（中国核电工程有限公司郑州分公司 河南 郑州 450052）
【摘 要】某超限高层住宅结构主体高度148.20m，采用剪力墙结构体系，根据其超限情况，采用不同的计算软件进行主体分析，有针对性的采取满足抗震性能目标的抗震措施，确保结构的抗震安全性。结果表明，结构的工作状态和性能满足规范要求且达到预期的抗震性能目标。
【关键词】超限高层；剪力墙结构；抗震性能设计
Design of a High-rise Building in Luoyang
Jia Da-huan Bao Yong-jian
【Abstract】A high-rise residential structure body height 148.20m, the shear wall structure system, according to the situation, the main analysis is calculated by using different software, targeted to take measures to meet seismic seismic performance objectives, to ensure the seismic safety of the structure. The results show that the working condition and performance of the structure can meet the requirements of the specification and achieve the expected seismic performance.
【Keywords】Super high rise building; Shear wall structure; Seismic performance design
【中图分类号】TU352.11 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）20-0005-02
1.工程概况
本工程位于洛阳市涧西区，建筑形态为单塔楼超高层住宅楼及附属商业，其建筑效果图见图1。结构采用钢筋混凝土剪力墙结构，地下2层，地上51层，其中地下室为停车库，地上1～2层为住宅及商业网点，3层及以上均为住宅，结构主体高度148.20m。-2F和-1F的层高分别为3.2m和3.0m，1F层高4.7m，2F层高4.2m，标准层层高2.9m；剪力墙混凝土强度等级为C55～C30，剪力墙墙厚300～200mm；主要框架梁截面高度500mm以内，标准层主要楼板厚度100～120mm。
本建筑物为丙类建筑，建筑结构的安全等级为二级，结构设计使用年限为50年；本工程抗震设缝烈度为7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g，Ⅱ类场地土；50年重现期的基本风压值，地面粗糙度类别按B类考虑；该工程于2013年10月完成设计，现在主体结构已封顶。地基基础设计等级为甲级。
2.结构超限判定及抗震加强措施
本工程结构体系采用剪力墙结构，主体高度148.20m，其高度已超过A级高度高层剪力墙结构建筑的最大使用高度120m，超过其最大适用高度约23.5%，属于高度超限；在竖向上，结构不存在不规则项；其他存在局部越层墙、局部错层，按照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》相关规定，判定该结构为高度超限的不规则结构。
针对该结构超限情况以及局部不规则，在设计中采用抗震性能设计方法，对结构及构件提出相应的抗震性能目标并采取如下措施：（1）采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算，进行包络设计，确保结构在多遇地震下的安全可靠。（2）底部结构错层处，错开的楼层各自作为一层进行分析，对楼板采用弹性膜，计算分析时按总刚分析方法，并考虑双向地震作用与偶然偏心取大值。错层楼层楼板加强，其板厚不小于120mm，配筋双层双向；错层分界处两侧楼板加厚为不小于140mm，采用双层双向配筋，楼板配筋率不小于0.25%。错层处剪力墙抗震等级特一级，墙厚300，分布钢筋配筋率不小于0.5%。（3）采取性能化抗震设计，提高关键和重要部位构件的抗震承载力，确保整体结构达到抗震性能目标C。（4）进行结构静力弹塑性分析，判定结构的薄弱部位和变形能力，确保结构达到预期的抗震性能目标。
3.结构抗震计算及分析
结构的抗震计算与分析主要采用PKPM-SATWE软件，同时采用ETABS软件进行整体分析和比较。结构嵌固端为地下室顶板。
3.1 结构小震分析主要结果
小震反应谱的弹性分析结果基本一致，两种软件下的前6阶周期误差不超3%。SATWE计算的结构总质量为46368t，ETABS计算的结构总质量为46090t；两种软件计算的结构周期比分别为0.64和0.54，均满足规范不大于0.85的要求。表1所示小震下位移指标均满足规范要求。结构X向及Y向的刚重比分别为4.18和3.93，满足规范的要求，且可以不考虑重力二阶效应的影响。
地震作用下反应谱法得到的楼层剪力在结构下部楼层大于时程分析得到的楼层剪力平均值，在结构上部局部楼层略小于时程分析得到的楼层剪力平均值，但是相差不大。针对反应谱法不能很好地反映高振型对结构顶部楼层的影响，同时结合时程分析的结果，设计时对顶部部分楼层进行地震力放大，且对局部出屋面的结构，加强其抗震构造措施特别是和主体结构连接构造措施。楼层层间位移角分布曲线平缓，反应谱的层间位移角大于时程分析平均值，均在规范限值1/1000以内。采用ETABS软件对SATWE结构进行补充对比分析，两软件计算结果基本一致。结果表明，反应谱法与时程分析法结果基本吻合，反应谱法能较好地反映该结构的地震响应。
3.3 结构中震及大震分析主要结果
根据前述的抗震性能目标，对结构进行了中震不屈服及中震弹性计算；中震不屈服计算下，局部墙体略有变化，大部分墙体配筋为构造配筋，大部分连梁、框架梁抗剪配筋由中震控制，部分连梁、框架梁抗弯屈服。中震弹性计算下，底部加强区剪力墙抗剪配筋较小震计算结果有较大增幅，其它层部分墙肢配筋略有增加，结构及构件能满足中震下预期的性能目标。
大震下结构的计算方法采用静力弹塑性分析法，经过对该结构进行大震下的推覆分析，得到了结构的能力谱曲线和需求谱曲线，其性能点对应的最大层间位移角分别为：X向1/146（第36楼层，最大位移869.7mm），Y向1/141（第33层，最大位移896.2mm），均小于规范限制1/120，满足大震不倒的设计要求，且能力谱曲线穿过需求谱曲线后呈继续上升状态，曲线饱满，结构还具备继续承载的能力。
4.错层处楼板及剪力墙有限元分析
该结构底部三层住宅与商业间错层处板厚取140mm，对错层处板、错层处高矮墙采用ETABS进行有限元精细分析，采用壳单元模拟，图3为局部楼板和剪力墙墙肢应力图根据计算结构对楼板、剪力墙进行截面设计和配筋。
5.结语
针对本工程特点（高度超限，局部平面不规则的B类高层），在设计中采用抗震性能设计，对结构在小震、中震、大震和结构特殊部分进行专门分析，采取严格的抗震构造措施，具体措施如下：（1）结构底部加强区剪力墙采用一级强的抗震构造措施，错层处剪力墙抗震等级按特一级设计，轴压比控制在0.40以内，墙厚300mm，墙身分布钢筋配筋率不小于0.5%。（2）对连梁进行延性设计，连梁内设置交叉暗撑或斜向钢筋，提高其抗剪承载力及延性。（3）底部错层楼板加强，板厚不小于120mm，配筋双层双向；局部错层边界两侧楼板加强，板厚不小于140mm，配筋双层双向且配筋率不小于0.25%。
通过多个计算软件的分析，以及采取针对性的抗震加强措施，其结果表明：本工程结构确保满足规范要求和达到预期的抗震性能目标。
参考文献
[1]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程.
[2]高立人,方鄂华,钱稼茹.高层建筑结构概念设计[M]. 北京：中国计划出版社，2005.
论文作者:贾大焕,鲍永健
论文发表刊物:《建筑知识》2016年20期
论文发表时间:2017/6/1
标签：结构论文; 楼板论文; 性能论文; 楼层论文; 剪力墙论文; 高度论文; 局部论文; 《建筑知识》2016年20期论文;