某超限高层住宅结构设计
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。
某超限高层住宅结构设计
某超限高层住宅结构设计摘要：本文针对广州某超限高层住宅结构设计进行研究，介绍了该工程超限情况及有针对性的构造加强措施。
采用了satwe和midas两种软件进行结构整体分析，用pkpm进行静力弹塑性分析（pushover）及弹性时程分析。
结果表明结构在罕遇地震下处于延性阶段，结构抗震性能满足规范要求。
关键词：超限高层；静力弹塑性分析；弹性时程分析；构造加强措施abstract:in this paper,the research on some exceeding high-rise residential building,which locates in guangzhou,is discussed.the code exceeding status and the structural reinforcing measures are introduced.two types of software,satwe and midas,were used for the global analysis,and pkpm was used for pushover analysis and elastic time-history analysis.the results shows that the structure is in ductile stage under rare earthquake,the seismic performance of the structure can satisfy the code requirements.key words: code exceeding high-rise building；pushover analysis；elastic time-history analysis；structural reinforcing measures中图分类号；tu2文献标识码：a 文章编号：工程概况1.1基本情况本项目位于广州市番禺区，用地面积为35525.81平方米，总建筑面积241959平方米，地上建筑面积180332平方米，地下建筑面积61627平方米。
广州某超限高层工程结构设计
状态没有 出现塑性铰 。计算结果见表２（ 图３ 、图４）。
表 ２ 性 能点 的 确定
大震性能点
４ ８ １ ４ ０ ｋ Ｎ，７ ４ ０ｍ ｍ
中震性能点
３ ２ １ ８ ０ｋ Ｎ，３ ６ ７ｍ ｉ ｌ ｌ
４ ． １ 荷 载 和 地 震 作 用
曲线计 算所得 的地震作用 基底剪 力与按规 范的地震 反应谱 曲线计 算所得 的数值 比较结果表 明 ，小震 作用下 ，按规范 反应谱 计算 的基 底剪力 均大于按 安评报告 的结果 ，因此均 按照规范 的地震反应谱 曲线进行小震作用 的计算 。
４ ． ２ 风荷 载和小震 作用下的计算结果 本 工程 采 用 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ、Ｐ ＭＳ Ａ Ｐ 、ＭＩ ＤＡＳ ／ Ｇ ｅ ｎ 及Ｅ Ｔ Ａ ＢＳ
小震性能点
位移系数法
５ ３ ０ １ ０ｋ Ｎ，６ ９ ５ ｍｍ
４ ７ ６１ ０ｋ Ｎ，７ ３ ４ｍｍ
Ｆ Ｅ Ｍ Ａ． ４ ４ ０ ５ ２ ３ ０ ０ｋ Ｎ，６ ６ ３ｍ ｍ ３ ３ ５ ６ ０ｋ Ｎ，３ ２ ４ ｍｍ
１ ／ １ １ １ ９ （ ４ ０ ） １ ／ １ ２ ７ ５ （ ３ ９ ）
１ ／ １ ２ ５ ０（ ２ ６ ） １ ／ １ ４ ２ ９（ ２ ６ ）
１ ／ １ １ ５ ６ （ ３ １ ） １ ／ １ ４ １ ０ （ ３ ５ ）
以上考虑 小震组合 的弹性计算 分析结 果表 明 ，结构完 全 能达到小震 作用下 “ 结构处 于弹性状 态 ，各构 件完好 、
无损伤 ”的第一 阶段 的抗震性能 目标 。
４ ． ３ 中震 作 用 下 结 构 构 件 的 屈 服 判 别 分 析
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。
广州某高层住宅超限高层结构设计
广州某高层住宅超限高层结构设计随着城市人口的不断增长和土地资源的日益紧张，高层住宅成为解决居住问题的重要选择。
然而，当建筑高度超过一定限度时，结构设计就面临着诸多难题和挑战。
首先，让我们来看看该项目的基本情况。
这是一座位于广州市中心的高层住宅，总高度超过了规范规定的限值，属于超限高层结构。
建筑主体采用了框架剪力墙结构体系，以确保结构的稳定性和抗震性能。
在结构设计过程中，抗震设计是至关重要的一环。
广州地处地震多发区，因此必须充分考虑地震作用对建筑结构的影响。
通过对场地地震安全性的评估，确定了合理的地震动参数。
同时，采用了多种抗震分析方法，如反应谱分析、时程分析等，对结构在地震作用下的响应进行了详细的计算和评估。
为了提高结构的抗震性能，采取了一系列的措施。
剪力墙的布置经过了精心优化，不仅保证了结构的整体刚度，还有效地控制了结构的扭转效应。
框架柱和梁的截面尺寸和配筋也经过了严格的计算和设计，以满足承载能力和变形要求。
除了抗震设计，风荷载也是不可忽视的因素。
广州地区常年受到季风的影响，风荷载较大。
通过风洞试验和数值模拟，确定了建筑表面的风压力分布，并据此进行了结构的抗风设计。
在设计中，加强了建筑的外围结构，提高了其抗风能力，确保在大风天气下结构的安全和稳定。
在基础设计方面，由于建筑高度较高，上部结构传递给基础的荷载较大。
经过对地质条件的详细勘察和分析，选用了合适的基础形式，如桩基础或筏板基础，以保证基础能够承受上部结构的荷载，并有效地控制基础的沉降。
