基于力學(xué)概念的超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)問題探討*

周建龍，安東亞

(1 華東建筑設(shè)計研究總院，上海 200002；2 上海超高層建筑設(shè)計工程技術(shù)研究中心，上海 200002)

0 引言

我國的超高層建筑發(fā)展始于20世紀(jì)90年代。經(jīng)過二十多年的發(fā)展建設(shè)，已經(jīng)進(jìn)入了超高層建筑的繁榮期。根據(jù)CTBUH的最新統(tǒng)計，截止2020年，中國境內(nèi)150m以上高層建筑已建成2 395棟，300m以上高層建筑已建成95棟，其數(shù)量目前均居全球首位。中國超高層建筑的數(shù)量不斷增多的同時，建筑高度也在不斷突破。根據(jù)CTBUH關(guān)于2020年世界最高的20棟建筑排名顯示，中國占有11棟，中國已成為世界上超高層建筑發(fā)展的中心之一。最近兩年隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和國家相關(guān)規(guī)定的出臺[1]，我國超高層建筑進(jìn)入一個更加趨于理性的發(fā)展階段，不再追求單一的建筑高度，而是注重建筑功能和品質(zhì)的提升、資源和能源消耗的降低、綜合防災(zāi)能力的提高等綜合社會效應(yīng)。在超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，工程師和研究者也更加注重回歸到以基本力學(xué)概念為出發(fā)點，探究設(shè)計的合理性和科學(xué)性。在這種探索過程中通常針對某些問題會存在一些不同的觀點，甚至是爭論，這種學(xué)術(shù)上的爭論有利于技術(shù)上的進(jìn)步。

本文將對超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中行業(yè)普遍關(guān)注的一些問題，從受力的不同層次進(jìn)行梳理總結(jié)，并結(jié)合本團(tuán)隊的一些研究成果進(jìn)行討論，給工程設(shè)計和相關(guān)研究提供參考。

1 超高層結(jié)構(gòu)的基本受力特征與設(shè)計策略

超高層結(jié)構(gòu)與中低層結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)不僅要承受重力荷載，而且要負(fù)擔(dān)較大的水平荷載(如風(fēng)荷載、地震作用等)。隨著房屋高度的增加，水平荷載往往成為設(shè)計的控制因素。簡單來看，超高層建筑可以視為固定在地面上的一根懸臂桿件，當(dāng)水平荷載為倒三角荷載時，荷載效應(yīng)與建筑高度的關(guān)系中，軸向力N與建筑高度H大致成正比，而結(jié)構(gòu)彎矩和位移與建筑高度H呈指數(shù)關(guān)系。

超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計首先要考慮結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的豎向荷載和水平荷載的傳力途徑，而豎向荷載傳力途徑的直接性是應(yīng)優(yōu)先考慮的，應(yīng)盡量減少轉(zhuǎn)換、懸掛等不夠直接的傳力模式。在水平荷載中，風(fēng)荷載與地震作用是引起結(jié)構(gòu)水平位移和振動最主要的因素，而對于超高層結(jié)構(gòu)而言，很多情況下風(fēng)荷載會成為設(shè)計的控制荷載?？紤]到風(fēng)荷載又與建筑外形與結(jié)構(gòu)的動力特性密切相關(guān)，因此，在風(fēng)荷載作用下除應(yīng)保證結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，以控制建筑的水平變形及頂點加速度外，同時應(yīng)選擇合適的建筑體形以減小風(fēng)荷載作用，如采用對稱、流線型平面，角部柔化、立面旋轉(zhuǎn)、立面開洞等，必要時選擇合適的減振措施。

超高層結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形與風(fēng)荷載作用下有所不同，剛度太大會導(dǎo)致地震作用的增加，而剛度太小又會產(chǎn)生過大的變形，引起結(jié)構(gòu)的倒塌，因此選擇合適的剛度尤為重要。我國抗震規(guī)范規(guī)定的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則，要求結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的承載力、合適的剛度和良好的延性。另外，剛度的均勻性在抗震設(shè)計中是需要遵循的最重要原則之一，以往的震害和振動臺試驗均發(fā)現(xiàn)在剛度發(fā)生突變的樓層或區(qū)域更容易發(fā)生集中破壞。

超高層建筑抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系是超高層結(jié)構(gòu)是否經(jīng)濟(jì)、合理的關(guān)鍵。在體系選擇方面，應(yīng)從平面布置、立面形狀以及伸臂桁架三個主要方面提升結(jié)構(gòu)的抗側(cè)效率[2]。目前超高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)從傳統(tǒng)的框架、剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒、框筒結(jié)構(gòu)逐步向框架-核心筒-伸臂、巨型框架、交叉網(wǎng)格筒、桁架支撐筒、筒中筒、束筒等結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)變,并衍生出Michell桁架筒以及內(nèi)筒采用鋼板剪力墻等新型結(jié)構(gòu)體系，而且出現(xiàn)了多種體系交叉混合使用的情況，結(jié)構(gòu)的材料使用也從純混凝土結(jié)構(gòu)、純鋼結(jié)構(gòu)向鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。隨著建筑高度不斷增加以及建筑功能的復(fù)雜性，要求建筑結(jié)構(gòu)體系也不斷創(chuàng)新，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系更加高效。超高建筑形體呈現(xiàn)上小下大錐體化的趨勢，結(jié)構(gòu)體系也呈現(xiàn)主要抗側(cè)力構(gòu)件布置周邊化、支撐化、巨型化和立體化的特點。斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)[3](CCTV新臺址、廣州西塔)、鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)[4](天津津塔，結(jié)構(gòu)高度336.9m)以及懸掛結(jié)構(gòu)體系等新結(jié)構(gòu)體系也逐漸得到應(yīng)用。由于建筑功能從單一的辦公建筑向住宅、公寓及酒店等多功能、綜合性用途建筑發(fā)展，甚至出現(xiàn)以超高層建筑群組成的“空中城市”，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系方面出現(xiàn)了復(fù)雜超高層連體結(jié)構(gòu)[5]，其受力模式與懸臂桿有較大不同，部分結(jié)構(gòu)設(shè)計控制指標(biāo)需要重新考慮。

