作者：趙廣名 劉子龍 齊煜 王洪柱 黃杰 郭會強 萬葉青 單位：機械工業第四設計研究院

計算參數的選取地震作用參數：根據ＧＢ５００１１－２０１０《建筑抗震設計規范》，本工程建設場地抗震設防烈度為７度，設計基本加速度值為０．１０ｇ［１］。根據業主提供的《工程場地地震安全性評價報告》，５０年設計基準期超越概率１０％時的地震加速度峰值為０．１１６ｇ。為安全起見，設計抗震設防烈度采用７度（第三組），設計基本地震加速度值為０．１５ｇ。建筑場地類別Ⅱ類。多遇地震下水平地震影響系數αｍａｘ為０．１２，罕遇地震下水平地震影響系數αｍａｘ為０．７２。風荷載：根據ＧＢ５０００９－２００１《建筑結構荷載規范》，本工程建設場地基本風壓為０．４０ｋＮ／ｍ２（１００年一遇），地面粗糙度類別為Ａ類［２］。因本工程位于山頂，按ＧＢ５０００９－２００１式７．２．２對基本風壓進行修正，修正系數為：ηＢ＝［１＋κｔａｎα（１－０．４Ｚ／Ｈ）］２＝［１＋３．２×０．３×（１－０．４×９９／２６０）］２＝３．２９山頂處修正后基本風壓：ｗｋ＝３．２９×０．４＝１．３１６ｋＮ／ｍ２式中：ｗｋ為風荷載標準值，ｋＮ／ｍ２；ηＢ為風荷載地形地貌修正系數；κ為系數；α為山峰或山坡在迎風面的坡度；Ｈ為山頂或由坡全高，ｍ；Ｚ為建筑物計算位置離建筑物地面的高度，ｍ。

結構抗震設計的預期性能目標本工程下部混凝土結構和上部鋼結構柱網不對應，在第５層頂部轉換，轉換梁柱采用勁性混凝土結構。抗震設計的性能目標：轉換梁柱應滿足設防烈度地震下為彈性、罕遇地震下整體結構不倒塌的要求。

結構整體彈性分析計算結構整體分析主要采用ＳＡＴＷＥ，同時采用ＳＰＡＳＣＡＤ和ＭＡＤＩＳ兩個不同力學模型的軟件進行分析比較。本工程抗震設防類別為重點設防類。抗震等級：下部基座混凝土部分框架梁柱及剪力墻為一級，框支轉換梁柱為特一級；上部鋼結構框架、支撐為二級。計算時，下部基座混凝土樓板考慮為剛性樓板，上部鋼結構樓板考慮為彈性［３］。計算時考慮偶然偏心和雙向地震作用。整體結構計算模型如圖４所示。因本工程上下部分材料不同，抗震計算的阻尼比也有差異，整體分析時采用３種模型：一是上、下建模整體計算；二是單獨計算上部鋼結構；三是將上部鋼結構作為荷載作用于下部混凝土基座頂部。由于下部基座混凝土部分較為規則，３種模型的計算結果較為接近，本文僅取第二種上部鋼結構模型采用３種軟件對其進行計算，結果見表１、表２。從表１、表２可以看出，３種軟件的分析結果比較接近，結構周期比小于０．９、最大層間位移角小于１／４００、剪重比大于２．４％，都滿足規范要求，但最大扭轉位移比大于１．２，扭轉效應比較明顯。由于扭轉位移比較大的樓層其層間位移比均較小，按照ＪＧＪ３－２０１０《高層建筑混凝土結構設計規程》第３．４．５條的解釋，扭轉位移比可適當放寬［４］。另外，計算時沒有考慮外層銅衣的蒙皮效應，因此可適當放寬對扭轉位移比的要求。

結構整體設防烈度地震彈性分析計算按照《工程場地地震安全性評價報告》，設防烈度地震下水平地震影響系數αｍａｘ取為０．４３４，采用ＳＡＴＷＥ和ＳＰＡＳＣＡＤ兩種軟件進行分析計算。結果表明，下部混凝土基座部分剪力墻配筋有所加大，框支柱基本沒有變化，框支梁配筋略有增加；上部鋼結構部分應力也基本沒有變化（上部計算受風荷載控制）。可以認為，在５０年超越概率為１０％的設防烈度地震作用下，該工程的框支梁柱及上部鋼結構仍能處于彈性受力狀態。

罕遇地震下結構動力彈塑性時程分析計算按照結構抗震設計的預期性能目標的要求，主要評價該結構的罕遇地震作用下的抗震性能，從而進一步判定該結構是否滿足在罕遇地震作用下（５０年超越概率約為２％）不倒塌的抗震設計目標。地震波的選擇：根據規范要求選擇了兩條天然地震波ＥｌＣｅｎｔｒｏ和ＳａｎＦｅｒｎａｎｄｏ，人工波按照《工程場地地震安全性評價報告》提供的場地經地形矯正后的設計反應譜參數采用。具體波形見圖５－圖７。計算結果表明，在罕遇地震作用下（５０年超越概率２％），結構整體和結構各個構件的最大彈塑性變形基本滿足規范規定的最大彈塑性變形限值，結構整體和各個結構構件具有一定的強度和變形能力安全儲備，結構的抗震性能基本能滿足防倒塌的最低要求。

因為建筑物位于山頂，山勢高聳陡峭，場地復雜，風荷載作用大且地震作用不利，設計時除基本風壓需要進行修正外，還需進行工程場地的地質安全性評價，根據評價報告選取適合的地震參數。本工程為復雜高層混合結構，體型復雜，設計時采用了合適的結構抗側力體系，通過不同力學模型的軟件進行靜力和動力分析，取得了良好的效果。設計時采用了適宜的抗震性能目標，經過對多模型的彈性分析和時程分析，結構的工作狀態和性能均達到了預期性能目標和規范的各項要求。