某高層住宅群結構抗震設計與分析研究★

林雪軍 肖力文 宋永生

(1.蘇州華造建筑設計有限公司，江蘇 蘇州 215123； 2.東南大學，江蘇 南京 210000； 3.金陵科技學院，江蘇 南京 211169)

某高層住宅群結構抗震設計與分析研究★

林雪軍1，2肖力文3宋永生3

(1.蘇州華造建筑設計有限公司，江蘇 蘇州 215123； 2.東南大學，江蘇 南京 210000； 3.金陵科技學院，江蘇 南京 211169)

以某復雜高層8幢住宅群為例，介紹了該工程的結構選型和在其他抗震不利時采取的措施，對于抗震設計與分析過程中的關鍵指標進行了分析，結果表明，該工程的結構抗震設計能滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防目標。

建筑群，抗震分析，不規則結構，阻尼比

0 引言

在建筑行業與時俱進的時代，我國更加注重土地的使用，經濟迅速發展和城市建設的不斷推進，使得高層居住建筑的建筑設計快速的向著建筑群和更高層的方向發展。隨著其建筑高度的拔高，抗震等設計方面的重要性日益突出[1-3]。本文就以蘇州地區的某8幢高層住宅為例，開展了該項目的地震響應分析和抗震設計的研究，相關的數據結論對于開展類似的高層住宅的設計具有參考作用。

1 工程概況

蘇州泰禾項目位于蘇州市的吳中區，由8幢高層住宅和1個地下車庫組成。8幢高層住宅均為地下2層，地上32層的高層建筑。根據戶型不同，8棟建筑共分為三類，根據其戶型分別計為A(138 m2),B(158 m2)和C(115 m2)。其中，1號、6號、8號為單138 m2戶型；2號為雙138 m2戶型；3號、5號為單158 m2戶型；7號為雙115 m2戶型；4號為115 m2+138 m2戶型。8棟建筑的平面分布如圖1所示。表1給出了8幢高層住宅的結構抗震幾何參數。結構抗震設防類別均為標準設防類。工程抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.10g，建筑場地類別為Ⅳ類，特征周期為0.65 s；鋼筋混凝土結構阻尼比取0.05[4,5]。

表1 結構抗震幾何參數一覽表

名稱平面尺寸B×L/m高寬比H/B長寬比L/BA13．92×24．26(1層)7．061．7412．71×24．99(4層)7．201．97B13．83×28．32(1層)7．102．0412．52×29．20(4層)7．302．33C13．30×20．72(1層)7．391．5512．24×21．26(4層)7．471．73

2 結構選型與不規則判斷

2.1 結構選型分析

本工程各棟高層均采用鋼筋混凝土抗震墻結構，通過地下室連為整體，主樓為地下2層，汽車庫為地下1層，擬將地下室底板作為嵌固端。主樓-1層與周邊汽車庫頂板有1 000 mm高差，在高差處設置混凝土加腋保證水平力的有效傳遞，同時主樓周邊與地下室相連處剪力墻厚度不小于250，配筋率不小于0.50%。主樓-1層地下室板厚取180 mm，配置雙層雙向鋼筋，配筋率不小于0.25%。各結構單元及地下1層相關范圍的抗震等級同上部結構。地下1層其余部位框架抗震等級均為三級。

2.2 結構規則性分析

此項目8幢高層住宅，但本工程高寬比，長寬比均不超限。1號、6號、8號、2號和4號為凹凸不規則，樓板局部不連續，2項一般不規則。3號和5號為凹凸不規則，樓板局部不連續，2項一般不規則。7號和4號為扭轉不規則，樓板局部不連續，2項一般不規則。此外，各樓均無特別不規則。

