某钢筋混凝土圆形仿古塔的抗震性能分析.pdf

郭鹏 ： 某 钢筋混凝 土圆形仿古塔 的抗震性能分析 5 3 DO I ： 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i d w j z 2 0 1 5 0 4 0 1 9 某钢 筋混凝土 圆形仿古塔 的抗震性能分析 郭鹏 ( 天津大学建筑工程学院， 天津3 0 0 0 7 2 ) h 【 摘要】 以一座立面造型复杂的钢筋混凝土圆形仿古塔为例 ， 通过有限元分析方法对结构的抗震性能进 行研究。由结构的特征值分析可知， 结构的第一扭转周期发生在第三阶振型中， 第一扭转周期与第一平动周期的 比值为 0 4 2 ， 满足规范要求。采用静力分析方法， 计算 了结构在多遇地震作用和风荷载作用下结构位移响应情 况。结果表明， 结构层间位移角符合规范变形限值。对结构进行了弹性时程分析计算， 分析结构在 3种地震记录 作用下剪力和位移情况。通过分析可知， 本结构具有较好的抗震性能， 结构选型合理 ， 可为设计计算提供参考。 【 关键词】 高耸结构 ； 抗震性能； 弹性时程分析 【 中图分类号】 1 1 3 3 1 1 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 【 2 0 1 5 ) 04 0 0 5 3 0 3 S EI S C P ERF oRMANCE ANALYS I S oF A RE姗 oRCED CoNCRETE C ULAR ARCHAI ZE ToW ER GUO P e n g ( S c h o o l o f C i v i l E n g i ， T i a n j i n U n i v ， T i a n j i n 3 0 0 0 7 2， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T a k i n g a c o mp l e x r e i n f o r c e d c o n c r e t e c i r c u l a r t o w e r a s a n e x a mp l e ，t h i s p a p e r r e s e a r c h e d t he s e i s mi c p e r f o r ma nc e o f t h e t o we r wi t h t h e h e l p o f fin i t e e l e me nt a n a l y s i s me t h o dMo dal a n a l y s i s wa s c o n d u c t e d t o i n v e s ti g a t e t h e v i b r a t i o n mo d e s o f t h e t o w e r s t r u c t u r e ，the r e s u l t s s h o we d t h a t t h e s t r u c t u r e o f the fi r s t t o r s i o n c y c l e o c c u r i n the t h i r d o rde r v i b r a ti o n mo d e ，t h e r a ti o b e t we e n the n a t i o n p e r i od o f t h e fi r s t t r an s l a t i o n al v i b r a t i o n mo d e and tha t o f t h e fi rst t o r s i o n al v i b r a t i o n mo d e w a s 0 4 2，wh i c h me e t the s p e c i fi c a t i o n r e q u i r e me n t s T h e n c a l c u l a t e d t h e d i s p l a c e me n t r e s p o n s e o f the t o w e r s t r u c t u r e u n d e r mo r e s e v e r e e a r t h q u a k e a n d w i n d l o a d b y a d o p t i n g the me t h o d o f t h e s t a t i c a n aly s i s I t w a s n o t e d tha t t h e d ri f t l i mi t i S a c c o r d a n t w i t h c od e p r o v i s i o n s E l a s t i c t i me h i s t o r y a n a l y s i s w a s a l s o u s e d i n t h i s s t u d y t o e - v alu a t e t h e a c t i o n o f s h e a r f o r c e a n d d i s p l a c e me n t u n d e r thr e e s e i s mi c wa v e s Re s u l t s i n t h i s p a p e r s h o we d t ha t t he s t r u c t u r e h a s g o o d s e i s mi c pe rfo r man c