陳永富等

摘 要：章丘客運總站主站房屬于特別不規(guī)則結構.有比要進行多遇地震作用下的振型反應譜分析及時程分析以及罕遇地震作用下的彈塑性時程分析，分析結構表明，主站房的抗震性能目標達到了B級。采取鋼支撐輕型屋面+現澆屋面混合共存的方法巧妙的解決了結構超長和樓板平面內剛度兩者矛盾的問題，鋼支撐提供了樓板的平面內剛度，減小了混凝土的用量，減小了混凝土的收縮變形。

關鍵詞：彈塑性時程分析；振型反應譜分析；特別不規(guī)則結構

Abstract： Zhangqiu passenger terminal main station building belonging to particular irregular structure has to be more than the earthquake under the modal response spectrum analysis and time history analysis as well as under rare earthquake nonlinear time history analysis， structural analysis shows that main station building seismic performance goals achieved B grade. Take the cast steel support lightweight roofing roofing + hybrid coexistence ingenious methods to solve the structure of long and floor-plane stiffness between these two issues， steel support provides a floor plane stiffness， reducing the amount of concrete， reducing shrinkage of concrete.

Keywords： nonlinear time history analysis； modal response spectrum analysis； particularly irregular structure

1.工程概況

章丘汽車客運總站位于章丘市102省道以南，明水西外環(huán)以西，北臨濟青公路，總建筑面積接近3萬平方米，屬于國家一級客運站。方案創(chuàng)作章丘本地的百脈泉為立足點，通過進站主立面幕墻的變化體現泉水的特點。為體現山東人熱情好客的傳統(tǒng)，進站廳每側各設4個倒人字型柱，寓意迎接八方來客。

客運總站南北總長263.6米，東西總長42.8米自南向北依次分成A，B，C區(qū)三個區(qū)塊，A區(qū)和C區(qū)均為客運總站辦公區(qū)，地上6層+構架層，建筑高度22.8米，層高依次為5.1米，4×3.6米，3.3米。B區(qū)為客運站主站房，候車廳部分單層通高至12.5米，其跨度為19.5米。進站大廳單層通高至26米，其造型形似其余部分地上3層+構架層，層高依次為5.1米，4.2米，3.6米。其主要開間為9米。

2.1計算模型

2.主站房結構整體分析

由于主站房造型比較復雜，因此在結構分析時以ETABS9.7為主進行內力分析，PMSAP為輔進行復核，涉及到混凝土構件以及型鋼混凝土構件的配筋采用SATWE的計算結果。

2.2結構抗側力體系

由于主站房本身結構高度并不高，又處于6度設防區(qū)，并且站房內部均為大空間，剪力墻布置較困難，因此結構抗側力體系采用框架結構體系。

2.3結構材料

由于主站房進站口以及屋頂漂板建筑造型復雜外加正立面8課倒人字型柱，同時候車廳跨度達到了19.5米，普通混凝土材料難以實現上述要求，因此主要結構材料采用鋼材，即結構整體形式為鋼框架。

2.4結構荷載

結構荷載主要有：樓面荷載、屋面荷載、雪荷載、風荷載，地震荷載及溫度荷載等。其中屋面漂板恒荷載）取0.8KN/ m2（上下兩層檁條），活荷載取非上人屋面0.5KN/ m2，辦公區(qū)活荷載取2KN/ m2，局部商業(yè)區(qū)活荷載取5KN/ m2， 基本風壓取0.45KN/m2（n=50），基本雪壓取0.30kN/m2，工程所在地基本設防烈度為6度（0.05g），設計地震分組為第三組，其多遇地震水平地震影響系數最大值為0.04，根據地質報告，場地類別為II類，場地特征周期為0.45S。由于整體結構超長，溫度荷載的影響不容忽視，根據《水工結構設計規(guī)范》，計算季節(jié)性溫差時取多年一遇最高和最低月平均氣溫與結構閉合時的溫度之差而王鐵夢《工程裂縫控制》書中觀點認為，結構閉合溫度取最熱月平均溫度或最低月平均溫度為宜（空氣溫度傳遞給構件表面，再由構件表面?zhèn)鬟f給構件內部，這都需要一個傳遞過程，即使確定了工程的閉合日期，也不能作為標準），根據章丘市氣象資料，歷年最冷月平均氣溫為-1.4℃，歷年最熱月平均氣溫為27.5℃，由此可得本工程溫度差值為28.9℃，計算時采用溫差為30℃。

