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【摘要】由于场地条件的限制,某综合训练馆需将所有训练项目集结于一个场馆内,故使得该馆体量庞大,高度较高,且为了满足各项目训练功能,各层均为开阔大空间,框架柱比较稀疏。本文对该综合训练馆结构抗震分析进行讨论。
【关键词】综合训练馆;抗震设计
1. 工程概况
(1)本工程为某体校综合训练馆,由于场地条件的限制,该综合训练馆需将所有训练项目集结于一个场馆内,故使得该馆体量庞大,高度较高,且为了满足各项目训练功能,各层均为开阔大空间,框架柱比较稀疏。由于学校建筑属于重点设防类,该工程又属于该校的核心建筑,故需要对该馆在地震中的响应进行系统分析。
图1结构平面示意图
图2X向典型榀结构剖面图
(2)该训练馆共四层,半地下一层,地上三层,均为训练场地。平面包括体校、竞校、武术院共15个项目:半地下室布置了乒乓球室、举重室及设备机房等;一层为力量训练房、拳击、古典跤、击剑;二层为柔道、跆拳道、自由跤、散打;三层是篮球馆、武术套路、体操、蹦床、手球馆,交通及服务区位于平面中央,训练厅围绕其布置。为满足各训练场地的净高要求,二层以下层高7米,三层层高12米。平面94.5米长,69米宽,主要结构高度30米。结构平面示意图如图1所示。
图3结构X向小震周期——最大位移曲线
(3)A、B区均为开阔大空间,短向柱距27米,仅在四周设有边框柱,柱距均为6.75米。框架柱截面900X1200,单向框架
图4结构X向中震周期——最大位移曲线
图5结构X向大震周期——最大位移曲线
图6Y向典型榀结构剖面图
主梁截面650X1500,四角部分布置350厚混凝土抗震墙。在中央交通及服务区布置核心筒,剪力墙厚度为300mm。A、B区与核心筒之间由连梁连接。基本风压:ω0 =0.40KN/m2,地面粗糙度为B类。基本雪压:s0 =0.45KN/m2 。震设防烈度:七度,设
计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组。抗震设防类别为乙类。建筑结构安全等级:二级;设计使用年限为50年。运动场活荷载:4.0 KN/m2 。竖向構件混凝土C30,受力纵筋为HPB400钢筋。
图7结构Y向小震周期——最大位移曲线
图8结构Y向中震周期——最大位移曲线
2. 结构抗震分析
2.1弹性分析。
(1)弹性分析采用反应谱分析法,采用pkpm2010版satwe软件进行分析,分析计算结果如表1所示。
由表1可知,各项指标均满足规范要求,且具有较大安全储备。
(2)由弹性计算结果知道,在基本抗震设防烈度的地震作用下,核心筒承担80%以上的地震力,而框架柱仅承担很小部分。在远高于抗震设防烈度的地震作用中,由于核心筒承担大部分地震荷载,故连接核心筒与AB区之间的连梁会承受相当大的地震力。
(3)综合以上考虑将连接各区之间的连梁做为耗能连梁,将三区连为一个整体,在多遇地震作用或风荷载作用下,水平力
主要有刚度较大的核心筒承担。当发生远高于抗
震设防烈度的罕遇地震作用时,耗能连梁吸收部分地震力,并屈服形成塑性铰,不再传递地震力。此时A、B区将作为单独的抗震单元参与工作,各区刚度及重力荷载急剧减小,故吸收地震力也急剧减小。
由于该区框架梁截面非常大,从概念上讲不会过早形成梁端塑性铰,可以与框架柱形成刚性框架,以抵抗水平地震力。
图9结构Y向大震周期——最大位移曲线
2.2弹塑性静力分析。
非线性静力分析是一种简化的非线性地震反应分析方法。严格来讲,这种方法仅适用于侧向刚度较大的短周期结构,而本工程正属于这类结构。该类结构的地震反应主要由基本振型决定。
本节利用pkpm2010版epda&push软件进行了两个非线性静力分析。在第一个非线性静力分析中,水平作用力沿结构第一型的方向 (结构整体坐标X 方向) 作用。在第二个分析中,水平力沿第二振型的方向(结构整体坐标Y 方向) 作用。
(1)水平力沿结构整体坐标X向作用时,取结构典型榀框架剖面,如图2所示。
由图2可知,由于核心筒承担了大部分地震力,故AB两区所承担水平力较小,仅个别与剪力墙相连框架梁出现塑性铰,左右两端剪力墙底部小范围破坏。
结构X向周期——最大位移曲线如图3~5所示。
小震性能点位移角 1/3000;中震性能点位移角 1/1000;大震性能点位移角 1/400。
(2)水平力沿结构整体坐标Y向作用时,取结构典型榀框架剖面,如图6所示。
结构Y向周期——最大位移曲线如图7~9所示。
小震性能点位移角 1/3000;中震性能点位移角 1/750;大震性能点位移角 1/380。
由图6可知,结构破坏均出现在核心筒部位,AB两区与核心筒相连连梁均出现塑性铰,核心筒区剪力墙底部小范围破坏。
3. 结论
综合上述分析,本工程采用框剪结构,框架柱截面900X1200,单向框架梁采用后张有粘结预应力混凝土梁,结构合理,经弹性及弹塑性分析可知能实现二阶段设计要求。
参考文献
[1]建筑抗震设计手册. 中国建筑工业出版社.
