超限高层建筑结构基于性能的抗震设计--徐培福

超限高层建筑结构基于性能的抗震设计性能目标“三水准二阶段”抗震设计基于性能的抗震设计“小震不坏、中震可修、大震不倒”甲、乙、丙、丁分类宏观定性多个性能目标，结构、非结构、设施具体量化，供业主选择实施方法“三水准二阶段”抗震设计基于性能的抗震设计按指令性、处方式规范设计。小震弹性设计、部分结构大震变形验算，相信规范的经验性规定，可达到宏观定性的设防目标。除规范外，提出满足性能要求的方案论证（结构体系、详细分析、必要的试验、抗震措施），通过专门评估。工程应用“三水准二阶段”抗震设计基于性能的抗震设计目前广泛采用，设计人员易接受。有局限性（高度、规则性），有时易阻碍技术进步目前很少采用，设计人员承担风险大、不易接受。为“超限”结构设计提供了可行的方法。有利于技术进步和创新。存在问题：地震作用不确定性、结构分析模型和参数有许多经验因素、试验和震害的不足、对非结构、设施的抗震更缺研究。1.性能目标的选定建筑物性能目标=在某一设定的地震地面运动下（小震、中震、大震），建筑物的性能水准。建筑物的性能水准为结构的性能水准，与非结构性能水准各种组合。对“超限”高层结构抗震设计，先不涉及非结构，将结构的安全性能水准具体化。SP1整体结构按弹性设计，并考虑内力调整及增大系数，承载力及位移均满足规范要求SP2整体结构按弹性设计(有分项系数，γRE，强度取设计值，无内力调整及增大系数)，承载力满足规范要求。SP3整体结构不屈服（地震作用及承载力均采用标准值，无内力调整及增大系数）SP4薄弱部位、重要部位承载力按弹性设计，允许有些部位进入屈服，但不发生剪切等脆性破坏。SP5薄弱部位、重要部位不屈服（地震作用及承载力均采用标准值，无内力调整及增大系数），允许有些部位进入屈服，但不发生脆性破坏。SP6薄弱部位、重要部位进入屈服,结构变形可选定某一限值，但不发生剪切等脆性破坏SP7薄弱部位、重要部位构件进入屈服,变形达到或接近规范给定允许变形限值，但不发生剪切等脆性破坏性能目标SP1SP2SP3SP4SP5SP6SP7小震ABCDEFGH中震ABCDEFGH大震ABDCEFGH性能A~H：对规则性，高度，抗震等级，轴压比不同2.结构分析要求严格弹性竖向地震偶然偏心与双向地震取较大值双重体系的剪力分配传力途径复杂部位分析时程分析弹塑性模型及参数（特别是剪力墙）内力重分配的考虑（双肢墙、框剪等）剪力墙端部纵向构造配筋有时不足判断准则整体模型薄弱部位分析模型的研究构件型钢混凝土剪力墙、钢板墙、斜撑墙高配筋率SRC柱节点钢结构钢与SRC楼板作用3.试验依据4.实例大连国贸330米，内筒外框，中震下弹性，内筒大震下不剪坏，外框25％总剪力，斜撑剪力墙试验。环球金融中心，490米，墙体、柱、斜撑中震不屈服，墙大震不剪坏，模型试验、节点试验北京国贸，330米，内筒加型钢、钢板、斜撑，大震不屈服；转换桁架大震弹性；模型试验，剪力墙试验。120米，框支层中震不屈服，减少扭转效应，楼板连接部位出铰进行复核。连接体及相邻墙体中震不屈服，竖向地震时程分析，连体跨中6-7倍，模型试验。斜撑大震不屈服架空连廊大震不塌落，阻尼器。中震不屈服，错层处钢板墙，模型试验。大震柱不屈服，中震个别斜撑屈服，模型试验，SRC柱试验，节点试验墙中震不屈服，外框架25％总剪力，扭转位移比绝对值小，适当放松。财富中心二期，抗扭刚度。裙房偏心，位移比可放松。剪力墙结构，170米，中震不屈服外支撑框架无楼板连接花隔外框加普通外框，楼板不连续，梁加强，中震不屈服，试验扭转效应明显，中震不屈服，剪力墙特殊加强，钢框架25％总剪力，试验结语1.基于性能的抗震设计是国际上一种发展趋势，超限高层结构设计采用基于性能的抗震设计理念和方法是可行的，有利于技术进步。2.要不断总结震害经验，针对新结构、新技术进行试验和理论研究，对计算方法要不断改进完善。3.对规则性，高度要根据设防烈度、性能目标区别对待。