多层大板大开间住宅的抗震性

Abstract:Thispaperdescribestheseismicresearchonamulti-storeystructuralsystem.Thishouseismoreaccommodatedwiththedevelopmentaldemandofpeople.Keyworrds:pprestrresseddlarggespaanseissmicaanalyssistimmehisstoryanalyysis一、概述我国住宅的的现状是以解解决生存空间间为目的的“安置型”住宅消费为为主，还谈不不上住宅的“个性化”。房屋的结构构和住户的期期望要求存在在着一定的差差距，用户只只能被动的根根据已建套型型来改造自己己的房屋，而而无法随心所所欲的装修布布置，这势必必会造成住宅宅的精神老化化加速。《建建设部在对我我国未来房地地产市场前景景的分析报告告》中提到，我我国居民对现现住房的满意意率还不到20％，约有48％的居民提提出在两三年年内愿意换购购住房，已购购公房户中也也有67％希望通过过换购住房来来改善居住条条件和环境，住住宅的使用寿寿命逐年降低低。从中不难难看出，住户户居住的满意意率较低导致致住宅的新陈陈代谢加快，这这与国家现在在大力提倡的的“节能”是背道而驰驰的。让用户户根据自己的的情况决定住住宅套型，并并且能随时更更换改装，是是解决这一问问题的可行之之法。住宅不不仅要能满足足一个时期的的一种需要，还还要能够根据据不同时期适适应不同的需需要，这才是是未来住宅发发展的一个趋趋势。多层大大板大开间住住宅符合住宅宅建筑“以人为本”、“住户参与设设计”的要求，因因而具有广泛泛的应用前景景。本住宅的结结构平面图如如下:本结构共6层，高16.8m，X向:2×5mm,Y向:6×3..5m。二、用时程程分析法对结结构进行抗震震分析。该工程设防防烈度为7度，场地类类别为Ⅱ类，设计地地震分组为第第二组，区域域为近震，设设计基本加速速度值为0.10g。对于地震震波的选取，规规范规定，进进行结构的时时程分析时，一一般先按照建建筑物所在的的场地类别、、设设防烈度、、设设计地震分组组等因素，选选取不少于两两条的实际强强震加速度时时程记录曲线线和一条人工工模拟的加速速度时程曲线线，作为设计计用的地震波波输入，其平平均地震影响响系数曲线应应与振型分解解反应谱法所所采用的地震震影响系数曲曲线在统计意意义上相符。因因此，本结构构在设计时根根据场地情况况采用了EL-Ceentro,,南京波与上上海人工波，取X、Y双向输入，按规范7度抗震时时程分析所采用的地震加速度时程曲线的最大值（多遇地震为35cm/s2，罕遇地震为220cm/s2）来调整输入波的峰值。1.数值分分析模型由于本结构构需同时考虑虑X、Y方向的地震震作用，我们们提出了一种种新型的结构构模型，如上上图所示，此此住宅的居住住部分和交通通部分是分开开的。住宅主主体在X、Y方向上为完完全对称的大大板大开间结结构，这样可可以大大提高高结构的抗震震性能，增强强结构的抗扭扭转能力，同同时也是为了了方便施工的的需要；楼梯梯部分采用框框架结构。对对于住宅主体体部分，我们们把梁、柱划划为杆单元，板板划分为刚性性楼板单元，一一般节点按刚刚结点考虑，同同时作了如下下假设:1）假定地基基为刚性的，对对上部结构没没有影响；2）阻尼矩阵阵是质量矩阵阵和刚度矩阵阵的线性组合合，即比例阻阻尼；3）假定楼层层的全部质量量集中于楼板板上，且楼层层刚度在平面面内无限大；；4）总刚度矩矩阵随位移和和时间的变化化按恢复力模模型进行调整整。2.数值分分析计算结果果（采用SAP20000V9进行计算分分析）（1）结构构自振周期及及频率X向Y向StepTyppeeStepNummPeriodCircFreeqqStepTyppeeStepNummPeriodCircFreeqqMode10.8263557.6035Mode10.746500778.4168Mode20.38839916.178Mode20.2998335520.955Mode30.2695779923.307Mode30.2356887726.659Mode40.1607882239.079Mode40.1321335547.551Mode50.1363005546.097Mode50.0999993362.836Mode60.0772002281.386Mode60.0686339991.539自震周期数数值和小柱网网框架住宅类类似。（2）弹性性阶段（小震震）结构在地地震荷载作用用下的结构位位移、底层最最大剪力和底底层最大弯矩矩。层间位移（mm）X方向Y方向层数ELSHNJELSHNJ层位移层位移层位移层位移层位移层位移12.02.92.41.62.02.023.04.03.62.53.33.332.93.83.32.33.13.342.53.33.02.02.62.851.92.42.31.61.92.061.21.31.30.51.11.1楼层最大位位移为4.0mm，为总高度度的1/42000，楼层最大大层间位移角角为1/700，小于规范1/550的限值。注：EL指指EL-Ceentor波，SH指上海人工工波，NJ指南京波。