關(guān)于復(fù)雜高層和超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)_secret

1、關(guān)于復(fù)雜高層和超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)第一節(jié) 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)11.1 混凝土高規(guī)第4.8.1和4.8.2條中框支框架的含義是什么?框支梁是否包括梁上托柱的梁?托墻和托柱的梁設(shè)計(jì)上有何不同?框支框架是指轉(zhuǎn)換構(gòu)件(如框支梁)及其下面的框架柱和框架梁，不包括不直接支承轉(zhuǎn)換構(gòu)件的框架。如考慮結(jié)構(gòu)變形的連續(xù)性，在水平方向上與框支框架直接相連的非框支框架的抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)可適當(dāng)加強(qiáng)，加強(qiáng)的范圍可不少于相連的一個(gè)跨度?？蛑Я阂话阒覆糠挚蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)中支承上部不落地剪力墻的梁，是有了“框支剪力墻結(jié)構(gòu)”，才有了框支梁。混凝土高規(guī)第10.2.1條所說的轉(zhuǎn)換構(gòu)件中，包括轉(zhuǎn)換梁，轉(zhuǎn)換梁具有更確切的含義，包含了上部托柱和

2、托墻的梁，因此，傳統(tǒng)意義上的框支梁僅是轉(zhuǎn)換梁中的一種。單從混凝土高規(guī)第10.2.9條中提到的“梁上托柱”的規(guī)定，只能說明在這里提到的兩個(gè)個(gè)別規(guī)定上，“梁上托柱”的梁和傳統(tǒng)的托墻的“框支梁”均有要求。實(shí)際上，從混凝土高規(guī)第10.2節(jié)的許多規(guī)定上，已經(jīng)明顯區(qū)分了這兩種梁所構(gòu)成的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的不同要求，如第10.2.2條關(guān)于轉(zhuǎn)換層設(shè)置位置的要求、10.2.5條關(guān)于提高抗震等級(jí)的要求、10.2.8條第2款關(guān)于梁縱向鋼筋和腰筋的要求、第10.2.9條第2款和第4款的要求等。托柱的梁一般受力也是比較大的，有時(shí)受力上成為空腹桁架的下弦，設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意。因此，采用框支梁的某些構(gòu)造要求是必要的，這在混凝土高規(guī)第

3、10.2節(jié)中已有反映。 11.2 混凝土高規(guī)附錄E.0.2條中，兩種剛度比控制不容易統(tǒng)一，特別是當(dāng)?shù)讓訉痈咻^大時(shí)，如果樓層側(cè)向剛度比滿足“不應(yīng)小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的60%”時(shí)，等效側(cè)向剛度則下部還大于上部，很難接近1，如何解決?高層建筑結(jié)構(gòu)中，關(guān)于結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度有多種不同的定義，因此，剛度比計(jì)算結(jié)果不相同是可能的。作為概念設(shè)計(jì)的控制值，應(yīng)考慮具體數(shù)值有一定的誤差范圍?；炷粮咭?guī)附錄E.0.2條規(guī)定的等效側(cè)向剛度比是反映整個(gè)轉(zhuǎn)換層以下結(jié)構(gòu)(多于一層)與上部相同(或相近)高度剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度關(guān)系；一、二層轉(zhuǎn)換層時(shí)要求轉(zhuǎn)換層下層與上層樓層側(cè)向剛度(V/u)之比不小于0.5，三層及三層以上時(shí)不小于0

4、.6，反映的是轉(zhuǎn)換層上、下層之間的側(cè)向剛度關(guān)系。二者定義和算法不同，需同時(shí)滿足?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，等效側(cè)向剛度比c不大于1.3即可，若小于1.0，表明更有利于結(jié)構(gòu)抗震。規(guī)程中的“宜接近1”，主要指不要大于l太多。11.3 位于地下室內(nèi)的框支梁柱，是否計(jì)入規(guī)范允許的框支層數(shù)之內(nèi)?若地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，則位于地下室內(nèi)局部的框支梁柱，不計(jì)入規(guī)范允許的框支層層數(shù)之內(nèi)，但該部位的梁柱仍應(yīng)按框支結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)結(jié)構(gòu)的嵌固部位在±0.0時(shí)，地下一層的框支柱和轉(zhuǎn)換構(gòu)件仍應(yīng)執(zhí)行混凝土高規(guī)的有關(guān)規(guī)定；地下一層以下的框支柱的軸壓比可按普通框架柱的要求設(shè)計(jì)，但其截面、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和配筋設(shè)計(jì)結(jié)果不宜小于

