茂名财富盛世御府项目超限高层建筑抗震设防设计

茂名财富盛世御府项目超限高层建筑抗震设防设计

姚宜锋 ,钟志武

广东博亚建筑设计有限公司，广东 广州 510000

摘要：近年来随着开发商对建筑产品品质的不断提高，涌现一大批超限高层居住建筑。本文从实际项目出发，分享超限高层建筑工程抗震设防专项设计及审查过程中的一些经验及体会，希望对同行有些借鉴意义。

关键词：超限高层住宅；建筑抗震设防专项审查；抗震设计

一、项目概况

项目位于茂名市电白区海滨大道与电白大道西交汇处，为地上36层部分框支剪力墙结构体系的高层住宅，建筑高度120m，结构高度121.05m，地下2层为地库及设备房，转换层位于第二层。标准层结构平面及转换层平面如下图。

图一

图二

主要构件尺寸：框支柱1000~1700mmx1200~2100mm、转换梁800~2100mmx1800~2000mm、剪力墙200mm~600mm。

竖向构件混凝土强度等级：C60~C30。

转换层梁板混凝土强度等级：C50。

二、超限情况汇总

1 高度超限判断

结构高度121.05米，《高层建筑混凝土结构技术规程》3.3.1条规定的部分框支剪力墙结构B级高度为120米。高度超限。

2 结构规则性判断

本工程有凹凸不规则、扭转不规则、竖向构件不连续等3项不规则项，构成结构规则性超限。

三、计算分析软件说明

多遇地震下的弹性分析采用迈达斯、YJK两个程序分别计算，互为校核。

中震性能分析主要采用YJK程序计算，以验证本工程项目的抗震性能目标。

小震弹性动力时程分析采用YJK程序计算，以验证弹性分析计算结果。

弹塑性动力分析采用SAUSAGE程序计算，以验证大震下的抗震性能目标。

节点构件应力分析采用迈达斯软件，以复核构件的配筋。

四、主要计算参数

50年一遇基本风压ωo=0.70kN/m2，建筑物地面粗糙度类别取为B类，考虑密集高层风荷载相互干扰不利影响，体形系数取为1.5。

设计使用年限50年，抗震措施烈度7度（0.1g ），抗震设防分类为标准设防类，设计地震分组第一组，场地类别二类，特征周期0.35s。

五、抗震性能目标

本项目按抗震性能目标C设计，即小震下满足第1抗震性能水准的要求，中震下满足第3抗震性能水准的要求，大震下满足第4抗震性能水准的要求。其中单榀框支框架按性能目标B设计，中震下满足第2性能水准要求，大震下满足第3性能水准要求。

项目结构预期性能状况

项目性能目标

六、计算分析结果

1 小震弹性计算结果信息汇总如下表

MIDAS与YJK结构模型总指标对比如上表所示，表明MIDAS模型与YJK模型的计算结果基本吻合。

2 中震分析

中震弹性计算时考虑的主要因素：

（1）只考虑重力荷载代表值效应和地震作用效应的组合

（2）地震最大影响系数按中震考虑，αmax调整到0.23；

（3）连梁刚度折减系数改为0.5；

（4）阻尼比为0.05；

中震不屈服计算时考虑以下因素；

（1）只考虑重力荷载代表值效应和地震作用效应的组合；

（2）地震最大影响系数按中震考虑，αmax调整到0.23；

（3）荷载分项系数均取1.0（但组合值系数不变），钢筋和混凝土材料强度取标准值；

（4）连梁刚度折减系数改为0.5，阻尼比为0.05；

（5）抗震承载力调整系数取1.0；

中震作用下的基底剪力和剪重比详见下表

计算结果表明，中震作用下的底部剪力约为小震下的2.5倍

中震作用下关键构件、普通竖向构件、耗能构件、转换层楼板等性能指标均满足预定性能目标要求。

3 大震动力弹塑性性能分析

（1）基底剪力主方向弹塑性和弹性结果比较

（2）顶部位移主方向弹塑性和弹性结果比较

（3）大震弹塑性分析楼层位移角

塔楼罕遇地震动力弹塑性分析表明

(1)弹塑性基底剪力约为弹性基底剪力的87%~92%之间，地震能量得到有效的消散；

(2)最大楼层层间位移角出现在24层，最大值为1/

212，仍然小于1/120的限值要求；弹塑性顶部位移约为弹性位移的86%~92%倍，在地震动结束时刻，位移明显衰减，塔楼能够完成地震动全过程而屹立不倒，满足“大震不倒”的抗震性能；

