高層鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)及其抗震研究的發(fā)展現(xiàn)狀

高層鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)及其抗震研究的發(fā)展現(xiàn)狀

高層鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)具有鋼結(jié)構(gòu)施工速度快、混凝土結(jié)構(gòu)剛性好、成本低等優(yōu)點。被認(rèn)為是一種適合中國國情的更好的建筑結(jié)構(gòu)形式。它被廣泛用于中國的高層建筑，尤其是超過高層的建筑結(jié)構(gòu)。目前，該混合結(jié)構(gòu)已在中國40多個高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中得到應(yīng)用。然而,國外在地震區(qū)卻很少采用這種結(jié)構(gòu),主要是因為對這種結(jié)構(gòu)的抗震問題沒有進(jìn)行過系統(tǒng)的研究,歷史上有過地震破壞的紀(jì)錄,故認(rèn)為不宜用于地震區(qū),并對其設(shè)計要求極為嚴(yán)格。在我國,對這種結(jié)構(gòu)的抗震研究也僅在近幾年才開始,而且研究所采用的分析方法和技術(shù)手段都較簡單,雖然取得了一些成績,但沒能很好地解決存在的主要抗震性能問題。為了確保這類結(jié)構(gòu)的抗震安全性、減輕地震災(zāi)害,對這種結(jié)構(gòu)的抗震性能和設(shè)計方法開展系統(tǒng)和深入的研究已是工程的迫切需要。本文系統(tǒng)地總結(jié)、論述了鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)及其抗震研究的發(fā)展現(xiàn)狀,指出了抗震研究中存在的主要問題和今后需要進(jìn)一步研究的方向。1鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)最早于1972年用于芝加哥的GatewayⅢBuilding(36層137m)。由于這種結(jié)構(gòu)體系充分利用了鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,后被許多國家用于高層和超高層建筑中。如法國巴黎的麥納-蒙帕納斯大樓、AncondaTower;捷克的Guezla大樓;新加坡的海外聯(lián)合銀行中心(OverseasUnionBankCenter)。我國80年代才將鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)用于高層建筑,1986年建成的高82.75m的北京香格里拉飯店就采用了這種結(jié)構(gòu)形式。到目前已建成或在建的高層建筑(約有40余幢)中,有一半以上采用的是鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu),如上海金茂大廈(88層420.5m)、新金橋大廈(38層157m)、證券大廈(27層121m);深圳地王大廈(81層325m)、深圳發(fā)展中心(48層165m);北京國貿(mào)二期(39層156m);大連云山大廈(52層208m)、大連遠(yuǎn)洋大廈(51層201m);天津云頂花園(43層165m)等。其中,1996年建成的深圳地王大廈,主樓高325m,地上81層,地下3層,中間為型鋼混凝土核心筒、外為鋼框架,是我國第一幢高度超過300m的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。1997年10月封頂?shù)纳虾＝鹈髲B總高420.5m,88層,鋼骨混凝土核心筒、外框鋼骨混凝土柱及鋼柱,是目前國內(nèi)建成的最高建筑。值得一提的是,1998年建成的大連遠(yuǎn)洋大廈(高201m,51層,鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu))的設(shè)計、制造、安裝以及鋼材供應(yīng)全部是由我國自行完成的,這標(biāo)志著我國高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)完全國產(chǎn)化已經(jīng)起步。最近建設(shè)部和國家冶金工業(yè)局在頒布的《建筑用鋼技術(shù)政策》中,將鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)列為要大力推廣的建筑新技術(shù)?？梢灶A(yù)見,這種混合結(jié)構(gòu)在我國高層辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院、住宅及綜合樓等建筑中將被廣泛應(yīng)用,到本世紀(jì)末將在我國建成的200m以上高度的建筑中,大多數(shù)將采用這種混合結(jié)構(gòu)。而在美國,根據(jù)1994年阿拉斯加地震中這種結(jié)構(gòu)體系高層建筑倒塌的嚴(yán)重現(xiàn)實,曾斷言這種體系只能用于150m以下的非抗震區(qū)建筑。日本1992年建造了兩幢鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的高層建筑,由于日本工程界對其抗震性能有不同看法,而后的7年里并未建造任何新的這種結(jié)構(gòu)。近年來有所變化,但對這種體系,規(guī)范要求極為嚴(yán)格,將其列為特種結(jié)構(gòu),并要經(jīng)日本建筑中心評定和建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)部門批準(zhǔn)后方可在工程中應(yīng)用。