平面薄弱连接结构整体隔震楼板设计分析.docx
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1、在结构设计中,楼板是水平抗侧力构件的重要组成部分,楼面的不规则性,在地震发生时会产生应力集中,若隔震层顶板大面积产生应力集中,将对结构隔震产生非常不利的影响。当前随着建筑外形的多样化,建筑结构也随之复杂化。某教学主楼平面呈“树形”,为大跨度平面薄弱连接的不规则结构,由于楼板局部开洞及不连续形成薄弱连接板,楼板易在阴角(薄弱处)出现开裂或局部破坏,在此影响下楼板平面内无法保证无限刚度,因此,对各层楼板进行深入楼板应力分析、并检查楼板薄弱连接部位是非常有必要的。针对楼板薄弱连接的部位需要通过增加板厚、增加拉通筋、增加后浇带等方式来增强楼板的连接。本文采用YJK和ETABS2016两个结构软件建立模
2、型对该教学楼进行分析,检验该结构对薄弱部分的楼板加大板厚和加强钢筋设计做整体隔震能否满足抗震设防三水准的要求。1、工程概况云南省昆明市五华区某小学抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度峰值为0.20g,场地特征周期0.65so该教学楼地上四层,层高为4.5m+3.9m+3.9m+3.9m,为现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构。采用隔震技术,地下设置2.20Om高的隔震层;隔震层周边设置与主体完全脱开的钢筋混凝土挡土墙。按GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准规定小学为重点设防类,其抗震等级应按提高1度;根据GB500112010建筑抗震设计规范结构形式的抗震等级可按设防烈度降低一度来确定
3、,而与抵抗竖向地震作用有关的抗震构造措施不降低。综上,框架抗震等级按8度确定为三级,剪力墙抗震等级按二级,框架柱轴压比按抗震等级为二级(按9度确定)控制(即轴压比0.85),剪力墙轴压比按抗震等级为一级(按9度确定)控制(即轴压比0.40)。2、规则性判断根据超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点,经计算可知教学楼在规定水平力下,带隔震垫模型对本工程的存在的不规则情况判别如下。(1)扭转不规则:考虑偶然偏心X向偶然偏心为1.251.2,y向偶然偏心为1.09。(2)凹凸不规则:平面凹凸尺寸与相应边长之比大于30%。(3)楼板不连续:开洞处有效楼板宽度45%小于相应楼面宽度的50%o(4)局部
4、不规则:存在局部跃层柱。本建筑高16.2Om,总长108m,宽74.61m,平面呈“树形”,可判断为平面不规则;无楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,为平面不规则体系。建筑无侧向刚度不规则及楼层承载力突变,无竖向构件转换和尺寸突变,为竖向规则结构。因此,本项目为平面不规则竖向规则结构(图1)。图1教学楼标准层结构布置示意3、结构抗震分析本工程结构的整体计算采用YJK软件,周期、周期比及位移比采用带隔震垫作用下的ETABS软件。3.1周期、周期比、有效质量系数周期、周期比、有效质量系数见表1。经综合考虑,ETABS为采用隔震垫数据,周期、周期比、有效质量系数均满足规范规定。表1周期、周期比、有效质量系
5、数周期序号周期/sYJKETABS周期比(T3/T1)YJK周期比(T3/T1)ETABS结构总有效质量系数T10.65410.6300.8760.8843787093.5%(X向),95.6%(.”向)T20.63700.609T30.57340.5573.2位移角、位移比及基底剪重比位移角、位移比及基底剪重比见表2。表2位移角、位移比及基底剪重比1地震作用YJK(不带隔震垫)ETABS(设防地震)ETABS(罕遇地震)最大层间在移角VH1/10531/1196不考虑P向1/12751/1779不考虑最大层间位移/平均层间位移T向1.441.111.106J响1.271.051.027基底剪
6、重比/%X向5.9603.2不考虑1向5.5373.2不号虑框架结构倾置力矩/%X向41.2不考虑不考虑T向36.6综上,ETABAS为设置带隔震垫模型,按多遇地震下地震波时程分析结果,其位移角、位移比、剪重比均满足规范要求,YJK计算模型的位移角、位移比、剪重比也均满足规范要求。3.3倾覆验算及整体稳定性验算倾覆验算及整体稳定性验算见表3。表3倾覆弯矩项目单元结构抗倾圈弯矩MrkNm倾覆弯矩MkNm比值X向风荷载2.094E0072.530E+004827.76V向风荷载3.340E0071.523E0042192.59、向地震2.020E0073.106E00565.03.”向w3.222
7、E+0072.906E005110.85综上,x向刚重比为12.350,y向刚重比为13.053,满足相关规范要求。4、结构薄弱部位抗震措施4.1 建筑分块计算由于该教学楼的平面呈“树杈型”结构形体复杂,因此在整体结构的周期、位移角、位移比、框架倾覆力矩满足规范要求的前提下,需要对建筑进行分块研究分析,要个各个分块结构的周期、位移角、位移比、框架倾覆力矩同时满足规范要求。建筑分块计算参数见表4。表4建筑分块计算参数分块周期位移角位移比框架倾置力矩/%TXT173XVXVXV10.669平0.601平0.457扭1/11831/13551.061.2948.627.720.663平0.524平0
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