淺論罕遇地震計算在非性能設(shè)計時的應用

李忠渝

中煤科工集團重慶設(shè)計研究院有限公司 重慶 400042

正文：

1 導言

結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，普通項目的承載力驗算一般都是取多遇地震的地震動參數(shù)計算構(gòu)件的彈性地震作用和相應的地震作用效應。所謂的罕遇地震計算一般都在復雜項目，超限項目的性能設(shè)計時才采用。是不是普通項目就沒有進行罕遇地震計算的必要呢？如果有必要，哪些項目應該采用罕遇地震計算，罕遇地震計算的意義何在？現(xiàn)結(jié)合一些工程實例，粗淺地討論一下這個問題。

2 案例分析

2.1 位于某6度抗震設(shè)防地區(qū)的某高層綜合體項目，采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層作為車庫和設(shè)備用房，地下室高度-5.3米，地上12層作為商業(yè)，辦公和酒店，地上部分高度49.3米，基頂嵌固。其中地上一、二層局部（建筑平面的一角）作為汽車銷售展廳。為了保證該展廳擁有較大的空間，位于該展廳水平投影上方的酒店房間豎向構(gòu)件需要局部轉(zhuǎn)換。

與抗震有關(guān)的計算條件：地震烈度6度，設(shè)計地震分組一組，場地類別Ⅱ類，特征周期0.35秒，地震影響系數(shù)最大值0.04，框架和剪力墻抗震等級均為三級，采用振型組合方法計算，得到的轉(zhuǎn)換構(gòu)件配筋簡圖如下 ( 單位 ： cm*cm )（為了直觀，只截取了一榀框架的計算結(jié)果）

在任何條件都不變的情況下，再采用罕遇地震進行計算，得到的轉(zhuǎn)換構(gòu)件配筋簡圖如下

通過上面兩種計算結(jié)果的直觀比較，可以發(fā)現(xiàn)在罕遇地震情況下，轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力有較大的增加，表現(xiàn)出來就是配筋比多遇地震下的計算結(jié)果將近大了1.6倍，甚至在罕遇地震條件下，轉(zhuǎn)換柱的截面都出現(xiàn)了超筋的情況，這時候為了做到強柱弱梁，我們還有必要加大轉(zhuǎn)換柱的截面。

2.2 另一位于某6度抗震設(shè)防地區(qū)的四層商業(yè)，建筑在平面的端部設(shè)置了一部觀光電梯疏散樓梯，因為層數(shù)較少，從滿足承載力的角度和經(jīng)濟性的角度考慮，通常只需要在電梯和樓梯四角設(shè)L型異形柱，采用異型柱框架結(jié)構(gòu)就能滿足要求，但是當我們采用罕遇地震下的計算分析，就會發(fā)現(xiàn)異型柱會出現(xiàn)塑性鉸破壞，疏散樓梯一旦破壞，就不能滿足安全需求。所以這個時候就應該調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，采用剪力墻結(jié)構(gòu)，在樓梯周邊和電梯井四周布置剪力墻，就能提高豎向構(gòu)件的承載力，解決安全問題。

3 罕遇地震計算方法：

在罕遇地震計算的時候需要注意的是與多遇地震相比一些計算參數(shù)的變化，比如水平地震影響系數(shù)最大值與多遇地震時不同，不需要考慮與抗震等級有關(guān)的增大系數(shù)，另外特征周期按規(guī)范要求也應比多遇地震增加0.05S，這是比較容易被忽略的地方，應加以注意。

上述案例采用的是振型分解反應譜法，該法計算簡單，耗時短，計算時容易實現(xiàn)。有條件或時間允許的情況下，還可以采用時程分析法進行補充驗算，采取兩者的計算結(jié)果包絡設(shè)計。

4 結(jié)語：罕遇地震應用范圍及意義

抗震設(shè)計時我們常提的抗震設(shè)防三個水準目標：“小震不壞，中震可修，大震不倒”我們在結(jié)構(gòu)布置的時候應盡可能使結(jié)構(gòu)的整體性，承載力和剛度在平面內(nèi)及沿高度均勻分布，避免突變和應力集中。但是當建筑功能需要，結(jié)構(gòu)布置以及設(shè)計必須要在滿足安全第一的條件下為建筑服務，出現(xiàn)類似上述案例中局部轉(zhuǎn)換的情況，我們要能預估和控制結(jié)構(gòu)及構(gòu)件塑性鉸區(qū)可能出現(xiàn)的部位和范圍，使結(jié)構(gòu)能夠具有較高的延性并具備多道防線。所以這時候雖然沒有規(guī)范明確要求我們進行罕遇地震下的設(shè)計，我們可以進行靈活的設(shè)定目標，遇到上述案例中出現(xiàn)的局部轉(zhuǎn)換，以及不規(guī)則布置的抗側(cè)力構(gòu)件時，針對這些關(guān)鍵構(gòu)件進行罕遇地震下的計算分析，并采取相應的抗震措施，使結(jié)構(gòu)的承載能力具有足夠的可靠度，最終實現(xiàn)罕遇地震下大震不倒的設(shè)防要求。