超限高层建筑工程抗震设计指南.docx

1、上海市建设工程标准定额管理总站组织编写 上海市建设和管理委员 会批准发布超限高层建筑工程 抗震设计指南吕西林 主编同济大学出版社口同 H销 刷 本 张 数 数 次 号 价经印开印 字 印版 书 定图 书 在 版 编 目 （ CIP ） 数据 超限高层建筑工程抗震设计指南 吕西林主编 一上海 ： 同济大学出版社 ， 2005. 2:ISBN 7 5608 2940 6I. 超 南 N . TU973-62III. 高层建筑一抗震设计一指中国版本图书馆 CIP 数据核字（ 2005 ） 第 015084 号超限高层建筑工程抗震设计指南 吕西林 主编责任编辑 司徒妙龄 责任校对 徐 栩 封面设计 李

2、志云出 版 同济大学出版社发 行（上海四平路 1239 号全国各地新华书店邮编 200092 电 话 21-65985622)同济大学印刷厂印刷787mm l092mm 1/323720003701-68002005年 3 月第 l 版 2:005 年 4 月第 2 次印刷ISBN 7 5608-294 0币 TU 589 15. 00 元本书若有印装质量问 题 请向本社发行部调换上 海 市 建 设 和 管 理 委 员 会 文 件沪建建 2005 38 号关于发布 超限高层建筑工程 抗震设计指南 的通知各有关单位 ：根据 中华人民共和国建筑法 和 中华人民共和国防 震减灾沽 ， 为提高超限高层

3、建筑工程抗震设计质量 ， 由我委 组 织同济大学等单位编制 了 超限高层建筑工程抗震设计指抄 送 ： 市标准定额站 、市安质监督站 、 市招投标办 、 市档案局 前 言根据上海 市建设和管理委员 会 沪 建建 2003 第 87 号文关 于 下 达 2003 年上 海 市 工 程建设规 范 和标 准设计编制计 划 的批复 ， 由同 济大 学 结 构工程与 防 灾 研究所会同 有 关设计 和研究 单位的技术人员 组成编 制组 ， 参照国 家和上海市有关规范 、 规程及建设部 超 限高 层建筑工 程抗震设防管理规定 ， 结合上 海 市 多 年来的超限高 层 建筑 工 程 实 践及抗 震设防 专 项

4、 审查 工作经验 ， 编制 了 超限高层建筑 工程抗震设计指 南 （ 以 下 简 称 指南 ） 。本 指 南 是在 广 大从事 高 层建筑抗震研究 和设 计 工作者的 多 年工程 实践经验的基础上 ， 经编制 组专 家的提炼和概括 ， 并经 多 方 面征求意见后 完成的 。 自 改革 开放至今 ， 上 海已 建 、 在 建和拟 建的 高 层建筑 工 程达 6000 多 幢 ， 其 中 有 不 少 属超 限 高 层 建筑 工 程 。 1997 年 ， 建设部 为 加 强 抗 震设防 管 理 ， 发布 了 第 59 号 部 令 一 一 超限高层建筑工程抗震设防管理暂行规 定 。 1998 年 ，

5、上海市建设和管理委 员 会建立 了 上 海 市抗震设防审查 专 家委员 会 ， 并 开展了 本市的超限高 层建筑工程初步设计抗震设防专 项 审查 工作 ， 累 计 审查项目 已达 400 多 项 ， 涉及数千 个建筑结构单体 。 对 包括各种结构类型的住宅 、 商 业 、办 公 、 通讯 、医 院 、体 育等典型超限高 层建筑工程 ， 以本市抗震设防专 家进 行逐项 审查的 方 式 ， 尽力 消 除结 构设计 隐 患 ， 提高 结 构抗震安全性 和控 制 设计 质量 。 2003 年 ， 建设部 将5 9 号部令修改发布 为 超限 高 层 建筑 工 程抗震设防 管理规定的 第 111 号 部令

6、 。 本 指 南 的发布 ， 就是 为 了 更好地满 足上 海 市 超限 高 层建筑 工 程建设和管 理的 实 际 需 要 。本 指 南 不是强制性技术标 准 ， 而 是帮 助设计人 员 理解有关抗震设计标准 、掌握超限高 层建筑 工程抗 震设防审查要求 、 进一步提高 超限高 层建筑 工程抗震 设计质量的指导性技术资料 。 因 此 ， 本 指 南 的编写中 ， 文字表达方 面 既使用 了 规范（ 标 准） 的 常 用 语言 ， 也使用 了 类 似“ 条文说明” 和教科 书 中 讲 明 道 理 的 表 达方 法 。限于条件 ， 本 指 南 中尚有不 少问题有待于今后 进一 步深入研究和以更 多

