某超限高层结构设计探讨

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1、某超限高层结构设计探讨重庆源道建筑规划设计有限公司重庆400050摘要：木文主要结合工程实例，采用SATWE、MIDASBUILDING两种程序对小震下结构整体计算参数进行对比分析，采用SATWE程序对结构进行了多遇地震下的弹性时程分析，中震洋性及不屈服验算；采用PUSH&OVER对结构进行了罕遇地震下静力弹塑性分析。计算结果表明该超限结构满足规范的各项相关要求，采取的内力调整和构造加强措施，可供类似工程参考。关键词：某超限高层；结构；设计1工程概况某工程项目共建设4栋高层建筑及附属裙房，其中用地北侧为一栋集办公、酒店等功能于一体的超高层塔楼。该超高层塔楼为地下3层，地上36层高度151

2、.90m，属B级高度钢筋混凝土高层结构。结构体系为框架-核心筒结构。外框架采用延性较好的钢筋混凝土柱及钢筋混凝土梁，核心筒采用抗侧力刚度较大的钢筋混凝土剪力墙和有良好耗能性能的连梁组成，各楼层核心筒完整，空间作用强，为主要抗侧力构件。框架与核心筒之间通过平面内刚度无限大的楼板连接一起，在水平力作用下，它们的水平位移协调一致，并只有多道抗震防线。楼盖体系为现浇混凝土梁板结构。根据安评报告和抗震规范提供的标准反应谱曲线，对安评反应谱和规范反应谱进行对比可知：对应于木工程X向第1周期和少向第1周期，安评反应谱计算的地震影响系数最大值和规范反应谱计算所得大致相当，因而认为在第一设防水准阶段（小震

3、），可采用按照规范反应谱的数值进行计算。2超限情况参照GB50011-2010《建筑抗震设计规范》、JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》以下简称《高规》DBJ15-92-2013《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称广东高规）及广东超限工程审查实施细则，根据结构的平面布置以及电算结果，工程属超限高层建筑，超限内容包括：(1)塔楼高度为151.90m,超过了规范A级高度高层建筑的限制，属B级高度高层建筑；(2)扭转不规则，塔楼属扭转不规则I类；(3)局部楼板不连续，位置处于2层结构楼面。3结构整体3.1计算模型采用SATWE和MIDASBUILDING两个不M的结构分析，软件

4、进行了多遇地震作用及风荷载作用下结构的内力和位移计算。主要计算结果见表1。3.2结果分析通过2个程序的比算，可以看出，SATWE和MIDASBUIL_DING计算两个程序主要结果都比较接近，对计算结果分析如下：(1)根据《高规》3.4.5条规定，对于B级高度高层建筑，结构构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比不大于0.85。经验算,该指标满足规范要求。(2)根据《高规》3.7.3条规定，通过插值，此高度的框架核心简结构楼层层间最人位移与层高之比限值为1/646,经验算，该指标满足规范要求。(3)根据《高规》3.4.4条规定，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，塔楼按规定

5、水平力法计算得出的最大扭转位移范围1.2〜1.3,属I类扭转不规则。(4)根据《高规》3.5.2条规定，各楼层侧向刚度不宜小于相邻上层楼层侧向刚度的90%,经验算，该指标满足规范要求。(5)根据《高规》3.5.3条规定，B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%，经验算，该指标满足规范要求。4弹性时程分析补充验算根据《高规》第5.1.13条规定，本工程需采用弹性吋程分析法对建筑物在多遇地震作用下的情况进行补充验算。本次采用两组实际记录的地震波天然波1和天然波2,以及一组人工模拟的场地波进行弹性时程分析。计算结果分析如下:（1）各组地震波计算的结

6、构底部剪力均不小于振型分解反应谱法的65%,三组地震波汁算的结构底部剪力平均值不小于振型分解反应谱法的80%,符合高规4.3.5条的要求。（2）楼层位移曲线光滑，反映结构的侧向刚度较均匀，无突变。（3）安评反应谱汁算得出的x向楼层剪力、倾覆弯矩、位移和位移角大部分大于弹性吋程分析得出的包络值（仅上部4层不满足向楼层剪力、倾覆弯矩、位移和位移角大部分小于弹性时程分析得出的包络值，在结构设计吋，应对按安评反应谱得出的地震力适当放大，放大系数介于1.00〜1.15之间。5静力弹塑性推覆分析“小震不坏，中震可修，大震不倒”是抗震设计的基本原则。为实现规范要求的“大震不倒”，文章超限高层采用PUS

7、H&EPDA程序对建筑物在罕遇地震作用下进行静力弹塑性推覆分析。结构分两步进行加载：首先施加竖向荷载作用下的内力，并且在之后施加水平荷载的过程中保持不变；然后逐步施加水平荷载，竖向分布模式为倒三角形。6结构抗霣安全性技术措施及对策本工程存在B级高度，I类扭转不规则，楼板局部不连续，超出规范界限。因此，需采用以下的内力调整措施及构造加强措施，消除结构安全隐患，达到预期的抗震设防能力目标，确保结构安全。6.1内力调整措施（1）通过调整弹