某超限高层结构抗震设计
武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计
第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计曹源，李智明（中信建筑设计研究总院有限公司，武汉430000）[摘要] 武汉某住宅超限高层项目结构高度138.3m，采用框架-剪力墙结构形式，剪力墙为钢筋混凝土剪力墙，框架柱为钢管混凝土柱，属于B级高度建筑，存在扭转不规则、凹凸不规则、穿层柱等多项不规则项。
利用YJK、MIDAS Builiding、SAUSAGE等计算软件对结构进行小震弹性分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析，并补充了弱连接处楼板抗震性能化设计以及穿层柱屈曲分析。
计算结果满足规范要求，可供同类工程设计参考。
[关键词] 框架-剪力墙结构；钢管混凝土柱；性能化设计；楼板损伤分析；穿层柱屈曲分析中图分类号：TU355 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0234-05Seismic analysis and design of a high-rise residential structure in WuhanCAO Yuan, LI Zhiming(CITIC General Institute of Architecture Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430000, China)Abstract: The structural height of a high-rise residential project in Wuhan is 138.3m. It is a frame-shear wall structure, the shear wall is a reinforced concrete shear wall and the column is a steel tube concrete column, which belongs to the B-level height building.There are a number of irregularities such as torsion irregularities, uneven irregularities, and through-layer pillars.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis, and supplements for weak earthquakes.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis. It also supplements the seismic performance design of the floor slab at the weak connection and the buckling analysis of the through-story column. The calculation result meets the requirements of the specification and can be used as a reference for similar engineering design.Keywords:frame-shear wall structure; concrete-filled steel tube column; performance-based design; floor damage analysis; buckling analysis of stratified column1工程概况本项目总建筑面积13.59万m2，包含10栋办公楼、1栋商业建筑及1栋住宅。
广西南宁某超限高层建筑结构设计
S山HANXI西ARC建HITEC筑TURE
JVuonl..
4
3 No.18
2017
•3 5 •
文 章 编 号 ：1009-6825 (2 0 1 7 )18-0035-02
广西南宁某超限高层建筑结构设计
黄剑飞荆向晓
( 华 蓝 设 计 （集 团 ）有 限 公 司 ，广 西 南 宁 530012)
3 抗震性能目标
弯 ）、非底部加强区剪力墙（抗 弯 ）及 耗 能 构 件 在 中 震 下 按 不 屈 服 的 要 求 进 行 验 算 ;对 于 关 键 构 件 （框 支 框 架 及 底 部 加 强 区 墙 体 ) ( 抗 弯 和 抗 剪 )在 罕 遇 地 震 下 按 不 屈 服 的 要 求 进 行 验 算 ，并 对 转 换
下 ，所以考虑将与下部商铺隔墙位置对应的上部剪力墙和楼电梯
间 的 剪 力 墙 以 及 商 铺 以 外 的 剪 力 墙 落 地 ，而 将 商 铺 开 门 处 对 应 的
上部剪力墙及投影位于商铺内的上部剪力墙用转换梁来转换,具
体 需 要 转 换 的 上 部 剪 力 墙 见 图 1 中所圈出部分。在对应需 转 换 的 上 部 剪 力 墙 下 正 交 布 置 转 换 主 次 梁 ，并 在 转 换 主 梁 的 两 端 设 置 框 支 柱 ，使得转换层下部结构在两个抗侧主轴方向都能形成具有 较大抗侧刚度的框支框架，转换梁的具体布置如图1 所 示 。
关 键 词:超限高层，转换结构,抗震性能设计
中 图 分 类 号 : TU318
文献标识码:A
1 工程概况
该项目位于广西南宁市青秀区凤岭北佛子岭路与金菊路交
m 汇处东南侧。该栋超高层商住楼建筑高度 132.5 ,3 层 地 下 室 ，
超限高层建筑结构抗震性能设计及受力分析
第35卷第3期2021年6月Vol・35No・3Jun.2021粉煤灰综合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION超限高层建筑结构抗震性能设计及受力分析Seismic Performance Design and Stress Analysis of Over-limit High-rise Buildings彭茹(新疆建设职业技术学院，新疆乌鲁木齐832000)摘要：深圳市罗湖区兆鑫汇金广场项目大屋面高度147.9m，地下5层，地上44层，为部分框支剪力墙结构，属于B级高度超限的超高层建筑。
根据不规则项目特点并结合结构超限判定，确定各构件的抗震性能目标，通过分析建筑在不同地震工况下的弹性分析和弹塑性分析，验证结构性能设计的可靠性。
计算模型采用YJK、ETABS、PKPM-SAUSAGE程序进行分析，根据分析结果，采取了一系列加强措施。
结果表明：结构能够满足竖向荷载和风荷载作用下的有关指标，抗震性能能够达到设定的性能目标。
文中所采用的设计及加强措施为类似工程提供重要的参考和借鉴价值。
