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第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计曹源，李智明（中信建筑设计研究总院有限公司，武汉430000）[摘要] 武汉某住宅超限高层项目结构高度138.3m，采用框架-剪力墙结构形式，剪力墙为钢筋混凝土剪力墙，框架柱为钢管混凝土柱，属于B级高度建筑，存在扭转不规则、凹凸不规则、穿层柱等多项不规则项。
利用YJK、MIDAS Builiding、SAUSAGE等计算软件对结构进行小震弹性分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析，并补充了弱连接处楼板抗震性能化设计以及穿层柱屈曲分析。
计算结果满足规范要求，可供同类工程设计参考。
[关键词] 框架-剪力墙结构；钢管混凝土柱；性能化设计；楼板损伤分析；穿层柱屈曲分析中图分类号：TU355 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0234-05Seismic analysis and design of a high-rise residential structure in WuhanCAO Yuan, LI Zhiming(CITIC General Institute of Architecture Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430000, China)Abstract: The structural height of a high-rise residential project in Wuhan is 138.3m. It is a frame-shear wall structure, the shear wall is a reinforced concrete shear wall and the column is a steel tube concrete column, which belongs to the B-level height building.There are a number of irregularities such as torsion irregularities, uneven irregularities, and through-layer pillars.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis, and supplements for weak earthquakes.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis. It also supplements the seismic performance design of the floor slab at the weak connection and the buckling analysis of the through-story column. The calculation result meets the requirements of the specification and can be used as a reference for similar engineering design.Keywords:frame-shear wall structure; concrete-filled steel tube column; performance-based design; floor damage analysis; buckling analysis of stratified column1工程概况本项目总建筑面积13.59万m2，包含10栋办公楼、1栋商业建筑及1栋住宅。
某超限高层结构抗震设计[摘要]主要介绍了某b级高度超高层办公楼项目的结构布置，抗震计算分析及结构概念设计。
针对其超高的超限特点，采用基于性能的抗震设计，经多模型，多软件的弹性比较分析及动力弹塑性补充计算，保证设计能够覆盖结构的各种实际受力状态。
使结构的抗震性能满足规范及性能目标的要求。