5、其上面對(duì)應(yīng)的柱。11.4 2001抗震規(guī)范6.2.10條l款中，框支柱的最小地震剪力計(jì)算以框支柱的數(shù)目10根為分界，若框支柱與鋼筋混凝土抗震墻相連，如何計(jì)算框支柱的數(shù)目?2001規(guī)范6.2.10條l款中，框支柱承受的最小地震剪力計(jì)算以框支柱的數(shù)目10根為分界，此規(guī)定對(duì)于結(jié)構(gòu)的縱橫兩個(gè)方向是分別計(jì)算的。若框支柱與鋼筋混凝土抗震墻相連成為抗震墻的端柱，則沿抗震墻平面內(nèi)方向統(tǒng)計(jì)時(shí)端柱不計(jì)人框支柱的數(shù)目，沿抗震墻平面外方向其端柱計(jì)人框支柱的數(shù)目。當(dāng)框支層同時(shí)含有框支柱和框架柱時(shí)，首先應(yīng)按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行地震剪力調(diào)整，然后再復(fù)核框支柱的剪力要求。11.5 轉(zhuǎn)換層以下落地剪力墻往往帶端柱(邊框柱

6、)，要否將框支梁或框架梁在墻內(nèi)拉通或設(shè)暗梁?落地墻端柱是否按獨(dú)立框支柱要求設(shè)計(jì)?混凝土高規(guī)8.2.2條規(guī)定了一般的帶邊框剪力墻的構(gòu)造要求，從截面厚度、墻體分布筋、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、到邊框梁、邊框柱的截面和配筋，均做了詳細(xì)的規(guī)定。框支結(jié)構(gòu)的落地墻采用帶邊框剪力墻時(shí)，仍然要符合其規(guī)定，此種情況的框架梁或框支梁應(yīng)在與之重合的墻內(nèi)拉通，或至少設(shè)置暗梁；暗梁的截面高度宜與該片框支梁或框架梁等高，配筋應(yīng)符合相應(yīng)抗震等級(jí)的框架梁的構(gòu)造要求。當(dāng)落地剪力墻的端柱同時(shí)承托墻體平面外的轉(zhuǎn)換構(gòu)件時(shí)，應(yīng)視為該方向的框支柱，按框支柱的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，包括內(nèi)力調(diào)整和構(gòu)造；當(dāng)落地剪力墻的端柱同時(shí)承托墻體平面內(nèi)的轉(zhuǎn)換構(gòu)件時(shí)，內(nèi)力調(diào)

7、整系數(shù)可不按框支柱的規(guī)定執(zhí)行，但有關(guān)構(gòu)造要求應(yīng)符合框支柱的規(guī)定。11.6 轉(zhuǎn)換厚板分布筋總配筋率不宜小于0.6%，如何在板底面和頂面分配?轉(zhuǎn)換厚板在抗震設(shè)防區(qū)使用，迄今尚沒有震害經(jīng)驗(yàn)，工程實(shí)踐和相關(guān)研究也較少?；炷粮咭?guī)10.2.22條規(guī)定了轉(zhuǎn)換厚板的基本設(shè)計(jì)要求，包括厚度、厚板結(jié)構(gòu)形式(如全部實(shí)心或局部減薄、夾心板等)、截面內(nèi)力分析、配筋構(gòu)造等。其中3款要求，受彎縱向鋼筋可沿轉(zhuǎn)換板上、下部雙層雙向配置，每一方向的總配筋率不宜小于0.6%。如果是構(gòu)造配筋，則板頂面和板底面每個(gè)方向的最小構(gòu)造配筋率可分別取0.3%。11.7 結(jié)構(gòu)中僅個(gè)別樓層有錯(cuò)層構(gòu)件，或錯(cuò)層樓板標(biāo)高差不超過對(duì)應(yīng)位置的梁截面高度時(shí)

