基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计.pdf

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1、浙江建筑，第30卷，第5期，2013年5月ZhejiangConstruction，Vo1．30，No．5，May．2013基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计SeismicAnalysisandDesignofBuildingwithSpacialSplit—LevelBasesonSAP2000王阁WangGe(深圳市建筑设计研究总院有限公司，广东深圳518000)摘要：基于空间有限元软件SAP2000，结合SATWE，采用性能化抗震设计方法，对一项工程进行小震、中震反应谱分析及大震弹塑性分析。通过计算结果与预定抗震性能目标的比较，找出了结构的薄弱环节并改进结构设

2、计，从而实现对该工程空间错层结构的合理化设计。关键词：空间错层结构；SAP2000；抗震性能设计；弹塑性分析中图分类号：TU352文献标志码：B文章编号：1008—3707(2013)05—0019—04表1框架梁、柱的主要截面尺寸1工程概况单位：mm框架梁300x800，400x800，600×800，450x1000，600×1000昆明商贸职业学院位于云南省昆明市嵩明县，框架柱900x1200，1000x1000总建筑面积15．75万m，建筑物多为5～8层，主要建筑物如下：旅游学院(1．98万m)、信息技术学院(1．70万m)、市场营销学院(1．54万m)、会堂2结构体系

3、研究(0．47万m)、行政办公楼(3．13万m)、图书馆本工程平面形状复杂、体型独特，且建筑功能要(1．33万m)、体育馆(1．03万m)、学生宿舍(6求特殊，主要特点如下：舞台前部为大空间，致使结栋，共3．19万m)、食堂(2栋，共1．40万m)。嵩明构中部不连续；双层看台部分为大斜板，导致出现较县属于高烈度地震区，抗震设防烈度为8度(0．3g)，大错层；3层看台梁跨度较大(约28．2m)，属于典其中部分子项工程抗震设防类别划分为重点设防类型的大空间复杂结构。为此，结构布置时对周边梁(乙类)，其抗震措施提高一度按9度考虑。尺寸加大，并在不影响建筑功能的前提下，尽可能在经综合分

4、析比较，确定对乙类建筑中的会堂、体育周边布置连续结构板，以增加结构的抗扭转刚度；对馆采用性能化抗震设计，其余子项采用基础隔震技术重要部位受力复杂的框架柱(比如斜板看台周边，(另文详述)，本文以会堂为例进行分析说明。会堂地受双层梁影响形成短柱，且尺寸受建筑所限)，采用上主体结构四层，1层层高4．20m，2层层高6．77m，型钢柱来满足该柱的强度及延性，抗震等级提高一3层层高7．03m，4层层高3．50m，建筑总高度为级；对大跨度的梁则采用型钢梁，以满足建筑所限尺21．5m。地上建筑平面尺寸为椭圆形(54．5m×67．4m)，寸及结构挠度的要求。结构典型的平面布置图见图1，框架梁、

5、柱的主要截面尺3结构设计基本参数及抗震性能目标寸见表1。主体结构采用全现浇钢筋混凝土框架结构，屋面采用单层平板钢网架，总建筑面积4550m2。结构设计基本参数如下：水平地震影响系数最收稿日期：2013—03—08作者简介：王阁(1980一)，男，河南漯河人，工程师，从事建筑结构设计工作。20浙江建筑2013年第3O卷⑩④④①@⑨④⑤@④⑤④①③④6eD⑩⑩⑩4小震弹性分析LlI53700IlL69007200690069005000I4200135501SATWE和SAP2000的主要计算结果见表3。⑤’r1。r豺④地震响应分析时均采用振型分解反应谱法，考虑I1§⑨．⑨偶然偏心

6、及双向地震，采用CQC法进行振型组合，7＼．1，，r。刁。量’I：—巷一—．t．l’①—J．⑨对于大跨度构件，考虑竖向地震]。计算结果rJJ、≈■L⑩。／，／一表明：，／g．一—一_I}。可一、I§葛表3结构整体计算结果IW-：=可]r『髻一_一●●8l一_g§：=，‘：葛雹口8P—§b《<>_j一1，l一——-，一●一I_r⑩r，①一④①⑧⑥④⑤⑨④@④f／匕二【_2opo1~17530005。0069007200720069005000：L00(175l~c：IH】1531图12层结构平面布置图大值取0．24，框架抗震等级为一级，建筑结构的安全等级为一级，设计使用年限50年

7、，地震分组第二组，场地类别Ⅱ类，场地设计特征周期0．40s，基本风压：0．30kN／m，建筑物地面粗糙类别为B类，同时考虑水平地震和竖向地震。抗震设计在满足国家及地方规范的前提下，根据性能化抗震设计概念进行设计，抗震性能目标见表2。(1)两者分析的各项主要指标基本一致，满足规范相关要求。表2抗震性能目标(2)结构具有合适的刚度，结构地震反应符合地震烈度工程经验及力学概念所做的判断，主体结构安全抗震目标频遇地震设防烈度地震罕遇地震合理。(小震)(中震)(大震)(3)一些楼层直接计算出来的(如1