[关键词]超限高层; 抗震性能目标; 弹性分析; 动力弹塑性分析中图分类号：tu241.8 文献标识码a 文章编号seismic design of exceed-limit tall building of a project gao fei（huasen architecture & engineering design consultants ltd.,shenzhen 518054）abstract: the structure plan, the seismic analysis and the seismic fortification measures of a project is described in the article. for the exceed-limit height, performance based seismic design was adopted, and the elastic analysis of multi-models using different programs and the static elastic-plastic analysis are given to ensure all the potential states of loading are enveloped. some specific constructional measures are taken to assure the design meets the performance objectives.keywords: exceed-limit tall building; seismic performance objectives; elastic analysis; elastic-plastic analysis0工程概述本工程为一栋36层办公楼，地下设有2层地下室，总高度147.80 m。
超限高层建筑结构设计重难点分析城市对建筑结构设计的要求逐渐提升，不仅要求实用与美观共存，更要满足城市人口不断增加对居住环境的要求。
因此，为满足居民与经济发展对建筑的要求，产生了超限高层建筑结构设计，不仅可以节约土地空间，更成为城市的靓丽风景线，满足城市化发展的需求。
标签：超限高层;建筑结构设计;重难点为满足城市化发展对建筑结构设计的需求，本文针对新时期超限高层建筑结构设计中的重难点进行主要分析，以促进城市超限高层建筑效率，满足城市人口的迫切需求，从而提高城市化发展进程。
1 超限高层建筑结构体系概述在高层建筑中，抗侧力结构体系的选择与组成成为高层建筑结构设计的首要考虑及决策重点。
当抗侧力体系决定后，水平构件体系的大格局便已确定，当然楼盖布置的细节也可再进一步进行推敲，因其其也有可能会反过来对抗侧力体系产生影响。
目前应用于高层建筑的主要结构体系主要有以下几种：1.1框架结构。
其基本组成构件为梁与柱，框架结构的优点是建筑平面布置较为灵活，结构受力简洁而清晰，施工也较为方便;且在抗震设计中，其延性较好，耗能能力也较强，因此，具有很好的抗震性能。
通常使用的柱网间为5-9m，而当采用预应力和钢骨混凝土的结构时，柱距大于等于15。
如果建筑物较高时，应该考虑建筑结构设计的主控因素（风荷载和地震作用），其缺点是抗侧刚度较弱，所以需要设计较大截面的梁、柱才能满足变形要求，这样会影响建筑的使用空间;另一个考虑对象是非结构构件的填充墙，其变形性能比框架差很远，且框架结构变形较大时，容易损坏。
1.2剪力墙结构。
其最大特点就是抗侧刚度大和承载力高。
一般而言，布置合理的剪力墙结构，会有较强的抗震和抗风能力。
在众多大地震中，剪力墙结构出现破坏的较少，表现出了其良好的抗震性能。
而其缺点则是自重大和刚性大以及延性差，并且对水平荷载也只能“硬碰硬”，所以剪力墙结构的周期较短，地震惯性力也较大。
剪力墙的间距一般较小，为3-8m，因此，其平面布置不够灵活，建筑空间受限制。
某超限高层建筑的结构抗震设计与优化摘要：本文主要介绍广州某高层综合楼的超限设计，文中首先描述了该工程的超限情况及相应的结构设计思路，在理论分析与概念设计的前提下，采用建筑抗震性能化设计方法，通过不同软件对比分析并验算结构的整体性与合理性。
针对设计过程中发现的问题作出相应的改进措施，优化结构，最终达到超限设计要求，通过超限审查。
关键词：超限结构抗震设计性能目标优化措施abstract: this paper mainly introduces a high-rise building of guangzhou off-gauge design, this paper first describes the project and the structure of the off-gauge corresponding design thinking, in the theoretical analysis and the concept design, under the premise of the performance-based design buildings aseismic method, through different