关键词：超限高层建筑；剪力墙结构；时程分析；抗震性能分析；抗震加强措施中图分类号：TU318文献标志码：A文章编号：1005-8249(2021)03-0008-06D0I：10.19860/ki.issn1005-8249.2021.03.002PENG Ru(Xinjiang Construction Vocational and Technical College，Urumqi832000，China)Abstract:The height of the roof of the Zhaoxin lluijin Plaza project in Luohu District，Shenzhen City is147.9m，with5stories underground and44stories above ground，which is a partial frame-supported shear wall structure，belongs to the super high-rise building with B-class height exceeding the limit.According to the characteristics of the irregular profect and combined with the structural over-limit determination，the seismic-performance targets of each component were determined，and verified the reliability of structural performance design by analyzing the elastic and elastic-plastic analysis of buildings under frequent earthquake，seismic fortification earthquake and rare earthquake.The calculation model is analyzed by YJK，ETABS and PKPM-SALSAGE programs.According to the analysis results，a series of strengthening measures were taken.The results show that the structure can meet the relevant indexes under vertical load and wind load，and the seismic performance can reach the set performance target.The design and measures adopted in this paper provide important reference value for similar projects.Keywords:over-limit high-rise building；shear wall structure；time history analysis；seismic performance analysis；seismic strengthening measures0引言超限高层建筑因为大幅度提升土地利用率而逐作者简介：彭茹（1985-），女，硕士，讲师，研究方向为土木工程。
某超限高层的抗震性能分析
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡ ＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴ ＵＲＥ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ． ０ １３ ３
Ｏ ｔ ２ ０ ｃ ０ ８
・ ８１ ・
・
结 构 ・ 震 ・ 抗
文章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ３—０ １０ １ ０ —８ ５ ２ ０ ）００ ８ —２
某 超 限 高 层 的 抗 震 性 能 分 析
龚 胡 广
摘 要 ： 对 广 西 某超 限高 层 进 行 了抗 震 性 能 的计 算 分 析 ， 论 了超 限 高 层 抗 震 设 计 计 算 分 析 中需 注 意 的方 面 ， 针 讨 并对 结
构 进 行 了补充 弹性 动 力 时程分 析 ， 果 显示 ， 结构 在 竖 向 虽然 有 大开 洞 ， 无 明显 薄 弱层 ， 结 该 但 结构 抗震 性 能 满足 规 范 要求 。
１ 工 程概 况
广 西 财 经学 院 图 书 馆 大 楼 位 于 南 宁市 明 秀 西 路 广 西 财 经 学 院西 校 区 内 ， 工 程 总 占地 面积 ４５７ｍ２拟 建 建 筑 物 层 数 为 ： 本 ２ ， 主 楼 地上 １ 层 ， ０ 附楼 分 别 为 ５ ～８层 ， 下 室 １ ； 个 建 筑 物 地 层 地 层 整 面 以上 高 度 为 ２ ． －４ 地 下 室埋 深 ５０ｍ， 剪 力墙 结 ６ ２ｍ－ ５ ９ｍ， ． 框架
有 必要 对 其 进 行 多 个 软 件 下 的 抗 震 性 能 的对 比 分 析 。本 文 以 一 型 分 解 反 应谱 法 和时 程 法 计 算 结构 响应 。 实 际 的工 程 为 例 ， 用 两 种不 同 的结 构 计 算 软件 进 行 抗 震 性 能 的 采
某广场超限高层组合结构抗震设计
转 效应 ； 各层楼层侧 向刚度不小 于相邻上部楼 层侧 向
刚度的 ７％ 或其上相邻三层侧 向刚度平均值的 ８ ％ ， ０ Ｏ 结构竖向布置规 则 ， 薄弱 层 ； 间位 移 角及结 构 顶 无 层
点最大加速度限值满足 规范 ， 足 了结构侧 向刚度 和 满
舒适度的要求 ； 刚重 比大 于 １４ 保证 了高层建筑结 构 ．，
表１
指标 周期 ， ｓ
／ ＴＩ
位 于大连市 中山区 的某 广场 Ａ座工程 为 塔楼 带 三层地下室及两层 裙楼 ， 塔楼主体 高 ４ 层 ， ７ 室外 地坪 至主要屋 面 的高度 为 １３２ ６ ．ｍ。本工 程主 体结 构形 式 为钢筋混凝土框架 一核心筒结构。 本工程设计使用 年限为 ５ 年 ， ０ 结构 安全 等级为二 级， 抗震设 防烈度 为 ７度 ， 抗震设防类别为丙类 。场地
类别为 Ⅱ类 ， 计地 震分 组 为第 一 组 ， 设 设计 地 震加 速
度为 ０ １ｇ ． 。抗 震等 级 ： ０ 地上主体 为一级 ， 地下 １ 层为
一
多遇地震作用下计算结果
计算结果
ｎ ＝ ３８４ ， ＝ ３３４ ．９７ ．７７
级， 地下 ２层 、 ３层为三级 。基本风压按 １０ ０ 年一遇 ，
平板式筏形基 础 ， 板厚度 ２０ ｒ ， 力层 为 中风化 筏 ７０ ｍ 持 ａ 石英岩 。
剪重比
７ （ ）＝ ２９ ８ ＂ ３ ．３９
Ｏ． ５ ７
向最小 １４％ 。 至地 下一 层 ． ９ 调
ｌ向 最 小 １６ ％ ， ， ．ｏ 调至 一 层
有效质量 系数 层间最大位移角 层最大位移与层 平均位移 的比值 最大层间位移与平 均层间位移的比值
某超限高层结构的抗震性能分析与设计
均 不满 足 《 限 高 层 建 筑 工 程 抗 震 设 防 专 项 审 查 技 术 要 点 》 超 的
相 关 规 定 ， 于 平 面 不 规 则超 限Ｉ 户 位 置 。工 程 场 地 大 部 分 地 段 基 岩 出 Ｂ ］ 露 ， 地 类 别 为Ｉ 计 特 征 周 期 为０２ ｓ抗 震 设 防 烈度 为６ ， 场 设 ． ， ５ 度
由于 建 筑 需 要 ， 央 大厅 ２￣ 层 （ ） 中 ４ 图３ 局部 开洞 ， 板 不 连 楼
１工 程 概 况
重庆 银 行 大 厦 工 程 位 于 重庆 江 北 城 片 区Ａ ４ １ ３ 块 ． ０ ．／ 地 ０ 处
续 ， 致Ｙ向楼 板 基 本 断 开 ， 开 洞面 积大 于楼 层 面 积 的 ３％ ， 导 且 ５