在材料的选择上，使用了高强度的钢材和高性能的混凝土，以提高结构的强度和耐久性。
同时，对钢材和混凝土的质量进行了严格的控制和检测，确保材料的性能符合设计要求。
在结构计算和分析中，采用了先进的计算机软件和技术。
这些软件能够准确地模拟结构在各种荷载作用下的力学行为，为设计提供可靠的依据。
然而，软件计算结果并不是唯一的依据，还需要结合工程经验和规范要求进行综合判断和分析。
某超高层住宅项目结构设计
图 ２ 转 换 层 结 构 平 面 布置 图
４ 超 限情况 和超 限应对 措施
本工程结构体 系复杂并采用高位梁式转换 ， 存在高 宽比 及长宽 比超限等问题 ， 进行 了超限高层建筑工程抗震专项审
和Ｐ ＭＳ Ａ Ｐ程序计算结果进行对 比分析 ， 知该超高层建筑抗震设计是合理的。 关键词 超 高层住宅 ； 结构设计 ； 超限 ； 对 比分析
１ 工程概 况
金都 ・ 海 尚 国际项 目位于厦 门市 同安 区南 部海滨一 侧 ，
总建筑面积 ４ ９ ． ２万 ｍ ｚ ， 由 ８栋超 高层住宅 、 ２栋多层住宅 、 裙 楼、 幼儿园及 ２ 层地下停车场组成。
（ ７ ） 楼 板消弱 比较大 的区域计算 时按 弹性膜计 算 ， 同时 对 相应 板厚 和配筋作加强处理 。
５ 结 构计 算 的主要 结 果汇 总及 对 比分析
５ ． １结构计算程序 本 工程结 构整体计 算采用 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ和 Ｐ Ｍ Ｓ Ａ Ｐ程 序进行
计算分 析。
５ ． ２ 程序 使 用 的 注 意事 项
一建筑与装修
巍
２ ０ １ ３ 丘
某 超 高 层 住 宅 项 目 结 构 设 计
钟 桂 连 （ 湖北佳境 建筑设计有限公司厦门分公 司， 福建 厦 门 ３ ６ １ ０ ０ ０ ）
摘
要 本 文结合某超 高层住宅项 目结构体 系布置 ， 对超 高层建筑结构设计进行 了分析 与研 究。通过对 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ
圈 １标 准层 结构 平面布置豳
２ 设计依据及主要计算参数取值
本工程结构设计 以国家和福建 地区 的相关 规范和规 程
某超限高层住宅结构设计
某超限高层住宅结构设计一、项目概况本项目位于城市中心繁华地段，总建筑面积约为_____平方米，地上_____层，地下_____层。
建筑高度为_____米，属于超限高层住宅。
该建筑主要功能为住宅，同时配备有商业、物业管理等附属设施。
二、结构选型1、结构体系综合考虑建筑的使用功能、高度、抗震设防要求等因素，本项目采用了钢筋混凝土剪力墙结构体系。
剪力墙作为主要的抗侧力构件，能够提供较大的侧向刚度，有效地抵抗水平地震作用和风荷载。
2、基础形式根据地质勘察报告，采用桩筏基础。
桩型选择为钻孔灌注桩，以确保基础具有足够的承载能力和稳定性。
三、计算分析1、地震作用分析按照现行的抗震设计规范，采用反应谱法进行地震作用分析。
考虑了多遇地震和罕遇地震两种工况，计算结构在地震作用下的内力和变形。
2、风荷载作用分析根据当地的气象资料，确定基本风压值。
采用风洞试验和数值模拟相结合的方法，分析结构在风荷载作用下的响应。
3、结构整体性能分析通过计算分析，评估结构的自振周期、振型、位移比、剪重比等整体性能指标，确保结构满足规范要求。
四、超限情况及应对措施1、高度超限本项目建筑高度超过了规范规定的限值。
为解决这一问题，采取了以下措施：提高剪力墙的抗震等级，增加剪力墙的配筋。
加强底部加强区的设计，增大墙厚和配筋率。
2、扭转不规则由于建筑平面布置的不规则性，导致结构存在扭转不规则的情况。
采取的措施包括：调整剪力墙的布置，使结构的质心和刚心尽量重合，减小扭转效应。
对周边构件进行加强，提高其抗扭能力。
3、楼板不连续在建筑的某些部位，楼板存在大开洞或局部缺失的情况，造成楼板不连续。
针对这一问题，采取了以下处理方法：对开洞周边的楼板进行加厚，并提高配筋率。
采用弹性楼板假定进行计算分析，准确考虑楼板变形对结构内力的影响。
五、构造加强措施1、剪力墙边缘构件按照规范要求，严格控制剪力墙边缘构件的配筋，确保其具有足够的延性和承载能力。
2、连梁设计合理设计连梁的截面尺寸和配筋，使其在地震作用下能够有效地耗能，同时保证连梁的承载能力。
某超限高层住宅结构设计
某超限高层住宅结构设计关键信息项：1、设计标准与规范：明确遵循的相关设计标准和规范。
2、结构体系：阐述所采用的结构体系类型。
3、抗震设计参数：包括抗震设防烈度、设计基本地震加速度等。
4、风荷载参数：涵盖基本风压、风振系数等。
5、基础设计要求：说明基础形式和相关设计要求。
6、材料性能要求：规定主要结构材料的性能指标。
7、变形控制指标：列出结构的变形控制标准。
8、计算分析方法：确定采用的结构计算分析软件和方法。
9、设计使用年限：明确住宅结构的设计使用年限。
1、引言11 本协议旨在明确某超限高层住宅结构设计的相关要求和约定，以确保设计的安全性、适用性和耐久性。
2、设计依据21 应遵循国家和地方现行的有关结构设计的规范、规程和标准。
22 提供的地质勘察报告及相关基础资料。
3、结构体系31 采用框架剪力墙结构体系或其他经论证合理的结构体系。
311 详细说明框架和剪力墙的布置原则和特点。
312 解释结构体系在抵抗水平和竖向荷载方面的优势。
4、抗震设计41 抗震设防烈度根据当地规定确定。
411 设计基本地震加速度符合相应标准。
412 抗震等级的划分应准确合理。
42 采取有效的抗震构造措施，包括梁柱节点、剪力墙边缘构件等的设计要求。
5、风荷载51 基本风压按照当地风荷载规范取值。
511 考虑风振系数对结构的影响。
512 进行风洞试验的条件和要求（如有需要）。
