超限高层建筑抗震设计中的若干问题
超限高层建筑结构抗震设计
超限高层建筑结构抗震设计【摘要】随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。
在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。
与此同时，问题也随着超高层建筑工程的发展而体现了出来，因为超限高层建筑工程本身的结构特点已经超出了我国对建筑工程的规定，抗震问题也成为了摆在超高建筑工程面前的重大难题，如果不解决超限高层建筑工程的抗震问题，将会影响超限高层建筑工程行业的发展。
基于此，本文对超限高层建筑结构中的抗震设计进行了研究。
【关键词】超限高层建筑结构抗震设计原则中图分类号： tu3 文献标识码： a 文章编号：在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。
在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。
与此同时，问题也随着超高层建筑工程的发展而体现了出来，因为超限高层建筑工程本身的结构特点已经超出了我国对建筑工程的规定，抗震问题也成为了摆在超高建筑工程面前的重大难题。
如果超限高层建筑工程的抗震设计问题能够解决，有助于避免超限高层建筑工程抗震安全隐患，同时又促进超限高层建筑技术发展。
超限高层建筑结构抗震设计超限高层建筑结构抗震设计原则从世界范围来看，各国的超限高层建筑工程抗震都秉持着“小震不坏，中震可修，大震不倒”的基本原则。
而且在实际抗震设计过程中，此原则也得到了广泛的认可和取得了一定的成效。
参照此抗震原则执行的绝大部分地区的大部分建筑物符合了抗震规范设计，随着而来的重大地震过程中所造成的人员伤亡有明显下降。
但是发生中小地震的时候，有时候可能造成建筑物的部分结构无法正常使用，从而影响了人们的正常生活，进而影响人们对更高生活水平的追求。
超限高层建筑结构抗震设计要点针对宽度和高度比超限的建筑的设计，其要点是一般连体板主要用来计算建筑物的连体部位和周边、连体部位的层数应该采用型钢混凝土或者彩钢结构。
超限高层建筑抗震设计的若干问题探讨
墨四圆
超 限高层 建筑抗震设计 的若干 问题探讨
张 毅
上 海 东 方 建 筑 设 计 研 究 院 有 限 公 司 ２ ０ ０ ０ ９ ２
摘要： 本文笔者结合工程 实例， 从超限高层抗震设计专项审查、 平面布置规则性以及竖 向规则性等三方面探讨 了超 限高层建筑
抗震 设 计 问题 。
外 高差 ０ ． ４ ５ 米， 自室 外 地 面至 裙 楼 屋 面 的高 度 约 ２ ３ ． １ Ｏ 米； 裙楼 与 主 楼 首层 至 五 层平 面 连成 一 体 ， 五层 以上 断 开 ； 二 至 五 层 建 筑平 面长 ５ ８ ． ５ 米， 宽约４ ５ ． Ｏ ５ 米， 主 楼 标 准层 建 筑 平 面长 约 ４ ２ ． ５ 米， 宽约３ ７ ． ０ ５ 米； 采用 混 凝 土 框架 一 剪力 墙
度， 可从 结构 抗侧 刚度 的变化 来控 制 ， 即 收进层 与下 层 刚度 比不能 小 于７ ０ ％， 且 连 续两次 收进 后的 刚度不 能小 于未 收进层 的５ ０ ％。目前规 范 中只限 制平面 收进
米， 宽 约５ ７ ． ４ ５ 米； 地下 二 层层 高 ４ ． ５ ５ 米， 地 下一 层 层 高６ ． ２ 米； 地 面 以上 主楼 １ ６ 层， 首 层层 高 ５ 米， 二、 三层 层 高均 为３ ． ７ ５ 米， 四至 十六 层 层 高均 为 ３ ． ５ ５ 米； 室 内
的尺寸 ， 采 用这 一单 控指 标 在实 际应 用 中有时 会 出现极 不合 理 的情况 ， 例如 当 屋顶 有跃 层时 都成 了超限 ， 对 结构设 计影 响很 大 。 为 了使超 限的判 定更 加合理 ， 建议 采用 双控 指标 ， 从 平面收 进尺 寸和 收进部 分 的高 宽 比来判定 。
超限高层建筑结构抗震设计需重视的几个问题-徐培福
41
42
28
7度，65层，305m
2层、5层楼板开大洞
29
3. 结构方案设计中注意的问题
⑤ 结构两个正交方向的第一平动周期比大于0.8