ａ ｄ ｅ ａ ｔｃ ｐ ａ ｔ ａ ｙ ｉ， ｎ ｏ ｄ ｃ ｓ ａｓ ｅ ｉ ｌａ ａｙ ｉ ｆ ｒｔ ａ ｏ ｒ Ｔ ｅ ｕｌ ｈ ｗ ｔ ｅｍ ａｎ ｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓ ｏ ｅ ｓ ｕ ｔ ｒ ａ ｅ ｈ ｎ ｌｓ ｉ ． ｌ ｓｉ ａ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｃ ｎ ｕ ｔ ｐ ｃａ ｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｗｅ ｋ ｆ ｏ ． ｈｅｒ ｓ ｔ ｓ ｏ ｔ ｉ ａ ａ ｔ ｒ ｆｔ ｔ ｃ ｕ ｅ ｃ ｎ ｍｅ ｔｔ ｅ ｃｎ ｈｅ ｌ ｓ ｈａ ｔ ｈ ｈ ｒ
为建筑抗震有利地段。本工程地上３ 层 ， ３ 地下４ ， 层 房屋总高度
１７４ ， 下 室 深 度 １． ， 构形 式 为 框 架 一 核 心 筒 结 构 ， ４． 地 ｍ ９４ 结 ｍ 其
中 基 顶 至２ 层 塔 楼 范 围 内 的 框 架 柱 采 用 型 钢 混 凝 土 柱 ．裙 房 １
部 分 、 楼 ２ 层 及 以 上 采 用普 通 混 凝 土 柱 。建 筑平 面 以双 框 筒 塔 １
某超限高层建筑的结构抗震设计与优化
某超限高层建筑的结构抗震设计与优化摘要：本文主要介绍广州某高层综合楼的超限设计，文中首先描述了该工程的超限情况及相应的结构设计思路，在理论分析与概念设计的前提下，采用建筑抗震性能化设计方法，通过不同软件对比分析并验算结构的整体性与合理性。
针对设计过程中发现的问题作出相应的改进措施，优化结构，最终达到超限设计要求，通过超限审查。
关键词：超限结构抗震设计性能目标优化措施abstract: this paper mainly introduces a high-rise building of guangzhou off-gauge design, this paper first describes the project and the structure of the off-gauge corresponding design thinking, in the theoretical analysis and the concept design, under the premise of the performance-based design buildings aseismic method, through different software contrast analysis and calculation of the integrity and reasonable structure. the design process for the problems found in make corresponding improvement measures, optimize the structure, achieve finally overrun the design requirements, through the off-gauge review. keywords: overrun structure seismic design performance objective optimization measures 中图分类号：u452.2+8文献标识码：a 文章编号：1、工程概况本项目位于广州市中山一路，建筑用地面积4930m2，总建筑面积为16687m2，地上11层，地下2层，建筑总高度为42.00米。
某超限高层结构与设计
文章编号：1009-6825（2012）22-0051-03某超限高层结构分析与设计收稿日期：2012-06-04作者简介：李志刚（1973-），男，高级工程师李志刚林元庆章少华（中国核电工程有限公司郑州分公司，河南郑州450052）摘要：介绍了某超限高层结构的抗震分析与设计方法，针对该超限结构，在分析与设计中采取了抗震性能设计方法和比现行规范更为严格的抗震措施；同时重点介绍了双向密肋空腔楼盖分析与设计的重点和难点；对本工程关键部位如型钢混凝土梁柱节点采取精细化空间设计方法，制定严格的施工控制措施，以确保该结构达到预期的抗震性能设计目标和规范要求。
关键词：超限高层，抗震性能设计，框架—核心筒结构，双向密肋空腔楼盖，节点三维空间精细设计中图分类号：TU972文献标识码：A1工程概况郑州新东站升龙站前广场位于郑州市商鼎路与东风东路交叉口，其中B-14地块由两栋超高层5A 甲级写字楼及附属商业组成，本文主要介绍两栋超高层建筑中较复杂的B 塔，该结构主体高度147．950m ，地下3层，地上36层，结构顶设停机坪，其顶标高为155．0m ，地下3层为停车库，1层 5层为商业，6层以上为办公，其中6层及22层为避难层；该结构建筑标准层平面图见图1。
图1标准层建筑平面布置图3-538507375×29600×47375×243507175038507375×29600×47375×243507175027001550127506950×21265015502700424004250127506950×2126504250393003-73-83-93-113-133-143-153-163-53-73-83-93-113-133-143-153-163-E 3-D 3-C 3-B 3-A3-E 3-D 3-C 3-B 3-A建筑结构的安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。
某超限高层结构设计措施及计算分析
架上 、 下 弦 的轴 向力 ； ③恒、 活 荷 载计 算 时考 虑 模 拟施 工 加 载 ； ④ 地 震 力调 整
图１ Ｌ 形 单元 间 结构缝
２ ． ２ 相 邻 层加 强措 施
质量突变的楼层及其相邻楼层 ， 拟采用对剪力墙 ， 框架梁、 柱采取配筋构造加 强 措施 （ 如适 当增 加框 架 柱纵 筋 和 箍筋 ， 剪力 墙 墙身 竖 向 和水 平分 布 筋 、 边 缘 构件纵筋和箍筋， 框架梁的箍筋等） 。 ２ ） 由于 建筑 结 构 的 特殊 性 ， 结 构计 算 结 果存 在 以 下 问题 ： ① 两 向平 动 周 期（ ｘ 、 ｙ 向第 一 平 动 周 期 ） 相差约２ ０ ％， 表 明结 构两 个 主轴 方 向刚 度 有 一 定 差 异， 其原 因是 由于建 筑户 型需 要 ： 框 架 柱采 用长 方形 柱 截 面 ， 且柱 截 面较 长 方 向沿建 筑较 长 方 向布置 ， 增加 了建 筑 较长 方 向的 刚度 。＠Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 计算结 果 显 示： １ ７ 计算 层 与 １ ８ 计算 层 （ 转 换桁 架 下 弦层 ） 的 侧 向刚 度 比＜７ ０ ％， 最 不利 仅 为 ２ ９ ． １ ％。经 分 析 ， 其 原 因是 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 程序 将 １ ８ 层 抗侧 刚 度分 别 与 １ ７ 层 两个 塔 块 的侧 刚度 相 比引起 的 ， 如将 ｌ ８ 层 抗侧 刚度 与 １ ７ 层 两个 塔 块 的抗 侧 刚度 之 和划 分
