某超限住宅高层多遇地震分析

文/李青青 深圳市清华苑建筑与规划设计研究有限公司 广东深圳 518000

1、工程概况

本项目位于某市高新区工业园，本工程由4栋住宅楼及2栋两层商业楼组成，其中1、2、3号楼为31层，结构高度为92.75米；4号楼为30层，结构高度为90.750米，两层地下室。涉及申报超限的为4号楼。

4#塔楼采用部分框支剪力墙结构体系。塔楼平面尺寸24.6m×23.6m，结构高度90.75m，室内外高差为0.3，结构高宽比为4.19（按等效宽度21.68m计算）。标准层层高2.95m，首层层高8.75m，地下一层和地下二层的层高为4.1和4.0m。由于建筑功能需要，结构南面二层存在局部转换，上部剪力墙通过框支梁和框支柱将荷载传递至基础。

2、荷载取值

2.1 楼面荷载

根据《建筑结构荷载规范GB 50009-2012》，同时结合业主使用要求，

2.2 风荷载

本工程地面粗糙度类别为C类，结构体型系数为1.4。50年一遇基本风压为0.55kN/m2

2.3 地震作用

本工程设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类，场地类别为Ⅱ类。

3、结构体系及结构超限设计情况

3.1 主要结构构件尺寸及材料

(见表1、表2）

3.2 楼盖体系

4#塔楼采用现浇钢筋混凝土楼盖体系，标准层楼板板厚100mm～150mm，转换部位楼板楼180mm，屋面板厚120mm。图 3.1.3 1阴影部位转换部位板厚180mm厚。

3.3 超限情况

4#楼结构存在扭转不规则和、平面凹凸不规则、竖向构件不连续及个别构件错层等一般不规则，属A级高度超限高层建筑。

3.4 抗震性能目标简述

本工程选择C级性能目标。在常遇地震下，结构构件满足性能水准1；在设防烈度地震下，结构构件满足性能水准3；在预估罕遇地震下，结构构件满足性能水准4。

4、多遇地震分析过程

4.1 分析计算程序

采用了SATWE和MIDAS两种软件对比分析，确保分析结果的合理、可靠。

4.2 周期

（见表3）

4.3 楼层剪力和楼层倾覆弯矩

（见表4、表5）

4.4 最大层间位移角

（见表6）

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上述结果表明，两种软件计算模型的前6阶周期较为接近，结构振型参与质量系数均大于90%，第一扭转周期与第一平动周期的比值均小于规范限值0.9，结构的第一、第二振型平动为主，第三振型为扭转振型。

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表5给出了规定水平力作用下结构底部落地剪力墙承担的倾覆力矩占总倾覆力矩的百分比，结果表明落地剪力墙承担的倾覆力矩占总倾覆力矩的79%（X向）和74%（Y向），大于50%，而框支框架承担的倾覆力矩占比小于50%。

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上述结果表明，每条时程曲线计算所得基底剪力均在振型分解反应谱计算结果的65%和135%之间；七组时程曲线计算所得基底剪力均在振型分解反应谱计算结果的80%和120%之间，满足《高规》第4.3.5条的规定。

4.5 扭转位移比

（见表7）

4.6 弹性时程分析

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）要求本工程采用时程分析方法进行多遇地震补充验算。

选用五组天然波和两组人工波进行弹性时程分析，根据时程分析的和CQC法的层剪力包络值进行结构设计。

5、分析结论

综上分析，在多遇地震及风荷载作用下：

（1）Satwe和MIDAS两种软件分析的各项指标比较接近，说明分析模型具有一定合理性。

（2）各楼层水平地震剪力系数最小值满足规范限值要求。

（3）反应谱分析表明塔楼受力及变形均无明显突变，结构具有合适的抗侧刚度。

（4）扭转周期与平动周期之比小于0.85，结构具有合适的抗扭刚度。

（5）X向层间位移角由风荷载控制，最大层间位移角为1/1455；Y向层间位移角由风荷载控制，最大层间位移角为1/1987，均满足规范要求的1/800。

（6）结构刚重比、整体抗倾覆、顶点舒适度以及剪力墙墙肢轴压比及稳定性均满足规范要求。

（7）时程波的选取与安评反应谱在统计意义上相符，分析结果满足规范要求。