某超高層建筑結構設計要點分析

李斌

摘? ? 要：超高層超限項目在工程在我國現代建筑中應用越來越多，超高層結構設計應遵循一定的設計原則，需把握一定的設計要點，結構設計中的關鍵問題應引起結構設計師的足夠重視。

關鍵詞：風荷載計算;地震作用;性能化設計

1? 工程概況

本工程屬于超限項目，需進行超限審查。該項目塔樓地上50層，地下3層，結構的房屋高度為230m，塔樓標準層平面呈四邊形，塔樓主體結構體系見圖1，塔樓采用鋼筋混凝土框架-核心筒體系，下部30層外框柱采用鋼管混凝土疊合柱。

2? 結構計算

2.1? 風荷載

風洞實驗報告中給出結構設計的風致基底內力響應和等效靜力風荷載以及用于建筑舒適度驗算的10年重現期最大加速度響應，其中10年重現期結構頂部最大加速度結果如表1所示，采用規范方法計算得到的風荷載和風洞試驗測得的各角度風在樓層處等效靜力風荷載分別計算風荷載作用，取包絡值進行設計。

2.2? 地震作用

針對超限采取的計算措施：（1）采用YJK、ETABS軟件分別進行多遇地震下彈性反應譜分析。（2）采用SAUSAGE軟件進行彈性時程分析法進行多遇地震補充計算。（3）采用SAUSAGE軟件進行動力彈塑性分析，評估罕遇地震作用下結構抗震性能，在采用時程分析法進行多遇地震下補充計算時，選取五條實際地震記錄地震波和兩條人工模擬地震波，計算結果取時程法的平均值和振型分解反應譜法的較大值，取下列7組加速度時程曲線計算，其中實際強震記錄5組，人工模擬的加速度時程曲線2組，大震彈塑性計算時采用天然波1、天然波2和人工波1計算。

2.3? 基礎設計

根據結構的布置方式，在內筒下均勻布樁，樁直徑為2.5m，樁間距5.24m，共有36根，外框下一柱一樁布樁，樁直徑2.8m，共有16根，裙房及純地下室范圍基本采用一柱一樁布置方案，嵌固端合理選取，基礎設計保證結構足夠安全。

2.4? 結構分析

（1）采用YJK作為主要計算分析軟件，分析時采用振型分解反應譜法計算地震作用，考慮雙向水平地震作用、偶然偏心地震以及最不利地震作用方向，采用CQC法進行振型組合，根據《建筑抗震設計規范》的方法計算雙向地震作用;為驗證計算模型的準確性，采用ETABS計算軟件進行驗證分析，位移比、位移角等指標均滿足規范要求，同時對樓層抗剪承載力、基底剪力、傾覆力矩以及性能化設計等結果進行數據分析。

（2）本項目彈塑性分析共進行3組地震記錄，在X、Y兩個主軸方向分別進行輸入，共6個工況，結構在7度（0.10g）罕遇地震抗震性能如下：①在所選取的3組地震動輸入作用下，結構最大層間位移角1/113，滿足“大震不倒”1/100限值要求，其中X方向樓頂最大位移為783mm，樓層最大層間位移角為1/114，Y 方向樓頂最大位移為1206mm，樓層最大層間位移角為1/113;②大部分連梁發生受壓損傷破壞且箍筋屈服，部分連梁所配鋼板屈服，在罕遇地震作用下連梁形成了鉸機制，符合屈服耗能抗震工程學概念要求。

3? 結語

（1）在設計超高層項目過程中，首先應注意結構的選型，進行優化比較，哪種方案造價經濟且滿足超限項目各種指標要求。

（2）本文以實際工程為例，對超高層項目結構設計中的一些問題進行了簡單介紹，在此類項目設計中還應注意對結構整體彈性計算、結構整體穩定性分析、結構分階段施工模擬、混凝土收縮徐變的影響、結構動力彈塑性分析等內容進行更深入的研究。

參考文獻：

[1] 培福，傅學怡，王翠坤等.復雜高層建筑結構設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[2] GB 50009-2012.建筑結構荷載規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.