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花園賓館主樓超限專項(xiàng)審查問題淺析

郝成義（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽合肥230001）

合肥花園賓館改擴(kuò)建一期工程主樓因?yàn)楦叨瘸蕖前宀贿B續(xù)等需進(jìn)行抗震超限專項(xiàng)審查。在編制該工程的超限審查報(bào)告過程中遇到一些需要明確的問題。文章對報(bào)告中抗震性能指標(biāo)的確定、結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級的確定、彈塑性變形驗(yàn)算的方法、彈塑性時(shí)程分析中地震波的選取以及地震作用設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇等作了簡單的見解和闡述，這些問題在超限建筑工程審查過程中具有一定的普遍性和代表性，對未來相似工程超限審查具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

超限審查；抗震性能指標(biāo)；彈塑性變形驗(yàn)算；地震作用參數(shù)

1　概述

隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑行業(yè)及房地產(chǎn)行業(yè)得到了極大的發(fā)展，全國建筑中超高超限建筑越來越多，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部也發(fā)布了超限高層工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查要點(diǎn)，其中規(guī)定了：“房屋高度超過規(guī)定，包括超過《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《抗震規(guī)范》）第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和第8章鋼結(jié)構(gòu)最大適用高度、超過《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱《高層混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程》）第7章中有較多短肢墻的剪力墻結(jié)構(gòu)、第10章中錯層結(jié)構(gòu)和第11章混合結(jié)構(gòu)最大適用高度的高層建筑工程[1]”。合肥花園賓館改擴(kuò)建一期工程主樓（以下簡稱“本工程”）因?yàn)榻ㄖ叨瘸?、穿層柱等需要進(jìn)行工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查，在審查過程中遇到了一些問題。本文針對這些問題進(jìn)行了分析和解決，對以后超限審查工程進(jìn)行專項(xiàng)審查具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

2　工程概況

擬建合肥花園賓館改擴(kuò)建一期工程位于合肥市廬陽區(qū)長江中路與花園街交口西北角，安徽省政府大門對面。由主樓及裙房、住宅和地下室四部分組成，總建筑面積154243m2。其中主樓45層，樓高180.3m，建筑標(biāo)準(zhǔn)層形狀為正方形，外輪廓尺寸為43.4m× 43.4m，內(nèi)筒尺寸為18.2m×18.2m，外框架柱距從6.93m～8.40m間距不等，框架柱距核心筒邊距最大為12.1m。結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層詳見圖1。本工程主要抗側(cè)力體系為混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，高度超過該結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)類的最大適用高度，所以須作超限審查。

圖1　標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖

3　超限審查過程中的常見問題及解決方法

3.1高層超限工程中抗震性能指標(biāo)的確定

結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)應(yīng)綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場地條件、結(jié)構(gòu)的特殊性、建造費(fèi)用、震后損失和修復(fù)難易程度等各項(xiàng)因素選定。結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)分為A、B、C、D四個(gè)等級，結(jié)構(gòu)抗震性能分為1、2、3、4、5五個(gè)水準(zhǔn)，每個(gè)性能目標(biāo)均與一組在指定地震地面運(yùn)動下的結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)相對應(yīng)，詳見《高層混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程》表3.11.1。性能指標(biāo)的確定直接影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算和未來的工程經(jīng)濟(jì)性，所以一個(gè)合理的性能指標(biāo)非常重要，對于一般的超限高層建筑結(jié)構(gòu)，一般選用性能目標(biāo)B、C、D。根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和超限類型并征詢業(yè)主的意見，選用性能目標(biāo)為D+級（性能水準(zhǔn)1、3、5）。按高規(guī)條文說明也建議：特別不規(guī)則的、房屋高度超過B級高度很多的高層建筑或處于不利地段的特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)，可考慮選用A級性能目標(biāo)；房屋高度超過B級高度較多或不規(guī)則性超過本規(guī)程適用范圍很多時(shí)，可考慮選用B級或C級性能目標(biāo)；房屋高度超過B級高度或不規(guī)則性超過適用范圍較多時(shí)，可考慮選用C級性能目標(biāo)；房屋高度超過A級高度或不規(guī)則性超過適用范圍較少時(shí)，可考慮選用C級或D級性能目標(biāo)[2]。選擇性能目標(biāo)時(shí)，一般需征求業(yè)主和有關(guān)專家的意見。根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和超限類型并征詢業(yè)主的意見，選用性能目標(biāo)為D+級（性能水準(zhǔn)1、3、5）。

3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級的確定

確定抗震等級首先應(yīng)確定建筑的抗震設(shè)防類別，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，建筑面積約17000m2或營業(yè)面積7000m2以上的商業(yè)建筑應(yīng)劃為重點(diǎn)設(shè)防類。而本工程底下7層為商業(yè)，以上為酒店和辦公，雖然本工程底下7層面積不大，但考慮到裙房一起總商業(yè)建筑面積超過17000m2，故雖然跟裙房已設(shè)結(jié)構(gòu)縫分開，但消防疏散是一起考慮的，底下7層設(shè)防類別按重點(diǎn)設(shè)防類，以上各層按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類[3]。當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下一層相關(guān)范圍的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下抗震構(gòu)造措施的抗震等級可逐層降低一級，但不應(yīng)低于四級。本工程具體抗震等級劃分詳見表1。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級　表1

