某养老院竖向体型收进复杂高层抗震设计

某养老院竖向体型收进复杂高层抗震设计

陈钟坤

身份证号码：440513199311215511

摘要:  对竖向体型收进高层结构进行设计，按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第4.3.4条要求补充弹性时程分析计算，因上部结构刚度突然降低，其收进部位形成薄弱部位，因此在收进的相邻部位采取更高的抗震措施。

关键词:  竖向体型收进  弹性时程分析

一、工程概况

某市综合养老院项目，地上6层，带一层开敞式地下室，结构设计工作年限为50年，建筑结构安全等级为一级，γo=1.1，采用框架结构体系，框架结构抗震等级为一级，基本风压为0.75kN/㎡，地面粗糙度按B类，设防烈度为7度（0.15g），场地类别为II类，设计地震分组为第一组。本工程为重点设防类（乙类），设计基本地震加速度值为0.15g；多遇地震水平地震影响系数最大值为0.12，设防地震水平地震影响系数最大值为0.34，罕遇地震水平地震影响系数最大值为0.72，反应谱特征周期T=0.35s(罕遇地震时为0.40s)，结构阻尼比为0.05(罕遇地震时为0.07)。

二、 结构分析

本工程采用YJK进行整体分析，结构计算考虑偶然偏心地震作用、双向地震作用、扭转耦联。嵌固部位在地下室底板基础面，地震作用计算按7度（0.15g），抗震措施按8度（0.3g），整体计算主要控制性计算结果见下表：

1# 指标汇总

三、 补充结构的弹性时程分析

裙楼高度8m，结构总高度27m，收进高度大于20%，收进尺寸大于25%，属于竖向体型收进“尺寸突变”的复杂高层建筑，需补充小震弹性时程分析。

时程分析参数:地震加速度最大值：55cm/s2，按高规要求选择二条人工波+五条天然波共七条波，地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的5倍和15s，地震波的时间间距可取0.01s或0.02s。

                             时程法层间剪力与CQC法计算结果比较

                              多条波平均值与CQC法计算结果比较

当前主方向： 0.0 度

层号  塔号  时程法剪力     CQC法剪力      比值           放大系数               

7     1     1754.722       1608.719       1.091          1.091         

6     1     2413.106       2463.591       0.980          1.000         

5     1     2867.725       3012.157       0.952          1.000         

4     1     2994.674       3419.159       0.876          1.000         

3     1     3508.084       3834.453       0.915          1.000         

2     1     4223.385       4723.926       0.894          1.000         

1     1     4756.857       5196.420       0.915          1.000         

0.0°时全楼放大系数值为：1.091

当前主方向： 90.0 度

层号  塔号  时程法剪力     CQC法剪力      比值           放大系数               

7     1     1986.250       1684.159       1.179          1.179         

6     1     3028.821       2644.554       1.145          1.145         

5     1     3567.714       3294.008       1.083          1.083         

4     1     3783.867       3771.054       1.003          1.003         

3     1     4087.052       4225.074       0.967          1.000         

2     1     5101.428       5165.903       0.988          1.000         

1     1     5787.129       5791.697       1.001          1.000         

90.0°时全楼放大系数值为：1.179

弹性时程分析结果:

(1)时程分析结果满足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%。

(2)弹性时程分析的楼层剪力平均值大于规范反应谱结果，在设计中已对该楼层的计算内力进行放大处理。

(3)楼层位移曲线以弯曲型为主，位移曲线光滑无突变，反映结构侧向刚度较为均匀；7条波层间位移平均值均大于1/550。

四、结论及采取措施：

1、在风荷载及地震作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。

2、柱的轴压比均符合《建筑抗震设计标准》GB/T50011-2010(2016年版)的要求。

3、按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.7.3条的要求。

4、满足《高层建筑凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.4.5条关于复杂高层建筑结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比A级高度高层建筑不应大于 0.85的要求。

5、满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.4.5条关于不规则建筑各楼层的竖向构件最大水平位移不应大于该楼层平均值的 1.4倍的规定。

6、满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.5.2条关于高层建筑相邻楼层的侧向刚度变化的规定。

7、满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第 3.5.3条关于楼层层间受剪承载力不宜小于相邻上一层的80%的规定。

8、满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.4.4条关于结构整体稳定性的规定。

9、水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力均按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第4.3.12条的规定进行调整。

10、上部收进结构的底部楼层层间位移角均小于相邻下部区段最大层间位移角的1.15倍。

11、采取措施：竖向体型收进复杂高层建筑结构，按高规5.1.13条采用弹性时程分析法进行补充分析，对楼层剪力进行放大处理。按高规10.6.2、10.6.3、10.6.5条采取加强措施，收进楼层板厚150mm，双层双向配筋，配筋率大于0.25%，体型收进部位上下各二层塔楼周边框架柱抗震等级提高一级，即由一级提高到特一级。偏心收进的裙楼周边框架柱采取配筋加强措施。

参 考 文 献：

1.高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2010).中国建筑工业出版社.

2.建筑抗震设计标准(GB/T50010-2010).中国建筑工业出版社.

3.建筑结构荷载规范(GB 50009-2012).中国建筑工业出版社.