2混凝土混合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和特點2.1鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)是由部分鋼結(jié)構(gòu)和部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組合而成的,其結(jié)構(gòu)的組合主要是指抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的組合。典型的組合是外框架采用鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)筒采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),形成鋼框架-混凝土內(nèi)筒體系。有一些超高層建筑中的鋼框架是由鋼管混凝土柱及鋼梁組成,而且還設(shè)置伸臂桁架,形成帶伸臂桁架的鋼框架-混凝土內(nèi)筒體系。也有一些超高層建筑中的鋼框架,對部分主要柱子采用鋼骨混凝土巨型柱,并與其余鋼柱及鋼梁組合成外框架,形成巨柱框架-混凝土內(nèi)筒體系。還有一種是由鋼框外筒和混凝土內(nèi)筒組成的筒中筒體系,這種體系在實際工程中應(yīng)用較少。鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)中的樓面結(jié)構(gòu),也常采用鋼梁上鋪設(shè)壓型鋼板,再在該鋼板上澆筑混凝土板。但是由于內(nèi)筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因此內(nèi)筒里側(cè)的樓面結(jié)構(gòu)可考慮兩種方案,一種方案是仍然同內(nèi)筒的外側(cè)樓面結(jié)構(gòu),采用如上所述的鋼梁上鋪設(shè)組合樓板;另一方案是采用普通鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。2.2混凝土結(jié)構(gòu)面由于鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)是綜合利用鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點而形成的一種新型建筑結(jié)構(gòu)體系,因此,從自重輕、施工速度快方面,它優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu);從造價方面,它優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。統(tǒng)計分析表明,高層建筑采用鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的用鋼量約為全鋼結(jié)構(gòu)的70%,而施工速度與全鋼結(jié)構(gòu)相當(dāng),在綜合考慮施工周期、結(jié)構(gòu)占用使用面積等因素后,混合結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于全鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo),是一種符合我國國情的較好的高層建筑結(jié)構(gòu)形式。其主要優(yōu)點及發(fā)展中存在的主要問題歸納如下:2.2.1主要優(yōu)勢(1)側(cè)墻大于鋼結(jié)構(gòu)鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)由于采用鋼筋混凝土剪力墻或核心筒作為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu),其側(cè)向剛度大于一般的鋼結(jié)構(gòu),相應(yīng)的水平位移也小。(2)鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)根據(jù)我國的國情,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的直接造價低于鋼結(jié)構(gòu)。鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)鋼材用量小于鋼結(jié)構(gòu),又可以節(jié)省部分防火涂料費用,因此,鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的造價基本上介于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間。(3)鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的施工特點,是常將混凝土核心筒安排先行施工,隨后將筒體施工進(jìn)度也安排快于周邊鋼結(jié)構(gòu)的安裝,同時在鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)中的梁、柱采用鋼結(jié)構(gòu),樓板結(jié)構(gòu)采用壓型鋼板上澆筑混凝土。因此,鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的施工速度可快于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),施工周期也相應(yīng)縮短。