层间位移（mm）X方向Y方向层数ELSHNJELSHNJ层位移层位移层位移层位移层位移层位移12.02.92.41.62.02.023.04.03.62.53.33.332.93.83.32.33.13.342.53.33.02.02.62.851.92.42.31.61.92.061.21.31.30.51.11.1楼层最大位位移为4.0mm，为总高度度的1/42000，楼层最大大层间位移角角为1/700，小于规范1/550的限值。注：EL指指EL-Ceentor波，SH指上海人工工波，NJ指南京波。底层柱地震震作用下的水水平剪力（KN）（X）、（Y）分别代表X，Y方向柱EL（X）SH（X）NJ（X）平均值EL（Y）SH（Y）NJ（Y）平均值Z141.2059.7052.2451.0423.9626.3728.8226.38Z27.9410.669.229.2729.7632.9035.9932.88Z33.723.352.883.3230.0033.2636.4333.23Z411.4411.898.6410.6729.9133.1936.3833.16Z841.2059.7052.2451.0529.9233.2036.3933.17Z97.9410.669.229.2730.1333.3736.5433.35Z103.723.352.883.3223.6026.3728.4426.14Z1111.4411.898.6410.6710.2911.0111.9111.07Z1567.1295.7784.1682.359.5310.2011.0110.25Z1617.5918.3713.4716.4810.2911.0111.9111.07框架剪力339.51472.49408.03406.68394.56437.32477.98436.62总剪力310.65386.15528.53456.43424.67469.54512.81469.01框剪/总剪87.3%87.9%89.4%89.4%92.9%93.1%93.2%93.1%注:框架剪剪力是指柱在在框架方向所所受的水平剪剪力，其余为为柱在与板相相连方向所受受的水平剪力力。在时程分析析中，其X和Y向的框架剪剪力/总剪力均大大于75%，即框架承承受75%以上的地震震作用，所以以，此结构属属于框架结构构，其抗侧力力体系是框架架结构，在设设计该住宅体体系时，使框框架结构的抗抗侧力强度达达到承受100%水平地震作作用的要求。非非框架结构客客观上承受少少量的地震作作用，可视为为安全储备。在在设计计算时时应使框架柱柱的强度达到到承受全部地地震作用。经经验算,用时程分析析法所求得的的底层柱剪力力与用振型分分解反应谱法法求得的剪力力相差不超过过20%,满足规范要要求。框架底部最最大弯矩（KN-m）X方向Y方向柱ELSHNJ柱ELSHNJZ168.3599.6387.22Z147.7953.2158.35Z237.7553.4545.23Z259.4466.4072.89Z320.1922.6717.88Z359.6066.7073.28Z427.1328.6321.03Z459.4866.6373.23Z868.3599.6387.22Z559.5266.6673.25Z937.7553.4545.23Z659.7966.8473.41Z1020.1922.6717.88Z747.4652.9257.99Z1127.1328.6321.03Z1552.7659.4465.23Z15134.98195.83171.76Z1650.7957.5262.91Z1636.9038.9828.73Z1752.7659.4465.23其X方向上上最大弯矩的的平均为167.552KN--m（Z15）,Y方向上的最最大弯矩的平平均值为66.688KN-mm（Z6）。（3）弹塑塑性阶段（大大震）结构变变形计算大震震作用下的层层间位移与转转角楼层最大大位移为25.5mmm，楼层最大大层间位移角角为1/110，小于规范1/50的限值。X方向Y方向层数ELSHNJELSHNJ层位移层位移层位移层位移层位移层位移1-12.5-18.115.410.0-12.8-12.72-18.7-25.522.115.7-20.3-20.83-18.2-23.821.214.8-19.7-20.54-16.1-20.618.812.1-16.5-17.45-12.0-14.914.18.6-11.9-12.66-7.1-8.78.55.0-6.9-7.3三、楼盖结结构。楼盖为四边边支撑的大板板，大板采用用后张无粘结结预应力砼板板，有利于减减轻结构自重重及增加抗裂裂性能。利用用四边支撑的的有利条件，楼楼板厚度取跨跨度的1/50左右，即200mm。楼面恒载:楼板自重5.0KNN/m2；装饰层:1KNN/m2；单元内灵灵活分隔的隔隔墙:2.5KN/m22。楼面活载载按规范要求求取2.0KNN/m2。采用一般般有限元程序序均可分析板板的变形，应应力和内力，以以计算板中预预应力筋的数数量和分布，这这里不再累述述。一般预应应力板的普通通钢筋配筋为为4.0-55.5KNN/m2，可根据后后张法预应力力筋的类型以以及构造要求求进行普通钢钢筋的配置。四、主要结结论。1.该结构构在小震作用用下的最大层层间位移小于于1/550，在大震作作用下的最大大层间位移小小于1/50，符合“小震不坏，中