平面不规则混凝土框架的pushover分析.pdf

2 0 1 5年第 2期( 总 2 0 2期 ) 安徽建筑 _—●■■ == ： _ -_ _ I — — ■ ■ — 一 结 构 设 计 与 研 究 应 用 安 徽 建 筑 _ P - M — M铰， 设在两端 。楼面 恒荷载4 k N ／ m ， 活荷载2 k N ／ m 4 结 语 ，线荷载 1 5 k N ／ m 2 。 随着 p u s h o v e r 的完善总结， F E MA 一 3 5 6建议至少从以下 2 组侧力模式分别选取一种类型对结构进行推覆计算。 ①第一组 振型相关的侧力模式： 第一振型侧力模式 ； S R S S侧力模式。② 第二组侧力模式： 均布侧力模式； 自适应侧力模式。 本文选取 2 种侧向荷载加载方式[4 1对此模型进行分析 ： ① 倒三角形分布侧向荷载 a ． 重力 +振型 1 ( 工况 1 ) ； b ． 重力 +振 型 2 ( 工况 2 ) ； ②均匀分布侧向荷载 a ． 重力 + x向加速度( 工况 3 ) ； b ． 重力 + Y向加速度( 工况 4 ) 。 从上述 四种工况 可以得到 ： ①当采用倒三角形分布侧向荷载加载时， 工况 1与工况 2 的最大基地剪力相差不大。但工况 1的数值在几个工况中最 小， 因为结构在 Y方向的侧向刚度小； 工况 3的基底剪力最大， 因为其在 x向的刚度大， 推覆力大。 每个 工况的总步数与最大基底剪力 表 1 (~ ) p u s h o v e r 分析可以用来模拟基底剪力 一 位移曲线； a n 载 方式不同得到的结果也不同， 但是无论何种方式， 总能将结构 正确的数据显示出来。 ②用结构反应曲线作为结构抗震能力指标是不够， 还必须 结合结构的层间位移角、 塑性铰分布等因素综合判断结构的抗 震能力。 ’ ③p u s h o v e r 方法概念清晰， 实施相对简单， 同时能使设计 人员在一定程度上了解结构在强震作用下的反应， 迅速找到结 构的薄弱环节。 参考文献 【 1 1 李刚， 程耿东． 基于l生 能的结构抗震设计——理论、 方法与应用 ．北 京： 科学出版社， 2 0 0 4 ． 『 2 1 陈勤． 钢筋混凝土双肢剪力墙静力弹塑性分析[ D J ． 北京： 清华大学， 2 0 o 2 ． 【 3 ] 彭俊生， 罗永坤， 彭地． 结构 动力学 、 抗 震计算与 S A P 2 0 0 0应用【 M 】 ． 成都： 西南交通大学出版社， 2 o o 7 ． [ 4 】 汪大绥， 贺军利， 张风新． 静力 弹塑性分析 ( P u s h o v e r An a l y s i s ) 的基本 原理和计算实例f J ] ． 世界地震 工程， 2 o o 4 ( 1 ) ． j k } }j }j } 夸 } } } }j j { j j j‘ }jI } ； } 毒 专 jk j k j 拿j ( 上接第1 3 8 页) 在轴压比相同的情况下， 方案 2中主楼框架柱采用型钢混 凝土柱代替原方案普通钢筋混凝土柱。为对比混凝土用量 ， 取 主楼框架单元进行分析， 如图 2所示。本层层高 4 ． 2 m， 混凝土 强度等级为 C 6 0 ， 轴网尺寸为 8 ． 4 m X 6 ． 6 m和 8 ． 4 m 1 0 ． 2 m， 采 用 型 钢 混 凝 土柱 截 面 尺 寸 为 6 0 0 m m X 7 0 0 m m、 7 0 0 m m 7 0 0 mm，采用普通钢筋混凝土柱截面尺寸为 8 5 0 ram8 5 0 mm、 9 0 0 m m 9 0 0 m m， 减少混凝土用量 1 1 ． 6 5 5 m ， 。绿色建筑选用高 性能混凝土具有显著的节材效果，方案 2采用 C 6 0混凝土 ( f = 2 7 ． 5 k N ／ m ) 代替原方案 C 4 5混凝土( 『 = = 2 1 ． 1 k N ／ m 2 ) ， 分析主 楼一层一典型框架柱 ， 采用 C 6 0混凝土 ， 其柱截面为 7 0 0 m m 8 0 0 ram， 轴压比为 0 ．7 ； 采用 C 4 5混凝土， 若柱截面保持不变 ， 轴 压比达到 0 ． 9 2 ， 超过了规范限值 0 ． 8 5 ， 若要满足规范， 柱截面需 扩大到 8 0 0 ra m8 0 0 ra m， 若保持轴压比为 0 ． 7 ， 柱截面需为 8 0 0 m m9 0 0 mm，因此选用型钢柱和高性能混凝土有效减少了混 凝土用量。 柱尺截面减小 ， 还可增加建筑的室内空间， 增加使用 舒适度。 4 ． 4地下室顶板梁配筋方案 ．本工程地下室平面尺寸约为 1 7 4 ．6 m 6 5 ．4 m， 结构超长， 考 虑到上部覆土( 1 ． 5 m厚 ) 和消防车荷载较大( 2 0 k N ／ m 2 ) ， 地下室 顶板结构受荷大、 内力大、 配筋大。 原方案地下室顶板梁配筋采 用Ⅲ级钢( HR B 4 0 0 ,f ~ = 3 6 0 N ／ m m z ) ， 用钢量较大。考虑到高强钢 筋适用于大跨度重荷载梁 ， 如地下室顶板梁， 方案 2采用Ⅳ级 高强钢筋( HR B 5 0 0 ,f c - 4 2 0 N ／ m m ) ， 由于其屈服应力较大( 与Ⅲ 级钢的屈服应力比为 1 ． 1 6 7 ) ， 减少了配筋的用钢量。选取地下 室顶板梁单元进行比较， 如图 3所示， 经计算 ， 用钢量可减少约 1 0 ％。 5 结论 根据绿色建筑的要求 ， 对安徽省城乡规划建设大厦原结构 设计进行了多项优化。通过加入少量剪力墙 ， 改善结构质量和 刚度分布， 提高结构的侧向刚度， 扭转规则性和抗震能力， 具有 较好的经济性。通过采用预应力管桩、 密肋楼盖、 型钢混凝土 柱 、 高强混凝土和高强钢筋 ， 从而达到绿色三星建筑对结构的 要求， 节约了混凝土和钢材的用量， 降低了能耗， 加快了施工速 度， 保护了环境。 参考文献 【 1 】 J G J 3 — 2 0 1 0 ， 高层建筑混凝土结构技术规程【 s 】 ． 北京： 中国建筑工业 出版社 ，2 0 1 0 ． [ 2 ]2 G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ， 建筑抗震设计规范【 s 】 ． 北京： 中国建筑工业出版社， 2 01 0． 【 3 】 G B 5 0 3 7 8 — 2 0 0 6 ， 绿色建筑评价标准【 s 】 ． 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 6． 【 4 】 J G J 2 2 9 — 2 0 1 0 ， 民用建筑绿色设计规范[ s 】 ． 北京： 中国建筑工业出版 社． 2 0 1 0 ． [ 5 】 沈祖炎， 李元齐，张元植． 绿色建筑与钢结构m 建筑时报， 2 0 1 3 — 1 2 - 0 5 ．