中学高中部教学楼及食堂建设项目-地震时保持建筑正常使用功能设计

中学中学高中部教学楼及食堂建设项目地震时保持建筑正常使用功能设计目录TOC\o"1-3"\h\u1.工程概况 41.1工程地点，工程周边环境，工程分区，主要功能 41.2各单体主要结构特征 41.3设计标准 41.3.1安全等级 41.3.2抗震设防类别 41.3.3结构设计工作年限 41.3.4自然条件 51.3.5主要结构材料 52.设计原则及结构布置 52.1设计原则 52.2结构布置 53.性能目标 73.1地震时正常使用建筑分类 73.2地震时正常使用建筑的性能目标 74.中震弹性时程分析 84.1地震波的选择 84.2弹性时程分析计算结果 104.3弹性时程分析结论 125.大震动力弹塑性时程分析 135.1弹塑性单元与材料本构关系 135.2罕遇地震下弹塑性时程分析目的 142)为后续章节结构构件在罕遇地震下的性能水准验算提供依据； 145)综合评价结构的抗震性能，并提出相应设计建议； 145.3模型基本信息 15弹塑性分析模型信息和参数 155.4模态分析结果 15第1振型图 155.5地震波信息 16地震波与规范反应谱主要周期点地震影响系数差值 185.6分析工况信息 185.7剪力结果 19各组地震波作用下基底剪力和剪重比表格 195.8位移结果 20地震波作用下位移表格 205.9能量图及附加阻尼比 21ξd=ξ0*(Ed(t)/Ec(t)) 225.10结构损伤及性能化评估 22框架梁 22(1)混凝土受压损伤 22(2)钢筋塑性应变 23(3)性能水平 24(1)混凝土受压损伤 24(2)钢筋塑性应变 25(3)性能水平 25(1)混凝土受压损伤 26(2)钢筋塑性应变 26(3)性能水平 275.11性能水准统计 28性能平均结果 28性能包络结果 30输出竖向 31构件抗剪验算 325.12结论 341)关键构件 342)普通竖向构件 343)耗能构件 346采用等效弹性法对主要构件设计与验算（中震） 346.1分析原理及基本设定条件 341）分析原理 342）参数设置 356.2中震下典型楼层构件配筋结果 35分析结论 436.3关键构件(框架柱)中震、大震验算 436.4中震及大震等效弹性分析结论 437建筑非结构构件 438附属机电设备和仪器设备 439维护与监测 441.工程概况1.1工程地点，工程周边环境，工程分区，主要功能本工程为第三中学高中部教学楼及学生食堂建设项目，由第三中学建设。项目用地位于第三中学江南校区内,用地东侧紧邻江南大道，西侧紧邻现校园内部道路，北侧为教学楼，南侧为住宅小区。本工程建设位置位于校园用地的东南侧，本工程占地范围内东北侧高，西南侧低，高差较大。最高高程约为247.23，最低高程约为223.00。高差约24.23米。本项目用地面积为109828㎡，本工程拟在项目用地内建设1栋高层公共建筑，含报告厅、食堂（餐厅及厨房）、教室及办公用房、车库及设备用房。总建筑面积11731.44㎡，总计容建筑面积：9523.50㎡，项目西侧为多能能报告厅，东侧为教学综合楼，两栋建筑间设抗震缝断开。1.2各单体主要结构特征本项目新建两栋楼主要结构特征说明如下表：子项名称平面尺寸地上层数地下层数主要层高房屋高度教学楼97.15m╳18.00m地下34.7mx46.5m75.1/4.8m/4.2mm35.50m多功能报告厅47.3m╳20.2m25.1m/9.0m14.10m1.3设计标准1.3.1安全等级根据《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068－2018，本工程建筑结构安全等级为一级。1.3.2抗震设防类别根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，本工程抗震设防类别为重点设防类（乙类）1.3.3结构设计工作年限多功能报告厅、教学楼主体结构设计工作年限50年。1.3.4自然条件基本风压：0.35kN/m2(50年一遇基本风压）。基本雪压：无。本地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。1.3.5主要结构材料混凝土强度等级：柱剪力墙梁板C45~35C45~34C30钢筋：纵筋箍筋柱HRB400HRB400梁HRB400HRB400楼板HRB4002.设计原则及结构布置2.1设计原则教学楼为新建项目，主要建筑使用功能为学校及其配套建筑。