– 天津嘉里中心，59层，200m – 调整前T1x=4.654s，T1y=3.653s，T1x/T1y=0.785
30
3. 结构方案设计中注意的问题
⑥ 加强层伸臂桁架深入筒体剪力墙 伸臂桁架内力计算可不计楼板作用
– 层抗剪承载力计算中，加强层的斜撑承载力不能采用 25 绝对值的叠加
南京德基广场： 49层，209m， 11层、24层、37层设加强层
26
Ki Vi / Ui
Ki Vi / Ui / hi
27
3. 结构方案设计中注意的问题
④ 楼板大开洞
– 情况复杂 – 弹性楼板不计入平面外刚度，按大震计算楼 板应力 – 计算对竖向构件的不利影响
U2(m)
罕遇地震作用下，所有连廊隔震支座的最大变形分 别为39.5cm，支座选用最大位移量50cm
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3. 结构方案设计中注意的 问题
⑧ 鞭梢效应的计算 按大震分析
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4. 对计算分析的要求
① 现有软件为结构工程师提供了十分必要的 分析工具，但仍需要工程师的分析判断 ② 弹性静力分析的计算原则严格遵守规范规 定 ③ 工程计算出现怪异情况的，设计工程师要 分析，软件工程师要及时改正
B12T1N B12T1S B12T2N B12T2S B23T2N B23T2S B23T3N B23T3S B35T3N B35T3S B35T5N B35T5S B56T5N B56T5S B56T6S B56T6N B69T6N B69T6S B69T9N B69T9S B78T7N B78T7S B78T8N B78T8S B89T8N B89T8S B89T9N B89T9S
对超限高层建筑抗震设防审查若干技术问题的讨论(方小丹11.21.)pptx总结
ρ
2 × 2.01 2 × 2.85 2= 1.6%(C 30),...... = ρ 2= 2.28%(C 60) 500 500 3 × 2.01 3 × 2.85 2= 2.4%(C 30),....... = ρ 2= 3.4%(C 60) 500 500 4 × 2.01 4 × 2.85 2= 3.2%(C 30),....... = ρ 2 = 4.56%(C 60) 500 500
对超限高层建筑抗震设防审查 若干技术问题的讨论
华南理工大学建筑设计研究院 2014.11.21
方小丹
1、中震作用下剪力墙拉应力2ftk控制问题
• 问题的提出 • 海口：高79.5米的剪力墙结构住宅,墙厚300mm。 高80.5米的剪力墙结构住宅，墙厚 600~ 700mm,还要配置型钢。合理吗？ • 2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术 要点第12条 • （四）确定所需的延性构造等级。中震时出现 小偏心受拉的混凝土构件应采用《高层混凝土 结构规程》中规定的特一级构造，拉应力超过 混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢。
934000 混凝土的名义拉应力 300 × 1500 = 2.07 Mpa
>ftk=2.01Mpa。
• 按《混凝土结构设计规范》公式验算其受 剪承载力(取剪跨比λ=1.5，水平分布配筋按 一般构造2d10@200)： V
2 × 78.5 × 1400 200
k
0.5 f tk bb0 − 0.13 N k =
• 两个不正确的概念 1、出现裂缝的钢筋混凝土小偏心受拉构件不能 承受剪力。 2、混凝土构件的正截面承载力或裂缝宽度计算 应控制混凝土的拉应力。 • 正确的概念是： • 1、钢筋混凝土小偏心受拉构件可以承担剪力； • 2、一般的钢筋混凝土构件是带裂缝工作的， 正截面承载力计算并不考虑混凝土受拉承载力 的贡献；
针对超限高层建筑工程抗震设计的研究
针对超限高层建筑工程抗震设计的研究【摘要】随着我国经济的不断发展，我国建筑行业也逐渐的快速升起，同时广大人民的生活水平也有了显著的提高，人们会无疑的考虑房屋建筑的安全性。