6、基础设计61 基础形式可选择桩基础、筏板基础等。
611 明确基础的埋深和承载力要求。
612 基础与上部结构的连接和协同工作要求。
7、材料性能71 混凝土强度等级的选用范围。
711 钢筋的种类和强度等级。
712 其他主要结构材料的性能指标和质量要求。
8、变形控制81 结构顶点位移、层间位移角等应满足规范限值。
811 考虑混凝土收缩、徐变等因素对变形的影响。
9、计算分析91 采用经认可的结构计算分析软件进行设计计算。
911 分析模型的建立应准确反映结构的实际情况。
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
某超限高层建筑结构设计
某超限高层建筑结构设计摘要：随着近年来我国社会经济发展的不断进步，城市化的进程也在不断的被推进，经济发展速度较快的几个城市也成为了主要的人口迁入地，所以说城市人口越来越多，城市用地却越来越少，为了有效缓解城市拥挤的现状，提升城市化建设的质量，超限高层建筑近年来的建设得到了极大的提升，就我国现如今的建设规范来说的话，超限高层建筑所指的是从室外地面起算的话，要超过B级建筑180米的最大适用高度，在这个范围的建筑我们统称为超限高层建筑，这种建筑的优势自是不言而喻，就我国目前的发展现状来说的话，是适应发展要求的，但同时这种建筑方式却对建筑技术提出了极高的要求，如果技术水平不达标的话，是难以建设成功的，因此说在建筑结构设计方面也被提出了极高的要求，对于建筑各方面的性能也提出了更高的要求，所以说在结构设计上也必须要更加的全面、更加的系统。
关键词：超限；高层建筑；结构设计对于超限高层建筑来说，一旦结构设计存在不合理的话，那么将会直接的影响到建筑的后续使用，一旦发生建筑质量故障的话，也会同时造成很大的安全事故和经济损失，所以说在结构设计方面必须要进行更加完备，超限高层建筑各方面的结构问题都必须要对其加以考虑，根据建筑中的常见问题来制定出一些科学合理的防治措施，防患于未然，避免后续一些问题的发生，本文将就一些工程案例，来对结构设计的相关问题进行具体的阐释[1]。
一、某工程概况对于超限高层建筑的结构设计来说，要根据某个工程的实例来具体的说明问题，这样可以更加直观的将这项数据展示出来，并且对于结构设计当中的一些重点内容也可以直接的表现出来，本次文章阐释所选择的工程是一个建筑面积大约是三万平方米的高层建筑，超限高层建筑的高度大约是八十米，在地下有三层，地上的话大约是有四十层，这个超限高层建筑是做综合使用的，是集商用和居住为一体的综合性的高层建筑，为了满足建筑的使用要求，所以就要采用一种立面大开洞的建筑方式来加以进行，这样进行设计的话可以保证给人们提供一个更加好的景观效果，在进行结构设计的时候还要主要的是必须要将建筑内的空间进行合理的利用，在楼层局部可以进行夹层的设置，建筑的时候可以采用部分框支剪力墙结构体系，这种体系在保证建筑结构质量方面还是会发挥出一定的积极作用的，对于地基基础设计来说，要保证其基础设计等级为甲级[2]。
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。
超限高层建筑结构设计实例分析
超限高层建筑结构设计实例分析摘要：本文结合某超限高层建筑结构设计实例，对其基础和地下室结构设计、上部结构设计、结构超限情况和采取的主要措施进行了分析。
关键词：超限高层建筑不规则建筑结构设计1 工程概况该工程地上6层建筑面积为21332m2，地下1层建筑面积为7843m2。
采用钢筋混凝土框架－剪力墙结构。
结构平面底部长约150m收至顶层50m，宽约50m，结构主体高度约32.25m，高宽比较小。
该建筑体形较长，且平面较不规则，建筑上部存在长悬臂和大跨度结构，最大悬臂长度为12.7m，最大跨度为33.6m，若要通过设置抗震缝将建筑分割成规则的区块，布置上较为困难。
故本建筑主要通过加强抗侧力构件的刚度，加强平面联系，减小结构的绝对和相对变形量，来保证结构具有较好的抗震性能。
2 基础和地下室结构设计本工程±0.000相当于绝对标高90.300m，室外地面相对标高约－0.5m。
地下水设防水位相对标高为－2.5m。
设一层地下室，部分地下室上方没有上部结构，上部结构层数及荷载不均匀，存在一定差异，地基基础设计考虑了地基承载力、控制差异沉降和地下水浮力等因素。
地下室主体结构与下地下室的车道结构上设缝断开，通过变形缝连接。
根据本工程的特点，主体结构采用桩－筏板基础，桩基采用高强预应力管桩。
为减小环境影响，采用静压法沉桩。
部分框架柱下存在抗压和抗浮两种工况，其中，部分抗浮为不利工况，按抗浮要求布置抗拔桩。
桩采用500高强预应力管桩，主要桩型有效桩长14m，桩端进入第⑥层细砂层，单桩抗压承载力特征值为1400kN，单桩抗拔承载力特征值400kN。
突出在整体结构外的下地下室的车道采用天然基础。
地下室桩基承台厚度主要为1400mm，除承台外的底板厚度为550mm，地下室顶板厚度为250mm(地下室按人防要求设计)。
该建筑地下室的轮廓与地上下部楼层的轮廓基本相同，地下室利用地下室建筑隔墙和外墙位置，较地上楼层增加布置较多的剪力墙肢，地下一层的侧向刚度超过了底层的2倍，满足以地下室顶板作为结构底部嵌固端的条件，故上部结构采用地下室顶板作为结构底部嵌固端，柱、墙及顶板梁进行加强处理，地下一层柱配筋取对应上一层柱侧配筋的1.1倍，局部室内外高差处通过加高梁截面、加强地下室顶板配筋来保证水平力的有效传递。
某超限高层住宅楼结构设计
42
建筑工程
的内力最大，梁截面压应力在 1MPa~21.1MPa 之间，小于混凝 土轴心抗压强度设计值 21.1MPa；梁截面剪应力基本在 1MPa~ 5MPa 之间。
从计算结果可以看出，YJK 与 MIDAS 剪力、弯矩和扭矩计 算结果相当，部分截面 MIDAS 实体单元的计算结果稍微偏大， 根据 YJK 计算结果及规范构造要求设计，可以满足构建承载 力的要求。