software contrast analysis and calculation of the integrity and reasonable structure. the design process for the problems found in make corresponding improvement measures, optimize the structure, achieve finally overrun the design requirements, through the off-gauge review. keywords: overrun structure seismic design performance objective optimization measures 中图分类号：u452.2+8文献标识码：a 文章编号：1、工程概况本项目位于广州市中山一路，建筑用地面积4930m2，总建筑面积为16687m2，地上11层，地下2层，建筑总高度为42.00米。
文章编号：1009-6825（2012）22-0051-03某超限高层结构分析与设计收稿日期：2012-06-04作者简介：李志刚（1973-），男，高级工程师李志刚林元庆章少华（中国核电工程有限公司郑州分公司，河南郑州450052）摘要：介绍了某超限高层结构的抗震分析与设计方法，针对该超限结构，在分析与设计中采取了抗震性能设计方法和比现行规范更为严格的抗震措施；同时重点介绍了双向密肋空腔楼盖分析与设计的重点和难点；对本工程关键部位如型钢混凝土梁柱节点采取精细化空间设计方法，制定严格的施工控制措施，以确保该结构达到预期的抗震性能设计目标和规范要求。
关键词：超限高层，抗震性能设计，框架—核心筒结构，双向密肋空腔楼盖，节点三维空间精细设计中图分类号：TU972文献标识码：A1工程概况郑州新东站升龙站前广场位于郑州市商鼎路与东风东路交叉口，其中B-14地块由两栋超高层5A 甲级写字楼及附属商业组成，本文主要介绍两栋超高层建筑中较复杂的B 塔，该结构主体高度147．950m ，地下3层，地上36层，结构顶设停机坪，其顶标高为155．0m ，地下3层为停车库，1层 5层为商业，6层以上为办公，其中6层及22层为避难层；该结构建筑标准层平面图见图1。
图1标准层建筑平面布置图3-538507375×29600×47375×243507175038507375×29600×47375×243507175027001550127506950×21265015502700424004250127506950×2126504250393003-73-83-93-113-133-143-153-163-53-73-83-93-113-133-143-153-163-E 3-D 3-C 3-B 3-A3-E 3-D 3-C 3-B 3-A建筑结构的安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。
某超高层建筑结构超限设计摘要：本文结合某超高层建筑结构的超限设计实例，对其结构选型、弹性计算、弹性时程分析和静力弹塑性推覆计算等进行了分析，并提出超限处理措施。
关键词：超高层建筑结构设计超限设计1 工程概况及超限情况该工程总面积17.5万m2,由8栋塔楼组成,设2层地下室。
本文介绍两栋塔楼结构超限设计情况,供设计人员参考。
本工程地震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,建筑场地为ⅱ类。
主体采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构,部分采用钢-混凝土组合结构。
墙柱混凝土强度等级为c60～c25,梁板为c35～c30。
除外墙采用190mm厚混凝土空心砌块作围护墙外,其余内隔墙均采用蒸压加气混凝土砌块。
本工程基本风压按100年重现期风压w0=0.6knm2, 地面粗糙类别为c类,体型系数为1.4。
各楼层构件主要截面分别如下:地下1、2层底板厚度分别为150, 500mm,顶板厚180mm;楼板厚度为3层150mm,标准层120～150mm,屋面层150mm。
从下至上,柱截面由1200×600缩小至1000×500,剪力墙厚400～300mm;框架梁截面300×650～400×900,次梁为200×400～200×700。
按《高规》[3]4.2.2条规定,全落地剪力墙结构高度限值7度a级为120m,b级为150m,因此本工程结构高度超限是设计中需要解决的主要问题,且高宽比均超出b级高度建筑的高宽比限值为7.0,而两栋分别为7.10和7.12, 也已超出规范限值。
此外,一栋还存在ⅰ类平面扭转不规则的超限情况。