超高层建筑抗震的有效设计，是直接的关系着居民生活质量的大事。
因此，针对超限高层建筑工程抗震设计已经成为了当今社会普遍关注的一项社会性问题，越来越受到人们的关注和重视。
本文通过我对超限高层建筑工程抗震设计存在的问题以及采取的有效措施浅析自己的观点，希望能更好的给超高层建筑提供必要的参考依据，实现给抗震方面的有效设计。
【关键词】超限高层建筑；建筑工程；抗震设计；对策如今，随着建筑行业的兴起，居住建筑与人们的生活就密切的联系着，但是近年来，随着人们的生活水平的不断提高，人们都在不断的关注着住宅的面积、位置以及建筑的抗震设计等问题，所以超限高层建筑抗震设计很受人们的关注。
因此，与居民生活相关的抗震设计的好坏直接的影响着居民的使用，能否综合利用实用、美观和人性化等因素对给超限高建筑工程抗震进行科学的设计是一个重要研究内容。
超限高建筑由于自身高、大以及给抗震设计繁琐等原因，其在设计方面应该要不同于其他建筑上卡座设计，要根据其特点进行设计，体现出超限高层建筑抗震设计的不同风格。
一、对超限高层建筑工程抗震设计的基本要求（一）在进行超限高层建筑工程的设计过程中，要严格的对建筑物本身的稳定性能、承载能力、整体延性等多个方面进行综合性研究和考虑。
在工程的设计过程中，对于其结构的构建要严格的符合安全的具体要求，还要对可能出现的问题进行防治和加强，采取必要的措施进行加固，大力提高超限高层建筑本身的抗震能力。
（二）在进行建筑物的设计过程中，要采取措施尽量来设计出多层次的抗震防线。
在我国超高层建筑物中，每一个建筑物如果具有良好的抗震体系，就必须有多个比较良好的延伸性分体构成，这些构建要结合在一起，能在起到整体的配合作用下也不会影响它们之间的相互作用。
在进行超限高层建筑物设计中，会设计更多地抗震防线，这主要是由于在一起比较强烈的地震之后，一定会有更多地余震出现，如果只有一道抗震防线，那么建筑物的安全性和稳定性就会受到很大的冲击，很难保障建筑物和人民生命财产的安全。
关于超限高层民用建筑抗震问题
关于超限高层民用建筑的抗震问题摘要：本文对超限高层民用建筑的最大高度超限、高宽比超限和体型规则性超限等进行了分析，研究了超限高层民用建筑的抗震计算分析、抗震措施及抗震专项审查问题。
关键词：超限高层民用建筑；高宽比；超限；抗震绪论我国城市化进程的加快，建筑物不断向空中和地下发展，建筑形态也在不断变化和创新。
随之而来的建筑超限问题日益突出，加上近年的地震灾害频繁，超限高层民用建筑的抗震问题也已经提上了议程。
1 超限高层民用建筑超限高层民用建筑是指超过《建筑抗震设计规范》（gb50011-2010）[1]和《高层建筑混凝土结构设计规程》（jgj3-2002，j186-2002）[2]要求限制的高层民用建筑。
超限高层民用建筑主要包括最大高度超限、高宽比超限和体型规则性超限，此外还包括一些特殊的复杂结构超限。
2 高层民用建筑超限控制2.1 最大高度超限控制高层民用建筑高度超限程度应满足建设部关于超限高层建筑工程的规定。
接近上限时，宜在结构的底部设置抗震性能良好的竖向构件，如：采用劲性混凝土柱、钢管混凝土柱、钢管与混凝土双重组合柱等；超过限值时，宜改变结构类型。
2.2 高宽比超限控制高层民用建筑高度超限程度高宽比是一个对结构刚度、整体稳定，抗倾覆能力，承载能力和经济合理性的宏观控制指数。
高宽比的计算应遵守以下的要求：一般情况下，按所考虑的方向的最小投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平台很小的局部结构，一般不作为计算宽度；对带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，宜取裙房以上部分的房屋高度和宽度计算高宽比；对于难以采用最小投影宽度计算高度比的情况，应根据工程实际确定合理的计算方法。
2.3 规则性超限控制高层民用建筑规则性超限控制应从平面和竖向规则性两方面进行考虑。
平面规则性超限时的抗震分析要求由于平面规则性超限对楼板的整体性有较大的影响，一般情况下楼板在自身平面内刚度无限大的假定已不适用，因此，在结构计算模型中应考虑楼板的弹性变形。
超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题_吕西林