8、，是否屬于混凝土高規(guī)的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)? 關(guān)于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的定義，目前沒有一致的意見，主要因?yàn)閷?shí)際結(jié)構(gòu)中錯(cuò)層的類型太多、太復(fù)雜。樓板相錯(cuò)高度不超過梁截面高度時(shí)，可不作為錯(cuò)層結(jié)構(gòu)；至于住宅中個(gè)別位置樓板躍層等錯(cuò)層情況，比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況個(gè)別判斷。但是，即便不作為混凝土高規(guī)的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)(主要是最大適用高度限制上)，在一些關(guān)鍵部位仍應(yīng)采取必要的加強(qiáng)措施，例如錯(cuò)層部位的框架柱和剪力墻宜符合混凝土高規(guī)第l0.4.4和10.4.5條的要求。11.8 地下室連為整體、地上分為若干獨(dú)立結(jié)構(gòu)時(shí)，是否必須執(zhí)行多塔的規(guī)定?這種情況，地上的各個(gè)結(jié)構(gòu)一般不屬于混凝土高規(guī)l0.6節(jié)規(guī)定的多塔樓結(jié)構(gòu)，因此不必執(zhí)行l(wèi)0.6節(jié)的有關(guān)規(guī)

9、定。但地下室頂板設(shè)計(jì)應(yīng)符合“作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位”的要求，如混凝土高規(guī)第4.5.5條的相關(guān)規(guī)定。地下室設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮地上各個(gè)結(jié)構(gòu)高度、重力荷載、結(jié)構(gòu)類型不同等的影響，可以借鑒多塔模型進(jìn)行靜力計(jì)算分析。11.9 混凝土高規(guī)10.3.3條、10.4.4條、10.5.5條均有抗震等級(jí)提高一級(jí)的要求，柱軸壓比限值按提高前還是提高后的抗震等級(jí)確定?混凝土高規(guī)l0.3.3條要求，加強(qiáng)層及其相鄰層的框架柱和核心筒墻體的抗震等級(jí)提高一級(jí)；10.4.4條要求，錯(cuò)層部位的框架柱抗震等級(jí)提高一級(jí)；10.5.5條要求，連接體及其支承部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級(jí)提高一級(jí)。這三條均屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的要求，因此，驗(yàn)算柱軸比限

10、值時(shí)，應(yīng)按提高后的抗震等級(jí)確定。 第二節(jié) 超限高層建筑結(jié)構(gòu)11.10 哪些高層建筑工程屬于超限高層建筑工程?所謂“超限”是指建筑結(jié)構(gòu)主體的主要參數(shù)超出規(guī)范使用范圍或限值，包括：1，房屋高度超過規(guī)定，包括超過建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50011-2001第6章現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和第8章鋼結(jié)構(gòu)適用的最大高度、超過高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ 3-2002第7章中有較多短肢墻的剪力墻結(jié)構(gòu)、第l0章錯(cuò)層結(jié)構(gòu)和第11章混合結(jié)構(gòu)最大適用高度的高層建筑工程。2，房屋高度不超過規(guī)定，但建筑結(jié)構(gòu)布置屬于抗震規(guī)范、混凝土高規(guī)規(guī)定的特別不規(guī)則的高層建筑工程。包括： (1)同時(shí)具有兩項(xiàng)以上平面、豎向不規(guī)則以及某項(xiàng)不規(guī)

11、則程度超過規(guī)定很多的高層建筑。關(guān)于不規(guī)則程度的規(guī)定值見抗震規(guī)范3.4.2、3.4.3條和高規(guī)4.3.44.3.6、 4.4.4、4.4.5條等。 (2)結(jié)構(gòu)布置明顯不規(guī)則的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)的高層建筑，主要包括： 1)同時(shí)具有兩種以上復(fù)雜類型(帶轉(zhuǎn)換層、帶加強(qiáng)層和具有錯(cuò)層、連體、多塔)的高層建筑； 2)轉(zhuǎn)換層位置超過混凝土高規(guī)規(guī)定的高位轉(zhuǎn)換高層建筑； 3)各部分層數(shù)、結(jié)構(gòu)布置或剛度等有較大不同的錯(cuò)層、連體高層建筑； 4)單塔、大小不等的多塔偏置過多的大底盤(裙房)高層建筑； 5)按抗震設(shè)防烈度7、8度設(shè)防的厚板轉(zhuǎn)換高層建筑。注：相關(guān)規(guī)定見混凝土高規(guī)4.3.4、l0.1.4、l0.2.2、10.

