●房建工程.超限結(jié)構(gòu)時(shí)程分析與中震分析楊明杰(中鐵十六局集團(tuán)北京建筑工程設(shè)計(jì)有限公司北京100018)摘要超限結(jié)構(gòu)建筑體型復(fù)雜、高度較高、平面不規(guī)則、剛度突變、豎向抗側(cè)力構(gòu)件間斷、承載力突變等多種因素,需確定合理的抗震性能目標(biāo)。本文結(jié)合諾金飯店項(xiàng)目,重點(diǎn)解析時(shí)程分析與中震設(shè)計(jì)等性能目標(biāo)，明確相關(guān)概念設(shè)計(jì),列舉具體計(jì)算分析方法及構(gòu)造措施,在規(guī)范的基礎(chǔ)上加以理解運(yùn)用。關(guān)鍵詞超限結(jié)構(gòu) 時(shí)程分析 中震設(shè)計(jì) .中圖分類號(hào)TU973. 31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1009-4539 (2016) 07 -0103 -03.Analysis of Overrun Structural Time-history and Middle SeismYang Mingjie( China Railway 16h Bureau Group Beijing Arhitectural Engineering Design Co. Ltd. ，Beiing 100018, China)Abstract It was necessary to confirm reasonable anti-seismic performance targets for the overrun structure due to a varietyof factors such as the complicated shape of the building, high altitude ，irregular plane，stiffness mutation, discontinuouscomponent of vertical lateral force and mutation of bearing capacity. This paper, combined with NUO Hotel Project, mainlyanalyzed the time-history analysis and middle seismic design of performance goals , made clear the related concept design,and listed the specific calculation method and construction measures. Moreover, it was understood and applied on the basisof the speeification.Key words overrun structure ; time-history analysis ; middle seismic design(以下簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》) .《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)1引言時(shí)代的發(fā)展，滿足人們?nèi)粘Ｎ幕?、交流、業(yè)余生活程》[2]及《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技等超高建筑不斷應(yīng)運(yùn)而生。這類建筑基本都突破規(guī)術(shù)要點(diǎn)》[3],判斷是否為超限結(jié)范的規(guī)定,形成超限結(jié)構(gòu)。超限結(jié)構(gòu)建筑因體型復(fù)構(gòu)。以諾金飯店為例,主體采用雜高度較高、平面不規(guī)則、剛度突變、豎向抗側(cè)力構(gòu)鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)件間斷、承載力突變等因素,設(shè)計(jì)時(shí)有很大難度,需多體系,整體模型見(jiàn)圖1。有以下條件分析、合理判斷,采取適當(dāng)加強(qiáng)措施,尤其在高烈不規(guī)則問(wèn)題[4] ,屬于超限高層建度地區(qū)更為顯著。超限結(jié)構(gòu)建筑又因其突破現(xiàn)行規(guī)筑結(jié)構(gòu)，需進(jìn)行超高超限結(jié)構(gòu)抗范規(guī)定,沒(méi)有衡量標(biāo)準(zhǔn),確定合理適度的抗震性能目震性能化設(shè)計(jì):標(biāo)尤為重要。要根據(jù)建筑的超限程度,采取概念設(shè)(1)平面及豎向的不規(guī)則性,計(jì)、計(jì)算措施及構(gòu)造措施,并進(jìn)行中震設(shè)計(jì)與時(shí)程分結(jié)構(gòu)高度為98.39 m(大于90 m),析等性能目標(biāo),后者也是本文的重點(diǎn)解析。屬中國(guó)煤化工水圖1整體空間模型2結(jié)構(gòu)超限判定MHCNMHG平位移與次餒)層位夠平均值的比值大于1.2,屬于一般建筑應(yīng)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》18-10扭轉(zhuǎn)不規(guī)則;收稿日期:2016-04 -07(3)主平面凹進(jìn)尺寸占主體平均寬度的35%，鐵道建筑技術(shù)RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(07)103●房建工程.