夏世群，勞希君，王熙堃，張 敏

(青島北洋建筑設(shè)計(jì)有限公司，青島 266071)

1 工程概況

中華國(guó)際廣場(chǎng)項(xiàng)目位于山東省青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)濱海大道以北、井岡山路以西，廬山路東側(cè)，南側(cè)為唐島灣。工程總建筑面積約9.2萬m2，其中地上建筑面積約6.4萬m2，地下建筑面積約2.8萬m2，集商業(yè)、辦公、基礎(chǔ)設(shè)施建筑為一體。建筑效果圖及剖面圖如圖1所示。

圖1 建筑效果圖及剖面圖

本工程地上分為主樓和裙房?jī)刹糠?，中間防震縫寬度為160mm，地下為一整體不設(shè)變形縫。地下共3層，其中地下3層為人防，其余2層為車庫(kù)及商業(yè)，地下部分層高從上到下依次為7.1，3.9，5.1m，地下1層頂板覆土厚度為1.8m。主樓地上共30層，功能為辦公，屋面結(jié)構(gòu)高度為132.5m，1,2層層高分別為5.4，4.6m，其余各層層高大部分為4.2m，～軸部分單跨是傾斜度為76°的斜柱，斜柱高跨越14層。裙房為商業(yè)，地上共4層，斜屋頂高度為19.0～41.3m，展廳為3～9層通高。主樓和裙房均采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，局部設(shè)有型鋼混凝土梁柱。

本工程抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年?？拐鹪O(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，建筑結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05。按地震效應(yīng)劃分場(chǎng)地類別為Ⅱ類，場(chǎng)地特征周期為0.45s，水平地震影響系數(shù)為0.04(按安評(píng)參數(shù)計(jì)算取0.09)。50年一遇基本風(fēng)壓為0.60kN/m2，地面粗糙度為A類，風(fēng)荷載體型系數(shù)為1.4，基本雪壓為0.20 kN/m2。由于篇幅有限，本論文只針對(duì)主樓部分進(jìn)行介紹。

2 結(jié)構(gòu)體系介紹

主樓為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，地下3層抗震等級(jí)為三級(jí)，地下2層抗震等級(jí)為二級(jí)，地下1層及以上結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為一級(jí)。

主樓的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系由內(nèi)部的交通核剪力墻及外圍的框架構(gòu)成。交通核剪力墻位于主樓中心偏北，包括電梯、電梯廳、疏散樓梯的墻體，墻體厚度在400～1 000mm之間，混凝土強(qiáng)度等級(jí)從下到上由C60逐步變?yōu)镃40，墻體之間通過連梁組成閉合的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，提供給建筑大部分的扭轉(zhuǎn)剛度；外圍框架采用鋼筋混凝土梁柱，22層以下設(shè)有型鋼混凝土柱，使結(jié)構(gòu)承載力及延性更為突出，典型的梁截面為500mm×900mm，600mm×900mm，典型的柱截面為1 200mm×1 500mm(斜柱)，1 300mm×1 300mm，1 200mm×1 200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)從下到上由C60逐步變?yōu)镃40。主樓1,9層及標(biāo)準(zhǔn)層的結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖2所示。

圖2 主樓結(jié)構(gòu)平面布置圖

本工程的一個(gè)重要特點(diǎn)是存在一個(gè)斜體的結(jié)構(gòu)單元：主樓中庭南側(cè)在1～14層的～軸間采用傾斜度為76°的斜柱單跨框架，并在1～9層兩個(gè)交通核四周布置同樣斜度的鋼筋混凝土剪力墻，形成兩個(gè)斜筒；在9層頂通過框架梁、樓板、斜撐及剪力墻和北側(cè)主塔樓相連，如圖3所示。這樣相當(dāng)于是一個(gè)斜體的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)單元和一個(gè)正常豎直的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)單元自9層開始交匯，至14層后完全合并為一個(gè)豎直的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)單元。

圖3 底部中空部分圖

建筑頂部第30層層高為8.4m，機(jī)房層層高為9.2m，除機(jī)房范圍外其余部分均為構(gòu)架(無樓板)。為解決頂部空曠帶來的不利影響，在30層增設(shè)層間邊梁及斜撐，屋頂構(gòu)架部分增設(shè)層間梁及斜撐。