系数１ ， 构件内力调整系数根据抗震等级按相关规范的要求取值 ； ⑤结构构件 抗震 等级 ：除支 撑转 换桁 架 的带 钢管 混凝 土 端柱 的Ｌ 形、 Ｔ 形剪 力 墙采 用 一级 外， 其余 框 架 、 剪 力墙 均采 用 二级 。 ３ ． ２整 体 结构 计算 结 果分析 １ ） 对于整体结构计算结果表明： 通过调整抗侧力构件的平面布置及截 面 尺寸， 各结 构单 元 的结 构特 性 、 大 部分 计算 指 标 和构 件配 筋 、 应 力 验算 结果 基
某超限高层住宅剪力墙结构设计与抗震分析
某超限高层住宅剪力墙结构设计与抗震分析摘要：在超高层住宅建筑中,剪力墙结构为其主要的结构形式。
合理布置剪力墙，能够使超高层建筑具有更强的抗震性、舒适性和安全可靠性。
一般对于建筑高度100m以内的建筑，剪力墙布置较为简单，主要是根据建筑所需的内外墙布置，适当将这些砌体墙在合适的位置改成剪力墙，既满足建筑功能又满足结构安全需要即可。
但对于超高层建筑，尤其超限高层，由于建设方追求户型的品质，结构高宽比远大于规范值，又要求户内剪力墙尽量的薄，这就给我们结构设计带来很大的挑战。
下面就以武汉绿城·黄浦湾项目1#楼为实例介绍一下超高层住宅结构剪力墙设计及抗震分析的一些经验。
关键词：超限高层、性能目标、剪力墙、弹塑性时程1、工程概况武汉绿城·黄浦湾项目坐落武汉江岸区二七滨江商务区。
项目总占地面积47954平方米，拟建建筑面积384674平米，其中地上建筑面积279997㎡，地下建筑面积88997㎡；综合容积率5.84。
拟建建筑含6栋169.9米的超高层；3栋140米超高层；2栋100米以下高层。
本工程 1#楼地下二层，地上层数为 51 层，房屋高度为 169.90m，建筑面积24914m2，为钢筋混凝土剪力墙结构，属于 B 级高度建筑，按《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（2015 版）要求须进行结构抗震专项审查。
1#楼超限情况见下表：2、结构布置及设计理念1#楼结构标准层布置根据上图及结构超限统计表格可以看出，本工程建筑高度169.9m，接近《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2010)中对6度区B级剪力墙结构高度限值（170m）,结构等效高宽比8.6，超规范限值（规范限值）约45%，且该建筑位于长江边，按规范地面粗糙度取B类，风荷载较大，结构层间位移角受风荷载控制。
本工程属于江景豪宅，建筑开间较大，且要求户内剪力墙不能做的太厚（厚度不大于300mm为宜）。
为了满足建筑功能又能满足结构计算指标的要求，本工程设计时，在剪力墙布置方面采取以下措施：（1），建筑四周剪力墙加厚，按400~500mm控制，增强结构整体抗扭及抗侧能力，以满足规范位移比、位移角及刚重比等要求；（2），建筑图中A轴与M轴面需要大开间，不能设置较长的横向墙肢，为解决结构抗侧刚度不足问题，跟建筑专业协商，在阳台部位将剪力墙加厚，形成一个大端柱带一段墙肢的结构型式，既增加结构抗侧刚度，又能减小户内剪力墙厚度。
某超限高层的抗震设计分析
的平均法是采用 单元形心处 的应力 。
Ｏｎ ｓ ｒ ｅ ｆｆｎ ｔ ｌ ｍｅ ｔｍｅ ｈｏ ｎ ｎ ｌ ｓｓｏ ｔ ｓｃ ｃ ｎ ｅ ｔ ｕ ｖ ｙ ｏ ｉｅ ｅｅ ｎ ｔ ｄ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｆｉｓｂａ ｉ ｏ ｃ ｐ ｉ ｓ
ＳＵＮ ｏ Ｈ ｎｇ—ｉ ｔｅ
业 主要求 ， 以及通过征询专家 意见 ， 并结合 相关规 范要求 ， 确定 本 工程抗 震性能 目标为 Ｃ级 ， 相应 的性 能水 准 ： 多遇地震 下为 １ 设 ， 防烈度 地震 为 ３ 预估的罕遇地震为 ４ 并据此对 结构进 行 了相应 ， ； 的计算 和设 计分析。
图 ３ 规范谱与平均谱 比较图
后浇带 调节沉降差 。本 工程 长 １ １ ６ｍ， 用设 一道 温度后 浇 带 不 同力学模 型的结 构分析 软件 进行 整体计 算 。本工 程 的结构 整 ０ ． 采 及一些其他 措施调 节温 度 收缩 。图 １为 该工 程 主、 裙楼 平 面图 ， 体计算采用 中国建 筑科 学研 究院 Ｐ Ｐ Ａ Ｋ ＭＣ Ｄ工程部 的多层及 高层 图 ２为 主楼平 面图 。
． 《 山西省抗震 设防超 限高层 建筑工程界定规定》中的条文 ， 工程 ３ １ 抗 震性 能 目标 的确 定 本
然 后根据局部 编码和整体编码 的对应关 系 ， 行单元 刚度矩 阵 的 ３ 结 语 进 叠加， 节点 荷载也 采用 同样 的方式 进行 叠加 。在有 限元 法 中， 通 有限单元法现今 已成为工程 师进 行结构 分析 的有 效工具 ， 并 常在 整体刚度矩 阵［ 形成后 ， ］ 引入 已知 的边界 条件 ， 而后形成 可 可广泛的应用于各 个领 域 ， 而有 限单元 的分 析过 程 ， 本 都是 然 基 求解 的有限元系统方 程组 ： Ｆ｝－［ 占 ， 中， Ｋ］ 整体 刚度 通过计算 机编程来 完成 的 ， 文力 求通过 对有 限单 元 的概 述 ， ｛ ］｛ ｝ 其 ［ 为 本 使 矩 阵 ； Ｆ｝ ｛ 为结构 的节点力 ； 为结构节点位移 。 ｛ ｝ 工程 设计人员对其基本概念有个宏 观 的认识 ， 以便使 工程设 计人
某超限高层建筑基于性能的结构抗震设计
２１年４ （ ０ ２ 月 下）Ｉ 科设 刨新 与 用
某超 限高层建筑基于性能 的结构抗震设计
朱 东 烽
（ 广州珠 江外资建筑设计 院有限公 司， 广东 广州 ５ ０ ６ ） １０ ０
摘 要 ： 文 以一 栋 １０ 高的超 限 高层 住 宅为 例 ， 用 抗 震 性 能化 目标 的设 计 方 法 ， 定 建 筑 物整 体及 关键 构件 的性 能 目标 ， 本 ５ｍ 采 确
１工 程 概况 及 结构 体 系 本工程位于广州天河区 ， 上 ４ 地 ４层 、 下 ３层 ， 层 层 高 ８ 地 首 ｍ， 转 换层 层 高 ５ ｍ， 准住 宅 层层 高 ３１ｍ， 面层标 高 １９ ｍ。 下 ． 标 ７ ． ５ 天 ４． 地 ６ 层 为 设备 用 房 和 车 库 ； 下 ２层 、 层 为 车 库 ， 时 作 为 人 防 工程 地 ３ 战 使用。工程设计基准年限为 ５ ０年， 建筑结构安全等级为一级。建筑 天 面层 标 高 １９ ｍ， 面尺 寸 ３．ｍ １． 高 宽 比为 ８ 。 ４． 平 ６ ６ ｘ ９ ｍ， ５ ７ ． ７ 由于 建 筑功 能 的 要 求 ， 建筑 首 层 需 ８ 层 高 并 且在 ３层设 置 转 米 换 层 ； 固端 设 置在 地 下 一层 地 下 室 顶 板 。结 构 采用 现 浇 型 钢混 凝 嵌 土 部分 框 支 剪力 墙 结 构体 系 ， 主要 抗 侧 力构 件 为 剪 力墙 。除 中部 核 心 筒剪 力 墙 及周 围部分 剪 力 墙 直接 落 地 外 ， 部分 剪 力 墙 在 转换 层 大 通过梁式转换结构转换 为框支柱 。 框支柱及转换梁采用型钢混凝土 结 构 。支 承 型钢 梁 的剪 力 墙 墙 端设 置 钢 骨 ， 而 实 现型 钢 梁 与 落地 从 墙 、 支柱 的刚 性连 接 。 钢柱 最 大截 面 １０ ｘ８０ ｍ， 层 核心 筒 框 型 ３０ １０ ｒ 底 ａ 厚 度最 大 ８０ ｍ， 换 层 以 上 核 心筒 沿 着 高 度 逐 渐 减 薄 到 ３０ ｍ； ０ｒ 转 ａ ０ｍ 型 钢转 换 梁 截 面最 大 为 １０ｘ７ ０ ｍ。