福州某超高層住宅多遇地震動力時程分析中采用PKPM及盈建科計算的結(jié)果比較

吳昊

中元（廈門）工程設計研究院有限公司（361000）

福州某超高層住宅多遇地震動力時程分析中采用PKPM及盈建科計算的結(jié)果比較

吳昊

中元（廈門）工程設計研究院有限公司（361000）

根據(jù)我國建筑抗震設計規(guī)范的相關(guān)要求，對福州世茂南通項目的超限高層1#、5#～7#樓進行動力時程分析。采用了PKPM和盈建科作為計算軟件，對多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的整體抗震性能進行分析，包括層間位移角等等多項結(jié)構(gòu)指標都進行了計算，并比較這兩款目前常用結(jié)構(gòu)軟件的計算結(jié)果。

多遇地震；動力時程分析；PKPM；盈建科

0 引言

本工程擬建的福州世茂南通項目場地位于福建省福州市南通鎮(zhèn)上洲村內(nèi)，內(nèi)容為住宅，地上3～ 48層，地下一層，總建筑面積231 446.68 m2。地上總建筑面積：187 213.81 m2，地下建筑面積：44 232.87 m2。

這里述及的四棟48層（1#、5#、6#、7#樓）超高層住宅，層高均為2.9 m，房屋高度為141.10 m，平面尺寸為44.5 m×18 m。以下結(jié)合此項目擬建的超高層住宅做動力時程分析。

1 結(jié)構(gòu)特點

本項目4棟超高層住宅采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)形式，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10 g，設計地震分組為第三組，設計特征周期值為0.65 s，抗震設防類別為丙類，建筑場地類別為Ⅲ類。建筑結(jié)構(gòu)標準層平面布置見圖1。

圖1 標準層結(jié)構(gòu)平面布置圖

2 多遇地震動力時程分析

2.1 規(guī)范相關(guān)要求

《建筑抗震設計規(guī)范》5.1.2條第3款規(guī)定，特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和表5.1.2-1所列高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.4條第3款規(guī)定，7度建筑高度>100 m的高層建筑結(jié)構(gòu)，應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算。

2.2 地震波的確定

1 #、5#、6#、7#樓：按規(guī)范要求，選取5條天然波和2條人工波。其中天然波的選用，采用雙頻段選波方法，控制Tg及T1在限定的上下區(qū)間范圍內(nèi)，反應譜的差值不超過10%。

經(jīng)過試算，采用TH4TG055、TH1TG065、TH2TG065、TH1TG075和TH2TG075作為實際選用的天然波，采用RH1TG065、RH3TG065作為實際選用的人工波。見圖2。

圖2 規(guī)范譜與多條地震波譜對比圖

通過對比可知，7條時程波平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比，在對應于結(jié)構(gòu)主要振型周期點上相差不大于20%（T1點為10%，T2點為10%，T3點為9%），滿足規(guī)范在統(tǒng)計意義上相符的要求。

2.3 計算結(jié)果對比

取用上述多條地震波進行計算，PKPM的SATWE程序和盈建科分別給出了具體的結(jié)果，采用列表的方式進行羅列和對比如下：

2.3.1 基底剪力的比較

SATWE和YJK彈性時程分析與反應譜分析基底剪力（kN）比較見表1。

由表1對比結(jié)果可知，每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力均不小于振型分解反應譜法計算結(jié)果的65%，3條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不小于振型分解反應譜法計算結(jié)果的80%。

表1 SATWE和YJK彈性時程分析與反應譜分析基底剪力（kN）比較

表2 SATWE與YJK彈性時程分析與反應譜分析最大層間位移角比較

2.3.2 最大層間位移角的比較

SATWE與YJK彈性時程分析與反應譜分析最大層間位移角比較見表2。

由表2對比結(jié)果可知，層間位移的時程分析計算結(jié)果與反應譜分析結(jié)果基本相同，且滿足規(guī)范1/ 1 000的要求。

2.3.3 最大樓層位移角的比較

將時程分析得到的樓層位移計算結(jié)果，與反應譜分析（CQC法）結(jié)果進行對比，結(jié)果如圖3、圖4所示。

圖3 SATWE最大樓層位移比較

圖4 YJK最大樓層位移比較

3 結(jié)論

根據(jù)以上分別對兩個方向的樓層剪力、樓層位移、層間位移等結(jié)果對比，反應譜分析結(jié)果：X向基本大于時程分析計算所得平均值，Y向基本大于時程分析計算所得平均值，故反應譜分析中的地震影響系數(shù)曲線的取值是安全的。承載力設計時取各向包絡值進行設計計算。

從樓層最大位移及層間位移的曲線可以看出，該結(jié)構(gòu)并無薄弱樓層。

通過樓層剪力及層間位移計算結(jié)果的對比，SATWE的時程分析結(jié)果與YJK結(jié)果基本一致。