浅谈某住宅超限结构抗震性能设计

【摘要】本项目为126米剪力墙结构的超限高层住宅，采用SATWE及ETABS进行弹性时程分析，EPDA&PUSH进行弹塑性分析，同时用ETABS进行楼板应力分析。通过分析得出结构能满足抗震性能设计的要求，可供同类工程参考。

【关键词】超限结构；弹塑性分析；性能设计

1、工程概况

本工程位于佛山市夏西良沙路，由5栋41层的超高层住宅楼及周围裙楼组成，其中5#楼建筑高度最高126米，抗震设防烈度7度，设防地震分组第一组，场地类别Ⅱ类，特征周期0.36s（安评报告数据），中震和大震的特征周期按规范取用，抗震设防分类为丙类。因5#高度超过A级高度，同时具有多项不规则，根据相关规范要求需要做超限结构设计审查。

2、结构体系

5#结构采用剪力墙结构，结构的主要抗侧力构件为剪力墙，主要设置在电梯间核心筒、东西两侧以及部分内隔墙位置，以提供结构的抗侧及抗扭刚度。首层架空层由于建筑使用需要，层高大于其上标准层。为了减少楼层刚度突变，同时保证竖向抗侧力构件抗剪承载力无太大突变，设计中对各栋底部的剪力墙都作了加厚处理，墙厚为300～450mm。 楼盖体系均采用现浇钢筋混凝土梁板体系，整体性良好。

3、抗震性能设计

按照国内现行抗震设计规范，要求建筑结构采用三水准进行抗震设防，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，结合本工程情况，经与建设单位协商， 5#楼性能目标定为D级，见表3.1：

表3.1结构构件抗震性能目标.

3.1多遇地震性能设计

多遇地震结构计算考虑偶然偏心地震作用，双向地震作用，扭转耦联及施工模拟3，且进行弹性时程分析。选取II类场地上两组实际强震记录TH2TG035波和TH3TG035波，以及一组人工模拟的场地波进行弹性时程分析，并对分析结果进行放大调整，以确保平均底部剪力不小于振型分解反应谱法结果的80%，每条地震波底部剪力不小于反应谱法结果的65%。各条时程地震波时程分析结果中的层间位移角曲线形状均较相似，但架空层部分斜率较大，反映出由于本工程各栋架空层层高较高导致侧向刚度突变，为保证满足“抗规”第3.4.2条侧向刚度规则性要求，需特别增大该部分的竖向构件刚度，并在设计中适当加强该部位构件的配筋。

3.2设防地震性能设计

对设防烈度地震（中震）作用下，除普通楼板、次梁以外所有结构构件的承载力，按中震不屈服计算，不考虑规范规定的构件内力增大、调整系数。根据规范提供的地震影响系数和阻尼比。个别墙在中震作用下出现屈服，部分楼层的个别连梁、框架梁的配筋需求比多遇地震作用下的需求要高，仅小部分连梁和框架梁出现屈服情况。对于剪力墙底部加强区出现抗弯屈服时，通过调整其截面尺寸或竖向分布钢筋配筋率加强至1.2%，调整后重新进行中震不屈服计算，经过结构分析计算，满足设防地震作用下抗震性能设计目标。

3.3罕遇地震性能设计

按规范要求的“大震不倒”的抗震设防目标，采用PUSHOVER程序对建筑物在罕遇地震作用下进行静力弹塑性推覆分析。加载顺序与水平荷载竖向分布模式

分两步进行加载。第一步为施加重力荷载代表值，并在后续施加水平荷载过程中保持恒定。第二步为逐步施加竖向分布模式为倒三角形的水平荷载。

在罕遇地震作用下，性能点处各层弹性位移角最大值均小于1/120，符合《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，建筑物可实现“大震不倒”的抗震设防目标。结构在加载开始时，极少数连梁出现损伤，在性能点处时6层以下剪力墙主要在底部推覆的受拉一侧出现小面积的损伤，与其相交的同推覆向的墙也同时出现一些损伤，但未有连续发展的情况出现。为确保结构中震可修，在5层楼面以下根据中震计算结果适当增加墙体配筋率，底部墙体分布筋配筋率增加0.6%，并适当增加1-5层结构梁配筋，增加结构延性，避免屈服破坏。

结语：

本工程虽然超过A级高层建筑适用高度，但结构形式比较简单、体型规则，我们在设计中充分利用概念设计方法，对关键构件采取了加强措施，保证结构能满足抗震性能設计的要求。

参考文献：

[1]建筑抗震设计规范-（GB50011-210）.中国建筑工业出版社.

[2]高层建筑混凝土结构技术规程-（JGJ3-2010）.中国建筑工业出版社.

作者简介：

王春志，广东华方工程设计有限公司。