超限高层结构抗震分析方法及要点
发表时间：
2018-12-13T10:44:25.483Z 来源：《红地产》2017年3月 作者： 姜国青
[导读] 本论文通过对超限建筑的基本概念阐述，结合某工程实际的超限情况，提出抗震性能目标及其细化方案，将基于性能的结构抗震分
析方法运用到实际的超限工程中。

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对超限建筑的阐述

目前，超限建筑工程的判别的具体实施是按照根据建质[2015]67号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对规范涉及结构
不规则性的条文进行逐条检查，该检查又分为一般规则性超限检查和特别规则性超限检查。

某竖向体型收进的复杂高层建筑，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.1g，设计地震分组为第三组，场地类别Ⅱ类。地上20层
（不包括机房层），结构主屋面高度为
103米，本工程属于竖向体型收进体系，立面每隔五层三次收进，且收进尺寸大于《高规》3.5.5条要
求。平面布置偏心率较大，属于平面不规则竖向不规则结构。
2
针对上述超限建筑的结构抗震性能目标的确定

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，并参考《建筑工程抗震性态设计通则》，综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结
构本身特点、建造费用和修复难易程度等因素，根据《高规》对抗震性能目标的划分，结构抗震性能目标定为
C级。性能目标C是指小震下
满足结构抗震性能水准
1的要求，中震下满足性能水准3的要求，大震下满足性能水准4的要求。

其性能目标的细化如下表所示：
3
结构分析方法及步骤
3.1
多遇地震分析

（1）应用SATWE和YJK、PMSAP结构分析软件分别对结构分析，对比结构的阵型、周期和质量等，用以验证软件结构计算结果的一
致性和准确性。

（2）通过分析比较结构在各种作用效应组合下的整体性能指标，进一步验证两种计算模型的一致性和准确性，并验证结构的整体性能
指标和构件的内力分布是否符合设计规范的要求和结构抗震概念设计的原则。

（3）多遇地震下的弹性时程分析，按建筑场地类别和设计地震分组选用5条实际强震记录和2条人工模拟地震地面加速度时程曲线，通
过
YJK模型对结构进行小震弹性时程分析，以确定地震波弹性时程分析结果的有效性。

3.2
设防地震分析

（1）采用SATWE/YJK软件进行中震弹性及中震不屈服计算，复核各类构件是否达到性能目标C在中震作用下对构件性能水准的要求。

（2）分析时地震反应谱参数根据《高规》输入。
3.3
罕遇地震分析

（1）采用软件SauSage结构分析软件进行罕遇地震作用下的结构动力弹塑性时程分析。通过输入三组7度罕遇地震波的弹塑性计算分析
结果，通过观察剪力墙与连梁损伤程度随时间历程的相对关系及框架柱、框架梁及剪力墙损伤情况随时间历程的发展关系。

（2）分析目的：
a.
分析结构在罕遇地震作用下的变形形态、构件塑性及损伤情况、以及结构整体弹塑性性能；
b.
验证“大震不倒”设防水准；
c.
分析结构关键部位、关键构件的变形形态和破坏情况。
d.
判断主要抗侧力构件是否实现预定的性能目标水准，找到结构薄弱部位，检验结构在罕遇地震下的弹塑性层间位移角是否小于规范限
值，判断塑性铰和裂缝的出现位置及顺序，并对结构予以加强及改进。
3.4
细部构件分析

（1）采用YJK分析在开大洞楼层的楼板应力，以确定楼板满足结构抗震性能目标。

（2）转换梁应力分析：采用YJK进行局部转换梁及其上部框架柱的分析比较，确保转换梁及其上柱的正常使用性能，并满足承载能力
的要求。

（3）穿层柱应力分析：采用YJK进行低区穿层柱内力分析，确保穿层柱的正常使用性能，并满足承载能力及抗震性能目标的要求。
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针对结构超限的具体措施

（1）提高结构的抗震性能目标至C级：细化结构构件的性能目标，其中底部加强部位的剪力墙和框架柱、局部穿层柱、梁上生柱（转
换梁、柱）设定为关键构件；

（2）底部加强部位的剪力墙水平、竖向分布筋配筋率；穿层柱设置芯柱；

（3）竖向收进部位及其上下层楼板厚度至少采用150mm，双层双向通长配筋，配筋率最低按0.25%；竖向收进部位上下各两层塔楼周
边的框架柱抗震等级提高至特一级，由于剪力墙局部产生拉应力（小于
ftk），故底部加强部位的剪力墙和框架柱，抗震等级提高至特一级
进行构造加强；其他部位的框架柱抗震等级提高至一级。

（4）用SATWE进行结构整体分析，采用PMSAP、YJK建立对比模型，互相验证分析结果的正确性与合理性；水平地震作用采用振型
分解反应谱法进行计算，设计内力选用偶然偏心作用和双向地震作用的包络值。

参考文献
[1]
本社.高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010[M].中国建筑工业出版社,2011.
[2]
本社.建筑抗震设计规范GB50011-2010[M].中国建筑工业出版社,2010.