根据《重庆市超限高层建筑工程界定规定（2016年版）》，本项目非超限；根据中华人民共和国国务院令第744号《建设工程抗震管理条例》第16条的相关规定，本工程应保证发生本区域设防烈度地震时能够满足正常使用功能，据此本工程按照《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》的相关原则进行设计，其相关结构构造措施应满足《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》的相关规定。2.2结构布置教学楼为钢筋混凝土框架结构，嵌固端为架空层，基顶以上共七层，总高度35.90米，其中上接地高度26.4米，下接地高度9.5米（吊脚部分高度3.5米），结构平面布置如下图所示。图2.2-1负二层结构平面布置图图2.2-2负一层结构平面布置图图2.2-3一层结构平面布置图图2.2-4二层结构平面布置图图2.2-5三层结构平面布置图图2.2-6四层结构平面布置图图2.2-7屋面层结构平面布置图3.性能目标3.1地震时正常使用建筑分类根据《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》第3.1.1条，本工程建筑类型属于Ⅱ类。3.2地震时正常使用建筑的性能目标结构抗震性能目标是针对某一地震设防水准而期望建筑物能够达到的性能水准或等级，是抗震设防水准与结构性能水准的综合反应。规范中将结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级，每个性能目标等级，在不同的地震水准（多遇地震、设防地震和罕遇地震）下，有不同的性能水准。其对应关系如下表所示：表3.2-1性能目标与性能水准的关联性性能目标地震水准ABCD多遇地震性能1性能1性能1性能1设防地震性能1性能2性能3性能4罕遇地震性能2性能3性能4性能5对不同性能水准，应达到的预期的震后性能状况如下表：表3.2-2各性能水准结构预期的震后性能状况结构抗震性能水准宏观损坏程度损坏部位继续使用的可能性关键构件普通竖向构件耗能构件1完好、无损坏无损坏无损坏无损坏不需修理即可继续使用2基本完好、轻微损坏无损坏无损坏轻微损坏稍加修理即可继续使用3轻度损坏轻微损坏轻微损坏轻微损坏一般修理后可继续使用4中度损坏轻度损坏部分构件中度损坏中度损坏、部分比较严重损坏修复或加固后可继续使用5比较严重损坏中度损坏部分构件比较严重损坏比较严重损坏需排险大修根据《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》3.1.2和3.1.3条规定，本项目应满足Ⅱ类建筑正常使用的性能目标，具体见下表：表3.2-3Ⅱ类建筑正常使用的性能目标构件类型设防地震罕遇地震结构构件基本完好或轻微损坏轻度或中度损坏建筑非结构构件基本完好中度损坏建筑附属机电设备正常工作中度损坏功能性仪器设备正常工作中度损坏总体性能目标无需修理可继续使用适度修理可继续使用根据工程的场地条件、社会效益、结构的功能和构件重要性，并考虑经济因素，本项目要在达到C级性能目标，但对于关键构件，其性能水准仍然按照性能目标B对应的性能水准确定。根据以上目标对1-B#教学楼的结构构件及整体指标做以下性能设定：表3.2-4教学楼抗震设计性能目标表抗震水准多遇地震设防地震罕遇地震层间位移角限值1/5501/5001/100构件性能关键构件框架柱弹性正截面承载力弹性受剪承载力弹性正截面承载力不屈服受剪承载力弹性可形成塑型铰,可以轻度损坏耗能构件框架梁弹性允许进入塑性进入塑性，大部分中度破坏，1/3以下破坏较严重楼板弹性允许进入塑性，部分构件比较严重破坏进入塑性，大部分中度破坏，1/2以下破坏较严重4.中震弹性时程分析根据本项目性能设计目标，采用弹性反应谱按等效弹性方法计算设防地震下结构的内力和变形，并进行弹性时程分析法补充计算，验证弹性反应谱分析结果的正确性，结构地震作用效应取时程分析结果与反应谱法计算结果的较大值，保证结构安全、可行。4.1地震波的选择按照《高规》4.3.5条要求，应按建筑场地类别和设计地震分组选取实际地震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际地震记录的数量不应小于总数量的2/3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。采用PKPM软件，利用2组实际强震记录的加速度时程曲线以及1组人工模拟的加速度时程曲线对结构进行多遇地震弹性时程分析；其地震加速度时程的最大值调整为50cm/s2，采用双向地震输入，主次方向峰值比例为1：0.85。