超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究

作者徐培福等关于超限高层建筑抗震设防审查的若干讨论，可为同行在超限项目设计时提供参考意见。

1 计算分析方面的总体要求 1）结构抗震计算分析应采用两个或两个以上的符合结构实际受力情况的力学模型且经建设主管部门鉴定的计算程序。 2）通过结构各部分受力分布的变化，以及最大层间位移的位置和分布特征判断结构受力特性的有利和不利情况。 3）结构各层的地震作用标准值的剪力与其以上各层总重力荷载代表值的比值（即楼层地震剪力系数），应符合抗震设计标准的最低要求和特殊要求。当楼层最小剪力系数不满足要求时，应对结构方案进行分析。若结构方案基本合理，可以按规范要求进行地震内力放大；若结构方案不合理，则宜对建筑结构方案进行调整。

结合某平面布置偏心、竖向刚度突变的超限高层框架-抗震墙结构,研究了不同结构构件布置方案对结构抗扭转性能的影响,并对优选方案进行了设防烈度地震及罕遇地震下的性能化分析,同时对结构进行了施工模拟分析。方案优化研究表明,通过在结构四角设置抗震墙能够有效降低由于结构布置偏心产生的扭转效应;弹塑性分析结果表明,在地震作用下,结构竖向构件能够满足中震弹性、不屈服以及大震不屈服的抗震性能目标。

针对 7 度区 12 栋超限高层框筒结构进行中震下主要墙肢拉应力比统计，最大拉应力比在 1.0~2.5 之间，在结构设计可控范围内。当高层结构中震计算结果不满足剪重比、刚度比等要求时，计算软件自动根据规范要求放大楼层地震力，会导致较大的轴向拉力，建议采用未经放大的标准组合拉应力判断受拉程度。对核心筒偏置的超限结构进行抗震性能分析，发现拉应力较大的墙肢在大震作用下出现拉剪或拉弯破坏，不满足抗震性能目标 C 要求；根据剪力墙拉应力配置型钢后，改善了结构底部剪力墙的抗震性能，墙肢未出现剪切破坏和拉弯屈服，满足抗震性能目标 C 要求。进一步的精细有限元分析表明，加型钢后受拉剪力墙的抗拉和抗剪能力明显提高。当中震作用下超高层结构的底部剪力墙拉应力比超过 2.0 时，可通过加型钢或钢板来满足抗震性能要求，但型钢或钢板截面面积应适当加大。

简介： 通过对某超限高层的结构分析设计，给出超限高层的一般结构分析设计过程，是平面不规则超限还是竖向不规则超限以及相应的结构构造措施

平面不规则、竖向构件不连续、高位转换与塔楼偏心的大底盘多塔楼高层建筑属超限高层建筑,对建筑物抗震不利,要提高其抗震能力,解决超限问题,需要有合理的结构体系、进行合理的概念设计、建立正确的力学模型和采取有效的构造措施。

贵阳保利国际广场3号楼为结构体系特别不规则的超限高层建筑,其上部不规则布置的剪力墙与下部裙房大柱网之间的荷载传递较为复杂,需要设置高位转换层。

超限高层建设项目，建设单位向省人民政府建设行政主管部门委托的地级以上市人民政府建设行政主管。 部门申请超限高层建筑工程抗震设防审查，通过审查后，取得审查批复。

为了保证《建筑抗震设计规范》提出的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的“三水准”抗震设防目标，规范采取“二阶段”设计法。

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。基于性能的抗震设计理论提出了多水准、 多 目标设防的概念,是当前国际抗震设计发展的方向。实现性能设计,首先要提出切实可行的抗震性能目标。首先列 举了国外规范及我国规程提出的结构抗震性能要求,继而归纳总结了国内学者针对超限高层提出的性能目标。在 此基础上,给出了 4 栋典型超高层设计过程中采用的抗震性能目标。在进行超限高层结构设计时, 除确定结构整体 的性能目标外,应针对结构的薄弱部位制定相应的性能目标并采取相应措施,以保证结构设计的安全合理。

建筑技术 Architecture Technology 第42 卷第1 期2011 年1 月 摘要: 常州市某超限高层建筑，结构高175m,地上42层,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构，通过使用有限 元软件Etabs,分析该建筑的结构动力特性,确定振型分解法的合理振型参与数,以及通过弹性时程法分析在最不 利地震波作用下该结构的地震反应。结构符合国家现行规范要求，计算方法和结论对于运用有限元软件计算超 限高层建筑有一定的参考价值。 关键词: 超限高层；etabs；动力特性；地震反应；时程分析

超限高层建筑在地震作用下结构反应复杂，计算分析和结构设计缺乏相应规范作参考。上海国际设计中心是其中一典型实例，表现在平面规则性超限(楼板不连续)和立面规则性超限(不等高双塔连体结构)。

地下室拟采用刚性防水和柔性防水相结合的防水设计。地下室底板及侧墙拟采用防水混凝土，设计抗渗等级为S8。地下室顶板、外墙与土壤接触处均设柔性防水层。底板在地下室外墙旁设置排水沟及抽水系统。