屬于凹凸不規(guī)則;表1地震波的最大加速度值 Ama;和持續(xù)時(shí) 間等參數(shù)(4)F3層局部墻體與上下層不連續(xù),屬于豎向適宜地震波Ama/持續(xù)時(shí)波的數(shù)|有效持續(xù)時(shí)間步范圍編號(hào)(e.s-2)| 間/s值個(gè)數(shù)時(shí)間/s 長(zhǎng)/s構(gòu)件上下不連續(xù)。多遇地RDX1(User1)| 703(1 50028. 420.02針對(duì)具體的超限情況,力求結(jié)構(gòu)沿豎向的布置震人工RDYI(User1)| 6(30I 50025.82規(guī)則、均勻,盡可能使結(jié)構(gòu)豎向和水平向荷載傳力地震波RDZI( User1)_ 46 _30| 1 50026.26| 0. 02| TDX3( User2)| 740.00 200037.48明確直接[5] ;提高關(guān)鍵構(gòu)件抗震等級(jí),部分構(gòu)件進(jìn)多遇地.| TDY3(User2)| 60| 40.00 200034.24| 0.02行中震分析設(shè)計(jì);同時(shí)進(jìn)行多遇地震下的彈性反應(yīng)震天然| TDZ3( User2)4640.00 2 00039. 50| TDX5(User3)| 70| 49. 86| 2 49339. 80[ 0.02譜分析和彈性時(shí)程分析。| TDY5( User3)60| 70.64| 353260.56TDZ5( User3)4632.90164522.56| 0. 023結(jié)構(gòu)時(shí)程分析注: 有效持續(xù)時(shí)間指從首次達(dá)到該時(shí)程曲線最大峰值的10%那點(diǎn)算起,到最后一點(diǎn)達(dá)到最大峰值的10%為止的時(shí)間段?！犊挂?guī))》[1]31-47及《復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》[6]規(guī)定,3.1結(jié)構(gòu)地震 動(dòng)參數(shù)判斷特別不規(guī)則的建筑應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地.本項(xiàng)目抗震設(shè)防烈度為8度,建筑場(chǎng)地為II類,震下的補(bǔ)充驗(yàn)算。據(jù)此相應(yīng)的地震波,進(jìn)行了多遇特征周期為0.45s,水平地震影響系數(shù)最大值為地震作用下的彈性時(shí)程分析。所選地震波及其參0.16;“安評(píng)報(bào)告”(北京市工程建設(shè)場(chǎng)地地震安全數(shù)見(jiàn)表1,各地震波加速度反應(yīng)譜與規(guī)范譜比較及性評(píng)價(jià)管理辦法的規(guī)定)結(jié)論,場(chǎng)地特征周期為各地震波加速度時(shí)程曲線見(jiàn)圖2(以人工波User10.42 s,水平地震影響系數(shù)最大值為0.18。應(yīng)先判中X、Y方向?yàn)槔?。斷各地震動(dòng)參數(shù)按什么標(biāo)準(zhǔn)采用。0.18根據(jù)“安評(píng)報(bào)告”地震影響系數(shù)a(r) =Ams x-規(guī)范譜-人工波譜B(r)/980,B(r) =B(T:/T)y(Tg 0.1X向剪力Y向剪力經(jīng)SATWE計(jì)算,M,= 1692.9 kN●m;V, =23 84024 866User2Vg/(O. 65V,)1.201.21104.2 kN;N=17 818 kN。(天然波)V。/V。0.780.79λ, =M,/(V,ho) =1 692.9 x 106/(104.2 x 103Vo26 29629 705User3x1 165) =13.9>3,取λ,=3Vg/(0. 65V。)1.33 .1.45_0. 860.940.3f.A。=0.3x27.5x1 200x1 200=11 880 kN_Vo25 65527 298<17 818 kN,取N=11 880 kN平均值V。Vo/(0.8V,)1.051.08O.16反應(yīng)譜V。30 49831 488γε°λ +1.5fobho +0.8f;,"=ho +9058f.1.hw +4中震分析與設(shè)計(jì)0.056 N] = 1/0.85 x[0.16/(3 + 1.5) x27.5 x1 200x1 165 +0.8x360x(2x11.3/100) x1 165項(xiàng)目有局部墻體轉(zhuǎn)換,對(duì)轉(zhuǎn)換層層框支梁及框+(0.58/3) x295 x30 x900 +0. 056 x 11 880 x支柱、與框支部分相鄰落地剪力墻進(jìn)行中震設(shè)計(jì)。1 000] =5091.88 kN> V,經(jīng)過(guò)分析,豎向構(gòu)件配筋結(jié)果很大,采取了豎綜合以上結(jié)果,該框支柱中震設(shè)計(jì)配筋滿足抗向內(nèi)加型鋼、轉(zhuǎn)換梁內(nèi)加型鋼等措施[7-8]，達(dá)到中震剪承載力要求。的抗震性能目標(biāo)。以框支柱抗剪承載力為例,復(fù)核5小結(jié)計(jì)算如下:經(jīng)SATWE計(jì)算,3層,X方向地震前力為28 648 kN,復(fù)雜高層建筑，應(yīng)采取相應(yīng)概念設(shè)計(jì)、計(jì)算措Y方向地震剪力為29 407 kN;底部剪力,X方向地施及構(gòu)造措施,選取合理性能目標(biāo)、適當(dāng)加強(qiáng)措施，震剪力為30 498 kN,Y方向地震剪力為31 488 kN。