工程概况:
此项目位于广东省中山市,地下1层,地上共32层,总高度144.6m,结构类型为部分框支剪力墙结构,其中第2层楼面为转换层楼面。场地抗震设防烈度为7度,设计分组为第1组,设计基本地震加速度为0.10g,场地类别为Ⅲ类。抗震等级:三层及三层以下为一级,三层以上为二级。
建筑物标准层结构布置如下图所示:
对于本构模型,混凝土受压考虑SAENZ曲线,忽略混凝土受拉能力;钢筋采用理想弹塑性曲线。
PUSH分析参数设置如下图所示:
采用构件承载力极限值进行计算,材料强度取平均值。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010(2015版))附录C第C.1.1条,取钢筋,混凝土强度变异系数分别为0.06,0.10,则混凝土强度fm/fk=1.20,钢筋强度fm/fk=1.10。
参考广东省标准《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》(DBJ/T 15-151-2019)附录D第D.3.1条的Kent-Scott-Park模型及常规Mander模型,对于约束混凝土强度延性提高系数,取1.20。
参考美国应用技术委员会编制的《混凝土建筑抗震评估和修复》(ATC-40),构件塑性铰的位移限值如图1。其中,取B=0.70,IO=0.75,LS=0.85,CP=0.95,C=0.99,D=1.1.,E=1.30。
图1 构件塑性铰的位移限值
分析结果表明,塔楼能够达到罕遇地震下的性能目标,在0°、90°、180°、270°方向最大弹塑性层间位移角均小于规范限值1/65,满足抗震性能目标。结果如表6.5.5及图6.5.4-2~6.5.4-5所示。
如图6.5.5-6~6.5.5-13所示,分别为0°、90°、180°、270°在性能点的出铰情况。
以0°推覆作用为例,结构的性能点出现在第62计算步。
观察梁出铰过程,在第19计算步时,结构小部分梁开始屈服,进入B-IO段;在第32计算步,进入CP点以后的梁逐渐增多;到第62计算步(性能点),约34%的结构梁出现塑性铰。
观察柱出铰过程,在第23计算步,开始有边框住部分进入B-IO段;在第34计算步,进入CP点以后的柱逐渐增多,到第62计算步(性能点),约22%的结构柱出现塑性铰。
观察墙破坏情况,在性能点时并无墙元钢筋应变破坏。在第62计算步(性能点),底部个别落地剪力墙出现屈服,进入C-D段全楼墙肢约93%保持在A-B段。
从图中可以看出结构的构件的破坏主要集中在楼梯、电梯间以及端部剪力墙的受拉边,表现为受拉破坏;其他各层的剪力墙也都出现不同程度的受拉损伤;部分连梁及框架梁出塑性铰。
针对推覆结果,设计采取以下加强措施:底部加强区剪力墙竖向水平分布筋的配筋率不小于0.3%,约束边缘构件及构造边缘构件之间设两层过渡层,适当提高楼梯、电梯间处边缘构件纵筋配筋率。
图6.5.4-1 0° 向Pushover分析参数设置示意图
表6.5.4 大震作用下计算结果对比
推覆方向 参数 | 0° | 90° | 180° | 270° |
最大弹塑性层间位移角 | 1/77 | 1/80 | 1/75 | 1/67 |
附加阻尼比 | 16.1% | 15.8% | 16.4% | 14.0% |
性能点所在步 | 62 | 77 | 36 | 94 |
大震基底剪力(kN) | 41577 | 40830 | 41173 | 33136 |
中震反应谱基底剪力(kN) | 21191 | 21179 | 21000 | 18084 |
大震/中震基底剪力之比 | 1.96 | 1.92 | 1.96 | 1.83 |