选用的地震波如下表所示：表4.1-1设防地震下弹性时程分析所选地震波表编号地震波记录时间T1TH063TG045_IMPERIALVALLEY-0610-15-1979ELCENTROARRAY(天然波)39.52sT2TH2TG045(天然波)39.64sR1RH2TG045(人工波)30s选用的地震波满足规范对地震动三要素和结构底部剪力的要求：1）频谱特性—地震波的特征和设计反应谱在统计意义上一致；2）有效峰值—地震加速度最大值按《抗规》取50cm/s2；3）有效持续时间—约为结构基本周期的5～10倍，均大于15s。3组实际强震记录的和1组人工模拟的加速度时程曲线计算所得结构底部剪力均满足规范要求。各时程波的加速度时程如下图所示。图4.1-1T1地震时程曲线图4.1-2T2地震时程曲线图4.1-3R1地震时程曲线将选取的地震波转换成加速度反应谱与设计目标规范谱绘制在一张图表中对比分析，可以清晰地看到所选地震波与反应谱的频谱特性拟合性。地震波与目标反应谱的拟合性较好。如下图所示：图4.1-4规范谱与反应谱对比图可以看出3组地震波的地震影响系数曲线平均值与反应谱所用的地震影响系数曲线在对应结构主要振型的周期点（前三个周期）相差均小于20%，满足规范规定的在统计意义上相符的要求。初步判断本次选波适用于本楼栋。4.2弹性时程分析计算结果表4.2-1地震波基底剪力与反应谱对比表编号底部剪力与规范谱的比（X向）底部剪力与规范谱的比（Y向）X向（KN）（Y向）（KN）规范谱（CQC法）9467.45-8696.51-T19760.90103.09%8813.70101.35%T29786.61103.37%8298.8195.4%R18676.6191.65%9296.41106.90%平均值9350.3998.76%8761.65100.75%CQC法采用规范反应谱，根据《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》第4.1.3条，水平地震影响系数最大值取0.12x1.2x1.1=0.1584进行计算。从上表可以看出，每条时程曲线计算的底部剪力不小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算的结构底部剪力不小于振型分解反应谱法计算结果的80%。对比结果表明所选地震波满足现行相关规范的要求。同时也满足每条地震波输入计算不大于反应谱分析结果的135%，平均值不大于反应谱分析结果的120%的要求。设防地震下弹性时程分析结果见下图：图4.2-1最大楼层位移曲线图4.2-2最大楼层位移角曲线图4.2-3最大楼层剪力曲线4.3弹性时程分析结论1）由楼层剪力曲线图可见，在X和Y方向上每条时程曲线计算所得结构底部剪力大于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的80%，满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）5.1.2条规定。2）时程分析法显示结构的反应特征、变化规律与前述振型分解反应谱法分析基本一致。3）时程分析表明：反应谱计算的楼层基底剪力与时程波计算的楼层底部剪力平均值相当，验证了反应谱分析的准确性。4）地震波的计算结果与反应谱计算结果相近，施工图设计时，结构地震作用取时程计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值，因弹性时程结构平均值均略小于CQC结果，取地震效应按CQC结果。5）从图中可以看出，设防地震下，顶层绝对位移55.83mm，与结构高度比值约为结构层间位移角最大为1/643；结构层间位移角最大为1/374，满足《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》第4.3.2条关于地震时正常使用II类建筑框架结构的最大层间位移角限值要求；最大层间位移角位于4层，整体上层间位移角曲线基本平滑，说明结构在设防地震作用下变形均匀，不存在薄弱层。6）根据《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》第4.4.1条:Ⅱ类建筑设防烈度地震作用时正常使用的最大楼面水平加速度限值为0.45g≈4410mm/m2，从计算结果显示，满足要求。5.大震动力弹塑性时程分析图5-1SAUSAGE动力弹塑性分析模型5.1弹塑性单元与材料本构关系采用PKPM-SAUSAGE软件进行动力弹塑性时程分析计算。