节点区需满足性能目标偶遇地震弹性，根据 YJK 提取出 各构件内力见表 1。分别考虑组合 1：1.2D+0.6L+1.3EX；组合 2：1.2D+0.6L-1.3EX；组合 3：1.2D+0.6L+1.3EY；组合 4：1.2D+ 0.6L-1.3EY。
4.2 偶遇地震作用分析结果
工况组合 1 下，转换梁 1 内力最大，工况 4 作用下，转换梁 2 （上接第 40 页） 馈信息，进行必要的系统优化也是一项重要的工作。这有利 于系统的完善，提高系统的工作效率。
轴力/kN
L1
L2
836
316
992
728
-470
-505
2018.08
表 1 节点积分与 YJK 结果对比
YJK 结果
剪力/kN
弯矩/(kN · m）
L1
L2
L1
L2
3492
-1611
54
1710
-350
399
2806
1246
-4903
4779
-1349
-1204
实体有限元分析结果（L1 为组合 1 ，L2 为组合 4）
混凝土弹性模量按《混凝土结构设计规范》取值，弹性阶段泊 松比取 0.2。有限元分析模型如图 2 所示。
某超限高层建筑的结构设计
收稿日期：!""#$"%$&"作者简介：沈敏捷（&’(!$），男，上海人，工程师)文章编号：&""*$"*!+（!""#）"*$""+&$"+某超限高层建筑的结构设计沈敏捷（上海华都建筑规划设计有限公司上海!"""’!）摘要：主楼桩基按照桩端持力层起伏变化选用不同桩长的人工挖孔桩，进入强风化岩，有效发挥桩身强度，控制绝对沉降，解决了主楼与裙房不设沉降缝的问题)针对结构平面中间部位凹口较大，采取了在凹口处增设楼板，计算时薄弱部位设为弹性楼板的措施，计算结果满足规范要求)关键词：人工挖孔桩；绝对沉降；超限高层中图分类号：,-+文献标识码：.!引言本工程地处广东省东莞市市郊，由一幢地上&(层剪力墙结构住宅及!层框架商业裙房组成，设局部地下室，结构外形呈对称蝶形，层高!)’/)本工程建筑抗震设防分类为丙类建筑，建筑结构安全等级为二级，结构设计使用年限*"年，结构重要性系数&)"，抗震设防烈度#度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度")"*0，场地类别为!类，特征周期")+*1，建筑抗震等级为四级)结构平面图如图&所示)图&结构平面图"基础选型本工程设有局部地下室，基础埋深取#)**"/)地基土主要由中砂、粉质粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩及中风化花岗岩组成，中2低压缩性土)由地质勘探报告揭示，该建筑所处场地起伏较大，!3+直接落在"$!层强风化花岗岩上，而另&3+则处在#层砂质粘土层上，其下部强风化花岗岩层落差将近&"/，形成了一个陡坡)图!地质剖面示意图第!+卷第*期!""#年&"月华东交通大学学报456789:5;<91=>?@894@95=580-8@AB71@=CD5:)!+E5)*FG=)，!""#由于其特殊的地质情况，如果采用常规的预应力管桩或预制桩，在施打桩时会产生打偏的可能性；即使采用钻孔灌注桩，也会有偏桩的情况产生!最后决定采用大直径人工挖孔桩〔"〕基础，以强风化花岗岩作持力层，它的特点是：传力直接可靠，单桩承载力高，有效发挥桩身强度，沉降量小!裙房部分仍采用预应力管桩基础，桩端支承在!#"层强风化花岗岩上，这样尽管主楼与裙房荷载相差较大，但两者沉降差很小，可以不设沉降缝分开，对建筑功能和结构处理都有利!经广东省建设厅审批确定的人工挖孔扩底桩桩长""$"%&，持力层为强风化花岗岩，桩直径"’((&&，桩端进入持力层!"!)&，底部扩底"!)倍，即"*((&&，并要求成孔后须及时浇筑)((高+,(混凝土进行封底，以确保施工质量和工程设计的要求!图,人工挖孔扩底桩人工挖孔扩底桩参数表桩表桩号-（&&）桩长（&）.混凝土强度等级桩纵筋"桩纵筋#桩箍筋$单桩竖向承载力特征值/0"’(#*"’((*+,(’(%"*"(%"*%*1"((2’)()(((34/0"’(#"("’(("(+,(’(%"*"(%"*%*1"((2’)()’((34/0"’(#")"’((")+,(’(%"*"(%"*%*1"((2’)(%,((34/0"’(#"%"’(("%+,(’(%"*"(%"*%*1"((2’)(%)((34/0"5(#*"’((*+,(’’%’(""%’(%*1"((2’)(%)((34由于60+预应力管桩经济性好，故商业裙房部分采用60+预应力管桩，基础为独立桩承台加设联系梁组成；主楼部分采用大直径人工挖孔桩，单桩承载力高，有效发挥桩身强度，如图5所示：图5桩位平面布置图!上部结构设计和计算分析本工程结构平面为对称蝶形，且在结构角部设置了一定数量的转角窗，结构平面沿7向凹进尺寸为"’!8)&，7向投影方向总尺寸为’*!5&，凹进尺寸为相应投影方向总尺寸5)9，且中部连接部分尚有楼、电梯间使楼板有较大削弱，属平面布置不规则结构，对结构抗震不利!工程计算采用6:6;系列《高层建筑结构空间有限元分析软件<=>?@》（墙元模型）及《特殊高层建筑结构分析与设计软件6;<=6》（广义协调元模型）进行整体计算分析!结构施工图设计以<=>?@计算结果为依据，另以6;<=6内力位移计算结果对比复核!地震作用和结构抗震验算采用扭转耦联振型分解法计算，同时考虑偶然偏心，周期折减系数取(!.(，进行多遇地震下的截面验算及抗震变形验算!结构施工图设计地震作用以<=>?@振型分解反应谱法（+A+）计算结果为准!为有效提高结构的抗扭转能力，按照“加强结构外部刚度或降低结构内部刚度”的原则，采取以下的措施，使结构的整体抗震性能有所提高："）利用外围转角窗的特点，在转角窗处设置""((&&高的梁，并尽量加长外围剪力墙墙肢长度，以增大周边构件的刚度!’）