基底剪力(kN)
4435.73
3826.15
均满足《高规》3.3.13及5.1.13条。说明振型数已经选够。该结构体系可以保证整体稳定性,且重力二阶效应的影响可不计。
⑵ PMSAP计算结果与SATWE相近。
3)、位移
⑴ SATWE计算
位移比计算结果满足《高规》4.3.5条,在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不大于该楼层平均值的1.5倍。在Y方向的地震及风荷载作用下的⑥轴处的位移比偏大,但小于1.5。说明该侧的抗扭刚度略显不足,在施工图设计中将加大该侧的柱、梁配筋等构造措施。楼层层间最大位移与层高之比满足《高规》4.6.3条的限值。
⑵ PMSAP计算结果与SATWE相近,均满足《高规》4.3.5及4.6.3条。
4)、楼层刚度比 SATWE计算及PMSAP计算结果满足《高规》4.4.2条,说明结构体系竖向布置比较规则,无结构薄弱层。
4、弹性时程分析
用SATWE进行了结构的弹性动力时程分析,根据场地周期Tg相近原则选用地震波为TAF-2、LAN4-2及LAN6-2,三条地震加速度时程曲线的最大值为18cm/s2,其中LAN4-2及LAN6-2的地震力放大系数为1.3,则每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不小于振型分解反应谱法(CQC)求得的底部剪力的65%,多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应得谱法求得的底部剪力的80%,见表2。
表2 弹性时程分析底部剪力表 (单位:kN)
TAF-2
LAN4-2
LAN6-2
平均值
CQC
比值
X向
4132.3
3105.2
3342.1
3526.5
4435.7
0.80
Y向
3612.6
2589.2
2995.0
3065.6
3826.2
0.80
时程分析结果曲线见图2(仅给出各层最大位移,最大反应弯矩曲线,其他略)。由曲线可知,动力时程反应值(各层最大位移,最大层间位移角,最大反应力,最大反应剪力,最大反应弯矩)这五项指标均小于规范反应谱法(CQC)的计算值,说明SATWE的整体计算设计是安全的。该结构体系无薄弱层。
图2 弹性时程分析曲线图
5、结论
本工程为竖向规则,平面有一项超限不规则的超限高层。依据《高规》要求进行了两个不同程序软件计算对比,计算结果无异常,周期、位移、剪重比、刚重比等重要参数结果均满足高规及抗震有关要求。并依据高规进行了弹性时程分析,时程分析结果该结构体系无薄弱层,五个动力时程反应值的曲线均在CQC包络线之内,说明用反应谱法(SATWE的CQC法)设计是安全的[3]。
为体现抗震设防目标三水准(小震不坏,中震可修,大震不倒)的要求,高层建筑抗震设计是通过“两阶段设计”来实现的,即除在第一阶段多遇地震(超越概率63%)下采用弹性反应谱法进行结构承载力及弹性侧移验算外,对超高层及特殊高层尚宜进行第二阶段抗倒塌的结构弹塑性变形验算。因本工程仅为平面有一项超限的普通高层,所以仅进行了第一阶段设计,(可以满足第一、第二水准的抗震要求)。对于第三水准设计目标则通过概念设计等构造措施来达到此要求。本工程采用了框剪结构,由延性较好的框架,抗侧力刚度较大的剪力墙和有良好耗能性能的连梁所组成,具有多道抗震防线,从国内经受地震后震害调查表明,框剪结构确为一种抗震性能很好的结构体系[4]。SATWE及PMSAP软件的计算结果也证实了本工程采用框剪结构体系,结构布置,截面尺寸等是合理的,当然由于本工程有一项不满足平面不规性,所以对于边缘的剪力墙、框架梁、柱需进一步加强构造措施,严格控制轴压比,加大配筋。对于楼板开洞处,平面转角(阴角)处,顶层大开间等结构薄弱处均需加强构造措施。以保证结构体系的设计三水准目标及其经济、合理性。
[1] 中国建筑科学院研究院,JGJ3-2002,J186-2002,高层建筑混凝土结构技术规程,中国建筑工业出版社,2002年.
[2] 中国建筑科学研究院,GB50011-2001,建筑抗震设计规范,中国建筑工业出版社,2001年.
[3] 赵西安,现代高层建筑结构设计,信捷职称论文写作发表网,上册,科学出版社,2000年,206-255.
[4] 方鄂华,高层建筑钢筋混凝土结构概念设计,机械工业出版社,2004年,219-221.