在超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，遵循以基本力學(xué)概念為出發(fā)點是最根本的原則。規(guī)范的相關(guān)規(guī)定和一些設(shè)計約定做法應(yīng)該以力學(xué)概念為基礎(chǔ)或是既往工程有益經(jīng)驗的總結(jié)。每一項規(guī)定或約定都有一定的前提或適用條件，隨著工程項目復(fù)雜程度的提高，當(dāng)設(shè)計的對象發(fā)生改變或原有條件不再滿足時，就需要對已有的規(guī)定或約定進(jìn)行重新審視。這一過程通常是以行業(yè)的技術(shù)探討來完成認(rèn)識的更新。關(guān)于超高層結(jié)構(gòu)受力機(jī)制和相關(guān)規(guī)定的探討主要可分為整體受力、協(xié)同受力、桿件受力三個層面，見圖1。由于篇幅所限，本文暫僅從前面兩個層面展開論述，構(gòu)件受力層面的問題將另行撰文討論。

圖1 超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵力學(xué)問題邏輯圖

2 結(jié)構(gòu)宏觀指標(biāo)控制中的力學(xué)概念討論

2.1 整體剛度問題——位移指標(biāo)

為抵抗水平荷載，維持結(jié)構(gòu)正常功能，超高層結(jié)構(gòu)必須具備一定的抗側(cè)剛度。層間位移角限值是控制超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一項關(guān)鍵性指標(biāo)，盡管該指標(biāo)是從變形角度評價的，但也是反映結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性的綜合性指標(biāo)。根據(jù)文獻(xiàn)[6]，層間位移角控制主要出于以下目的：1)限制或控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂或變形；2)避免幕墻、隔墻及裝修等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)過大的破壞；3)保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)過大的重力二階效應(yīng)。

我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010)(簡稱抗規(guī)GB 50011—2010)5.5.1條文說明中明確：“不同結(jié)構(gòu)類型給出彈性層間位移角限值范圍，主要依據(jù)國內(nèi)外大量的試驗研究和有限元分析的結(jié)果，以鋼筋混凝土構(gòu)件(框架柱、抗震墻等)開裂時的層間位移角作為多遇地震下結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值”。比如框架結(jié)構(gòu)的試驗開裂位移角為1/2 500～1/926，規(guī)范限值取為1/550；框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的試驗開裂位移角為1/3 300～1/1 100，規(guī)范限值取為1/800。由此可以看出，規(guī)范層間位移角限值的取值是參考了構(gòu)件的開裂位移角，但又不完全是開裂位移角，其是開裂位移角的2.0(抗震墻)～2.5(框架柱)倍左右。對于純受彎構(gòu)件，鋼筋屈服時的抗彎承載力與受拉側(cè)混凝土開裂時的開裂彎矩往往相差一個數(shù)量級左右(受配筋率影響較大)；而對于承受一定軸壓比的框架柱或抗震墻等豎向構(gòu)件，這一差異也在若干倍。顯然，進(jìn)一步研究不同軸壓比下的屈服彎矩與開裂彎矩之比，對確定合理的層間位移角是有益的；否則，過高的層間位移角限值將導(dǎo)致柱或墻截面過大，配筋不控制設(shè)計。

層間位移角算法和適用性 表1

然而，確定合理的層間位移角限值確實困難。我國在經(jīng)歷二十多年的超高層建筑發(fā)展后，早期《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》(JGJ 3-91)[7]和后續(xù)規(guī)范《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3—2001)[8](簡稱高規(guī)JGJ 3—2001)、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3—2010)[9](簡稱高規(guī)JGJ 3—2010)針對層間位移角限值問題已作了較大的調(diào)整，并且是逐步放開。學(xué)者們在比較我國和其他國家關(guān)于層間位移角限值時，也經(jīng)常忽略我國小震彈性變形驗算或其他國家中震變形驗算的不同水準(zhǔn)差異。另外，美國規(guī)范規(guī)定，計算地震力和結(jié)構(gòu)變形時構(gòu)件剛度均應(yīng)考慮混凝土開裂引起的剛度折減影響，如框架梁等受彎構(gòu)件折減系數(shù)約0.4，框架柱等豎向構(gòu)件因軸壓比不同，一般折減系數(shù)為0.5～0.8；而我國抗規(guī)GB 50011—2010明確規(guī)定，構(gòu)件采用彈性剛度，即不考慮混凝土開裂折減的毛截面剛度，這也導(dǎo)致結(jié)構(gòu)計算剛度偏大而變形略偏小。但確定無疑的是，層間位移角的合理限值必然是與地震水平、剛度算法等相關(guān)規(guī)定相配套的。根據(jù)北京市建筑設(shè)計研究院有限公司、中國建筑科學(xué)研究院、ARUP等公司針對中美建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范對比的聯(lián)合設(shè)計研究發(fā)現(xiàn)，盡管中美規(guī)范在層間位移角控制上差別較大，但由于總體控制原則不同，對于超高層框架-核心筒結(jié)構(gòu)采用兩種規(guī)范體系最終設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)材料用量差別并不大。根據(jù)本團(tuán)隊的研究，對于框架結(jié)構(gòu)也有類似的結(jié)果。說明中國規(guī)范與美國規(guī)范的設(shè)計原則差異較大，需要結(jié)合荷載、材料、計算分析、構(gòu)件校核及構(gòu)造等進(jìn)行系統(tǒng)性的比較，僅在層間位移角單個點上進(jìn)行比較的參考意義有限。

