1、<p>　　某超高層抗震性能化設計及靜力彈塑性分析</p><p>　　摘要：重慶魯能星城六街區(qū)10#樓為B級高度剪力墻結構，高度為144.6m，且在底部樓板局部不連續(xù)。根據(jù)超限情況，依據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中結構抗震性能設計方法進行結構設計并對結構在罕遇地震下進行靜力彈塑性分析。分析結果表明，結構具有合理的屈服耗能機制和塑性鉸分布，能夠達到預定的抗震性能目標。 </p><

2、;p>　　關鍵詞：超限高層建筑；抗震性能目標；剪力墻結構；Pushover </p><p>　　中圖分類號：TU97文獻標識碼： A </p><p><b>　　1工程概況 </b></p><p>　　重慶魯能星城九期六街區(qū)的10號樓為地上48層高層住宅，工程總建筑面積約為3.8萬m2，標準層層高均為3m，室外地面標高到大屋面高度為

3、144.6m，根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-2010）[2]（以下簡稱《高規(guī)》）規(guī)定，6度區(qū)超過140m且不大于170m的剪力墻結構為B級高度鋼筋混凝土高層建筑。二層平面布置圖及標準層結構平面布置圖如圖1、圖2所示。按照《高規(guī)》3.11節(jié)抗震性能設計方法進行結構設計，并進行罕遇地震下的靜力彈塑性分析（對于小震下結構的彈性設計方法，《高規(guī)》3.11.3有明確規(guī)定，在此不贅述）。 </p><p>　

4、　圖1 標準層結構平面布置圖 </p><p>　　2 結構抗震性能目標 </p><p>　　根據(jù)結構超限情況，考慮到工程造價等因素，本工程的抗震性能設計目標為D，即： </p><p>　　小震：結構在地震后完好、無損傷，一般不需修理可繼續(xù)使用，人們不會因為結構損傷造成傷害，可安全出入和使用； </p><p>　　中震：結構在地震下發(fā)生

5、中等程度的破壞，關鍵構件為輕度損壞，部分豎向構件中度損壞，進入屈服，耗能構件中度損壞、部分比較嚴重損壞，有明顯的裂縫，經(jīng)過修理、適當加固后可繼續(xù)使用； </p><p>　　大震：結構在地震下發(fā)生明顯損壞，關鍵構件中度損壞，進入屈服，有明顯的裂縫，部分普通豎向構件和耗能構件產(chǎn)生比較嚴重的損壞，但整個結構不倒塌，也不發(fā)生局部倒塌，人員會受到傷害，但不危及生命安全，須排險大修后才能繼續(xù)使用。 </p>

6、<p>　　3 彈塑性計算分析 </p><p>　　3.1計算方法選擇 </p><p>　　本工程采用Push-over 方法進行結構在罕遇地震作用下薄弱層得彈塑性變形分析。中國建筑科學研究院的EPDA&PUSH 軟件中的靜力推覆分析方法采用倒三角加載模式對建筑結構進行了彈塑性變形驗算。分析目的包括：①檢驗結構在中震和大震下的屈服狀態(tài)，② 檢驗結構在罕遇地震作用下結構

7、是否存在明顯的薄弱層；③了解結構塑性鉸形成的規(guī)律并以此優(yōu)化結構布置和指導施工圖設計；④評價結構在罕遇地震作用下的抗倒塌能力和結構整體抗震性能。 </p><p>　　3.2 Pushover計算分析 </p><p>　　靜力彈塑性分析結果 </p><p><b>　　(a)中震X方 </b></p><p><

8、b>　　(b)中震Y方向 </b></p><p>　　圖2 中震推覆分析 </p><p><b>　　(a)大震X方向 </b></p><p><b>　　(b)大震Y方向 </b></p><p>　　圖3 大震推覆分析 </p><p>　　通過P

9、ush-over靜力彈塑性分析可以看出，結構在中震性能點下的變形幾乎處于彈性階范圍（X方向彈塑性層間位移角為1/694，Y方向彈塑性層間位移角為1/692），罕遇地震作用下結構的彈塑性變形滿足規(guī)范要求（X方向彈塑性層間位移角為1/302，Y方向彈塑性層間位移角為1/309），結構能夠達到大震不倒的性能目標。 </p><p>　　在結構達到性能點時，樓層的剛度和層間位移均無突變現(xiàn)象，結構不存在明顯的薄弱層。 &l

10、t;/p><p>　　在Pushover分析過程中，作用X方向推覆力時，在中震性能點對應的加載步數(shù)發(fā)現(xiàn)僅40~48層有個別梁端出鉸，絕大部分構件基本上都處于彈性狀態(tài)，隨著推覆的不斷深入，其他層開始出現(xiàn)梁鉸，且一端出鉸的梁塑性變形繼續(xù)發(fā)展，另一端也開始出鉸；達到罕遇性能點時，梁鉸發(fā)展到較多樓層，剪力墻墻肢底部6層和頂部2層出現(xiàn)一些裂縫，有三片墻出鉸。同理，作用Y方向推覆力時，在中震性能點對應的加載步數(shù)發(fā)現(xiàn)僅39~48層

11、有個別梁端出鉸，隨著推覆的不斷深入，結構構件出鉸范圍擴大，向上下層延伸；達到大震性能點時，梁鉸發(fā)展到較多樓層，剪力墻墻肢底部6層和頂部2層出現(xiàn)一些裂縫，有兩片墻出鉸。 </p><p>　　結構在達到大震性能點的時候，結構的塑性變形狀態(tài)基本上是延性耗能較好的梁鉸機制，僅個別豎向構件出現(xiàn)塑性鉸，結構的整體抗震性能優(yōu)越。結構在整個推覆過程情況良好，能達到中震不屈服的性能目標，在罕遇地震作用下仍具有較穩(wěn)定的抗側推能力。

12、 </p><p>　　4 抗震性能目標的實現(xiàn) </p><p>　　由中震下的推覆分析可知，絕大部分構件基本上都處于彈性狀態(tài)，僅個別構梁端出鉸，參與耗能。滿足中震時的性能設計目標。 </p><p>　　大震下的彈塑性層間位移角滿足規(guī)范要求，并有一定的安全儲備，實現(xiàn)了大震不倒的設計目標。大部分梁的一端或兩端出現(xiàn)了塑性鉸，并成為抗震耗能的第一道防線，形成了良好的耗能

13、體系。底部加強區(qū)以上的剪力墻嚴格執(zhí)行《高規(guī)》第7.2.17條關于B級高度結構剪力墻的相關規(guī)定，可以使整體結構的延性得到一定的提高，具有更好的抗震性能，可以較好的實現(xiàn)大震下保證人員生命安全的目標。 </p><p><b>　　5 結論 </b></p><p>　　綜上所述，本工程結構罕遇地震靜力彈塑性分析結果表明，結構具有合理的屈服耗能機制和塑性鉸分布，能夠達到預定

14、的性能設計目標，滿足中震不壞，大震不倒的設防要求，對分析反映出的薄弱部位在設計中通過提高抗震構造措施進行加強。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] GB50011-2010 建筑抗震設計規(guī)范 [S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010. </p><p>　　[2] JGJ3-2010 高層建筑混凝土結