使結(jié)構(gòu)方案可行。同時(shí)也需要大量的計(jì)算、分析、轉(zhuǎn)換層面積為1926 m2 ,框支柱從屬面積為:(9 +比較判斷等重復(fù)工作，其科學(xué)縝密性毋庸置疑。4.5 +18) x7.1 =223. 65 m2結(jié)構(gòu)的中震設(shè)計(jì)與時(shí)程分析是大多數(shù)超限建筑的按X方向從屬面積計(jì)算框支柱剪力: .抗震性能目標(biāo),結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,目標(biāo)要求越高,更不限V、=223.65/1926x28648=3326.65kN于彈性階段的分析。按Y方向從屬面積計(jì)算框支柱剪力:參考文獻(xiàn)V.=223.65/1926x29407=3414.78kN.按結(jié)構(gòu)基底剪力的3%計(jì)算X方向框支柱剪力:[1] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院. GB 50011 -2010 建筑抗震設(shè)V。= 0.03 x30498 = 914. 94 kN計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.按結(jié)構(gòu)基底剪力的3%計(jì)算Y方向框支柱剪力:[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ3-2010高層建筑混凝.V。=0.03 x31 488 = 944. 64 kN土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,故框支柱地震剪力按從屬面積的地震剪力計(jì)2010: 25 -54.算,即:V、=3326. 65 kN;V, =3 414.78 kN。[3]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建質(zhì)[2015]67根據(jù)《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[9]第及號(hào)超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)[ S/0L]. http: // www. mohurd. gov. cn/ zcfg/jsbwj_ 0/js-《混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[10]、《混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算手bwjgczl/201505/t20150528_ 220992. html.冊(cè)》"進(jìn)行復(fù)核,框支柱截面1 200 mmx1 200 mm,[4]楊明杰.諾金飯店超限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].工程建設(shè)與設(shè)砼強(qiáng)度等級(jí)C60,箍筋采用HRB400級(jí)12@ 100(2)。計(jì),2015(6) :28 -30.以Y方向?yàn)槔?jì)算:[5]中國(guó)煤化工[J].鐵道建筑技術(shù),2012(0. 36fbho)=osx0.36 x27.5 x1 200 xHCNMHGYRE0.85[6徐培福、復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建1 165=16 282.5 kN> V,筑工業(yè)出版社,2005:20 -35.ftwh.w/(f.bhg) = (295 x30 x 900)/(27.5 x(下轉(zhuǎn)第109頁(yè))鐵道建筑技術(shù)RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(07)105●房建工程●可能會(huì)造成業(yè)主工期滯后的罰款392.05萬(wàn)元。總現(xiàn)結(jié)構(gòu)封頂、降低工程施工成本、提高安全性等方體費(fèi)用為579.7萬(wàn)元。面帶來(lái)了良好的效益。同時(shí)基于該技術(shù)的使用,獲而采用可傾斜集成式操作平臺(tái)在同樣的時(shí)間得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予的“一種集成架提升過(guò)程中內(nèi),總體費(fèi)用為270萬(wàn)元。的角度調(diào)整裝置"實(shí)用新型專利(專利號(hào):ZL 2014 2采用可傾斜集成式升降操作平臺(tái)可節(jié)省施工0507129. 7)和“一種集成架提升過(guò)程中的角度調(diào)整成本約281.75萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。裝置及施工方法”發(fā)明專利(專利號(hào):ZL 2014 14.2社會(huì) 效益0447141. 8) ,這在異性結(jié)構(gòu)超高層施工時(shí)具有極高(1)該平臺(tái)作為高層建筑施工外圍護(hù)腳手架工的推廣價(jià)值。程的成套設(shè)備,機(jī)械化和設(shè)備工具化得以體現(xiàn),處參考文獻(xiàn)于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平[12] ;該技術(shù)獲得國(guó)家實(shí)用新型專利及發(fā)明專利。