12、2.3、10.2.10、10.4.2、10.5.1、10.6.l和l0.6。2條等。 (3)采用單跨框架結(jié)構(gòu)的高層建筑。 注：相關(guān)規(guī)定見混凝土高規(guī)6.1.2條。 11.11 B級(jí)高度高層建筑是否屬于超限高層建筑范圍?B級(jí)高度高層建筑是相對(duì)A級(jí)高度高層建筑而言的，是指房屋高度超過混凝土高規(guī)表4.2.2-l規(guī)定的框架-剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)高層建筑，其適用的最大高度不應(yīng)超過混凝土高規(guī)表4.2.2-2的規(guī)定，并應(yīng)遵守混凝土高規(guī)規(guī)定的更嚴(yán)格的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。B級(jí)高度高層建筑屬于超限高層建筑工程，仍然需要進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查；審查可由各地超限高層建筑工程審查委員會(huì)完成，審查的主要依據(jù)是混凝土高規(guī)中

13、有關(guān)B級(jí)高度高層建筑的規(guī)定，其目的是檢查、復(fù)核結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合混凝土高規(guī)的相關(guān)要求。11.12 超限高層建筑工程進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查時(shí)，應(yīng)提供什么資料?超限高層建筑工程申報(bào)專項(xiàng)審查時(shí)，應(yīng)提供的資料由下列七個(gè)方面：1，超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查申報(bào)表，包括以下項(xiàng)目： (1)基本情況：建設(shè)單位，工程名稱，建設(shè)地點(diǎn)，建筑面積，申報(bào)日期，勘察單位及資質(zhì)，設(shè)計(jì)單位及資質(zhì)，聯(lián)系人和方式等。 (2)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，抗震設(shè)防分類等。 (3)勘察報(bào)告：場地類別，等效剪切波速和覆蓋層厚度，液化判別，持力層名稱和埋深，地基承載力和基礎(chǔ)方案，不利地段評(píng)價(jià)等。 (4)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概況：主樓

14、和裙房的基礎(chǔ)類型，基礎(chǔ)埋深，地下室底板和頂板的厚度，樁型和單樁承載力，承臺(tái)的主要截面等。 (5)建筑結(jié)構(gòu)布置和選型：主樓高度和層數(shù)，出屋面高度和層數(shù)，裙房高度和層數(shù)；防震縫設(shè)置；建筑平面和豎向的規(guī)則性；結(jié)構(gòu)類型是否屬于復(fù)雜類型；混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)等。 (6)結(jié)構(gòu)分析主要結(jié)果：使用的計(jì)算軟件，總剪力和周期調(diào)整系數(shù)，結(jié)構(gòu)總重力和地震剪力系數(shù)；縱橫扭方向的基本周期；最大層位移角和位置、扭轉(zhuǎn)位移比；框架柱、墻體最大軸壓比；構(gòu)件最大剪壓比和超限信息；樓層剛度比；框架部分承擔(dān)的地震作用；時(shí)程法的輸人地震動(dòng)加速度記錄特征和數(shù)量，時(shí)程法與反應(yīng)譜法結(jié)果比較等。 (7)超限設(shè)計(jì)的抗震構(gòu)造：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土、鋼筋、

15、鋼材的最高和最低材料強(qiáng)度；關(guān)鍵部位梁柱的最大和最小截面，關(guān)鍵墻體和簡體的最大和最小厚度；短柱分布范圍；錯(cuò)層、連體、轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架和加強(qiáng)層的主要構(gòu)造；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長細(xì)比和板件寬厚比、基本的連接構(gòu)造等。2，建筑結(jié)構(gòu)工程超限設(shè)計(jì)的可行性論證報(bào)告；3，建設(shè)項(xiàng)目的巖土工程勘察報(bào)告；4，結(jié)構(gòu)工程初步設(shè)計(jì)計(jì)算書；5，初步設(shè)計(jì)文件(建筑和結(jié)構(gòu))；6，當(dāng)參考使用國外有關(guān)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程實(shí)例和震害資料及計(jì)算機(jī)程序時(shí)，應(yīng)提供相應(yīng)的說明；7，進(jìn)行模型抗震性能試驗(yàn)研究的結(jié)構(gòu)工程，應(yīng)提出抗震試驗(yàn)研究報(bào)告。11.13 超限高層建筑抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問題?超限高層建筑抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：1，超高時(shí)對(duì)建筑規(guī)則性

16、的要求應(yīng)從嚴(yán)，明確豎向不規(guī)則和水平向不規(guī)則的程度，避免過大的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。2，注意調(diào)整結(jié)構(gòu)布置、防震縫設(shè)置、轉(zhuǎn)換層和水平加強(qiáng)層的處理、薄弱層和薄弱部位的加強(qiáng)、主樓與裙房共同工作等方面的設(shè)計(jì)。3，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)目傮w剛度及合理的變形特征；樓層最大層間位移應(yīng)符合規(guī)范、規(guī)程的要求。4，混合結(jié)構(gòu)、鋼支撐框架的連接構(gòu)造應(yīng)使整體結(jié)構(gòu)能形成多道抗側(cè)力體系。5，多塔、連體、錯(cuò)層、帶轉(zhuǎn)換層、帶加強(qiáng)層等復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少不規(guī)則的類型和不規(guī)則的程度；一般不宜超過混凝土高規(guī)規(guī)定的最大適用高度。6，當(dāng)幾部分結(jié)構(gòu)的連接薄弱時(shí)，應(yīng)考慮連接部位各構(gòu)件的實(shí)際構(gòu)造和連接的可靠程度，必要時(shí)按結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分開計(jì)算的不利情況設(shè)計(jì)，或