(4)鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)中鋼柱的應(yīng)用由于采用鋼柱,相應(yīng)的柱截面小于鋼筋混凝土柱,又由于鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)中鋼柱承擔(dān)較少的水平剪力,其截面甚至可小于鋼結(jié)構(gòu)中的柱子,故與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較,可減小柱子所占用的建筑面積,便于使用。(5)鋼管混凝土柱近幾年來,國內(nèi)部分鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)工程中已采用鋼管混凝土柱,如深圳的地王大廈和塞格廣場大廈,分別采用巨型截面及圓形截面的鋼管混凝土柱。由于采用了這種柱,既提高了柱的承載力,又提高了柱的抗側(cè)剛度和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度,也有利于提高柱的防火能力。2.2.2主要問題(1)設(shè)計與復(fù)合材料的配合目前,在我國超高層鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計、材料及工程承包中,國外的占主要地位,由于國外對中國規(guī)范的理解和使用有不同程度的難度,設(shè)計水平又參差不齊,因此,實際上很難全部按照中國的有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。對于地震區(qū)不符合我國的抗震設(shè)計原則,承載力以及變形不符合規(guī)范要求等大小問題時有發(fā)現(xiàn),在設(shè)計之后一系列配合工作的矛盾更為突出。至今尚缺少嚴(yán)格有力的核查措施,應(yīng)盡早由各級政府有關(guān)部門負(fù)責(zé)制定審查辦法并組織實施。今后還應(yīng)努力促進(jìn)這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計、承建、施工等方面的全面“國產(chǎn)化”進(jìn)程。(2)結(jié)構(gòu)形式的問題由于國外在地震區(qū)很少采用鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu),相應(yīng)就缺乏這方面的震害資料,國內(nèi)也無這方面的經(jīng)驗。在我國,這種結(jié)構(gòu)形式的建筑越建越高、應(yīng)用范圍越來越廣泛,為滿足建筑上的要求,結(jié)構(gòu)形式也越來越復(fù)雜。而目前,國內(nèi)外還沒有出臺有關(guān)高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計規(guī)程或規(guī)范,對其抗震性能研究也尚不夠充分與完善,存在的主要抗震性能問題沒能很好地解決,如超規(guī)范的高寬比、頂點位移及層間位移限制、核心筒的合理高度、塑性鉸的機(jī)制、結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍、鋼和混凝土兩種結(jié)構(gòu)形式間的變形協(xié)調(diào)問題等等。為了適應(yīng)我國這種結(jié)構(gòu)形式的建設(shè)速度,迫切需要對這種結(jié)構(gòu)的抗震性能和設(shè)計方法開展系統(tǒng)和深入的研究。(3)水平和豎向的偏移鋼框架-混凝土內(nèi)筒體系中,混凝土內(nèi)筒的施工進(jìn)度常先于鋼框架。由于支模等原因,現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)墻體在水平方向和豎向的偏移差常大于施工規(guī)范規(guī)定甚多。當(dāng)鋼梁與混凝土墻采用預(yù)埋鋼板相連接時,這些鋼板預(yù)埋件在平面和豎向標(biāo)高的位置,不僅受混凝土墻體偏移的影響,而且受預(yù)埋件移位的影響,其誤差值遠(yuǎn)大于鋼梁加工尺寸的允許范圍,常需采取難以令人滿意的彌補措施。因此,宜在設(shè)計上采用適應(yīng)性較好的連接方法。3震害資料及性能研究如前所述,國外在地震區(qū)很少采用鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu),并對這種混合結(jié)構(gòu)在地震區(qū)中的應(yīng)用看法不一。因此,就缺乏這方面的震害資料和對其抗震性能研究。目前在我國,與這種形式高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展速度相比,對其結(jié)構(gòu)的抗震研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后,也僅在這幾年才開始,并在計算分析和試驗方面取得了一些初步成果。下面簡單加以介紹。3.1鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)Franklin.Y.Cheng用桿系-層模型對鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性地震反應(yīng)分析,分析時針對不同桿件的特點,對混凝土柱和梁、鋼柱和梁、混凝土剪力墻分別采用不同的單元模型;在按桿系形成層間剛度和總剛度矩陣后,以質(zhì)量集中于樓層處的層間模型對混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震反應(yīng)分析。程紹革對一幢鋼-混凝土筒實際結(jié)構(gòu)進(jìn)行了罕遇大震下的彈塑性時程分析,對設(shè)計時的位移控制、高寬比、塑性鉸機(jī)制和加強(qiáng)層設(shè)置等提出了一些設(shè)想。在對鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性地震反應(yīng)分析時,采用桿系模型,將混凝土核心筒按抗側(cè)剛度等效成寬柱框架,等效框架再與外圍鋼框架用不計軸向變形的二力桿相連,從而形成混合結(jié)構(gòu)的計算模型。