超高层建筑抗震设计要点分析

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1、勘察设计与装饰广东建材2012年第10期超高层建筑抗震设计要点分析邓声祥(江西省建筑设计研究总院)摘要：近些年来，我国超高层建筑发展十分迅速。由于超高层项目的特殊性，抗震设计应采取更为严格的技术措施以保证安全。我国规范采用三水准设防、两阶段设计的方法进行抗震设计。结合实际，对超高层建筑抗震设计有关反应谱、时程分析及性能设计等要点进行了分析。关键词：超高层建筑；抗震设计；要点分析1引言内常用的计算软件如SATWE、PMSAP、ETABS、MIDAS均属于“不同力学模型的三维空间分析软件”，小震下的弹性

2、近年来，我国超高层建筑发展十分迅速。由于超高反应谱分析可任选其中两个程序进行计算。层项目的特殊性，抗震设计应采取更为严格的技术措施以保证安全。抗震分析是结构抗震设计的基础，当前我2．3关于超长周期反应谱国的高层建筑抗震设计规范、规程较为完善，混凝土高超限高层建筑大多为高柔结构，周期较长，有些甚层、钢结构和混合结构高层建筑均有相关设计规程，然至超过6．0s。例如天津津塔项目，主楼总高度330m，结而对于超出规范、规程适用范围的超高层建筑结构，对构第1周期达到7．60s。抗震规范5．1．4条规定，周期其

3、进行抗震分析时有哪些特殊规定是设计人员普遍关大于6．Os的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研心的问题。究。本文结合超高层设计经验、超高层抗震审查过程中2．4层间位移角限值专家意见以及汶川地震后专家对超高层抗震设计提出超高层钢结构的层问位移角限值按照抗震规范要的更为严格的要求，对超高层抗震分析的关键问题进行求取1／3oo。超高层混凝土结构层问侧移角限值在高层综述。规程田14．6．3条中规定：高度等于或大于250m的高层建筑，其层间位移角部不宜大于1／5oo；高度在150~250m2超高层结构反应谱分

4、析要点之间的高层建筑，层间位移角限值可采用“表4．6．3数反应谱理论是现阶段建筑抗震分析的基本理论。对值”与1／500线性插值取用。要注意高层混凝土规程第于设计人员，反应谱分析主要是地震动参数的选取和结4．6．3条小注：“楼层位移计算不考虑偶然偏心的影构基本信息的输入。反应谱分析的关键是对计算结果进响”。行分析，判断计算结果是否合理。2．5剪重比调整2．1地震动参数的取值抗震规范5．2．5条和高层规程3．3．13条提出了超高层结构抗震分析采用的地震动参数(反应谱分“最小地震剪力系数”要求。由于地震影

5、响系数在长周期析地震影响系数最大值以及时程分析地震波峰值加速段下降较快，对于基本周期大于3．5s的结构，计算得到度)，在小震阶段弹性分析应按规范设计反应谱和安评的水平地震作用下的底部总剪力太小。换言之，就是结报告较大者取值：中震、大震阶段应以规范取值为主，构‘柔”，受到的地震力太小，从偏于安全的角度考虑，如果安评报告的地震反应较大，设计时应作为参考Ⅱ]。人为地提高地震剪力以保证结构设计的安全性。抗震规2．2两个不同力学模型的三维计算软件范规定：周期小于3．5s结构的最小剪力系数取表《建筑抗震设计规范

6、》(GB5001卜2010)[2_，(简称抗5．2．5第一行数值，周期大于5．Os结构的最小剪力系震规范)3．6．6条规定：复杂结构多遇地震下应采用数取表5．2．5第二行数值，介于3．5s和5s之问的结构不少于两个的不同力学模型的三维空间分析软件进行可插入取值。即：最小剪力系数取值在3．5s开始减小，整体内力和位移计算：《高层混凝土结构技术规程》至5s后不再下降。考虑大于5s的结构多为超高超限的(JGJ3—2002)[3](简称高层规程)亦有相关规定。目前国——54——广东建材2012年第10期勘察

7、设计与装饰高柔结构，适当提高地震下的抗侧移刚度和承载力是合观察结构在地震全过程中的内力和位移变化情况，观察理的。结构是否存在薄弱部位，以起到弥补振型分解反应谱方2．6层刚度比和层抗剪承载力的控制法的不足、增加结构抗震设计安全度的作用。同时要注意：采用过于强烈的地震波也是不合适的。时程分析作抗震规范、高层规程均有“楼层刚度不宜小于相邻为反应谱方法的补充计算方法，要与反应谱方法在统计上层70％或其上三层侧向刚度平均值的80％”的规定。意义上相一致。如果使用过大的地震波，相当于提高了《高层民用钢结构技术规

8、程》(GJG99—98)(高钢规)结构的设防水准，则失去了时程分析作为反应谱方法补3．3．1条规定，楼层刚度不小于相邻上层的70％，且连续充计算的意义。三层总的刚度降低不超过50％。抗震规范规定结构楼层抗剪承载力不小于相邻上4超限高层性能设计的抗震计算要求层的80％，高层规程规定A级高度层抗剪承载力不小于4．1性能目标的确定其上一层的80％、B级高度抗剪承载力不小于上层的超限高层建筑性能目标的确定是一个较为复杂的75％。高钢规规定任一楼层抗侧力构件的总受剪承载力问题，