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公寓塔楼结构抗震设计
文章对深圳某公寓塔楼的结构抗震设计进行设计时采用ETABS、SATWE软件进行整体计算,补充了弹性时程分析分析、结构性能化设计,确保结构的平安使用。
1工程概况
该工程工程位于深圳,塔楼总建筑面积为56000m2。×。塔楼地上42层,第1~5层为商业配套使用,20层及35层为避难设备层,其余楼层主要功能为住宅公寓;地下4层,主要功能为商业、停车库及设备用房,。
根据标准,本工程的设计使用年限为50年,结构平安等级为二级,结构重要性系数γo=。抗震设防类别为标准设防类,抗震设防烈度为7度。设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。,,反响谱特征周期Tg=,。根据地震平安性评价报告,小震标准反响谱小于安评报告提供的反响谱。因此,小震设计采用安评报告提供反响谱进行计算分析,中震、大震参数仍按照标准取用。
2结构选型与布置
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。根据本工程岩土工程勘察报告,主要为竖向承压控制,本工程采用人工挖孔桩根底,桩端持力层为中风化花岗岩层,,桩端持力层天然湿度单轴抗压强度为18MPa。~。
。地下室核心筒底板厚3000mm,非核心筒区域底板厚1000mm,侧壁厚度为600~800mm,顶板采用普通钢筋混凝土梁板楼盖。
。由于本工程所处地区风荷载较大并起主导作用,因此满足提高结构的抗侧刚度是关键,所以综合考虑,本工程采用框架-核心筒结构体系。
外框架体系将作为有效承重体系,大局部竖向荷载通过轴力的方式向下传送,而混凝土核心筒除了承受竖向荷载外,其主要功能是提供了强大的抗侧力刚度。外框柱采用型钢混凝土柱,提高了外框架的延性,同时提高承载力,有效的减小了截面尺寸,提高了建筑使用效率。
3结构整体计算
根据规程要求,体型复杂、结构布置复杂的高层建筑结构,应至少采用两个不用的结构分析软件进行整体计算。本工程采用SATWE
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和ETABS分别进行计算。经计算、比照两个结构模型的总质量、振型、周期、基底剪力等主要指标,ETABS与SATWE两个程序的计算结果根本吻合。
从表1的比较结果可见,计算结果较为接近,结构的主要振型以平动为主,,满足?规程?的要求。
计算结果说明,%,%。满足标准要求。
4时程分析
地震动地面加速度时程曲线从安评报告相关部门提供的人工模拟曲线及地震波数据库〔二类场地Tg=~〕的实际记录时程曲线中挑选,这些时程曲线相对应的反响谱曲线〔〕与安评报告提供的场地反响谱的比照方以下图所示。这此时程曲线经小震分析后所得的小震下〔63%超越概率〕的基底剪力与振型分解反响谱法所得的基底剪力比照方下表所示。地震波的峰值加速度取值为35cm/s2〔小震〕。
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根据?抗震标准?采用时程分析法,应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线。本工程采用1条人工波加2条天然波〔双向记录〕对结构进行时程分析。
时程计算结果说明:〔1〕通过地震波时程分析并标准谱比照,说明地震波的选取满足标准关于基底剪力的要求。〔2〕由于反响谱不能考虑高阶振型的影响,局部楼层时程分析得到的地震力大于反响谱结果,故对顶部的地震力进行放大处理。
5性能化设计
综合考虑本工程地处7度区,且为超B级超限高层建筑,设定其结构总体按性能目标为C级。
中震阶段的内力计算采用弹性方法,用SATWE分别进行中震弹性设计、中震不屈服设计。经过对外框柱进行承载力分析,分析说明底部加强区的外框柱满足中震弹性的要求,非底部加强区的外框柱满足中震不屈服的承载力要求。外框柱在中震作用下不存在拉力。剪力墙构件底部加强区满足中震抗拉不屈服、抗剪弹性要求,剪力墙无需配置型钢。
大震阶段的内力计算采用等效弹性方法,用SATWE进行大震不屈服设计。大震不屈服设计结果说明:在大震作用下,外框柱未开裂,满足性能化要求,墙体通过墙内钢骨的调整,
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根本满足大震墙体抗拉、抗剪性能设计要求。
综合上述分析结果,本工程结构构件的抗震性能水准可到达预期的目标。
6加强措施
结构除了高度超限,其它不规那么性整体不超限,因此核心筒可采用一级抗震等级,外框柱采用一级抗震等级。同时对底部加强区的关键竖向构件进行抗弯中震不屈服和抗剪中震弹性设计。最后对底部剪力墙进行大震的受拉受剪复核,以保证大震不倒的目标。
核心筒在底层厚度为900mm,底部加强区使用型钢混凝土剪力墙,增加延性及满足轴压比要求。对底部加强区的关键剪力墙构件进行中震不屈服验算,提高在中震作用下的抗拉及抗剪性能。
针对外框柱,除了满足一级抗震等级的构造,同时保证大、中震到达较高的性能要求。,经调整后,外框柱的承载力进一步提高。
针对连梁,连梁构件是重要的耗能构件,设置钢骨会使连梁的耗能性能减弱,因此设置连梁钢骨的准那么:保证风荷载作用下连梁构件不超筋,同时由于地震作用的引起超筋,连梁可以不专门设置钢骨。
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7结语
本工程采用框架-核心筒结构,经计算分析、合理设计,结构可到达C级抗震性能目标。
内容总结
〔1〕公寓塔楼结构抗震设计
文章对深圳某公寓塔楼的结构抗震设计进行设计时采用ETABS、SATWE软件进行整体计算,补充了弹性时程分析分析、结构性能化设计,确保结构的平安使用
〔2〕中震阶段的内力计算采用弹性方法,用SATWE分别进行中震弹性设计、中震不屈服设计
〔3〕经过对外框柱进行承载力分析,分析说明底部加强区的外框柱满足中震弹性的要求,非底部加强区的外框柱满足中震不屈服的承载力要求