大底盘多塔超限超高层项目设计
来源: 三人行结构   发布时间: 2016-05-23 22:53   7441 次浏览   大小:  16px  14px  12px
大底盘多塔超限超高层项目设计

该项目董工为总结构负责人,李工参与设计。

一、概况:本工程为大地盘多塔超高层超限项目,裙房部分采用框架结构,塔楼部分采用框筒结构,采用了型钢混凝土柱。结构模型如下图:

二、分析软件:本工程整体计算主要采用了BIAD-Paco,PKPM-SATWE ETABS进行分析计算及对比,采用弹性时程分析法补充计算,并使用MIDAS/gen进行复核,MIDAS/gen模型全楼设置弹性楼板。计算采用考虑扭转耦联的振型分解反应谱法,并考虑双向地震及二阶效应的影响,考虑施工模拟、风荷载、地震作用等,采用了多塔及单塔模型包络设计。

采用MIDAS/gen进行了细部分析,如底部跃层柱、裙房部分转换,楼板不连续楼层楼板内力等。进行了弹塑性静力分析(pushover),找出结构薄弱环节,结构在罕遇地震下的弹塑性层间位移角满足规范限值,判断塑性铰和裂缝的出现位置并对结构予以加强。

三、项目中遇到的常规问题:
1、 跃层柱问题:在一定的条件下,地震力按刚度分配,但跃层柱侧向刚度较正常框架柱刚度小,分担的地震作用就小了。在大震作用下,如果同层其他框架柱开始进入塑形后,地震力将向处于弹性状态的跃层柱转移,形成逐个破坏的局面。因此本工程跃层柱的除了用gen复核计算之外,还提高了其抗震等级,控制跃层柱在地震力分配上不小于楼层框架柱的平均值且不小于本层总地震剪力的1.5%复核抗剪承载力。

2、下沉广场结构嵌固部位问题本工程有下沉广场,嵌固端不能简单的取到地下室顶板或者地下室二层顶板,而要分别设置在地下室顶板和地下二层顶板进行计算,首层墙、柱、梁按二次计算结果包络设计。但对于下沉广场或者下沉庭院的项目,不能都套用我的这个项目情况,要具体情况具体分析。一般情况下,当紧临下沉广场的地下室一层外墙,其总长度大于建筑平面总周长的25%或者某侧长度大于相应单边长度的50%时,整体结构应分别按照嵌固在地下一层顶板和下一层顶板或者基础顶两种计算模型包络设计,底部加强部位应延伸至下一层,地下二层的抗震等级应与底部加强部位相同,地下二层以下的抗震构造措施的抗震等级可逐层降低。

三、弹塑性分析
1、
pushover分析:采用了MIDAS进行分析,找出结构薄弱环节,结构在罕遇地震下的弹塑性层间位移角满足规范限值,判断塑性铰和裂缝的出现位置并对结构予以加强。pushover分析曲线中,结构的能力曲线和罕遇地震需求曲线能够求的性能控制点,性能控制点对应的结构层间位移角小于规范规定的限值。从结构出现铰部位和顺序来看,在设防烈度地震作用下,结构在个别外框架、连梁和剪力墙中出现了塑性铰,但数量不多,结构总的出铰单元比例为0.15%左右;在罕遇地震下,结构的一部分外框架、连梁和剪力墙出现了塑性铰,一些塑性铰屈服程度较深,这部分铰比例占0.3%~0.5%,结构总的出铰单元比例在1.3%~1.5%。从基底剪力-顶点位移相关曲线上可以看到,整体结构仍处于强化上升的工作阶段,而且在罕遇地震对应点之后的曲线还有一段上升的空间。结构能受得住罕遇地震的考验。 


2、动力弹塑性分析(同事完成): 
采用大型通用有限元分析软件ABAQUS进行弹塑性动力分析,找出结构薄弱环节,检验结构在罕遇地震下弹塑性层间位移角是否小于规范的限值,判断塑性铰和裂缝的出现位置并对结构予以加强。

 四、结构计算模型如下: