超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题
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第 4" 卷第 4 期 4994 年 : 月 文章编号： !999 = >?>@ A 4994 B 94 = 99!" = 9>
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超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题
万方数据
（(）结 计算分析内容的要求和最小地震作用的控制； （"） 地基基础抗震设计要 构抗震构造措施的要求； 求。对于特殊超限高层建筑工程，还应补充结构抗震 试验。本文将讨论在实际工程中几种常见的超限形式 及其设计要求。
（例如图 ! 中的 $、,、 ，可取该图的 ##$% $ * !!&’ ( 时） （+ ） 对于平面为圆形的建筑， 可取 。 )、 - 四种平面情况） 直径作为 #，计算高宽比为 & " #；对于椭圆形平面， 可取短轴的直径作为 #， 计算高宽比 & " #。 @ ( A 对于 体型特别复杂但不超限的高层建筑平面布置，可采用 折算的 # 计算高宽比。折算 # 时应根据平面面积相 同和惯性矩相同的原则进行折算。 !" ! 高度和高宽比超限时的抗震计算分析要求 在结构抗震计算方面，应采用 + 个或 + 个以上 的符合结构实际受力情况的力学模型和建设主管 部门鉴定的计算程序，对结构在地震作用下的内力 和变形进行计算分析，并使各项计算指标满足规 范、 规程的要求。当房屋层数较多或高度太高时， 应 多取一些振型，振型数的取值多少应根据振型有效 质量来确定，一般超限情况下，振型有效质量应大 于 D&E 。 应验算结构整体的抗倾覆稳定性；验算结构底 部外围构件在侧向力最不利组合情况下的轴压比， 并控制这些构件的轴压比；验算桩基在侧向力最不 利组合情况下桩身是否会出现拉力，并通过调整桩 的布置，控制桩身不出现拉力；验算结构顶层楼面 在风力或地震作用下的舒适度（控制加速度反应或 位移反应） ， 并满足有关规范、 规程的要求。从结构 设计发展的角度看，只要作了上述的工作，高宽比
( 平面规则性超限工程的抗震设计
平面规则性超限是当前设计中一种较主要的超 C （! ） 限型式， 其主要表现为： 楼板开凹口深度太大 B !（ 图 （+） （图 +, 示） ， 楼板之间连接较弱 ， +$ 示） % " #"&G (； B+C （ ’! H ’+ ） （( ） 楼板突出幅度太大 $ " %J ! ； * #!&G I； （"） 楼板 +" $ " %J ! 且 $ " !"&’ ( 时为不规则建筑 B ! C ； （图 +- 示） 开洞太大 ， 还有平面长宽 % " #"&G (。此外， 比超限的情况。图 ( 为典型的平面布置超限工程实 例。
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图! ./0’ !
计算高宽比时平面宽度的取值
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超限程度应满足建设部关于超限高层建筑工程 的暂行规定。接近超高上限时，宜在结构的底部设置 抗震性能良好的竖向构件，如采用型钢混凝土柱、钢 管混凝土柱、型钢混凝土墙等，以保证结构底部构件 的良好延性。 在计算高宽比时， 目前对高度 @ & A 方面的计算取 值较明确，一般是从地面算至檐口的高度；有坡屋顶 时计至坡屋顶一半的高度。但在宽度的计算方面无明 确的规定，这主要是由于平面形式的复杂多变引起 C 的。 一般情况下， 应按高层规程 B !（ 图 +’ +’ ( 建筑平面） 中的 # 取建筑平面的宽度，但这里也有不合理的地 对于可按规则建筑进行抗震分析 方。作者认为，（!） 的结构 （例如当平面中的局部突出部分的 $ " %!! 且 万方数据 !"
