biāo)準(zhǔn)值控制。LS~CP段:中等破壞,承載力按極限值控制。CP~C段:接近破壞嚴(yán)重,承載力仍按極限值控制。C~E段:嚴(yán)重破壞。承載力下降。E點(diǎn)以外:喪失承載能力。9.2.4各地震作用工況下的結(jié)構(gòu)靜力推覆圖形及計(jì)算結(jié)果(見第43頁)
9.5結(jié)構(gòu)最大層間位移角大震彈塑性計(jì)算結(jié)果1#、3#樓加載方式X向模態(tài)分布Y向模態(tài)分布M1+M1-M2+M2-模態(tài)1/244(16F1/248(15F1/316(24F1/308(23F加載方式X向加速度常量Y向加速度常量A1+A1-A2+A2-加速度1/344(11F1/340(10F1/414(19F1/411(19F2#樓加載方式X向模態(tài)分布Y向模態(tài)分布M1+M1-M2+M2-模態(tài)1/182(19F1/185(19F1/227(28F1/228(28F加載方式X向加速度常量Y向加速度常量A1+A1-A2+A2-加速度1/272(11F1/266(10F1/365(21F1/359(21F注:①表中僅表示進(jìn)入塑性階段的工況下的位移角。②括號中表示出現(xiàn)最大層間位移角的樓層號(結(jié)構(gòu)實(shí)際樓層號)。③大震彈塑層間性位移角限值為1/100。9.6結(jié)構(gòu)彈塑性計(jì)算基本結(jié)果如下:1#、3#樓加載方式X向Y向M1+M1-M2+M2-模態(tài)中震基本彈性大震塑性中震基本彈性大震塑性中震基本彈性大震塑性中震基本彈性大震塑性2#樓加載方式X向Y向M1+M1-M2+M2-模態(tài)中震塑性大震塑性中震塑性大震塑性中震基本彈性大震塑性中震基本彈性大震塑性9.6.11)本次推覆采用較大的頂點(diǎn)推覆位移,以求基本模擬倒塌推覆全過程。從能力譜曲線可知,在大震性能點(diǎn)之前,位移與基底剪力基本呈線性遞增;曲線越過大震性能點(diǎn)后,仍然有一定的上升空間段,表明在抗倒塌能力上有較大余地。2)推覆橫向荷載加載模式通常有模態(tài)分布,風(fēng)荷載分布,及加速度常量分布等側(cè)向加載模式。本報(bào)告采用模態(tài)分布和加速度常量分布兩種側(cè)向加載模式,以求更全面了解大震下結(jié)構(gòu)性能。經(jīng)過計(jì)算分析可知,在各工況下能力譜曲線均能與需求譜相交得到性能點(diǎn)。3)結(jié)構(gòu)X向Y向布置有一定差別。從荷載位移曲線及得到的性能點(diǎn)參數(shù)及與大震彈塑性層間位移角來看,各棟X向延性要優(yōu)于Y向延性。對于單體來說,1#樓,3#樓剛度較大,大震下層間位移角均較?。?#樓延性較好,大震下層間位移角適中,均滿足規(guī)范1/100的限值要求。4)各棟單體X向和Y向受力特點(diǎn)也有所不同,X方向上剪力墻墻體較少,剪切變形較大,底部幾層個(gè)別剪力墻剪力負(fù)擔(dān)較大,連梁和框架梁為主要耗能構(gòu)件,全樓塑性發(fā)展比較均勻。Y方向上,剪力墻適中,以彎曲變形為主,剛度較好,但因高寬比較大,底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻還是出現(xiàn)較多的塑性變形。因建筑布置原因,消防電梯井甩在主體外側(cè)。從分析結(jié)果來看,這部分墻體及與之臨近的墻體為主要塑性發(fā)展區(qū)域,地震作用下這部分混凝土墻體底部幾層最先進(jìn)入屈服,隨著地震作用的加大,塑性區(qū)有向上部延伸的趨勢。9.6.2從層間位移角曲線可以判斷出結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)剛度均勻變化,豎向不存在薄弱位置。X向最大層間位移角出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中下部位,即16層(1#樓、3#樓)和19層(2#樓)。Y向最大層間位移角出現(xiàn)在中上部位,即23層(1#樓、3#樓)和28層(2#樓)。從性能曲線得知各棟主樓中震下結(jié)構(gòu)整體基本保持彈性(2#樓下X方向?yàn)樗苄裕挥猩倭繕?gòu)件進(jìn)入塑性(主要為連梁、框架梁),且均處于B~IO階段,即基本完好階段。大震下結(jié)構(gòu)塑性有所發(fā)展,位移及整體剛度可控,承載力及延性均有富余。X向因剪力墻較少,底部幾層水平向剪力墻剪力負(fù)擔(dān)較大,局部已接近抗剪承載力。Y向塑性區(qū)域集中在南北剪力墻的翼墻部位及外甩的電梯井,塑性區(qū)域從底部向上部延伸,外甩電梯井大震作用下,拉力較大,引起的損傷和變形進(jìn)一步發(fā)展,局部位置已接近破壞。綜上所述,并結(jié)合高規(guī)JGJ3-20103.11節(jié)關(guān)于性能水準(zhǔn)和性能目標(biāo)的描述可知,小震下完好(性能水準(zhǔn)一);中震基本完好,耗能構(gòu)件輕微損壞(性能水準(zhǔn)二);大震下關(guān)鍵構(gòu)件輕微、輕度損壞,部分構(gòu)件中度損壞,個(gè)別構(gòu)件(外甩電梯井)接近嚴(yán)重?fù)p壞(性能水準(zhǔn)四)。結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)為C級。施工圖設(shè)計(jì)時(shí)我們按照底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻按抗剪彈性,抗彎不屈服進(jìn)行設(shè)計(jì)。9.7結(jié)構(gòu)抗震措施本工程為剪力墻結(jié)構(gòu)體系,抗震性能良好,大震下頂點(diǎn)位移及層間位移角均可控。大震下結(jié)構(gòu)底部塑性有較大發(fā)展,設(shè)計(jì)時(shí)會根據(jù)中震不屈服和中震彈性的計(jì)算結(jié)果對剪力墻配筋予以加強(qiáng),按照受彎不屈服和抗剪彈性進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于受拉區(qū)域的剪力墻墻身(如外置電梯井)應(yīng)增加剪力墻豎向分布筋配筋率,在拉力較大的翼墻和端柱內(nèi)埋置型鋼,以增大墻肢抗彎承載力和延性。同時(shí)對于X方向上底部剪力負(fù)擔(dān)較重的幾片剪力墻除按抗剪彈性復(fù)核配筋外,尚應(yīng)加大水平分布筋配筋率,在豎向施工縫位置增設(shè)豎向插筋或底部墻體增設(shè)斜向鋼筋,以提高大震下抗剪承載力富余。
