淺析某不規則多層建筑結構抗震分析

（上海天華建筑設計有限公司廈門分公司，福建廈門市，361000）闕 廣

1 工程概況

本工程位于某市錫山區，基地北側為東征路，西側為東旺路，東側為承塘路。本工程主要由3棟多層商業樓（1#樓、2-2#樓、3#樓）、1棟多層酒店（2-1#樓）和1座附建式地下車庫組成。各單體主要情況如表1。

表1 建筑單體（分區）工程概況

2 抗震分析

2.1 結構體系

1#樓主體采用混凝土框架結構體系。在梁板式結構中，地下室頂板作為上部結構的固定端進行整體結構計算，保證一層范圍向外各擴1～2跨（≤20m）的地下室結構相關范圍的樓層抗側剛度大于地上一層抗側剛度2倍，一層室內樓板厚度不小于180mm。一層頂板室外部分樓板厚度250mm。地上各層主要構件截面如表2所示。

表2 地上各層主要構件截面

為了增強結構抗扭剛度，設計加大了部分邊梁、邊柱尺寸。

2.2 嵌固端驗算

該工程地下室頂板板厚250mm，采用現澆梁板結構體系。地下一層按照從地上結構周邊外延2跨且不大于20m，進行側向剛度計算，與其上一層進行比較，計算結果如表3所示。計算結果顯示本工程地下一層剛度與地上一層之比均＞2，滿足首層嵌固要求。

表3 樓層剪切剛度

2.3 針對超限情況的抗震設計對策

在考慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下最大位移比大于1.2，屬于扭轉不規則，采取如下抗震加強措施：構造上調整抗側力結構的布置，盡量使結構兩方向剛度布置均勻，加強外圍構件的剛度，增大結構的抗扭剛度；計算上采用雙向地震并考慮偶然偏心計算，使扭轉位移比＜1.4，Tt/T1≤0.9。四層開口處的地板厚度為130mm以上，中庭連廊的地板厚度為150mm以上，雙層雙向筋，配筋率不小于0.25%；同時，補充樓板應力分析，滿足小震作用下混凝土板主應力不小于混凝土強度標準值，中震作用下鋼筋不屈服。結構四層局部豎向構件轉換，豎向抗側力構件不連續，將轉換構件的抗震等級提高一級，提高后抗震等級為一級，并進行性能設計，性能目標為D，將轉換構件定義為關鍵構件，并滿足中震不屈服，大震不超過中度損壞的要求。

3 小震彈性分析主要結果

3.1 結構分析軟件

本工程在進行結構整體計算基礎分析程序時均采用了北京盈建科軟件有限責任公司編制的建筑結構分析軟件YJK-A（2.0.3版本）。在這個項目中，我們使用空間框架單元來模擬梁、柱、支撐等桿構件，使用殼單元來模擬承重墻、彈性地板和轉換梁。對樓板該程序可以考慮剛性樓板及彈性樓板的不同假定情況。作為特別不規則多層結構，本工程同時采用 PMSAP（2010版）程序進行分析計算。pmsap在程序整體架構上具有通用性，在墻體單元、樓層單元的結構及功率計算方面采用了先進的研究成果和完整的設計功能。

3.2 整體結構計算結果匯總

3.2.1 樓層質量分布

YJK、PMSAP計算得出的結構重量，匯總如表4所示。

表4 結構重量

3.2.2 樓層剪力及傾覆彎矩

樓層底部總剪力與傾覆彎矩匯總如表5所示。

表5 樓層底部總剪力與傾覆彎矩

3.2.3 軸壓比

豎向構件軸壓比如表6所示，均滿足規范要求。

表6 軸壓比

4 罕遇地震下的彈塑性靜力分析

4.1 分析模型

按照規范要求的“大震不倒”的抗震設防目標，為避免地震作用下結構薄弱部位較早破壞導致嚴重后果，對該項目進行了Pushover彈塑性靜力分析，分析采用YJK軟件。罕遇地震影響系數按照規范取0.5，特征周期取0.5s。結構彈性狀態阻尼比0.05。本項目地上首層嵌固，對整體結構進行靜力彈塑性分析。加載方式采用層剪力加載形式分析。

4.2 罕遇地震下抗倒塌驗算

采用層剪力加載形式時，當X向推覆力達到119352.9kN時，結構達到推覆性能點，此時樓層最大層間位移角為1/208；當Y向推覆力達到115736.1kN時，當結構達到覆蓋性能點時，最大層間位移角為1/208，均滿足框架結構彈塑性層間位移角的1/50，能滿足大震不倒的抗震目標。

5 結語

采用YJK、PMSAP程序對整體結構進行了抗震、抗風驗算，分析計算結果比較吻合，并能很好地滿足規范要求。盡管部分由于單元模型、計算概念不盡相同，計算結果在數值上存在差異，但均在工程設計上可以接受的范圍內。采用了以性能為基礎的抗震設計方法，對整體結構性能標準設定為D，還改善了重要部件的性能標準。根據分析結果表明結構能夠滿足抗震性能的目標要求。

通過以上計算分析和針對不規則處采取相應的抗震加強措施，本工程的抗震性能能滿足規范要求，也滿足建筑的使用要求，設計方案是可行的、安全的。