在凹口处设置’&宽、’((&&厚的楼板，如图)所示：’,华东交通大学学报’((%年!）加强中部连接开大洞的楼、电梯周边的楼板刚度，并定义凹口和楼板开大洞周边的楼板为弹性板进行计算"如图#所示：图$标准层楼板配筋平面图图#结构平面弹性板设置经过上述调整后，计算结果如下：选用%&’()和*+%&*两种空间有限元分析软件进行计算，结果均满足《高规》第,"!"$条规定，设计合理"!结束语本工程由于地质情况的特殊性和上部结构的平面不规则，在结构设计上带来一定的难度，通过合理的基础选型，主楼部分以强风化岩为持力层，采用大直径人工挖孔桩，使上部荷载传力路径明确，有效的发挥桩身强度，控制了主楼的绝对沉降量；而商业裙房部分采用*-.预应力嵌岩管桩，绝对沉降量极小，又充分发挥了*-.预应力管桩的经济效应，有效的控制了主楼和裙房之间由于上部荷载的差异而造成的不均匀沉降，很好的解决了主楼与裙房不设沉降缝所带来的问题；通过对上部结构平面的一系列调整，加强周边构件刚度，最大程度的加长周边剪力墙的墙肢长度，同时，削弱内部筒体的刚度，使结构的扭转效应降低到最低点"同时对于转角窗结构，在转角窗处的楼板内设置暗梁等措施，进一步提高结构端部的整体性"计算软件%&’()*+%&*自振周期’/（平动）0",$,010"!$/1’0（平动）0",23210"!//1’!（扭转）0"/4,21/"3541’!6’/2"552"5#层间位移+789:86;/6/0,0/6/,00+7<9:<6;/6/2/3/6//$5最大位移与层平均位移的比值=向/"/$/"/3>向/"!//"00最大层间位移与平均层间位移的比值=向/"/3/"//>向/"04/"/0参考文献：［/］?@$22//9022/，建筑抗震设计规范［%］"［0］A?A !90220，高层建筑混凝土结构技术规程［%］"［!］?@$22/2B 0220，混凝土结构设计规范［%］"［,］?@$2224B 0220，建筑地基基础设计规范［%］"［$］A?A 3,B 3,，建筑桩基技术规范［%］""#$%&’()*’#()(+,()-(.#$/%&012%$#3+%4.%’&$5/678%’19%#（%;7CD;7E -F7GF &HI;EJKIJFHK L MHN7CGK1EDC .O"，P’:，%;7CD;7E 022230，.;EC7）:;$,2<=,：+7EC NFEQGECD 1KQKIJ1GERRKHKCJ QKCDJ;7HJEREIE7QQ<GEDDECD SEQK 7IIOHGECD JO J;K 1OEQ GKSJ;T7HE7JEOC "J;K KCG OR SEQK1KCJKHECD 1JHOCD UK7J;KHECD HOIV ，J;K SEQK 1JHKCDJ;E1FJEQEWKG KRRKIJETKQ<，7CG 7N1OQFJK 1KJJQKXKCJ E1IOCJHOQQKG "+7EC NFEQGECD 7CG SOGEFX UEJ;OFJ 1KJJQKXKCJ SOECJ E11KJJQKG N<J;K XKJ;OG OR J;K SEQK ROFCG7JEOC "&EXECD 7J NED COJI;，’;K XKJ;OG OR 7GGECD 1Q7N E17GOSJKG "’;K KQ71JEI 1Q7N E11KJ EC J;K UK7V 7HK7EC I7QIFQ7JEOC ，7CG J;K 7C7Q<1E1HK1FQJ 17JE1R<J;K GKX7CG OR IOGK1">#?@(2.$：7HJEREIE7QQ<GEDDECD SEQK ；7N1OQFJK 1KJJQKXKCJ ；OFJ OR IOGK1;ED;YHE1K NFEQGECD!!第$期沈敏捷：某超限高层建筑的结构设计。
大连某超限高层结构设计
地 面粗糙度 类别为 Ｂ类 。主体基础采用 筏板基 础 ， 基础持力层 为 梁 与筒体 相 交处 加 设 型 钢 柱 ， 强 了核 心 筒 的 延 性 。分 别 在 加 中风化 石英岩 ＝１５０ｋ ａ ； ０ Ｐ ） 裙房采 用独立 柱基构 造底 板。 由 ２ ７层 ，１层两处设置伸臂 桁架以达 到减少 结构侧 移的 目的 ， ４ 截面 于地 下水位较高 ， 纯地下室和裙房部分设置 了抗浮锚杆 。 为口５ ０× ０ ５ ４ ０×３ ， 贯通核 心筒 ， ０并 局部核 心筒 由于墙 高较 小 ， 难 ２ 结构 体 系 以做桁架 ， 就采用了钢板剪力墙组合结构； 外环带支撑截面为Ｄ４ｏ× ｏ ２ １ 结 构 形 式 的 确 定 ． ３ ０× ０ ５ ２ 。由于加强层 的存在 ， 加强层 的上 、 层刚度 与该 加强层 下
①轴 和◎轴 相 交处 的柱 在地上 二层 需要 转换 ， 转 大连某高层位 于大连市星海湾金融 商务 区 Ｘ － Ｃ地块 。该 地上一层转换 ， Ｈ３ 一 工程 地下 ３层 ， 地上 由 Ａ塔 和 Ｂ塔两 个塔楼 及 ５层裙 房组成 （ 见 换形式采用梁式转换 。 图１， ） 总建筑面积 约为 １０００ｍ 。Ａ塔楼为 １０ｍ高层 ； ４ ０ ０ Ｂ塔楼 ２ ２ 结 构方 案 的优 化 ． 为一超高层建筑 ， 其地上包括避难 层在 内共 ５ ３层 ， 筑物 主体高 建 建筑物高宽 比 ， ｙ向分别是 ６ ７ ３ ７ 核心筒 在 ， ． ，． ； ｙ向的 高 度为 ２ ６ ４ｍ， 筑面积约为 ８ ０ 。Ａ塔 ６层 以上 为办公写 宽 比分别是 １ ． ，． 。核心筒在 向偏小 ， ０ ． 建 ０００ｍ２ ４４５７ 结构在 方 向的刚度
第３ ８卷 第 ９期
・
４ ・ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