另外，層間位移角的算法一直存在爭議，而不同的算法將導(dǎo)致其結(jié)果也有很大的差異。層間位移角主要有表1中的幾種算法，其中最大的爭議在于是否應(yīng)采用有害(或受力)層間位移角，即是否應(yīng)扣除結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動等剛體變形。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[6]，高層和超高層建筑上部樓層的有害層間位移角占總層間位移角的比例通常比較低，故部分學(xué)者建議采用有害層間位移角以對照規(guī)范限值。但我國和其他國家抗震規(guī)范一般都以總層間位移角算法作為規(guī)范限值的配套算法(部分地方規(guī)程允許采用有害層間位移角以適當(dāng)放松變形控制要求)，顯然簡單地采用有害層間位移角算法而不相應(yīng)調(diào)整層間位移角限值的做法并不合理。

采用有害位移角算法的目的是可以理解的，即認(rèn)為層間位移角限值控制應(yīng)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形建立關(guān)系，比如文獻(xiàn)[10]、文獻(xiàn)[11]的相關(guān)研究成果。而隨著現(xiàn)代計算機(jī)手段的發(fā)展，在對層間位移角進(jìn)行整體控制外，對單根構(gòu)件的變形控制已經(jīng)變得非常簡便，即使對梁柱構(gòu)件在計算彈塑性變形后進(jìn)行延性變形評價也變得相對簡單。更何況，同一結(jié)構(gòu)同一樓層的不同構(gòu)件也往往因跨度、剛度等方面不同而存在明顯的變形差異。因此，過于強(qiáng)調(diào)構(gòu)件變形與層間位移角的關(guān)系也存在不合理的因素；層間位移角作為一個總體性的控制指標(biāo)，需要適當(dāng)?shù)幕\統(tǒng)性和綜合性因素，不建議作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際變形評價指標(biāo)。

筆者認(rèn)為，基于區(qū)格的廣義剪切變形算法可用于評估幕墻或隔墻的變形量，但計算復(fù)雜，當(dāng)有特殊幕墻設(shè)計要求時可予采用；總層間位移角可宏觀地反映結(jié)構(gòu)的整體二階效應(yīng)影響，并在估算二階效應(yīng)方面具有較好的控制性。有關(guān)問題可待進(jìn)一步討論和深入研究。

總之，對于規(guī)范的層間位移角限值，應(yīng)有一個全面的理解，首先層間位移角限值是一個整體性控制指標(biāo)，不宜過度細(xì)化到構(gòu)件層面；第二，層間位移角限值不是一個孤立的控制條文，與規(guī)范的整體控制體系相融合，不宜僅關(guān)注數(shù)值大??；第三，層間位移角控制不是強(qiáng)條，并非不能突破，應(yīng)充分分析結(jié)構(gòu)變形的控制性因素，當(dāng)承載力、穩(wěn)定等方面可以充分保證的情況下，層間位移角限值可以適當(dāng)放松，但不宜上來就定一個很松的限值標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下盡管也可能得到一種設(shè)計結(jié)果，但基于這種先決條件的設(shè)計可能會存在一些潛在的其他缺陷。

2.2 地震力問題——最小剪力系數(shù)

我國抗規(guī)GB 50011—2010將剪力系數(shù)控制作為一項基本抗震要求提出，按強(qiáng)制性條文執(zhí)行。具體條文如下：抗震驗算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求：

(1)

式中:VEKi為第i層對應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；Gj為第j層的重力荷載代表值;λ為剪力系數(shù)，應(yīng)滿足表2要求。

抗規(guī)GB 50011—2010關(guān)于最小地震剪力系數(shù)的規(guī)定 表2

超高層結(jié)構(gòu)的基本周期較長，當(dāng)場地特征周期Tg較小時，剪力系數(shù)往往難以滿足抗規(guī)GB 50011—2010相關(guān)要求。表3列出了我國部分結(jié)構(gòu)高度在500m以上超高層結(jié)構(gòu)的剪力系數(shù)情況，可以看到剪力系數(shù)通常明顯低于抗規(guī)GB 50011—2010限值要求，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)布置或加大構(gòu)件截面也往往收效甚微或經(jīng)濟(jì)性代價過大。因此，剪力系數(shù)控制是超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個焦點問題。

我國部分500m以上超高層結(jié)構(gòu)的剪力系數(shù) 表3

抗規(guī)GB 50011—2010和文獻(xiàn)[12]認(rèn)為：剪力系數(shù)控制的出發(fā)點在于，振型分解反應(yīng)譜法基于加速度反應(yīng)譜計算時存在某些局限性，包括現(xiàn)有強(qiáng)震加速度記錄過濾了長周期分量導(dǎo)致長周期分量缺失，以及長周期結(jié)構(gòu)對短脈沖型地面加速度存在響應(yīng)滯后情況。鑒于加速度反應(yīng)譜的局限性和問題，特對超高層等長周期結(jié)構(gòu)設(shè)定一個安全底線。除此之外，抗震規(guī)范還將計算剪力系數(shù)作為超高層結(jié)構(gòu)體系剛度是否充分或合理的一項評判標(biāo)準(zhǔn)。

從具體工程實際情況來看，基于剪力系數(shù)的控制很大程度上成為變相的“剛度控制”，并且出現(xiàn)了一些反常的現(xiàn)象，如場地條件較好時更加難以滿足剪力系數(shù)等[13]。當(dāng)前，工程設(shè)計領(lǐng)域針對剪力系數(shù)限值問題也進(jìn)行了深入討論，普遍認(rèn)為結(jié)構(gòu)剛度是否充分合理，宜從層間位移角等變形指標(biāo)予以控制；剪力系數(shù)限值控制，宜回歸到最小設(shè)計內(nèi)力的調(diào)整角度，并且控制限值宜與場地條件相關(guān)[14-15]。