9.21#、3#Push-m-y工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線模態(tài)2(正)Y向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/316(24F)大震V:21620D:0.364Sa:0.09144Sd:0.2637Teff:3.374Deff:11%*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)3,4鉸分布詳見圖M2+_L
各階段鉸分布情況如下E以外:0.1%C,D~E:0.0%CP~C,D:0.0%LS~CP:0.1%IO~LS:0.1%B~IO:1.9%圖M2+_L1#、3#Push-m-y(負(fù)向)工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線模態(tài)2(負(fù))Y向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/308(23F)大震V:22390D:0.361Sa:0.09125Sd:0.2616Teff:3.364Deff:11.11%*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)3,4鉸分布詳見圖M2-_L
各階段鉸分布情況如下E以外:0.1%C,D~E:0.0%CP~C,D:0.0%LS~CP:0.0%IO~LS:0.0%B~IO:2.2%圖M2-_L
1#、3#Push-a-y工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線加速度2(正)Y向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/414(19F)大震V:29560D:0.2581Sa:0.1205Sd:0.187Teff:2.476Deff:8.788%*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)3,4
1#、3#Push-a-y(負(fù)向)工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線加速度2(負(fù))Y向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/411(19F)大震V:29930D:0.2595Sa:0.122Sd:0.1881Teff:2.467Deff:8.478%*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)3,4
1#、3#Push-m-x工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線模態(tài)1(正)X向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/244(16F)大震V:21630D:0.4Sa:0.08491Sd:0.2844Teff:3.637Deff:12.92%*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)3,4鉸分布詳見圖M1+_L
各階段鉸分布情況如下E以外:0.0%C,D~E:0.0%CP~C,D:0.0%LS~CP:0.0%IO~LS:0.0%B~IO:2.5%圖M1+_L
1#、3#Push-m-x(負(fù)向)工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線模態(tài)1(負(fù)向)X向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/248(15F)大震V:20560D:0.4009Sa:0.08072Sd:0.2851Teff:3.734Deff:14.65%*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)3,4鉸分布詳見圖M1+_L
各階段鉸分布情況如下E以外:0.0%C,D~E:0.0%CP~C,D:0.0%LS~CP:0.0%IO~LS:0.0%B~IO:2.6%圖M1+_L
1#、3#Push-a-x工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線加速度1(正)X向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/344(11F)大震V:26700D:0.2787Sa:01048Sd:0.1982Teff:2.732Deff:10.3%*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)3,4
1#、3#Push-a-x(負(fù)向)工況:側(cè)向加載型式震級能力譜(需求譜)曲線性能點(diǎn)狀態(tài)性能評價(jià)彈塑性層間位移角曲線加速度1(負(fù)向)X向中震Elastic*V-基底剪力(KN)D-位移(m)Sa-加速度譜Sd-位移譜Teff-等效周期Deff-等效阻尼比滿足性能水準(zhǔn)1大震:1/340(10F)大震V:26720D:0.2865Sa:01049Sd:0.2037Te
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