河南中核五院设计研究有限公司 郑州 450052
摘要：某超限高层商业办公楼建筑平面结构具有平面凸凹不规则、楼板局部不连续及扭转不规则等特点，运用通用PKPM SATWE（3.2）和盈建科（YJKS2.0.0）两种不同结构设计计算软件进行了结构在多遇地震作用下的分析对比，应用SATWE（V3.2版本）进行弹性时程分析，并将计算结果与振型分解反应谱法的计算结果相比较，保证结构分析的全面性，确保结构安全可靠。进行了结构在罕遇地震作用下的弹塑性分析。利用有效的抗震性能设计，提高了结构的安全性，实现了结构抗震性能目标。
关键词：平面不规则；超限；楼板不连续；抗震性能化设计；结构分析
1.工程概况
本文以2#楼为分析对象，结构平面为L形，（图2）本项目结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，各塔楼抗震设防分类为丙类。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15 g，地震分组为第二组，场地类别为Ⅲ类，场地特征周期 Tg=0.45 s。按《建筑结构荷载规范》[1]，取值为0.45 kN/m2，承载力设计时风荷载效应放大系数为1.1，地面粗糙度为B类。基础设计等级为甲级。建筑高度97.900m。
2.1小震弹性分析
小震下弹性分析软件采用STAWE进行计算并采用盈建科（YJK）对STAWE结果进行复核，计算结果表明两种软件计算的结构自振周期基本一致，周期值及分布规律合理，两种软件计算结果中的周期、位移角，质量结果差异均为超过5％，证明两种计算结果吻合较好。结构具有较好的抗扭刚度，SATWE及YJK计算的第一扭转周期与第一平动周期的比值均满足规范不超过0.90要求。
2.2弹性时程分析
根据《抗规》5.1.2每条时程曲线计算的底部剪力不小于振型分解反应谱法计算的65%，平均值不小于振型分解反应谱法计算的80%，满足规范要求。弹性时程分析的楼层剪力值大部分小于反应谱计算结果，设计时采用CQC法计算结果。
3.中震作用分析
框架剪力墙结构在地震作用下，根据《高规》3.11.3-3要求，对于 A 级高度建筑在抗震性能设计标准的规定，要满足地震作用下关键承载竖向构件和底部加强区满足“中震不屈服”的要求，同时满足斜截面处于 “中震弹性”的要求。计算结果表明中震不屈服作用下部分受拉剪力墙拉应力较大，普通配筋剪力墙无法满足要求。拟采用钢板剪力墙，剪力墙拉应力全部由钢板承担。根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》将受拉墙肢的抗震构造措施提高至特一级。对所有抗拉墙肢的竖向配筋均进行不同程度的加强。
4.罕遇地震弹塑性静力分析
通过罕遇地震弹塑性静力时程分析，沿 X 方向作用点的最大层间位移角最大值为 1 /194；沿 Y 方向作用点达到 1 /182。两个方向层间位移角均满足规范规定，结构整体抗侧力构件的最大弹塑性变形值都小于规范规定的最大弹塑性变形限值，对于结构抗震性能分析及其所对应的各加载步下塑性铰出现的情况，可以发现两个方向框架与墙均出现铰，而且铰实现了在罕遇地震下均未整体屈服，只出现了局部的屈服破坏。
5.结论
1、本工程存在扭转刚度弱、平面凸凹不规则、楼板局部不连续多项不规则情况的超限高层建筑。通过采取取小震分析、中震分析、大震弹塑性时程分析，从结构整体及构件层面对结构进行了抗震性能分析。可供同类项目参考。
2、小震下采用PKPM和YJK两种不同软件对比分析，经计算得到结构周期、位移、刚度、剪重比等各类设计关键指标进行比较各指标差异均在合理范围内，且均满足规范要求。同时对小震下的结构采用弹性时程分析进行补充计算，时程分析属于小样本计算，而阵型分界反应谱法属于大样本分析，时程分析的结果应符合阵型分解反应谱法的规律，采用时程分析发重在发现结构设计的规律性问题，找出阵型分解反应谱法无法发现或者难以发现的问题，发现结构的薄弱部位和刚度突变部位等。通过罕遇地震下弹塑性分析，结构罕遇地震下的弹塑性层间位移角均满足规范要求，通过荷载步下塑性铰的出现的情况，可以发现两个方向框架与墙均出现铰，而且铰实现了在罕遇地震下均未整体屈服，只出现了局部的屈服破坏，可以实现“大震不倒”的设防目的。
参考文献
[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范（2016年版）.
[2]建质[2015]67号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》.
[3] JGJ 3-2010，高层建筑钢筋混凝土结构技术规程.
[4]陈 勤，夏熙尧，胡 涛，梁 立，杨 丹某不规则超限高层住宅抗震分析与设计[ J]建筑技术开发2018年9月，第45卷第17期.
[5] 陈少锋，某多项不规则超限高层结构设计[ J]科技向导 2013.22期.
论文作者:路杰,卢帅明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/8/23
标签：结构论文; 塑性论文; 不规则论文; 两种论文; 位移论文; 弹性论文; 周期论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;