17、要求某部分結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下保持彈性工作狀態(tài)。7，規(guī)則性要求的嚴(yán)格程度，可依抗震設(shè)防烈度不同有所區(qū)別。當(dāng)計(jì)算的最大水平位移、層間位移值很小時(shí)，扭轉(zhuǎn)位移比的控制可略有放寬。11.14 超限高層建筑結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算分析模型有什么特別要求?超限高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析模型和計(jì)算結(jié)果應(yīng)符合下列要求：1，通過結(jié)構(gòu)各部分受力分布的變化，以及最大層間位移的分布特征，判斷結(jié)構(gòu)受力的不利情況。2，結(jié)構(gòu)各層的地震剪力與其以上各層總重力荷載代表值的比值，應(yīng)符合抗震規(guī)范的要求，、類場地條件時(shí)尚宜適當(dāng)增加。3，結(jié)構(gòu)時(shí)程分析所用的地震加速度記錄應(yīng)符合規(guī)范要求，持續(xù)時(shí)間應(yīng)為結(jié)構(gòu)基本周期的5倍以上；彈性時(shí)程分析的結(jié)果，一般取多條波的平

18、均值，超高較多或體型復(fù)雜時(shí)宜取多條波的包絡(luò)值。4當(dāng)建筑超高時(shí)，結(jié)構(gòu)軟弱層地震剪力和不落地構(gòu)件傳給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力的調(diào)整系數(shù)取值宜大于規(guī)范的規(guī)定值；樓層剛度比仍需按規(guī)范要求控制。5，對(duì)上部墻體開設(shè)邊門洞的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，應(yīng)加強(qiáng)；必要時(shí)，宜采用重力荷載下不考慮墻體共同工作的手算復(fù)核。6，必要時(shí)，應(yīng)采用靜力或動(dòng)力彈塑性分析方法進(jìn)行抗倒塌驗(yàn)算，確定薄弱部位。7，鋼結(jié)構(gòu)和鋼-混結(jié)構(gòu)中，鋼框架部分承擔(dān)的地震剪力應(yīng)依超限程度比規(guī)范的規(guī)定適當(dāng)增加。8，必要時(shí)應(yīng)有重力荷載下的結(jié)構(gòu)施工模擬分析。11.15 超限高層建筑結(jié)構(gòu)對(duì)抗震措施有什么特別要求?超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)措施應(yīng)符合下列要求：1，對(duì)抗震等級(jí)、內(nèi)

19、力調(diào)整、軸壓比、剪壓比、鋼材的材質(zhì)選取等方面的加強(qiáng)，應(yīng)根據(jù)烈度、超限程度和構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中所處部位的不同，區(qū)別對(duì)待、綜合考慮。2，根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，采用增設(shè)芯柱、約束邊緣構(gòu)件、型鋼混凝土、鋼管混凝土構(gòu)件、隔震和消能減震技術(shù)等措施。3抗震薄弱部位應(yīng)在承載力和細(xì)部構(gòu)造兩方面有相應(yīng)的綜合加強(qiáng)措施。11.16 為什么對(duì)超限高層建筑結(jié)構(gòu)提倡基于性能的抗震設(shè)計(jì)?基于性能的抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)新的重要發(fā)展，它的特點(diǎn)是：使抗震設(shè)計(jì)從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過渡，業(yè)主(設(shè)計(jì)者)可選擇所需的性能目標(biāo)；抗震設(shè)計(jì)中更強(qiáng)調(diào)實(shí)施性能目標(biāo)的深入分析和論證，有利于建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，經(jīng)過論證(包括試驗(yàn))可以采