（:） 楼板突出 # : % ;<(0=4:1 )0.-049*.+ ./ 92$&9
（ ,） 楼板开洞 # , % >?:(99*<( .)(+*+7 ./ 92$&9
的根部及洞口的四角）和弱连接的楼板截面的配筋予 以加强，改善这些楼板关键部位的强度和延性。当凹 口深度接近超限上限时，宜在凹口部位设置拉梁或拉 板。当开洞尺寸接近最大限值时宜在洞口周围设置钢 筋混凝土梁。 !" $ 平面规则性超限时的抗震分析要求 由于平面规则性超限对楼板的整体性有 较大的影响， 一般情况下楼板在自身平面内刚 度无限大的假定已不适用，因此，在结构计算 模型中应考虑楼板的弹性变形。 可采用下述两 （!）采用分块刚性模型加弹性楼 种处理方法： 板连接的计算模型， 即将凹口周围各两开间或 局部突出部位的根部开间的楼板考虑为弹性 （如图 J 中的阴影区所示） 楼板 ， 而其余楼板考 虑为刚性楼板。 这样处理可以得到凹口周围或 局部突出部位根部的楼板内力， 还可以减少部 （E ） 分建模和计算工作量。 对于点式建筑或平 面尺寸较小的建筑， 也可以将整个楼面都考虑 为弹性楼板。这样处理时， 建模和计算过程比 较简单、 直观， 计算结果较精确， 但计算工作量 较大。 计算结果中应能反映出楼板在凹口部位、 突出部位的根部以及楼板较弱部位的内力， 以 作为楼板截面设计以及是否设置拉梁、 拉板的 参考。 !" ! 结构扭转效应的控制 结构的扭转效应可通过下述两种途径之 （!）结构扭转基本周期与各向平动 一来控制： 周期比值要控制在 FB K" 以下。在目前的结构 （例如 >L$&9、 分析程序中 CML5> 和 CMN 系列
万方数据
图# %&’( #
部分弹性板 $ 分块刚性板的楼面计算模型示意
图E A*7B E
平面规则性超限的几种情况
C.=( 2$3.4-9 8*-1 .4-D./D:.,(9 *00(742$0*-3
图@ A*7B @
平面布置超限的工程实例
等） ，都有平动周期和扭转周期的判断结果输 出， 检查这些周期比是很方便的。如果其他程 !"
C.=( :$9(9 8*-1 .4-D./D:.,(9 2$3.4- *00(742$0*-3
$! H $E 的尺寸不应小于 "=。平面布置中局部突出超限 （如图 E: 所示） 的情况 ， 平面中楼板开大 % " ! 不应大于 E。 （如图 E, 所示） 洞的情况 ， 且开 ! " # 的值不应大于 FG "， 洞两侧的楼板有效宽度不应小于 "=。 （凹口部位、 对楼板中应力集中部位 局部突出楼板
! 引言
按 !@@? 年 ! 月建设部令中的定义， 超限高层建筑 工程是指超出现行有关技术标准所规定的适用高度、 高宽比限值或体型规则性要求的高层建筑工程。特殊 超限高层建筑工程是指体型特别复杂的建筑、规模巨 大的特殊混合结构等。 当前超限高层建筑工程的出现有着其社会背景： 由于城市用地紧张， 建筑物向空中和地下发展； 公众审 美观的多样化促使建筑师对建筑形态不断变化和创 新； 房产市场需求的不断防灾国家重点实验室， 上海 4999@4）
（!99 多个单体工程 ） 摘要：当前高层建筑设计中的超限问题越来越多。 作者近年来参加了上海地区 C9 多项 超限高层建筑 工程的抗震专项审查和计算分析工作， 对评审专家的讨论意见和共性问题进行了研究和总结。本文介绍了超限高层建筑 设计中抗震计算分析的要点和应采取的相应抗震构造措施，主要针对高层建筑中高度和高宽比、平面布置规则性和竖向 规则性等三方面的超限问题。 关键词：超限高层建筑；抗震审查；抗震设计 中图分类号：DE @F" G 6 "! 文献标识码：;
建 筑 结 构 学 报 #$%&’() $* +%,)-,’. /0&%10%&23
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超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题