這種采用非常簡單的鋼筋混凝土柱滯變模型來模擬混凝土核心筒構(gòu)件難以很好地反映鋼筋混凝土核心筒在較高軸壓比狀態(tài)下的受力和變形特性以及核心筒中性軸移動的影響。劉英等在研究鋼-混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)的抗震性能時,采用了SAP84有限元分析程序進(jìn)行水平地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析,把周邊鋼框架的梁柱采用三維的空間桿系單元,混凝土核心筒采用墻單元;假定鋼結(jié)構(gòu)部分始終處于彈性階段,而混凝土核心筒則考慮其彈塑性性能,即分析核心筒剛度退化后水平地震作用在二者間的分配。李國強(qiáng)、姜麗人等在對鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性地震反應(yīng)分析時,將其分為外鋼框架和內(nèi)混凝土核心筒兩部分:外部鋼框架又進(jìn)一步簡化為半剛架,內(nèi)混凝土核心筒則簡化為一根箱型截面的豎向懸臂桿,兩者之間通過剛性連桿相連;考慮到幾何非線性,再用一豎向受載桿與之并聯(lián),給出了用于工程設(shè)計方案階段估算的簡化計算模型。后來李國強(qiáng)、丁翔等又將混合結(jié)構(gòu)分解為鋼框架部分和剪力墻部分,鋼框架采用桿系模型,混凝土剪力墻采用墻元與條元耦合,最終再利用結(jié)構(gòu)各樓層水平位移協(xié)調(diào)求解。姜麗人將空間混合結(jié)構(gòu)等效成平面框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性地震反應(yīng)分析。周向明、李國強(qiáng)、丁翔又采用以層模型為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)分析法,將混合結(jié)構(gòu)外圍的空間框架視作由一榀榀平行于地震荷載作用方向的平面框架并聯(lián)組成,各榀框架通過樓板的連接共同抵抗水平地震荷載;混凝土核心筒則視作由開洞剪力墻組成的筒體,又簡化為平行于地震荷載方向的抗震墻;框架和核心筒在樓面標(biāo)高處由兩端鉸接的水平剛性聯(lián)桿連接,協(xié)同抵抗水平荷載,這樣,空間鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)就被簡化為平面結(jié)構(gòu)來分析。3.2混凝土核心筒結(jié)構(gòu)特性到目前為止關(guān)于鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的實驗研究還很少。在“九五”期間,建設(shè)部曾將鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)研究作為重點攻關(guān)項目下達(dá)。中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所在90年代初對一幢23層鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)1/20模型開展了一系列試驗研究,包括垂直荷載試驗,模型力學(xué)性能試驗,動力特性試驗,六點、二點、單點加載水平荷載試驗等。其中動力試驗采用了脈動法、錘擊法和初位移張拉釋放法(自由振動法),獲得了模型的柔度特性、頻率、阻尼等動力性能。李國強(qiáng)等對一典型的鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了1∶20的縮尺模型模擬地震振動臺試驗,試驗主要測試了模型的位移、加速度反應(yīng),底層混凝土核心筒的豎向動應(yīng)變,鋼框架柱的豎向動應(yīng)變,并觀察了混凝土核心筒裂縫發(fā)生、開展的過程,核心筒角柱和暗柱縱筋屈曲外鼓,鋼框架梁與混凝土核心筒連接區(qū)域混凝土開裂、破壞情況,以及鋼框架與混凝土核心筒共同工作性能等。實驗結(jié)果表明,小震階段模型頂點位移為結(jié)構(gòu)高度的1/600～1/1000,大震階段頂點位移可達(dá)結(jié)構(gòu)高度的1/45,說明模型有較好的延性;隨著地震強(qiáng)度的加大,結(jié)構(gòu)的損傷加劇,阻尼增大,自振頻率不斷下降;結(jié)構(gòu)破壞主要集中于混凝土核心筒,表現(xiàn)為底層核心筒混凝土受壓破壞、暗柱和角柱縱筋壓屈,而鋼框架處于彈性階段,沒有明顯的破壞現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)整體破壞屬于彎曲型。呂西林等對鋼筋混凝土核心筒進(jìn)行了抗震性能試驗研究,共進(jìn)行了兩組5個鋼筋混凝土筒體試件的低周反復(fù)加載試驗。主要研究不同軸壓比下,鋼筋混凝土核心筒體的承載力、破壞形態(tài)、層間剪力在連梁中的傳遞規(guī)律、軸壓比對核心筒延性性能的影響程度;還研究了更高軸壓比下,鋼筋混凝土核心筒體的承載力、破壞形態(tài)、延性性能以及高寬比、開洞大小、配筋率等因素對核心筒受力和抗震性能的影響。實驗表明,對應(yīng)于不同軸壓比,試件的開裂荷載pcr及開裂位移Δcr比較接近,沒有表現(xiàn)出隨著軸壓比增加而增加的現(xiàn)象;在變形能力方面,位移延性系數(shù)μ隨著軸壓比的增大而下降;此外,試驗中,筒體表現(xiàn)出了很強(qiáng)的“剪力滯后”作用;軸壓比的增加對筒體連梁的開裂和破壞影響不大,但是對筒體本身的承載能力、破壞模式、延性、耗能能力等抗震性能影響很大。豎向荷載和水平荷載同時作用下,鋼筋混凝土核心筒的破壞模式有:(1)墻體底部受彎鋼筋屈服破壞;(2)連梁彎曲剪切破壞;(3)剪力引起的斜向受拉破壞;(4)剪力引起的斜向受壓破壞;(5)薄壁墻截面的壓屈失穩(wěn)或受壓主筋壓曲;(6)豎向剛度突變引起界面上剪切滑移破壞。