3 超限分析及抗震設(shè)計(jì)性能化目標(biāo)確定

3.1 主樓超限分析

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3—2010)[1](簡(jiǎn)稱高規(guī))第3.3.1條，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在6度地震區(qū)的最高適用高度為130m，本工程主樓室外地坪到主屋面高度為132.8m，超出規(guī)范限值，屬于高度超限結(jié)構(gòu)。

根據(jù)建筑平面、豎向布置及結(jié)構(gòu)模型的電算結(jié)果分析主樓的規(guī)則性，共存在四項(xiàng)超限，分別為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、構(gòu)件間斷(連體類)、承載力突變、局部不規(guī)則(斜柱)。

具體情況為：1)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。PMSAP軟件計(jì)算的考慮偶然偏心的最大位移比X向?yàn)?.35，Y向?yàn)?.36，均大于1.2；2)構(gòu)件間斷。為滿足建筑功能要求，在1～10層設(shè)置了中空大廳，造成樓板不連續(xù)，形成連體結(jié)構(gòu)；3)承載力突變。建筑1層上空能夠傳遞水平力的樓板大部分被取消，從而形成一個(gè)10m高的結(jié)構(gòu)“首層”，此處剛度較差，形成薄弱層；30層建筑層高為8.4m，使結(jié)構(gòu)在此部位形成薄弱層；4)局部不規(guī)則。中庭南側(cè)在1～15層逐漸向里縮進(jìn)，采用了傾斜度為76°的斜柱框架為豎向支撐構(gòu)件。

3.2 抗震性能目標(biāo)確定

根據(jù)以上超限情況及超限審查專家的意見，本工程為6度區(qū)B級(jí)高度框架-剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)定為C級(jí)，關(guān)鍵構(gòu)件提高至B級(jí)。

主樓在小震、中震、大震作用下的抗震性能指標(biāo)如表1～3所示。其中關(guān)鍵構(gòu)件為地下1～地上16層的豎向構(gòu)件、地下1層樓板頂和連接體(9～14層)范圍內(nèi)的框架梁、地下1層樓板頂?shù)臉前?；普通豎向構(gòu)件為16層以上的豎向構(gòu)件；耗能構(gòu)件為除關(guān)鍵構(gòu)件外的框架梁、連梁、樓板。

3.3 針對(duì)超限位置采取的部分措施

(1)針對(duì)斜體框架采取的措施

斜柱和框架梁均采用型鋼混凝土，組成一個(gè)巨型的鋼骨桁架，為結(jié)構(gòu)提供較大的剛度、承載力及延性；在9～14層范圍內(nèi)的斜體框架和豎向框架相連，斜柱轉(zhuǎn)為豎向柱，與框架梁和樓板組成一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜，為更好地實(shí)現(xiàn)豎向荷載由上部豎向構(gòu)件向下部斜向構(gòu)件傳遞，在該部位及其上下相連的樓層均采用型鋼混凝土梁柱[2]；連接部位及相鄰上下一層的抗震等級(jí)提高一級(jí)，并將此范圍內(nèi)的剪力墻設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，框架柱箍筋全高加密，軸壓比限值比其他樓層減小0.05；樓板按彈性樓板應(yīng)力分析，在構(gòu)造上采用雙層雙向通長(zhǎng)配筋，并適當(dāng)提高配筋率。

主樓在小震作用下性能指標(biāo) 表1

主樓在中震作用下性能指標(biāo) 表2

主樓在大震作用下性能指標(biāo) 表3

將整個(gè)斜柱部分定義為關(guān)鍵構(gòu)件，性能目標(biāo)提高至B級(jí)。

由于斜柱的作用在結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生較大的水平推力，造成±0.000結(jié)構(gòu)板處的樓板成為拉彎構(gòu)件，進(jìn)行中震彈性樓板應(yīng)力分析(詳見本文第6.1節(jié))，并將板厚加至300mm，樓板平面內(nèi)設(shè)置交叉型鋼，采用雙層雙向配筋，以增大樓板的面內(nèi)剛度和對(duì)水平力的承載能力[3]。因?yàn)樾斌w框架的存在，為防止結(jié)構(gòu)發(fā)生整體穩(wěn)定屈曲破壞，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體穩(wěn)定屈曲分析。分析結(jié)果滿足整體穩(wěn)定的要求，結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞。

