摘   要：對西安市勞動再就業培訓中心大廈塔A高層框架-剪力墻結構進行了靜力彈塑性分析。計算結果表明：結構在罕遇地震作用下，部分構件屈服。最大層間位移角為1/127，滿足規范規定的變形要求，并對結構性能進行評估。

　　關鍵詞：靜力彈塑性分析  目標位移

　　一、工程概況

　　西安市勞動再就業培訓中心大廈塔A為地面以下2層，地面以上26層的框-剪結構。項目位于西安市勞動南路西側，1~4層為商業，4層以上為公寓，地下1層為汽車庫，地下2層戰時為甲類核六級人防掩蔽部。地下室底板板面標高-9.0m，塔樓A屋面標高87.10m，室內外高差-0.45m。塔A標準層結構平面布置圖及建筑剖面圖見圖1。

　　混凝土強度等級：地下2層~地上7層均為C50,8層~18層均為C45，19層~26層均為C40。抗震設防烈度為8度（0.20g），設計地震分組為第二組，場地類別為Ⅱ類。其中地面以上1層~4層抗震設防類別為乙類，其余各層抗震設防類別為丙類。

　　二、性能目標選定

　　由于本工程重要性較高，業主提出需要進行性能設計。根據相關規范要求，分別以計算小震、中震、大震下的結構構件的塑性鉸和裂縫表述結構的損壞情況及大震作用下的目標位移，確定性能目標為：小震時為水準1a，中震時為水準1b，大震時為水準2。

　　三、計算模型

　　根據SATWE的彈性計算結果，確定各種構件的彈塑性特性。采用通用的結構分析程序MIDAS/Gen對結構進行三維靜力非線性彈塑性分析。在整個非線性彈塑性分析（Pushover）過程中，首先根據結構構件的受力特點，定義Pushover鉸特性值。各結構構件的強度均按材料的強度標準值取用。各層框架柱均在兩端定義軸力雙向彎曲鉸（M-Ф集中），骨架曲線為三折線類型。對框架中的極短柱考慮受力特性在極短柱中部增設剪切鉸。對框架梁均在兩端定義彎曲鉸（M-Ф集中），骨架曲線為雙折線類型。剪力墻上下兩端定義雙向軸力彎曲鉸（M-Ф集中），骨架曲線為雙折線類型，中部定義剪切鉸。荷載工況為"自重+模態（第1階振型）"。根據以上的主要計算參數進行Pushover分析。

　　1 針對性能目標采取的措施

　�。�1）考慮剪跨比 ≤1.5的框架柱在剪力作用下的破壞為斜拉破壞，提高此類框架柱的體積配箍率，并為提高此類框架柱的延性設置芯柱，芯柱的縱筋配筋面積取框架柱截面面積的0.8%，同時嚴格控制在中震作用下的剪應力。

　�。�2）提高重要部位剪力墻的水平筋配筋率。

　�。�3）對框架柱端彎曲屈服的框架梁，根據跨度及負荷范圍的大小，適當增加下部鋼筋的面積，保證框架梁端屈服后仍有承受一定豎向荷載的能力。

　　四、復核

　　根據彈性計算結果的配筋數據及《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）相關條文規定的配筋率及相關的構造要求等，確定鋼筋的實際配筋面積。通高Pushover來分析檢驗反映參數是否滿足性能目標。

　　1 屈服狀況：在小震作用下，所有構件均未屈服。隨著側向荷載的增加，核心筒內連梁首先屈服。在中震作用下框架梁為受彎屈服，在罕遇地震作用下，底層四角剪力墻及核心筒內井道分割剪力墻屈服開裂，未喪失豎向承載力。

　　2 位移狀況：根據罕遇地震性能控制點求得目標位移 =5637.3mm，等效阻尼比 =29.01%，等效周期 =3.602s。在罕遇地震下最大層間位移角出現在13層，結構的最大層間位移角為1/127，滿足《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）對罕遇地震作用下最大層間位移角規定要求的1/100。根據ATC-40的評定標準，結構評定為罕遇地震作用下基本完好。

　　3 延性狀況：計算位移延性系數 =4.81。

　　4 復核評定：小震及罕遇地震位移角均滿足抗震規范要求，結構評定為在罕遇地震作用下基本完好。在小震作用下無構件屈服，滿足性能水準1a；在中震作用下個別框架梁端出現彎曲屈服，個別連梁屈服屬稍加修理即可繼續使用，滿足性能水準1b;大震作用下薄弱部位及重要部位構件完好，滿足性能水準2，且通過局部加強提高了結構的位移延性，各項均滿足預先設定的性能水準。

　　五、結論

　　1 采用基于目標位移的Pushover分析方法來對結構的抗震性能進行評估時，往往具有計算簡單、概念明確的優點。在對結構進行基于位移的設計時，只需確定結構的目標層間位移角的大小就可以對結構的抗震性能進行評估。

　　2 對勞動再就業培訓中心大廈塔A高層框-剪結構的靜力彈塑性分析表明，結構在小震作用下的計算結果與規范規定的小震作用下振型分解反應譜法計算結果基本一致，滿足小震不壞的要求。結構在大震作用下的最大層間位移角滿足規范規定的變形要求，并且滿足預先選定的性能標準。

　　參考文獻

　　[1]魏璉，王森，王志遠.靜力彈塑性分析方法的修正及其在抗震設計中的應用.建筑結構，2006,(8).

　　[2]JGJ-2002.高層建筑混凝土結構技術規程.中國建筑工業出版社，2002

　　[3]GB50011-2010.建筑抗震設計規范.中國建筑工業出版社，2010

　　[4]ATC-40 Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings. Applied Technology Council. Red Wood City,California,1996.

　　作者簡介：張智（1980-），男，中級工程師

　　單位：中聯西北工程設計研究院