20、用現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程中還未規(guī)定的新的結(jié)構(gòu)體系、新技術(shù)、新材料；有利于針對(duì)不同設(shè)防烈度、場地條件及建筑的重要性采用不同的性能目標(biāo)和抗震措施。建筑結(jié)構(gòu)常規(guī)抗震設(shè)計(jì)與基于性能抗震設(shè)計(jì)的簡單比較如表11-1。這個(gè)比較說明，基于性能的抗震設(shè)計(jì)是對(duì)常規(guī)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的發(fā)展。超限高層建筑工程在房屋高度、規(guī)則性等方面都不同程度地超過現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的適用范圍，如何進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)缺少明確具體的目標(biāo)、依據(jù)和手段。按照建設(shè)部第1ll號(hào)令超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定的要求，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)具體工程實(shí)際的超限情況，進(jìn)行仔細(xì)的分析、專門的研究和論證，必要時(shí)還要進(jìn)行模型試驗(yàn)，從而確實(shí)采取比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定更加有效的具體的抗震措施

21、；業(yè)主也需要提供相應(yīng)的資助；設(shè)計(jì)者的論證還需要經(jīng)過抗震設(shè)防專項(xiàng)審查，以期保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。這個(gè)設(shè)計(jì)程序某種意義上類似于抗震性能設(shè)計(jì)的基本步驟。這些年來，高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查的實(shí)踐表明，不少工程的設(shè)計(jì)和專項(xiàng)審查已經(jīng)涉及到基于性能的抗震設(shè)計(jì)的理念和方法，目前在超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用是可行的。常規(guī)設(shè)計(jì)方法與性能設(shè)計(jì)方法的比較 表11-1項(xiàng)目常規(guī)的抗震設(shè)計(jì)基于性能的抗震設(shè)計(jì)設(shè)防目標(biāo)小震不壞、中震可修、大震不倒；小震有明確的性能指標(biāo)，大震有位移指標(biāo)，其余是宏觀的性能要求；按使用功能重要性分甲、乙、丙、丁四類，其防倒塌的宏觀控制有所區(qū)別按使用功能類別及遭遇地震影響的程度，提出多個(gè)預(yù)期的性

22、能目標(biāo)，包括結(jié)構(gòu)的、非結(jié)構(gòu)的、設(shè)施的各種具體性能指標(biāo)； 由業(yè)主選擇具體工程的預(yù)期目標(biāo)實(shí)施方法按指令性、處方形式的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)； 通過結(jié)構(gòu)布置的概念設(shè)計(jì)、小震彈性設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)力調(diào)整、放大和構(gòu)造以及部分結(jié)構(gòu)大震變形驗(yàn)算，即認(rèn)為可實(shí)現(xiàn)預(yù)期的宏觀的設(shè)防目標(biāo)除滿足基本要求外，需提出符合預(yù)期性能要求的論證，包括結(jié)構(gòu)體系、詳盡的分析、抗震措施和必要的試驗(yàn)，并經(jīng)過專門的評(píng)估予以確認(rèn)工程應(yīng)用目前廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)熟悉。 對(duì)適用高度和規(guī)則性等有明確的限制，有局限性，有時(shí)不能適應(yīng)新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展目前較少采用，設(shè)計(jì)人員不易掌握，所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)較大。 為實(shí)現(xiàn)“超限”結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了可行的方法，有利

23、于技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。技術(shù)上還有些問題有待研究改進(jìn) 11.17 超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的性能水準(zhǔn)和性能目標(biāo)是什么?超限高層建筑結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震下的性能水準(zhǔn)以及性能目標(biāo)的示意圖見圖11-1，結(jié)構(gòu)抗震性能可分為如下幾個(gè)水準(zhǔn)： 1，結(jié)構(gòu)在地震后完好、無損傷，一般不需修理即可繼續(xù)使用，人們不會(huì)因結(jié)構(gòu)損傷造成傷害，可安全出入和使用。結(jié)構(gòu)在地震后基本完好，僅有個(gè)別構(gòu)件輕微裂縫，一般不需修理或稍加修理即可繼續(xù)使用，人們不會(huì)因結(jié)構(gòu)損傷造成傷害，可安全出入和使用。2，地震后結(jié)構(gòu)的薄弱部位和重要部位的構(gòu)件完好、無損傷，其他部位有部分選定的具有一定延性的構(gòu)件出現(xiàn)明顯的裂縫，修理后可繼續(xù)安全使用；3，地震后結(jié)