钢筋一维本构关系采用双线性随动强化模型，混凝土一维本构关系引用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010，PKPM-SAUSAGE中的墙板等单元是平面应力单元，使用混凝土材料是二维塑性损伤本构模型。PKPM-SAUSAGE采用梁、杆、壳三种单元形式。其中梁模型包括考虑剪切变形的经典梁修正模型和Timoshenko梁模型，并且可以考虑铰接属性。PKPM-SAUSAGE的线单元（梁、柱和斜撑）在全长度采用精细的截面纤维积分策略，面单元（剪力墙、楼板）采用精细的分层积分策略，通过精细的材料点应力-应变弹塑性状态分析，使结构构件的弹塑性分析结果更具客观性和准确性，避免了常见的构件宏观弹塑性模型中弹塑性机制人为预设过多和粗糙失真等特点。PKPM-SAUSAGE采用隐式分析方法来模拟高层结构的逐层施工过程。施工过程的找平、水平支撑的后装等均能按实际过程准确模拟。结构施工过程分析完毕后的应力状态，将作为地震波作用下结构弹塑性动力时程分析的初始应力状态。对于地震波作用下的结构弹塑性动力时程分析，PKPM-SAUSAGE采用了适于模拟波动问题的精细步长显式动力直接积分方法（二阶中心差分）。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第3.11节——结构抗震性能设计，将结构的抗震性能分为五个水准，对应的构件损坏程度则分为“无损坏、轻微损坏、轻度损坏、中度损坏、比较严重损坏”五个级别。钢构件由于整个截面都是钢材，其塑性变形从截面边缘向内部逐渐发展，基本上可根据边缘纤维的塑性应变大致估计截面内部各点处的应变水平。钢筋混凝土构件截面上的钢筋一般分布在截面的外围，一旦屈服可认为整根钢筋发生全截面屈服。钢构件的塑性应变可同时考察拉应变与压应变，钢筋混凝土构件中的钢筋一般主要考察受拉塑性应变。钢筋混凝土构件除了考察钢筋塑性应变，还要考察混凝土材料的受压损伤情况，其程度以损伤因子表示。剪力墙构件由“多个细分混凝土壳元+分层分布钢筋+两端约束边缘构件杆元”共同构成，但对整个剪力墙构件而言，如下图所示，由于墙肢面内一般不满足平截面假定，在边缘混凝土单元出现受压损伤后，构件承载力不会立即下降，其损坏判断标准应有所放宽。考虑到剪力墙的初始轴压比通常为0.5~0.6，当50%的横截面受压损伤达到0.5时，构件整体抗压和抗剪承载力剩余约75%，仍可承担重力荷载，因此以剪力墙受压损伤横截面面积作为其严重损坏的主要判断标准。连梁和楼板的损坏程度判别标准与剪力墙类似，楼板以承担竖向荷载为主，且具有双向传力性质，小于半跨宽度范围内的楼板受压损伤达到0.5时，尚不至于出现严重损坏而导致垮塌。图5.11混凝土承载力与受压损伤因子的简化对应关系在SAUSAGE中构件的损坏主要以混凝土的受压损伤因子、受拉损伤因子及钢材（钢筋）的塑性应变程度作为评定标准，其与上述“高规”中构件的损坏程度对应关系如下表所示：图5.1-2性能评价标准说明：表中数值为单元各性能水平指标下限值，各项指标取不利。Sd为混凝土受压退化系数，Sd=±(1-σc/fc)，压应力未达到峰值取负值，压应力超过峰值取正值。为钢筋（钢材）塑性应变与屈服应变的比值。梁柱构件性能等级取单元性能等级最大值。5.2罕遇地震下弹塑性时程分析目的本工程结构抗震性能目标为性能目标C，但是对于各结构单元中确定的关键构件，其性能水准仍然按照性能目标B对应的性能水准确定。即关键构件在罕遇地震下结构的性能水准为水准3，根据《高层混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第3.11.3-3条的规定第3水准的结构应进行罕遇地震下的弹塑性分析。因此，对本工程进行罕遇地震下的弹塑性时程分析，以期达到以下目的：1)对结构在罕遇地震作用下的变形性能、基底响应和弹塑性层间位移角等宏观指标给出定量解答；2)为后续章节结构构件在罕遇地震下的性能水准验算提供依据；3)研究各构件在罕遇地震作用下的屈服顺序，发现结构应力和变形集中的部位，获得结构的弹塑性变形和延性要求，进而判明结构的屈服机制、薄弱环节及可能破坏的类型；4)研究结构在罕遇地震作用下关键部位和关键构件的损伤和破坏形态；5)综合评价结构的抗震性能，并提出相应设计建议；5.3模型基本信息平面图三维图弹塑性分析模型信息和参数混凝土容重(kN/m3)26.00抗震设防烈度6(0.05g)钢材容重(kN/m3)78.00设计地震分组第一组网格特征尺寸(m)0.80建筑场地类别III结构总质量计算结果如下表所示:结构总质量对比总质量(t