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【摘要】福佳金融大厦项目A、B号楼为主体45层178.85米的办公楼，结构形式为框架-核心筒结构。本文针对超限情况和结构体系，拟定合理的抗震性能设计目标，采用弹性时程分析，动力弹塑性时程分析找到薄弱层及薄弱部位，采取相应有效措施进行加强。
【关键词】超高层建筑；性能目标；抗震计算；防震缝分析
1.工程概况
福佳金融大厦项目为办公楼，地上45层（结构层46层），地下3层，地上建筑由A、B、C三座塔楼组成。A、B号楼结构型式为框架-核心筒结构，地上部分互为镜像关系，主体结构45层，高度为178.85米，本工程嵌固端位置取在地下一层顶，1层层高为6.0米和2～4层层高均为4.8米，标准层层高为3.85米，其中15层、30层为避难层，层高为4.2米。标准层平面尺寸为52m×34.2m，A、B号楼和C号楼之间在±0.000以上用防震缝分开。
2.结构体系
本工程抗震设防烈度为7度，结构型式为框架-核心筒结构，十八层至基础框柱采用型钢混凝土框架柱，十九层及以上采用钢筋混凝土柱，梁板采用现浇钢筋混凝土。
3.超限分析
平面形状为矩形，Y-偶然偏心地震作用下扭转位移比1.20；一层顶局部开洞，开洞面积占总面积的11.5%，偏心率最大值X方向在4层为0.088，Y向在11层为0.027；本层与上一层的受剪承载力之比最小值为X向0.88，Y向0.80，无刚度突变和尺寸突变项，无特别不规则项，本工程主体高度为178.85米，超过A级高度130m的最大适用高度，平面及竖向规则[1][2][3]。
4.性能目标
本工程抗震性能目标取C级，具体要求为：小震下层间位移角为1/684，结构构件弹性；中震下底部加强部位竖向构件满足抗剪弹性，偏拉偏压不屈服，其他竖向构件满足不屈服，外框梁满足不屈服要求，其他框架梁和连梁允许部分屈服；大震下层间位移角限值为1/100，允许部分构件屈服，墙肢及框架柱满足受剪截面控制条件。
5.防震缝验算
A、B号塔楼与C号塔楼在一层及以上采用防震缝分隔，防震缝宽度满足中震下各塔楼间变形要求和规范规定的防震缝宽度[2]，经计算：1～25层按照规范要求防震缝宽度取500mm，26层～33层C号楼与A、B号楼相邻框架柱向楼内侧收截面100mm，防震缝宽600mm。考虑双向地震作用26层A、B号楼与C号楼层最大相对位移为426mm；33层最大相对位移为538.8mm，防震缝宽度满足中震不屈服工况下结构变形要求。
6.小震计算分析
本工程抗震设防烈度为7度；设计基本地震加速度值按安评取值0.105g，特征周期为0.35s；阻尼比取0.05，采用SATWE和ETABS进行结构整体分析。风荷载计算采用0.55kN/m2，承载力计算时取0.605kN/m2，小震计算最不利方向位移角为1/715，最不利位移为208mm，风荷载计算最不利方向位移角为1/858，最不利位移为176mm。其他计算结果两个软件的都比较接近，给出两软件的不利情况如下：结构总质量114541.1t，扭转周期与平动周期比
Tt/T1=4.043/5.217=0.77；地震作用下基底剪力X向19693.9kN，Y向19407.4kN；风荷载下X向基底剪力8727.1kN，Y向14912.4kN。
7.弹性时程分析
采用SATWE进行弹性时程分析，主分量峰值加速度取43cm/s2，结构阻尼比为5%。采用一组人工波和二组天然波。CQC法计算结果在顶部41层以上小于弹性时程分析法计算的平均结果，小震弹性设计时将按照时程分析结果对CQC法进行放大。
8.中震计算分析
采用SATWE程序进行中震弹性和不屈服验算，计算得总基底剪力X向為41708kN，Y向为40457kN。中震弹性工况下底部加强区，核心筒剪力墙计算剪力与抗剪承载力的最大比值一层为0.92，二层为0.91，三层为0.97，四层为0.96，五层为0.93；外框柱计算剪力与抗剪承载力的最大比值一层为0.13，二层为0.22，三层为0.14，四层为0.21，五层为0.17，均可满足中震弹性的计算要求。
