文档介绍：超限高层建筑罕遇地震下静力弹塑性分析
摘要:本文以一栋150m高的超限高层住宅为例,对结构进行罕遇地震下静力弹塑性分析以及局部关键部位的验算,对结构在罕遇地震下的安全性进行评估。分析结果表明,超高层结构在罕遇地震下的抗震性能达到X 方向和Y 方向的静力弹塑性分析。计算采用刚性楼板假定,材料强度采用标准值,配筋数据来自小震计算结果及规范要求,即弹塑性模型的配筋参数与实际配筋已较接近,其分析结构是接近真实的。加载顺序与水平荷载竖向分布模式,分两步进行加载,第一步为施加重力荷载代表值,并在施加水平荷载过程中保持恒定;第二步为逐步施加竖向分布模式为倒三角形的水平荷载。
各个水准地震水平作用下抗震性能评价采用能力谱法,Midas 根据我国抗震规范提供的加速度谱(弹性谱),使用ATC-40 中的能量等效方法计算等效阻尼比,然后利用等效阻尼折减为适用于大震作用下的弹塑性需求谱。能力谱方法分析结果图中,其中4 条红线对应阻尼比为5%、10%、15%和20%的罕遇地震弹性需求谱,绿线代表进行了折减后的真实弹塑性需求谱。黄线Pushover 计算得到的结构能力谱,弹塑性需求谱与能力谱相交得到罕遇地震作用下的性能控制点。
4. 罕遇地震下静力弹塑性分析结果
X Y 向罕遇地震下能力谱方法分析结果
由图可以看到:结构在罕遇地震作用下,X 方向、Y ,分别为建筑物高度的1/276 和1/302。%%, 从能力谱可以看出结构整体性能点处于“小震不坏”和“大震不倒”之间,离“大震不倒”仍有相当一段距离,主体结构仍处于强度上升阶段,有一定的安全储备。此时X 方向的最大层间位移角出现在第23 层,为1/184;Y 向最大层间位移角出现在第28 层,为1/232。以上数据表明两个方向的分析所得最大弹塑性层间位移角均小于规范规定的1/100 的弹塑性层间位移角限值。结构整体设计能做到“小震不坏,大震不倒”。
以转换柱及转换梁为例,对关键构件进行补充验算。
框支柱截面1100×1600,型钢截面为1100×500×20×20+700×500×20×20, (N/mm2),主筋强度取标准值为400 (N/mm2),箍筋强度取标准值为325(N/mm2),型钢强度取标准值为325(N/mm2)。
该构件罕遇地震作用下的内力(KN:
荷载工况 轴力
(kN) 柱底剪力
X (kN) 柱底剪力
Y(kN) 柱顶弯矩
X() 柱顶弯矩
Y() 柱底弯矩
X() 柱底弯矩
Y()
++ -57250 -1110 -1185 1997 -1082 4790 5292
++ -55451 -759 -1190 3135 -1025 5201 3302
根据PKPM构件计算程序GJ结果可知,在该内力组合下,