7、 的 工程 实 践 来 完善 。 因 此 ， 请各单位在使 用 本 指 南 的 过程 中 ， 结 合 工 程 实 际 ， 注意 总结 经验和积 累 资料 ， 如发现需要修改和补充之处 ， 请将意见和资料寄往同 济大学结构工程与 防 灾研 究所 （ 上 海 市 四 平 路 1239 号 同 济 大 学 内 ， 邮 编 200092 ） ， 以便今后进 一 步修改完善 。本 指 南编写 单位和人员 如下 ：主编单位 同 济大学参编单位 上 海市建筑科学研究院有限公司 华 东建筑设计研究院有限公司 上海建筑设计研究院有限公司 同 济 大 学建筑设计研究院中国船舶 工 业 总公司 第 九设计 研究院上

8、海市抗震办公室编写人员 主 编 吕西林（以下按姓氏笔划排列）丁 洁民 叶光新 汪大绥 周国鸣胡 绍隆 顾嗣淳 钱 江上海市建设工程标准定额管理总站2005 年 1月一 3 一目 录前言1 总则 . . (1 )2 术语和符号 . . . (3)2. 1 术语 . (3)2. 2 主要符号 . (4)3 超限高层建筑工程的认定和抗震概念设计 . (5)3. 1 建筑物高度超限的认定 . . (5)3. 2 高度超限控制及概念设计要求 . (7)3. 3 建筑物规则性超限的认定 ( 7)3. 4 建筑物规则性超限程度控制 . (12 )3. 5 特殊超限情况的处理 . . (16)4 结构抗震计算

9、分析的基本要求 . (35)4. 1 计算分析方面的总体要求 . (35)4. 2 高度超限时的抗震计算分析要求 . (36)4. 3 平面规则性超限时的计算要求 (37)4. 4 立面规则性超限时的计算分析要求 . . ( 38)4. 5 结构扭转效应的控制 (41)5 结构抗震构造措施要点 ( 42)5. 1 高度超限时的抗震构造要求 (42)5. 2 平面规则性超限时的抗震构造要求 .C. 42 )5. 3 立面规则性超限时的抗震构造要求 . ( 43)5. 4 减少结构地震扭转效应的措施 . ( 45)6 地基基础抗震设计要求 . . . (47 )6. 1 高度超限时地基基础的抗震要

10、求 . ( 47 )6. 2 平面不规则或平面尺寸过长时的抗震要求 （ 47 )6. 3 竖向不规则或建筑物高差较大时的抗震设计 要求 ” . ( 47)6. 4 超限高层建筑下有械化土层和软弱土层 时的抗震措施 . . ( 47)7 结构抗震试验的要求 川 . . ( 49 )附录 A 超限商层建筑工程专项审查送审资料实例(50)附录 B 钢 筋 混 凝 土 棉 件 骨 架 曲 线 和 恢 复 力 关 系 （ 67)附录 C 超眼高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点 ， . . . (76 )附录 D 超限高层建筑工程初步设计抗震设防专项审查 送审材料要求 . . (83)一 2 一1 总则

11、1. 0. 1 为更好地贯彻执行 中华人民共和国建筑法 和中华人民共和国防震减灾法 并实行以预防为主的方针 ， 提 高超限高层建筑工程抗震设计质量 ， 制定本设计指南 。1. 0. 2 按本设计指南进行抗震设计的建筑 ， 其抗震设防 目标 是 ： 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时 ， 一般不受损坏或不需修理可继续使用 ； 当遭受相当于本地区 抗震设防烈度的地震影响时 ， 可能损坏 ， 经一般修理或不需修 理仍可继续使用 p 当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕 遇地震影响时 ， 不致倒塌或发生危及生命的严重破坏 。1. 0. 3 超限高层建筑工 程 ， 是指超出国家和上海市现行 规

