福州某超高層住宅多遇地震動力時程分析中采用PKPM及盈建科計算的結果比較

吳昊

中元（廈門）工程設計研究院有限公司（361000）

福州某超高層住宅多遇地震動力時程分析中采用PKPM及盈建科計算的結果比較

吳昊

中元（廈門）工程設計研究院有限公司（361000）

根據我國建筑抗震設計規范的相關要求，對福州世茂南通項目的超限高層1#、5#～7#樓進行動力時程分析。采用了PKPM和盈建科作為計算軟件，對多遇地震作用下結構的整體抗震性能進行分析，包括層間位移角等等多項結構指標都進行了計算，并比較這兩款目前常用結構軟件的計算結果。

多遇地震；動力時程分析；PKPM；盈建科

0 引言

本工程擬建的福州世茂南通項目場地位于福建省福州市南通鎮上洲村內，內容為住宅，地上3～ 48層，地下一層，總建筑面積231 446.68 m2。地上總建筑面積：187 213.81 m2，地下建筑面積：44 232.87 m2。

這里述及的四棟48層（1#、5#、6#、7#樓）超高層住宅，層高均為2.9 m，房屋高度為141.10 m，平面尺寸為44.5 m×18 m。以下結合此項目擬建的超高層住宅做動力時程分析。

1 結構特點

本項目4棟超高層住宅采用鋼筋混凝土剪力墻結構形式，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10 g，設計地震分組為第三組，設計特征周期值為0.65 s，抗震設防類別為丙類，建筑場地類別為Ⅲ類。建筑結構標準層平面布置見圖1。

圖1 標準層結構平面布置圖

2 多遇地震動力時程分析

2.1 規范相關要求

《建筑抗震設計規范》5.1.2條第3款規定，特別不規則的建筑、甲類建筑和表5.1.2-1所列高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算。《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.4條第3款規定，7度建筑高度>100 m的高層建筑結構，應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算。

2.2 地震波的確定

1 #、5#、6#、7#樓：按規范要求，選取5條天然波和2條人工波。其中天然波的選用，采用雙頻段選波方法，控制Tg及T1在限定的上下區間范圍內，反應譜的差值不超過10%。

經過試算，采用TH4TG055、TH1TG065、TH2TG065、TH1TG075和TH2TG075作為實際選用的天然波，采用RH1TG065、RH3TG065作為實際選用的人工波。見圖2。

圖2 規范譜與多條地震波譜對比圖

通過對比可知，7條時程波平均地震影響系數曲線與振型分解反應譜法所用的地震影響系數曲線相比，在對應于結構主要振型周期點上相差不大于20%（T1點為10%，T2點為10%，T3點為9%），滿足規范在統計意義上相符的要求。

2.3 計算結果對比

取用上述多條地震波進行計算，PKPM的SATWE程序和盈建科分別給出了具體的結果，采用列表的方式進行羅列和對比如下：

2.3.1 基底剪力的比較

SATWE和YJK彈性時程分析與反應譜分析基底剪力（kN）比較見表1。

由表1對比結果可知，每條時程曲線計算所得結構底部剪力均不小于振型分解反應譜法計算結果的65%，3條時程曲線計算所得結構底部剪力的平均值不小于振型分解反應譜法計算結果的80%。

表1 SATWE和YJK彈性時程分析與反應譜分析基底剪力（kN）比較

表2 SATWE與YJK彈性時程分析與反應譜分析最大層間位移角比較

2.3.2 最大層間位移角的比較

SATWE與YJK彈性時程分析與反應譜分析最大層間位移角比較見表2。

由表2對比結果可知，層間位移的時程分析計算結果與反應譜分析結果基本相同，且滿足規范1/ 1 000的要求。

2.3.3 最大樓層位移角的比較

將時程分析得到的樓層位移計算結果，與反應譜分析（CQC法）結果進行對比，結果如圖3、圖4所示。

圖3 SATWE最大樓層位移比較

圖4 YJK最大樓層位移比較

3 結論

根據以上分別對兩個方向的樓層剪力、樓層位移、層間位移等結果對比，反應譜分析結果：X向基本大于時程分析計算所得平均值，Y向基本大于時程分析計算所得平均值，故反應譜分析中的地震影響系數曲線的取值是安全的。承載力設計時取各向包絡值進行設計計算。

從樓層最大位移及層間位移的曲線可以看出，該結構并無薄弱樓層。

通過樓層剪力及層間位移計算結果的對比，SATWE的時程分析結果與YJK結果基本一致。