对高层建筑结构抗震设计

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1、对高层建筑结构抗震设计　　摘要:以某高层建筑为例，详细的分析了建筑结构的抗震设计，介绍了该建筑工程的体系特点、基于抗震性能目标的基于抗震性能目标的抗震性能化设计的具体原则和方法、整体小震弹性计算、弹性时程分析补充验算，针对不同构件分别进行中震不屈服、中震弹性、大震不屈服验算，对建筑的薄弱部位采取了加强措施。对同样的超限高层建筑的抗震设计给出了一些建议，以供参考。关键词:建筑结构设计;超限高层;抗震设计中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：一、工程概况某建筑项目地下3层、地上5层，共5栋塔楼(A1～A5)，其中A4塔楼为标杆性建筑，总高度156.6m。5栋塔楼与裙房在地下室连为

2、整体，从地面以上开始完全设缝断开，每个塔楼的嵌固端均设置在地下层1的顶板。A4塔楼为地下3层，地上41层，其中地下层3层高为4.7m，地下层2层高为5.1m，地下层1层高为6.5m，地上层1层高为6.0m，层2～5层高为5.1m，层5与层6之间的设备夹层层高为2.15m，层6～12，14～28，30～41为标准层，层高为3.3m，层13，29为避难层兼设备层，层高3.6m。A4塔楼地上建筑面积约68452m2，商业部分建筑面积约138194m2，地下车库建筑面积约6597m2，总建筑面积约88243m2。A4塔楼平面呈长方形，长54.4m、宽34.0m，沿高度方向平面尺寸不变，外

3、围框架柱的柱距为7.50～9.60m。A4塔楼的结构体系为钢筋混凝土框架-核心筒结构，典型框架柱网为9.6m×8.6m，受建筑功能及布局的限制，核心筒分别设置在中庭两侧的电梯井筒、楼梯间部位，而且由于核心筒很小，在建筑物端部还增设普通剪力墙来增强结构的整体刚度。A4塔楼主体结构的抗侧力体系由框架、双筒和剪力墙共同组成。A4塔楼在地面以上与裙房完全分开，防震缝宽150mm。在不影响建筑使用的情况下，适当增加地下室内的剪力墙，通过计算满足上下层的刚度比要求，可以地下层1的顶板为嵌固端。地下层1的顶板厚度为180mm，上部标准层楼板厚度为130mm，裙房顶板层及屋顶层加厚为150mm。

4、二、结构超限类别及程度1.高度超限分析A4塔楼建筑主要屋面结构高度147.95m，结构采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，属于超B级高层建筑。2.不规则情况分析平面规则性:结构平面形状简单、规则、无凹凸变化，楼板局部小面积开洞均满足规范要求(其中塔楼中庭处天井的开洞率约为7%，层1大堂上空的开洞率约为20%)，不存在平面不规则的情况。竖向规则性:8结构竖向构件连续、立面无大的收进，局部楼层(位于裙房顶部的塔楼底层)的侧向刚度小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，但楼层抗剪承载力无突变，下层与上层的抗剪承载力比值均大于0.80，存在局部竖向不规则的情况。扭转规则性:结构扭转周

5、期比0.843，小于规定扭转周期比0.85;考虑偶然偏心作用下，楼层扭转位移比和扭转层间位移角之比均较小，不存在扭转不规则的情况。综上，A4塔楼高度超限(超B级高层)，无其他超限情况。三、抗震性能目标的选定1.结构抗震性能水准的选取针对A4楼的具体情况，对应各种地震工况下的地震动参数按下面的原则选取:1)小震作用(多遇地震)，按安评报告和国家规范所提供的相关参数分别计算，计算结果取两者之大值;2)中震(设防烈度地震)、大震(罕遇地震)作用，按现行国家规范选取。2.结构抗震性能目标的选定由于A4楼结构平面规则，立面无突变，仅高度超限，因此综合权衡，抗震性能设计目标选定为:1)小震作

6、用下，建筑完全可使用，即结构满足弹性设计要求，包括全部构件的抗震承载力满足现行规范要求，各楼层的最大层间位移角不大于1/800;2)中震作用下，建筑修复后使用，各楼层的最大层间位移角不大于1/300，主要抗侧力构件(8底部加强区的剪力墙和框架柱)需进行中震不屈服情况下的偏压、偏拉承载力复核和中震弹性情况下的受剪承载力复核，对四角框架柱在底部加强区还要按中震弹性复核;3)大震作用下，建筑能保障生命安全，各楼层的最大层间位移角不大于1/100，关键部位的抗侧力构件(底部加强区的剪力墙)应满足大震不屈服下的受剪截面控制，即应进行剪压比验算。四、小震弹性设计选用SATWE，PMSAP20

7、10.03版两种软件进行了计算分析和对比。1.计算参数的选取按国家相关规范以及地方标准，本工程进行了场地安全性评价，安全评价给出的场地类别和地震分组与规范相同，地震动参数有所差别。由于安评报告提供的参数与规范有差异，所以根据相应的参数，分别将两种情况下的反应谱曲线进行了对比。情况一:按安评报告选取参数，αmax=0.118，r=1.1;情况二:按抗震规范选取参数，αmax=0.080，r=0.9。对应工程第1周期(T=3.61s)处的地震影响系数对比如下:α1=0.0155，α2