原文發(fā)表于《建筑結(jié)構(gòu)》2019年5月上/第49卷第9期
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作者簡介
陳柯，碩士，工程師
就職于成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計(jì)有限公司。
引言
本文通過某實(shí)際超限項(xiàng)目分別采用ABAQUS和SAUSAGE進(jìn)行彈塑性時程分析，用以驗(yàn)證SAUSAGE分析結(jié)果的正確性。同時也驗(yàn)證了該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)大震下滿足性能目標(biāo)D的相關(guān)要求。
某工程項(xiàng)目位于成都市成華區(qū)萬年場附近。該項(xiàng)目為商業(yè)綜合體建筑，三層地下室，房屋總高度80.300m，地上4層為商業(yè)裙房（24.05m），4層以上為酒店塔樓。裙房與塔樓不設(shè)置抗震縫，結(jié)構(gòu)類型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。地上建筑面積約5.5萬㎡。
主要超限項(xiàng)為：
1）塔樓偏置：塔樓與底盤X向偏心距為16.8%，Y向偏心距為37.2%＞20%。
2）尺寸突變：結(jié)構(gòu)X，Y向收進(jìn)后尺寸比例分別為43.8%，30.7%，收進(jìn)后的尺寸小于相應(yīng)下部樓層水平尺寸的55%。
3）扭轉(zhuǎn)不規(guī)則：考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)位移比為1.38，大于1.2。
ABAQUS和SAUSAGE的總質(zhì)量和特征周期非常接近，說明了ABAQUS和SAUSAGE模型的正確性。
ABAQUS和SAUSAGE頂點(diǎn)位移時程曲線吻合良好，結(jié)果非常接近。ABAQUS曲線幅值比SAUSAGE略大一點(diǎn)，但曲線總體趨勢一致。
ABAQUS和SAUSAGE計(jì)算所得X向的層間位移角最大值分別為1/271和1/235，出現(xiàn)在10層；Y向的層間位移角最大值分別為1/237和1/245，出現(xiàn)在11層；結(jié)構(gòu)在X，Y兩個方向?qū)娱g位移角均滿足抗震性能目標(biāo)1/100的限值要求。
SAUSAGE和ABAQUS的X，Y向樓層剪力計(jì)算結(jié)果吻合，體型收進(jìn)處（6層樓面）發(fā)生了樓層剪力突變。
塔樓以及相關(guān)范圍內(nèi)，大部分墻肢無損傷或受壓損傷因子小于0.1，僅個別角部損傷因子大于0.1小于0.5，其分布寬度小于截面面積的50%，且其鋼筋處于彈性狀態(tài)。綜合考慮，可以認(rèn)為塔樓相關(guān)范圍個別剪力墻為輕度損壞，大部分剪力墻為輕微損壞或無損壞，滿足預(yù)設(shè)的性能目標(biāo)。
采用ABAQUS得到剪力墻部分塑性耗能曲線和框架部分塑性耗能曲線，剪力墻塑性耗能占比為79.65%，框架塑性耗能占比為19.76%。說明結(jié)構(gòu)的主要耗能構(gòu)件為連梁，框架損傷不大。剪力墻部分在6S時開始進(jìn)行耗能，框架部分在13S時開始進(jìn)行耗能。說明框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻起到了第一道抗震防線作用，框架部分起到了第二道抗震防線作用。
本項(xiàng)目采用的計(jì)算電腦配置CPU為i7-4790，顯卡為G980i，內(nèi)存32GB。由于ABAQUS模型和SAUSAGE模型單元劃分、單元數(shù)、單元編號均相同，模型的單元數(shù)約為19.5萬個。采用相同地震波ABAQUS計(jì)算需要14h，SAUSAGE需要1h50min！
1. SAUSAGE和ABAQUS分析結(jié)果一致，說明了SAUSAGE大震彈性分析結(jié)果的可靠性。
2 . 給定地震波作用下，結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，滿足“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。
3 . 無論從層間位移角還是構(gòu)件損傷看，結(jié)構(gòu)在大震下的損傷或塑性都是較小的，因此工程算例對兩個軟件的差異性不會太大。本文所得結(jié)果僅供7度區(qū)相似結(jié)構(gòu)參考。
