超限高層建筑結構抗震設計需重視的幾個問題（PPT42）

超限高層建筑筑結構抗震設計需重視的的幾個問題中國建筑科學學研究院徐培福1一、汶川大地地震高層鋼鋼筋混凝土結結構震害概括括2汶川大地震高高層鋼筋混凝凝土結構震害害概括建研院70多名專家反映映的四川、甘甘肅、陜西某某些城鎮(zhèn)情況況：高度：8層～30層結構類型框架框架－剪力墻墻剪力墻框架－核心筒筒結構比較規(guī)則則3設防烈度6度，實際影響響烈度7度輕微損壞設防烈度7度，實際影響響烈度8度強～9度損壞比較多，，沒有嚴重破破壞設防烈度7度，實際影響響烈度9度強沒有嚴重破壞壞4二、超限高層層應適當提高高

抗震設防防標準51.提高抗震設防防標準的必要要性地震發(fā)生的不不確定性地震區(qū)劃（設設防烈度）可可能出現(xiàn)的誤誤差地震區(qū)劃考慮慮地震發(fā)生的的概率、風險險及現(xiàn)實的經(jīng)經(jīng)濟條件確定定30多年來，仍有有8次強震發(fā)生在在低烈度區(qū)或或附近1976年唐山大地震震2008年汶川大地震震6國家、業(yè)主有有較好的經(jīng)濟濟實力超限高層嚴重重破壞、倒塌塌對社會、人人民生命、經(jīng)經(jīng)濟產(chǎn)生巨大大傷害和沖擊擊超限高層建筑筑集中成千上上萬人員強震時難以逃逃生（絕對位位移振幅可達達幾米）目前國內外的的技術水平很很難對超限高高層強震下的的性能作出有有把握的判斷斷適當提高抗震震設防標準，，增加的造價價僅占總造價價的5～10％72.提高抗震設防防標準的主要要措施適當提高抗震震性能目標對設計反應譜譜和地震動參參數(shù)、地震波波選取的要求求8適當提高抗震震性能目標根據(jù)超高和復復雜的程度確確定性能目標標加強范圍：豎豎向構件、轉轉換構件、斜斜撐等關鍵構構件全高范圍關鍵部位性能目標正截面承載力力（壓彎、拉拉彎、軸壓、、軸拉）中震彈性中震不屈服抗剪承載力大震不屈服中震彈性相當于設防烈烈度提高1度多9對設計反應譜譜和地震動參參數(shù)、

地震震波選取的要要求小震反應譜、、地震動參數(shù)數(shù)取規(guī)范和安安評報告的較較大值中震、大震以以規(guī)范為主，，如安評報告告的地震反應應較大，作為為參考彈性和彈塑性性時程分析至至少采用三組組地震波，各各組地震波反反應譜要與設設計反應譜相相近設計中取三組組地震波反應應的包絡值美國2007年舊金山北加加州結構工程程師協(xié)會“非非常規(guī)高層建建筑抗震設計計和審查公告告”規(guī)定七組組地震波反應應的平均值101112三、超限高層層抗震設計的的