24、構(gòu)的薄弱部位和重要部位的構(gòu)件輕微損壞，出現(xiàn)輕微裂縫，其他部位有部分選定的具有延性的構(gòu)件發(fā)生中等損壞，出現(xiàn)明顯的裂縫，進(jìn)入屈服階段，需要修理并采取一些安全措施才可繼續(xù)使用；4，結(jié)構(gòu)在地震下發(fā)生中等程度的破壞，多數(shù)構(gòu)件輕微損壞，部分構(gòu)件中等損壞，進(jìn)入屈服，有明顯的裂縫，需要采取安全措施，人們不能安全出入；經(jīng)過修理、適當(dāng)加固后才可繼續(xù)使用；5，結(jié)構(gòu)在地震下發(fā)生明顯損壞，多數(shù)構(gòu)件中等損壞，進(jìn)入屈服，有明顯的裂縫，部分構(gòu)件嚴(yán)重?fù)p壞；但整個(gè)結(jié)構(gòu)不倒塌，也不發(fā)生局部倒塌，人員會(huì)受到傷害，但不危及生命安全。關(guān)于結(jié)構(gòu)完好、基本完好、輕微損壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞和倒塌的劃分，可按建設(shè)部(90)建抗字第377號(hào)文建

25、筑地震破壞等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)確定。每個(gè)超限高層建筑，可以根據(jù)具體的設(shè)防烈度、場地條件、房屋高度、不規(guī)則的部位和程度，以及業(yè)主的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，選擇結(jié)構(gòu)(暫不含非結(jié)構(gòu))在三個(gè)水準(zhǔn)地震下(小震的地震作用，即取抗震規(guī)范的多遇地震影響系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，中震的地震作用，即取抗震規(guī)范的多遇地震影響系數(shù)的2.8l倍進(jìn)行計(jì)算，大震的地震作用，即取抗震規(guī)范的罕遇地震影響系數(shù)進(jìn)行計(jì)算)的性能水準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的“超限”設(shè)計(jì)。表ll2提供了一些可供選擇的性能目標(biāo)。性能目標(biāo)選定方案 表11-2地震水準(zhǔn)結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)1a1b2345第一（小震）A,B,C,D,E第二（中震）ABCDE第三（大震）ABCDE性能目標(biāo)A，小震和中震均滿足性能

26、水準(zhǔn)la的要求，大震下滿足性能水準(zhǔn)1b的要求；整體結(jié)構(gòu)完好；其高度和不規(guī)則性一般不需要專門限制。性能目標(biāo)B，小震下滿足性能水準(zhǔn)la的要求，中震滿足性能水準(zhǔn)1b的要求，大震滿足性能水準(zhǔn)2的要求；整體結(jié)構(gòu)基本完好；其高度和不規(guī)則性一般也不需要專門限制。性能目標(biāo)C，小震下滿足性能水準(zhǔn)la的要求，中震下滿足性能水準(zhǔn)2的要求，大震下滿足性能水準(zhǔn)3的要求；部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞；其高度不需專門限制，重要部位的不規(guī)則性限制可比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求放寬。性能目標(biāo)D，小震下滿足性能水準(zhǔn)la的要求，中震滿足性能水準(zhǔn)3的要求，大震下滿足性能水準(zhǔn)4的要求；結(jié)構(gòu)中等破壞，其高度可適當(dāng)超過現(xiàn)行高層混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程B級(jí)的規(guī)定，某些不規(guī)則

27、性限制可有所放寬。性能目標(biāo)E，小震下滿足性能水準(zhǔn)1a的要求，中震滿足性能水準(zhǔn)4的要求，大震下滿足性能水準(zhǔn)5的要求，結(jié)構(gòu)的損壞不危及生命安全。其高度一般不宜超過現(xiàn)行混凝土高規(guī)B級(jí)的規(guī)定，規(guī)則性限制一般也不宜放寬。11.18 如何判斷超限高層建筑結(jié)構(gòu)是否滿足性能設(shè)計(jì)的要求?判別超限高層建筑結(jié)構(gòu)是否滿足性能水準(zhǔn)的參考準(zhǔn)則如下。其中，對(duì)各項(xiàng)性能水準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)的樓蓋體系必須有足夠安全的承載力，以保證結(jié)構(gòu)的整體性，一般應(yīng)使樓板在地震中基本上處于彈性反應(yīng)狀態(tài)，否則，應(yīng)有合理可靠的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型并加以論證(包括試驗(yàn))；為避免混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生脆性剪切破壞，設(shè)計(jì)中應(yīng)控制受剪截面尺寸，滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)剪壓比的限制要求；性

