［摘要］北海中加广场地上结构共50层，建筑高度149.6m。针对此复杂结构，应采用两种及两种以上的力学模型进行对比分析。本文利用YJK及Midas 两种软件对该超高层结构进行弹性对比分析，结果显示该结构弹性性能满足现行规范的要求。
[关键词] 弹性对比分析;弹性时程分析
1 概述
中加广场位于北海市西南大道与北京路交汇处，总建筑面积为384473.605m2。本项目5#楼为149.6m的超高层住宅，地上结构共计50层，嵌固端为车库顶板，采用部分框支剪力墙结构体系。标准层及转换层平面布置如图1、图2所示。
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图1 标准层平面图
图2 转换层平面图
1.1 分析软件
依据《高层建筑混凝土技术规程》[1]及《建筑抗震设计规范》[2]要求，该工程需要采用两种不同力学模型的结构分析软件进行结构整体计算，并应采用弹性时程分析进行补充计算。本工程使用的软件如下：
(1)《盈建科建筑结构计算软件》(1.9.1.0版)
（2）《Midas Building 第三代建筑结构分析与设计系统》(V2017)
1.2计算参数
设防烈度：6度；抗震设防类别：乙类；设计地震分组：第一组；场地类别：II类。
风压：0.75(位移计算)；0.825(承载力计算)
2 弹性对比分析
2.1 周期与振型
采用YJK及Midas计算的前5阶振型如表1所示。
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由表1知，前5阶振型的周期和振动方向接近，结构振型参与质量系数均大于90%，周期比均小于规范限值0.85[1]。结构的第1、第2振型以平动为主，第3振型为扭转，结构具有良好的抗扭刚度。
2.2 基底剪力与倾覆力矩
表2为风荷载及小震作用下基底剪力及倾覆力矩的对比。
表2 基底剪力与倾覆力矩
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从表2，在水平荷载作用下，两种计算模型的剪力及倾覆弯矩的计算结果是一致的。上表计算模型为去掉了地下室两层结构的模型，基底剪重比调整系数为1.10~1.25，由于X向剪力重调整系数偏大，因此采用含2层地下室的结构模型进行补充验算，剪重比调整系数为1.03~1.14，结构刚度合理。
2.4 层间位移角
多遇地震和风荷载作用下楼层位移角详图3及表3所示，结果显示，YJK及Midas计算结果变化规律一致，最大层间位移角均满足《高规》1/1000的限值要求[1]。
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图3 层间位移角
表3 最大层间位移角
2.5 位移比
在考虑偶然偏心影响的规定水平地震作用下，两种软件计算的各楼层扭转位移比、最大层间位移比详表4、图4、图5所示。结果表明，楼层最大位移(层间位移)比满足《高规》限值[1]要求，说明结构具有一定的抗扭刚度。
表4 最大位移比
图4 楼层位移比图
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图5 层间位移比图
2.6侧向刚度
图6 楼层侧向刚度比
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图6为各楼层侧向刚度比，图7结果表明，各楼层侧向刚度比均大于0.9，对结构底部嵌固层，1F的 X、Y向该比值大于1.5，满足《高规》[1]规定。X向及Y向转换层剪切刚度比为0.84及0.73，满足规范不小于0.5的限值要求[1]。
2.7 抗剪承载力
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图7 楼层抗剪承载力
图7为各楼层抗剪承载力比，结果表明本工程抗剪变化均匀，各楼层X、Y方向的楼层抗剪承载力之比均满足《高规》[1]第3.5.3条大于0.8的限值要求，仅在30层、40层结构收截面处存在承载力突变，拟提高突变部位剪力墙分布筋配筋率至0.30%，以提高其延性。
2.8 弹性时程分析
表5 弹性时程分析结果
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图8 时程分析与反应谱分析剪力对比
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图9 时程分析与反应谱分析最大层间位移角对比
弹性时程分析与反应谱法计算结果对比见表5、图8、图9所示，结果表明，每条时程曲线计算的基底剪力均在振型分解反应谱计算结果的65%和135%之间，七条时程曲线计算所得基底剪力的平均值均在振型分解反应谱计算结果的80%和120%之间，满足《高规》第4.3.5条的要求[1]。X向地震作用下，40层~50层时程分析剪力平均值大于反应谱法剪力，放大系数约为 1~1.319倍，Y向地震作用下，38层~50层时程分析剪力平均值大于反应谱法剪力，放大系数1~1.396倍，因此反应谱多遇地震计算时，38~50层地震作用放大1.40倍。小震时程作用下结构层间位移角均小于反应谱数值，满足限值要求[1] [2]。
3 结论
该工程为超限建筑工程，经过多程序的计算比较表明该工程具有良好的弹性抗震性能，有以下几个结论：
（1）YJK和Midas两种软件分析的各项指标、反应谱与时程分析的结果均具有一致性和规律性；
（2）扭转周期与平动周期之比小于0.85，结构具有合适的抗扭刚度；
（3）各楼层水平地震剪力最小值经调整后满足规范限值要求，结构具有足够的安全度；
（4）结构位移及位移角均满足规范限值要求；
（5）结构刚度比、刚重比、剪力墙墙肢稳定性、整体抗倾覆均满足规范要求；
（6）从线弹性分析结果来看，该楼具有合适的刚度，结构构件均处于弹性状态，承载能力和变形能力均能满足规范规定的要求；
（7）根据时程分析结果，本工程38-50层反应谱法计算时地震剪力应放大1.40倍。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ3-2010高层建筑混凝土技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社
[2] 中国建筑科学研究院.GB50011-2010建筑抗震设计规范[D].北京:中国建筑工业出版社,2010.