超限高層建筑結構抗震設計需重視的幾個問題

超限高層建筑結構抗震設計需重視的幾個問題中國建筑科學研究院徐培福1一、汶川大地震高層

鋼筋混凝土結構震害概括2汶川大地震高層鋼筋混凝土結構震害概括建研院70多名專家反映的四川、甘肅、陜西某些城鎮(zhèn)情況：高度：8層～30層結構類型框架框架－剪力墻剪力墻框架－核心筒結構比較規(guī)則3設防烈度6度，實際影響烈度7度輕微損壞設防烈度7度，實際影響烈度8度強～9度損壞比較多，沒有嚴重破壞設防烈度7度，實際影響烈度9度強沒有嚴重破壞4二、超限高層應適當提高

抗震設防標準51.提高抗震設防標準的必要性地震發(fā)生的不確定性地震區(qū)劃（設防烈度）可能出現(xiàn)的誤差地震區(qū)劃考慮地震發(fā)生的概率、風險及現(xiàn)實的經濟條件確定30多年來，仍有8次強震發(fā)生在低烈度區(qū)或附近1976年唐山大地震2008年汶川大地震6國家、業(yè)主有較好的經濟實力超限高層嚴重破壞、倒塌對社會、人民生命、經濟產生巨大傷害和沖擊超限高層建筑集中成千上萬人員強震時難以逃生（絕對位移振幅可達幾米）目前國內外的技術水平很難對超限高層強震下的性能作出有把握的判斷適當提高抗震設防標準，增加的造價僅占總造價的5～10％72.提高抗震設防標準的主要措施適當提高抗震性能目標對設計反應譜和地震動參數、地震波選取的要求8適當提高抗震性能目標根據超高和復雜的程度確定性能目標加強范圍：豎向構件、轉換構件、斜撐等關鍵構件全高范圍關鍵部位性能目標正截面承載力（壓彎、拉彎、軸壓、軸拉）中震彈性中震不屈服抗剪承載力大震不屈服中震彈性相當于設防烈度提高1度多9對設計反應譜和地震動參數、

地震波選取的要求小震反應譜、地震動參數取規(guī)范和安評報告的較大值中震、大震以規(guī)范為主，如安評報告的地震反應較大，作為參考彈性和彈塑性時程分析至少采用三組地震波，各組地震波反應譜要與設計反應譜相近設計中取三組地震波反應的包絡值美國2007年舊金山北加州結構工程師協(xié)會“非常規(guī)高層建筑抗震設計和審查公告”規(guī)定七組地震波反應的平均值101112三、超限高層抗震設計的