有關(guān)剪力系數(shù)的限值問題尚在進(jìn)一步討論和研究中，當(dāng)前超高層建筑的抗震設(shè)計可從以下幾個方面重點考慮或采取相關(guān)措施：

(1)當(dāng)不滿足剪力系數(shù)限值的樓層不多或底層相比剪力系數(shù)限值相差不多時，允許不作結(jié)構(gòu)方案調(diào)整，但應(yīng)按抗規(guī)GB 50011—2010要求進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整。

按當(dāng)前超高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計實踐，當(dāng)不滿足剪力系數(shù)限值的樓層不超過15%總樓層數(shù)或底層剪力系數(shù)不低于規(guī)范限值0.15αmax的85%(個別工程或允許更低)時，允許不作結(jié)構(gòu)調(diào)整。內(nèi)力調(diào)整時，應(yīng)按抗規(guī)GB 50011—2010條文說明要求結(jié)合結(jié)構(gòu)基本周期是否位于加速度控制段執(zhí)行不同的調(diào)整方法，并且全樓層調(diào)整而非局部樓層調(diào)整。

(2)當(dāng)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整設(shè)計時，應(yīng)充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)布置效率。

盡管超高層結(jié)構(gòu)布置各異，但第一平動振型的振型形態(tài)和質(zhì)量參與系數(shù)總體上是接近的，因此第一平動周期是計算剪力系數(shù)結(jié)果的關(guān)鍵因素。從提高計算剪力系數(shù)角度看，需要提高或優(yōu)化結(jié)構(gòu)剛度、減小或改善質(zhì)量分布(控制主體結(jié)構(gòu)容重、減輕附加重量)，以減小結(jié)構(gòu)自振周期。宜充分優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置，增大構(gòu)件截面時充分考慮梁柱墻對剪力系數(shù)的影響，以及采用鋼材等輕質(zhì)高強(qiáng)材料的影響。

(3)合理的計算參數(shù)取值

合理的計算參數(shù)取值是準(zhǔn)確計算剪力系數(shù)的基本條件。計算剪力系數(shù)時，應(yīng)采用足夠的振型數(shù)，各平動方向的總有效質(zhì)量參與系數(shù)不低于95%；應(yīng)避免采用Ritz法計算振型，避免振型數(shù)不足時出現(xiàn)前若干階振型有效質(zhì)量參與系數(shù)偏高并導(dǎo)致計算剪力系數(shù)偏高的假象。計算參數(shù)中，應(yīng)合理確定場地特征周期、周期折減系數(shù)、結(jié)構(gòu)阻尼比等參數(shù)，這些參數(shù)對剪力系數(shù)計算都有明顯的影響[13]。圖2以北京某超高層工程為例，說明了第一周期和場地特征周期對底層剪力系數(shù)的影響。

圖2 第一周期和場地特征周期對剪力系數(shù)的影響

總體來說，剪力系數(shù)是一個比較宏觀的整體結(jié)構(gòu)控制指標(biāo)，不宜為了滿足剪力系數(shù)的要求而采取違反抗震設(shè)計一般原則的一些措施，如增大結(jié)構(gòu)上部的重量等。通常質(zhì)量上大下小的分布模式使得一階振型質(zhì)量參與系數(shù)提高，從而更難獲得較高的剪力系數(shù)，不同場地質(zhì)量分布對剪力系數(shù)的影響見圖3。如剪力系數(shù)不滿足要求，大多數(shù)情況下應(yīng)采取增大樓層設(shè)計剪力的方式予以解決。按照增大后的樓層剪力設(shè)計時，其樓層的層間位移也宜滿足抗規(guī)GB 50011—2010要求。

圖3 不同場地質(zhì)量分布對剪力系數(shù)的影響

2.3 整體穩(wěn)定問題——剛重比

除了剛度和地震力的控制，超高層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定控制是另外一個重要的方面。隨著建筑高度的增加，重力荷載在水平位移作用下引起的二階效應(yīng)(P-Δ效應(yīng))的不利影響呈非線性增長，應(yīng)對結(jié)構(gòu)彈性剛度和重力荷載作用的關(guān)系加以限制。為了對P-Δ效應(yīng)進(jìn)行合理控制，高規(guī)JGJ 3—2010明確提出了結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度和重力荷載之間的限制條件，通常稱之為剛重比限值。具體規(guī)定如下：對于彎剪型結(jié)構(gòu)，當(dāng)滿足式(2)的限制條件時，則按彈性剛度計算的P-Δ效應(yīng)內(nèi)力增量約為5%～10%；如考慮實際剛度的折減,內(nèi)力增量約為10%～20%。此時，結(jié)構(gòu)需按線彈性P-Δ效應(yīng)分析法計算內(nèi)力和位移。

(2)

