单位文秘网 2022-02-15 08:05:41 点击: 次
【摘要】某超高层塔楼为框支-剪力墙结构,扭转不规则且竖向抗侧力构件不连续,转换层位于四层,属高位转换,为特别不规则超限高层建筑结构。主要介绍该结构的抗震概念设计及抗震性能目标,完成了结构整体受力性能分析、不同性能目标所需求的结构构件承载力验算。计算结果表明,结构整体性能、承载力等均能满足抗震性能目标的要求。
【关键词】超高层结构;高位转换;性能目标
1. 工程概况
1.1 项目概况
本项目位于西安城区未央路与龙首路十字东北角,地处未央区中心,集商业、住宅、酒店及车库配套设施为一体的大型商业综合体,总建筑面积28.7万m2。综合体由3座30层高层住宅塔楼、5座29层高层住宅塔楼、1座27层高层酒店、4层商业裙房和3层地下室组成。地下3层局部设有3个核6常6级二等人员掩蔽所。本文所述为29层8#住宅塔楼。
1.2 结构概况及超限判别
该塔楼为框支-剪力墙结构。其结构高度为96.800m,属B级高度高层建筑;考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2,且竖向抗侧力构件不连续,转换层位于4层,属高位转换。为特别不规则结构,属超限高层建筑工程。
该塔楼抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地,设计地震分组第一组。
1.3 主要结构构件尺寸(单位:mm)及材料
该项目楼盖均采用现浇普通钢筋混凝土梁板结构体系。地下室顶板厚180,转换层板厚200,标准层楼板厚 100~150。裙房框架梁截面尺寸 200x650~400x800,框架柱截面尺寸 600x600~800x800;转换层框支柱截面尺寸为800x1200~1200x2200,落地剪力墙厚200~800,框支梁截面尺寸600x1500~1200x2200。标准层剪力墙厚 200~300,框架梁截面尺寸 200x400~200x 600。
地下3层~4层混凝土强度等级,梁、板为C30,框支柱、框架柱及剪力墙为C50;转换层梁、板、柱、剪力墙混凝土强度等级均为C50;6~10层混凝土强度等级,梁、板为C30,框架柱及剪力墙为C50;11~20层混凝土强度等级,梁、板为C30,框架柱及剪力墙为C40;21层以上梁、板、框架柱及剪力墙混凝土强度等级均为C30。
本工程结构中框支柱采用型钢混凝土,钢材材质为Q345B。
2. 塔楼抗震性能目标
按现行设计规范(《建筑抗震设计规范》[1]及《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》[2]JGJ3-2010),综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素后,该塔楼抗震性能目标定为C级 。
3. 结构计算分析
3.1多遇地震作用分析
分别采用SATWE 和MIDAS BUILDING软件对该塔楼结构进行分析,考虑双向地震的扭转偶联效应,并考虑偶然偏心的影响。
3.2 中震不屈服、中震弹性承载力验算
转换梁、转换柱按中震弹性设计。地震影响系数最大值αmax 按中震(2.8倍小震)取值,不考虑地震组合内力调整系数,构件的承载力计算时材料强度采用设计值,荷载作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数γRE的取值均同小震,采用SATWE进行分析设计。分析结果表明,框支柱、框支梁均保持弹性状态。
底部加强区剪力墙按中震不屈服设计。构件的承载力计算时材料强度采用标准值,其他分析参数同中震弹性。分析结果表明,部分连梁出现了抗弯和斜截面受剪承载力不足。根据中震下的结构性能目标,允许部分构件进入非弹性工作阶段和开裂,设计满足要求。
3.3罕遇地震作用分析
根据现行设计规范要求,在罕遇地震作用下,应采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。该塔楼采用PKPM之PUSH&EPDA进行结构罕遇地震作用下的弹塑性静力推覆分析(Push Over Analysis,简称POA)。
以上分析结果表明,8#塔楼X方向和Y方向的弹塑性层间位移角均满足不大于1/120的限值要求。对应性能点时,结构整体上处于比较轻微损坏状态,普通竖向构件部分中度损坏,关键构件轻度损坏,耗能构件中度损坏,部分比较严重损坏。针对极少数落地剪力墙发生剪切破坏的情况,施工图设计过程中将对这些墙体适当加厚并提高配筋率,保证竖向构件在罕遇地震作用下具有良好的承载能力和变形能力。
4. 结论
(1) 该塔楼存在扭转不规则、高位转换和超A级高度等若干不规则性,属于“特别不规则结构”。
(2) 多遇地震、中震、罕遇地震下结构抗震性能分析结果表明,该塔楼结构布置、构件截面尺寸选择合理有效,能够满足“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”的设防目标。
参考文献
[1] GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2] JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3] 西安未央印象城高层建筑工程超限设计可行性论证报告[R].深圳:深圳市中航建筑设计有限公司,2013.
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