某超高层框架

摘要：本工程采用ETABS作为主要计算分析软件，并同时采用SATWE对ETABS分析结果进行校核。分析时，均采用振型分解反应谱法计算地震作用，并考虑了偶然偏心及双向地震作用；采用CQC法进行振型组合，计算采用双向地震作用，计算分析的各项指标基本一致，结构是合理的，满足现行国家规范及规程要求。

关键词：超限高层；弹性分析；分析比较；

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

本项目结构地上50层，建筑总高169.75米，结构主要屋面高度164.85米，钢筋混凝土框架-剪力墙，抵抗水平荷载的多重结构体系为钢筋混凝土框架-剪力墙和外框架抗侧力体系，标准层平面布置图和剖面图分别见图1.1和图1.2

图1.1结构标准层平面布置图图1.2剖面图

2结构设计概况

2.1结构超限情况

本项目为超限高层建筑结构。依照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[1]、《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）[2]的相关规定，本工程塔楼主体结构（核心筒）高164.85米，高度超过了中规定的B级最大适用高度是140m，属于高度超限。结构考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2，属于扭转不规则建筑[3]。平面突出部分与总宽度比为0.5，属于凹凸不规则。

2.2地震作用设计目标反应谱

根据安评报告提供的反应谱曲线，与规范规定的水平地震反应谱曲线进行比较可知：小震、中震、大震，安评提供的地震影响系数最大值较大。小震情况，当周期小于约2 秒时，安评提供的地震影响系数大于规范值，反之，规范大于安评。中震和大震情况，当周期小于约3 秒时，安评提供的地震影响系数大于规范值，反之，规范大于安评。

结构计算分析时，采用以下方法进行对地震力进行计算：多遇地震计算时，分别采用规范反应谱和安评报告反应谱曲线，用振型分解反应谱法计算地震作用，按CQC 法组合，并采用基于规范反应谱的时程曲线进行时程分析法补充计算。并以反应谱和时程分析平均值两者之不利效应进行设计验算中震和大震计算时，采用规范反应谱进行验算。计算地震作用时采用的重力荷载代表值：包括100%恒载及50%活载。结构阻尼比为0.05。

建筑结构的刚度将会由于非结构构件的存在而增加，例如隔墙或填充墙；结构刚度的变化和地震效应也会随之变化。因而，在一般的高层建筑设计中，结构刚度越大，地震作用效应越强，在设计中必须考虑结构自振周期的折减系数。对于本项目塔楼，在计算多遇地震作用时，周期折减系数取0.8，中震、大震计算时周期不折减。

3.分析结果

计算分析时，考虑以下几个要点：以地下一层顶板为嵌固位置。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）3.3.13 条规定，水平地震作用计算时，本工程结构各楼层水平地震的剪重比不应小于0.0151。

3.1层间位移指标

双向地震作用下（规范反应谱）和风荷载作用下最大位移角计算结果见表3.1.1，图3.1.1、图3.1.2分别为ETABS小震X、Y向层间位移角和SATWE结果对比；图3.1.3、3.1.4分别为ETABS中震X、Y向层间位移角和SATWE结果对比。

表3.1.1双向地震作用下和风荷载作用下最大位移角比较表

图3.1.1 ETABS小震层间位移结果 图3.1.2 SATWE小震层间位移结果

图3.1.3 ETABS中震层间位移结果 图3.1.4 SATWE中震层间位移结果

3.2位移比指标

在考虑偶然偏心影响的地震作用下，5%偏心单向地震作用下层间位移比如图3.2.1所示

ETABS结果SATWE结果

图3.2.1ETABS、SATWE层间位移比计算结果对比

3.3风和地震作用楼层剪力与倾覆力矩比较

通过下面比较分析可以看到，X 风荷载作用下产生的剪力和倾覆弯矩均大于小震作用下的剪力和倾覆弯矩。风和地震作用楼层剪力与倾覆力矩比较分别如图3.3.1、3.3.2所示；塔楼外框架承受的倾覆力矩比较如图3.3.3所示

图3.3.1 ETABS结果

图3.3.2 SATWE结果

ETABS结果 SATWE结果

图3.3.3塔楼外框架承受的倾覆力矩比较

4.结语

1.ETABS 及SATWE 两种软件分析的各项指标基本一致，表明使用的软件是可行的，模型的计算结果是可信的。

2.各种计算结果表明，风力在X 方向作用下是结构整体指标的控制因素，小震不起控制作用。从线弹性分析结果来看，结构具有合适的刚度，满足规范各种指标的控制要求。两种计算软件分析结果，两种程序的反应谱分析结果之间具有一致性和规律性，符合工程经验及力学概念所做的判断，结构是合理的，计算结果均满足现行国家规范及规程的要求。

参考文献

[1] 中国建筑科学研究院. GB50011—2010 建筑抗震设计规范［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2010.

[2] 中国建筑科学研究院. JGJ3—2010 高层建筑混凝土结构技术规程［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2010.

[3] 建质[2010]109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》.