墙柱 混 凝 土强 度 地下 室 至 ８ ３０２ ０ｍ 层 采用 Ｃ ０ 间层 随高 度 增 加逐 步 变换 ，４层 以上墙 柱 采 用 Ｃ ０ ６。中 ３ ３。 楼 盖采 用 现 浇混 凝 土 梁 板 式 楼 盖 ，转 换 层 及 地 下 一 层 采 用 ２０ ｍ ０ｍ 厚， 中部简体范围内板厚 １０ ｍ， ５ｒ 其余楼面板 厚 ｌＯ ｍ。结构布置 ａ Ｏｍ 详 图 １ 。 ２ 超 限情 况 参照《 建筑抗震设计规范》＿ 高层建筑混凝土结构技术规程》 【《 ｌ 、 及住房和城乡建设部文件《 超限高层建筑工程抗震设防专项 审查技 术要点》 的有关规 定 ， 结构为超 Ｂ级高度 的扭转 不规则 、 向不规 竖 则 、 面 凹凸不 规 则 的特 别 不规 则 高 层建 筑 。 平 ３ 基于 性 能 的结 构 抗震 分 析 ３１结 构抗 震 设 防 目标 ． 参 考美 国基 于性 能 的抗 震 规 程 Ａ Ｃ 一 １ １ 据 延 性 Ｅ Ｓ Ｅ ４ １ 中根 ３ 延 性 ）构 件 的性 能水 平 对 结构 的性 能 水平 的划 分 ， 根 据 国 内规 范 具 并 体细化为结构不同部位在不 同地震水 准下 的性能 目标 ， 包括承载力 水平及预期变形状态的控 制 目标 ， 详见 下表 ３１从表 中可 以看 出， ．； 由于底部加强区 、 落地剪力墙以及转换框架 的重要性 ， 有针对性 的 提高了其性能 目标 ， 使之高于其它部分结构构件。 表 ３１结 构抗 震 多水 准 下 的性 能 目标 ．
某超限高层的抗震性能设计
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２０ ０ ８年第 ７期 总 第 １ １期 ２
福
建
建
筑
Ｎｏ ・２０ ７ ｏ８
Ｆ ｉ ｎ Ａｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ＆ Ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ ｕｉ ｃ ｉ ｔｒ ａ ｅ ｏ ｓｒ ｔ ｕ ｏ
Ｖｏ ｌ・１ １ ２
某超 层 的抗 性 能设 计 限高 震
ａ ｄｔｅ ｅｓｔ ｆ ｕｌｉｇｉ ｖｒｉｇｄ ｇ ｅ ｎ ｉ ｉ ｎ ａ ｎ ｅｒ ｓ．Ｔ ｉ ｒｑｅｔ ｔｅｄ ｓ ｎ ｒ ｎｌ ｚｓｔｅｐｏ ｃ ｓｅｉ ｅａｓ ｄｐｓｓｅｉ ｎｌｔ ａ ｈ ｈ ｈｏｂ ｄ ｎ ｙ ｅ ｈｓ ｅｕｓ ｅｉ ｅ ａａｙ ｅ ｒ ｅｔ ｐ ｃ ｌ ｔｉ ，ａｏｔ ｐ ｃ ｌａａ ｉ ｌ ｓｈ ｇ ｓ ｈ ｊ ａｄ ｌ ａ ｙｃ
图 １ ～图 ２ 。其 中 ２号 楼 为 高 度 ６ ． ４ 的 小 高 层 ； 、 ８３ ｍ １ ３—５ 号
号楼
楼高度 均在 １ １２ ～１４ ２ 间 ， 仅 以 ４号楼 为 例进 行 介 ２．ｍ ２．ｍ 现
王 军
（ 门合 道 工 程设 计 集 团有 限公 司 厦
３１１ ）度 、 超 规则性等方面均不 同程度超 出现行标准规 范的适用 范 围。设计者 针对项 目的具体超 限情况 ， 应采
取专 门的分析研 究和论证 。近 年来， 在超 限高 层建 筑的抗震设计 中引入 了基 于性能的抗震设计理念 ， 是对常规抗震设计 的一个 重 要补充和发展。通过对这 一概念在 设计工作 中的应用 ， 较好 的实现 了超 限高层 抗震 设计从宏观定性到具体量 化的过渡 ， 而使超 从 限高层建筑 的抗震设计工作 目的更明确 、 可操作性 更强。 关键词 ： 限高 层建 筑 基于性能 的抗震设 计 超 中图分类号 ：Ｕ ５ ． １ Ｔ ３２ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０４— １５ ２ ０ ）７— ０ ９—０ １０ ６ ３ （０ ８ ０ ０ ３ ４
某超限高层建筑的抗震设计
在 中 震作 用 下 ，Ｘ，Ｙ向弹 塑 性层 间位 移 角均 小 于 １ ／ ２ ５ ０ ，符合性能 目标所设定的要求 ；在大震作用下 ，Ｘ， Ｙ向弹塑性 层间位 移角均 小于 １ 门３ ５ ，符合 性能 目标 的要 求，且距离倒塌尚有一定 的安全富余度。
位置采取 了有针对性的加强措施 ，对楼板 进行受剪承载力 计算 ，使该工程建筑抗 震设计 符合设计 的要求 ，达 到抗 震
的效果。
一
三 、结 构 体 系 （ 一） 结 构 选 型 ８ ＃ 楼 选 用 全 现 浇 钢 筋 混凝 土 部 分框 支剪 力墙 结 支层位于４ 层 ，框 支 梁 、柱 均 采 用 型 钢 混 凝 土 构 件 采 用钢 筋 混 凝 土 现 浇楼 板 。 （ 二） 结 构 布 置
层 以上 为 丙 类 ，抗 震 设 防 烈 度 为８ 度 （ Ｏ ． ２ ｇ），设 计 地 震 分 组 为 三 组 ，场 地 类 别 为 ｌ ｌ 类 ， 设 计 特 征 周 期 ：小 震 为 ０ ４ ５ ｓ ，中震为０ ４ ５ ｓ ，大 震 为Ｏ ． ５ ０ ｓ 。 风 荷 载 取 值 ：基 本 风 压 为０ ． ３ ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ，地 面 粗 糙 度 为Ｃ类 。 ５ ＃ 、８ ＃ 楼 户 型 相
度适 当加大 ，取 １ ５ ０ ｍｍ。平面 凹 口处均 设拉梁 ，
度 加 大 ，取 ４ ０ ０ ｍ ｍ ， 以提 高 拉 梁 的 效 果 ；与 拉 梁
同 ，仅裙房略有不 同，且计算结果相近 ，所 以下文未作特 殊说明时，均指８ ＃ 楼的结果。
二 、 地 基 基础 设 计 基础 选用平 板式 筏形基 础 ，５ ＃ 楼持 力层 为 卵石层 ， ８ ＃ 楼 持 力层 为 卵 石 层 和 砂 岩 层 ， 筏板 厚 度 为 １ ５ ｍ （ 部 分 筏板厚 度为 １ ８ ｍ ）。 ５ ＃ 楼和８ ＃ 楼 的 基 础 有效 埋 置 深 度 分 别 为１ ４ ３ ５ ｍ￣ ｎ １ ４ １ ５ ｍ 。砂 岩层 为 强 风 化 状 态 ，岩 性 呈 散 体状 短 柱 状 ，遇 水 、遇 扰 动 、暴 露 于 空气 中均 易风 化 ，
某超限高层结构设计的研究
ｔ ｌ ｕ 。 ｌｓ ｎ ｌｓｓｏ ｌ ｌｓｒ ｃｕ ｅ ｃ ｍｐ ｔｔ ｎ ｄ ｕ ｔ ｎ ｆｌ ｒ ｌｓｉ ｅ ｓ ｎ ｎ ｉ ｉｇ ｄ ｓ ｆ ｉ ｏ ｔｎ ｅ ｙ ｉ ｂ ｏ ｔ ｆ ｌ ｇ 建 ｍ ａ ｏ ｔ ｅａ ｔｃ ａ ａｙ ｉ ｆｇｏ ａ ｔｕ ｔ ｒ ， ｏ ｕａｉｎ ａ ｄ ａ ｊｓｍｅ ｔｏ ａｅ ａ ｔｆｎ ｓ ， ｏ ｙｅｄｎ ｅｉｎ ｏ ｍｐ ｒａ ｔ