2.3 抗震措施

1)針對1號～8號樓高寬比均大于6的情況，除滿足高規的各項指標外，增加對剪力墻底部加強區抗剪承載力的中震彈性設計及抗彎承載力的中震不屈服復核。2)針對1號～8號樓開洞寬度與典型寬度之比大于50%，樓板局部不連續的情況，在開洞周邊板板厚取130 mm，板配筋雙層雙向拉通。洞口角部集中配置斜向鋼筋，并設為彈性板，中震彈性復核其配筋。3)北側樓梯間角柱抗震等級提高一級為一級。4)針對主樓-1層與周邊汽車庫頂板有1 000 mm高差的情況，在高差處除設置混凝土加腋保證水平力的有效傳遞外，主樓周邊與地下室相連處剪力墻厚度不小于250，配筋率不小于0.50%，滿足錯層結構的構造措施，同時-1層板厚取180 mm。5)主樓-1層及2層樓面大堂挑空，對涉及剪力墻增加2層高度的墻體穩定性復核。

3 地震響應分析

3.1 計算模型

本項目為8幢高層住宅，本工程各子項通過地下室連為整體，在地下室頂板以上分為若干個結構單元。單體模型擬以地下室底板為嵌固端。計算軟件均采用YJK1.8.1.0版[6]，其模型如圖2所示。

3.2 計算結果

表2給出了三類建筑結構的抗震計算結果。從表2中可以看出：1)扭轉與平動的周期比均小于0.90；2)框架及短肢剪力墻地震傾覆力矩占比遠小于50%；3)剛重比遠大于2.70；4)抗剪承載力比均大于0.80；5)剪重比均大于1.60%；6)有效質量參與系數均大于90%；7)風與地震作用下的最大位移角均小于1/1 000；8)最大扭轉位移比為1.21，不超過規范限值的5%[7,8]。

表2 抗震計算結果

4 結語

本文以蘇州某復雜商業高層建筑為例，介紹了該工程在進行抗震設計與分析過程中的關鍵指標，通過開展反應譜分析，以保證結構的抗震性能，使其具有良好的抗震性能及安全性。計算與分析結果表明：1)本工程各單元，其大部分主要控制指標均滿足規范要求，能滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防目標。2)該項目在整體結構的體系和布置進行優化，以及對抗震不利位置提高其抗震措施方面的成功經驗可為類似工程的分析與計算提供參考。

[1] 馬愷澤，劉伯權，鄢紅良,等.高層建筑結構抗震性能評估方法的研究與改進[J].建筑科學與工程學報，2012(4)：32-37.

[2] 周 藝，李 超，委 旭,等.西安某高層建筑動力特性及地震反應分析[J].華北水利水電學院學報，2009(4)：23-25.

[3] 曾學敏，周新偉，李樂平.武漢某超高層建筑動力特性及地震反應分析[J].國外建材科技，2008，29(3)：51-53.

[4] JGJ 3—2010,高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[5] GB 50011—2010,建筑抗震設計規范[S].

[6] 李星榮，王柱宏.PKPM結構系列軟件應用與設計實例[M].第4版.北京：機械工業出版社，2012.

[7] 林建翔.某高層建筑結構靜力彈塑性(Pushover)分析[J].廣東土木與建筑，2009(5)：9-10.

[8] 杜英杰.基于靜力彈塑性(Pushover)方法的結構分析實例[J].四川建材，2011，37(2)：40-41.

Seismic design and analysis of a high-rise residential group-building structure★

Lin Xuejun1，2Xiao Liwen3Song Yongsheng3

(1.SuzhouHuazaoArchitecturalDesignCo.,Ltd,Suzhou215123,China; 2.SoutheastUniversity,Nanjing210000,China; 3.JinlingInstituteofTechnology,Nanjing211169,China)

Taking a complex high-rise eight residential group as an example. In this paper, structure selection was introduced as well as the measurements under conditions of seismic unfavorable. Typical parameters were analyzed during the seismic design and analysis. The calculation results present that the seismic design of this project can meet the requirements of “no damage in small earthquake, the earthquake can repair the seismic fortification goal, earthquake does not fall”.

building group, seismic analysis, irregular structure, damping ratio

1009-6825(2017)20-0039-03

2017-05-07★:本文受2016年江蘇省建筑產業現代化科技支撐專項引導資金資助

林雪軍(1985- )，男，工程師，在讀工程碩士

TU318

A