影劇院結構抗震性能分析

敖  財  來朝輝  張杰

（1.陜西建工集團總公司建筑設計院  710054  西安；2.陜西省建筑科學研究院  710082  西安：

3.西部建筑抗震勘察設計研究院  710054  西安）

    影劇院作為大型群眾性的活動場所，建筑功能要求相對較為復雜，從而對結構設計也造成了一定的難度。主要體現為其大空間及特殊功能的需求，導致了樓板的大范圍不連續(xù)性，結構平面不規(guī)則性以及豎向剛度分布的不均勻性。

    本文以一實際工程為例，利用SATWE（空間桿系模型）及PMSAP（組合有限元模型）兩種模型分別進行抗震性能分析并進行比較分析。

1、工程概況

    本工程位于陜西某縣，為該縣年度重點工程之一，是集文化娛樂、辦公為一體的大型公共建筑。該工程設防烈度為7度（0.15g），設計地震分組第二組，建筑場地類別為Ⅱ類，場地特征周期0.40s，建筑抗震設防類別為重點設防類。建筑高度20.700m，建筑平面尺寸為78.5x39.8m，主體結構采用框架-剪力墻結構體系，觀眾廳屋面采用網架結構。首層平面見圖1。根據建筑功能，結構主要分為5個功能分區(qū)：影廳區(qū)、休息區(qū)、劇院觀眾廳、耳光區(qū)、舞臺及化妝彩排區(qū)。其中影廳區(qū)包括3層，1層為門廳，2層為小影廳，3層為辦公層；休息區(qū)包括4層，主要為疏散通道及休息功能；劇院觀眾廳為空曠大空間，兩側為休息區(qū)的疏散通道；耳光區(qū)包括5層，主要為舞臺提供燈光音響等功能；舞臺及化妝彩排區(qū)包括5層，含1層地下室，其中舞臺部分為通高結構，并突出大屋面10m。剖面見圖2。

2、概念設計

    由于本工程自身的復雜性，概念設計在結構設計中顯的尤為重要。在方案階段，首先選取了抗震性能較好的框架-剪力墻結構體系。根據《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）3.4.3條[1]，結構在規(guī)定的水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移或（層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的1.2倍，另外樓板具有局部不連續(xù)性（開洞面積大于該層樓面面積的30%，且存在較大的樓層錯層），屬于平面不規(guī)則結構。結構設計時，根據具體情況對平面連接較弱的部位進行加強，如在門廳和休息廳連接處的樓梯、大廳和舞臺

 圖1  影劇院首層平面布置圖

圖2  影劇院剖面圖

圖8  地震作用下X向最大層間位移角曲線

圖9  地震作用下Y向最大層間位移角曲線

圖10  地震作用X方向樓層反應力曲線

圖11  地震作用Y方向樓層反應力曲線

圖12  規(guī)定水平力下X向樓層位移比曲線

圖13  規(guī)定水平力下Y向樓層位移比曲線

4、結論

    概念設計貫穿著整個結構設計的始終，大到整個工程的結構選型，小到結構構件的具體設計，都有概念設計的內容。本文通過一實際影劇院工程闡述了從結構選型、整體控制指標及具體構件設計中所涉及到的概念設計問題。通過分析發(fā)現，能否把握好概念設計對結構的抗震性能有著舉足輕重的影響。本文所列的影劇院工程，正是由于采取了一系列的抗震概念設計，使得其抗震性能得到了很大的改善。

參考文獻：

[1]  建筑抗震設計規(guī)范[S].中華人民共和國行業(yè)標準：GB50011-2010. 中國建筑工業(yè)出版社，2010年.

[2]  朱炳寅.建筑結構設計問答及分析.中國建筑工業(yè)出版社，2009年.

本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 編輯  文徑 審核)