高层建筑结构设计若干问题探讨

１框架柱剪力调整
受力需要： 框剪结构在小震作用下，弹性计算变形协调所得的框架柱剪力较小：大震作用下，剪
力墙、简体及连梁出现裂缝后，刚度退化，框架柱剪力将大大增加。 抗震需要：
提高结构二道防线的抗震能力。 现行规范剪力调整计算原则：
框架层总剪力：丐啪ｏ．‰２Ｖｏ中较／ｊ、值第ｉ层框架剪力调整撇吒。等
第ｉ层ｊ框架柱剪力、弯矩调整： ｊ上矗２‰·Ｋ五
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艿啾：地震作用下楼盖角点竖向构件水平层间位移最大值
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第十八届全国高层建筑结构学术会议论文
２００４年
“：地震作用下楼盏角点竖向构件水平层间位移最小值
计算方法
双向水平地震作用下结构水平屡闻位移扭转效应计算
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２００４年
万魁瓶。：７ Ｘ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｘ向最大水平层间位移
艿朋ｎｌｉ。：Ｘ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｘ向最小水平层间位移
万ｗ。。：Ｙ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｙ向最大水平层间位移
万ｙｙ曲：Ｙ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｙ向最小水平层间位移
万删。。：Ｙ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｘ向最大水平层间位移
建议高屡建筑地基基础设计框图修改如下：
诗算重力荷载效应：
上
配置基础：ＰＩ≤ｏ．９·丘
重力荷载效应分项系数１．３５，０．９≈１．２／１．３５
上
计算重力荷载效应＋水平荷载效应
上
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效果： （１）强化中央区，弱化边缘区。 （２）减小重力荷载作用下地基基础最大沉降及盆式差异沉降斜率，改善结构工作性能，
对带转换层高层建筑结构，增加地震作用下框支柱轴力水平量化控制——控制框支框 架结构承受倾覆弯矩≤５０％整体结构倾覆弯矩。 效果：
有利于落地墙、简体加强， 有利于减轻框支柱受力，提高结构抗震、抗倒塌能力。 工程实例：武汉金色华府（３０底部楼屡结构平面
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底剪力。框架-核心筒混合结构滞回曲线呈反“S”状，并不饱满，表明结构滞回耗能能力并不强。实则模型阻尼比初始值为3.16％，破坏时为20.81％。
试验得到的最大顶点位移角为1/50；层间位移角最大l/48，发生在15-20层，虽然位移角较大，但这些层的结构仅出现轻微裂缝；底部1、2层的破坏严重
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第十八届全圈高层建筑结构学术会议论文
２００４年
建议：
圈２水平地震作用下摆架内力
现行规范框架中、边、角柱轴压比控制宜参照１９８４年高层建筑结构学组《高层建筑结 构设计建议》，区别对待适当调整。中柱适当放松，边柱不变，角柱适当从严，如表２所示。
重，楼盏梁板一般尚未出现破坏，因此，强柱弱粱延性抗震更显重要。 建议：
（１）小震作用下的钢筋混凝土框剪结构柱剪力调整十分必要。 （２）不必拘泥于地震作用下框架节点力系平衡。 （３）不必调整相连框架梁粱端弯矩、剪力。
２框架柱轴压比控制
抗震受力延性需要： 避免大震作用下框架柱压屈脆性破坏。
现行规范框架柱轴压比控制计算原则： 控制框架柱小震作用组合下轴压应力设计值水平：
表２（轴压比限值［毛］）
抗震等级
结构类型
由
边
角
出
边
角
由
边
角
框架
Ｏ．８
Ｏ．７
Ｏ．６
０．９
Ｏ．８
Ｏ．７
Ｏ．９５
０．９
Ｏ．８
框架剪力墙
Ｏ．８５
Ｏ．７５
Ｏ．６５
０．９５
Ｏ．８５
Ｏ．７５
０．９５
Ｏ．９５
０．９５
框支剪力墙
０．７
０．６
Ｏ．５
Ｏ．８
Ｏ．７
Ｏ．６
０。９
０．８
Ｏ．７
３框支框架倾覆弯矩控制
背景之一： 现行规范规定框剪结构需控制框架结构承受倾覆弯矩４５０％整体结构倾覆弯矩，确保框
（Ａ级高层）
万一厣≤１．４
（Ｂ级高层、复杂高层）
