混合结构高楼抗震设计

1.结构抗震等级

（1）试验表明，钢框架-混凝土筒体结构在地震作用下，破坏首先出现在混凝土筒体底部，因此，钢框架-混凝土筒体结构中的筒体应该比混凝土结构中的筒体采取更为严格的抗震构造措施，以保证混凝土筒体的延性，所以应适当提高其抗震等级。型钢混凝土柱-混凝土筒体及筒中筒体系的房屋最大适用高度已较B级高度的钢筋混凝土结构略高，所以对其抗震等级也应适当提高。

（2）行业标准JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第11.4.1条规定，钢-混凝土混合结构房屋抗震设计时，混凝土筒体及型钢混凝土框架的抗震等级应按表1-10确定，并应符合相应的计算和构造措施。

表1-10 钢-混凝土混合结构的构件抗震等级

注：钢结构构件的抗震等级，抗震设防烈度为6、7、8、9度时应分别取四、三、二、一级。

2.结构设计要求

（1）混合结构中，外围框架平面内梁与柱应采用刚性连接；楼面梁与钢筋混凝土筒体及外围框架柱的连接可采用刚接或铰接。

（2）行业标准JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第11.2.4条规定，钢筋混凝土内筒的设计应符合下列要求：

1）8、9度抗震时，应在楼面钢梁或型钢混凝土梁与混凝土筒体交接处及混凝土筒体四角设置型钢暗柱；7度抗震时，宜在上述部位设置型钢暗柱。

2）外伸臂桁架与核心筒墙体连接处宜设置“构造”型钢暗柱，型钢暗柱宜至少延伸至伸臂桁架高度范围以外上、下各一层。

3）钢框架-钢筋混凝土核心筒结构，抗震等级为一、二级的筒体底部加强部位分布钢筋的最小配筋率不宜小于0.35%，筒体一般部位的分布筋不宜小于0.30%，筒体每隔2～4层宜设置暗梁，暗梁的高度不宜小于墙厚，配筋率不宜小于0.30%。筒中筒结构和钢筋混凝土（钢管混凝土、型钢混凝土）框架-钢筋混凝土核心筒结构中，筒体剪力墙的构造要求同《高层建筑混凝土结构技术规程》9.1.7条的规定。

4）当连梁抗剪截面不足时，可采取在连梁中埋设型钢或钢板等加强措施。

3.楼层剪力和层间位移要求(www.xing528.com)

（1）钢-混凝土混合结构，在风荷载及多遇地震作用下按弹性方法计算的最大层间位移与层高的比值，以及在罕遇地震作用下结构的弹塑性层间位移，均应符合行业标准JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.7.3条和第3.7.5条的有关规定。

（2）JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第9.1.11条规定，抗震设计时，钢框架-钢筋混凝土核心筒结构框架部分按侧向刚度分配的楼层地震剪力标准值，应符合下列规定：

1）框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不宜小于结构底部总地震剪力标准值的10%。

2）当框架部分分配的地震剪力标准值的最大值小于结构底部总地震剪力标准值的10%时，各层框架部分承担的地震剪力标准值应增大到结构底部总地震剪力标准值的15%；此时，各层核心筒墙体的地震剪力标准值宜乘以增大系数1.1，但可不大于结构底部总地震剪力标准值，墙体的抗震构造措施应按抗震等级提高一级后采用，已为特一级的可不再提高。

3）当框架部分分配的地震剪力标准值小于结构底部总地震剪力标准值的20%，但其最大值不小于结构底部总地震剪力标准值的10%时，应按结构底部总地震剪力标准值的20%和框架部分楼层地震剪力标准值中最大值的1.5倍二者的较小值进行调整。

按第2）条或第3）条调整框架柱的地震剪力后，框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应进行相应调整。

有加强层时，上述框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不应包括加强层及其上、下层的框架剪力。

4.抗震措施

对于采用钢-混凝土混合结构的高楼，结合工程条件采取下列抗震措施，将有助于改善高楼的耐震性能。

（1）对于房屋高宽比值大于4的高楼，宜采用筒中筒体系，即内部采用型钢混凝土芯筒，外圈采用钢框筒。

（2）在钢筋混凝土芯筒内配置型钢构架，于墙体转角、纵横墙交接处，以及洞边设置型钢暗柱，实体墙内型钢暗柱的间距一般不大于6m，钢梁间距不大于层高和6m；必要时，还可在型钢暗柱间增设交叉斜撑。此外，于洞口处的连梁内配置斜向交叉钢筋骨架，并使截面上、下纵向钢筋骨架封闭箍筋的纵、横向间距均不大于200mm，以提高芯筒的延性和整体受弯、受剪承载力。

（3）对于芯筒-框架体系，当抗震设防烈度为7度时，混凝土芯筒的高宽比不宜大于10。超过时，宜在结构顶层以及每隔15层左右的楼层内，设置若干道纵、横向刚臂（由芯筒伸出的一层或两层楼高的钢桁架）和周边钢桁架，使周边各钢框架柱均参与抵抗作用于建筑的倾覆力矩，以减小水平荷载下芯筒的整体弯曲应力。