在15層以上的結(jié)構(gòu)中，受斜體框架在豎向荷載作用下變形相對(duì)較大的影響，最南側(cè)一排(軸)框架柱的豎向位移相對(duì)較大，造成與其相連的框架梁內(nèi)力也較大。因此在15～22層的范圍內(nèi)也采用了型鋼混凝土梁，用以提供較大的承載力，為保證強(qiáng)柱弱梁，與其相連的框架柱也采用了型鋼混凝土柱。

對(duì)受力復(fù)雜的斜柱與垂直柱交叉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力分析，詳見本文第6.2節(jié)。

(2)針對(duì)連體采取的措施

將主樓剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)的高度適當(dāng)提高，在該區(qū)段內(nèi)，將剪力墻及框架的抗震等級(jí)提高至一級(jí)，對(duì)應(yīng)構(gòu)件的剪力、彎矩等內(nèi)力乘以相應(yīng)的放大系數(shù)；計(jì)算時(shí)將地下1層～16層中的剪力墻采用中震彈性設(shè)計(jì)；斜柱、連接體以下的框架柱及±0.000處的梁板均采用中震彈性設(shè)計(jì)。

(3)針對(duì)側(cè)向剛度突變、承載力突變以及豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)采取的措施

通過調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的布置來調(diào)整上下層的剛度比和承載能力的比值，盡量減小薄弱層帶來的不利影響；計(jì)算時(shí)將薄弱部位樓層地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震剪力乘以1.25的放大系數(shù)。在結(jié)構(gòu)首層與框架梁對(duì)應(yīng)位置的剪力墻中增設(shè)型鋼，與型鋼混凝土梁柱共同組成型鋼混凝土框架，大幅度提高了首層結(jié)構(gòu)的剛度和延性。2層頂樓板加厚至200mm，內(nèi)配雙層雙向通長(zhǎng)鋼筋，每層每個(gè)方向的配筋率大于0.30%，板內(nèi)設(shè)置沿對(duì)角線斜向布置的鋼筋束，增強(qiáng)板面內(nèi)抵抗變形的承載能力，使單個(gè)豎向構(gòu)件受到破壞時(shí)，其他構(gòu)件能夠協(xié)同工作，從而大幅度提高2層頂結(jié)構(gòu)的剛度和協(xié)調(diào)變形能力。

(4)針對(duì)車道出口開洞造成車庫(kù)頂板不連續(xù)采取的措施

為保證水平力的傳遞，在車道兩側(cè)均設(shè)置鋼筋混凝土墻，并對(duì)車庫(kù)頂板進(jìn)行加強(qiáng)，板厚250mm，采用雙層雙向通長(zhǎng)配筋，與±0.000結(jié)構(gòu)板高差處的框架柱位置采取加腋措施，以保證水平力的有效傳遞。

4 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

采用ETABS軟件和PMSAP軟件進(jìn)行小震彈性分析、中震彈性分析以及大震的彈塑性分析。

4.1 彈性分析

主樓的前3階振型見圖4，結(jié)構(gòu)的自振周期如表4所示，第1扭轉(zhuǎn)周期與第1平動(dòng)周期的比值小于規(guī)范限值0.85，表明結(jié)構(gòu)有足夠的抗扭剛度。

圖4 前3階振型圖

結(jié)構(gòu)自振周期 表4

ETABS軟件計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)有效質(zhì)量系數(shù)X向?yàn)?9%，Y向?yàn)?9%；而PMSAP軟件計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)有效質(zhì)量系數(shù)X向?yàn)?8.2%，Y向?yàn)?7.7%，均大于90%，結(jié)構(gòu)布置合理。

水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)如表5所示，結(jié)構(gòu)最大層間位移角滿足規(guī)范要求；在考慮偶然偏心作用下的樓層最大扭轉(zhuǎn)位移比均小于1.4，滿足規(guī)范要求。

