框架结构模型.docx

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框架结构模型

模型概况

模型为框架结构，长24m，宽16m，共15层，总高61米。

除底层层高为5m外其余各层层高均为4m。

使用PKPM2010中SATWE模块按8度抗震设防标准进行配筋设计和验算，后将设计结果输入SAP2000中进行分析。

为便于分析和使用孙新宇的静力试验结果，在SATWE设计结果基础上对标准层和构件进行了归并，结构分为1~8层和9~15层两个标准层。

平面布置如图1所示，构件情况见表1。

图1标准层平面布置

表1构件参数表

（梁柱混凝土C40，纵筋HRB400，箍筋HRB335。

板厚均为120mm。

）

构件名称

构件尺寸/mm

纵筋配筋率

箍筋配筋率（加密区）

Z1

750×750

%

%

Z2

600×600

%

%

L1

250×500

上部%；下部%

%

L2

200×400

上部%；下部%

%

底层柱最大轴压比为

每层恒荷载㎡，活荷载2kN/㎡

模型三维示意图

动力特性分析

PKPM软件在高层模态计算上精度不足，且构件配筋在SATWE计算结果基础上进行了归并，因此动力特性分析以SAP2000计算结果为准。

模型前十二阶自振周期如表2所示。

表2结构自振周期

阶数

周期/s

阶数

周期/s

1

7

2

8

3

9

4

10

5

11

6

12

反应谱分析

为验证接结构设计抗震性能，对结构进行双向反应谱工况分层，层间位移角响应见表3

表3反应谱工况下双向层间位移角响应

层数

Y向反应谱工况

X向反应谱工况

1

1/

1/

2

1/

1/

3

1/

1/

4

1/

1/

5

1/

1/

6

1/

1/

7

1/

1/

8

1/

1/

9

1/

1/

10

1/

1/

11

1/

1/

12

1/

1/

13

1/

1/

14

1/

1/

15

1/

1/

由表3可得X、Y向层间位移指标均小于规范规定1/550，结构设计满足抗震要求。

时程分析

时程分析选用Elcentro波，TCU115波Y向输入，两种波频谱特征如表4所示。

将地震波峰值加速度分别调幅为70gal和400gal以模拟八度多遇、罕遇地震情况。

表4地震波频谱特征

地震波

记录最大峰值加速度/gal

原始记录时间/s

卓越周期/s

Elcentro

TCU115

150

层间位移角响应值

多遇、罕遇状况两种地震波作用下结构层间位移角值见表5、6，层间位移角包络图见图2、3。

表5多遇地震作用下层间位移角响应值

层数

Elcentro

TCU115

1

1/

1/

2

1/

1/

3

1/

1/

4

1/

1/

5

1/

1/

6

1/

1/

7

1/

1/

8

1/

1/

9

1/

1/

10

1/

1/

11

1/

1/

12

1/

1/

13

1/

1/

14

1/

1/

15

1/

1/

图3多遇地震层间位移角包络图

表6罕遇地震作用下层间位移角响应值

层数

Elcentro

TCU115

1

1/

1/

2

1/

1/

3

1/

1/

4

1/

1/

5

1/

1/

6

1/

1/

7

1/

1/

8

1/

1/

9

1/

1/

10

1/

1/

11

1/

1/

12

1/

1/

13

1/

1/41

14

1/

1/

15

1/

1/

图4罕遇地震层间位移角包络图

加速度响应

多遇、罕遇状况三种地震波作用下结构加速度值见表7、8，层间位移角包络图见图5、6。

表7多遇地震作用下加速响应值/gal

层数

Elcentro

TCU115

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

图5多遇地震层间位移角包络图

表8罕遇地震作用下层加速度响应值/gal

层数

Elcentro

TCU115

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

图6罕遇地震层间位移角包络图

关于PKPM电算设计中“偶然偏心”的理解

对于规范的理解1Δ

《高规建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》第条（强制性条文）规定，质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。

第条规定，计算单向地震作用应考虑偶然偏心的影响。

每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用：

e±

e为每层质心偏移位移值，L为每层垂直于地震方向建筑总长度

《建筑抗震设计规范GB50011-2010》第条（强制性条文）规定，质量于刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

对于规则结构的扭转效应，抗震规定允许不进行扭转耦连计算，但应对平行于地震作用方向的边榀进行地震作用效应放大。

高规则规定应考虑单向地震偶然偏心作用，偶然偏心值见该规范第条规定。

可见，高规的规定更加严格。

PKPM中处理原理

先按照无偏心的初始质量分布计算结构的振动特性和地震作用，然后按照规范规定的四种偏心方式计算各质点的附加扭矩，再将四种偏心方式计算各质点的附加扭矩与无偏心的地震作用叠加，从而形成相应于四种偏心方式的地震作用。

考虑偶然偏心地震后，共有三组地震作用效应：

无偏心地震作用效应（EX、EY），左偏心地震作用效应（EXM、EYM），右偏心地震作用效应（EXP、EYP）。