(3)地震动结束时刻，主体结构受压损坏主要集中在连梁，墙肢未出现明显的受压损坏。

(4)地震动结束时刻，部分框架梁出现了受压损坏，部分框架梁钢筋屈服；

(5)地震动结束时刻，楼板受压损伤较小，钢筋未屈服；

综上所述，该结构具有较好的抗震性能，能够满足预定的抗震性能目标，满足性能水准4的基本要求。

七、加强措施

1针对平面扭转不规则的措施：结构布置时，在建筑允许的条件下，尽可能增大周边框架梁的截面尺寸；加强加厚周边一字剪力墙，对暗柱按框架柱构造加强。

2针对组合平面的加强措施：狭长走道之间楼板结构在配筋上采用双层双向配筋，单层单向配置配筋率不小于 0.3%的钢筋来加强应力集中部分的楼板区域，板厚加厚至140~150mm。

3结构配筋按小震弹性模型与中震模型取包络进行设计。

4针对构件间断的加强措施: 单榀框支框架按性能目标B设计，提高关键构件的安全冗余度。

5适当加宽塔楼首层与地库顶板交接位置梁宽，设置加腋板及适当加大交接位地库顶板板厚等措施保证塔楼水平力的有效传递。

八、结合超限审查专家意见总结如下

1本工程相同户型相同建筑高度的多栋楼均超限，小震弹性计算分析时先对各栋计算结果信息进行汇总对比。经对比分析，地震作用和风荷载作用下相同户型塔楼结构模型计算结果几近相同，整个报告涉及的所有计算数据仅摘录其中一栋的模型结果即可。

2项目位于7度（0.1g）区，基本风压ωo=0.70kN/m2。计算结果显示为风控制，且风致位移角（1/715）超国标层间位移角限值（1/1000）要求，需补充风荷载作用下的层间位移角超限专题论证。文本主要从有害位移角占比、填充墙幕墙变形要求、刚重比及结构整体稳定性评价、电梯设备及机电管线变形要求、构件设计等方面进行分析认证。

3本工程为复杂项超过限值超限，主要重点关注单榀框支框架的设计。在抗震性能目标的选取上单榀框支框架按性能目标B进行设计，设防地震下满足弹性要求，罕遇地震满足抗剪弹性抗弯不屈服要求。构件设计时，转换梁及偏心转换梁采用有限元应力分析结果复核计算配筋，取包络。

4一字墙暗柱及短墙肢端暗柱按框架柱要求进行抗震设计。落地剪力墙水平筋配筋率取不小于0.5%。中震及风荷载作用下偏心受拉墙肢竖向分布钢筋配筋率不宜小于 0.5%。

5转换层及标准层中部细腰部位（弱连接）楼板定义为关键构件，并满足大震抗剪不屈服要求。

6多栋高层建筑相互间距较近，考虑风力相互干扰的群体效应，风荷载体型系数取为1.5；风控条件下宜补充塔楼最不利作用方向的风荷载作用分析及风振舒适度分析。

参考文献：

[1]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.北京：中华人民共和国住房和城乡建设部，2015.

[2]建筑抗震设计规范：GB 50011-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[3]高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ 3-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[4]混凝土结构技术规范：GB 50010-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[5]高层建筑混凝土结构技术规程：DBJ/T 15-92-2021[S]. 北京：中国城市出版社，2021.

[6]杨伟、欧进萍.抗震结构填充墙性能的有限元模拟与分析[D].广州：华南理工大学学报，2010.