北投时代项目结构抗震性能技术分析报告
吴海渝
深圳中海世纪建筑设计有限公司西南分公司
一、项目概况
1.1 项目基本信息
项目名称:北投时代项目(良玉大道GC2021-036 地块)
招标单位:广西祥嘉投资有限公司
中标单位:深圳中海世纪建筑设计有限公司
招标代理机构:广西强路工程咨询有限责任公司
项目地点:广西南宁市良庆区顺安路5 号
项目规模:总建筑面积约649,904 平方米,包含多栋高层住宅及配套设施
设计范围:项目总平规划、单体建筑方案及施工图设计,涵盖建筑、结构、给排水、电气、暖通、消防、BIM 设计等多个专业领域
1.2 项目背景与目标
北投时代项目作为南宁市的重点房地产开发项目,旨在打造高品质、高安全性的居住社区。项目地处地震多发区,因此结构抗震性能成为设计的核心要素之一。本报告旨在通过详细的技术分析,评估北投时代项目的结构抗震性能,确保项目在地震作用下的安全性和可靠性。
二、结构抗震设计基本原则
2.1 抗震设防烈度与设防目标
根据《中国地震动参数区划图》及南宁市相关抗震设计规范,本项目所在区域抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为 0.10g ,设计地震分组为第一组。项目结构抗震设防目标为“小震不坏,中震可修,大震不倒”,即确保在遭遇设防烈度地震时,结构基本完好;在遭遇罕遇地震时,结构不发生倒塌或危及生命的严重破坏。
2.2 结构体系与选型
本项目塔楼采用的剪力墙结构,车库及裙房采用框架结构。
2.3 抗震设计理念
本项目遵循“性能化抗震设计”理念,通过精细化设计,确保结构在不同地震作用下的性能表现满足预期目标。设计过程中充分考虑结构的延性、耗能能力和冗余度,采用合理的结构布置和构造措施,提高结构的抗震性能。
三、结构抗震性能分析
3.1 结构模型建立与参数设置
使用结构计算软件YJK,建立北投时代项目的三维有限元模型。模型中详细考虑了结构构件的截面尺寸、材料属性、边界条件等因素。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及相关地方标准,设置地震作用参数,包括设计基本地震加速度、场地类别、特征周期等。
3.2 多遇地震作用下的结构响应
在多遇地震作用下,结构处于弹性阶段,通过弹性时程分析,评估结构的层间位移角、剪重比等关键指标。分析结果表明,结构在多遇地震作用下的层间位移角满足规范要求,剪重比合理,表明结构在多遇地震作用下具有良好的抗震性能。
3.3 设防烈度地震作用下的结构响应
在设防烈度地震作用下,结构进入弹塑性阶段。通过弹塑性时程分析,评估结构的塑性铰分布、层间位移角、基底剪力等关键指标。分析结果表明,结构在设防烈度地震作用下,塑性铰主要出现在梁端,柱端保持弹性,层间位移角满足规范要求,基底剪力合理,表明结构在设防烈度地震作用下能够保持较好的整体性和稳定性。
3.4 罕遇地震作用下的结构响应
在罕遇地震作用下,结构经历较大的变形和损伤。通过弹塑性时程分析,评估结构的最大层间位移角、残余位移、关键构件损伤程度等关键指标。分析结果表明,虽然结构在罕遇地震作用下经历较大的变形,但整体未发生倒塌,关键构件损伤程度可控,残余位移满足规范要求,表明结构在罕遇地震作用下具有一定的抗倒塌能力。
四、结构抗震构造措施
4.1 框架梁柱节点加强
为提高框架梁柱节点的承载力和刚度,采用焊接或高强度螺栓连接等方式进行加强。节点区域设置加密箍筋,提高节点的抗剪能力和延性。
4.2 剪力墙设计与布置
剪力墙作为主要的抗震构件,其设计与布置至关重要。本项目通过合理布置剪力墙,形成有效的抗震防线。剪力墙厚度等参数根据计算确定,确保剪力墙在地震作用下能够发挥良好的抗震性能。