2 结构选型与布置针对上述工程情况的特殊性,我们在结构选型和布置方面采取了以下措施:（1）在两栋之间设置防震缝,缝宽350mm,±0.000以上分开。
（2）本工程结构布置采用剪力墙结构体系,主要抗侧力构件为剪力墙,除围绕电梯间设置核心筒外,各栋在外围均通过设置剪力墙和连梁的围合结构形成多个闭合或半闭合筒体,以增强整体结构的抗侧刚度(如图1)图1标准层结构平面布置图⑶由于各栋房间均集中在平面的下方,而核心筒偏于平面的上方,因此布置剪力墙时适当减小了平面上方的剪力墙长度,使各栋塔楼刚度中心与质量中心均基本重合,同时避免了上下剪力墙压缩比相差过大而造成的结构前倾现象(如图1) 。
超限高层建筑结构设计管理规定2011.03.011总则1.1为贯切执行国家和地方有关超限高层建筑抗震设防的法规，安全、经济、合理地实现建筑功能，针对超限高层建筑设计的复杂性和重要性，以及设计流程的多变性，做到认真判别，统一认识，避免因结构专业内部原因造成重大设计和工程返工，并保证设计过程的可追溯性，特制定本规定。
1.2本规定适用于抗震设防烈度6~9度区10层及10层以上的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用高层建筑结构。
1.3本规定主要依据建设部《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质(2010)109号）和上海市《上海市超限高层建筑抗震设防管理实施细则》（沪建建[2003]702号）。
需要注意，还有多个地方另有相关规定（如：广东省、江苏省、重庆市等），本规定尚未完全涵盖。
当如遇另有地方规定的项目，应结合地方规定执行。
2方案设计阶段2.1专业负责人在接受建筑方案提资后，应从安全、经济、合理等方面综合评估方案。
不应采用严重不规则的建筑结构形式。
2.2对判断为超限高层的项目，应在返资中提出超限内容和改进建议；对可以通过采取措施解决的超限问题，应在返资中提出改进建议；常用改进建议如下：1. 设置防震缝将结构分成相对规则的结构单元（建议防震缝设置位置）。
2. 调整平面尺寸，使平面凹凸程度变小或组合平面重叠面积加大（明确尺寸要求）。
3. 凹口处设置拉板，使凹进平面变为非凹进平面（明确尺寸要求）。
4. 立面收进的尺寸和层位改进建议。
5. 转换层设置层位和层高建议。
2.3对于业主有不超限要求的项目，评估方案时应按“不超限”控制。
若原建筑方案超限不接受改进建议或改进后仍然超限，方案评估不予通过。
关系是否超限的改进建议，应在建筑方案成果中得到落实。
2.4如果判断为超限高层，应在方案说明中阐述超限情况及在初步设计阶需要进行超限审批。
2.5对未进行结构试算的项目，在没有把握的情况下可假定1.2＜扭转位移比≤1.4进行超限判断。
某超限高层住宅的建筑结构设计
宋宝东梁灏侯小美
(中建国际（深圳）设计顾问有限公司，深圳518033)
提要随着建筑用地的集约化，住宅项目的容积率不断提高，超高层住宅项目日益增多。
本文介绍了深圳某住宅小区4栋超高层住宅群的结构设计，针对本工程特点，介绍了超高层住宅的结构设计要点，其设计经验可供类似工程参考。
关键词超高层住宅，剪力墙结构，时程分析，中震不屈服，动力弹塑性分析
1工程概况
本工程位于深圳市福田中心区，由4栋45层的超高层住宅塔楼组成，地上1层为商业裙楼，地下3层为地下室，屋顶结构高度均为139.54米。
A塔楼平面尺寸为33.85x21.65米； B塔楼平面尺寸为31.85x20.75米； CD塔楼平面尺寸为53.45x21.7米； E塔楼平面尺寸为43.75x21.9米。
各层层高分别为：地下-3层、-2层、-1层分别为5.2米、4.0米和4.5米，1层5.0米，2层6米，标准层3米。
高层塔楼与裙房的地下室连为一个整体，从地面开始通过设抗震缝把整个建筑分为五个结构单元，其中A、B、E栋高层塔楼各为一个单元，CD栋合为一个单元，裙房分为一个单元。
塔楼与裙房间的抗震缝缝宽100mm，A、B座塔楼之间的抗震缝缝宽350mm。
建筑效果图建筑剖面图
宋宝东，男，1072.3出生，学士，高工
2结构设计思路及超限情况判别
本工程地处深圳市，该地区的特点是风荷载大、地震作用相对较小，因此提高结构的抗侧刚度是结构设计的关键。
根据以上特点和住宅建筑的功能要求，钢筋混凝土剪力墙结构体系是一种经济可行的结构体系。
本文以E栋为例进行详细介绍。
E单元标准层结构布置平面图
依据《建筑抗震设计规范》及《高层建筑混凝土结构技术规范》，对建筑进行高度、平面规则性、竖向规则性检查，结果如下表。
建筑工程的抗震设防目标主要通过“两阶段三水准”的设计方法和采取相关措施实现，本工程为超高层建筑，除了按照上述原则进行设计外，还增加了性能化设计。
抗震设防性能目标见下表：
