【摘要】 本文結(jié)合工程實(shí)例,對一向少墻復(fù)式高層混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震及風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)彈性分析、設(shè)防烈度地震作用分析、罕遇地震作用分析,提出結(jié)構(gòu)超限抗震加強(qiáng)措施,為類似工程研究提供借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】一向少墻結(jié)構(gòu);超限;性能化設(shè)計;彈塑性分析
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
18.
近年來,為了滿足戶型的需要,建筑專業(yè)設(shè)計了一種一向少墻的復(fù)式高層混凝土結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)不利于抗震,容易超限?,F(xiàn)根據(jù)工程實(shí)例,進(jìn)行抗震受力分析,并提供結(jié)構(gòu)超限抗震加強(qiáng)措施。
1、工程概況
某項目某戶型為T8型(25F),1層地下室,層高3.45m,首層層高4.6m,其它層高3m,建筑總高度從室外地面算起屋頂高度76.6m。
根據(jù)《詳細(xì)勘察報告》,地震時場地相對穩(wěn)定,適宜建造該擬建工程。
50年重現(xiàn)期風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值W0=0.8KN/㎡;100年重現(xiàn)期風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值Wo=0.88KN/㎡。場地的抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計地震分組為第二組,場地建筑場地類別為Ⅱ類?;镜卣饎臃逯导铀俣戎禐?.10g,基本地震動加速度反應(yīng)譜特征周期為0.40s。
2、結(jié)構(gòu)抗震超限類型
根據(jù)建質(zhì)[2015]67號文《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》制定的《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點(diǎn)》,對規(guī)范設(shè)計結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的條文進(jìn)行檢查。通過逐條檢查可以看出,本工程為一般規(guī)則性超限(扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,凹凸不規(guī)則,局部不規(guī)則)及嚴(yán)重不規(guī)則性一條超限(抗扭剛度弱),需報超限高層建筑抗震設(shè)防專項審查。
3、抗震設(shè)計性能目標(biāo)
4、多遇地震及風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)彈性分析
根據(jù)《高規(guī)》第5.1.13條規(guī)定,應(yīng)采用兩個不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體計算。本工程采用YJK和SATWE兩個軟件進(jìn)行計算。計算結(jié)果均滿足規(guī)范要求,未出現(xiàn)原則性沖突或矛盾的結(jié)果,表明計算結(jié)果是可信的,同時說明結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件尺寸基本合理。通過以上分析,我們認(rèn)為本工程結(jié)構(gòu)布置和受力形態(tài)基本合理,各部分構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)多遇地震下滿足性能水準(zhǔn)1要求。
5、設(shè)防烈度地震作用分析
(1)在設(shè)防烈度的地震作用下(=0.23時),經(jīng)中震彈性驗算,關(guān)鍵構(gòu)件滿足性能目標(biāo)。
(2)在設(shè)防烈度的地震作用下(=0.23時),經(jīng)中震不屈服驗算,耗能構(gòu)件滿足性能目標(biāo)。
(3)在設(shè)防烈度的地震作用下(=0.23時),經(jīng)中震不屈服驗算,普通豎向構(gòu)件滿足性能目標(biāo)。
結(jié)果表明按小震結(jié)果設(shè)計,按規(guī)范采取構(gòu)造加強(qiáng)措施,可以保證在中震作用下,滿足規(guī)范“中震可修”的抗震設(shè)防目標(biāo),基本能夠保證中震作用下性能水準(zhǔn)4的目標(biāo)。
6、罕遇地震作用分析
(1)大震作用下位移角均能滿足規(guī)范限值的要求。
(2)大震作用下T8(25F)個別墻體出現(xiàn)輕微剪切損壞外,其余均未出現(xiàn)剪切損壞。
(3)大震作用下墻體混凝土未出現(xiàn)受壓損壞,鋼筋也未出現(xiàn)較大塑性變形。
(4)大震作用下較少連梁損壞較嚴(yán)重,施工圖時通過適當(dāng)增大箍筋配置量,連梁的縱筋配置時考慮部分樓板鋼筋作用,盡量減小連梁縱筋,確保連梁不發(fā)生剪切破壞。
(5)綜合上述分析,T8(25F)剪力墻采取加強(qiáng)措施后,本項目大震作用下各類構(gòu)件能夠滿足本報告所設(shè)定的抗震性能目標(biāo)。
7、結(jié)構(gòu)超限的抗震加強(qiáng)措施
按規(guī)范要求及性能要求,設(shè)定抗震等級及構(gòu)造要求:
(1)采用兩個不同力學(xué)模型的空間分析程序YJK、PKPM對結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性內(nèi)力分析,采用MIDAS對結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性分析,充分驗證了本工程在各種受力狀態(tài)下的各項指標(biāo)基本滿足國家規(guī)范要求。施工圖設(shè)計主要構(gòu)件(落地剪力墻、連接薄弱區(qū)樓板、連梁等)取各程序計算得到的不利結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計。
(2)本工程各棟樓從首層至屋面層,每間隔一層現(xiàn)澆混凝土樓板數(shù)量較少,剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)約束邊緣構(gòu)件向上延伸2層,跨越樓板不連續(xù)的中間樓層。
(3)對連接薄弱部位樓板采取加強(qiáng)措施。本項目各棟樓從首層至屋面層,每間隔一層核心筒與相鄰周邊豎向構(gòu)件通過水平構(gòu)件(樓板和連梁)相連,其連接樓板是否能有效傳遞水平力的受力性能尤為重要,設(shè)計中這部分連接樓板作了加強(qiáng)構(gòu)造,樓板厚度取150mm,雙層雙向拉通配置配筋率不小于0.5%鋼筋。
(4)本工程周期比超出《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》第3.4.5條限制要求,因建筑專業(yè)對戶型室內(nèi)功能的使用要求,結(jié)構(gòu)外圍X水平方向不允許設(shè)置結(jié)構(gòu)墻柱及梁,因此結(jié)構(gòu)抗扭剛度較弱,為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)水平向的抗剛剛度,結(jié)構(gòu)外圍相關(guān)范圍內(nèi)樓板板厚200-250mm,并設(shè)置800-2000寬與板厚同高的暗梁,暗梁面筋拉通,且暗梁所在范圍內(nèi)的剪力墻設(shè)置約束/構(gòu)造邊緣構(gòu)件,暗梁面筋與剪力墻邊緣構(gòu)件豎向縱筋按節(jié)點(diǎn)平衡的原則配置抗彎性能相匹配的鋼筋,增強(qiáng)剪力墻面外抗彎性能。
作者簡介:
朱漢繽(1981.06-),性別:男,籍貫:廣東河源,民族:漢,最高學(xué)歷:本科,目前職稱:建筑工程管理中級,研究方向:結(jié)構(gòu)設(shè)計管理方向。