若干要求13超限高層抗震設計的若干要求對業(yè)主及建筑師要從技術可行性及經濟代價上加以必要協(xié)調和約束對無震害經驗、無試驗依據、現(xiàn)有軟件難以分析判斷或抗震概念上難以接受的結構方案、構件、節(jié)點，要進行必要的試驗研究結構方案設計中需注意的問題對計算分析的要求143.結構方案設計中注意的問題特別復雜或高度超B級高度宜采用鋼與混凝土組合構件或鋼構件控制自重（1.6t/m2）和剪力墻厚度（1.2m）15沈陽茂業(yè)中心主塔樓：7度，70層，284m16結構方案對比結構體系總質量（萬噸）每平米質量（噸/米2）鋼筋混凝土框架型鋼混凝土筒26.51.76鋼管砼柱鋼梁型鋼混凝土筒21.81.43調整后最大墻厚1m17北京財富中心II期,61層，264m18北京財富中心II期8度，61層，264m鋼管混凝土柱、鋼梁鋼管混凝土柱外徑1.3m鋼板剪力墻：基底～13層首層層高10.47m，墻厚1.2m二層墻厚1m26層、41層設加強層193.結構方案設計中注意的問題框架－核心筒及框架－剪力墻結構中，框架剪力調整取0.2V0和1.5Vimax的較小值（不能自定放大系數2.0等），有利于防止各個擊潰超B級高度較多時，取0.2V0和1.5Vimax的較大值20中震攻復核鋤計算酬中，幼框架田剪力抬調整校仍需蠅要，賠但框嫂架梁睡不必江調整贏，有捷利于與強震扔下的想“強既柱弱腸梁”除9度一級致外，按膽，低苦估了梁前的極限瞎抗彎承踢載力（袍實配鋼捏筋及樓柱板作用設未考慮第），相鍛反高估緞了柱的膏承載力記（強震仰下柱軸卻力變化高降低其虧承載力飛）212223243.結構方輕案設計交中注意倡的問題層剛沖度比肉和層滾抗剪段承載升力比不宜有夜層剛度鍬和層抗四剪承載朵力都比抖較弱或晨剛滿足啟規(guī)范限造值的樓業(yè)層剛度計切算恥美國UBC國內有勺不同意樹見，目壓前正在犧研究。是一般情朝況下仍閘先按規(guī)邁范規(guī)定純框架仿結構：居砌體填吹充墻對療層剛度粘影響大肝，計算從中宜考唇慮層高鉤增加直硬接降低足層抗剪寨承載力隸，按規(guī)禮范計算覆層剛度勒比較合芒適剪力株墻、龜框剪勒、框慨架－舞核心紡筒結宰構，哀與純轟框架興結構匪不同層。通隊過研筑究確兄定是扛否采體用夏。對預加強侍層、度設備涂層也長可先轉按此功計算喇。層抗掃剪承吧載力拼計算艘中，杠加強彎層的胡斜撐裂承載宅力不燭能采筆用絕慌對值候的疊策加25南京德柜基廣場蹈：49層，209淘m，11層、24層、37層設峰加強隊層26273.結構缸方案形設計錢中注稅意的運問題樓板上大開驗洞情況吊復雜彈性泛樓板練不計贏入平遮面外鋸剛度黎，按銀大震廢計算枝樓板拐應力計算丑對豎啦向構頁件的炭不利餓影響287度，65層，305煮m泰2層、5層樓考板開削大洞293.結構狡方案港設計囑中注峽意的女問題結構煙兩個煮正交到方向寸的第申一平睛動周灣期比充大于0.8天津嘉壯里中心室，59層，20班0m調整前T1x=4.給654色s，T1y=3嘴.6蝕53贈s，T1x/T1y=0.巷785303.結構鏡方案畫設計幫中注絡意的駁問題加強層聚伸臂桁捎架深入隔筒體剪晴力墻伸臂桁制架內力伐計算可悼不計樓杏板作用31北京蛙財富熟中心II期323.結構方蛇案設計重中注意尋的問題滑動己連體聚要按東大震去計算厭其位財移量尺，預陜留足蓮夠的具間隔北京當理代MO畜MA33罕遇討地震寨作用挽下，恥所有讀連廊朵隔震掉支座漠的最振大變缸形分信別為39.硬5cm，支座麻選用最雀大位移零量50氏cmX向El甘-C數en杰tr門o波34353.結構方隙案設計秋中注意巾的問題鞭梢效戴應的計寶算按大拋震分顧析364.對計算即分析的獅要求現(xiàn)有充軟件醋為結魯構工杰程師窗提供梳了十州分必睡要的鹽分析伐工具族，但它仍需惠要工欺程師關的分尖析判賤斷彈性虜靜力鐘分析習的計圓算原殲則嚴騰格遵城守規(guī)謹范規(guī)掌定工程遙計算鏟出現(xiàn)情怪異烏情況役的，如設計殃工程胸師要揮分析辣，軟桃件工煎程師夏要及膀時改掉正374.對計天算分壘析的濁要求彈塑爸性分牲析的蹤蝶軟件惱，工繩程計酒算結禁果有擦時出摘現(xiàn)不滴合理騎情況周。如棵不能到比較拼合理漿的計囑入結注構阻巡壽尼比鵝，使巷彈塑也性計礙算的芝基底吵剪力樣大于汪彈性遺計算匙結果就。計物算參辛數的眠隨意首性大彈塑性梢分析軟爽件要加歐緊研究變改進384.對計津算分莫析的蔽要求高度超碑過200腐m的超化限高瞇層結脅構要進揮行彈領塑性臭時程勿分析高度夠超過300攀m或新吃型結常構體慌系或菌特別元復雜續(xù)的超菠限高咸層要有惰另一拜個單憶位，鑄采用隙不同渠的軟行件進飼行獨宋立計忘算校撒核394.對計算位分析的謊要求特別與復雜項的超釋限高伸層結徐構計等算應匆考慮尸施工鳥模擬抗震演設計山的內爐力組尊合應單以施椒工全誰過程燭完成顯后的嚼靜載銀內力洲和位彩移為宿初始聰狀態(tài)施工中莫應采取雪可靠的艘支撐體范系404.對計算臨分析的