式中：EJd為結(jié)構(gòu)的彈性等效側(cè)向剛度；H為結(jié)構(gòu)高度；Gi為第i層重力荷載設(shè)計值。

對于側(cè)向變形為彎剪型的高層結(jié)構(gòu)，根據(jù)抗規(guī)GB 50011—2010中的剛重比推導(dǎo)要求，需要滿足3個前提條件：1)可以簡化為懸臂柱模型；2)結(jié)構(gòu)的彎曲剛度、質(zhì)量沿豎向分布均勻；3)水平荷載模式符合倒三角形荷載模式。然而，實際工程中結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度沿豎向分布并不均勻；結(jié)構(gòu)立面不規(guī)則等造成地震作用和風(fēng)荷載兩種水平荷載發(fā)生突變，使水平荷載分布方式不符合倒三角形分布。在這些情況下，按照規(guī)范剛重比計算的結(jié)果不能真實反映出結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。針對以上存在的問題，目前已有的修正研究主要基于兩個方面，一是質(zhì)量分布問題，二是基于實際水平荷載分布模式的剛度計算問題[16-19]，改進(jìn)了懸臂桿模型中質(zhì)量分布不均和荷載分布模式不同時剛重比的計算方法。對于當(dāng)結(jié)構(gòu)無法簡化為懸臂桿時，如對于剛性連體結(jié)構(gòu)，上式推導(dǎo)的前提將不復(fù)存在，其剛重比限值不再合理。本研究團(tuán)隊基于歐拉理論重新推導(dǎo)了適用于連體結(jié)構(gòu)的剛重比限值計算方法[20]，結(jié)果表明，連體結(jié)構(gòu)的剛重比限值與連接體和塔樓的相對剛度有關(guān)，當(dāng)連接體剛度為0時，即限值表達(dá)式見式(2)；當(dāng)連接體剛度無窮大時，其限值表達(dá)式見式(3)，為下限值;當(dāng)連接體剛度在某一數(shù)值時，其限值介于式(2)，(3)之間。表4為四個典型的連體高層結(jié)構(gòu)考慮連接體剛度貢獻(xiàn)修正后的剛重比限值，比規(guī)范原有限值均有不同程度的降低，表明連體高層結(jié)構(gòu)對整體穩(wěn)定有利，其剛重比限值可適當(dāng)降低。

(3)

考慮連接體剛度后剛重比限值修正結(jié)果 表4

2.4 整體扭轉(zhuǎn)控制問題——周期比和位移比

扭轉(zhuǎn)效應(yīng)是超高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中需要重點考慮和控制的不利因素。國內(nèi)外的歷次大地震震害表明，平面不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心和抗扭剛度太弱的結(jié)構(gòu)，在地震中遭受到嚴(yán)重的破壞，國內(nèi)一些振動臺模型試驗結(jié)果也表明，過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。高規(guī)JGJ 3—2010的3.4.5條對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)從扭轉(zhuǎn)位移比和扭轉(zhuǎn)周期比兩個方面對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了限制。前者反映了結(jié)構(gòu)在地震中實際扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的程度，后者則主要反映結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對平動剛度的大小，且一般認(rèn)為周期比較大時，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯增大。但是很多實際工程發(fā)現(xiàn)，當(dāng)扭轉(zhuǎn)位移比較小時，周期比也有可能不能滿足要求，甚至出現(xiàn)周期比大于1.0的情況。本文研究團(tuán)隊基于理論模型推導(dǎo)了扭轉(zhuǎn)位移比和周期比之間的量化關(guān)系[21]，見下式：

(4)

式中：ζ為平扭位移比；Tθ為扭轉(zhuǎn)第一周期；T為平動第一周期；γ為平面偏心率。

由此可見，結(jié)構(gòu)在地震中最終的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和兩個參數(shù)有關(guān)，即周期比和偏心率，可進(jìn)一步將式(4)變化為下式：

ζ=1+λKλm

(5)

式中：λK為剛度分布因子，是平動剛度相對扭轉(zhuǎn)剛度的大??；λm為質(zhì)量分布因子，是由偏心帶來的質(zhì)量轉(zhuǎn)動效應(yīng)。

式(5)表明，平動剛度與扭轉(zhuǎn)剛度的比值越大、偏心距越大、質(zhì)量分布越遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動中心，則扭轉(zhuǎn)位移比將會越大。減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的方法，一個方面需要將構(gòu)件盡量向周邊布置(提高扭轉(zhuǎn)剛度)，另一方面則盡量將質(zhì)量向中心布置，這和基本的結(jié)構(gòu)布置概念是相符的。

圖4給出了扭轉(zhuǎn)位移比和周期比在不同偏心情況下的相關(guān)曲線。由圖4可以看出，當(dāng)結(jié)構(gòu)較規(guī)則或平面偏心較小時，即便周期比較大，也不會帶來太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。因此在實際工程中當(dāng)遇到周期比難以滿足抗規(guī)GB 50011—2010要求時，應(yīng)首先分析導(dǎo)致周期比偏大的原因，究竟是不規(guī)則引起的還是規(guī)則體型的質(zhì)量剛度分布引起的，對于后者在計算層間位移比滿足要求的前提下，周期比可適當(dāng)放松。

圖4 扭轉(zhuǎn)位移比與周期比的關(guān)系曲線

3 結(jié)構(gòu)內(nèi)部協(xié)調(diào)機(jī)制的力學(xué)概念討論

3.1 外框剪力分擔(dān)比及剛度評估問題

二道防線或多道防線設(shè)計屬于超高層結(jié)構(gòu)內(nèi)部分體系之間的協(xié)調(diào)性或剛度匹配性問題，是提高整體結(jié)構(gòu)冗余度(贅余度)和延性能力的抗震設(shè)計理念和措施。針對框架-剪力墻、框架-核心筒以及框架-支撐體系，常將剪力墻、核心筒或支撐部分設(shè)定為第一道防線，框架部分設(shè)定為第二道防線。在對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行二道防線抗震設(shè)計時，一個關(guān)鍵性的設(shè)計指標(biāo)就是框架部分的剪力分擔(dān)比(率)。高規(guī)JGJ 3—2010規(guī)定：框架-核心筒結(jié)構(gòu)的框架部分按側(cè)向剛度分配的樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值之最大值(不含加強(qiáng)層及其上、下層，余同)不宜小于基底剪力的10%；當(dāng)不滿足框架剪力分擔(dān)比要求時，各樓層框架剪力調(diào)整至基底剪力的15%，且核心筒地震剪力宜乘以1.1的放大系數(shù)。由此可見，規(guī)范對于滿足的情況給出了計算方法，但實際工程審查過程中經(jīng)常要求按照剛度計算得到的剪力滿足框架剪力分擔(dān)比要求。