[1]白朋飛,許華斌,高波.悅公館4#、5#樓工程圓簡(jiǎn)包裹(2)對(duì)超高層建筑,尤其是外輪廓為變化曲面十字形盤(pán)扣直插式梁板支撐架施工技術(shù)[J].低碳世界, 2014(22) :250 -251.結(jié)構(gòu)或斜面結(jié)構(gòu)工程,可傾斜集成式升降操作平臺(tái)[2]董璇.導(dǎo)軌式附著升降腳手架在高層建筑施工中的應(yīng)更能發(fā)揮保安全、促進(jìn)度的整體效果。用[J].鐵道建筑技術(shù), 2007(S1): 197- 198.5結(jié)束語(yǔ)[3]王大慶. 關(guān)于集成式升降操作平臺(tái)的使用和優(yōu)點(diǎn)[J].城市建筑, 2013(18):188.可傾斜集成式升降操作平臺(tái)作為導(dǎo)軌式爬架[4] 趙雨軍.整體提升腳手架施工技術(shù)[J].鐵道建筑技的- -種類型，與傳統(tǒng)集成式升降操作平臺(tái)技術(shù)相術(shù),2001(4): 50-51.比,其主要特點(diǎn)如下:在結(jié)構(gòu)外輪廓線為逐層均勻[5]張海軍,李靜,李明洋。超高層施工升降平臺(tái)(折疊式內(nèi)收,結(jié)構(gòu)外形不規(guī)則,集成式操作平臺(tái)無(wú)法垂直升降腳手架)施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究:電子版，2013(20).提升的情況下,利用簡(jiǎn)單工具完成架體整體垂直角[6]王鵬.高層施工升降平臺(tái)在超高層中的應(yīng)用[J].城度調(diào)整,一-次角度調(diào)整后,架體可沿此角度爬升至市建設(shè)理論研究:電子版, 2013(16).頂,無(wú)需進(jìn)行架體的拆除及重新安裝定位?？纱蟠骩7]陳勇輝,楊新茂,李奇強(qiáng).高層建筑施工智能防護(hù)架施節(jié)省施工時(shí)間,同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。造價(jià)方面,工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì), 2014(30) :24.可傾斜集成式升降操作平臺(tái)整體費(fèi)用雖然比傳統(tǒng)[8]陶燕，陳耀鋼.全集成升降式外腳手架在超高層建筑升降操作平臺(tái)費(fèi)用高,但安全系數(shù)明顯增加,尤其施工中的應(yīng)用[J].建筑施工, 2013(2):131 - 133.是斜爬方式的處理,大大降低了拆裝造價(jià)和降低了[9]解巍，謝成龍,李曉瓊,等.新型可遙控外爬架在超高層公寓樓施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù), 2012(23) :97 - 101.管理費(fèi)支出。在燕翔飯店改擴(kuò)建項(xiàng)目超高層寫(xiě)字樓施工中,[10]張富卷.智能折疊分片式爬架施工控制[J].山西建筑，2012(17):116-118.采用集成式升降操作平臺(tái)方案,并在- -般集成式升趙金先,李龍,劉敏,等.高層施工升降平臺(tái)安全施工降操作平臺(tái)上結(jié)合項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)行了傾斜升降控制措施的探討[J].建筑安全,2014(4):12- 16.結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì),成功實(shí)現(xiàn)了超高層建筑中異形部[12] 蔣小青.建筑升降式腳手架施工技術(shù)工藝要點(diǎn)分析位集成式升降操作平臺(tái)的整體運(yùn)行,為項(xiàng)目按期實(shí)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì), 2014( 14) :965 - 965.(上接第105 頁(yè))[9] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院JGJ 138 -2001 型鋼混凝土組合結(jié)[7]李飛前.地震作用下RC框剪結(jié)構(gòu)剪力墻和框架柱的中國(guó)煤化工克工業(yè)出版,002.30 -32.曲率延性與結(jié)構(gòu)層間位移延性關(guān)系[J].鐵道建筑技[1(.MCHCNMHG:0010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)術(shù),2014(9):134- 138.規(guī)范[S]."中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010:34 -42.[8] 尹華鋼,李志強(qiáng),劉曉華,等.北京新保利大廈結(jié)構(gòu)抗 [11] 吳德安.混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑震設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu),2007(4);1 -5.工業(yè)出版社, 2002:241 -245.鐵道建筑技術(shù)RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(07)109