還根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和資料,建立了鋼筋混凝土核心筒在較高軸壓比狀態(tài)下的荷載-位移骨架曲線和滯變模型。此外,還有學(xué)者對結(jié)構(gòu)的剛度及布置形式進(jìn)行了研究,如阮永輝對設(shè)置加強(qiáng)層的鋼框架-核心筒混合超高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,計算和分析了不同節(jié)點連接形式、內(nèi)力分布及突變程度、有害無害位移等在加強(qiáng)層設(shè)置后產(chǎn)生的影響。4地震區(qū)結(jié)構(gòu)的特性近一、二十年來,我國大量興建了鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的高層建筑,一些還建在地震區(qū),但是國內(nèi)外對這種結(jié)構(gòu)的抗震性能研究還不夠,目前還沒有一套這類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法與安全保障指標(biāo)和構(gòu)造體系,對其在地震作用下的反應(yīng)特征知之甚少。因此,應(yīng)加強(qiáng)這種結(jié)構(gòu)的抗震研究,特別是在以下幾個方面。(1)鋼框架抗推剛度下降鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)中現(xiàn)在采用的主要結(jié)構(gòu)體系是鋼框架-混凝土內(nèi)筒體系,其中鋼筋混凝土內(nèi)筒為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu),鋼框架主要承擔(dān)重力荷載,也承擔(dān)較小的水平剪力。在水平地震作用下,由于鋼框架的抗推剛度遠(yuǎn)小于混凝土內(nèi)筒,鋼框架承擔(dān)的水平剪力除頂部幾層為樓層剪力的15%～20%外,中部及下部約為相應(yīng)樓層剪力的10%～15%。在往復(fù)地震動的持續(xù)作用下,結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段時,墻體產(chǎn)生裂縫后,內(nèi)筒的抗推剛度大幅度降低,而鋼框架由于彈性極限變形角大于混凝土內(nèi)筒甚多,雖然此時的水平地震作用要小于彈性階段,但鋼框架仍有可能要承擔(dān)比彈性階段大得多的水平地震剪力和傾覆力矩。因此,為符合結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求,需要調(diào)整鋼框架部分所承擔(dān)的水平剪力,以提高鋼框架的承載力,同時采取措施提高混凝土內(nèi)筒的延性。(2)核心筒剪力墻與連思想的剪鋼筋設(shè)計對于鋼筋混凝土核心筒的抗震設(shè)計,目前工程中主要是延續(xù)剪力墻的延性設(shè)計方法,按照強(qiáng)剪弱彎的原則設(shè)計抗彎鋼筋和抗剪鋼筋,并采取措施使變形集中的塑性鉸區(qū)具有足夠的延性。由于核心筒是空間構(gòu)件,剪力墻是片狀構(gòu)件,它們之間的受力特性有較大的差別,把剪力墻的設(shè)計方法直接用于筒體設(shè)計可能存在較大的問題。再者,目前對鋼筋混凝土核心筒的非線性分析模型的研究還很少,因此,還應(yīng)更深入地研究可模擬核心筒真實受力和變形特性的滯回模型和相應(yīng)的非線性分析方法。(3)高寬比目前我國規(guī)范對地震區(qū)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的高寬比建議限制是:純鋼結(jié)構(gòu)為6,鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)為5。然而我國已建的兩幢最高建筑(均為鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu))均超過了該限制,其中上海金茂大廈的高寬比為9,深圳地王大廈的高寬比接近9。況且,由于混合結(jié)構(gòu)外框柱截面小、柱距大,抗側(cè)剛度主要取決于核心筒剛度,所以核心筒的高寬比不能過大。程紹革曾建議最好不大于相應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)的高寬比,取8～10為宜,當(dāng)外框柱距較密時該值可適當(dāng)提高。但我國已建成的混合結(jié)構(gòu)大部分內(nèi)筒的高寬比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該值,有的甚至達(dá)到24(深圳地王大廈)。高寬比過大,結(jié)構(gòu)在地震及風(fēng)荷載作用下的水平位移很難滿足我國規(guī)范的限制要求,如風(fēng)荷載作用下,最大層間位移角地王大廈是1/272、金茂大廈是1/421。因此,還需要通過實驗和模型分析得到合理的高寬比限值。(4)超高層建筑內(nèi)位移控制從這些年超高層鋼結(jié)構(gòu)開始興建之后,結(jié)構(gòu)的水平剛度就成為越來越突出的問題,在水平剛度上是從嚴(yán)還是放寬,引起了多方面的關(guān)注?！陡邔用裼媒ㄖ摻Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)沒有列出對鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定,但對有混凝土剪力墻的鋼結(jié)構(gòu),規(guī)定應(yīng)符合《鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計與施工規(guī)程》(JGJ3-91