[2]结构概念和体系. 中国建筑工业出版社.
[3]建筑抗震设计规范.
【关键词】综合训练馆;抗震设计
1. 工程概况
(1)本工程为某体校综合训练馆,由于场地条件的限制,该综合训练馆需将所有训练项目集结于一个场馆内,故使得该馆体量庞大,高度较高,且为了满足各项目训练功能,各层均为开阔大空间,框架柱比较稀疏。由于学校建筑属于重点设防类,该工程又属于该校的核心建筑,故需要对该馆在地震中的响应进行系统分析。
图1结构平面示意图
图2X向典型榀结构剖面图
(2)该训练馆共四层,半地下一层,地上三层,均为训练场地。平面包括体校、竞校、武术院共15个项目:半地下室布置了乒乓球室、举重室及设备机房等;一层为力量训练房、拳击、古典跤、击剑;二层为柔道、跆拳道、自由跤、散打;三层是篮球馆、武术套路、体操、蹦床、手球馆,交通及服务区位于平面中央,训练厅围绕其布置。为满足各训练场地的净高要求,二层以下层高7米,三层层高12米。平面94.5米长,69米宽,主要结构高度30米。结构平面示意图如图1所示。
图3结构X向小震周期——最大位移曲线
(3)A、B区均为开阔大空间,短向柱距27米,仅在四周设有边框柱,柱距均为6.75米。框架柱截面900X1200,单向框架
图4结构X向中震周期——最大位移曲线
图5结构X向大震周期——最大位移曲线
图6Y向典型榀结构剖面图
主梁截面650X1500,四角部分布置350厚混凝土抗震墙。在中央交通及服务区布置核心筒,剪力墙厚度为300mm。A、B区与核心筒之间由连梁连接。基本风压:ω0 =0.40KN/m2,地面粗糙度为B类。基本雪压:s0 =0.45KN/m2 。震设防烈度:七度,设
计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组。抗震设防类别为乙类。建筑结构安全等级:二级;设计使用年限为50年。运动场活荷载:4.0 KN/m2 。竖向構件混凝土C30,受力纵筋为HPB400钢筋。
图7结构Y向小震周期——最大位移曲线
图8结构Y向中震周期——最大位移曲线
2. 结构抗震分析
2.1弹性分析。
(1)弹性分析采用反应谱分析法,采用pkpm2010版satwe软件进行分析,分析计算结果如表1所示。
由表1可知,各项指标均满足规范要求,且具有较大安全储备。
(2)由弹性计算结果知道,在基本抗震设防烈度的地震作用下,核心筒承担80%以上的地震力,而框架柱仅承担很小部分。在远高于抗震设防烈度的地震作用中,由于核心筒承担大部分地震荷载,故连接核心筒与AB区之间的连梁会承受相当大的地震力。
(3)综合以上考虑将连接各区之间的连梁做为耗能连梁,将三区连为一个整体,在多遇地震作用或风荷载作用下,水平力
主要有刚度较大的核心筒承担。当发生远高于抗
震设防烈度的罕遇地震作用时,耗能连梁吸收部分地震力,并屈服形成塑性铰,不再传递地震力。此时A、B区将作为单独的抗震单元参与工作,各区刚度及重力荷载急剧减小,故吸收地震力也急剧减小。
由于该区框架梁截面非常大,从概念上讲不会过早形成梁端塑性铰,可以与框架柱形成刚性框架,以抵抗水平地震力。
图9结构Y向大震周期——最大位移曲线
2.2弹塑性静力分析。
非线性静力分析是一种简化的非线性地震反应分析方法。严格来讲,这种方法仅适用于侧向刚度较大的短周期结构,而本工程正属于这类结构。该类结构的地震反应主要由基本振型决定。
本节利用pkpm2010版epda&push软件进行了两个非线性静力分析。在第一个非线性静力分析中,水平作用力沿结构第一型的方向 (结构整体坐标X 方向) 作用。在第二个分析中,水平力沿第二振型的方向(结构整体坐标Y 方向) 作用。
(1)水平力沿结构整体坐标X向作用时,取结构典型榀框架剖面,如图2所示。
由图2可知,由于核心筒承担了大部分地震力,故AB两区所承担水平力较小,仅个别与剪力墙相连框架梁出现塑性铰,左右两端剪力墙底部小范围破坏。
结构X向周期——最大位移曲线如图3~5所示。
小震性能点位移角 1/3000;中震性能点位移角 1/1000;大震性能点位移角 1/400。
(2)水平力沿结构整体坐标Y向作用时,取结构典型榀框架剖面,如图6所示。
结构Y向周期——最大位移曲线如图7~9所示。
小震性能点位移角 1/3000;中震性能点位移角 1/750;大震性能点位移角 1/380。
由图6可知,结构破坏均出现在核心筒部位,AB两区与核心筒相连连梁均出现塑性铰,核心筒区剪力墙底部小范围破坏。
3. 结论
综合上述分析,本工程采用框剪结构,框架柱截面900X1200,单向框架梁采用后张有粘结预应力混凝土梁,结构合理,经弹性及弹塑性分析可知能实现二阶段设计要求。
参考文献
[1]建筑抗震设计手册. 中国建筑工业出版社.
[2]结构概念和体系. 中国建筑工业出版社.
[3]建筑抗震设计规范.