)相对误差SAUSGPKPM(SAUSG-PKPM)/SAUSG14939.013882.027.00%由以上结果可见,SAUSG和SATWE软件的质量计算结果误差小于7.07%，基本一致5.4模态分析结果通过SAUSAGE软件对结构进行模态分析，得出各振型的自振周期及振型，从中可以反应结构的固有动力特性，结构前3阶周期振型如下图所示：第1振型图第2振型图第3振型图SAUSAGE模态分析结果表格序号周期(s)SATWE周期(s)相对误差11.32121.25115.3%21.27081.18886.45%31.16491.11274.48%由以上分析可见，结构第一阶振型为Y向平动振型,结构第二阶振型为X向平动振型,结构第三阶振型为扭转振型。SAUSG和SATWE软件的模态分析结果误差小于7.0%，基本一致。5.5地震波信息《建筑抗震设计规范》5.1.2条规定，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。时程分析时每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得到的结构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。根据以上要求，选取2组实际强震记录天然波1~天然波2以及1组人工模拟的场地波人工波1进行弹塑性时程分析。规范谱根据国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）确定，αmax=0.28,Tg=0.50。地震波曲线如下:人工波1_主方向人工波1_次方向天然波1_主方向天然波1_次方向天然波2_主方向天然波2_次方向地震波谱如下（地震波均按照规范峰值加速度调幅）:地震波与规范反应谱曲线对比地震波与规范反应谱主要周期点地震影响系数差值主要振型周期规范谱值人工波1天然波1天然波2平均谱T1=1.321s0.1168-8.46%-8.94%-14.74%-10.71%T2=1.271s0.1209-8.27%-23.98%-30.39%-20.88%T3=1.165s0.1308-11.53%-9.72%-38.44%-19.90%下表给出了各组时程波下基底剪力值及其与反应谱分析结果的比值，其中单条时程波基底反力与反应谱结果的比值均在65%~135%，满足规范要求。各组时程波的基底剪力值平均值及反应谱分析结果的比值，在两个方向分别为115%与93%,满足规范80%~120%要求。时程分析与反应谱基底剪力对比地震波基底剪力(kN)及比值X主向Y主向人工波114271.4128%(>65%)8498.779%(>65%)天然波111905.4107%(>65%)10853.4101%(>65%)天然波212207.5110%(>65%)10660.999%(>65%)平均值12794.8115%(>80%)10004.393%(>80%)规范谱11145.010762.05.6分析工况信息分析工况信息表地震波工况类型起始时间(s)终止时间(s)主方向加速度(cm/s2)次方向加速度(cm/s2)竖直向加速度(cm/s2)人工波1RH2TG045_X_4弹塑性0.030.0125.0106.30.0人工波1RH2TG045_Y_4弹塑性0.030.0125.0106.30.0天然波1TH104TG045_X弹塑性0.060.0125.0106.30.0天然波1TH104TG045_Y弹塑性0.060.0125.0106.30.0天然波2Northridge_X弹塑性0.025.0125.0106.30.0天然波2Northridge_Y弹塑性0.025.0125.0106.30.05.7剪力结果地震波作用下结构的楼层剪力、楼层倾覆力矩以及基底剪力时程统计结果如下所示。各组地震波作用下基底剪力和剪重比表格地震波基底剪力(kN)和剪重比X主向Y主向人工波14002.80.031977.20.01天然波14056.80.032539.30.02天然波23823.60.031748.10.01弹性、弹塑性地震波作用下基底剪力对比表格地震波基底剪力(kN)和弹塑性/弹性基底剪力比值X主向Y主向弹性基底剪力弹塑性基底剪力弹塑性/弹性比值弹性基底剪力弹塑性基底剪力弹塑性/弹性比值人工波1/4002.8//1977.2/天然波1/4056.8//2539.3/天然波2/3823.6//1748.1/基底剪力时程层间剪力曲线倾覆力矩曲线5.8位移结果地震波作用下结构的楼层位移、层间位移角统计结果如下所示。