水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo) 表5

經(jīng)計(jì)算，結(jié)構(gòu)底部樓層X向的剪重比為1.73%，Y向的剪重比為2.71%，其中X向略小于0.23αmax=1.8%(其中αmax=0.09，系根據(jù)安評(píng)報(bào)告及文獻(xiàn)[4]計(jì)算得到)，Y向滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011—2010)[5](簡(jiǎn)稱抗震規(guī)范)要求，X向底部樓層剪力系數(shù)與最小樓層剪力系數(shù)的比值為1.73/1.8=96.11%>85%，X向通過全樓乘以樓層剪力放大系數(shù)1.04來使樓層最小剪重比滿足規(guī)范限值。本文中小震反應(yīng)譜分析各樓層均乘以了1.04的樓層剪力放大系數(shù)。

結(jié)構(gòu)底部樓層框架部分承擔(dān)的剪力和彎矩比值見表6，此結(jié)果為結(jié)構(gòu)首層層高按10.0m計(jì)算所得。實(shí)際建筑在剪力墻處及斜向框架部分的5.0m標(biāo)高處部分范圍內(nèi)設(shè)有樓板，其實(shí)際結(jié)果應(yīng)比上述計(jì)算結(jié)果更理想。承載力設(shè)計(jì)時(shí)取兩者不利結(jié)果。

結(jié)構(gòu)底部樓層框架的剪力和彎矩比值 表6

表6中框架承擔(dān)的Y向底部剪力比例為41.10%，是因?yàn)樵谛斌w框架的兩側(cè)邊框架內(nèi)設(shè)置了從底部軸通向14層軸的斜撐，它與，軸上斜柱和層間梁共同組成了一榀型鋼混凝土桁架(如圖3(a)方框所示)，大幅度提高了Y向框架的剛度和承載力。

4.2 彈性時(shí)程分析

本工程兩組強(qiáng)震記錄時(shí)程曲線均取自Ⅱ類場(chǎng)地，場(chǎng)地特征周期Tg為0.45s。進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)采用雙向地震作用輸入，TH11(X向)和TH12(Y向)為一組地震記錄，以TH1為代表；TH31(X向)和TH32(Y向)為一組地震記錄，以TH3為代表；RH21(X向)和RH22(Y向)為一組地震記錄，以RH2為代表。

3條地震波和振型分解反應(yīng)譜法(CQC法)計(jì)算得到的基底剪力如表7所示。其中，Q0為CQC法的基底剪力值，Q0X為X向的基底剪力值，Q0Y為Y向的基底剪力值。

PMSAP彈性時(shí)程分析基底剪力/kN 表7

結(jié)果顯示，3條地震波作用下，結(jié)構(gòu)基底剪力均大于CQC法的65%，而小于CQC法的135%；結(jié)構(gòu)基底剪力平均值大于CQC法的80%，而小于CQC法的120%，結(jié)果滿足抗震規(guī)范要求。3條地震波使用CQC法計(jì)算得到的最大層間位移角如表8所示，滿足抗震規(guī)范要求。

CQC法計(jì)算的結(jié)構(gòu)最大層間位移角 表8

4.3 中震彈性分析

按照設(shè)定的性能目標(biāo)要求，需要對(duì)中震作用下關(guān)鍵構(gòu)件的承載力進(jìn)行復(fù)核，確定其達(dá)到設(shè)定的構(gòu)件性能指標(biāo)。中震作用下的構(gòu)件強(qiáng)度復(fù)核采用PMSAP軟件進(jìn)行計(jì)算。中震彈性的驗(yàn)算結(jié)果如表9所示，風(fēng)荷載及中震彈性作用下X向、Y向結(jié)構(gòu)的樓層剪力曲線如圖5所示。驗(yàn)算結(jié)果表明，中震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件滿足相應(yīng)的性能目標(biāo)要求。

