花园宾馆主楼超限专项审查问题浅析

郝成义　（安徽省建筑科学研究设计院，安徽　合肥　230001）



花园宾馆主楼超限专项审查问题浅析

郝成义（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230001）

合肥花园宾馆改扩建一期工程主楼因为高度超限、楼板不连续等需进行抗震超限专项审查。在编制该工程的超限审查报告过程中遇到一些需要明确的问题。文章对报告中抗震性能指标的确定、结构构件抗震等级的确定、弹塑性变形验算的方法、弹塑性时程分析中地震波的选取以及地震作用设计参数的选择等作了简单的见解和阐述，这些问题在超限建筑工程审查过程中具有一定的普遍性和代表性，对未来相似工程超限审查具有一定的指导和借鉴意义。

超限审查；抗震性能指标；弹塑性变形验算；地震作用参数

1　概述

随着国民经济发展，建筑行业及房地产行业得到了极大的发展，全国建筑中超高超限建筑越来越多，住房与城乡建设部也发布了超限高层工程抗震设防专项审查要点，其中规定了：“房屋高度超过规定，包括超过《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗震规范》）第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度、超过《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高层混凝土结构规程》）第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程[1]”。合肥花园宾馆改扩建一期工程主楼（以下简称“本工程”）因为建筑高度超限、穿层柱等需要进行工程抗震设防专项审查，在审查过程中遇到了一些问题。本文针对这些问题进行了分析和解决，对以后超限审查工程进行专项审查具有一定的指导和借鉴意义。

2　工程概况

拟建合肥花园宾馆改扩建一期工程位于合肥市庐阳区长江中路与花园街交口西北角，安徽省政府大门对面。由主楼及裙房、住宅和地下室四部分组成，总建筑面积154243m2。其中主楼45层，楼高180.3m，建筑标准层形状为正方形，外轮廓尺寸为43.4m× 43.4m，内筒尺寸为18.2m×18.2m，外框架柱距从6.93m～8.40m间距不等，框架柱距核心筒边距最大为12.1m。结构标准层详见图1。本工程主要抗侧力体系为混凝土框架-核心筒结构，高度超过该结构体系A类的最大适用高度，所以须作超限审查。

图1　标准层结构布置图

3　超限审查过程中的常见问题及解决方法

3.1高层超限工程中抗震性能指标的确定

结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素选定。结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级，结构抗震性能分为1、2、3、4、5五个水准，每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应，详见《高层混凝土结构规程》表3.11.1。性能指标的确定直接影响到整个结构体系的计算和未来的工程经济性，所以一个合理的性能指标非常重要，对于一般的超限高层建筑结构，一般选用性能目标B、C、D。根据本工程结构特点和超限类型并征询业主的意见，选用性能目标为D+级（性能水准1、3、5）。按高规条文说明也建议：特别不规则的、房屋高度超过B级高度很多的高层建筑或处于不利地段的特别不规则结构，可考虑选用A级性能目标；房屋高度超过B级高度较多或不规则性超过本规程适用范围很多时，可考虑选用B级或C级性能目标；房屋高度超过B级高度或不规则性超过适用范围较多时，可考虑选用C级性能目标；房屋高度超过A级高度或不规则性超过适用范围较少时，可考虑选用C级或D级性能目标[2]。选择性能目标时，一般需征求业主和有关专家的意见。根据本工程结构特点和超限类型并征询业主的意见，选用性能目标为D+级（性能水准1、3、5）。

3.2结构构件抗震等级的确定

确定抗震等级首先应确定建筑的抗震设防类别，根据规范规定，建筑面积约17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑应划为重点设防类。而本工程底下7层为商业，以上为酒店和办公，虽然本工程底下7层面积不大，但考虑到裙房一起总商业建筑面积超过17000m2，故虽然跟裙房已设结构缝分开，但消防疏散是一起考虑的，底下7层设防类别按重点设防类，以上各层按标准设防类[3]。当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。本工程具体抗震等级划分详见表1。

结构构件抗震等级　表1

3.3弹塑性变形验算的方法的选取

《抗震规范》及《高层混凝土结构规程》皆规定了，超过150m的高层结构应做弹塑性变形验算，而《抗震规范》规定了可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法等[4]。对于超限高层，到底采用静力弹塑性分析还是弹塑性时程分析，《高层混凝土结构规程》第3.11.4条做了规定：“高度不超过150m的高层建筑可采用静力弹塑性分析方法；高度超过200m时，应采用弹塑性时程分析法；高度在150m～200m之间，可视结构自振特性和不规则程度选择静力弹塑性方法或弹塑性时程分析方法。高度超过300m的结构，应有两个独立的计算，进行校核”。根据该条款的条文说明，对于高度在150m～200m的基本自振周期大于4s的应采用弹塑性时程分析方法[2]。本工程基本自振周期Y向为4.14s，X向为4.10s，故采用了动力弹塑性时程分析法。

3.4弹塑性时程分析中地震波的选取

在进行动力弹塑性时程分析的时候，往往很难选择到合适的地震波，超限审查要点中明确要满足规范规定，并明确地震持续时间一般不小于结构基本周期的5倍，分析结果，3组取包络，7组取平均值。《高层混凝土结构规程》第4.3.5条规定了“多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符”等，本工程工程采用MIDAS Building进行动力弹塑性时程分析，选波时主要考虑三点：第一，初步判断看持续时间，从首次达到该时程曲线最大峰值的10%那一点算起到最后一点达到最大峰值的10%为止，有效持续时间一般为结构基本周期的5～10倍，并不小于15s；第二，二次判断看地震影响系数与设计反应谱数据在统计意义上相符，主要振型周期点上相差不超过20%；第三，基底剪力S与振型分解反应谱法结果R相比，单条波：65%R≤ S≤ 135%R；多条波平均值：80%R≤ M≤ 120%R。图2为规范谱和地震泼谱对比图，图中看到几个周期点基本相符。

图2　规范谱和地震泼谱对比图

3.5地震作用设计参数的选择

超限高层一般均需做地震安全性评价，安评单位会提供相应的地震作用设计参数，一般与规范规定的有差距，而审查要点则明确了，选择预期水准的地震作用设计参数时，中震和大震仍按规范规定的设计参数采用，而小震（多遇地震）一般选择两者中的大值[1]。

3.6建筑使用年限的确定

一般超限建筑对投资方来说相当重要，若投资方提出的所谓设计使用年限100年的功能要求，或者因为与其它100年使用年限的工程相连，投资方要求该工程要满足100年使用年限。这种所谓的100年使用年限仅仅是耐久性100年的要求，则抗震设防类别和相应的设防标准仍按本标准的规定采用[3]。

4　结论

合肥花园宾馆改扩建一期工程主楼在超限审查报告编制过程中遇到了一些问题，笔者在相关专家的帮助下解决了上述问题并且找到了依据。对本工程抗震性能指标以及结构构件抗震等级的确定、弹塑性变形验算的方法、地震波的选取以及地震作用设计参数的选择等作了简单的见解和阐述，对进行超限审查工作的设计人员具有一定的借鉴和指导意义。

[1]建质[2015]67号，超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[S].

[2]JGJ 3—2010，高层建筑混凝土结构技术规范[S].

[3]GB 50223—2008，建筑工程抗震设防分类标准[S].

[4]GB 50011-2010，建筑抗震设计规范[S].

TU318

B

1007-7359(2016)03-0080-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.027

郝成义（1981-），男，安徽六安人，毕业于合肥工业大学，硕士；工程师，国家注册一级结构工程师。