若干要求求13超限高層抗震震設計的若干干要求對業(yè)主及建筑筑師要從技術術可行性及經(jīng)經(jīng)濟代價上加加以必要協(xié)調調和約束對無震害經(jīng)驗驗、無試驗依依據(jù)、現(xiàn)有軟軟件難以分析析判斷或抗震震概念上難以以接受的結構構方案、構件件、節(jié)點，要要進行必要的的試驗研究結構方案設計計中需注意的的問題對計算分析的的要求143.結構方案設計計中注意的問問題特別復雜或高高度超B級高度宜采用鋼與混混凝土組合構構件或鋼構件件控制自重（1.6t/m2）和剪力墻厚厚度（1.2m）15沈陽茂業(yè)中心心主塔樓：7度，70層，284m16結構方案對比結構體系總質量（萬噸）每平米質量（噸/米2）鋼筋混凝土框架型鋼混凝土筒26.51.76鋼管砼柱鋼梁型鋼混凝土筒21.81.43調整后最大墻墻厚1m17北京財富中心心II期,61層，264m18北京財富中心心II期8度，61層，264m鋼管混凝土柱柱、鋼梁鋼管混凝土柱柱外徑1.3m鋼板剪力墻：：基底～13層首層層高10.47m，墻厚1.2m二層墻厚1m26層、41層設加強層193.結構方案設計計中注意的問問題框架－核心筒筒及框架－剪剪力墻結構中中，框架剪力力調整取0.2V0和1.5Vimax的較小值（不不能自定放大大系數(shù)2.0等），有利于于防止各個擊擊潰超B級高度較多時時，取0.2V0和1.5Vimax的較大值20中震復核計算算中，框架剪剪力調整仍需需要，但框架架梁不必調整整，有利于強強震下的“強強柱弱梁”除9度一級外，按按，，低估了梁的的極限抗彎承承載力（實配配鋼筋及樓板板作用未考慮慮），相反高高估了柱的承承載力（強震震下柱軸力變變化降低其承承載力）212223243.結構方案設計計中注意的問問題層剛度比和層層抗剪承載力力比不宜有層剛度度和層抗剪承承載力都比較較弱或剛滿足足規(guī)范限值的的樓層剛度計算美美國UBC國內有不同意意見，目前正正在研究。一一般情況下仍仍先按規(guī)范規(guī)規(guī)定純框架結構：：砌體填充墻墻對層剛度影影響大，計算算中宜考慮層層高增加直接接降低層抗剪剪承載力，按按規(guī)范計算層層剛度比較合合適剪力墻、框剪剪、框架－核核心筒結構，，與純框架結結構不同。通通過研究確定定是否采用。。對加強層、、設備層也可可先按此計算算。層抗剪承載力力計算中，加加強層的斜撐撐承載力不能能采用絕對值值的疊加25南京德基廣場場：49層，209m，11層、24層、37層設加強層26273.結構方案設計計中注意的問問題樓板大開洞情況復雜彈性樓板不計計入平面外剛剛度，按大震震計算樓板應應力計算對豎向構構件的不利影影響287度，65層，305m2層、5層樓板開大洞洞293.結構方案設計計中注意的問問題結構兩個正交交方向的第一一平動周期比比大于0.8天津嘉里中心心，59層，200m調整前T1x=4.654s，T1y=3.653s，T1x/T1y=0.785303.結構方案設計計中注意的問問題加強層伸臂桁桁架深入筒體體剪力墻伸臂桁架內力力計算可不計計樓板作用31北京財富中心心II期323.結構方案設計計中注意的問問題滑動連體要按按大震計算其其位移量，預預留足夠的間間隔北京當代MOMA33罕遇地震作用用下，所有連連廊隔震支座座的最大變形形分別為39.5cm，支座選用最最大位移量50cmX向El-Centro波34353.結構方案設計計中注意的問問題鞭梢效應的計計算按大震分析364.對計算分析的的要求現(xiàn)有軟件為結結構工程師提提供了十分必必要的分析工工具，但仍需需要工程師的的分析判斷彈性靜力分析析的計算原則則嚴格遵守規(guī)規(guī)范規(guī)定工程計算出現(xiàn)現(xiàn)怪異情況的的，設計工程程師要分析，，軟件工程師師要及時改正正374.對計算分析的的要求彈塑性分析的的軟件，工程程計算結果有有時出現(xiàn)不合合理情況。如如不能比較合合理的計入結結構阻尼比，，使彈塑性計計算的基底剪剪力大于彈性性計算結果。。計算參數(shù)的的隨意性大彈塑性分析軟軟件要加緊研研究改進384.對計算分析的的要求高度超過200m的超限高層結結構要進行彈塑性性時程分析高度超過300m或新型結構體體系或特別復復雜的超限高高層要有另一個單單位，采用不不同的軟件進進行獨立計算算校核394.對計算分析的的要求特別復雜的超超限高層結構構計算應考慮慮施工模擬抗震設計的內內力組合應以以施工全過程程完成后的靜靜載內力和位位移