圖5 風(fēng)荷載及中震彈性作用下X向、Y向樓層剪力曲線

中震彈性驗(yàn)算結(jié)果 表9

4.4 靜力彈塑性分析

采用目前常用的靜力彈塑性分析方法(Pushover)[6-7]，通過PKPM-PUSH&EPDA軟件進(jìn)行分析。根據(jù)高規(guī)第4.3.7條規(guī)定，罕遇地震作用下場(chǎng)地特征周期增加0.05s，即0.45+0.05=0.5s。在完成罕遇地震彈塑性分析后，結(jié)構(gòu)仍保持直立，X向的最大層間位移角為1/586，Y向的最大層間位移角為1/418，滿足抗震規(guī)范小于1/100的規(guī)定要求，達(dá)到“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)頂部的最大位移：X向?yàn)?51mm，Y向?yàn)?49mm；罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的X向、Y向的最大剪重比分別為4.7%，4.6%。

5 核心筒偏置對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的影響及對(duì)策

在15層以上，兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元交匯以后，核心筒偏置在最北側(cè)，對(duì)抗震設(shè)計(jì)造成幾個(gè)不利影響：

(1)對(duì)結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)不利，剛心與質(zhì)心偏離較大，結(jié)構(gòu)第一振型(X向)的扭轉(zhuǎn)在采取措施后仍然為27%。

(2)在豎向和水平荷載作用下，南側(cè)一排的框架節(jié)點(diǎn)豎向位移明顯大于核心筒處的豎向位移，在采取加強(qiáng)措施以前，豎向位移差值達(dá)到20mm。因?yàn)橘|(zhì)心偏離剛心較多，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加彎矩，再加上斜體結(jié)構(gòu)的不利影響，造成豎向位移差值較大[8]。

(3)核心筒偏置在最北側(cè)，且在核心筒兩側(cè)5m處各有一排框架柱分擔(dān)豎向荷載，造成核心筒北側(cè)墻體豎向荷載較小，在中震作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力。

針對(duì)以上問題所采取的措施：

(1)調(diào)節(jié)核心筒不同位置的墻厚，使剛心盡量南移，以降低結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

(2)采用型鋼混凝土梁(1～22層)和型鋼混凝土柱(地下3～地上22層)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力和承受豎向荷載的能力。

(3)在核心筒墻肢內(nèi)設(shè)置型鋼(地下3～地上18層)，以抵抗水平荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。

6 關(guān)鍵構(gòu)件的設(shè)計(jì)

由于篇幅所限，本文只介紹兩處受力較為不利位置的關(guān)鍵構(gòu)件應(yīng)力分析。其他位置的關(guān)鍵構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)已進(jìn)行了具體分析，此處不再贅述。

6.1 中震彈性樓板應(yīng)力分析

6.1.1 ±0.000處樓板拉應(yīng)力復(fù)核

中震彈性時(shí)南側(cè)交通核位置樓板拉應(yīng)力較大，在恒荷載、活荷載及地震作用組合下，拉應(yīng)力為σ=σ1+σ2+σ3=2.58+0.32+0.22=3.12MPa,大于C40混凝土的抗拉強(qiáng)度ftk=2.39MPa，應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度計(jì)算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，按軸心受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件疊加計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，總鋼筋應(yīng)力為σs=188+56=244MPa。

按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010—2010)[9]第7.1.2條的混凝土裂縫公式計(jì)算得到最大裂縫寬度ωmax=0.19mm，滿足正常使用極限狀態(tài)的要求，且樓板處于彈性工作狀態(tài)，符合性能設(shè)計(jì)目標(biāo)的中震彈性要求。

6.1.2 14層頂處樓板拉應(yīng)力復(fù)核

中震彈性時(shí)樓板的最大拉應(yīng)力為σ=σ1+σ2+σ3=0.337+0.0397+0.319=0.7MPa，小于C35混凝土的抗拉強(qiáng)度ftk=2.20MPa，滿足中震彈性工作狀態(tài)的要求。

6.2 斜柱與垂直柱交叉節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分析

6.2.1 內(nèi)側(cè)斜柱與垂直柱的交叉節(jié)點(diǎn)

采用ANSYS軟件進(jìn)行應(yīng)力分析，節(jié)點(diǎn)大樣和節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算模型如圖6,7所示。

