某超高層住宅剪力墻結構的彈性動力時程分析

白 羽 邱建慧

(1.吉林大學建設工程學院，吉林 長春 130026； 2．中國建筑第八工程局有限公司大連分公司，遼寧 大連 116021)

某超高層住宅剪力墻結構的彈性動力時程分析

白 羽1,2邱建慧1

(1.吉林大學建設工程學院，吉林 長春 130026； 2．中國建筑第八工程局有限公司大連分公司，遼寧 大連 116021)

在總結已有研究成果及設計工程的基礎上，以某一超高層剪力墻住宅建筑為依托，結合國家相關規范及規定，對本超限結構進行了抗震性能化設計及對結構進行了彈性動力時程分析，并根據時程分析結構對反應譜結果進行了修正調整，為相關高層住宅剪力墻彈性時程設計與研究提供了設計分析方法參考及依據。

超高層住宅，剪力墻,抗震性能化設計,彈性動力時程分析

0 引言

隨著國家城鎮化進程逐步加快，城市用地愈發緊張。人們的生存離不開衣食住行，而“住”尤其重要。為了滿足社會需求，高層住宅越來越多的應用到城鎮建設中。一般設計中，超高層剪力墻結構包括框—剪結構、純剪力墻結構、框—筒結構和筒體剪力墻。根據住宅的使用特殊性及國家相關規定，超高層住宅結構從形狀上呈寬扁形式，結構的“高寬比”較大。因此在設計中，高超層辦公、公寓、酒店等建筑一般采取框筒結構形式，超高層住宅采取純剪力墻結構形式，本文所研究的超高層住宅剪力墻結構即為純剪力墻結構形式。因此剪力墻結構形式在超高層住宅中被廣泛使用，探討超高層住宅剪力墻的結構設計與研究具有社會意義和經濟效益。

1 工程概況

本建筑項目地上53層，地下3層，標準層層高為3.15 m，結構地上總高度166.85 m。總面積51 744 m2，戶數為205戶。結構采用鋼筋混凝土剪力墻結構，第3層設置型鋼混凝土轉換構件，托起上部框架柱。

本工程建筑三維效果圖見圖1。

2 動力時程分析

本工程超過目前國內有關規范規定的要求較多，為保證工程安全、經濟適用，在設計中從結構體系、構件等采取增強措施，制訂合理的性能化設計目標并進行結構抗震性能化設計[1-8]。

同時為了更好的反映長周期下結構的地震響應，彌補靜力反應譜分析方法的不足，國家做了相關規定，需對結構進行動力彈性時程分析。目前國內對彈性動力時程分析進行了多方面的研究[9-15]。

2.1 時程曲線的選取

根據GB 50011—2010建筑抗震設計規范要求，本工程采用SATWE[16]彈性動力時程方法對結構進行多遇地震下的補充計算。選用兩組051FSB(汶川，2008)和051YBY(汶川，2008)天然地震波和一組適合Ⅱ類場地土的人工模擬波(USER1)的時程曲線，主分量峰值加速度為40 cm/s2，次分量峰值加速度為34 cm/s2，步距均為0.02 s，地震波有效持時均大于結構基本自振周期的5倍，結構阻尼比為0.05。三條時程曲線見圖2～圖4，時程曲線的平均地震影響系數曲線與反應譜法的地震影響系數曲線比較見圖5。

2.2 時程計算結果

根據上述的三條時程曲線進行時程分析所得結果，以及和振型分解反應譜法比較見表1。

通過對三條地震波樓層位移曲線和層間位移角曲線圖形分析，并與反應譜分析結果進行比較，時程分析X方向及Y方向最大位移分別為50.5 mm和87.4 mm，反應譜分析結果兩個方向最大位移分別為53.92 mm和88.38 mm，數值接近且趨勢一致；時程分析X方向及Y方向最大層間位移角分別為1/2 450和1/1 367，反應譜分析結果兩個方向最大層間位移角分別為1/2 323和1/1 397，數值接近且趨勢一致，無明顯薄弱層出現。

表1 時程計算結果匯總

3 結語

1)通過對時程分析結果分析，每條天然波及人工波的底部剪力及剪力平均值與結構靜力反應譜結果相比較，均滿足規范要求。表明各條波在滿足統計意義上的相符后，各條波的選擇是合適的。

2)按GB 50011—2010第5.1.2條要求，根據時程動力分析結果，對結構靜力反應譜分析結果進行調整修正，將13層～30層的地震剪力放大1.17倍。

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Elastic dynamic time-history analysis of the super-high-rise residence shearing wall structure

Bai Yu1,2Qiu Jianhui1

(1.CollegeofConstructionEngineering,JilinUniversity,Changchun130026,China; 2.DalianBranchCompany,ChinaConstruction8thEngineeringBureauCo.,Ltd,Dalian116021,China)

Based on the analysis of the existing research results and the design of the project, and based on the structure of a super high rise shear wall structure, according to the relevant national standards and regulations, the performance of the structure is designed. The elastic dynamic time history analysis of the structure is carried out, and the response spectrum results are adjusted according to the time history analysis structure. This paper provides reference and basis for the design and research of shear wall in high-rise residential buildings.

high-rise residence, shear wall, seismic performance design, elastic dynamic time history analysis

1009-6825(2017)22-0025-03

2017-05-23

白 羽(1979- )，男，在職碩士，高級工程師

TU313

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