． ｍ ｅ ｓ ｕ ｄ ｒｍｉ ｄ ｅ ｅ ｒ ｈ ｕ ｋ ， ｌｓ ｉ － ｌ ｓ ｉ ｓ ａ ｉ ｕ ｈ ｖ ｒ ａ ａｙ ｉ ｎ ｌｓ ｉ ｅ ｉ ｃ ｔ ｆ ｆ ｒ ｕ ｄ ｒ ｒ ｒ ａ ｔ ｑ ａ ｅ 昌 ｍ ｅ ｂ ｒ ｎ ｅ ｄ ｌ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ｅａ ｔｃ ｐ ａ ｔ ｔ ｔｃ ｐ ｓ ｏ ｅ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｅａ ｔｃ ｖ ｒｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｌ ｏ ｎ ｅ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｕ ｋ ， ｃ ｉ ｏ ｏ ａ ｄ ｌ ｃ ｌ ｎ ｌ ｓ ｓｏ ｉｄ ｒｔ ａ ｓｅ ｌ ｏ ． ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｃ ｍｐ ｔ ｔｏ ｏ ｎ ｉ ｇ ｔ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｎ ｉｆ ｕ ｔ ｆｔ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｎ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｆｇ ｒ ｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ｆ ｒ Ｔｈ ａ ｏ ｍ ｌｍ ｎ ａ ｉ ｏ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｐ ｉ ｔ ｏ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒａ ｄ ｄ ｆ ｉ ｌｙ ｏ ｈ ｓｅ ｇ ｎ ｅ — ｎ ｃ
建 ｇ ａ ｄ ｔ ｅｃ ｎ ｅ ｕ ｎ ｔｕ ｔ ｒｌ ｄｕ ｔ ｎ ｄｕ ｔ ｎ ｎ ｅｓ ｃｓｒｎ ｔ ｅ ｉｇｍｅ ｓ ｒｓａｅｍａｎｙｉｔｏ ｕ ｅ ． ｉ ｎ ｏ ｓ ｑ ｅ ｔ ｒ ｃｕ ａ ａ ｊ ｓｍｅ ｔ ｊ ｓ ｎ 。 ｈ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｄ ｓ ｉ ｔｅ ｇｈ ｎｎ ａ ｕ ｅ ｒ ｉ ｌ ｎ ｒｄ ｃｄ ａ ｍｉ
某超限高层框架抗震墙结构优化设计与分析
如 表 ４所 示
江苏盐城某框 架抗震墙建 筑 ， ３ 共 ２层 ， Ｂ级 高度 。 超
总 高 度 约 为 １６Ｉ． 框 架 分 别 为 ４ ４ Ｉ外 Ｔ ５ｉ ｎ和 ３ 抗 震 墙 内 ５ ｍ． 简 分 别 为 ２ 和 １ 。 抗 震 设 防烈 度 为 ７度 。 防类 别 ６ｍ ０Ｉ 其 ｎ 设
为 标 准 设 防 类 立 面 图如 图 １所 示 ．８层 和 ２ Ｏ层 的结 构 布
结 构 抗 震 性 能 水 准 １ ５结 构 预 期 的 震 后 性 能状 况 如 ～
表 ５所 示
３ 结 构 分 析 优 化 首先采用 ２０ ０ ９年 版 的 Ｓ Ｔ Ａ ＷＥ进 行 建 模 计 算 ． 算 结 计
Ｏ ｐ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ ａ ａ ｙ ｉ ｆａ Ｈ ｉ ｈ－ ｉｅ Ｆｒ ｍ ｅ Ｓｈ ａ ａ ｌＳｔ ｕ ｔ ｒ ｔｍ ｚ ｔｏ ｓｇ ｎｄ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｇ ｒ ｓ ａ ｅ ｒ Ｗ ｌ ｒ ｃ ｕ ｅ
ＢＡ０ Ｂ ｎ Ｊ ＡＮＧ Ｘｉ ＸＵ Ｈａ－ ｕ ｉｇ Ｉ ｎ ｉｈ ａ
（ ａｊ ｇ ｒｈｔｃ ｒｌ ｅｉ Ｎ ｎｉ ｃ ｉ ｔ ａ Ｄ ｓ ｎ＆ Ｒ ｓａｃ ｓｔｔ Ｃ ． ｔ， ａｊ ｇＪ ｎ ｓ １０ ５Ｃ ｉａ ｎＡ ｅｕ ｇ ｅｅｒｈＩ ｔｕｅ ｏ， ｄ Ｎ ｎ ｎ ｉ ｇｕ２ ０ ０ ｈｎ ） ｎｉ Ｌ ｉ ａ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｓ ｐａ ｅ ，ｔ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ｆ ｔ ｅ ｐ ｏ ｒ ｍ，ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ，ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｒ ａ ｐｅ ｔ ｆ ａ ｈ ｇ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈｉ ｐ ｒ ｈ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈ ｒ ｇ ａ ｅ ｒ ｎｅ ｆ ｓｇ ｎ ｏｈｅ ｓ ｃ ｓ ｏ ｉｈ—ｒｓ ｉｅ
某超限高层建筑结构设计
ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｎｄ ａ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ａ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍ ｉ ｌ ａ ｒ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｏｕ ｔ一０ ｆ —ｃ ｄｅ ｏ ｓ ｈ ｉ Ｓ ｈ—ｒ ｉｓ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ；Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ：Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ Ｅ・ ｍａ ｉ ｌ ： ｇ ｙ ｓ ｌ １ ２ ２ ＠１ ６ ３． Ｃ Ｏ ｎ ｒ
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｎｄ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ，ａ ｎｄ ａ ｌ ｓ ｏ ｅ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｉ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｇ ｏ ｏ ｄ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｓ ｕ ｃ ｈ
力设计 。５ Ｏ年一 遇 的基本 风压 取为 ０ ． ８ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ ， 地 面粗糙 度
类别为 Ａ类 。主塔楼高宽 比为 ４ ． ３ ７ ； 长宽 比 １ ． １ １ 。
２ 设计依 据
２ ． １ 设 计 规 范 及 标 准
本工程结构设计以国家和 福建省颁 布的现行 有关设计 规 范、 规程为设计依据 。
要： 该工程 由于高度超 限、 平面扭转凹凸不规则 ， 属超限高层 建筑。本文针对该 工程超 限审查要点 ， 对该 工程的工程概况 、方法进行了介绍， 阐述 了对于该类型的高层建筑采取 的抗震构造措施 ， 以保证 此类超限高层建筑具有 良
某超限高层建筑抗震性能设计
行规范 、 所规定 的适用 高度 和适用 结构类 型、 型特别 不规 大程度地提高结构 的抗震性能 ， 护结 构主要构件 在 中震 和大震 规程 体 保 则， 以及有关规范 、 规程规定应进行抗震专项审查 的高层建筑工程。 下不破坏 ， 达到抗震设 防“ 大震不倒 ” 的性能 目标 。
１ 工程概 况
某 超 限 高 层 建 筑 抗 震 性 能 设 计
李 晓 霞
（ 山西省建筑设计研究院 ， 山西 太原 ０ ０ １ ） ３０ ３
摘
要： 本文结合工程 实例 ， 论述 了超限高层建筑 抗震性 能设计理念 ， 根据该工程超限程 度 ， 探讨 了结构在不同水平地震 作用下 的
抗震性能 目标 ， 过模 型计 算和软件分析 ， 通 并结合规范要求最终 实现 三个水准 的抗震设 防目标。