超高層建筑的設(shè)計實踐表明，要滿足上述按剛度分配的框架剪力分擔(dān)比是非常困難的，這不簡單是結(jié)構(gòu)體系布置的合理或優(yōu)化設(shè)計問題，而是超高層建筑在結(jié)構(gòu)高度為500m或一定高度后框架與核心筒兩者剛度關(guān)系的必然問題[2]。文獻(xiàn)[22]基于理論公式的研究表明，超高層結(jié)構(gòu)底部樓層的框架剪力分擔(dān)比在理論上是很低的，無法滿足規(guī)范限值10%的要求。本文研究團(tuán)隊在實際工程中發(fā)現(xiàn)，對于巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)，這一限值一般難滿足，且增設(shè)了環(huán)帶桁架和伸臂桁架以后，普通樓層的框架剪力分擔(dān)比例更低，不同方案外框剪力分擔(dān)比對比曲線見圖5，這是由巨型框架-核心筒體系的基本受力特征決定的[23]。但較低的外框剪力分擔(dān)比例(有時接近于0)并非意味著外框部分抗側(cè)剛度太小，相反外框可能提供了更大的側(cè)向剛度。以某結(jié)構(gòu)高度350m巨型框架-核心筒為例[23]，從巨柱分擔(dān)的剪力比例來看(圖6)，除了加強(qiáng)層及其相鄰層外，絕大部分的樓層外框剪力分擔(dān)比較低，有43個樓層外框剪力分擔(dān)比在5%以下，占總樓層數(shù)量的55%，說明巨柱承擔(dān)的剪力很小。但是當(dāng)采用直接計算外框部分對結(jié)構(gòu)總抗側(cè)剛度的貢獻(xiàn)時發(fā)現(xiàn)20層以上的剛度貢獻(xiàn)率均大于0.5，且伸臂桁架對于提升其抗側(cè)剛度有明顯的效果(圖7)，說明該工程巨型外框的剛度貢獻(xiàn)較大。因此本文認(rèn)為采用更加直接的剛度貢獻(xiàn)率來評估外框的二道防線能力更加符合協(xié)同受力的力學(xué)原理。

圖5 不同方案外框剪力分擔(dān)比對比曲線

圖6 外框剪力占底部總剪力比例

圖7 外框剛度貢獻(xiàn)率曲線

3.2 伸臂桁架的剛度突變問題

當(dāng)框架-核心筒結(jié)構(gòu)高度較大時，為滿足側(cè)向剛度需求，通常會設(shè)置一定數(shù)量的伸臂，特別在巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系中，伸臂桁架更為常見。一方面伸臂會增加結(jié)構(gòu)的剛度、減小側(cè)移，但另一方面也會導(dǎo)致豎向剛度的突變，形成豎向不規(guī)則，對抗震很不利。綜合伸臂桁架提供剛度和產(chǎn)生不規(guī)則兩個效應(yīng)，最終如何影響結(jié)構(gòu)的抗震性能，到底是有利大于不利還是不利大于有利，是需要深入思考的問題。以3.1節(jié)工程為例[23]，進(jìn)行對比分析論證。原結(jié)構(gòu)設(shè)置了三道伸臂，將伸臂去除后與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比。圖8為不同地震水平下有無伸臂的結(jié)構(gòu)層間位移角對比曲線，可以清晰地看出，當(dāng)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷小震作用時，增設(shè)伸臂的結(jié)構(gòu)層間位移角明顯降低，說明伸臂對于增加結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度具有明顯的效果。而在預(yù)設(shè)的大震作用下二者的差別明顯減小，有伸臂結(jié)構(gòu)的部分樓層層間位移角反而更大。當(dāng)?shù)卣鹆^續(xù)增大并超過一度水平時，有伸臂的結(jié)構(gòu)在第二道伸臂層上方局部樓層層間位移角顯著增大，遠(yuǎn)大于無伸臂結(jié)構(gòu)，說明伸臂的剛度突變加劇了局部位置的破壞，造成了非常不利的影響。當(dāng)?shù)卣鹆υ黾拥?度水平時，兩個結(jié)構(gòu)的層間位移角曲線又趨于一致。說明在不同水平的地震作用下，伸臂帶來的效果具有明顯的不同。

圖8 不同地震水平作用下層間位移角對比曲線

為進(jìn)一步了解伸臂的影響，對不同水平地震作用下結(jié)構(gòu)頂部位移時程曲線進(jìn)行分析，見圖9。獲得結(jié)構(gòu)不同水平地震作用下的震后周期，見表5。隨著地震強(qiáng)度的增加，結(jié)構(gòu)的自振周期逐漸變長，進(jìn)一步根據(jù)周期變化獲得結(jié)構(gòu)剛度退化曲線，見圖10。由圖10可知，在地震作用不太大時，有伸臂的結(jié)構(gòu)確實表現(xiàn)出了更快的剛度退化速度，但是在超強(qiáng)地震作用下，無伸臂結(jié)構(gòu)的剛度退化反而更快。說明當(dāng)結(jié)構(gòu)遭遇的地震水平不足以引起嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞時，伸臂帶來的剛度突變通常會給核心筒帶來較為不利的局部破壞；在超罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞后，伸臂也出現(xiàn)屈服，但伸臂的存在可延緩結(jié)構(gòu)破壞的程度。圖11為兩個模型分別在7度罕遇和9度罕遇地震下核心筒的損傷情況，可以看出，有伸臂的結(jié)構(gòu)核心筒容易更早發(fā)生破壞。

圖9 不同水平地震作用下結(jié)構(gòu)頂部位移時程曲線對比

圖10 結(jié)構(gòu)的剛度退化對比曲線

圖11 地震作用下核心筒破壞對比圖

不同水平地震作用下結(jié)構(gòu)震后周期/s 表5

3.3 連梁的剛度退化問題

連梁通常被認(rèn)為是剪力墻的第一道防線，在框架-核心筒結(jié)構(gòu)中，連梁在協(xié)調(diào)墻肢受力上發(fā)揮了重要作用，連梁先破壞可以顯著降低結(jié)構(gòu)剛度，并通過能量耗散減輕主體墻肢的破壞。但在高度較大的巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)中，連梁的這種協(xié)調(diào)作用可能會發(fā)生較大的變化。主要表現(xiàn)在三個方面：一是連梁剛度退化對結(jié)構(gòu)動力特性的影響，二是對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響，三是局部區(qū)域連梁剛度退化的不利效應(yīng)。通過一個實際工程案例[23]對這三個問題可進(jìn)行剖析研究。