3.3彈塑性變形驗(yàn)算的方法的選取

《抗震規(guī)范》及《高層混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程》皆規(guī)定了，超過150m的高層結(jié)構(gòu)應(yīng)做彈塑性變形驗(yàn)算，而《抗震規(guī)范》規(guī)定了可采用靜力彈塑性分析方法或彈塑性時(shí)程分析法等[4]。對于超限高層，到底采用靜力彈塑性分析還是彈塑性時(shí)程分析，《高層混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程》第3.11.4條做了規(guī)定：“高度不超過150m的高層建筑可采用靜力彈塑性分析方法；高度超過200m時(shí)，應(yīng)采用彈塑性時(shí)程分析法；高度在150m～200m之間，可視結(jié)構(gòu)自振特性和不規(guī)則程度選擇靜力彈塑性方法或彈塑性時(shí)程分析方法。高度超過300m的結(jié)構(gòu)，應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)算，進(jìn)行校核”。根據(jù)該條款的條文說明，對于高度在150m～200m的基本自振周期大于4s的應(yīng)采用彈塑性時(shí)程分析方法[2]。本工程基本自振周期Y向?yàn)?.14s，X向?yàn)?.10s，故采用了動力彈塑性時(shí)程分析法。

3.4彈塑性時(shí)程分析中地震波的選取

在進(jìn)行動力彈塑性時(shí)程分析的時(shí)候，往往很難選擇到合適的地震波，超限審查要點(diǎn)中明確要滿足規(guī)范規(guī)定，并明確地震持續(xù)時(shí)間一般不小于結(jié)構(gòu)基本周期的5倍，分析結(jié)果，3組取包絡(luò)，7組取平均值?！陡邔踊炷两Y(jié)構(gòu)規(guī)程》第4.3.5條規(guī)定了“多組時(shí)程曲線的平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)意義上相符”等，本工程工程采用MIDAS Building進(jìn)行動力彈塑性時(shí)程分析，選波時(shí)主要考慮三點(diǎn)：第一，初步判斷看持續(xù)時(shí)間，從首次達(dá)到該時(shí)程曲線最大峰值的10%那一點(diǎn)算起到最后一點(diǎn)達(dá)到最大峰值的10%為止，有效持續(xù)時(shí)間一般為結(jié)構(gòu)基本周期的5～10倍，并不小于15s；第二，二次判斷看地震影響系數(shù)與設(shè)計(jì)反應(yīng)譜數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)意義上相符，主要振型周期點(diǎn)上相差不超過20%；第三，基底剪力S與振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果R相比，單條波：65%R≤ S≤ 135%R；多條波平均值：80%R≤ M≤ 120%R。圖2為規(guī)范譜和地震潑譜對比圖，圖中看到幾個(gè)周期點(diǎn)基本相符。

圖2　規(guī)范譜和地震潑譜對比圖

3.5地震作用設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇

超限高層一般均需做地震安全性評價(jià)，安評單位會提供相應(yīng)的地震作用設(shè)計(jì)參數(shù)，一般與規(guī)范規(guī)定的有差距，而審查要點(diǎn)則明確了，選擇預(yù)期水準(zhǔn)的地震作用設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，中震和大震仍按規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)參數(shù)采用，而小震（多遇地震）一般選擇兩者中的大值[1]。

3.6建筑使用年限的確定

一般超限建筑對投資方來說相當(dāng)重要，若投資方提出的所謂設(shè)計(jì)使用年限100年的功能要求，或者因?yàn)榕c其它100年使用年限的工程相連，投資方要求該工程要滿足100年使用年限。這種所謂的100年使用年限僅僅是耐久性100年的要求，則抗震設(shè)防類別和相應(yīng)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)仍按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采用[3]。

4　結(jié)論

合肥花園賓館改擴(kuò)建一期工程主樓在超限審查報(bào)告編制過程中遇到了一些問題，筆者在相關(guān)專家的幫助下解決了上述問題并且找到了依據(jù)。對本工程抗震性能指標(biāo)以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級的確定、彈塑性變形驗(yàn)算的方法、地震波的選取以及地震作用設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇等作了簡單的見解和闡述，對進(jìn)行超限審查工作的設(shè)計(jì)人員具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

[1]建質(zhì)[2015]67號，超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)[S].

[2]JGJ 3—2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB 50223—2008，建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]GB 50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

TU318

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1007-7359(2016)03-0080-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.027

郝成義（1981-），男，安徽六安人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，碩士；工程師，國家注冊一級結(jié)構(gòu)工程師。