12、范 、 规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工 程 ， 体型特别不规则的高层建筑工程 ， 以及有关的政府管理机 构文件中规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程 。1. 0. 4 本设计 指 南 是 对 国 家 建 筑抗 震设计 规范 C GB5001l- 2001) 、 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3- 2002 ） 、 高层民用建筑钢结构技术规程 (JGJ99 98 ） 、 建筑 工程抗震设防分类标准 （ GB50223 -2004 ） 、 上海市 高层建 筑钢结构设计暂行规定 （ DBJ08- 32 -92 ） 、 上海市 钢筋混 凝土高层建筑筒体结构设计规程 C DGJ0

13、8- 31一 2001) 、 上海 市 高层 建 筑 钢 混 凝 土 混 合 结 构设计规 程 C DG/TJ08 一 015 2004 ） 和上海市 建筑抗震设计规程 C DGJ08 - 9 -2003 ）的补充 。 遵循本设计指南进行抗震设计的超限高层建 筑工 程 ， 还应符合国家和上海市现行的有关强制性标准的规定 。1. 0. 5 超限高层建筑工程抗震设计时 ， 除应遵守现有 技术标准的要求 外 ， 还应有特殊的要求 ， 包括下列内容 ：(1） 超限程度的控制和结构抗震概念设计 ；( 2 ） 结构抗震计算分析的要求 ； (3） 结构抗震构造措施的要求 ； (4 ） 地基基础抗震设计要求

14、；(5 ） 必要时 ， 应包括结构抗震试验的要求 。1. 0. 6 本设计指南倡导建筑形体多样化与结构受力合 理性统一的原则 ， 使建筑物既满足建筑功能和形体美观的要 求 ， 又保证地震下的结构安全 。 本设计指南也倡导抗震结构 的概念设计与计算分析并重的原则 ， 设计者应通过已有的工 程经验 、 仔细的结构抗震概念设计 、 精细的结构分析 、 有针对 性的抗震措施或必要的结构抗震试验验证 ， 来满足超限高层 建筑工程抗震设计时的特殊要求 。- 2 -2 术语和符号2.1 术语2. 1. 1 高层建筑 tall buildings10 层及 10 层以上或房屋高度大于 28m 的建筑物 。2.

15、 1. 2 房屋高度 building height自室外地面至房屋主要屋面的高度 。2. 1. 3 高宽比 ratio of height to width of building plan ( aspect ratio of buildings)房屋高度与建筑平面宽度之比 。2. 1. 4 抗震设防标准 seismic fortification criterion衡量抗震设防要求的尺度 ， 由抗震设防烈度和建筑使用 功能的重要性确定 。2. 1. 5 建筑抗震概念设计 seismic concept design of buildings根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设

16、计思 想 ， 进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程 。2. 1. 6 抗震措施 seismic fortification measures除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容 ， 包括 抗震构造措施 。2. 1. 7 抗震构造措施 details of seismic design根据抗震概念设计原则 ， 一般不需计算而对结构和非结 构各部分必须采取的各种细部要求 。一 3 一2. 2 主要符号C30 表示立方体强度标准值为 30N/ m旷的棍凝土 强度等级 ；K， 表示第 i楼层的等效剪切刚度 Fb一 一建筑平面局部突出宽度 ；be 一 建筑平面局部凹口累计深度或楼板开洞宽度

17、；B一 一 建 筑 平 面 的 典 型 宽 度 ； Bmax 建筑平面最大宽度 ； H一 房屋高度 ； 1 建筑平面局部突出长度 ；le 建筑平面局部凹口长度或楼板开洞长度 ；L一 一 建 筑 平 面 长 度 ；s1 ,s2一 一建筑平面中开洞两侧的楼板有效宽度 。- 4 一3 超限高层建筑工程的认定 和抗震概念设计3. 1 建筑物高度超限的认定建筑物高度超过表 3. 1. 1 规定高度的高层建筑工程 ， 属 高度超限的高层建筑工程 。表 3.1.1 高层建筑的最大适用高度 单位 ： m抗震设防烈度结构体系6 度 7 度 8 度钢筋混凝土框架 60 55 45钢筋混凝土框架 剪力墙 130 1

18、20 100全部落地剪力墙 140 120 100部分框支剪力墙 120 100 80钢筋混凝土剪力墙部分短肢剪力墙 120 100 60框架 核心筒 150 130 100钢筋混凝土简体筒中筒 180 150 120钢筋混凝土板柱 剪力墙 40 35 30钢结构框架 110 llO 90钢结构框架 支撑（抗震墙板） 220 220 200钢结构简体（框筒 筒中筒 中行架筒 束筒）和巨型框架 300 300 260钢框架 钢筋混凝土简体 200 160 120型钢混凝土框架 钢筋混凝土简体 220 190 150钢筋混凝土剪力墙错层房屋 100 80 60钢筋混凝土框架 剪力墙错层房屋 100