該工程案例塔樓共138 層，豎向分為12個區(qū)，主體結(jié)構(gòu)高度為 598 m，采用巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，12道環(huán)帶桁架，4道伸臂桁架。圖12，13分別為該結(jié)構(gòu)的建筑效果圖和結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成圖。

圖12 建筑效果圖

為了解連梁剛度退化的影響，分別考慮連梁無折減以及折減系數(shù)取0.3兩種情況，同時改變樓層數(shù)量來模擬600，200，100m不同高度結(jié)構(gòu)受連梁剛度退化的不同影響。

圖14，15給出了連梁剛度退化對結(jié)構(gòu)各階周期和總地震力的影響。主要規(guī)律及分析如下：

圖13 結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成

圖14 連梁剛度退化對周期放大系數(shù)的影響

圖15 連梁剛度退化對地震力的影響

(1)隨結(jié)構(gòu)高度增加，連梁剛度退化對平動周期的影響逐漸減弱，但對扭轉(zhuǎn)周期的影響呈增大趨勢。說明連梁對平動剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的貢獻(xiàn)是不同的。高度越大，核心筒抗彎剛度的貢獻(xiàn)逐漸增大，而連梁對核心筒的抗彎貢獻(xiàn)是較弱的。

(2)隨著結(jié)構(gòu)高度的增加，連梁剛度退化對總地震力的影響呈降低趨勢，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度達(dá)到600m時，總地震力和傾覆力矩的降低分別在7%與5%以內(nèi)。

根據(jù)實際工程的經(jīng)驗，巨型-框架核心筒結(jié)構(gòu)在地震中的連梁剛度退化程度沿樓層分布并不均勻，經(jīng)常在上部首先發(fā)生破壞。本文選擇12區(qū)進(jìn)行研究，將該區(qū)連梁剛度折減系數(shù)取為0.3，并與未折減模型進(jìn)行比較。影響較大的局部樓層連梁剛度退化對地震剪力和層間位移角的影響對比見圖16。從圖16可看出：1)局部區(qū)段的連梁剛度折減對各層地震剪力影響較小，基本在1%以內(nèi)；2)局部區(qū)段的連梁剛度折減對該區(qū)段的位移有較大影響，放大系數(shù)最大超過10%。

圖16 局部連梁剛度退化對地震剪力和層間位移角的影響

由前述分析可知，局部樓層的連梁發(fā)生剛度退化后，對樓層的總內(nèi)力影響不大，但會對層間位移角產(chǎn)生較大影響，那么對具體墻肢內(nèi)力的影響究竟如何呢？這對了解連梁影響結(jié)構(gòu)在地震中的性能將有較大幫助，取出12區(qū)典型墻體的內(nèi)力進(jìn)行對比，連梁剛度退化對局部墻肢內(nèi)力的影響見圖17。從圖17可看出：1)連梁剛度退化對強(qiáng)肢的剪力沒有明顯影響；2)連梁剛度退化對區(qū)段內(nèi)墻肢軸力產(chǎn)生較大影響，連梁無折減的墻肢軸力沿樓層從上至下呈現(xiàn)正弦波形式，連梁剛度退化后墻肢承擔(dān)的軸力可能增加數(shù)倍；3)墻肢的局部彎矩也呈增大趨勢，且頂層與底部樓層墻肢彎矩增加較多，中間樓層彎矩增加較少。

圖17 連梁剛度退化對局部墻肢內(nèi)力的影響

綜合以上分析可知，對于高度較大的巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)，當(dāng)局部區(qū)段的連梁發(fā)生剛度退化后，盡管總地震剪力略有降低，但相關(guān)影響范圍內(nèi)的墻肢內(nèi)力可能增加，并且通常主要表現(xiàn)為局部彎矩增加，軸力有較大幅度提高。在實際地震中，如果連梁較早發(fā)生破壞，有可能導(dǎo)致墻體更易發(fā)生壓彎或拉彎破壞。因此對高度較大的巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)，應(yīng)重點關(guān)注頂部樓層區(qū)段內(nèi)的連梁剛度，避免其過早破壞。

3.4 樓板的協(xié)調(diào)變形能力問題

樓板作為超高層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，不僅要承擔(dān)豎向荷載作用，同時也要有效地傳遞水平荷載作用。樓板的協(xié)調(diào)變形能力與超高層結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式相關(guān)，同時計算采用的樓板模型參數(shù)也會影響結(jié)果。本團(tuán)隊對3.1節(jié)中工程案例僅采用環(huán)帶桁架(無伸臂)的方案進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)樓板的剛度對整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度有較明顯的影響，尤其當(dāng)采用剛性樓板假定時，剛度增加明顯：剛性樓板和未折減的彈性樓板自振周期相差4.1%，位移相差7.8%，樓板剛度對周期、位移的影響分別見圖18,19，因此合理考慮樓板協(xié)調(diào)能力尤為重要。