28、能水準(zhǔn)中的抗震構(gòu)造，“基本”要求相當(dāng)于混凝土結(jié)構(gòu)中四級(jí)抗震等級(jí)的構(gòu)造要求，“低、中、高和特種延性”要求，可參照混凝土結(jié)構(gòu)中抗震等級(jí)為三、二、一和特一級(jí)的構(gòu)造要求。性能水準(zhǔn)1a，結(jié)構(gòu)滿足彈性設(shè)計(jì)要求，包括全部構(gòu)件的抗震承載力和層間位移均滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求；結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)具有正確、合理的分析模型，計(jì)算應(yīng)采用作用分項(xiàng)系數(shù)、材料分項(xiàng)系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)。即在所要求的地震作用下(小震、中震或大震)構(gòu)件抗震驗(yàn)算按抗震規(guī)范5.4節(jié)執(zhí)行，層間位移按抗震規(guī)范5.5.1條要求執(zhí)行。對(duì)性能目標(biāo)為A或B的結(jié)構(gòu)，中震和大震時(shí)可不考慮地震內(nèi)力調(diào)整(如抗震規(guī)范6.2節(jié)規(guī)定的調(diào)整系數(shù)C、Vb、VC、VW均取1.0)，若采用軟

29、件計(jì)算，地震影響系數(shù)最大值按中震、大震取值，而混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)取四級(jí)；各構(gòu)件的細(xì)部抗震構(gòu)造滿足基本要求。對(duì)性能目標(biāo)為C、D、E的結(jié)構(gòu)，為便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)在中震、大震作用下的非線性分析，可先按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行小震階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再通過非線性分析校核中震、大震的性能水準(zhǔn)，根據(jù)校核結(jié)果調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行第二次設(shè)計(jì)。性能水準(zhǔn)1b，結(jié)構(gòu)在所要求的地震作用下(小震、中震或大震)，全部構(gòu)件的抗震承載力滿足彈性設(shè)計(jì)的要求，各構(gòu)件的細(xì)部抗震構(gòu)造滿足基本要求；中震或大震計(jì)算同樣可不考慮地震內(nèi)力調(diào)整，但應(yīng)采用作用分項(xiàng)系數(shù)、材料分項(xiàng)系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)，即構(gòu)件抗震驗(yàn)算按抗震規(guī)范5.4節(jié)執(zhí)行，但不計(jì)人內(nèi)力調(diào)整。性能水準(zhǔn)

30、2，結(jié)構(gòu)在所要求的地震作用下(中震或大震)，薄弱部位或重要部位構(gòu)件的抗震承載力滿足彈性設(shè)計(jì)要求；整個(gè)結(jié)構(gòu)按非線性分析計(jì)算，允許有些選定的部位接近屈服(如部分而不是全部受拉鋼筋屈服)但不應(yīng)發(fā)生剪切等脆性破壞；各構(gòu)件的細(xì)部抗震構(gòu)造要滿足低延性的要求。性能水準(zhǔn)3，結(jié)構(gòu)在所要求的地震作用下(中震或大震)，薄弱部位或重要部位構(gòu)件不屈服，即不考慮內(nèi)力調(diào)整的地震作用效應(yīng)和抗震承載力按強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算。構(gòu)件地震作用效應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合，作用分項(xiàng)系數(shù)G、E和內(nèi)力調(diào)整系數(shù)C等取1.0：SKSGESEhk (11-1)承載力驗(yàn)算的材料分項(xiàng)系數(shù)f和抗震承載力調(diào)整系數(shù)RE均取1.0，公式為： SkRk (11-2)例如，混凝

31、土柱受彎承載力為： 剪力墻受剪承載力為： 剪力墻受剪截面控制條件為： VWK0.15fckbWh0 (115)剪力墻截面開裂控制條件為： VWK0.7ftkbWh0 (116)整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行非線性計(jì)算，允許有些選定的部位進(jìn)入屈服階段但不得發(fā)生剪切等脆性破壞；各構(gòu)件的細(xì)部抗震構(gòu)造要滿足中等延性的要求。性能水準(zhǔn)4，結(jié)構(gòu)在所要求的地震作用下(中震或大震)應(yīng)進(jìn)行非線性計(jì)算，薄弱部位或重要部位構(gòu)件允許達(dá)到屈服階段但滿足選定的變形限制(如混凝土結(jié)構(gòu)的層間變形控制在1/5001/300)，豎向構(gòu)件不發(fā)生剪切等脆性破壞；各構(gòu)件的細(xì)部抗震構(gòu)造要滿足高延性的要求。性能水準(zhǔn)5,結(jié)構(gòu)在中震、大震作用下應(yīng)進(jìn)行非線性計(jì)算，薄弱部位或重要部位構(gòu)件允