19、 80 60一 5 一对表 3. 1. 1 中结构体系的说明 ：(1） 根据抗震设计规范的精神 ， N 类场地上的结构 ， 最大 适用高度应适当降低 。( 2 ） 近年来全国和地方规酒中出现了 “部分短肢剪力墙 结构”的术语 ， 但对“部分”的定义全国和地方规范中都没有给 出 。 根据结构分析研究和上海市的工程实践 ， 用短肢剪力墙 截面面积与同一层中所有剪力墙截面面积的比例（ 简称短肢 墙比例） ， 可以来近似地定义“部分短肢剪力墙”结构 ， 并采取 结构抗震设计措施 。 当短肢墙比例不大于 20 % 时 ， 可以按全 部落地剪力墙结构控制建筑物的高度 ， 但短肢墙部分的抗震 措施仍应按短肢

20、墙的规定执行 。 当采用短肢墙比例进行判别 时 ， 应在建筑物的两个主轴方向分别计算 ， 取较大的比例作为 控制条件 。(3 ） 钢筋混凝土板柱 剪力墙结构是指无内部纵梁和横 梁的无梁楼盖结构 ， 对这种结构体系的抗震研究很少 ， 因此 ， 设计规范中一般都对这种结构的高度限制较严 。 由于 目 前在 高层建筑中应用的无梁楼盖体系中楼板的厚度越来越大 ， 原 有的设计规定也不一定全部适用 。 根据上海市的工程经验 ， 在这种结构体系中 ， 当楼板的厚度不小于相应跨度的 1/18 时 ， 可以按框架 剪力墙结构控制建筑物的高度 ， 但在结构设 计时仍应在框架受力方向设置暗梁 。 应该指出 ， 采

21、用较厚楼 板的无梁楼板体系虽可以满足内部美观或一些特殊建筑功能 的要 求 ， 但会明显增加整个结构的混凝土用量和建筑物自重 ， 对结构抗震是不利的 。 63. 2 高度超限控制及概念设计要求(1） 钢筋混凝土框架结构房 屋 ， 其高度不宜超过表 3. 1. 1的最大适用高度 。 超过时宜改用框架 剪力墙结构 。( 2 ） 部分短肢剪力墙结构房 屋 其高度不宜超过表 3. 1. 1 的 最大适 用 高 度 。 超过时 宜 改 用 框架 剪力墙结构或剪力墙结构 。(3） 钢筋混凝土框架 核心筒结构房 屋 ， 丙类建筑的高度 不宜超过 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3 2002 ） 中 B 级

22、高度建筑的最大适用高度 ， 乙类建筑的超高程度宜从严控 制 。 接近上述超高上限时 ， 宜在结构的底部采用劲性混凝土 柱 、 钢管混凝土柱或者钢管与混凝土双重组合柱 。 大于超高 上限时 ， 宜改变结构体系 ， 例如 ， 改为筒中筒结构 、 巨型结构或 钢与混凝土混合结构等 。(4 ） 钢筋混凝土筒中筒结构房屋 ， 丙类建筑的高度不宜 超过 高层建筑泪凝土结构技术规程 (JGJ3 2002 ） 中 B 级 高度建筑的最大适用高度 ， 乙类建筑的超高程度宜从严控制 ， 超过上述限值时宜改变结构类型 ， 采用强度和延性更好的结 构材料和结构体系 。3. 3 建筑物规则性超限的认定 下列工程为规则性

23、超限的高层建筑工程 ：(1） 同时具有下述三项或三项以上不规则情况的高层建 筑工程 ：1) 楼层的最大弹性水平位移（或层间位移） 大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移） 平均值的 1. 2 倍 （ 计算该指 标时应采用刚性楼板模型） ；7干： 二 2 才2 ） 建筑平面长宽比抗震设防烈度 7 度大于 6. 0， 抗震设防烈度 8 度大于 5. O ;3） 结构平面凹进或凸出的一侧尺寸（从抗侧力构件截面 中心线算起）大于相应投影方向总尺寸的 30 % （图 3. 3. 1-1) ;b 0.50 Bm缸图 3. 3. 1-4 结构平面细腰形示意图整体外挑尺寸大于 5m ;的 转换层位置超过高规规