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限值可从规范中取消。 在抗震构造措施方面，应加强顶部 + F ( 层及 屋面突出物中的竖向构件的延性，适当加强其配 要适当降低其轴压 筋。对底部 + F ( 层的竖向构件， 比， 并同时增加竖向钢筋和水平钢筋 @ 包括箍筋 A 的数中一种较主要的超 C （! ） 楼板开凹口深度太大 B !（ 图 限型式， 其主要表现为： （+ ） （图 +, 示） ， 楼板之间连接较弱 ， +$ 示） % " ##&G (； B+C （ ’! H ’+ ） （( ） 楼板突出幅度太大 $ " %J ! ； * #$&G I； （"） 楼板 +# $ " %J ! 且 $ " !#&’ ( 时为不规则建筑 B ! C ； （图 +- 示） 开洞太大 ， 还有平面长宽 % " ##&G (。此外， 比超限的情况。图 ( 为典型的平面布置超限工程实 例。
+ 高度和高宽比超限工程的抗震设计
!" # 高度和高宽比超限程度的控制及概念设计
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基金项目：国家杰出青年基金资助 A C994C?4! B 。 作者简介：吕西林 A !@CC = 士， 教授。 收稿日期：4994 年 ! 月。 B， 男 A 汉族 B ， 陕西岐山人， 工学博
超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题
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平面规则性超限程度的控制及概念设计 平面布置中的凹口深度超限的情况 （如图 2a 所
示） ， 平面中楼板间连接较弱的情 b / B 的值不大于 0. 5。 况（如图 2b 所示） ，( S1 + S2） / B 的值不应小于 0. 5，或
( a ) 凹口太深 ( a ) Deep indentation for the iayout ( b ) 楼板间连接较弱 ( b ) Weak iinking between the siabs
图l Fig. l
计算高宽比时平面宽度的取值
VaIueS ofቤተ መጻሕፍቲ ባይዱIayout width when computing the height-to-width ratio
超限程度应满足建设部关于超限高层建筑工程 的暂行规定。接近超高上限时，宜在结构的底部设置 抗震性能良好的竖向构件，如采用型钢混凝土柱、钢 管混凝土柱、型钢混凝土墙等，以保证结构底部构件 的良好延性。 在计算高宽比时， 目前对高度 ( H ) 方面的计算取 值较明确，一般是从地面算至檐口的高度；有坡屋顶 时计至坡屋顶一半的高度。但在宽度的计算方面无明 确的规定，这主要是由于平面形式的复杂多变引起 ] 的。 一般情况下， 应按高层规程 [ l（ 图 2. 2. 3 建筑平面） 中的 B 取建筑平面的宽度，但这里也有不合理的地 对于可按规则建筑进行抗震分析 方。作者认为，（l） 的结构 （例如当平面中的局部突出部分的 l / b!l 且 l4
l / B max !0. 3 ， l / b!l ， L / Bmax ! 4 （ d）
限值可从规范中取消。 在抗震构造措施方面，应加强顶部 2 ~ 3 层及 屋面突出物中的竖向构件的延性，适当加强其配 筋。对底部 2 ~ 3 层的竖向构件， 要适当降低其轴压 比， 并同时增加竖向钢筋和水平钢筋 ( 包括箍筋 ) 的数 量。
超限报告中的几点问题(八)——剪重比
