摘   要：對(duì)西安市勞動(dòng)再就業(yè)培訓(xùn)中心大廈塔A高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力彈塑性分析。計(jì)算結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下，部分構(gòu)件屈服。最大層間位移角為1/127，滿足規(guī)范規(guī)定的變形要求，并對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評(píng)估。

　　關(guān)鍵詞：靜力彈塑性分析  目標(biāo)位移

　　一、工程概況

　　西安市勞動(dòng)再就業(yè)培訓(xùn)中心大廈塔A為地面以下2層，地面以上26層的框-剪結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目位于西安市勞動(dòng)南路西側(cè)，1~4層為商業(yè)，4層以上為公寓，地下1層為汽車庫(kù)，地下2層戰(zhàn)時(shí)為甲類核六級(jí)人防掩蔽部。地下室底板板面標(biāo)高-9.0m，塔樓A屋面標(biāo)高87.10m，室內(nèi)外高差-0.45m。塔A標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖及建筑剖面圖見(jiàn)圖1。

　　混凝土強(qiáng)度等級(jí)：地下2層~地上7層均為C50,8層~18層均為C45，19層~26層均為C40。抗震設(shè)防烈度為8度（0.20g），設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。其中地面以上1層~4層抗震設(shè)防類別為乙類，其余各層抗震設(shè)防類別為丙類。

　　二、性能目標(biāo)選定

　　由于本工程重要性較高，業(yè)主提出需要進(jìn)行性能設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，分別以計(jì)算小震、中震、大震下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性鉸和裂縫表述結(jié)構(gòu)的損壞情況及大震作用下的目標(biāo)位移，確定性能目標(biāo)為：小震時(shí)為水準(zhǔn)1a，中震時(shí)為水準(zhǔn)1b，大震時(shí)為水準(zhǔn)2。

　　三、計(jì)算模型

　　根據(jù)SATWE的彈性計(jì)算結(jié)果，確定各種構(gòu)件的彈塑性特性。采用通用的結(jié)構(gòu)分析程序MIDAS/Gen對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維靜力非線性彈塑性分析。在整個(gè)非線性彈塑性分析（Pushover）過(guò)程中，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點(diǎn)，定義Pushover鉸特性值。各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度均按材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取用。各層框架柱均在兩端定義軸力雙向彎曲鉸（M-Ф集中），骨架曲線為三折線類型。對(duì)框架中的極短柱考慮受力特性在極短柱中部增設(shè)剪切鉸。對(duì)框架梁均在兩端定義彎曲鉸（M-Ф集中），骨架曲線為雙折線類型。剪力墻上下兩端定義雙向軸力彎曲鉸（M-Ф集中），骨架曲線為雙折線類型，中部定義剪切鉸。荷載工況為"自重+模態(tài)（第1階振型）"。根據(jù)以上的主要計(jì)算參數(shù)進(jìn)行Pushover分析。

　　1 針對(duì)性能目標(biāo)采取的措施

　　（1）考慮剪跨比 ≤1.5的框架柱在剪力作用下的破壞為斜拉破壞，提高此類框架柱的體積配箍率，并為提高此類框架柱的延性設(shè)置芯柱，芯柱的縱筋配筋面積取框架柱截面面積的0.8%，同時(shí)嚴(yán)格控制在中震作用下的剪應(yīng)力。

　　（2）提高重要部位剪力墻的水平筋配筋率。

　　（3）對(duì)框架柱端彎曲屈服的框架梁，根據(jù)跨度及負(fù)荷范圍的大小，適當(dāng)增加下部鋼筋的面積，保證框架梁端屈服后仍有承受一定豎向荷載的能力。

　　四、復(fù)核

　　根據(jù)彈性計(jì)算結(jié)果的配筋數(shù)據(jù)及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）相關(guān)條文規(guī)定的配筋率及相關(guān)的構(gòu)造要求等，確定鋼筋的實(shí)際配筋面積。通高Pushover來(lái)分析檢驗(yàn)反映參數(shù)是否滿足性能目標(biāo)。

　　1 屈服狀況：在小震作用下，所有構(gòu)件均未屈服。隨著側(cè)向荷載的增加，核心筒內(nèi)連梁首先屈服。在中震作用下框架梁為受彎屈服，在罕遇地震作用下，底層四角剪力墻及核心筒內(nèi)井道分割剪力墻屈服開(kāi)裂，未喪失豎向承載力。

　　2 位移狀況：根據(jù)罕遇地震性能控制點(diǎn)求得目標(biāo)位移 =5637.3mm，等效阻尼比 =29.01%，等效周期 =3.602s。在罕遇地震下最大層間位移角出現(xiàn)在13層，結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/127，滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）對(duì)罕遇地震作用下最大層間位移角規(guī)定要求的1/100。根據(jù)ATC-40的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)評(píng)定為罕遇地震作用下基本完好。

　　3 延性狀況：計(jì)算位移延性系數(shù) =4.81。

　　4 復(fù)核評(píng)定：小震及罕遇地震位移角均滿足抗震規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)評(píng)定為在罕遇地震作用下基本完好。在小震作用下無(wú)構(gòu)件屈服，滿足性能水準(zhǔn)1a；在中震作用下個(gè)別框架梁端出現(xiàn)彎曲屈服，個(gè)別連梁屈服屬稍加修理即可繼續(xù)使用，滿足性能水準(zhǔn)1b;大震作用下薄弱部位及重要部位構(gòu)件完好，滿足性能水準(zhǔn)2，且通過(guò)局部加強(qiáng)提高了結(jié)構(gòu)的位移延性，各項(xiàng)均滿足預(yù)先設(shè)定的性能水準(zhǔn)。

　　五、結(jié)論

　　1 采用基于目標(biāo)位移的Pushover分析方法來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評(píng)估時(shí)，往往具有計(jì)算簡(jiǎn)單、概念明確的優(yōu)點(diǎn)。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于位移的設(shè)計(jì)時(shí)，只需確定結(jié)構(gòu)的目標(biāo)層間位移角的大小就可以對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評(píng)估。

　　2 對(duì)勞動(dòng)再就業(yè)培訓(xùn)中心大廈塔A高層框-剪結(jié)構(gòu)的靜力彈塑性分析表明，結(jié)構(gòu)在小震作用下的計(jì)算結(jié)果與規(guī)范規(guī)定的小震作用下振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果基本一致，滿足小震不壞的要求。結(jié)構(gòu)在大震作用下的最大層間位移角滿足規(guī)范規(guī)定的變形要求，并且滿足預(yù)先選定的性能標(biāo)準(zhǔn)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]魏璉，王森，王志遠(yuǎn).靜力彈塑性分析方法的修正及其在抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.建筑結(jié)構(gòu)，2006,(8).

　　[2]JGJ-2002.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002

　　[3]GB50011-2010.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010

　　[4]ATC-40 Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings. Applied Technology Council. Red Wood City,California,1996.

　　作者簡(jiǎn)介：張智（1980-），男，中級(jí)工程師

　　單位：中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院