文档介绍：某超高层建筑罕遇地震作用下弹塑性分析
王智宁显东陈万庆张学臣
广西大学土木建筑工程学院中铁建设集团有限公司南宁分公司
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摘    要:
为研究某超高层建筑在罕遇地震作用下的结构反应, 利用Perform3D软件对其开展弹塑性时程分析。研究结果表明, 在罕遇地震作用下, 结构的最大层间位移角满足规范要求;剪力墙基本处于弹性状态, 框架梁和连梁为主要耗能构件;结构性能能够达到所设定的性能目标。
关键词:
超高层建筑; 抗震性能; 弹塑性时程反应分析; 耗能能力;
作者简介:王智, 工程师, E-mail:1114050726@
收稿日期:2017-07-28
基金:广西自然科学基金项目(2015GXNSFAA139273)
Received: 2017-07-28
抗震设计通常是超高层建筑结构设计的重点, 为评估超高层建筑的抗震性能, 通常可采用振动台试验或弹塑性分析方法。振动台试验费用较高, 且存在尺寸效应和相似性问题。与振动台试验相比, 弹塑性分析方法通过建立结构的数值模型, 可开展多种工况下结构的地震响应分析, 同时分析结果也能较全面地反映结构的抗震性能。为研究广西某超高层建筑的抗震性能, 利用Perform-3D软件建立计算模型, 对其开展罕遇地震作用下的弹塑性时程分析, 并对其抗震性能进行评估。
1 工程概况
广西九洲国际大厦位于南宁市琅东新区, 地下6层, 地上71层, 裙楼9层, , , 钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒结构, Ⅱ类建筑场地, 结构设计使用年限为50年, 抗震设防烈度为6度。主体建筑平面布置如图1所示, 整体模型如图2所示。设计地震分组为第一组, 。钢管混凝土柱混凝土强度等级C60;核心筒混凝土强度在11层以下为C70, 随着楼层数增加逐步调减, 顶层混凝土强度降至C30。根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》
[7]可知, 该结构高度和扭转位移比均超过规范限值, 需要开展动力弹塑性分析。
图1 标准层平面布置  下载原图
2 目标性能水准
根据美国FEMA356的相关规定, 将结构或构件目标性能水准分为4级: (1) 正常使用; (2) 可立即居住(IO) ; (3) 生命安全(LS) ; (4) 建筑物不倒塌(CP) 。以FEMA356为参考确定各构件在大震作用下的目标性能水准, 如表1所示, 表中θp为塑性转角。
3 建模方法
动力弹塑性时程分析采用三维非线性结构分析软件Perform3D。Perform3D可在整体结构、构件及材料等方面定义目标性能水准, 通过结构抗震“能力”与抗震目标性能“需求”的比较判断结构是否满足期望实现的抗震要求。整体模型包含剪力墙、连梁、框架梁柱等构件, 根据各类构件受力特点, 用不同方法定义了弹塑性性质。构件和材料的刚度、强度或屈服弯矩等参数依据GB50010—2010《混凝土结构设计规范》和GB50011—2010《建筑结构抗震设计规范》选取。
表1 各构件在罕遇地震作用下的目标性能水准   下载原