1、簡析某復(fù)雜高層（辦公式公寓樓）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    簡析某復(fù)雜高層（辦公式公寓樓）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2011-05-04 08:29 來源：未知 瀏覽次數(shù)： 關(guān)鍵字： 公式,公寓樓,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),辦,高層,某,復(fù)雜,簡析,簡析某復(fù)雜高層（辦公式公寓樓）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)韓磊一、工程概況本工程位于貴州省貴陽市，北鄰延安西路，東靠新建路。為包括超高層綜合樓、高層辦公式公寓樓及商業(yè)裙房、高層住宅樓的城市綜合體。 二、結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)與分析1、主要設(shè)計(jì)參數(shù)1.1設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)本工程抗震設(shè)防烈度為6度，基本地震加速度0.05g，第一組。II類場地，特征周期=0.35s。計(jì)算地震作用時(shí)，采用GB50011

2、-2001規(guī)定的地震影響系數(shù)曲線，多遇地震下地震影響系數(shù)最大值采用0.04，設(shè)防烈度地震下地震影響系數(shù)最大值采用0.115，罕遇地震下地震影響系數(shù)最大值采用0.28。結(jié)構(gòu)阻尼比取0.05。辦公式公寓樓的辦公塔樓部分抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類），公寓樓裙房部分抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類（乙類），裙房抗震措施按7度要求設(shè)置。1.2目標(biāo)多遇地震作用下承載力及剛度完好，按非性能設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定；設(shè)防烈度地震作用下關(guān)鍵部位承載力基本完好，裙房收進(jìn)層及上下兩層1-4軸框架柱承載力按不計(jì)抗震等級(jí)調(diào)整地震效應(yīng)的設(shè)計(jì)值復(fù)核；罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不傾覆，結(jié)構(gòu)整體塑性變形不大于5倍彈性位移限值。2、結(jié)構(gòu)分析主要結(jié)果匯總

3、及比較2.1分析軟件本工程結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用SATWE和PMSAP程序。SATWE Ver2006.10 中國建筑科學(xué)研究院CAD工程部；PMSAP Ver2006.10 中國建筑科學(xué)研究院CAD工程部；2.2 主要分析參數(shù)說明抗震設(shè)防烈度為6度，II類場地，特征周期=0.35s。分別采用振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程法計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)，為充分考慮高階振型影響，振型數(shù)滿足有效質(zhì)量系數(shù)不小于90%，各振型貢獻(xiàn)按CQC組合。彈性時(shí)程分析取地面運(yùn)動(dòng)最大加速度為18gal，在場地土周期0.35g的加速度時(shí)程庫中選取一條人工加速度時(shí)程RH1TG03，兩條實(shí)測加速度時(shí)程TH1TG03、TH2TG03。對(duì)樓面不連續(xù)或較大

4、樓板缺失部位采用局部彈性樓板假定進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析，充分考慮樓板剛度變化較大對(duì)水平作用分配的影響。結(jié)構(gòu)嵌固部位設(shè)置在地下室頂板，頂板板厚控制不少于180mm，同時(shí)控制地下室與底層側(cè)剛比不少于2.0倍?？紤]到填充墻材料為蒸壓加氣混凝土砌塊，周期折減系數(shù)取0.80。結(jié)構(gòu)水平作用以風(fēng)荷載控制為主，連梁剛度折減0.8。3、結(jié)構(gòu)主要?jiǎng)恿μ匦约胺磻?yīng)譜法主要結(jié)果分析各種程序的結(jié)構(gòu)輸入總信息，各層的質(zhì)量分布，周期特性、地震力和位移均詳見附錄。其他主要結(jié)果整理和說明如下：辦公式公寓樓 主要分析結(jié)果匯總表SATWE PMSAP 周期 周期 X平動(dòng)比例(%) Y平動(dòng)比例(%) 扭轉(zhuǎn)比例(%) 周期 X平動(dòng)比

5、例(%) Y平動(dòng)比例(%) 扭轉(zhuǎn)比例(%)T1 2.87 64 28 8 2.70 65 27 8T2 2.55 30 70 0 2.40 31 69 0T3 2.03 6 2 92 1.94 10 6 84T扭/T平 0.71 0.72結(jié)構(gòu)總重力 (kN) 1901968 1901966有效質(zhì)量系數(shù)(%) 96.98%(X) 94.96%(Y) 96.79%(X) 94.87%(Y) 嵌固端剛度比(下/上) 3.88(X) 2.18(Y) 4.00(X) 2.17(Y)層剛比最小值（本層/上層） 0.95(X) 0.83(Y) 0.95 (X) 0.83(Y) 樓層抗剪承載力比最小值（本層/

6、上層） 1.00(X) 1.00(Y) 1.00 (X) 1.00(Y)最大層間位移 X向地震 1/ 2629 1/ 2993Y向地震 1/2414 1/ 2799X向風(fēng) 1/ 7843 1/ 9122Y向風(fēng) 1/ 2304 1/ 2931扭轉(zhuǎn)位移比 X向 1.31 1.27Y向 1.34 1.40基底水平作用/結(jié)構(gòu)總重力 X向地震 0.60 % 0.61%Y向地震 0.60 % 0.61%X向風(fēng) 0.23 % 0.24%Y向風(fēng) 0.56% 0.55%底部總傾覆力矩（kNm） X向地震 332731 345200Y向地震 348853 338980X向風(fēng) 154623 148677Y向風(fēng) 43

