摘要：本文介绍了某超限超高层建筑的抗震设防可行性设计过程，通过计算和分析，验证该结构在正常使用和极端地震作用下的安全性和可靠性。
关键词：高层；超限；抗震
1 工程概况
本项目建筑面积约9.8万m2，地下3层，底板面标高-15.200m，地上49层，建筑功能为商业（1～4层）及公寓（5层及以上）。结构高度为197.80m，外围幕墙顶最高处为229.800m。结构整体模型如图1所示。标准层平面如图2所示。
设计条件：本工程的结构设计使用年限为50年，安全等级为二级，结构重要性系数为γ0=1.0。地基基础设计等级为甲级。计算结构整体指标时采用50年一遇的基本风压w0=0.60kN/m2，计算结构承载力时按基本风压的1.1倍采用；验算结构顶点顺风向最大加速度时采用10年一遇的基本风压为0.30kN/m2；地面粗糙度类别为B类，体型系数取1.4。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010 2015年版)，本工程的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
2 超限判定
根据计算结果，本工程的超限判定如下：
1）I类扭转不规则（X向：1.22，Y向：1.25），合计共有1项不规则，属于一般不规则。
2）本工程为高度197.80m的钢筋混凝土框架—核心筒结构，超过B级高度限值（180m）的10%，属高度超过B级高度的超限高层建筑，需进行抗震设防专项设计。
图1 结构整体模型
图2 结构标准层平面
3 抗震技术措施
针对结构超限情况，设计中对结构计算分析和抗震措施两方面进行了加强，保证整体结构实现“小震完好，中震轻度损坏，大震中度损坏”抗震性能目标，结构整体安全可靠，关键构件具备足够的延性，具体措施如下：
1）按照《广东省高层建筑混凝土结构技术规程》（DBJ15-92-2013）(本文简称《广东省高规》)结构抗震性能设计要求，设定结构抗震性能目标为C级。
2）分别采用建筑结构分析与设计软件YJK（1.8.3版）和ETABS（V2015）设计软件进行了小震下的对比计算，消除单一软件分析片面性和局限性。
3）进行了小震下的弹性动力时程分析，并和小震下的振型分解反应谱法计算结果进行对比，地震作用效应取两者的较大值结果。
4）根据规范反应谱，采用YJK软件进行中震整体等效弹性计算，使构件满足预定的中震弹性、中震不屈服的性能目标。
5）采用PKPM-Push进行罕遇地震作用下的静力弹塑性分析，判断结构和构件在大震下对应的性能水准，以验证结构能够实现大震中度损坏的性能目标，并进行关键构件的剪力墙抗剪不屈服、耗能连梁抗剪截面尺寸验算。
6）采用PKPM-Push和Perform-3D弹塑性分析程序进行罕遇地震作用下的静力（PKPM-Push）与动力（Perform-3D）弹塑性分析，判断结构和构件在大震下对应的性能水准，以验证结构能够实现大震中度损坏的性能目标。
7）底部加强区剪力墙的加强措施：底部加强区核心筒剪力墙中震压弯不屈服、抗剪不屈服；控制罕遇地震作用下的剪应力水平不超过0.15fck，满足大震“抗剪不屈服”的性能目标，提高底部加强区剪力墙分布筋最小配筋率至0.6%，暗柱的最小配筋率加大至1.5％；底部加强区核心筒四角的L形剪力墙抗震等级由一级提高到特一级。
8）对核心筒内部Y向局部楼板缺失的剪力墙进行稳定分析，确保其稳定性承载力，并要求该剪力墙中震压弯不屈服、抗剪不屈服；加大竖向及水平分布筋最小配筋率至0.5%。
9）外框柱的加强措施：21层以下外框柱采用延性较好的圆钢管混凝土叠合柱；钢管混凝土叠合柱与普通混凝土柱连接处设置2层过渡层，过渡层混凝土柱箍筋全高加密，体积配箍率不小于1.2%，并布置芯柱，提高过渡层混凝土柱的延性。
10）对角柱进行稳定分析，确保其压弯承载力的安全度。
11）对底部及顶部穿层柱进行稳定分析，计算长度系数取偏保守值，确保其压弯承载力的安全度。
4 结论
分析结果显示，本工程结构布置合理、传力路线明确、直接，理论计算的各项指标均能满足规范的要求，采用针对超限的加强措施有效，结构设计既能够满足建筑功能及造型的要求、安全使用的要求，又能满足经济合理、施工可行的要求，且结构抗震性能优良，整体结构的抗震性能可达到预期的C级目标；大震动力弹塑性分析更是表明，外框架柱在大震下仅为轻微损伤，可达到B级的性能目标。
参考文献:
[1] GB50011-2015 抗震结构设计规范[S]．
[2] DBJ15-92-2013 广东省高层建筑混凝土结构技术规程[S]．
作者简介：陈哲武（1990—），男，广东潮州人，助理工程师，主要从事结构设计工作。
论文作者:陈哲武
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：结构论文; 性能论文; 大震论文; 目标论文; 承载力论文; 塑性论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第13期论文;