3结构整体计算和分析
3.1弹性计算结果
设计使用美国 CSI公司开发的ETABS、中国建筑科学研究院编制的SATWE、PMSAP软件对整体结构的自振特性进行了分析计算。
经过精确计算，结构各项指标均满足规范要求，整体结构周期、刚度较为适宜，位移、扭转性能、层刚度比、墙柱轴压比、梁剪压比等各项力学指标均满足规范的抗震要求，结构构件处于较为合理的工作状态。
3.2弹性时程分析
采用安评报告所提供的1条场地人工波，另加两条天然波，进行弹性时程计算，结果显示：(1) 每条时程曲线计算所得结构基底剪力均大于振型分解反应谱法的65%，三条时程曲线计算所得结构基底剪力的平均值均大于振型分解反应谱法的80%，地震波的选择满足规范要求；(2) CQC法的层间剪力曲线基本能包络所选的三条地震波对应的平均层间剪力曲线，但在结构顶部少数楼层，CQC法的地震剪力偏小，说明设计反应谱在长周期阶段的人为调整以及计算中对高阶振型的影响估计不足，施工图设计将对顶部楼层的地震剪力进行调整，满足对时程分析法的内力包络。
表3-2 基底剪力计算结果(KN)
3.3中震不屈服分析
由于本塔楼为超限结构，为确保结构的安全可靠，进行了在中震（设防烈度）下的抗震计算，使这些重要的抗震构件（剪力墙、柱、连梁和框架梁），在中震作用下不屈服。
采用空间三维有限元模型固接于地下室顶板，调整地震作用参数进行计算。
中震不屈服验算是根据极限状态和小震设计下得到的配筋，计算各主要构件的屈服承载力（按材料的标准值计算），并与中震下的效应组合进行比较，确定构件的状态。
若组合效应小于屈服承载力，表示构件未屈服，否则表示此构件屈服。
计算结果表明，有一部分框架梁在中震时屈服，因此需对该部分构件配筋进行调整，典型框架梁调整后的配筋结果分别如下：
表3-3 典型框架梁配筋结果
有部分连梁在中震时屈服，因此需对该部分构件配筋进行调整，典型连梁调整后的配筋结果分别如下：
表3-4典型框架梁配筋结果
钢筋混凝土剪力墙采用N-M包络线与内力组合效应的比较确定构件的屈服状态。
第1层第7层
以上结果表明剪力墙的受弯和受剪承载力满足中震不屈服求。
剪力墙的受弯富余系数随楼层数上升逐渐增大。
受剪安全系数随楼层数上升逐渐减小。
通过中震不屈服分析和判断可以清楚的看到，结构体系中竖向构件在中震作用下没有发生屈服。
连梁有部分进入弯曲屈服状态，但没有发生剪切破坏。
框架梁有少数进入弯曲屈服状态，但没有发生剪切破坏。
通过调整连梁和框架梁的配筋和对部分连梁截面调整，使主要水平构件不进入屈服。
这从设计上保证了中震不屈服概念的具体落实，也体现了地震中各构件的屈服顺序基本上是首先是连梁屈服，其次有部分框架梁屈服，而竖向构件则没有出现屈服的情况。
3.4动力弹塑性分析
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13条规定：B级高度和复杂的高层建筑结构宜进行罕遇地震
下的弹塑性静力或动力分析。
因此，我们针对本项目结构进行了弹塑性动力时程分析的专向研究。
30s时刻核心筒的受压损伤云图 30s时刻核心筒的受拉损伤云图
通过弹塑性动力分析，得出如下结论：（1）罕遇地震作用下，连梁在t=5.4s时开始进入弹塑性工作阶段，分析结束时刻连梁的塑性发展得比较充分，对结构的抗震有利。
剪力墙在t=6.6s时进入弹塑性工作阶段，晚于连梁。
（2）罕遇地震作用下，结构位于中下部的剪力墙出现了中等程度的损伤，但剪力墙中钢筋基本未出现屈服；（3）罕遇地震作用下，结构中的连梁在罕遇地震双向输入作用下出现损伤程度较为严重，起到了一定的耗能作用，部分连梁钢筋进入屈服阶段；（4）罕遇地震作用下，结构最大层间位移角小于规范限值；（5）顶部中下部楼层楼板在罕遇地震下损伤情况较为明显，可能需要适当加大楼板配筋；（6）该结构具有良好的抗震性能，能够抵御7度大震地震波（峰值加速度220gal），能够实现“大震不倒”的性能目标。
4结论
本文介绍了超高层住宅塔楼的结构设计内容，包括弹性小震场地谱、规范谱分析，时程分析，中震不屈服分析及动力弹塑性的计算分析，通过对计算结果的分析比较，证明了主体结构在承受水平荷载和竖向荷载的作用下，能够完全满足承载力的使用要求及正常使用极限状态下的变形要求，保证了各构件的正常使用和整个结构的安全、经济可靠。
本文有关设计的思路可为低地震烈度、高风荷载地区超高层住宅的结构设计提供参考。
参考文献
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3—2002.中华人民共和国行业标准，2002
[2] 建筑抗震设计规范 GB50011-2001（2008版）.中华人民共和国国家标准，2008
[3] 徐培福,傅学怡,王翠坤,肖从真.复杂高层建筑结构设计. 北京: 中国建筑工业出版社, 2005。