圖6 節(jié)點(diǎn)大樣圖

通過對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)力分析，梁、柱節(jié)點(diǎn)采用實(shí)體單元(Solid45)，對(duì)型鋼混凝土組合梁、柱按照等剛度原則進(jìn)行等效模擬，以PMSAP計(jì)算結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行分析復(fù)核[10]。采用1.2SGE+1.3SEhk(中震彈性)為荷載工況組合，其中SGE為重力荷載代表值的效應(yīng)，SEhk為水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；具體計(jì)算結(jié)果如圖8～11所示。由結(jié)果可以看出，在梁柱節(jié)點(diǎn)處存在較大的應(yīng)力集中，對(duì)此采取以下措施加強(qiáng)：1)型鋼的連接節(jié)點(diǎn)采用強(qiáng)節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)；2)將框架柱中的型鋼繼續(xù)向上層延伸；3)斜撐構(gòu)件的鋼筋混凝土部分沿斜向繼續(xù)向上延伸。

圖7 節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算模型

圖8 第一主應(yīng)力云圖/MPa

圖9 第二主應(yīng)力云圖/MPa

圖10 第三主應(yīng)力云圖/MPa

圖11 von Mises應(yīng)力云圖/MPa

6.2.2 外側(cè)斜柱與垂直柱的交叉節(jié)點(diǎn)

采用ABAQUS軟件進(jìn)行內(nèi)力分析，主要針對(duì)實(shí)際工程中1.2SGE+1.3SEhk(中震彈性)荷載工況組合作用下的型鋼混凝土梁、矩形鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析；其中SGE為重力荷載代表值的效應(yīng)，SEhk為水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)。數(shù)值模擬中，型鋼混凝土梁、柱的本構(gòu)模型選用線彈性模型。以PMSAP計(jì)算結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行分析復(fù)核，見圖12。

圖12 模型網(wǎng)格劃分圖及整體模型von Mises應(yīng)力圖

7 超限審查專家建議及解決方法

斜體單跨框架采取防連續(xù)倒塌措施，具體措施如下[11]：

(1)在10.000m標(biāo)高處斜體框架布置進(jìn)行加強(qiáng)：采用型鋼混凝土梁和矩形鋼管混凝土柱；板厚加至200mm，雙層雙向配筋，并適當(dāng)提高配筋率；板內(nèi)設(shè)置沿對(duì)角線斜向布置的鋼筋束，增強(qiáng)板面內(nèi)抵抗變形的承載能力，保持樓板整體性。

(2)在14層頂斜柱與豎向柱折點(diǎn)處：采用型鋼混凝土梁和矩形鋼管混凝土柱；板厚加至250mm，雙層雙向配筋，并適當(dāng)提高配筋率；板內(nèi)設(shè)置十字交叉布置的型鋼，以增強(qiáng)樓板整體性。

以上措施可以使各豎向構(gòu)件協(xié)同工作，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性。頂部空曠部位加強(qiáng)抗側(cè)剛度。增設(shè)層間梁，并在端跨設(shè)置斜向支撐，以增大抗側(cè)剛度。

8 結(jié)論

(1)在小震作用下，結(jié)構(gòu)按規(guī)范及安評(píng)包絡(luò)并附加彈性時(shí)程分析的結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的整體剛度，結(jié)構(gòu)受力合理，能滿足超高層結(jié)構(gòu)的承載力、變形控制、整體穩(wěn)定性等要求。

(2)中震彈性分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件(地下1～地上16層的豎向構(gòu)件、地下1層的樓板頂和連接體(9～14層)范圍內(nèi)的框架梁、地下1層的樓板頂)具有較強(qiáng)的抗震承載力，達(dá)到了預(yù)期的抗震性能目標(biāo)。

(3)在完成罕遇地震彈塑性分析后，結(jié)構(gòu)仍保持直立，最大層間位移角滿足抗震規(guī)范的要求，在給定地震波的罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)整體受力性能良好，滿足罕遇地震作用下的抗震性能目標(biāo)。

(4)對(duì)于斜體部位，通過增設(shè)型鋼混凝土梁柱、提高連接部位及其上下層的抗震等級(jí)、增設(shè)剪力墻約束邊緣構(gòu)件、樓板采用中震彈性分析，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力分析等一系列措施予以加強(qiáng)，以保證結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的抗震能力。