超限高层建筑结构抗震设计需重视的几个问题（PPT42）

超限高层建筑筑结构抗震设计需重视的的几个问题中国建筑科学学研究院徐培福1一、汶川大地地震高层钢钢筋混凝土结结构震害概括括2汶川大地震高高层钢筋混凝凝土结构震害害概括建研院70多名专家反映映的四川、甘甘肃、陕西某某些城镇情况况：高度：8层～30层结构类型框架框架－剪力墙墙剪力墙框架－核心筒筒结构比较规则则3设防烈度6度，实际影响响烈度7度轻微损坏设防烈度7度，实际影响响烈度8度强～9度损坏比较多，，没有严重破破坏设防烈度7度，实际影响响烈度9度强没有严重破坏坏4二、超限高层层应适当提高高

抗震设防防标准51.提高抗震设防防标准的必要要性地震发生的不不确定性地震区划（设设防烈度）可可能出现的误误差地震区划考虑虑地震发生的的概率、风险险及现实的经经济条件确定定30多年来，仍有有8次强震发生在在低烈度区或或附近1976年唐山大地震震2008年汶川大地震震6国家、业主有有较好的经济济实力超限高层严重重破坏、倒塌塌对社会、人人民生命、经经济产生巨大大伤害和冲击击超限高层建筑筑集中成千上上万人员强震时难以逃逃生（绝对位位移振幅可达达几米）目前国内外的的技术水平很很难对超限高高层强震下的的性能作出有有把握的判断断适当提高抗震震设防标准，，增加的造价价仅占总造价价的5～10％72.提高抗震设防防标准的主要要措施适当提高抗震震性能目标对设计反应谱谱和地震动参参数、地震波波选取的要求求8适当提高抗震震性能目标根据超高和复复杂的程度确确定性能目标标加强范围：竖竖向构件、转转换构件、斜斜撑等关键构构件全高范围关键部位性能目标正截面承载力力（压弯、拉拉弯、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烈度提高1度多9对设计反应谱谱和地震动参参数、

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

若干要求求13超限高层抗震震设计的若干干要求对业主及建筑筑师要从技术术可行性及经经济代价上加加以必要协调调和约束对无震害经验验、无试验依依据、现有软软件难以分析析判断或抗震震概念上难以以接受的结构构方案、构件件、节点，要要进行必要的的试验研究结构方案设计计中需注意的的问题对计算分析的的要求143.结构方案设计计中注意的问问题特别复杂或高高度超B级高度宜采用钢与混混凝土组合构构件或钢构件件控制自重（1.6t/m2）和剪力墙厚厚度（1.2m）15沈阳茂业中心心主塔楼：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调整后最大墙墙厚1m17北京财富中心心II期,61层，264m18北京财富中心心II期8度，61层，264m钢管混凝土柱柱、钢梁钢管混凝土柱柱外径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.结构方案设计计中注意的问问题框架－核心筒筒及框架－剪剪力墙结构中中，框架剪力力调整取0.2V0和1.5Vimax的较小值（不不能自定放大大系数2.0等），有利于于防止各个击击溃超B级高度较多时时，取0.2V0和1.5Vimax的较大值20中震复核计算算中，框架剪剪力调整仍需需要，但框架架梁不必调整整，有利于强强震下的“强强柱弱梁”除9度一级外，按按，，低估了梁的的极限抗弯承承载力（实配配钢筋及楼板板作用未考虑虑），相反高高估了柱的承承载力（强震震下柱轴力变变化降低其承承载力）212223243.结构方案设计计中注意的问问题层刚度比和层层抗剪承载力力比不宜有层刚度度和层抗剪承承载力都比较较弱或刚满足足规范限值的的楼层刚度计算美美国UBC国内有不同意意见，目前正正在研究。一一般情况下仍仍先按规范规规定纯框架结构：：砌体填充墙墙对层刚度影影响大，计算算中宜考虑层层高增加直接接降低层抗剪剪承载力，按按规范计算层层刚度比较合合适剪力墙、框剪剪、框架－核核心筒结构，，与纯框架结结构不同。通通过研究确定定是否采用。。对加强层、、设备层也可可先按此计算算。层抗剪承载力力计算中，加加强层的斜撑撑承载力不能能采用绝对值值的叠加25南京德基广场场：49层，209m，11层、24层、37层设加强层26273.结构方案设计计中注意的问问题楼板大开洞情况复杂弹性楼板不计计入平面外刚刚度，按大震震计算楼板应应力计算对竖向构构件的不利影影响287度，65层，305m2层、5层楼板开大洞洞293.结构方案设计计中注意的问问题结构两个正交交方向的第一一平动周期比比大于0.8天津嘉里中心心，59层，200m调整前T1x=4.654s，T1y=3.653s，T1x/T1y=0.785303.结构方案设计计中注意的问问题加强层伸臂桁桁架深入筒体体剪力墙伸臂桁架内力力计算可不计计楼板作用31北京财富中心心II期323.结构方案设计计中注意的问问题滑动连体要按按大震计算其其位移量，预预留足够的间间隔北京当代MOMA33罕遇地震作用用下，所有连连廊隔震支座座的最大变形形分别为39.5cm，支座选用最最大位移量50cmX向El-Centro波34353.结构方案设计计中注意的问问题鞭梢效应的计计算按大震分析364.对计算分析的的要求现有软件为结结构工程师提提供了十分必必要的分析工工具，但仍需需要工程师的的分析判断弹性静力分析析的计算原则则严格遵守规规范规定工程计算出现现怪异情况的的，设计工程程师要分析，，软件工程师师要及时改正正374.对计算分析的的要求弹塑性分析的的软件，工程程计算结果有有时出现不合合理情况。如如不能比较合合理的计入结结构阻尼比，，使弹塑性计计算的基底剪剪力大于弹性性计算结果。。计算参数的的随意性大弹塑性分析软软件要加紧研研究改进384.对计算分析的的要求高度超过200m的超限高层结结构要进行弹塑性性时程分析高度超过300m或新型结构体体系或特别复复杂的超限高高层要有另一个单单位，采用不不同的软件进进行独立计算算校核394.对计算分析的的要求特别复杂的超超限高层结构构计算应考虑虑施工模拟抗震设计的内内力组合应以以施工全过程程完成后的静静载内力和位位移