地震波作用下位移表格地震波X主向Y主向最大顶点位移最大层间位移角位移角对应层号最大顶点位移最大层间位移角位移角对应层号人工波10.0661/28740.0681/2687天然波10.0741/25270.0851/2307天然波20.0591/27470.0771/1977层间位移角楼层位移由以上分析可见，地震作用下层间位移角满足限值1/100。5.9能量图及附加阻尼比以人工波1作为实例，提取典型能量图如下图所示,并根据下式估算结构构件进入弹塑性附加给结构的有效阻尼比：ξd=ξ0*(Ed(t)/Ec(t))式中：ξ0——弹塑性附加阻尼比Ed(t)——结构进入弹塑性累计耗能时程Ec(t)——主体结构固有模态阻尼累计耗能时程人工波1作用下能量图结构附加阻尼比计算表格地震波X主向Y主向弹塑性附加阻尼比弹塑性附加阻尼比人工波10.5%0.5%天然波10.3%0.3%天然波20.6%0.7%包络值0.3%0.3%平均值0.4%0.5%人工波1作用下构件应变能图结构构件应变能构件耗能占比表格构件类型耗能占比梁44.7%柱46.6%斜撑0.0%板8.0%墙柱0.6%墙梁0.0%5.10结构损伤及性能化评估框架梁(1)混凝土受压损伤平均工况1框架梁损伤包络工况1框架梁损伤(2)钢筋塑性应变平均工况1框架梁钢筋塑性发展程度包络工况1框架梁钢筋塑性发展程度(3)性能水平平均工况1框架梁性能指标包络工况1框架梁性能指标框架柱(1)混凝土受压损伤平均工况1框架柱损伤包络工况1框架柱损伤(2)钢筋塑性应变平均工况1框架柱钢筋塑性发展程度包络工况1框架柱钢筋塑性发展程度(3)性能水平平均工况1框架柱性能指标包络工况1框架柱性能指标剪力墙及连梁(1)混凝土受压损伤平均工况1剪力墙及连梁损伤包络工况1剪力墙及连梁损伤(2)钢筋塑性应变平均工况1剪力墙及连梁钢筋塑性发展程度包络工况1剪力墙及连梁钢筋塑性发展程度(3)性能水平平均工况1剪力墙及连梁性能指标包络工况1剪力墙及连梁性能指标5.11性能水准统计性能平均结果梁性能统计柱性能统计楼板性能统计墙柱性能统计墙梁性能统计性能包络结果梁性能统计柱性能统计输出竖向构件抗剪验算根据结构抗震性能目标,进入屈服的竖向构件需满足最小抗剪截面要求。本节对下表构件进行最小抗剪截面计算。第1层柱剪压比验算柱号宽/外径(m)高/内径(m)砼强度(MPa)最大剪力(kN)剪压比Vmax/fckbh0是否满足18390.7000.70029.6421.50.03是18400.7500.75029.6329.80.02是18410.7500.75029.6302.20.02是18420.7500.75029.6299.90.02是18430.7500.75029.6290.30.02是18440.7500.75029.6298.30.02是18450.7500.75029.6282.40.02是18460.7500.75029.6260.70.02是18470.7000.70029.6432.90.03是18480.7000.70029.6665.50.05是18490.8000.80029.6886.60.05是18500.8000.80029.6997.10.05是18510.8000.80029.6940.70.05是18520.8000.80029.6899.50.05是18530.7000.70029.6378.60.03是18540.8000.80029.6942.40.05是18550.7000.70029.6458.70.03是18560.8000.80029.6923.10.05是18570.6000.60029.6351.00.03是18580.6000.60029.641.00.00是18590.8000.80029.61474.00.08是18600.6000.60029.6205.30.02是18610.8000.80029.6114.00.01是18620.8000.80029.6106.10.01是18630.6000.60029.6157.00.01是18640.7000.70029.6924.30.06是18650.8000.80029.684.40.00是18660.6000.60029.633.90.00是18670.8000.80029.6481.80.03是18680.4000.40029.68.90.00是18690.6000.60029.642.10.00是18700.6000.60029.6147.70.01是18710.6000.60029.640.90.00是18720.6000.