圖18 樓板剛度對周期的影響

圖19 樓板剛度對位移的影響

高規(guī)JGJ 3—2010對高層建筑的樓面開洞提出了規(guī)則性與開洞率的要求。實際高層及超高層結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性分析結(jié)果顯示，樓板會發(fā)生較為嚴(yán)重的拉裂現(xiàn)象。在巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)中，核心筒內(nèi)、外樓板對結(jié)構(gòu)整體性能影響的規(guī)律性以及與普通結(jié)構(gòu)的差別尚缺乏深入研究。為研究樓板開洞對巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)整體抗震性能的影響規(guī)律，以某結(jié)構(gòu)高度為598m的巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)為例，樓板開洞區(qū)域和開洞情況見圖20,分別采用動力彈塑性分析和推覆分析兩種方法，對局部區(qū)段樓層進(jìn)行分析。首先對比核心筒內(nèi)有無樓板對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，不同地震作用下結(jié)構(gòu)基底剪力曲線、層間位移角曲線分別見圖21，22，其中模型一為樓板沒有開洞的理想情況，模型二為核心筒內(nèi)樓板全部開洞的極端情況。從圖21,22可看出，小震作用下，核心筒內(nèi)有無樓板對結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響不大；大震作用下，核心筒內(nèi)樓板可以在一定程度上提高結(jié)構(gòu)剛度，減小結(jié)構(gòu)位移；但當(dāng)?shù)卣鹱饔眠_(dá)到一定程度后，樓板對結(jié)構(gòu)抗震性能發(fā)揮的作用開始減小。

圖20 樓板開洞區(qū)域和開洞情況

圖21 不同地震作用下基底剪力曲線

圖22 不同地震作用下兩個模型層間位移角曲線對比

在此基礎(chǔ)上，對比研究核心筒外樓板的影響規(guī)律。仍以原模型為例，將核心筒內(nèi)樓板與核心筒外樓板刪除，作為模型三，對其做推覆分析，得到基底剪力-位移曲線，如圖23(a)所示。從圖中可以看出，當(dāng)核心筒外樓板刪除時，三個模型僅在地震力較小時，曲線基本重合；隨著地震力的增大，模型二、模型三與模型一的地震力差值逐漸增大，模型三表現(xiàn)出的地震力降低程度更明顯。說明核心筒外樓板對結(jié)構(gòu)地震作用響應(yīng)的影響大于核心筒內(nèi)樓板。

圖23 基底剪力-位移曲線對比圖

巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)中由于加強(qiáng)層(伸臂、環(huán)帶桁架)的存在，可有效增大結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度和整體性，減小水平位移。為研究核心筒內(nèi)、外樓板對巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)的影響與對普通框架-核心筒結(jié)構(gòu)的影響的區(qū)別，仍以原模型為基礎(chǔ)，刪除伸臂與環(huán)帶桁架，形成普通框架-核心筒結(jié)構(gòu)的模型一、模型二、模型三，分別對其做推覆分析，得到基底剪力-位移曲線如圖23(b)所示。從圖中可以看出，對于普通框架-核心筒結(jié)構(gòu)，僅刪除核心筒內(nèi)樓板時，曲線差異與巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)類似，即在地震力較小時，曲線基本重合；隨著地震力的增大，曲線差距逐漸增大，最后趨于平緩，且影響程度與巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)無明顯差別。同時將核心筒外樓板刪除時，可以看出，推覆分析得到的基底剪力明顯低于模型一與模型二。說明對于普通框架-核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒外樓板可以有效提高結(jié)構(gòu)剛度，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性能，提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能。

由以上分析可知，無論對于巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)或者普通框架-核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒內(nèi)樓板對結(jié)構(gòu)整體性能的影響有限；核心筒外樓板對結(jié)構(gòu)性能影響較大，尤其表現(xiàn)在普通框架-核心筒結(jié)構(gòu)中。巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)中的伸臂與環(huán)帶桁架可以將外框架與核心筒有效地結(jié)合起來，形成共同抗側(cè)體系，核心筒外樓板的作用貢獻(xiàn)相對較低。對于普通框架-核心筒結(jié)構(gòu)，當(dāng)取消樓板后，外框架僅通過框架梁與核心筒聯(lián)系在一起，因此，整個結(jié)構(gòu)抗震性能受到的影響較大。設(shè)計過程中應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)體系的差別和開洞的位置采取相應(yīng)的措施。

4 結(jié)論

將超高層結(jié)構(gòu)的受力機(jī)制問題劃分為整體受力問題、體系內(nèi)部協(xié)調(diào)受力問題以及構(gòu)件受力問題三個層級，本文主要從前兩個層級共八個問題進(jìn)行了探討，主要結(jié)論如下：

(1)層間位移角是控制結(jié)構(gòu)整體剛度的重要指標(biāo)，不宜過度構(gòu)件化，且層間位移角限值應(yīng)與整個規(guī)范的控制體系相適應(yīng)，不作為強(qiáng)制性條款，當(dāng)其他整體性指標(biāo)和構(gòu)件承載力較好時，可適當(dāng)放松。

(2)剪力系數(shù)控制宜回歸到最小設(shè)計內(nèi)力的調(diào)整角度，用該指標(biāo)來評估剛度并不直接。應(yīng)避免追求剪力系數(shù)而進(jìn)行的違反抗震概念的調(diào)整。

(3)應(yīng)充分考慮連體高層結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有利性，根據(jù)具體計算適當(dāng)放松剛重比。

(4)建立了扭轉(zhuǎn)位移比和周期比的量化關(guān)系表達(dá)式，強(qiáng)調(diào)以位移比為最終控制目標(biāo)，周期比應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析，確定是否可放松。

(5)外框剪力比用來評估二道防線能力并不充分，建議基于整體受力變形特征考察外框整體剛度貢獻(xiàn)并合理確定其承載能力。

(6)宜合理看待伸臂桁架帶來的利弊，根據(jù)設(shè)防地震水平和性能目標(biāo)確定適當(dāng)?shù)纳毂坭旒軇偠取?/p>

(7)針對巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)，連梁剛度退化對整體結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響較小，但局部區(qū)段可能產(chǎn)生不利，宜控制高區(qū)不過早發(fā)生破壞。

(8)考察樓板對于協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)整體變形的作用時，應(yīng)區(qū)分結(jié)構(gòu)體系，核心筒內(nèi)外樓板開洞宜區(qū)別對待。