，பைடு நூலகம்
・
３ ・ ６
第３ ８卷 第 ｌ 期 １ ２０ １２ 年 ４ 月
Ｓ ＮＸＩ ＡＲＣ Ｔ Ｔ ＨＡ ＨＩ ＥＣ ＵＲＥ
山 西 建 筑
Ｖ Ｉ ３ ｏ １ ｏ． ８ Ｎ ． １ Ａ ｔ ２ １ ｐ． ０２
文章 编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ １ —０ ６０ １０ －８ ５ ２ １ ） １０ ３ －２
层顶标 高为 ± ．０ 。结构形 式为框 支剪 力墙 结构 ， 换层 为地 件进行整体计算 。本 工程 多遇地震 下整 体计算采 用 中国建 筑科 ０００ 转 上２ 层顶板 ， 标高为 ９３０ 建 筑结构安全等 级为二级 ， 使用 学研究 院 Ｓ Ｔ ． 。 ５ 设计 Ａ ＷＥ（ 结构空间有 限元分析设计 软件 ） Ｐ Ａ （ 和 ＭＳ Ｐ 复 年 限为 ５ ， Ｏ年 建筑抗震设防类别为丙类 ， 建筑地 基基础设计 等级 杂空 间结构分析 与设计 软件 ） 两个 软件 ， 并且采 用 弹性时 程分析 为乙级 ， 基本风压按 １０年一 遇为 ０ ４ Ｎ ｍ ， ０ ．５ｋ ／ ２ 抗震设 防烈 度为 法进行 补充计算 。计 算结 果表 明， 建筑 的有效 质量 系数 、 间位 层 ８ ， 度 设计基本地震加 速度值为 ０ ２ ， 地震分组 为第一组 ， ．ｇ设计 建 移角、 周期 比、 剪重 比、 压 比、 轴 转换 层上 、 下结 构侧 向刚度 比、 整 筑场地类 别为 Ⅲ类 。结构 总高 度 为 ９ ．５ ｌ大 于抗震 烈 度为 体稳 定性 等均满足规 范要求 。由弹性动 力时程 分析 曲线结 果可 ９ ６ ０Ｉ， ｌ ８ 时Ａ级高度钢筋混凝土部分落地框支剪力墙结构的最大适用 知 ， 度 动力时程反应值 指标均 小于振 型分解 反应谱 法 的计 算值 ， 因 高度 ８ 属 于 Ｂ ０ｍ， 级高层建筑 ， 于超 限工程 ， 属 底部加强区框 架及 此采用振 型分解 反应谱法下 的结 构内力进行设计 ， 结构体 系无薄 剪 力墙 抗震 等级为特一级 ， 非加强区剪力墙 抗震 等级为一 级。 弱层。
深圳某高层住宅超限结构抗震设计
深圳某高层住宅超限结构抗震设计摘要：深圳某高层住宅为部分框支剪力墙结构体系，结构主体高度148.50m，属于高度超限的特别不规则高层建筑工程。
简要介绍了结构体系、超限情况及抗震性能目标。
并采用YJK、ETABS、SAUSAGE等软件，对结构进行小震反应谱分析、小震弹性时程分析、中震反应谱分析和大震弹塑性分析。
并对结构的转换层及楼板弱连接部位进行复核。
分析结果表明，该结构满足抗震性能目标设定的在指定地面运动下的各项抗震性能水准要求。
关键词：超限高层；抗震性能设计；弹塑性分析；转换层；楼板弱连接1 工程概况本工程总建筑面积106817平方米，地下4层，地上部分设有3栋塔楼，彼此独立，无大面积裙房连系，其中2号楼为超高层住宅塔楼，地上48层，地下4层，在15层和32层设置避难层，塔楼高度148.50m。
结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。
抗震设防类别为丙类，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7度（0.10g），特征周期为0.35s。
基本风压为0.75kN/m2（承载力计算取0.825 kN/m2），地面粗糙度为D类。
2 结构体系与超限情况2.1 结构体系由于建筑的住宅属性，塔楼在六层楼面设置转换层，采用部分框支剪力墙结构体系。
塔楼平面为L形，标准层平面布置示意见图1。
底部加强区的剪力墙厚度200～1000mm，非底部加强区的剪力墙厚度200～500mm，框架（支）柱尺寸（400～2200mm）x（400～2200mm），框支梁尺寸（800～1500mm）x2000mm，框架梁尺寸（200～800mm）x（400～2000mm）。
墙柱混凝土强度等级自下而上从C60渐变到C30。
2.2 超限情况根据《高规》JGJ3-2010[1]及《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》[2]判定，该结构存在以下超限项次：（1）7度设防烈度下B级高度部分框支剪力墙建筑的最大适用高度为120m，本栋结构高度148.50m，超B级高度23.75%；（2）结构X向位移比大于1.2，不大于1.4；Y向位移比大于1.4，小于1.6，属于扭转偏大；（3）标准层开洞面积约为总面积的7%，小于30%，开洞后Y向楼板有效宽度为2.000+1.595=3.595m，小于5m，因此塔楼存在楼板不连续；（4）平面布置中在Y方向凹凸处两侧尺寸投影大于该方向平面总尺寸的30%，因此塔楼存在凹凸不规则；（5）在6层楼面设置转换层，因此存在构件间断；（6）在二～四层存在局部穿层柱，因此存在局部不规则。
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某超限高层结构抗震设计
[摘要]主要介绍了某b级高度超高层办公楼项目的结构布置，抗震计算分析及结构概念设计。
针对其超高的超限特点，采用基于性能的抗震设计，经多模型，多软件的弹性比较分析及动力弹塑性补充计算，保证设计能够覆盖结构的各种实际受力状态。
使结构的抗震性能满足规范及性能目标的要求。
[关键词]超限高层; 抗震性能目标; 弹性分析; 动力弹塑性分
析
中图分类号：tu241.8 文献标识码a 文章编号
seismic design of exceed-limit tall building of a project gao fei
（huasen architecture & engineering design consultants ltd.,shenzhen 518054）
abstract: the structure plan, the seismic analysis and the seismic fortification measures of a project is described in the article. for the exceed-limit height, performance based seismic design was adopted, and the elastic analysis of multi-models using different programs and the static elastic-plastic analysis are given to ensure all the potential states of loading are enveloped. some specific constructional measures are taken to assure the design meets the performance objectives.
keywords: exceed-limit tall building; seismic performance objectives; elastic analysis; elastic-plastic analysis
0工程概述
本工程为一栋36层办公楼，地下设有2层地下室，总高度147.80 m。
属超高层一类建筑，耐火等级为一级。
此工程结构采用框架-核心筒结构，为b级高度钢筋混凝土高层结构，其结构图详图1.
