大高宽比高层住宅剪力墙结构抗震性能分析

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随着社会的发展与国民经济的提高,人们对住房的需求日益趋向多样化、功能化,在土地资源有限的情况下,越来越多的超高层住宅应运而生,在既定的建筑平面下,建筑物的高宽比会随着结构高度的增加而增大。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JCJ3-2010)第3.3.2条规定:高层建筑的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制;在结构设计满足本规程规定的基本要求且经济可控的情况下,高宽比限值不是必须满足的。基于此结合实际工程算例对高宽比超过两倍规定限值的超高层剪力墙结构住宅进行模拟计算、分析,为同类高层建筑结构的设计提出参考性意见。本文选取某高宽比为12.6(结构高度168.15 m)的剪力墙结构超高层住宅实例项目结构模型。运用SATWE和ETABS两种软件进行计算分析,多遇地震作用下进行弹性时程分析,设防烈度地震作用下进行等效弹性分析,罕遇地震作用下进行弹塑性分析。依照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对高宽比超限的高层建筑进行总体计算并验算结构的稳定性和关键构件的承载力。其次,通过调整模型,在不设置暗柱、端柱的情况下,改变关键部位剪力墙厚度,探索剪力墙厚度对整个结构自振周期、最大位移、层间位移角、扭转位移比等指标项的影响,分析不同的调整方案对整个结构抗震性能的影响。通过本文的分析研究,得出如下结论:本工程属于高度超限、高宽比超限的高层建筑,对结构进行合理布置并对关键部位采取加强措施,可以满足规范“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。在周期比满足规范要求的前提下,结构周期比越大,结构的最大层间位移角、最大位移比、最大层间位移比越小,对结构的安全越有利,表明两主轴方向的抗侧刚度差距越小,结构整体的抗侧能力越高,因此需要根据实际工程需要,合理调整剪力墙厚度,缩小两主轴方向的抗侧刚度差距,才能有效减小结构的扭转效应,提高整个结构的抗侧刚度。
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