24、定的高位转换层结构（即转 换层以下 、 地面以上的大空间层数 ， 7 度时超过 5 层 ， 8 度时超 过 3 层） ；的 错层结构（ 错层高度注 1200mm） 、 连体结构或多塔楼 高层建筑 ；10） 抗侧力 结 构 的 层 间 受剪承载力小于 相 邻上一层的 65%;11) 塔楼位置明显偏置的大底盘（裙房）高层建筑 ；12） 厚板转换的高层建筑 ；13） 巨型结构的高层建筑 F14） 单跨框架结构的高层建筑 ；15） 超出规范规定的混合结构体系（ 如下部为钢筋混凝 土结构 、 上部为钢结构）的高层建筑 。( 3） 采用新结构体系 、 新结构材料或新抗震技术的高层 建筑 。一 113. 4

25、 建筑物规则性超限程度控制3. 4. 1 平 面规则性超限程度控制和抗震概念设计(1） 平面布置中的凹口深度超限的情况如圈 3. 4. 1-1 所 示 ， b, / Bmax 的比值不宜大于 50 % ， 超过此值时宜改变建筑和 结构平面布置 。J图 3. 4. 1-1 凹口深度超限的平面布置示意( 2 ） 平面中楼板间连接较弱的情况如图 3. 4. 1亿 所示 ， (SI +S2 ) I B 的比值不应小于 50 % ， 或 s1 + s2 的尺寸不宜 小于 5m ,S1 或 民的最小尺寸不宜小于 2m， 不满足上述要求 时宜改变建筑和结构平面布置 。( 3） 平面布置中局部突出超限的情况如

26、图 3. 4. 1-3 所 示 ， 高宽比 H / b5 时 ， l I b；不应大 于 2， 超过此值时宜调整 建筑和结构平面布置 。3. 4. 2 竖向规则性起限程度控制和抗震概念设计(1） 一般情况下 ， 结构的侧向刚度宜用等效剪切刚度来 表征 ， 并按上海市 建筑抗震设计规程中的方法计算 。 在初12 一图 3. 4. 1-2 楼板间连接较弱的平面示意i:i:ii:i:iL图 3. 4. 1-3 局部突出超限的平面示意步设计 时 ， 应按此刚度进行控制 。( 2 ） 立面收进幅度过大是一种常见的竖向不规则性情 况 ， 但收进的最大尺寸也应有个限度 ， 可从结构等效剪切刚度 的变化来控制

27、 ， 即收进层等效剪切刚度与下层等效剪切刚度 之比不宜小于 50 % ， 且连续两次收进后的等效剪切刚度不宜13小于未收进层的 30 % 。( 3 ） 连体建筑也是容易形成竖向不规则的结构形式 ， 如 图 3. 4. 2-1 所示 。 连体建筑顶部的重量一般较大 ， 对结构抗 震很不利 ， 因此 ， 应控制连体部位的层数 ， 一般情况下连体部 位的层数不宜过多 。 当连体部位的层数超过该建筑总层数的 20 % 时 ， 对结构抗震极为不利 ， 并会大大增加结构的造价 。 连 接体下的两个塔楼的层刚度不宜相差太大（不宜相差 30 % 及 以 上 ） 。( 4 ） 立面开大洞建筑也容易形成竖向刚度突

28、变 ， 成为竖 向不规则性结构 。 立面开大洞后对洞口周边的构件受力极为 不利 ， 洞口越 大 ， 结构的抗震性能越差 ， 因 此 ， 立面开洞的尺寸 也应进行限制 ， 洞口宜设置在中部 ， 洞口面积不宜大于整个建 筑立面面积的 30 % 。图 3. 4. 2-1 连体建筑及立面开大洞建筑示意14 一(5） 大底盘多塔楼建筑由于底盘刚度与塔楼刚度有差异 以及底盘尺寸与塔楼尺寸有较大差异 ， 也容易造成竖向刚度 变化较大而成为竖向不规则结构 ， 如图 3. 4. 公 2 所示 。 多塔 楼建筑结构各塔楼的层数 、 平面和等效剪切刚度宜接近 ， 塔楼 对底盘宜对称布置 ， 各塔楼结构的质心与底盘结