60029.6302.30.03是18730.6000.60029.694.30.01是第1层墙剪压比验算墙号墙长(m)墙厚(m)砼强度(MPa)最大剪力(kN)剪压比Vmax/fckbh0是否满足6533.3490.35029.6476.50.01是6541.9250.35029.6317.40.02是6553.3510.35029.6462.20.01是6560.9250.35029.6392.80.04是6572.9990.35029.6841.80.03是6583.9250.35029.6312.30.01是6593.0000.35029.6858.90.03是6602.0000.35029.6688.50.03是6616.4870.35029.6231.70.00是6624.1460.35029.6779.70.02是6634.0500.35029.61058.40.03是6644.0380.35029.6240.70.01是6651.5630.35029.6301.40.02是6660.9240.35029.6436.10.05是6671.7000.35029.6391.20.02是6683.7760.35029.6432.70.01是6693.7750.35029.6701.80.02是6702.3380.35029.6245.30.01是6713.9760.35029.6454.20.01是6723.8170.35029.6391.00.01是图柱剪压比统计图墙剪压比统计从以上图表结果可见，竖向构件可满足大震下最小抗剪截面要求。5.12结论通过对结构输入满足规范要求的3组地震波进行罕遇地震弹塑性时程分析,并结合所设定的结构在罕遇地震下的抗震性能目标,可以得出以下结论:1)各地震波作用下,结构弹塑性剪重比平均值为：X方向0.03,Y方向0.01;2)各地震波作用下,结构的最大层间位移角:X方向1/252(第7层),Y方向1/197(第7层)。均小于限值[1/100]，满足要求;3)各地震波作用下,结构的各附加阻尼比平均值为:结构弹塑性阻尼比(0.4%),总附加等效阻尼比为(5.4%)损伤方面,各类型结构构件具体损伤情况及性能水准如下:1)关键构件底部加强区剪力墙满足正截面不超过"轻度损坏"的性能目标,满足预期的性能目标;斜截面不超过"最小抗剪截面"的验算要求,满足预期的性能目标;2)普通竖向构件一般部位剪力墙不满足正截面"中度损坏"的性能目标,需要设置加强措施;斜截面不超过"最小抗剪截面"的验算要求,满足预期的性能目标;一般部位框架柱满足正截面不超过"中度损坏"的性能目标,满足预期的性能目标;斜截面不超过"最小抗剪截面"的验算要求,满足预期的性能目标;3)耗能构件框架梁构件正截面不超过"中度损坏",满足预期的性能目标;连梁构件正截面不超过"中度损坏",满足预期的性能目标;楼板构件正截面没有出现超过"轻微损坏"的构件,满足预期的性能目标。结构主要构件性能汇总如下表所示:构件罕遇地震性能目标验算结果是否满足性能要求关键构件底部加强区剪力墙轻度损坏(抗剪弹性绝大部分构件为无损坏(100%);满足最小抗剪截面要求;满足关键构件剪力墙轻度损坏，部分中度损坏(抗剪弹性)绝大部分构件为无损坏(100)%),部分构件出现严重损坏;满足最小抗剪截面要求;部分不满足，需设置加强措施框架柱轻度损坏，部分中度损坏(抗剪弹性)绝大部分构件为轻微损坏(56%);满足最小抗剪截面要求;满足耗能构件框架梁中度损坏，部分比较严重损坏绝大部分构件为无损坏(97%),部分构件出现轻微损坏;满足连梁中度损坏，部分比较严重损坏绝大部分构件为无损坏(100%);满足楼板中度损坏，部分比较严重损坏绝大部分构件为无损坏(100%);满足综上所述，该结构在罕遇地震下，除部分构件需要加大配筋截面或设置其他加强措施，可满足设定性能水平要求的抗震性能目标。6采用等效弹性法对主要构件设计与验算（中震）6.1分析原理及基本设定条件1）分析原理根据《高规》的要求，复杂超限高层建筑在中大震情况下，整体结构往往进入弹塑性状态，应进行弹塑性分析。第3.11节结构抗震性能化设计的内容，为了方便构件设计，允许采用等效弹性方法计算结构的内力。计算中根据实际结构进入塑性的情况适当考虑结构阻尼比的增加来模拟结构的地震响应。本节按3.2节设定的性能目标要求，采用等效弹性方法得到结构的内力后，通过具体构件预定性能目标的验算，给出构件的设计和配筋，再通过弹塑性分析来最终校核结构是否能满足预定的性能目标。2）参数设置计算采用PKPM软件等效弹性方法进行内力计算分析。图6.1-1中震第2性能水准设