淺談超限高層建筑抗震設(shè)計可行性

1、淺談超限高層建筑抗震設(shè)計可行性摘要：建筑設(shè)計是否考慮抗震要求，對整個建筑起著很重要的作用。木文探 討了超限高層建筑抗震設(shè)計，利用計算軟件分析超限高層建筑抗震設(shè)計的可行 性。關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計；計算分析；抗震措施discussion on seismic design of high-rise building feasibilityjin guojian chen kaiabstract: the architectural design is to consider the seismic requirements, the entire construction plays a very i

2、mportant role. this paper discusses the high rise building aseismic design calculation software, using the analysis of tall building in seismic design of feasibility.key words: seismic design; calculation analysis; seismic measures一、工程概況木工程擬建建筑物情況基木如下：±0.000相當(dāng)于黃海高程5.8米。地下室四 層（地下一層層高7.8m,局部帶夾層），

3、底板建筑面標(biāo)高-19.5m。裙房四層。裙 房屋而高度15m間，裙房的基本功能是商業(yè)。裙房以上設(shè)有7個塔樓， 高度在55m75m之間。本文討論1,2#樓的抗震設(shè)計,2#樓主要特點在于從14 層屋面高位連體，連體層跨度27米，寬度32米，共有5個結(jié)構(gòu)層相連。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計1、本工程采用鋼筋混凝土框架筒休結(jié)構(gòu)。樓電梯間等薄弱部位及預(yù)埋管線 較多的位置將考慮適當(dāng)加大板厚。2、十四層至屋面（共5層）高位連體部分，連體跨度27米；連體部分采用 鋼結(jié)構(gòu)，其小在i四i五層利用上下層鋼梁做為上下弦，層間采用焊接h型鋼 做腹桿，形成4桶轉(zhuǎn)換鋼桁架，用于支撐連體豎向荷載；十五層至屋面采用鋼結(jié) 構(gòu)梁柱，組合樓蓋；鋼梁，

4、鋼桁架弦桿與塔樓柱均采用剛接連接。3、地基基礎(chǔ)：采用6001200大宜徑灌注樁，設(shè)承臺，基礎(chǔ)梁。局部地 下室底板落在中風(fēng)化層上時采用天然地基。4、變形縫和后澆帶：超長的主體地下室，地下車庫間隔40m左右設(shè)置后澆帶以減少混凝土收縮和溫度應(yīng)力的影響。5、對本工程在建筑物下的地下室，由于上部荷載較大，結(jié)構(gòu)考慮荷載以上 部荷載為主，不考慮抗浮設(shè)計。但因根據(jù)基底標(biāo)高在施工期間采取臨吋的抗浮影 響，采取基坑排水措施，對無上部建筑的地下室，根據(jù)地下室自重和上部覆土荷 載條件，進行抗浮設(shè)計?？垢≡O(shè)計時，根據(jù)地質(zhì)條件采用抗拔樁。三、計算分析模型及軟件名稱1、上部結(jié)構(gòu)采用的分析程序：高層建筑結(jié)構(gòu)空間及冇限元分析與

5、設(shè)計軟件 satwe (墻元模型)，pmsap.中國建筑科學(xué)研究編2011.01版2、基礎(chǔ)采用的分析軟件程序：jccad中國建筑科學(xué)研究編2011.01版四、調(diào)模過程描述本工程因高位連體的因素，造成連體樓層扭轉(zhuǎn)位移比，扭傳周期比很難滿足 規(guī)范要求，設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，扭轉(zhuǎn)周期同平動周期聯(lián)動，分析認(rèn)為，本樓的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象 形成的主因在于連體兩塔樓在y方向的反方向平動造成。為了使周期比與扭轉(zhuǎn) 位移比滿足規(guī)范限制要求，設(shè)計中著重加強了塔樓兩端框架剛度，減小連體兩端 框架剛度。主耍技術(shù)措施：塔樓兩端框架采用鋼骨混凝土柱，梁，形成勁性框架; 連體兩端框架為了連體處轉(zhuǎn)換鋼桁架的連接需要，局部樓層采用鋼骨柱，設(shè)計屮 為

6、了避免該棍框架剛度過大，鋼骨采用h型鋼，強軸方向設(shè)在框架平面外。五、主要計算匯總與分析(satwe)1、結(jié)構(gòu)自振周期1#, 2#樓自振周期(s) satwe多塔計算 t1 1.5233 (0.01)t2 1.4911 (0.00)t3 1.2932 (0.69)t4 0.4269 (0.12)t5 0.4151 (0.17)t6 0.3658 (0.47)注：描號內(nèi)數(shù)據(jù)為satwe計算的各振型扭轉(zhuǎn)系數(shù)。2、層間位移角與扭轉(zhuǎn)位移比計算軟件satwe風(fēng)作用最大層間位移角x向1/9674y 向 1/6311地震作用下最大層間位移角x向 1/5376y 向 1/5625地震作用下最大扭轉(zhuǎn)位移比（偏心5

