浅析某不规则多层建筑结构抗震分析

（上海天华建筑设计有限公司厦门分公司，福建厦门市，361000）阙 广

1 工程概况

本工程位于某市锡山区，基地北侧为东征路，西侧为东旺路，东侧为承塘路。本工程主要由3栋多层商业楼（1#楼、2-2#楼、3#楼）、1栋多层酒店（2-1#楼）和1座附建式地下车库组成。各单体主要情况如表1。

表1 建筑单体（分区）工程概况

2 抗震分析

2.1 结构体系

1#楼主体采用混凝土框架结构体系。在梁板式结构中，地下室顶板作为上部结构的固定端进行整体结构计算，保证一层范围向外各扩1～2跨（≤20m）的地下室结构相关范围的楼层抗侧刚度大于地上一层抗侧刚度2倍，一层室内楼板厚度不小于180mm。一层顶板室外部分楼板厚度250mm。地上各层主要构件截面如表2所示。

表2 地上各层主要构件截面

为了增强结构抗扭刚度，设计加大了部分边梁、边柱尺寸。

2.2 嵌固端验算

该工程地下室顶板板厚250mm，采用现浇梁板结构体系。地下一层按照从地上结构周边外延2跨且不大于20m，进行侧向刚度计算，与其上一层进行比较，计算结果如表3所示。计算结果显示本工程地下一层刚度与地上一层之比均＞2，满足首层嵌固要求。

表3 楼层剪切刚度

2.3 针对超限情况的抗震设计对策

在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下最大位移比大于1.2，属于扭转不规则，采取如下抗震加强措施：构造上调整抗侧力结构的布置，尽量使结构两方向刚度布置均匀，加强外围构件的刚度，增大结构的抗扭刚度；计算上采用双向地震并考虑偶然偏心计算，使扭转位移比＜1.4，Tt/T1≤0.9。四层开口处的地板厚度为130mm以上，中庭连廊的地板厚度为150mm以上，双层双向筋，配筋率不小于0.25%；同时，补充楼板应力分析，满足小震作用下混凝土板主应力不小于混凝土强度标准值，中震作用下钢筋不屈服。结构四层局部竖向构件转换，竖向抗侧力构件不连续，将转换构件的抗震等级提高一级，提高后抗震等级为一级，并进行性能设计，性能目标为D，将转换构件定义为关键构件，并满足中震不屈服，大震不超过中度损坏的要求。

3 小震弹性分析主要结果

3.1 结构分析软件

本工程在进行结构整体计算基础分析程序时均采用了北京盈建科软件有限责任公司编制的建筑结构分析软件YJK-A（2.0.3版本）。在这个项目中，我们使用空间框架单元来模拟梁、柱、支撑等杆构件，使用壳单元来模拟承重墙、弹性地板和转换梁。对楼板该程序可以考虑刚性楼板及弹性楼板的不同假定情况。作为特别不规则多层结构，本工程同时采用 PMSAP（2010版）程序进行分析计算。pmsap在程序整体架构上具有通用性，在墙体单元、楼层单元的结构及功率计算方面采用了先进的研究成果和完整的设计功能。

3.2 整体结构计算结果汇总

3.2.1 楼层质量分布

YJK、PMSAP计算得出的结构重量，汇总如表4所示。

表4 结构重量

3.2.2 楼层剪力及倾覆弯矩

楼层底部总剪力与倾覆弯矩汇总如表5所示。

表5 楼层底部总剪力与倾覆弯矩

3.2.3 轴压比

竖向构件轴压比如表6所示，均满足规范要求。

表6 轴压比

4 罕遇地震下的弹塑性静力分析

4.1 分析模型

按照规范要求的“大震不倒”的抗震设防目标，为避免地震作用下结构薄弱部位较早破坏导致严重后果，对该项目进行了Pushover弹塑性静力分析，分析采用YJK软件。罕遇地震影响系数按照规范取0.5，特征周期取0.5s。结构弹性状态阻尼比0.05。本项目地上首层嵌固，对整体结构进行静力弹塑性分析。加载方式采用层剪力加载形式分析。

4.2 罕遇地震下抗倒塌验算

采用层剪力加载形式时，当X向推覆力达到119352.9kN时，结构达到推覆性能点，此时楼层最大层间位移角为1/208；当Y向推覆力达到115736.1kN时，当结构达到覆盖性能点时，最大层间位移角为1/208，均满足框架结构弹塑性层间位移角的1/50，能满足大震不倒的抗震目标。

5 结语

采用YJK、PMSAP程序对整体结构进行了抗震、抗风验算，分析计算结果比较吻合，并能很好地满足规范要求。尽管部分由于单元模型、计算概念不尽相同，计算结果在数值上存在差异，但均在工程设计上可以接受的范围内。采用了以性能为基础的抗震设计方法，对整体结构性能标准设定为D，还改善了重要部件的性能标准。根据分析结果表明结构能够满足抗震性能的目标要求。

通过以上计算分析和针对不规则处采取相应的抗震加强措施，本工程的抗震性能能满足规范要求，也满足建筑的使用要求，设计方案是可行的、安全的。