本文档为商业项目超限高层建筑抗震专项审查报告2013，包括：一、工程概况 二、设计所依据的主要标准、规范及规程 三、建筑物分类等级 四、荷载作用 五、 地质情况简述 六、基础设计和结构体系布置 七、建筑结构不规则及超限情况 八、针对超限情况所采取的技术措施 九、结构整体分析主要结果 十、特殊区域的专项抗震研究 十一、温度、收缩徐变作用对超长楼板的分析及控制措施 十二、整体抗震性能目标和关键部位的抗震性能目标 十三、主体结构范围与纯地下范围之间沉降不均匀的解决措施 十四、结构抗震性能的综合评价等。

此文件为超限高层建筑工程抗震设防审查批复文件，值得参考

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超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点

《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2010]109号)： 为做好全国及各省、自治区、直辖市超限高层建筑工程抗震设防专家委

超限高层建筑工程抗震设防专项审查意见书.xls超限高层建筑工程抗震设防专项审查意见书.xls

结合某平面布置偏心、竖向刚度突变的超限高层框架-抗震墙结构，研究了不同结构构件布置方案对结构 抗扭转性能的影响，并对优选方案进行了设防烈度地震及罕遇地震下的性能化分析，同时对结构进行了施工模拟 分析。

针对某底部错层、顶部收进的超限高层剪力墙结构进行了性能化分析和研究,首先提出底部错层和顶部收进部位的加强措施,然后针对顶部收进部位建立了对比模型,以研究收进对结构刚度及承载力影响,并进行了中震和大震作用下的性能化分析和动力弹塑性损伤分析。结果表明:采取的结构加强措施能够基本满足设定的性能目标,保证了该竖向不规则结构的可靠度,结构底部错层和顶部收进部位个别构件出现严重损伤,应在施工图设计阶段采取针对性加强措施。

BIAD（北京院）超限高层建筑工程抗震设计汇编上册。国内著名大型设计院技术资料，具有重要的参考价值。

上海市超限高层建筑工程抗震设计指南-吕西林。 说明：超限高层建筑工程，是指超出国家和上海市现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程。

运用现在世界土木工程中流行的有限元分析软件ETABS对一幢高层酒店进行了结构弹性计算分析，并 和PKPM软件的计算结果进行了对比。此外还采用pushover法验算罕遏地震作用下薄弱层(部位)的弹塑性变形，其 结果基本令人满意。同时针对超限部分提出了改造措施。

以某 B 级高度框架核心筒超限高层为例，详细阐述了超限高层的设计与分析。该超限高层同时具有扭转不规则，竖向收进和穿层柱等多项超限情况。介绍了结构体系选型，小震反应谱分析，弹性时程分析及中大震弹塑性分析等，结构表明，结构满足规范要求。经过适当的构造加强，能够达到预期的性能目标。

受业主委托对重庆市三幢20418m 高的超限高层结构进行了优化设计。通过将高位厚板转换层改为梁式转换,将钢筋混凝土框支柱改为核芯钢管混凝土组合柱,尽量缩短墙肢等措施,获得了很好的效果。优化后的设计与初步设计相比,节约混凝土212 万m3 ,与施工图设计相比,节约混凝土115 万m3 ,节约钢管760t 。使结构的刚度变化更为合理,提高了可靠度水平,为建筑开洞和平面划分等提供了方便。

深圳珠江广场A栋是一座地上39层地下3层内筒外框架钢筋混凝土结构的高层建筑，由于建筑功能要求致使结构高度超限，属于B级高度钢筋混凝土高层建筑。

超限高层建筑在地震作用下结构反应复杂,计算分析和结构设计缺乏相应规范作参考。上海国际设计中心是其中一典型实例,表现在平面规则性超限(楼板不连续)和立面规则性超限(不等高双塔连体结构)。

房屋高度超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3（以下 简称《高规》）A 级高度的钢筋混凝土高层建筑最大适用高度， 超过第 7 章有较多短肢剪力墙的剪力墙结构、第 10 章错层结 构最大适用高度的钢筋混凝土高层建筑为一般超高超限高层 建筑。

建筑抗震设计规范，50 年超越概率63％，用于赛时下部砼结构、看台钢结构设计，工程场地地震安全性评价应用报告，100 年超越概率63％，用于赛后下部砼结构、上部钢结构、跳台结构设计；100 年超越概率3％，用于上部钢结构复核。

2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点,用于各超限项目指标的对照及报审

230米超限高层建筑结构设计施工图，图纸包括10#楼地下三层墙、柱定位及平面配筋图、10#楼地下二层墙、柱定位及平面配筋图、10#楼地下一层墙、柱定位及平面配筋图等，可供参考。

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四川省的抗震设防超限高层建筑工程界定标准，做超限分析的可以看看。

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点建质【2015】67号，高清版无水印

为指导和规范装配式混凝土结构建筑工程施工图设计文件的审查工作，根据相关法规（本要点所称法规系法律、法规、部门规章和政府主管部门的规范性文件的总称）和《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014（以下简称JGJ 1-2014）编制本要点。

本规定适用于四川省超限高层建筑工程抗震设防专项审查。 凡符合本规定的抗震设防烈度为6~9度的高层建筑工程，均应按有关规定由建设单位在初步设

本文档为超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点_2010版，超限高层及接近超限的均可参考

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点