2.4規(guī)則性判斷

由于模型分析的位移比最大值超過了1.2，特別是候車廳以及進站大廳存在樓板不連續(xù)，開洞面積超過了50%從而判斷主站房屬于特別不規(guī)則結構。

2.6多遇地震下的振型反應譜分析

采用PKPM系列SATWE軟件以及ETABS兩個軟件對主站房進行了建模計算，其分析結果如下：

通過對比，上述參數都符合規(guī)范的要求，同時兩款軟件的計算結果相差不大，說明模型是合適的。

2.7多遇地震下的彈性時程補充分析

根據抗震規(guī)范要求，特別不規(guī)則的建筑應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算。根據II類場地，選取一條人工波RH1TG045，兩條天然波TH1TG045和TH2TG045，分析結果如下：

對比彈性時程分析結果與反映譜法結果，每條時程曲線結構底部剪力均不小于振型分解反應譜法計算結果的65%，三條時程曲線計算所得結構底部剪力的包絡值均大于振型分解反應譜法計算結果。

2.8罕遇地震下的彈塑性時程補充分析

本工程屬于國家一級客運站，抗震設防類別為重點設防類，同時又屬于特別不規(guī)則建筑，因此，采用EPDA軟件，進行了罕遇地震作用下的彈塑性時程分析。根據抗震規(guī)范要求，罕遇地震分析時，特征周期應增加0.05S，考慮到軟件庫里的特征周期沒有0.50S，固選取0.55s。分別以0度和90度為地震波作用的主方向驗算，同一地震波采用三向地震輸入，每個方向加速度峰值比例為（1.0：0.85：0.65）

地震作用持時30s。分析結果如下：

在以0度為主向的罕遇地震波三向作用下，結構在地震波主方向最大彈塑性層間位移角為1/224；在以90度為主向的罕遇地震波三向作用下，結構在地震波主方向最大彈塑性層間位移角為1/232，均小于1/50的規(guī)范要求。下圖為彈塑性分析后，塑性鉸的分布：

從塑性鉸的分布來看，在罕遇地震作用下，結構的框架柱（關鍵構件）無損壞（無塑性鉸），框架梁（耗能構件）損壞（大部分出現塑性鉸），其抗震性能水準屬于水準3，綜合判斷結構的抗震性能目標等級為B級。

3.主站房結構超長處理措施

主站房平面尺寸149.4×42.8米，為超長結構，為解決超長問題，采取了以下措施：

（1）計算溫度荷載的作用，在模型中，考慮±30℃的溫差。

（2）候車廳屋頂采取輕型屋面（鋼梁及支撐保證剛度）+混凝土屋面混合的形式。目的一方面減少施工時混凝土的澆筑量以便減小混凝土的收縮變形，另一方面，鋼結構構件由于自身剛度較弱對使用階段溫差引起的變形適應能力大大強于混凝土構件。（3）增大樓板配筋率，樓板內摻加抗裂纖維。樓板鋼筋均采用雙層雙向配筋，配筋率不小于0.5%，同時摻加抗裂纖維。

4.結論

章丘客運總站主站房屬于特別不規(guī)則結構。在分析計算時，用不同軟件進行了多遇地震作用下的振型反應譜分析，同時補充分析了多遇地震作用下的時程分析以及罕遇地震作用下的彈塑性時程分析，分析結果表明，結構抗震性能目標達到了B級。針對結構超長的問題，采取輕型屋面+現澆屋面混合共存的方法巧妙的解決了結構超長和樓板平面內剛度兩者矛盾的問題。

參考文獻

[1] GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010

[2] 王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997