某项目建筑总投影平面为梯形,总长度约258米,总高度79.7m,地上十三层。 地上建筑主要由3部分组成,南侧高层部分为精品酒店;北侧多层部分为体育中心,中间地面为市民广场。整个建筑不设缝。体育中心和精品酒店主体部分楼盖为普通钢筋混凝土梁板;体育中心悬挑桁架部分采用钢结构,楼板采用普通钢筋混凝土楼板;屋顶钢结构桁架及落地斜撑采用钢结构。 本工程抗震设防烈度为8度,设计地震基本加速度值0.20g,设计地震分组为第二组,场地类别为Ⅲ 类。本工程由建研院咨询设计院设计。 看了这个结构形式,感觉怎么样,一句话概括,结构超复杂!弹塑性计算怎么办?是不是头大了,不用怕,用超限专家助手SAUSAGE来帮您!
计算软件采用由广州建研数力建筑科技有限公司开发的新一代“GPU+CPU”高性能结构动力弹塑性计算软件SAUSAGE。
先采用PMSAP进行小震和中震计算,然后直接一键带配筋导入SAUSAGE进行大震动力弹塑性分析计算,生成计算报告书。
X为输入主方向时,北塔楼顶最大位移为131mm;楼层最大层间位移角为1/227,在第3层;南塔楼顶最大位移为162mm,楼层最大层间位移角为1/250,在第3层;
图2 Y为输入主方向下基底剪力时程曲线
图3 Y为输入主方向下层剪力包络图
图4 Y方向楼层最大位移响应
图5 Y方向楼层最大层间位移角响应
Y为输入主方向时,北塔楼顶最大位移为124mm,楼层最大层间位移角为1/270,在第4层;南塔楼顶最大位移为181mm,楼层最大层间位移角为1/204,在第12层。结构层间位移角限值满足1/100的要求,满足“大震不倒”的性能目标要求。
图6 人工波,Y方向为输入主方向时剪力墙受压损伤因子分布示意图
由剪力墙整体的损伤情况可以看到,在罕遇地震人工波、天然波1、天然波2的三向输入作用下,剪力墙墙身整体损伤不重,大多数墙身混凝土受压损伤因子控制在0.6以下;连梁大部分已经破坏,起到很好的率先屈服耗能的作用,有力地保护了主体结构。N1A~N1D墙肢属于局部上升核心筒部分,损伤因子均在0.3以下,可以认为北塔体育中心局部上升核心筒满足“大震不屈服”性能水准;其余墙肢满足“大震部分中度损伤”性能水准要求。
图7 人工波,Y方向为输入主方向时柱性能水平
图8 人工波,Y方向为输入主方向时梁性能水平
梁柱构件性能水平,梁柱构件均处于轻度损伤级别,满足抗震性能水准要求。
图9 人工波,Y方向为输入主方向时屋盖主桁架及落地斜撑性能水平
屋盖主桁架及落地斜撑构件性能水平:其中屋盖主桁架除个别杆件处于轻度损伤级别,其余杆件均未损坏,满足抗震性能水准要求;落地斜撑均无损坏,满足“大震不屈服”抗震性能水准。
1)结构顶点最大位移X为输入主方向时,北塔体育中心楼层最大层间位移角为1/227,南塔精品酒店楼层最大层间位移角为1/250;Y为输入主方向时,北塔体育中心楼层最大层间位移角为1/270,南塔精品酒店楼层最大层间位移角为1/204,均未超过1/100的要求。 整个计算过程中,结构始终保持直立,满足规范“大震不倒”的要求。 2)弹塑性分析结果表明,连梁基本全部破坏,其受压损伤因子均超过0.9,说明在罕遇地震作用下,连梁形成了铰机制,符合屈服耗能的抗震工程学概念。 3)弹塑性分析结果表明,剪力墙墙身整体损伤不重,大多数墙身混凝土受压损伤因子控制在0.6以下; N1A~N1D墙肢属于局部上升核心筒部分,损伤因子均在0.3以下,可以认为北塔体育中心局部上升核心筒满足“大震不屈服”性能水准;其余墙肢满足“大震部分中度损伤”性能水准要求。 4)弹塑性分析结果表明,屋盖主桁架除个别杆件处于轻度损伤级别,其余杆件均未损坏,满足抗震性能水准要求;落地斜撑均无损坏,满足“大震不屈服”抗震性能水准要求。 5)弹塑性分析结果表明,北塔体育中心和南塔精品酒店的框架梁大部分已经轻度损坏、框架柱部分轻度损坏,部分未损坏,满足“大震部分中度损伤”性能水准要求。 本工程采用的主体结构质量分布均匀,刚度分布合理,结构体系合理,满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,达到本工程所设定的性能目标要求。 本工程大震弹塑性分析中充分体现了SAUSAGE”准”、”快”、”易用” 的特点。完美的解决了工程师时间紧,结构复杂,计算难度大的问题。
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