29、构刚度中心 的距离不宜大于该方向底盘边长的 25 % 。图 3. 4. 2-2 大底盘多塔楼示意(6 ） 带转换层结构由于结构上部楼层的部分竖向构件不 能直接连续贯通落 地 ， 容易造成竖向刚度有突变 ， 从而形成竖 向不规则结构 。 对于这类结构中转换层的位置（地面以上框 支层的层数） 7 度时最高不宜超过 5 层 ， 8 度时不宜超过 3 层 。 对于转换层的结构形式 ， 宜优先采用梁式转换 ， 并避免 主 、 次梁多次转换 。一 15 一3. 5 特殊超限情况的处理当确因工程需 要 ， 在建筑物总高度方面超过第 3. 2 节的控制要求 时 或在建筑物的规则性方面超过第 3. 3 节及第

30、3.4 节的控制要求而不能改变 建筑物结构体系时 ， 应有可靠的 依据 ， 例如 ， 试验研究（ 包括整体结构模型试验 、 节点试验） 和 精细的结构分析（包括弹性和弹塑性时程分析 、 静力非线性分 析 ） 等 。特殊超限高层建筑工程实例如下 ：例 1 上海环球金融中心大厦LI.1 工程概况上海环球金融中心大厦建于上海市陆家嘴金融贸易区 ， 系一幢以办公为主 ， 集商贸 、 宾馆 、 观光 、 展览及其他公共设施 于一体的大型超高层建筑 ， 其建筑效果图见图 Ll. 1。 主楼地 下 3 层 ， 地上 101 层 ， 地面以上结构高度 492m， 拟建成 目 前世 界最高的建筑物 。 大楼建筑

31、面积为 252 935 m2 ， 裙房为 33370 m2 ， 地下室为 63 751 m2 ， 合计约 35 万 m2 。上海环球金融中心结构体系复杂 ， 采用了三重结构体系抵抗水平荷载 ， 它们由巨形框架 、钢筋混凝土核芯筒和伸臂钢 衍架组成（图 Ll. 2 ） ； 核芯筒竖向不连续 ， 在 57 60 层及 7 8 79 层楼层处进行了二次转换 ， 连接部分构造复杂 z 伸臂楠架在核芯筒内不贯通 F 周边巨型斜撑不封闭 ， 巨 型柱 B 在 42 层 以上分叉 后 ， 所形成的倾斜面上未设置斜撑 ， 由于考虑到建筑 立面效果和采光的要求 ， 巨型斜撑采用的是单向斜撑 。16 图 Ll.

32、1 上海环球金融中心图 Ll. 2 三重结构体系一 17该结构类型为棍合结构 ， 巨型柱采用钢骨混凝土 ， 带状和 架及转换和架采用钢柿架 ； 巨型斜撑 、 伸臂和架采用钢管棍凝 土 ； 核芯筒在 79 层以下为钢筋棍凝土剪力墙 ， 79 层以上的核 芯筒采用钢支撑和钢支撑外包混凝土的混合结构形式 。Ll.2 结构超限情况上海环球金融中心的建筑平面为 57. 95m 57. 95m 的 正方形（图 LL 3） ， 形状规 则 无局部凸 凹 ； 建筑的立面形状逐 渐变化（图 LL 1) ， 无过大外挑和内收 。 因 此 ， 上海环球金融 中心的平面布置和竖向体型无明显的不规则性 。 但核芯筒竖

33、向布置不连续 ， 这不符合抗震规范 4. 4. 4 条规定的 “抗震设计 时 ， 竖向抗侧力构件宜上下连续贯通 ”的要求 。 带状 析 了架 、伸一 18 一图 Ll. 3 标准层结构平面臂和架和核芯筒内 的转换楠架等结构加强层 ， 使得结构的楼 层侧向刚度沿竖向分布不均匀 。 结构高度 、高宽比超限情况 检查见表 Ll. l( 各符号含义参见 JGJ3 2002 ） 。表 Ll.1 结构高度 、 高宽比检查H C m)主楼492规范限值190检查结果 超限B (m) 57. 95L C m)H / B57. 958. 21 7. 0 超限上海环球金融中心的高度 和高宽比远远超过了规范限 值

34、， 且结构竖向变化较大 ； 其筒体多次转换 ， 多重结构体系棍 用 ， 是属于特别复杂的超高层结构体系 。 为确保其结构设计的安全和 可靠 ， 深入认识超高层复杂结构体 系的抗震性能和破坏机理 ， 建设方 委托同济大学土木工程防灾国家重 点实验室进行了如下几方面的试验 和理论研究工作 。Ll. 3 试验研究内容Ll. 3. 1 整体模型模拟地震振动台试验上海环球金融中心模拟地震振 动台试验整体模型为强度模型 ， 由 微粒棍凝土 、 镀钵铁丝和镀钵丝网 模拟钢筋混凝土 ， 由铜材模拟钢结图 LL 4 整体结构 振动台试验模型19构 。 动力试验主要相似关系为 sl = 1/50 S E = 0.