参考文献 【ｌ】高层建筑混凝土结构技术规程（ＪＧＪ３．２００２）．北京：中国建筑工业出版社．２００２ 【２】建筑抗震设计规范（ＧＢ５００１１．２００１）．北京：中国建筑工业出版社．２００１ ｆ３】建筑地基基础设计规范（ＧＢ５０００７．２００２）．北京：中国建筑工业出版社．２００２ 【４】Ｃａｌｉｆｏｍｉａｌ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｄｅ．２００１ 【５】高层建筑结构设计建议（体系选择与构造措施）．高层建筑结构学组．１９８４
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结构类型
表１（框架柱轴压比限值［ｆ］）
抗震等级
框架 框架剪力墙 框支剪力墙
Ｏ．７ ０．７５ Ｏ．６
Ｏ．８ Ｏ．８５ Ｏ．７
Ｏ．９ Ｏ．９５
分析： 地震作用下框架中、边、角柱所受轴力水平不同： 中柱所受轴力较小， 边柱、角柱所受轴力较大， 尤其角柱迭加斜向作用、扭转作用所受轴力最大。 框架中、边、角柱轴压比控制应有所不同。
提高结构安全度。 （３）经济合理。
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第十八届全国高层建筑结构学术会议论文
２００４年
工程实例：深圳百士达红树西岸（３２层住宅）
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，垂直加载方向的墙肢出现受拉水平裂缝；筒体剪力墙连梁出现弯曲裂缝及剪切斜裂缝；型钢混凝土转换梁支座和梁跨中出现弯曲裂缝，支座处有少量
斜裂缝出现。下部楼层框架柱柱身出现数道受拉水平裂缝，上部楼层框架柱则出现柱端弯曲裂缝；平行加载方向的框架节点处出现交叉斜裂缝。
框架-核心筒混合结构模型表现出良好的抗震承载力。试验中，小震和中震下模型结构基本处于弹性状态，试验最火基底剪力大于罕遇地震下结构弹性基
设计方法和抗震措施主要根据试验结果、震害及工程经验制定，由于混合结构的震害案例较少，试验研究尤其重要。国内外混合结构研究包括构件和节
点的拟静力试验及振动台试验。国内结合实际工程进行了一些整体结构小比例模型振动台试验和拟静力试验，由于试验模型比例较小和加载的局限，试
验结果不能全面反映混合结构的抗震性能，还存在地震作用下的破坏模式、结构楼层剪力分配、按标准设计的混合结构的性能、混合结构中的转换层设
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Ｙ粕鬼囊 圈７双向水平地震作用下结构整体变形 应计及位移矢量方向的影响，方法如下：
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第十八届全国高层建筑结构学术会议论文
计、薄弱层弹塑性位移角限值等问题。为此，本文以框架-核心筒混合结构为对象，进行较大比例模型的拟静力试验研究。
本文对框架-核心简混
合结构的设计方法进行了综述。针对框架-核心筒混合结构设计，《高规》进行了较为详细的规定，制定了混合结构规则性、适用高度、高宽比、抗震等
级等结构设计的整体要求，明确了框架-核心简结构混合结构构件的设计方法。混合结构计算采用杆系有限单元法，规程对计算中的一些计算参数的取值
剪结构中具有足够数量剪力墙，提高结构抗震能力。 背景之二：
现行规范规定带转换层复杂高层建筑结构需控制层剐度变化、落地墙、结构布置、抗 震等级、内力调整、截面承载力等，尚未提及框支框架结构承受倾覆弯矩的控制。 背景之三：
美国、日本、台湾震害表明，带转换层结构主要破坏形态为大震作用下简体剪力墙连 梁开裂后，框支柱承受轴力过大，压屈破坏。 建议：
万胛州。：Ｙ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｘ‘向最小水平层间位移
艿防眦、：ｘ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｙ向最大水平层间位移
万掰嘲：Ｘ向地震作用下楼盖角点竖向构件Ｙ向最小水平层间位移
控制标准 计入单向偶然偏心或双向地震作用后结构扭转变形应满足：
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扭转规则结构：万一／占≤１．２
扭转不规则结构：艿ｍ。／否≤１．５
钢板焊接制成；原结构钢筋用等强度钢丝替代。为使模型与原型结构达到等应变和等应力状态，按相似关系在模型中均匀施加157吨铁块，应力及应变相
似关系达到1.0。侧向水平加载取小震下结构层间剪力的分布形态。
试验表明：框架-核心筒混合结构最终破坏模式为倾覆破坏，混凝土核心筒根