某高烈度地區超限框架-核心筒結構關鍵技術措施分析

劉季

摘 ? ?要：本文就天水市（8度區0.3g）某超限框架-核心筒結構工程實例，通過對該結構進行計算分析，總結了筆者在高烈度區超限高層設計中的相關經驗及關鍵技術措施方法。

關鍵詞：高烈度，超限框架-核心筒，結構措施

1 ?工程概況

本工程實例位于天水市秦州區玉泉鎮，該工程為1幢地上22層的單體建筑，1～4層為商業辦公，5～22層為loft公寓層高5.4m，主樓房屋高度99.6m，屬B級高度的高層建筑，結構體系為框架-核心筒。該場地抗震設防烈度為8度（0.3g），場地特征周期為0.40s，設計地震分組為第二組。50年基本風壓Wo=0.35kN/m2，地面粗糙度為C?？拐鹪O防類別：丙類

結構核心筒平面布置情況如圖1。

2 ?超限相關結構分析

（1）多遇地震作用，采用兩個軟件對比分析，主要計算結果基本相近，各控制指標均滿足規范限值的要求，除個別剪力墻連梁截面抗剪強度不夠或超筋外，其他構件基本無超筋超限，主要受力構件配筋適中，結構布置合理。

（2）彈性時程分析。從計算結果看，在側向力作用下的側向位移曲線呈彎剪型，位移曲線以彎曲型為主，曲線光滑無突變，結構側向剛度較為均勻，均小于CQC法計算結果。

（3）設防烈度（中震）。采用SATWE軟件按等效彈性方法進行構件承載力驗算，地震影響系數最大值取0.68，連梁剛度折減系數0.5，阻尼比5%，構件抗震等級四級，抗剪彈性時材料強度取設計值，抗彎不屈服時材料強度取標準值。底部加強部位剪力墻滿足中震抗剪彈性、抗彎不屈服的要求。中震下考慮雙向水平地震作用的墻肢平均其名義拉應力計算值如表1所示。

（4）罕遇地震作用（大震）。此時地震影響系數最大值1.20，特征周期為0.45s，阻尼比為7%，連梁剛度折減為0.3，不考慮風荷載和偶然偏心的影響，梁剛度不放大，周期不折減。同樣對不滿足受剪截面控制條件的剪力墻邊緣構件中加設型鋼，計入型鋼后底部加強部位剪力墻滿足大震截面控制條件，保證大震時不會發生剪切脆性破壞。

3 ?對于名義拉應力超限的相關結構措施。

通過以上結構分析可知，該結構主要超限問題為：

（1）部分核心筒墻體在中震下考慮雙向水平地震作用下墻肢平均名義拉應力超過兩倍混凝土抗拉強度標準值，即[δt0>2ftk]。

根據《全國超限高層抗震審查技術要點》要求：中震時雙向水平地震下墻肢全截面

由軸向力產生的平均名義拉應力超過混凝土抗拉強度標準值時宜設置型鋼承擔拉力，且平均名義拉應力不宜超過兩倍混凝土抗拉強度標準值（可按彈性模量換算考慮型鋼和鋼板的作用），全截面型鋼和鋼板的含鋼率超過2.5時可按比例適當放松。即可以按下式進行考慮：

[δt0=NtA0=NtAc+EsEcAc]

因此，本工程根據該技術要點要求，通過設置型鋼來滿足名義拉應力超限情況，其具體情況詳見上圖及表格計算內容。

（2）核心筒部分墻體在大震作用下，截面不滿足受剪截面驗算。

根據JGJ 3—2010《高層建筑混凝土結構技術規程》第4性能水準的要求，結構在罕遇地震作用下，部分豎向構件進入屈服階段，其受剪截面應符合下式：

[VGE+V*Ek≤0.15fckbh0]

不考慮鋼筋及型鋼作用

[（VGE+V*Ek）-（0.25fakAa+0.5fspkAsp）≤0.150.15fckbh0]

考慮鋼筋及型鋼作用

將對即不滿足名義拉應力要求有不滿足受剪截面要求的墻肢，通過設置型鋼即可以滿足名義拉應力超限情況，由不可以考慮折算截面受剪要求。而對于僅僅不滿受剪截面要求的墻肢，按照上式要求計入部分型鋼作用使墻肢受剪滿足規范要求。

4 ?設計經驗總結

本文以上部分主要對高烈度地區超限高層關鍵性技術措施進行了實例分析，主要就中震和大震情況下核心筒剪力墻超限情況的具體措施進行了總結。高烈度地區的超限高層的超限情況及主要問題與難點如下：（1）應采用結構抗震性能設計，合理選取性能目標及水準。（2）多軟件結構彈塑性計算分析，應合理選取計算模型和計算參數，包括地震波的正確選取。（3）結構的平面及豎向不規則項計算分析要求。（4）復雜結構（如大底盤多塔、連體結構、轉換層及錯層結構、巨型結構體系等）計算分析。

參考文獻：

[1] GB 50011—2010.建筑抗震設計規范[S].

[2] JGJ 3—2010.高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[3] 建質[2015]67號，《全國超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》，北京.