高度超限高层建筑抗震性能化设计分析论文.docx

高度超限高层建筑抗震性能化设计分析论文高度超限高层建筑抗震性能化设计分析论文1、工程概况金融城起步区A007-1地块项目A塔楼位于广州市金融城的A007地块，是金融城起步区A007-1地块项目中集商业、办公于一体的超高层塔楼。A塔楼包括四层地下室，地上40层，总结构高度172m。本工程地下负四层、负三层及负二层主要为停车及设备用房，负一层及地上4层裙房为商业用房；A塔楼36层塔楼中，除16层、24层及34层为避难层外，其余均为办公用房。本工程抗震设防烈度为Ⅶ度，基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。由于A塔楼负一层至四层为人流密集的大型的商业建筑，抗震设防类别确定为重点设防类（乙类），抗震措施提高一度按Ⅷ度考虑；其余均为标准设防类（丙类）。本工程塔楼结构高度为172m，采用钢筋混凝土框架—核心筒结构体系，周边框架柱8层以下采用型钢混凝土柱，核心筒为钢筋混凝土剪力墙。2、结构体系与结构布置2.1、结构体系通过前期对结构方案的合理性及经济性的比选，本工程B级高度的A塔楼确定采用钢筋混凝土框架—核心筒结构体系。A塔楼高宽比约为4.61，核心筒由楼梯间、电梯筒以及设备服务用房构成，与外框架共同为超高层塔楼提供了良好的抗侧力刚度。核心筒高宽比约为13.23，大于高规建议的高宽比12，并且在25层以上取消A-2轴（Y向）的一片主要受力剪力墙，造成Y向的整体稳定性和侧向刚度较弱。为提高Y向整体稳定性和侧向刚度，剪力墙厚度取为800~500mm。由于首层大堂建筑的要求，形成10m通高无侧向约束的外框框架柱，考虑到下部楼层框架柱的截面控制要求并提高框架柱的延性，框架柱8层以下采用钢骨混凝土柱，含钢率约为5%；其中9层和10层为过渡层，含钢率约为2.5%。2.2、楼盖体系根据结构体系特点、使用要求和施工条件，本工程均采用现浇钢筋混凝土楼盖体系。地下室底板采用平板结构，板厚700mm；负三层及负二层采用无梁楼盖，板厚300mm，其中人防区域板厚350mm；负一层及以上楼层采用梁板结构，负一层板厚180mm，首层板厚150mm，地上部分板厚为100、120mm等。剪力墙核心筒由楼梯间、电梯筒以及设备服务用房等构成，开洞较多，为加强筒体剪力墙的共同协调受力，板厚为150mm。2.3、计算嵌固端的确定本工程首层楼板存在大开洞的情况，设计时考虑以地下室负一层楼板做为嵌固端，此楼层采用现浇梁板楼盖结构，楼板厚为180mm，采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率大于0.25%；同时在不考虑地下室侧约束的情况下由计算得地下二层与地下一层侧向刚度比大于2，故本工程嵌固部位确定为地下室负一层。3、荷载与地震作用3.1、楼面荷载本项目各区域的楼面荷载（附加恒载与活荷载）按规范与实际做法而取值。3.2、风荷载及地震作用根据广东省标准的要求，结构承载力计算时按广州市重现期为50年的基本风压0.55kN/m2（A塔楼是对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时按基本风压0.50kN/m2的1.1倍考虑）考虑，结构位移验算时按重现期为50年的基本风压0.50kN/m2考虑，建筑物地面粗糙度类别为B类。风荷载的取值是基于广东省建筑科学研究院提供的《广州国际金融城A007-1地块项目风致结构响应分析报告》（2014年5月13日）以及荷载规范。地震作用计算以国标GB50011-2010为标准，并参考场地地震安全性评估报告及第一次地质详勘报告的结果，小震计算取规范与安评报告的包络值，中震与大震计算按规范的参数。4、结构超限判别及抗震性能目标本工程塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（GDDBJ15-92-2013）的规定，框架－核心筒结构7度（0.1g）高层建筑的A级和B级适用的`最大适用高度分别为130m、180m，本工程塔楼高172m，超过规范A级高度的33%，但未超过B级高度。本工程结构类型符合现行规范的适用范围，仅存在扭转不规则、楼板不连续等1.5项不规则类别，本工程属B级高度的超限高层建筑。针对结构高度及不规则情况，设计采用结构抗震性能设计方法进行分析和论证。设计根据结构可能出现的薄弱部位及需要加强的关键部位。5、结构计算与分析5.1、小震及风荷载作用分析本工程多遇地震作用分析采用了振型分解反应谱法和弹性时程分析法，使用软件为SATWE与GSSAP。本工程为B级高度高层结构，抗震设防烈度为Ⅶ度，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.3.4条第2、3款和第5.1.13条的规定，需进行弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。采用SATWE进行弹性动力时程分析，输入地震波为两组实际地震记录（SATWE软件选波），并再由《广州国际金融城A007-1地块项目工程场地地震安全性评价报告》提供的地震波中选取一条场地合成人