中震不屈服工况计算结果表明墙肢在双向地震作用下核心筒端部墙肢出现整体受拉状态，其边缘构件拉应力较大，最大拉应力为1.49N/mm2，小于混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.85N/mm2，但筒体外侧横墙拉应力较大，考虑结构核心筒长宽比较大，故在该墙内设置型钢[4]，并将型钢延伸至拉力为零和底部加强区的上一层的较大者。
9.大震计算分析
采用SATWE程序进行大震验算，计算出的底部剪力X向为88600kN，Y向为87500kN。剪力墙大震受剪截面控制条件验算，核心筒计算剪力与抗剪承载力的比值，一层最大值为0.81，二层最大值为0.71，三层最大值为0.63；框架柱计算剪力与抗剪承载力的比值，一层最大值为0.27，二层最大值为0.28，三层最大值为0.26。结果表明，底部加强部位的核心筒墙肢及外框柱在大震作用下满足截面剪应力控制要求
10.结论
（1）针对结构体系的特点、超限情况以及建筑的使用功能，性能设计目标选择C，结构进行了小震、中震、大震作用下的整体分析，以及大震动力时程分析，最终达到预定的性能目标[5]。
（2）本工程在A、B号楼和C号楼间设置防震缝，缝宽按中震的变形情况和抗规要求取大值。
（3）中震不屈服出现小偏心受拉的混凝土构件采用特一级构造措施，对于拉应力较大的墙肢，设置型钢承受拉力，以提高结构的延性和抗倒塌能力。
参考文献
[1]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.
[2]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3]超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[S].2010.
[4]JGJ138-2001型钢混凝土组合结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.
[5]金廊5号南部地块商业A、B号楼及C号楼项目初步设计抗震设防专项审查意见.
【关键词】超高层建筑；性能目标；抗震计算；防震缝分析
1.工程概况
福佳金融大厦项目为办公楼，地上45层（结构层46层），地下3层，地上建筑由A、B、C三座塔楼组成。A、B号楼结构型式为框架-核心筒结构，地上部分互为镜像关系，主体结构45层，高度为178.85米，本工程嵌固端位置取在地下一层顶，1层层高为6.0米和2～4层层高均为4.8米，标准层层高为3.85米，其中15层、30层为避难层，层高为4.2米。标准层平面尺寸为52m×34.2m，A、B号楼和C号楼之间在±0.000以上用防震缝分开。
2.结构体系
本工程抗震设防烈度为7度，结构型式为框架-核心筒结构，十八层至基础框柱采用型钢混凝土框架柱，十九层及以上采用钢筋混凝土柱，梁板采用现浇钢筋混凝土。
3.超限分析
平面形状为矩形，Y-偶然偏心地震作用下扭转位移比1.20；一层顶局部开洞，开洞面积占总面积的11.5%，偏心率最大值X方向在4层为0.088，Y向在11层为0.027；本层与上一层的受剪承载力之比最小值为X向0.88，Y向0.80，无刚度突变和尺寸突变项，无特别不规则项，本工程主体高度为178.85米，超过A级高度130m的最大适用高度，平面及竖向规则[1][2][3]。
4.性能目标
本工程抗震性能目标取C级，具体要求为：小震下层间位移角为1/684，结构构件弹性；中震下底部加强部位竖向构件满足抗剪弹性，偏拉偏压不屈服，其他竖向构件满足不屈服，外框梁满足不屈服要求，其他框架梁和连梁允许部分屈服；大震下层间位移角限值为1/100，允许部分构件屈服，墙肢及框架柱满足受剪截面控制条件。
5.防震缝验算