35、 32 Sa =2. 5 。 整体模型竣工后总高 度约为 10. 184m， 模型及配重约14. 7t （ 囡 Ll. 的 。 沿结构的 X 和 Y 方向共布置了 40 个加速 度传感器 、 9 个位移计和 25 个应变片 。 试验模拟的地震输入 为 El Centro 波 、 San Fernando 波和上海人工 SHW2 波 。根据模型结构模拟地震振动台试验结果 ， 结构在 7 度多 遇到 7 度罕遇地震作用下 ， 没发生明显损 坏 ， 结构动力反应满 足规范要 求 在特大地震作用时（ 8 度罕遇） ， 从 1 5 层的周边剪力墙向巨型柱转换的 6 层处 ， 巨型柱出现明显的破坏 ， 7

36、 层楼丽多根钢柱出现较大变形甚至屈服破坏 ， 但仍满足“大震 不倒”的要求 。Ll. 3. 2 巨型柱 斜撑 带状析架弦杆节点的静力反复加载试验 试验节点选取 53 54 层的柱 斜撑 楠架弦杆节 点 ， 在一个试件中包含 54 层和 55 层位置的两个节点 ， 对所选择的典 型节点进行两组不同类型试件的静力反复加载试验 ： 钢骨钢 筋混凝土节点试件（ 图 Ll. .） ； 纯钢骨节点试件（ 图 Ll. 6 ） 。 试件与原型结构的缩尺比例为 1 : 7 。 每组分别进行两个试 件的试验 ， 共制作了四个试件 。 试验将纯钢骨节点试件加载 至破 坏 ； 对钢骨钢筋混凝土的节点试件施加相当于罕遇

37、地震 水平的荷载 。 试验结果表明 ， 节点设计满足小震和大震时的 抗震要求 ， 并具有较高的安全储备 。Ll. 4计算分析内窑 对上海环球金融中心分别进行了如下方面的理论研究 ：用 ANSYS 进行整体结构的弹性计算 ； 用 AN SYS 进行核芯筒转换层的精细有限元分 析 对整体结构进行弹塑性动力时- 20图 LL 5 钢骨钢筋混凝土节点试件图 Ll. 6 纯钢骨节点试件程计 算 ； 用 AN SYS 进行试验节点的计算分析 。 上述计算结 果表 明 ， 上海环球金融中心大厦的结构抗震设计满足我国设 计标准的要求 ， 节点和整体结构体系具有较大的安全储备 ， 结 构抗震性能很好 。- 21

38、 一LI. 5 针对超限的结构措施(1） 结构的抗震等级适当提高一级（已是特一级的不再 提高） ；( 2 ） 建议适当调整 6 层以下各层水平刚度 ， 增加结构延 性 ；(3） 在伸臂柿架 、 带状 析 1架与巨型斜撑的交汇处 ， 加强节点的连接 ；( 4 ） 适当加强 6 7 层楼层外围钢柱的刚度 。例 2 上海淮海晶华苑 气 楼L2.1 工程概况 上海淮海晶华苑项目基地位于上海市淮海中路南侧 ， 北靠桃源 路 ， 东邻柳林路 ， 西连普安路 ， 南为淮海中路警署和曙 光医院 。 该项目由 三栋板式高 层住宅楼组成 ， 其中 ， 1 楼 和气 楼为 29 层 ， 气 楼为 18 层 ， 整个基地覆盖一层地下室 ， 为汽车库和设备用房 。三栋高层建筑均为底部大空间部分框支剪力墙体系 ， 底 部大空间层数为一层 ， 竖向构件由落地剪力墙和框支柱组成 ， 二层及以上竖向构件全部为剪力墙结构 。 根据 高层建筑混 凝土结构技术规程 (JGJ3一 2002 ） 的规定 ， 该项目各楼均属 于复杂高层建筑结构 。 另外 ， 2 楼为建造空中健身房 ， 在 1723 层中部楼板缺失 ， 立面上形成两个约 20m 20m 的大洞（图 L2. 1) ， 因 此 ， 结构形式更为复杂 。 22