4.3 楼板与楼梯间设计
楼板作为水平传力构件,其设计需满足刚度和强度要求。本项目采用现浇钢筋混凝土楼板,提高楼板的整体性。楼梯间作为疏散通道,其设计需考虑地震作用下的安全性。本项目采用钢筋混凝土楼梯,设置抗震构造措施,确保楼梯间在地震作用下的稳定性。
4.4 基础设计与施工
基础作为结构与地基之间的传力构件,其设计与施工对结构的抗震性能具有重要影响。本项目根据地质勘察报告,采用桩基础或筏板基础等形式,确保基础在地震作用下的稳定性和承载力。施工过程中严格控制桩基施工质量,确保桩基的承载力和稳定性。
五、结构抗震性能评估与改进建议
5.1 抗震性能评估
综合多遇地震、设防烈度地震和罕遇地震作用下的结构响应分析结果,评估北投时代项目的结构抗震性能。评估结果表明,项目结构在不同地震作用下的性能表现满足预期目标,具有良好的抗震性能。
5.2 改进建议
尽管项目结构抗震性能满足要求,但仍存在进一步优化的空间。建议采取以下改进措施:
优化结构布置
依据地震作用下结构响应分析结果,需采用多维度优化策略提升结构性能。运用有限元分析软件对结构进行时程分析和反应谱分析,精准定位薄弱部位与应力集中区域。例如,针对高层剪力墙结构,若分析显示连梁在地震中率先破坏,可调整剪力墙间距和连梁高度,优化刚度分布;对于大跨度空间结构,通过增设支撑体系或调整桁架布置,增强结构整体性。同时,引入冗余设计理念,构建多道抗震防线,如在框架结构中合理布置耗能梁段,使结构在部分构件失效时仍能维持整体稳定。优化后的结构布置需经多轮模拟验证,确保在不同地震波输入下均能满足抗震性能目标,有效降低地震风险。
加强关键构件
关键构件的强化设计是提升结构抗震能力的核心环节。首先通过结构重要性系数和易损性评估,确定柱、梁、节点等关键部位。对于框架柱,可采用增大截面法提高其轴压比限值和延性;针对框架梁,在梁端增设箍筋加密区,增强受弯和受剪承载力。在节点区域,通过增设钢套筒、采用高性能灌浆料等措施,改善节点的传力性能。以某医院建筑为例,对其承重柱采用钢管混凝土组合加固,使柱的抗震承载力提升 30% ,延性显著增强。关键构件的加强设计需严格遵循相关规范,结合构件实际受力状态进行精细化设计,确保其在地震中发挥关键支撑作用。
提高施工质量
施工质量直接决定结构抗震性能的实现程度。建立全过程质量管控体系,在施工准备阶段,严格审查施工图纸和施工方案,确保设计意图准确传达;材料进场时,对钢筋、混凝土等主材进行抽样检测,严禁不合格材料用于工程。施工过程中,采用 BIM 技术进行施工模拟,提前发现钢筋碰撞、构件安装冲突等问题。对于关键工序,如大体积混凝土浇筑、预应力张拉,实施旁站监督和实时监测。建立质量追溯制度,对每个结构构件的尺寸偏差、配筋数量等关键参数进行记录存档。定期开展质量检查与验收,对不符合设计要求的部位及时整改,通过精细化施工管理,使结构实际性能与设计目标高度契合,保障抗震设防效果。
六、结论与展望
6.1 结论
本报告通过对北投时代项目的结构抗震性能进行详细的技术分析,评估了项目在不同地震作用下的结构响应和抗震性能。分析结果表明,项目结构具有良好的抗震性能,满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标。
6.2 展望
随着建筑行业的不断发展和抗震设计理念的更新,未来结构抗震设计将更加注重性能化、精细化和智能化。北投时代项目作为南宁市的重点房地产开发项目,其结构抗震设计为类似项目提供了有益借鉴。未来,我们将继续关注抗震设计领域的新技术、新方法,不断优化和完善结构抗震设计,为打造更加安全、可靠的居住环境贡献力量。