超限报告中的几点问题（八）——剪重比在超限报告中,剪重比是一个逐渐被淡化的概念.剪重比给我的印象,无非是“满足最小剪重比最好,满足不了,按比例调整”罢了.如果是这样的话,剪重比这个概念,是否成了“鸡肋”？它究竟在限制什么呢？又能限制什么呢？我们从头说起.为何需要定义剪重比这个参数？规范给出的解释是这样的.“由于地震影响系数在长周期下降段较快,对于基本周期大于3s的结构,由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能过小.而对于长周期结构,地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响,但是规范所采用的振型分解反映谱法尚无法对此作出合理估计.出于结构安全的考虑,增加了对各楼层水平地震剪力最小值（剪重比）的要求.”关于振型分解反应谱法对长周期地震估计不足的原因,尚有以下说法：1）强震记录仪自身的缺点,记录强震数据可能出现问题；2）大震级地震发生的几率较小,记录到的长周期地震动时程不多,对反应谱长周期段的可靠性没有把握.如果不满足剪重比,规范给出的解决办法是“调整地震剪力,或改变结构刚度”.在实际工程中,常见的情况是,结构底部若干层剪重比不满足要求,但中上部楼层可满足要求,通常的做法是,全部楼层按比例放大.我们来看看规范是如何规定的.《抗规》,“只要底部总剪力不满足要求,则结构各楼层的剪力均需要调整,不能仅调整不满足的楼层”.这个观点的逆否命题是,“可以仅调整局部不满足的楼层,如果底部总剪力满足要求.”相对而言,广东省《高规》要讲得更直白一点,“仅部分楼层不满足要求时,可直接放大这些楼层的地震剪力使之满足要求,当基底剪力不满足时,则全部楼层放大,放大系数为由基底剪力确定的系数.”不同的是,《抗规》还有规定,“当底部总剪力相差较多时,结构的选型和总体布置需重新调整,不能仅采用乘以增大系数的方法处理”.看到没有？前面啰里啰嗦讲剪力调整的内容,都只是“小孩子过家家”,而真正“真枪实弹”的内容是调整结构选型和布置.回到开头的问题,“剪重比究竟在限制什么？”按照规范,它可以限制结构布置.用剪重比限制结构布置？？这种逻辑听起来有些诡异.想想看,剪重比的诞生是因为反应谱法（长周期）及强震记录仪自身的缺陷所做的弥补,如果计算剪力不足,人为补足,这是可以理解的.但以剪重比来评判结构布置,却是截然不同的一个概念,规范并未为此概念提供依据.规范也未说明“底部剪力相差多少,才算得上相差较多.”在全国《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》中,有这样一句话,“基本周期大于6s的结构,计算的底部剪力系数比规定值低20%以内,基本周期3.5s~5s的结构比规定值低15%以内,即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行设计.（个人理解,即可采用剪力调整的方法）”.也许,这句话,即为《抗规》“底部剪力相差较多”做了一个注解.插句题外话.很早以前,有小姐姐问我一个貌似很深奥的问题,对X型（或其他异型）平面住宅,剪重比计算时,取哪个方向的剪力呢？根据剪重比的含义,自然应该取各个方向中最小的基底剪力呀,这个方向可能既不是平面坐标中的X向,也不是Y向.要知道,地震方向是随机的,而X、Y仅是人为设定的.最后再来谈谈剪重比限值的合理性.在我印象中,很多大牛都谈论过这个问题.在此,仅摘取黄吉峰博士和刘畅博士的部分观点.黄吉峰在《建筑结构剪重比规律及控制方法研究》中提到：“1）剪重比主要取决于结构的周期和阻尼比,缩短周期、降低阻尼是提高剪重比的直接、有效手段；如果认为长周期不是问题的话,剪重比是否满足规范限值与结构形式、结构布置的合理性没有明显关系；2）规范规定的剪重比限值,对于某些特征周期较长的结构不控制,不能起到弥补长周期分量缺失的作用；而对于某些特征周期较短的结构,剪重比限值甚至超过了理论最大估计值,又过于严格.”刘畅博士曾提到：“1）剪重比不满足的本质问题在于第一振型对于基底剪力的贡献与其对质量的贡献不一致；2）单自由度体系,天然满足剪重比,无论周期长短,长周期结构,刚度正常的情况下不可能满足剪重比要求.”OK,关于剪重比,情况就是这么个情况.大家也不用太较真.广东省超限专家对剪重比已经看得比较淡了,不用担心因为这个指标不好看,而导致超限不通过.如果能保证基底剪力不小于按剪重比系数计算剪力的85%,那就更没问题了.如果计算剪力偏小一点点,不妨通过微调连梁刚度折减系数和周期折减系数来解决.以上仅为个人观点,欢迎讨论.。
超限高层建筑抗震设计及抗震审查
超限高层建筑抗震设计及抗震审查摘要：随着土地可使用面积越来越紧张，工程技术水平不断提升，高层、甚至超限高层建筑越来越频繁的出现。
