某高烈度地区超限框架-核心筒结构关键技术措施分析

来源:用户上传      作者:

　　摘    要：本文就天水市（8度区0.3g）某超限框架-核心筒结构工程实例，通过对该结构进行计算分析，总结了笔者在高烈度区超限高层设计中的相关经验及关键技术措施方法。
　　关键词：高烈度，超限框架-核心筒，结构措施
　　1  工程概况
　　本工程实例位于天水市秦州区玉泉镇，该工程为1幢地上22层的单体建筑，1～4层为商业办公，5～22层为loft公寓层高5.4m，主楼房屋高度99.6m，属B级高度的高层建筑，结构体系为框架-核心筒。该场地抗震设防烈度为8度（0.3g），场地特征周期为0.40s，设计地震分组为第二组。50年基本风压Wo=0.35kN/m2，地面粗糙度为C。抗震设防类别：丙类
　　结构核心筒平面布置情况如图1。
　　2  超限相关结构分析
　　（1）多遇地震作用，采用两个软件对比分析，主要计算结果基本相近，各控制指标均满足规范限值的要求，除个别剪力墙连梁截面抗剪强度不够或超筋外，其他构件基本无超筋超限，主要受力构件配筋适中，结构布置合理。
　　（2）弹性时程分析。从计算结果看，在侧向力作用下的侧向位移曲线呈弯剪型，位移曲线以弯曲型为主，曲线光滑无突变，结构侧向刚度较为均匀，均小于CQC法计算结果。
　　（3）设防烈度（中震）。采用SATWE软件按等效弹性方法进行构件承载力验算，地震影响系数最大值取0.68，连梁刚度折减系数0.5，阻尼比5%，构件抗震等级四级，抗剪弹性时材料强度取设计值，抗弯不屈服时材料强度取标准值。底部加强部位剪力墙满足中震抗剪弹性、抗弯不屈服的要求。中震下考虑双向水平地震作用的墙肢平均其名义拉应力计算值如表1所示。
　　（4）罕遇地震作用（大震）。此时地震影响系数最大值1.20，特征周期为0.45s，阻尼比为7%，连梁刚度折减为0.3，不考虑风荷载和偶然偏心的影响，梁刚度不放大，周期不折减。同样对不满足受剪截面控制条件的剪力墙边缘构件中加设型钢，计入型钢后底部加强部位剪力墙满足大震截面控制条件，保证大震时不会发生剪切脆性破坏。
　　3  对于名义拉应力超限的相关结构措施。
　　通过以上结构分析可知，该结构主要超限问题为：
　　（1）部分核心筒墙体在中震下考虑双向水平地震作用下墙肢平均名义拉应力超过两倍混凝土抗拉强度标准值，即[δt0>2ftk]。
　　根据《全国超限高层抗震审查技术要点》要求：中震时双向水平地震下墙肢全截面
　　由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力，且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值（可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用），全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5时可按比例适当放松。即可以按下式进行考虑：
　　[δt0=NtA0=NtAc+EsEcAc]
　　因此，本工程根据该技术要点要求，通过设置型钢来满足名义拉应力超限情况，其具体情况详见上图及表格计算内容。
　　（2）核心筒部分墻体在大震作用下，截面不满足受剪截面验算。
　　根据JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第4性能水准的要求，结构在罕遇地震作用下，部分竖向构件进入屈服阶段，其受剪截面应符合下式：
　　[VGE+V*Ek≤0.15fckbh0]
　　不考虑钢筋及型钢作用
　　[（VGE+V*Ek）-（0.25fakAa+0.5fspkAsp）≤0.150.15fckbh0]
　　考虑钢筋及型钢作用
　　将对即不满足名义拉应力要求有不满足受剪截面要求的墙肢，通过设置型钢即可以满足名义拉应力超限情况，由不可以考虑折算截面受剪要求。而对于仅仅不满受剪截面要求的墙肢，按照上式要求计入部分型钢作用使墙肢受剪满足规范要求。
　　4  设计经验总结
　　本文以上部分主要对高烈度地区超限高层关键性技术措施进行了实例分析，主要就中震和大震情况下核心筒剪力墙超限情况的具体措施进行了总结。高烈度地区的超限高层的超限情况及主要问题与难点如下：（1）应采用结构抗震性能设计，合理选取性能目标及水准。（2）多软件结构弹塑性计算分析，应合理选取计算模型和计算参数，包括地震波的正确选取。（3）结构的平面及竖向不规则项计算分析要求。（4）复杂结构（如大底盘多塔、连体结构、转换层及错层结构、巨型结构体系等）计算分析。
　　参考文献：
　　[1] GB 50011—2010.建筑抗震设计规范[S].
　　[2] JGJ 3—2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].
　　[3] 建质[2015]67号，《全国超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，北京.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15263798.htm