超限高层建筑结构抗震设计需重视的几个问题

超限高层建筑结构抗震设计需重视的几个问题中国建筑科学研究院徐培福1一、汶川大地震高层

钢筋混凝土结构震害概括2汶川大地震高层钢筋混凝土结构震害概括建研院70多名专家反映的四川、甘肃、陕西某些城镇情况：高度：8层～30层结构类型框架框架－剪力墙剪力墙框架－核心筒结构比较规则3设防烈度6度，实际影响烈度7度轻微损坏设防烈度7度，实际影响烈度8度强～9度损坏比较多，没有严重破坏设防烈度7度，实际影响烈度9度强没有严重破坏4二、超限高层应适当提高

抗震设防标准51.提高抗震设防标准的必要性地震发生的不确定性地震区划（设防烈度）可能出现的误差地震区划考虑地震发生的概率、风险及现实的经济条件确定30多年来，仍有8次强震发生在低烈度区或附近1976年唐山大地震2008年汶川大地震6国家、业主有较好的经济实力超限高层严重破坏、倒塌对社会、人民生命、经济产生巨大伤害和冲击超限高层建筑集中成千上万人员强震时难以逃生（绝对位移振幅可达几米）目前国内外的技术水平很难对超限高层强震下的性能作出有把握的判断适当提高抗震设防标准，增加的造价仅占总造价的5～10％72.提高抗震设防标准的主要措施适当提高抗震性能目标对设计反应谱和地震动参数、地震波选取的要求8适当提高抗震性能目标根据超高和复杂的程度确定性能目标加强范围：竖向构件、转换构件、斜撑等关键构件全高范围关键部位性能目标正截面承载力（压弯、拉弯、轴压、轴拉）中震弹性中震不屈服抗剪承载力大震不屈服中震弹性相当于设防烈度提高1度多9对设计反应谱和地震动参数、

地震波选取的要求小震反应谱、地震动参数取规范和安评报告的较大值中震、大震以规范为主，如安评报告的地震反应较大，作为参考弹性和弹塑性时程分析至少采用三组地震波，各组地震波反应谱要与设计反应谱相近设计中取三组地震波反应的包络值美国2007年旧金山北加州结构工程师协会“非常规高层建筑抗震设计和审查公告”规定七组地震波反应的平均值101112三、超限高层抗震设计的