广州市某超限高层住宅结构设计
广州市某超限高层住宅结构设计摘要：本文介绍广州市一超限高层住宅的结构选型、静力分析以及对结构分析的结果进行归纳和比较，同时对结构在大震作用下进行静力弹塑性推覆分析，根据推覆分析结果对关键构件采取加强措施，保证结构安全。
关键字：超限高层静力弹塑性分析 pushover一、工程概况本工程位于广州市海珠区，总用地面积为9629平方米，地面基本平整，设计为高档住宅小区，该栋为61层的超高层住宅（a1栋）、地下3层，地上61层，建筑总高度199.70米，十四层、三十一层、四十七层为避难层，建筑物高宽比为5.7 。
二、结构选型本工程根据标准层为高档住宅，采用全剪力墙结构，剪力墙作双向布置。
局部剪力墙在地下室转换，这样既满足地下车库、首层架空的需要，同时满足上部住宅房间内墙柱不突出墙面的要求。
基础选型:根据工程地质勘察报告及本工程三层地下室的结构特点，基础采用基岩上的天然地基，持力层为中风化泥岩，土层承载力特征值fak≥2200kpa。
抗浮问题:本工程地下三层底板面标高为-12.5m，局部地下室局部柱仅靠自重及覆土重无法平衡丰水期地下水浮力，采用抗拔锚杆满足抗浮要求及减少底板跨度。
竖向构件尺寸:剪力墙（核心筒除外）从地下室至首层厚度为500～600mm，二层以上厚度为600～200mm。
核心筒从地下室至八层厚度为 800mm。
九层以上厚度为600～300mm。
地下室外壁：500～300mm。
楼盖结构体系:地下室底板采用平板式布置，板厚h=1000mm；地下一、二层楼盖结构采用平板式布置，h=400mm；地下室顶板（首层）结构采用梁板式布置，板厚h=200mm；二～六十一层楼盖结构采用梁板体系，板厚h=100mm～240 mm；天面层楼盖结构采用梁板体系，板厚h=120mm~240mm。
三、超限类型及采取措施超限类型：本工程高度超过《高层建筑混凝土结构技术规程>（jgj3-2002）》表4.2.2-2中关于全部落地剪力墙结构体系b级高度的要求，也超过《广东省实施（jgj3-2002）补充规定》附件的表1中关于全部落地剪力墙结构最大适用高度的要求。
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
某高度超限工程的结构设计
某高度超限工程的结构设计本工程位于山东省日照市，底部裙房为商业，上部塔楼为住宅。
上部塔楼，根据建筑平面布局的特点，选取了部分框支钢筋混凝土剪力墙的结构形式；裙房部分因功能需要，不能将所有的剪力墙均落至基础顶，采用框支转换。
本工程主体施工至地上三层楼面后，因为建筑方案变化，重新调整结构设计。
建筑方案的对比如下：第一版方案：地下一层，底部5层为商业，上部住宅28层，屋面高度111.5m，在地上五层顶板位置转换。
第二版方案：地下一层，底部4层为商业，上部住宅27层，屋面高度102.2m，在地上四层顶板位置转换。
对比两版方案，可以得出结论，第二版方案建筑总高度降低（接近A级高度），高位转换位置由五层顶改为四层顶，楼层数减少两层，但较多剪力墙落在转换次梁上（所占比例约为18.2%）。
经审图专家认可后，第二版方案仍按第一版方案的抗震设防性能目标设计。
二、设计条件本工程设计使用年限为50年；抗震设防分类：上部住宅为丙类、底部商业裙房为乙类；建筑结构安全等级为二级。
抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，地震设计分组为第三组，场地土类别为Ⅱ类，特征周期值为0.45s。
本地区50年重现期基本风压为0.40kPa，用于位移控制；承载力设计时按50年重现期基本风压的1.1倍采用；10年重现期基本风压为0.30kPa，用于舒适度控制。
建筑物地面粗糙度类别为C类，体型系数综合考虑取1.4。
本工程结构超限情况如下：（1）高度超限：B级高度（102.2m> 100m）；（2）不规则类型：扭转规则、楼板连续、侧向刚度规则、楼层承载力无突变，竖向抗侧力构件不连续（框支转换）；有一项不规则类型。
综上：高度B级，有1项不规则类型，需要进行超限审查。
三、抗震设防要求根据高规规定，确定本工程各部分的抗震等级如下：剪力墙：底部加强部位由一级提高至特一级，非底部加强部位为一级（两层过渡）、二级。
框支框架：特一级。
针对本楼的超限项目，采取了结构抗震性能化设计的措施。
某高烈度区超限高层住宅结构设计
水利与建筑工程学报
Ｖｏｌ．１６Ｎｏ．１
２０１８年 ２月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｆｅｂ．结构；抗震性能化设计；动力弹塑性分析
中图分类号：ＴＵ２４１．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—１１４４（２０１８）０１—０２３６—０６
ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈ－ｒｉｓｅＲｅｓｉｄｅｎｔｉａｌＢｕｉｌｄｉｎｇｓｉｎ ＨｉｇｈＳｅｉｓｍｉｃＩｎｔｅｎｓｉｔｙＺｏｎｅ
收稿日期：２０１７０８２１
修稿日期：２０１７０９２７
作者简介：吕恒柱（１９８０—），男，江苏徐州人，硕士，高级工程师，主要从事结构工程与岩土工程设计工作。Ｅｍａｉｌ：Ｌｈｚ３０９＠１２６．ｃｏｍ
第 １期
吕恒柱，等：某高烈度区超限高层住宅结构设计
２３７
图 １ 建筑效果图
满足高规［２］第 １２．１．７条和规范［３］第 ５．５．２条的相 关规定，经验算，在风荷载和地震作用下基底均无零 应力区；地震作用下抗倾覆力矩比最小为 ８．８４，风 荷载作用下最小为 ４０．２３，即结构抗倾覆验算满足 设计要求。
ＬＶＨｅｎｇｚｈｕ，ＸＩＡＹａｏ，ＺＨＡＮＧＷｅｉｙｕ，ＬＩＤｅｌｉｎ
（ＮａｎｊｉｎｇＫｉｎｇｄｏｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００１９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｐｒｏｊｅｃｔｗｈｉｃｈｌｏｃａｔｅｄｉｎ８ｄｅｇｒｅｅｓｅｉｓｍｉｃｆｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｒｅａｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍａｉｎｒｏｏｆｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅＮｏ．１ａｎｄＮｏ．２ｂｕｉｌｄｉｎｇｉｓ９５．７ｍ，ｉｔｉｓｔｈｅＢｌｅｖｅｌｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｈｉｇｈｒｉｓｅ ｗｈｉｃｈｕｓｅｃｏｎｃｒｅｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｆｒａｍｅｃｏｌｕｍｎｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ，ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｅｌａｓｔｉｃｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｓｍａｌｌｅａｒｔｈ ｑｕａｋｅｓｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｐｒｏｇｒａｍｓ，ｅｌａｓｔｉｃｄｅｓｉｇｎａｎｄｕｎｙｉｅｌｄｄｅｓｉｇｎｕｎｄｅｒｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｅｌａｓｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｐｕｓｈｏｖｅｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｏｆａｄｄｉｎｇａｄｄｉｔｉｏｎａｌｓｔｅｅｌｉｎｔｈｅｃｏｎ ｃｅａｌｅｄｃｏｌｕｍｎａｒｅａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｔｅｎｓｉｏｎａｒｅａｏｆｗａｌｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｕｌｄ ｍｅｅｔｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｔｅｅｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｃｏｌｕｍｎｂａｓｅａｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒｈｉｇｈｒｉｓｅｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓ；ｓｔｅｅｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
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某超限高层住宅结构设计
摘要：该项目为110米框支剪力墙结构的超限高层住宅，采用satwe及midas building进行弹性时程分析，采用push&epda进行大震下的推覆分析，同时用midas gen进行了楼板的应力分析。
通过分析得出结构能满足抗震性能设计的要求，可供同类工程参考。
关键词：超限高层；框支剪力墙结构；时程分析；弹塑性分析
中图分类号：
1 工程概况
本工程位于深圳市南山区，总用地面积约2.4万平方米，总建筑面积为12.6万平方米，由两栋25层的高层住宅和三栋32层的高层住宅组成。
由于该项目场地为山地且微风化岩石面较浅，a、b、c座无全埋地下室，嵌固端取在基础面，建筑的结构计算高度为110.3米。
本文以c座为例进行介绍（图1）。
结构设计使用年限为50年，安全等级为二级，结构重要性系数γ。
= 1.0，抗震设防类别为丙类，所在地区抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，基本加速度值为0.10g，50年一遇基本风压0.75kn/m2，地面粗糙度类别为c类。
2 抗侧力及竖向承重体系
结构为底部大空间部分钢筋混凝土框支剪力墙结构体系。
根据建筑功能要求并结合结构受力的需要，利用电梯井、楼梯间设置筒体剪力墙，标准层墙厚为 200～300mm，转换层周边等局部位置设落地剪力墙，其它位置均为框支墙柱转换墙体，以满足建筑对裙楼及
地下室设计大空间的要求。
为减少转换层的上、下层刚度突变，通过计算分析，落地剪力墙及筒体厚度一般在400mm左右，局部设200～600mm厚的墙体。
转换层布置见图2。
3 超限判定
依据《高规》（jgj3-2010）及《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质[2010]109号）规定：1）高度超限：7度区的钢筋混凝土部分框支抗震墙结构超过100米时为超限高层建筑，本塔楼结构计算高度为110.35m，超过限制；2）扭转不规则：较多层考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2；综上所述，本工程为超限的复杂高层建筑，应进行超限抗震专项审查。
4 性能目标确定