7、7495 401377柱、墻體最大軸壓比 柱： 0.85 墻：0.56 柱： 0.84 墻：0.56底層框架柱傾覆彎矩百分比 45.1%(X) 39.0%(Y) 46.0%(X) 41.4%(Y)兩個(gè)程序計(jì)算得到的第1階模態(tài)均為X向平動(dòng)，第2階模態(tài)均為Y向平動(dòng)，扭轉(zhuǎn)模態(tài)均為第3階，扭轉(zhuǎn)周期與第1階平動(dòng)周期之比滿足要求，且兩個(gè)程序分析結(jié)果比較接近。有效質(zhì)量系數(shù)大于90%，滿足要求。地震作用最大層間位移角1/1955，風(fēng)荷載下主體結(jié)構(gòu)最大層間位移角1/1116，滿足規(guī)范要求。由于結(jié)構(gòu)周期較長，最小剪重比0.7%，略小于6度區(qū)推算最小剪重比0.80%，但結(jié)果尚在合理范圍之內(nèi)。墻柱最大軸壓比0.80左

8、右，滿足規(guī)范要求。兩個(gè)程序計(jì)算結(jié)果比較接近，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。4、彈性動(dòng)力時(shí)程主要分析結(jié)果3條時(shí)程曲線計(jì)算的結(jié)構(gòu)響應(yīng)位移與振型分解反應(yīng)譜結(jié)果比較接近。時(shí)程的結(jié)構(gòu)平均響應(yīng)僅少數(shù)樓層略大于反應(yīng)譜結(jié)果，其余均小于反應(yīng)譜結(jié)果。位移響應(yīng)曲線基本光滑無突變，僅出屋面小塔樓處因鞭梢效應(yīng)，有位移響應(yīng)突變，說明豎向剛度變化平緩。時(shí)程計(jì)算樓層剪力分布曲線光滑無突變，底部剪力均大于振型分解反應(yīng)譜法下的65%，3條時(shí)程曲線計(jì)算得到的底部剪力平均值大于振型分解反應(yīng)譜法下的80%，滿足規(guī)范相應(yīng)要求。三、超限對(duì)策和結(jié)構(gòu)抗震性能綜合評(píng)價(jià)本工程底部8層層高較大，底部豎向構(gòu)件截面作了適當(dāng)加強(qiáng)，按剪切剛度分析，無剛度突變，從

9、時(shí)程分析的結(jié)果看，結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)沿豎向分布較均勻，樓層剪力也沒有突變，本工程無薄弱層，地震作用下耗能無明顯集中部位，振型分解反應(yīng)譜結(jié)果能安全可靠的適用于本工程。本工程嵌固端設(shè)置于地下室頂板，地下室共四層，地下一層剛度滿足嵌固端要求。地下室頂板局部有覆土，板面高差1.15米，地下室右側(cè)設(shè)有22米寬下層式廣場，地下室頂板設(shè)有采光天窗，出入口坡道處樓板連續(xù)性也不完整。為保證水平作用傳遞連續(xù)性，洞口周邊樓板加厚為250mm，坡道周邊另設(shè)置剪力墻，并加強(qiáng)坡道板厚度，樓板高差處加大梁高，并采用梁側(cè)向加腋等措施。本工程綜合樓框架柱截面較大，加強(qiáng)地下室頂板框架梁截面高度及配筋，使梁柱節(jié)點(diǎn)梁端截面實(shí)際受彎承載力

10、與柱盡量接近。鑒于地下室頂板開洞及豎向構(gòu)件截面較大，本工程雖嵌固于地下室頂板，地下室抗震構(gòu)造措施做適當(dāng)加強(qiáng)，除地下一層外，地下二層抗震構(gòu)造措施也加強(qiáng)為同上部結(jié)構(gòu)。公寓樓在裙房屋面處立面收進(jìn)達(dá)55%，屬超限判別中的豎向尺寸突變。對(duì)于立面收進(jìn)層，該層樓板的厚度加厚20mm，配筋率適當(dāng)加強(qiáng)(增加10以上)，并采用雙層雙向配筋。收進(jìn)部位的豎向構(gòu)件的配筋適當(dāng)加強(qiáng)，加強(qiáng)的范圍向上、向下各延伸二層。由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選取了較為合理的結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置，具有明確的豎向荷載傳遞路線，合理的風(fēng)荷載及地震作用傳遞途徑，具有必要的承載力、剛度、良好的變形和耗能能力。對(duì)結(jié)構(gòu)的薄弱處采取了有效的構(gòu)造加強(qiáng)措施，從而減小了不規(guī)則帶來的不利影響，使得結(jié)構(gòu)仍具有良好的抗震性能，具有多道抗震防線，具有合理的剛度和承載力分布，避免出現(xiàn)明顯薄弱部位。結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性相近，兩個(gè)主軸方向的第一自振周期的比值小于0.8。結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可控，位移比不大于1.4，扭轉(zhuǎn)模態(tài)與平動(dòng)模態(tài)周期比不大于0.8。計(jì)算結(jié)果滿足現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的要求。兩個(gè)程序的計(jì)算結(jié)果基本一致，只是由于程序在某些方面處理方法在概念上不盡相同，計(jì)算結(jié)果在數(shù)值上存在一定差異，但均在工程上可接受的范圍內(nèi)。參考文獻(xiàn)：1高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE、PMSAP和FEQ使用說明.2鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)