某超高层塔楼结构抗震性能分析.docx

某超高层塔楼结构抗震性能分析 【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，为特殊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、承载力等均能满意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。为特殊不规则结构，属超限高层建筑工程。 该塔楼抗震设防烈度为8度，类场地，设计地震分组第一组。 1.3 主要结构构件尺寸及材料 该项目楼盖均采纳现浇一般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 101150。裙房框架梁截面尺寸 200x650400x800，框架柱截面尺寸 600x600800x800；转换层框支柱截面尺寸为800x12001200x2200，落地剪力墙厚200800，框支梁截面尺寸600x15001200x2200。标准层剪力墙厚 200300，框架梁截面尺寸 200x400200x 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；610层混凝土强度等级，梁、板为C30，框架柱及剪力墙为C50；1120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纳型钢混凝土，钢材材质为Q345B。 2. 塔楼抗震性能目标 按现行设计规范，综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特别性、建立费用、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 分别采纳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max 按中震取值，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纳设计值，荷载作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数RE的取值均同小震，采纳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纳标准值，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。依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，设计满意要求。 3.3罕遇地震作用分析 依据现行设计规范要求，在罕遇地震作用下，应采纳弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。该塔楼采纳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。 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意不大于1/120的限值要求。对应性能点时，结构整体上处于比较稍微损坏状态，一般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，部分比较严峻损坏。针对极少数落地剪力墙发生剪切破坏的状况，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实力和变形实力。 4. 结论 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“特殊不规则结构”。 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，能够满意“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”的设防目标。 参考文献 1 GB 50011-2022 建筑抗震设计规范S.北京：中国建筑工业出版社，2022. 2 JGJ3-2022 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，2022. 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，2022. 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页