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（例如图 ! 中的 $、,、 ，可取该图的 ##$% $ * !!&’ ( 时） （+ ） 对于平面为圆形的建筑， 可取 。 )、 - 四种平面情况） 直径作为 #，计算高宽比为 & " #；对于椭圆形平面， 可取短轴的直径作为 #， 计算高宽比 & " #。 @ ( A 对于 体型特别复杂但不超限的高层建筑平面布置，可采用 折算的 # 计算高宽比。折算 # 时应根据平面面积相 同和惯性矩相同的原则进行折算。 !" ! 高度和高宽比超限时的抗震计算分析要求 在结构抗震计算方面，应采用 + 个或 + 个以上 的符合结构实际受力情况的力学模型和建设主管 部门鉴定的计算程序，对结构在地震作用下的内力 和变形进行计算分析，并使各项计算指标满足规 范、 规程的要求。当房屋层数较多或高度太高时， 应 多取一些振型，振型数的取值多少应根据振型有效 质量来确定，一般超限情况下，振型有效质量应大 于 D&E 。 应验算结构整体的抗倾覆稳定性；验算结构底 部外围构件在侧向力最不利组合情况下的轴压比， 并控制这些构件的轴压比；验算桩基在侧向力最不 利组合情况下桩身是否会出现拉力，并通过调整桩 的布置，控制桩身不出现拉力；验算结构顶层楼面 在风力或地震作用下的舒适度（控制加速度反应或 位移反应） ， 并满足有关规范、 规程的要求。从结构 设计发展的角度看，只要作了上述的工作，高宽比
( 平面规则性超限工程的抗震设计
平面规则性超限是当前设计中一种较主要的超 C （! ） 限型式， 其主要表现为： 楼板开凹口深度太大 B !（ 图 （+） （图 +, 示） ， 楼板之间连接较弱 ， +$ 示） % " #"&G (； B+C （ ’! H ’+ ） （( ） 楼板突出幅度太大 $ " %J ! ； * #!&G I； （"） 楼板 +" $ " %J ! 且 $ " !"&’ ( 时为不规则建筑 B ! C ； （图 +- 示） 开洞太大 ， 还有平面长宽 % " #"&G (。此外， 比超限的情况。图 ( 为典型的平面布置超限工程实 例。
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超限程度应满足建设部关于超限高层建筑工程 的暂行规定。接近超高上限时，宜在结构的底部设置 抗震性能良好的竖向构件，如采用型钢混凝土柱、钢 管混凝土柱、型钢混凝土墙等，以保证结构底部构件 的良好延性。 在计算高宽比时， 目前对高度 @ & A 方面的计算取 值较明确，一般是从地面算至檐口的高度；有坡屋顶 时计至坡屋顶一半的高度。但在宽度的计算方面无明 确的规定，这主要是由于平面形式的复杂多变引起 C 的。 一般情况下， 应按高层规程 B !（ 图 +’ +’ ( 建筑平面） 中的 # 取建筑平面的宽度，但这里也有不合理的地 对于可按规则建筑进行抗震分析 方。作者认为，（!） 的结构 （例如当平面中的局部突出部分的 $ " %!! 且 万方数据 !"
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按 !@@? 年 ! 月建设部令中的定义， 超限高层建筑 工程是指超出现行有关技术标准所规定的适用高度、 高宽比限值或体型规则性要求的高层建筑工程。特殊 超限高层建筑工程是指体型特别复杂的建筑、规模巨 大的特殊混合结构等。 当前超限高层建筑工程的出现有着其社会背景： 由于城市用地紧张， 建筑物向空中和地下发展； 公众审 美观的多样化促使建筑师对建筑形态不断变化和创 新； 房产市场需求的不断防灾国家重点实验室， 上海 4999@4）
（!99 多个单体工程 ） 摘要：当前高层建筑设计中的超限问题越来越多。 作者近年来参加了上海地区 C9 多项 超限高层建筑 工程的抗震专项审查和计算分析工作， 对评审专家的讨论意见和共性问题进行了研究和总结。本文介绍了超限高层建筑 设计中抗震计算分析的要点和应采取的相应抗震构造措施，主要针对高层建筑中高度和高宽比、平面布置规则性和竖向 规则性等三方面的超限问题。 关键词：超限高层建筑；抗震审查；抗震设计 中图分类号：DE @F" G 6 "! 文献标识码：;