7、%）x向 1.09y 向 1.58計算結(jié)果可知，1#, 2#樓在風(fēng)荷載、地震荷載作用下的最大層間位移角均小 于1/800,均滿足要求。3、抗傾覆穩(wěn)定驗算（satwe結(jié)果）作用荷載 抗傾覆mr傾覆mov比ffi mr/mov 零應(yīng)力區(qū)（）風(fēng)荷載作用下 x 向 149782400 314291.6476.57 0.00y 向 41838500.0 572690.973.060.00地震作用下 x 向 144626864.0641282.9225.53 0.00y 向 40398416.0 1073287.137.640.004、剛重比計算軟件satwex方向剛重比最小6.67y方向剛重比最小6.9

8、1從計算結(jié)果可知，1#，2#樓x方向和y方向的剛重比均大于1.4,說明結(jié)構(gòu) 整體穩(wěn)定性驗算滿足要求，計算結(jié)果x, y方向剛重比均大于2.7,可不考慮重 力二階效應(yīng)（即p-delta效應(yīng)）的影響。六、主要計算匯總與分析(pmsap)1、結(jié)構(gòu)自振周期1#, 2#樓 口振周期(s) pmsap多塔計算 t1 1.615821 (0.00)t21.336638(0.00)t31.127468(0.99)t40.453482(0.01)t50.411804(07)t60.374009(0.24)注：括號內(nèi)數(shù)據(jù)為pmsap計算的各振型扭轉(zhuǎn)系數(shù)。2、層間位移角與扭轉(zhuǎn)位移比計算軟件pmsap風(fēng)作用最大層間位移

9、角x向1/9591y 向 1/7470地震作用下最大層間位移角 x向 1/5374y 向 1/5832地震作用下最大扭轉(zhuǎn)位移比(偏心5%) x向 1.11y 向 1.34計算結(jié)果可知，1#, 2#樓在風(fēng)荷載、地震荷載作用下的最大層間位移角均小 于1/800,均滿足耍求。3、抗傾覆穩(wěn)定驗算(pmsap結(jié)果)作用荷載抗傾覆mr傾覆mov比值mr/mov零應(yīng)力區(qū)()風(fēng)荷載作用下x向107209696.c1264257.3405.70 0.00y 向 29691750.0490551.360.530.00地震作用下 x 向 103459592.0459197.0225.310.00y 向 286531

10、54.0594080.448.230.004、剛重比計算軟件pmsapx方向剛重比12.59y方向剛重比17.63從計算結(jié)果可知，1#, 2#樓x方向和y方向的剛重比均大于1.4,說明結(jié)構(gòu) 整體穩(wěn)定性驗算滿足要求，計算結(jié)果x, y方向剛重比均大于2.7,可不考慮重 力二階效應(yīng)(即p-delta效應(yīng))的影響。七、超限情況及主要抗震措施1、超限情況：(1) 、裙房以上樓層在指定水平力作用下考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.5；(2) 、高位連體；(3) 、相鄰層受剪承載力變化大于80%；(4) 、樓層側(cè)向剛度與相鄰上層的比值小于0.9；(5) 、局部有穿層柱；(6) 、大底盤上多塔；2、主要抗震措施

11、根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范、規(guī)程要求，結(jié)合本工程具休情況，本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計采用 以下主要抗震措施：(1) 、高位連體采用鋼結(jié)構(gòu)桁架轉(zhuǎn)換，兩端與塔樓連接采用剛接；(2) 、連體部分采用鋼結(jié)構(gòu)梁柱，減輕結(jié)構(gòu)自重，提高抗震性能；(3) 、與連體鋼結(jié)構(gòu)相連的塔樓柱從13層屋面采用型鋼混凝土柱；(4) 、轉(zhuǎn)換桁架(14層，15層)上下弦伸入塔樓一跨，此跨弦桿采用型鋼 混凝土梁，端部與之相連接的混凝土柱，墻內(nèi)設(shè)型鋼暗柱；(5) 、提高連體部分及與z相連接的塔樓邊框架抗震等級，抗震等級設(shè)為二 級；(6) 、連接體樓板厚度取150mm,雙層雙向配筋，最小配筋率控制為0.25%；(7) 、層剛度比以及受剪承載力突變的樓層，均按薄弱層處理，均按高規(guī) 4.3.12條要求調(diào)整樓層地震剪力；(8) 、局部穿層柱采用型鋼混凝土柱八、結(jié)束語建筑設(shè)計是建筑杭震設(shè)計的一個重要方面，建筑設(shè)計與建筑抗震設(shè)計有著密 切關(guān)系。它對