图1标准层结构平面图
工程设计年限50年，地震烈度7度，设计地震分组为第一组，基本加速度值为0.10g[1]。
根据
《钢筋混凝土高层建筑设计规范》[2]（以下简称
《高规》），框架及筒体抗震等级为一级。
根据《广东省实施〈高层建筑混凝土结构技术规程〉（jgj 3-2002补充规定》[3]，变形验算按50年重现期风荷载，基本风压值
wo=0.55kn/㎡；强度验算按100年重现期风荷载，基本风压值
wo=0.605kn/㎡。
地面粗糙度为c类，风载体形系数取μs=1.4。
基础采用人工挖孔桩。
桩端持力层选用中风化或微风化花岗岩层，桩端承载力特征值为6500，12000kpa。
桩径主要为1.0～2.2m，桩长约13～39m。
桩基的安全等级为一级。
本工程场地地震安全性评价报告提供的多遇地震影响系数取值
大于规范值,为安全起见,本工程多遇地震反应谱部分采用安评报
告提供的数值进行计算，设防地震和罕遇地震仍按规范值计算。
1 超限类型及工程抗震性能目标
（1）塔楼高度143.40m，为超b级高度；
（2）扭转不规则，楼层最大弹性层间位移与平均值的比值为
1.30，大于1.20；
根据以上超限判定，对应的各类型结构构件抗震性能目标见表1。
各类型结构构件抗震性能目标表1
2弹性计算结果及分析
采用satwe及etabs两个软件进行多遇地震下的弹性计算分析。
计算中考虑偶然偏心，双向地震及扭转耦联影响。
两种程序计算结果基本一致，周期比、层间位移角、最大扭转位移比、层间刚度比及楼层受剪承载力比等指标均满足规范要求，说明计算模型能较好的反应结构在风及地震作用下的弹性受力性能。
表2为计算结果部分数据，剪重比按规范调整后为1.6%。
塔楼弹性反应谱计算分析结果表2
采用satwe软件按建筑场地类别和设计地震分组，选用五组天然地震波和二组人工模拟地震波进行结构弹性时程分析，分析结果详表3。
计算结果表明，每条时程曲线计算所得结构基底剪力均大于振型
分解反应谱法的65%，七条时程曲线计算所得结构基底剪力的平均值大于振型分解反应谱法的80%，地震波的选择满足规范要求。
弹性时程分析结果表3
注：基底剪力单位为kn
3中震设计
中震设计以基本烈度地震参数输入结构进行抗震分析，结构的内力调整系数取1.0；中震不屈服设计时，荷载分项系数和材料分项系数取1.0；中震弹性设计时荷载分项系数和材料分项系数按规范取值。
采用satwe软件进行计算，框架柱在设防地震作用下计算配筋与多遇地震作用时基本相同，提高纵筋最小配筋率和最小体积配箍率进行配筋，在设防地震作用下，框架柱可保持弹性状态；落地剪力墙在设防地震作用下，竖向钢筋计算配筋偏大，提高剪力墙约束边缘构件配筋率进行配筋，能满足设防目标要求；连梁及普通框架梁，设防地震作用下大部分计算配筋比多遇地震时大，部分连梁及框架梁超筋，梁端出现屈服，设计时适当加强配筋，特别是箍筋，以保证梁的屈服性质是具有延性的抗弯屈服。
4罕遇地震下动力弹塑性分析
非线性动力时程分析是进行结构非线性地震反应分析最完善的
方法。
这种动力分析方法除去了非线性静力推覆分析方法的局限性，可以准确体现高振型的影响, 也能够正确地自动地对多向地震
输入的效应进行迭加组合。
在分析中，重力荷载的施加与地震波的输入将分两步进行。
第一步，施加重力荷载的代表值。
第二步，施加地震作用，地震加速度时程作用在地面结点上，沿整体坐标系的x方向或y方向。
在时程分析中，主方向与次方向的峰值加速度的比值为1.0 : 0.85。
为进行结构的非线性地震反应分析，本工程采用软件midas building验算结构在罕遇地震作用下的结构抗震性能，考察其是否能够满足结构抗震性能目标。
midas building的非线性梁柱单元使用了准确性较高的柔度法，可以使用较少的单元得到准确的结果。
本工程对混凝土梁柱构件采用修正武田三折线滞回模型。
混凝土墙采用纤维模型模拟，墙竖向纤维数量取5、水平纤维数量取3，混凝土材料的本构关系选择混凝土结构设计规范附录c中单轴受压曲线；钢材默认选择双折线本构；剪切特性默认取三折线类型。
利用应变等级定义混凝土材料所处的受力状态级别，第1等级可认为是弹性状态，第2等级可认为是开裂状态，第3等级可定义为屈服状态，第4等级可认为是屈服后状态，第5等级可认为是极限状态。
塔楼梁铰及墙铰分布图详图2~3。
各类构件塑性铰的发展过程：1.梁铰首先在中下部洞口连梁位置出现，随即次梁出现塑性铰，然后沿楼层方向发展；2.柱铰首先在裙房柱和上部楼层出现，然后沿楼层方向发展；3.墙铰首先在楼层中下部洞口上部墙肢出现，并沿
楼层方向逐渐展开。
出铰情况表明，在罕遇地震作用下，剪力墙承担了绝大部分的地震作用，结构整体上处于塑性发展阶段的初期，结构整体上满足“大震不倒”的性能目标。
图2y向梁铰分布图
图3墙铰分布图
5超限结构抗震加强措施
针对本工程超限情况，采取了以下措施：
（1）根据抗震概念设计及大震弹塑性分析的结果对关注部位采取适当构造。
（2）结合风荷载下强度需要，对部分连梁加强构造，保证连梁的抗剪承载能力。
（3）加强周边框架梁刚度。
（4）对混凝土剪力墙，按照规范规定设置边缘约束构件和构造边缘构件。
（5）严格控制框架柱和底部加强区核心筒墙体的轴压比。
（6）裙楼双筒间楼板加厚，并采用双层双向配筋，每层单向配筋率不应小于0.25%。
6结语
该工程属于超限高层建筑，对关键构件设定了三水准抗震性能目标。
在设计过程中，采用多个程序对结构进行了弹性，弹塑性计算
分析，除保证结构在小震及风荷载作用下处于弹性状态外，补充了关键构件在中震和大震下的验算，并对重要构件采取了加强措施，实现了预期的性能目标，满足规范要求。
参考文献
[1]gb50011-2010 建筑抗震设计规范 [s]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]jgj3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[s]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3]dbj/t 15-46-2005 广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》（jgj3-2002）补充规定[s]. 北京：中国建筑工业出版社，2005.。