A、B号塔楼与C号塔楼在一层及以上采用防震缝分隔，防震缝宽度满足中震下各塔楼间变形要求和规范规定的防震缝宽度[2]，经计算：1～25层按照规范要求防震缝宽度取500mm，26层～33层C号楼与A、B号楼相邻框架柱向楼内侧收截面100mm，防震缝宽600mm。考虑双向地震作用26层A、B号楼与C号楼层最大相对位移为426mm；33层最大相对位移为538.8mm，防震缝宽度满足中震不屈服工况下结构变形要求。
6.小震计算分析
本工程抗震设防烈度为7度；设计基本地震加速度值按安评取值0.105g，特征周期为0.35s；阻尼比取0.05，采用SATWE和ETABS进行结构整体分析。风荷载计算采用0.55kN/m2，承载力计算时取0.605kN/m2，小震计算最不利方向位移角为1/715，最不利位移为208mm，风荷载计算最不利方向位移角为1/858，最不利位移为176mm。其他计算结果两个软件的都比较接近，给出两软件的不利情况如下：结构总质量114541.1t，扭转周期与平动周期比
Tt/T1=4.043/5.217=0.77；地震作用下基底剪力X向19693.9kN，Y向19407.4kN；风荷载下X向基底剪力8727.1kN，Y向14912.4kN。
7.弹性时程分析
采用SATWE进行弹性时程分析，主分量峰值加速度取43cm/s2，结构阻尼比为5%。采用一组人工波和二组天然波。CQC法计算结果在顶部41层以上小于弹性时程分析法计算的平均结果，小震弹性设计时将按照时程分析结果对CQC法进行放大。
8.中震计算分析
采用SATWE程序进行中震弹性和不屈服验算，计算得总基底剪力X向為41708kN，Y向为40457kN。中震弹性工况下底部加强区，核心筒剪力墙计算剪力与抗剪承载力的最大比值一层为0.92，二层为0.91，三层为0.97，四层为0.96，五层为0.93；外框柱计算剪力与抗剪承载力的最大比值一层为0.13，二层为0.22，三层为0.14，四层为0.21，五层为0.17，均可满足中震弹性的计算要求。
中震不屈服工况计算结果表明墙肢在双向地震作用下核心筒端部墙肢出现整体受拉状态，其边缘构件拉应力较大，最大拉应力为1.49N/mm2，小于混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.85N/mm2，但筒体外侧横墙拉应力较大，考虑结构核心筒长宽比较大，故在该墙内设置型钢[4]，并将型钢延伸至拉力为零和底部加强区的上一层的较大者。
9.大震计算分析
采用SATWE程序进行大震验算，计算出的底部剪力X向为88600kN，Y向为87500kN。剪力墙大震受剪截面控制条件验算，核心筒计算剪力与抗剪承载力的比值，一层最大值为0.81，二层最大值为0.71，三层最大值为0.63；框架柱计算剪力与抗剪承载力的比值，一层最大值为0.27，二层最大值为0.28，三层最大值为0.26。结果表明，底部加强部位的核心筒墙肢及外框柱在大震作用下满足截面剪应力控制要求
10.结论
（1）针对结构体系的特点、超限情况以及建筑的使用功能，性能设计目标选择C，结构进行了小震、中震、大震作用下的整体分析，以及大震动力时程分析，最终达到预定的性能目标[5]。
（2）本工程在A、B号楼和C号楼间设置防震缝，缝宽按中震的变形情况和抗规要求取大值。
（3）中震不屈服出现小偏心受拉的混凝土构件采用特一级构造措施，对于拉应力较大的墙肢，设置型钢承受拉力，以提高结构的延性和抗倒塌能力。
参考文献
[1]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.
[2]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3]超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[S].2010.
[4]JGJ138-2001型钢混凝土组合结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.
[5]金廊5号南部地块商业A、B号楼及C号楼项目初步设计抗震设防专项审查意见.