若干要求13超限高层抗震设计的若干要求对业主及建筑师要从技术可行性及经济代价上加以必要协调和约束对无震害经验、无试验依据、现有软件难以分析判断或抗震概念上难以接受的结构方案、构件、节点，要进行必要的试验研究结构方案设计中需注意的问题对计算分析的要求143.结构方案设计中注意的问题特别复杂或高度超B级高度宜采用钢与混凝土组合构件或钢构件控制自重（1.6t/m2）和剪力墙厚度（1.2m）15沈阳茂业中心主塔楼：7度，70层，284m16结构方案对比结构体系总质量（万吨）每平米质量（吨/米2）钢筋混凝土框架型钢混凝土筒26.51.76钢管砼柱钢梁型钢混凝土筒21.81.43调整后最大墙厚1m17北京财富中心II期,61层，264m18北京财富中心II期8度，61层，264m钢管混凝土柱、钢梁钢管混凝土柱外径1.3m钢板剪力墙：基底～13层首层层高10.47m，墙厚1.2m二层墙厚1m26层、41层设加强层193.结构方案设计中注意的问题框架－核心筒及框架－剪力墙结构中，框架剪力调整取0.2V0和1.5Vimax的较小值（不能自定放大系数2.0等），有利于防止各个击溃超B级高度较多时，取0.2V0和1.5Vimax的较大值20中震攻复核锄计算酬中，幼框架田剪力抬调整校仍需蝇要，赔但框嫂架梁睡不必江调整赢，有捷利于与强震扔下的想“强既柱弱肠梁”除9度一级致外，按胆，低苦估了梁前的极限瞎抗弯承踢载力（袍实配钢捏筋及楼柱板作用设未考虑第），相锻反高估缎了柱的膏承载力记（强震仰下柱轴却力变化高降低其亏承载力飞）212223243.结构方轻案设计交中注意倡的问题层刚冲度比肉和层滚抗剪段承载升力比不宜有夜层刚度锹和层抗四剪承载朵力都比抖较弱或晨刚满足启规范限造值的楼业层刚度计切算耻美国UBC国内有勺不同意树见，目压前正在牺研究。是一般情朝况下仍闸先按规迈范规定纯框架仿结构：居砌体填吹充墙对疗层刚度粘影响大肝，计算从中宜考唇虑层高钩增加直硬接降低足层抗剪寨承载力隶，按规礼范计算覆层刚度勒比较合芒适剪力株墙、龟框剪勒、框慨架－舞核心纺筒结宰构，哀与纯轰框架兴结构匪不同层。通队过研筑究确兄定是扛否采体用夏。对预加强侍层、度设备涂层也长可先转按此功计算喇。层抗扫剪承吧载力拼计算艘中，杠加强弯层的胡斜撑裂承载宅力不烛能采笔用绝慌对值候的叠策加25南京德柜基广场蹈：49层，209淘m，11层、24层、37层设峰加强队层26273.结构缸方案形设计钱中注税意的运问题楼板上大开验洞情况吊复杂弹性泛楼板练不计赢入平遮面外锯刚度黎，按银大震废计算枝楼板拐应力计算丑对竖啦向构页件的炭不利饿影响287度，65层，305煮m泰2层、5层楼考板开削大洞293.结构狡方案港设计嘱中注峡意的女问题结构烟两个煮正交到方向寸的第申一平睛动周湾期比充大于0.8天津嘉壮里中心室，59层，20班0m调整前T1x=4.给654色s，T1y=3嘴.6蚀53赠s，T1x/T1y=0.巷785303.结构镜方案画设计帮中注络意的驳问题加强层聚伸臂桁捎架深入隔筒体剪晴力墙伸臂桁制架内力伐计算可悼不计楼杏板作用31北京蛙财富熟中心II期323.结构方蛇案设计重中注意寻的问题滑动己连体聚要按东大震去计算厌其位财移量尺，预陕留足莲够的具间隔北京当理代MO畜MA33罕遇讨地震寨作用挽下，耻所有读连廊朵隔震掉支座漠的最振大变缸形分信别为39.硬5cm，支座麻选用最雀大位移零量50氏cmX向El甘-C数en杰tr门o波34353.结构方隙案设计秋中注意巾的问题鞭梢效戴应的计宝算按大抛震分顾析364.对计算即分析的狮要求现有充软件醋为结鲁构工杰程师窗提供梳了十州分必睡要的盐分析伐工具族，但它仍需惠要工欺程师关的分尖析判贱断弹性虏静力钟分析习的计圆算原歼则严腾格遵城守规谨范规掌定工程遥计算铲出现情怪异乌情况役的，如设计殃工程胸师要挥分析辣，软桃件工煎程师夏要及膀时改掉正374.对计天算分垒析的浊要求弹塑爸性分牲析的踪蝶软件恼，工绳程计酒算结禁果有擦时出摘现不滴合理骑情况周。如棵不能到比较拼合理浆的计嘱入结注构阻巡寿尼比鹅，使巷弹塑也性计碍算的芝基底吵剪力样大于汪弹性遗计算匙结果就。计物算参辛数的眠随意首性大弹塑性梢分析软爽件要加欧紧研究变改进384.对计津算分莫析的蔽要求高度超碑过200腐m的超化限高眯层结胁构要进挥行弹领塑性臭时程勿分析高度够超过300攀m或新吃型结常构体慌系或菌特别元复杂续的超菠限高咸层要有惰另一拜个单忆位，铸采用隙不同渠的软行件进饲行独宋立计忘算校撒核394.对计算位分析的谎要求特别与复杂项的超释限高伸层结徐构计等算应匆考虑尸施工鸟模拟抗震演设计山的内炉力组尊合应单以施椒工全谁过程烛完成显后的嚼静载银内力洲和位彩移为宿初始聪状态施工中莫应采取雪可靠的艘支撑体范系404.对计算临分析的