超限高层建筑要求建筑结构在正常设计、正常施工、正常使用和维修的条件下具有安全性、适用性、耐久性的功能。
结构可靠度就是要合理地确定结构的可靠度水平，使结构设计符合技术先进、安全适用、经济合理和确保质量的要求。
本文就超限高层建筑的特点、工程抗震设计进行简要分析，同时也对超限高层建筑的抗震设防审查及桩基的安全性作了阐述。
关键词：超限高层；建筑抗震设计；专项审查；桩基1、超限高层建筑的概述超限高层是指超过规范要求限制的高层建筑。
超限高层审查是在项目的初步设计阶段，按国家建设部要求，申请全国超限高层审查委员会组织专家从技术角度进行多方论证，力求在抗震、消防等方面保证建筑物的质量安全。
“小高层”和“超高层建筑”都是“民间说法”，不规范。
超限高层的高度和层数并没有统一的“定数”。
对混凝土框架剪力墙结构的高层建筑，超过120米为超限高层；混合剪力墙结构为100米以上；有错层的为80米以上；网架结构的为55米以上；而网架无盖结构为28米以上。
无论建筑物多高，超限高层都对工程技术质量提出了更高的挑战。
建设部早在2002年就发布了111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》，明确了在各省、自治区、直辖市对此类工程的管理应由相应省级建设行政主管部门负责。
并规定若在抗震设防区内进行超限高层建筑工程建设，建设单位应在初步设计阶段向当地省级建设行政主管部门提出专项报告，可见政府对此工作的重视程度。
2、超限高层建筑工程抗震设计研究的作用和意义在我国经济的发展和全球经济一体化的大趋势下，我国基础设施的建设发展也突飞猛进，出现了各个行业的流动资金开始往基础设施建设汇集的现象。
超高层建筑工程是在人们对空间成分利用的前提下应运而生的，这反映了人们对充满时代感和现代感的城市生活的追求。
但是问题也随之而来，因为超限高层建筑工程自身的结构特点已经超出了我国对建筑工程的理解和规定，抗震也成为摆在超高建筑工程面前的重大难题。
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⑤ 7、8度抗震设防时采用厚板转换的高层建筑。 《高规》第 10. 2. 2条规定的转换层位置高度主 要针对框 支 - 剪力墙结构, 对底部带转换层的框 架 - 核心筒 结构和外 筒为密柱框架的筒中 筒结构, 其转换层位置可适当提高。
和总结, 提出了建议和意见, 可供超限高层设计参考。
关键词: 超限高层建筑结构; 抗震设计; 扭转效应; 抗侧刚度; 转换结构; 施工顺序模拟; 概念设计
中图分类号: TU 352. 1
文献标识码: A
文章编号: 1008- 3707 ( 2005) 04- 0001- 04
随着城市建 设的发 展, 高层 建筑越 来越 多, 各种体 型复 杂的不规则高层 结构 时有 出现。如 正在建 设中 的上海 环球 金融中心, 地面以上达 到 101 层, 高度 492 m, 采 用筒中 筒混 合结构, 内筒在 340 m 以下采用钢筋混凝土结构, 340 m 以上 采用钢斜撑混凝 土筒体 结构; 外 框筒采 用巨 型柱、斜撑 和周 边桁架组成的巨型斜 撑框架结构, 并在 竖向设置三 道 3层层 高的伸臂桁架加强层 。浙江温 州的世界贸易 中心大厦, 地面 以上 68层, 结构 高度 近 300 m, 钢 筋混 凝土 筒 中筒 体系, 10 层以下抽柱转换, 转换层以下为型钢 混凝土柱。宁 波浙海大 厦二期工程主 楼 52 层, 结构高 度 160 m, 6层 以上 为住 宅, 6 层以下为商场、银行办公、会所 及游泳池等, 采用钢 筋混凝土 框支 - 剪力 墙结构体系, 第 6层通过厚 板进行高位转换。嘉 兴中港城五星级酒 店主楼 地面以 上 55层, 高度 近 230 m, 钢 筋混凝土框架 - 核心筒结构体 系, 底部 10层位置抽柱 转换, 转换层以下为型 钢混凝 土柱, 由 于核心 筒宽 度较小 , 为 满足 侧向位移和结构整体 稳定要求, 分 别在第 25 层和 40 层设置 了水平加强层。以 上这 些高层 建筑 在高度 或结 构规则 性等 方面均超出了现行国 家规范、规程的适 用高度和有 关的抗震 设计规定, 如不对其 抗震设 防进 行专门 研究, 不 进行超 限设 计可行性论证并采取有效的抗 震加强措施, 将危及 结构的抗 震安全。