e，the s e l e c t i o n o f the t o we r p rov e d t o b e r e a s o n a - b l e，an d t ha t c a n p r o v i de r e f e r e n c e f o r t h e s t ru c t u r e d e s i g n Ke y wo r d s ： h i g h ri s i n g s t r u c t u r e；s e i s mi c p e rfo rm a n c e；l i n e al t i me - h i s t o r y a n a l y s i s 近年来随着文化旅游的兴起 ， 全国各地的景区都 新建了许多仿古佛塔 ， 佛塔造型古朴， 增加景点文化 内涵， 且佛塔多为景点 的标志性建筑， 给当地旅游业 的发展提供 了强大的动力。但是 由于塔型结构形式 复杂 ， 并且结构通常建造在地形复杂 的山地 ， 所 以 结构抗震性能的分析显得尤为的重要。文中以深圳 某景区的钢筋混凝土圆形仿古塔为研究对象， 对结构 的抗震性能进行分析， 为结构设计提供参考。 1 工程概 况 本工程共 1 0层， 其中地上 9层 ， 地下 1层， 见图 1 拟建塔基的占地面积约 5 1 9 3 m ， 塔高约 6 6 6 m， 首层 平面边长为 6 3 m， 内部层数为 9层， 塔身为 l 3层密 檐。地上建筑面积为 1 5 6 7 4 m ， 地宫面积为6 6 8 5 m 。 采用框架 一剪力墙结构， 框架的抗震等级为二级， 剪 力墙的抗震等级为一级。 结构地下部分采用 的混凝土强度等级为 C 3 5 ， 地 上部分采用的混凝土强度等级为 C 3 0 。其中外圈框架 圆柱 的直径 为 6 0 0 m m， 内圈框 架柱 直 径 5 0 0 m m； 内外 柱之间框架梁尺寸为 3 0 0 m m5 0 0 ra m， 内层框架柱之 间的框架梁尺寸为 2 5 0 m m 5 0 0 m m； 地宫部分外墙厚 度为 3 0 0 m m， 内墙厚度为 2 0 0 m m， 其余各层墙厚均为 2 5 0 m m。地下室顶板 1 8 0 m m， 一层的楼板 因为较大开 洞 ， 板厚取 1 5 0 m m， 其余各层板厚均为 1 2 0 m m。 2 计算结果分析 2 1 自振特性分析 通过模态分析可知结构 的前 3阶振型如图 2所 郭鹏 ： 某 钢筋混凝土 圆形仿古塔 的抗震性能分析 5 5 皿 ! 黏 嗵 鄹 j 1 i 、 、 I 肪向剪力 ( a )X 向楼层剪力 、 L 、 、 、 1 、 1 1 | 坊 向剪力 响 棱层剪力 一 RI -I 1 T C , 04 0 一RH2 T G0 4 0 一 Ti l l 图4 多遇地震作用下各楼层剪力 通过图 5中数据可知在上述 3种地震波的作用 下， 结构 x向和 Y向的剪力分布规律相同， 两个方 向 的变形比较均匀 ， 都能较好地满足 G B 5 0 0 1 1 2 0 1 0 ( 建 筑抗震设计规范 对于多高层建筑的相关规定。 3结语 文中对钢筋混凝土圆形仿古塔进行了多遇地震 作用下的反应谱分析和弹性时程分析。结果表明： 在 多遇地震和风荷载作用下 ， 结构处于弹性状态 ， 整体 上呈弯曲型破坏， 其侧向变形可以满足规范要求。钢 筋混凝土圆形塔这类建筑， 在结构平面和竖向布置合 理的情况下能够满足规范对于周期和变形的要求 ， 其 结构构件的受力情况比较合理。 嚣 、 I l I r ， ； 臣 xI句层间位移角 ( a )弼句层间位移角 、 I l 1 I T ， ， f r ， ， x 1 0 - Y 向层问位移角 晌 层间位移角 一 Ri l l 一 RI t Go 4 0 一T HI 嗍 图5 多遇地震作用下结构 的层问位移角 参考文献 1 王肇民， 马人乐。 塔式结构 M 北京： 科学出版社， 2 0 0 4 2 G B 5 0 0 1 1 2 0 1 0 ， 建筑抗震设计规范 s 3 J G J 3 2 0 1 0 ， 高层建筑混凝土结构技术规程 s 4 G B 5 0 0 0 9 2 0 1 2 ， 建筑结构荷载规范 s 5 万月荣 一格构式广播电视发射塔抗震性能分析 J 特种结 构 ， 2 0 1 4 ， 3 1 ( 4 ) ： 5 3 5 6 收稿 日期 】 2 0 1 41 2一o 4 作者简介 郭鹏( 1 9 8 9一 ) ， 男， 河北风家口人， 硕士研究 生 ， 从事钢结构和复杂空间结构研究。 欢迎订 阅 低温建筑技术 ( 月刊) 低温建筑技术 1 9 7 9年创刊， 面向广大从事基本建设的设计、 科研 、 教学、 施工和管理人员 ， 是指导我国三北地区建筑 科学技术和冬期施工技术发展的唯一综合性的科技期刊。 订阅办法： 全年 1 2 期， 每期定价 1 0 0 0元， 全年 1 2 0 0 0元整， 另附邮资4 0元， 即每套定价 1 6 0元。全国各地邮局均可订 阅， 邮发代号 1 41 2 2 ， 请到当地邮局订购， 也可通过邮局汇款到哈尔滨市南岗区清滨路6 0号 低温建筑技术 编辑部订阅。 刊 址： 哈尔滨市南岗区清滨路 6 0号 邮政编码 ： 1 5 0 0 8 0 电 话： 0 4 5 1 8 6 3 3 4 0 9 7 8 6 3 3 5 0 2 2 传 真 ： 0 4 5 1 8 6 3 3 4 0 9 7 电子信箱 ： L o w t e m 1 6 3 e o m 网 址 ： h t t p ： d w j z j s p e ri o d i c a l s n e t c n