“小震不坏，中震可修，大震不倒”是抗震设计原则，本项目结构设计可行性论证是基于抗震设计原则，对建筑整体抗震性能及各构件抗震性能进行评估，通过整体性能分析方法和构件的屈服判别法，使抗震设计原则显得更加具体，并更易量化。
根据抗震设计准则、目标及抗震设防类别等细化整体与构件的抗震目标与计算方法，要求：1）对多遇地震计算按常规设计要求考虑风荷载组合，整体结构充分运行与构件弹性；2）对设防地震，按不考虑风荷载效应且不计抗震等级调整地震效应计算，整体承载力按标准值计算。
整体结构基本运行，构件承载力按对应构件的性能与计算方法复核；3）对罕遇地震按不考虑风荷载效应且不计抗震等级调整地震效应计算，整体承载力按极限值计算，整体结构不倒塌，构件承
载力按对应构件的性能与计算方法复核。
5 多遇地震结构计算分析
安评报告提供的地震影响系数曲线与规范曲线存在差异，两者的最大地震影响系数αmax和特征周期tg和衰减指数γ取值不同，多遇地震下，规范为0.08、0.35和0.5，安评报告为0.071、0.35和0.373；多遇地震下的地震影响系数曲线对比见图3。
可见安评报告的地震影响系数值均小于规范值，因此在多遇地震时，采用规范反应谱进行计算
通过satwe和midas building两种不同空间分析模型进行多遇地震下的计算，考虑风荷载组合作用计算分析，对比所分析的结果基本一致，整体结构可充分运行，整体结构变形及结构构件承载能力均满足相关设计规范要求，各构件均处于弹性状态。
说明结构布置与结构计算模型选择合理，符合表8.3.1与表8.3.2中对多遇地震作用下各项性能指标要求，具体详见表1。
计算结果表明：1）三条时程曲线得到的结构底部剪力均不小于振型分解反应谱方法求得的底部剪力的65%，且三条时程曲线计算得到的结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱方法求得的底部剪力的80%，也不大于135%（单条波）和120%（平均值），符合规范要求，所选波是有效的。
2）所选波作用下结构层间位移分布规律与反应谱基本一致，层间位移分布较均匀，与反应谱结果吻合良好；3）反应谱分析结果的基底剪力不能完全包络三条时程波的分析结果，后续的施工图设计按包络设计，对cqc全楼地震力放
大1.2倍进行配筋计算。
6 设防烈度地震结构计算分析
设防烈度地震设计采用振型分解反应谱法分析，主要参数同小震，场地特征周期取0.35s，设计水平地震影响系数最大值按《安评报告》取0.209，对框支梁柱构件按中震弹性计算，其余性能目标为中震不屈服的构件，构件内力不调整，荷载作用分项系数1.0，材料强度取标准值，抗震承载力调整系数取1.0。
中震不屈服计算结果及与小震的比较详见表3。
由表可知，中震下地震剪力及层间位移合理，位移比也在合理范围内。
通过satwe进行中震下计算结果分析表明：1）在中震弹性下，框支柱最大轴压比0.39，落地剪力墙轴压比0.26，其中框支柱配筋率在最小配筋率范围内，落地剪力墙墙体水平筋配筋率均在0.5%左右，框支梁配筋率在0.6%左右，配筋结果均正常、合理；2）在中震不屈服计算中，除个别连梁外，其它构件小震下的配筋均能满足中震不屈服的要求，个别连梁，经用材料极限值复核，可满足中震不坏的要求。
7 罕遇地震下结构分析与设计
采用push&epda软件进行罕遇地震作用下的静力弹塑性推覆分析，push程序是中国建筑科学研究院开发的适用于多、高层建筑的三维有限空间弹塑性静力分析程序，程序的单元库包括梁柱元和剪力墙元两种非线性单元，梁柱等一维构件采用纤维束模型模拟，采用微观方法构造，单元切线刚度直接基于混凝土材料微元和钢筋材
料微元的本构关系。
程序给出了直观的杆系单元端部塑性铰判断方法。
push计算采用结合框支柱、框支梁及落地剪力墙的性能要求，采用材料的标准强度，场地特征周期0.4s，地震影响系数最大值取0.5。
其大震作用下结构的能力-需求谱曲线及性能点整体破坏图分别见图4、图5。
根据分析得出结果如下：1）结构x向、y向的结构能力谱均与地震需求谱相交，表明结构的抗倒塌能力足够，能够抵抗罕遇地震作用，保证“大震不倒”；2）结构在罕遇地震下性能点对应剪力x、y方向分别为20400.7kn和19142.8kn，与弹性状态下x、y方向最大地震力的比值分别为4.0和3.4，push输入地震在合理范围；3）结构在罕遇地震作用下，x、y方向最大弹塑性层间位移角分别为1/312、1/280，均小于规范的1/120的限值。
4）结构性能点转换层位移角x、y方向分别为1/1671、1/1828，小于1/500，满足性能要求。
通过以上分析，在施工图阶段，采取加强措施，确保板的抗震性能：1）在核心筒位置加大楼板配筋率同时采用双层双向配筋。
2）楼面板配筋在计算竖向荷载作用下配筋的同时考虑罕遇地震作用
产生的楼板拉、压应力。
3）在墙头及异型楼板的角点位置附加放射筋，以提高楼面板在罕遇地震下的抗变形能力。
9 结语
通过三阶段抗震计算与分析：1）通过采用两个不同模型的计算程序对结构进行小震作用下的弹性反应谱分析，计算结果基本接
近，数据合理，说明各塔楼的竖向与平面的结构布置合理，能满足整体结构与构件弹性工作的要求；根据弹性动力时程分析结果，需对小震下的地震剪力作放大处理。
2）通过中震弹性与中震不屈服的stawe反应谱分析，结构布置与构件尺寸设计合理，局部构件通过加强配筋可达到性能目标。
3）通过大震分析，整体结构均可满足结构不倒塌的整体性能要求，构件的承载力满足极限承载力要求，能够实现所设定的抗震设防目标。
以上结果确认当前结构通过加强能够达到规范规定的”小震不坏、中震可修、大震不倒”三水准设防目标，结构是安全的。
参考文献：
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