规范中定义的位移 比和周期比, 应 是对高层建 筑结构整 体振动效应的 反映, 不是 结构的 局部 振动, 因此, 只 有按 刚 性楼板假定 计算得到的位移比和周期比才有 意义。对因楼 板局部不连续 需要定义 弹性 楼板 的工程, 应 分两 次计算, 计 算位移比和周期比时应 采用 刚性楼板假定 , 计算各工况内 力、变形 时 采 用 能 反 映 楼 板 平 面 内 实 际 刚 度进 行了抗 震设 计专 项审查, 工 程设计还委托 中国建研院进行了结构整体模型振动台试验。
1 超限高层建筑的界限范围
根据建设 部第 111号令《超限高层建筑工程抗 震设防管 理规定》[ 1]和《超限高层建筑 工程抗 震设防专 项审查 技术要 点》[ 2] , 超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程所规 定的适用高度和适用结 构类型的高层建筑工 程、体 型特别不 规则的高层建 筑工程、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。
根据基于性能抗震设计的基本 思想, 在 这种情况下 结构的某 些不规 则程 度 限值 指 标 可有 所 放宽。 文献 [ 2] 明 确 提 到:
规则性要求的严格程度, 可 依据抗 震设防 烈度 不同有 所区 别。当计算的最 大水平 位移、层 间位移 值很 小时, 扭转 位移 比的控制可略 有放 宽 。 文献 [ 6] 建 议: 小震 下弹 性计 算的 最大层间位移不超 过规范 限值的 1 /3, 构件对 应于标 准值的 抗震承载力满足在中震下的地 震内力组合要 求时, 扭转位移 比可放松。
1. 1 高度超限, 即房屋高度超出规范、规程所规定 的最大适用高度
这里所 指的 最 大适 用 高度, 对 于钢 筋 混凝 土 结构 应按 《抗规》[3] 第 6章 的规定 采用; 对钢 结构 应按 《抗规 》第 8章 的规定采用; 对钢 - 混凝土 混合结 构应按 《高 规》[4] 第 11章 的规定采用; B 级高度高层建筑的抗 震设防应 纳入超 限高层 建筑的管理范 畴。
4 层刚度计算与薄弱层判别
4. 1 楼层抗侧刚度的三种计算方法
正确判别薄弱层 位置, 并从承载力 和细部构造 两方面对 薄弱部位采取综合加 强措施, 是超限高 层抗震设计 的重要环
节。目前大多数结构软件判别 薄弱层位置的 方法, 是采用计 算楼层侧向 刚度 的 相 对 比值 来 实 现 的。现 行 《抗 规 》、《高
2. 2 对结构计算分析模型、计算结果的审查
1) 结构自振周期、振型是否合理, 各楼层 地震剪 力与其 上各层总重力荷载代 表值的比值是否满足规范要求;
2)结构总体扭转效应是否得到控制, 考虑偶然 偏心下的 各楼层扭转位移比及结构周期 比 (以扭转为主的第 一自振周 期与以 平 动 为 主 的第 一 自 振 周 期 的 比 值 ) 是 否 满 足 规 定 限值;
7)结构时程分析所 采用的 地震 波和计 算结 果是 否符合 规范要求;
8)薄弱层和薄弱部位的判别是否正确, 必要时 应采用静 力弹塑性分 析 ( PU SH - OVER 推 覆 分析 ) 结 果 加以 判 别和 确定;
9)转换结构应有重力荷载下的结构施工 模拟分析。
2. 3 对抗震加强措施的审查
位移比限 值在一定 条件下 应可 放松。对 于 6 度区 的某 些高层建筑, 小震下按弹性计算的最大 水平位移和 层间位移 角均很小, 但为满足 风荷载 作用 下的刚 度和 承载 力要求, 结 构可具有中 震 (设 防烈 度 ) 作用 下弹 性计 算的 承载 力水 准。
杨学林等: 超限高层建筑抗震设计中的若干问题
有些高层建筑 虽然 高度未 超出 适用高 度, 但体 型复 杂, 结构规则性较差, 也应按超限高层的有 关规定进行 抗震设计 可行性论证并采 取有 效的 抗震措 施。如浙 江电 力调度 大楼 地面 以上仅 15 层, 结构高 度约 65 m, 未超过 结构 的适 用高 度, 但建筑体型十分复杂, 结构平 面和竖向 存在多项不 规则,
