本文选用一个造型独特、构造复杂的硬山顶钢筋混凝土仿古建筑,采用目前主流的结构设计软件Midas系列建立结构有限元模型,参考目前钢筋混凝土结构设计相关规范,对其进行静力分析,重点对有限元分析模型实施多遇地震和罕遇地震条件下的抗震性能分析,研究该类型结构的受力性能,分析结构是否存在结构设计的薄弱点和重点,最终总结该类结构的共性,并提出一些可行的设计建议。本文所完成的主要工作及主要结论:1、主要工作:(1)首先,建立Midas/gen有限元模型,分析该结构在各种静力荷载工况作用下的内力效应和变形,参考现行的混凝土结构设计规范,探讨该类型结构在设计过程中是否存在需重视和可优化的地方。(2)其次,研究结构在小震弹性状态下的受力和变形,分析各项性能指标是否满足现行规范对一般钢筋混凝土结构的限值要求,是否存在受力和变形的薄弱部位。(3)最后,参考《建筑结构抗震设计规范》及其他相关规范,采用Pushover抗震分析方法,模拟结构在7度区遭遇罕遇地震时的地震响应。2、主要研究结论:(1)钢筋混凝土仿古建筑在结构自重上,屋盖体系框架占结构整体框架的比例较大,竖向质量分布较为不均匀,呈现“头重脚轻”的特点。通过笔者对结构的简单层定义,发现层刚度并不集中于底层规则的框架,而是在屋盖体系中存在短柱的层中,其他层的刚度随之递减,屋盖整体的抗侧刚度较强。(2)由于建筑的仿古设计,硬山顶式钢筋混凝土仿古建筑屋盖系统中存在较多的短柱甚至极短柱会对结构抗震性能会产生不利影响。本文参考相关现行结构设计规范,对调节柱子剪跨比提出了一些设计和构造上的适用措施,以提高结构的抗震性能。(3)多遇地震情况下,结构内力最大值主要出现在首层的梁、柱及节点内,部分出现在二层的短柱构件内,结构的最大层间位移角为1/7611,远小于规范限值1/550,表明硬山顶钢筋混凝土仿古建筑的屋盖结构抗侧刚度良好,具有足够的延性储备,能满足多遇地震下的变形性能和抗震性能。(4)罕遇地震情况下,结构在四种荷载工况作用下首层层间位移角均已接近规范限值,说明首层为薄弱层。首层和二层中的柱构件出现一些倒塌铰(E铰),此时这些构件已经丧失承载能力,接近或已经倒塌。说明结构可能无法满足“大震不倒”的抗震设防要求,硬山顶式钢筋混凝土仿古建筑的抗震设计薄弱层通常出现在首层或一、二层。总体而言,本案例的硬山顶式钢筋混凝土仿古建筑具有同常规钢筋混凝土结构一样的优良的抗震性能,虽然结构存在一定的薄弱部位,但通过有限元软件模拟,完全满足“小震不坏、中震可修”的设防要求(设防地震下的地震反应已经过模拟满足要求,未在本文阐述),同时在面对7度及以上设防烈度的罕遇地震也有一定的抵御能力,但结构的首层和存在短柱的薄弱层不排除会发生构件严重甚至结构倒塌的可能。本文建议:如非必要,该类型结构,特别是多重复合屋盖和大坡度硬山顶钢筋混凝土仿古建筑避免建造在一些地震频发且震级较强的地区,否则发生严重的财产损失和人员伤亡。