杨学林等: 超限高层建筑抗震设计中的若干问题
程度超过规定值 很多 的高 层建筑。 平面不 规则 类型主 要有 扭转不规则、凹凸不规则、楼板 局部不连续等; 竖向 不规则主 要有侧向刚度不 规则、竖向 抗侧 力构件 不连 续、楼层承 载力
突变等。当裙房高度超过主楼高度 20% 时, 如主楼相对于裙 房的收进尺寸 > 25% , 则应按侧向刚度不规则考虑。
( 2)结构布置明 显不规则的复杂结构和混合结构的高层 建筑, 如:
① 同时具有两 种以上复杂类型 ( 带转换层、带加 强层和 具有错层、连体、多塔 )的高层建筑;
② 高位转换结构 (如 6度、7度 时超过 5 层, 8度 时超过 3层 );
③ 各部分层数 、结构布置或 刚度等 有较大 不同的 错层、 连体高层建筑;
浙江建筑 第 22卷第 4期 2005年 8月
超限高层建筑抗震设计中的若干问题
杨学林, 益德清
(浙江省建筑设计研究院, 浙江 杭州 310006)
摘 要: 超限高层建筑由于在高度或结构规则性等方面超出了现行 国家规范、规程 的适用高 度和有关的 抗震设计 规定, 在设
计技术上存在的问题较多, 对其进行抗震设防专项管理、对抗震设计实行专项审查, 是确保超限高层建筑结构安 全可靠、避免和消 除抗震安全隐患的重要措施。本文对超限高层建筑的界限范围、抗震专 项审查的主要内 容及设计计 算中的若 干问题进 行了研究
1. 2 高度虽不超限, 但建筑结构布置属于《抗规》 和《高规》规定的特别不规则高层结构
( 1) 同时 具有两项以上平面、竖向 不规则或某 项不规则
收稿日期: 2005 - 06- 08 第一作者: 杨学林, 博士, 教授级高级工程师。 第二作者: 益德清, 中国工程设计大师, 教授级高级工程师。
Ⅰ
对抗震等 级、内力 调整、轴 压比、剪压 比、钢材 的材 质选 取等方面的加 强措施, 应根 据烈 度、超限程 度和 构件 在结构 中所处部位的 不同, 区别对待、综合考虑; 应根据结 构的实际 情况, 采用 增设芯 柱、约束边 缘构件、型钢 混凝土、钢 管混凝 土构件、钢结构的减 震耗能 设计 等提高 延性 的措 施; 抗震薄 弱部位应在承 载力和细部构造两方面采取相应的综合措施。
压比控制等是 否适当; 同时 为高 度超限 时, 薄弱 层地 震剪力 和不落地竖向 构件传递 给水平 转换 构件的 地震 内力 调整系 数, 应取大于现行规范、规程的规定值;
6)对于钢结构及钢 - 混凝土混合结构, 钢框架 承担的地 震剪力应比现 行规范的 规定 值适 当增加, 超 高越 多, 增加值 也应越大;
对带较多 短肢墙的剪力 墙结构, 最 大适 用高度 应按 《高 规》第 7章第 7. 1. 2 条的规 定采 用, 即 7度 和 8 度抗 震时分 别为 100 m 和 60 m, 6 度 时 规 程 未 给 出具 体 规 定, 建议 按 120 m考虑; 错 层结构的最大适用高度应按《高规》第 10章的 规定采用, 6度时建议按 100 m 考虑。
2 超限高层抗震设计专项审查的主要内容
抗震专项审查的主要内容 包括抗震设防 依据、岩土工程 勘察成果、地基基础方案、结构 抗震概念设计、结构 总体计算 结果、薄弱层和 薄 弱部 位的 判 断以 及采 取 的抗 震加 强 措施 等。针对超限设计可行性论证 的主要内容包括:
2. 1 对超限程度的审查
结构高度超限 时, 应对其 结构 规则 性的要 求从 严掌 握, 高度超过规定的适用 高度越多, 对其规 则性指标的 控制应越 严; 高度未超过最大 适用高 度但 规则性 超限 的高层 建筑, 应 对结构的不规则 程度加 以控 制, 避免 采用严 重不 规则结 构。 所谓严重不规则结 构 [ 1], 是 指建 筑体形 复杂, 多 项不规 则指 标超过规范、规程规 定的上 限值, 或 某一项 指标 大大超 过规 定值, 具有严重的抗震薄弱环节, 存在明显 的地震安全 隐患, 地震时可能导致严重 破坏的结构。对于严重 不规则结 构, 必 须调整建筑方案或结 构类型和体系, 防止大震下结构倒塌。