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摘要：随着社会经济的高速发展，我国建筑行业的发展日新月异。对于近些年涌现出的数量众多的超限高层项目，能否有效的进行设计管控，成为每个技术人员面对的重要课题。本文对近期新沂酒店项目（8度区，高度略超A级高度的框架核心筒结构）在设计中遇到的问题进行梳理，总结出一些设计管控要点和具体操作方法，为以后类似项目提供借鉴。
关键词：超限高层设计管控要点;实例
一、超限高层设计管控要点
超限高层设计管控应注重：节约土建成本，减少施工难度、缩短施工周期。节约成本体现在：A、型钢柱、钢板剪力墙、减震隔震等结构措施尽量避免;B、结构构件尺寸，核心筒厚度，薄弱楼层的楼板厚度设计应合理。减少施工难度、缩短施工工期体现在：A、避免钢结构和混合结构构件;B、结构布置简洁，减少复杂传力，交叉连接构件;C、避免出现交叉工艺。
针对以上两个目标，结构设计中应把控要点如下：
1、抗震概念设计
注重结构抗震概念设计，在超限审查时利于取得专家的认可，避免出现重大设计反复。
2、结构抗震设防类别的合理选取
3、超限项数量控制
原则上超限项数量不应超3项，且超限程度一般。
4、合理的设计方法选择
依照现行规范、规程规定进行设计，性能化设计中，性能目标合理选取如（D-），罕遇地震下的弹塑性分析时，可使用（PUSH-OVER）（相对简单，不易出现不合理验算结果从而影响设计及措施）。
5、合规、有效的抗震措施
抗震等级及配筋率的合理选取，做到不盲目加强。
二、新沂酒店项目管控实例
工程概况：塔楼标准层面积约1172平方米，平面尺寸约39.2m×30.0m，酒店大屋面高度96.4m，屋面另有23.5m高混凝土构架层。交通竖井布置在核心筒区域，结构体系为混凝土框架-核心筒，外围框架在十三层及二十一层在角部区域有收进。
1、抗震概念设计
超限结构设计应注重抗震概念设计，抗震概念设计的一项基本思想，就是强调建筑形体与结构布置的简单、对称和规则性，对于具有对于抗震不利布置的建筑结构，针对其不利位置和情况明确提出针对性的抗震要求或措施，同时强调应避免采用严重不规则的设计方案。本工程在超限设计中，根据抗震设计审查要点，进行了针对性的分析和论述。
2、设计参数选取
2.1地震安评报告的参数一般均大于规范，对其参数的使用，宜仅使用其峰值加速度值，动力放大系数可按《抗规》取2.25，特征周期按地勘报告取值，反应谱形状按《抗规》取。
2.2根据《抗震设防分类标准》第3.0.1条，B#酒店三层及以下使用功能为办公，四层以上使用功能为酒店，划分为上下两个区段。B#塔楼地上全部建筑面积共约28342.57m2，建筑总面积小于8万m2，故划分为标准设防类（丙类）。
2.3地面粗糙度类别的确定，宜从城市建设的长远发展考虑。
2.4时程分析时，选用7条波取平均值计算。
3、超限情況总结
根据结构布置及小震计算结果分析，本工程存在以下方面的结构超限内容：
3.1结构高度为A级高度钢筋混凝土建筑。根据《超限高层建筑工程主要范围参照简表》注：平面和竖向均不规则，其高度应比表内数值降低至少10%，属于高度超限的高层建筑。
3.2十三层和二十一层平面凹凸尺寸大于相应边长30%，属于平面不规则。
3.3竖向构件收进位置高于结构高度20%且收进大于25%，属于竖向尺寸突变不规则的类型。
3.4二层楼板有效宽度小于50%，属于楼板不连续。
3.5大堂开大洞，局部存在穿层柱属于其他不规则（已计入第4条）。
4、抗震计算分析
4.1 小震弹性计算
采用PKPM软件进行计算分析，结构的基本模态、变形及动力响应结果均满足相关规范要求。
4.2 两种计算软件对比
本工程采用PKPM和MIDAS分别进行了小震下的弹性计算，对比结构的基本模态、变形及动力响应结果，具有良好的拟合性，按规范要求确认了其合理、有效性。
4.3 罕遇弹塑性时程分析
在罕遇地震下，结构已经部分进入塑性阶段，弹性计算方法已不能满足设计要求。结构弹塑性分析成为抗震设计的一个重要组成部分。本工程采用PKPM软件经行了PUSHOVER静力弹塑性分析，用以验算结构在罕遇地震下的变形满足规范要求，并通过对结构塑性开展的过程，发现薄弱部位并提出相应加强措施。
计算结论如下：
1）从结构变形结果分析，大震下结构最大层间弹塑性位移角不超过规范要求。
2）从结构多道防线分析，连梁最先出现塑性破坏，消耗能量，基本达到预期目标。
3）从结构塑性开展过程分析，整体结构侧向刚度逐步降低，未见突变情况，推覆结束时，结构基本保持抗侧承载能力。
由此得出以下结论：
1）小震时，结构构件满足抗震构造措施即可保证不破坏;
2）中震时，耗能构件进入塑性，关键构件基本处于弹性状态，即“中震可修”的设防目标。
3） 大震时，结构整体刚度显著下降，但结构最大塑性层间位移角小于1/100，即“大震不倒”的设防目标。
4.4 二层楼板应力分析
二层楼板存在大开洞，造成楼板不连续，故分别进行小震及中震作用下，二层楼板的应力分析，以直观反映相对薄弱部位，为设计提供数据依据。计算采用ETABS软件，二层楼板采用薄壳单元，板厚150mm，混凝土强度C35，最大单元尺寸1.0m。通过应力分析图可见，在多遇地震作用下，在电梯井楼梯间开洞角部、核心筒剪力墙边缘及楼板连接薄弱处，楼板应力较大，但基本不大于1.2MP，而其他部位楼板应力均较小，小于0.5MPa。楼板应力分布与理论分析较为一致。 4.5 二层穿层柱屈曲及计算长度分析
首层大堂周边因建筑挑空，楼板缺失形成穿层柱，结构几何高度10.80m，判定为局部不规则，同时此范围属于结构底部加强区范围，需重点分析框架柱的实际计算长度。应用ETABS软件的屈曲模态分析，利用欧拉屈曲公式对穿层柱进行计算长度的确定。对该模型在三层楼面（10.80m）施加10KN/m2（DEAD）面荷载初始荷载，进行线性屈曲分析，线性屈曲分析表明，跃层柱在弱轴、强轴屈曲时，计算长度系数分别为0.43/0.55，考虑到理论模型与工程的差异，实际计算时仍偏于安全的取为1.0。
4.6 避免软弱层和薄弱层同一楼层
原方案设计在四层设置了设备夹层，层高仅2190mm，与上下楼层层高差异巨大，经试算，无法避免出现软弱层和薄弱层。通过与相关专业协商，结构提出将设备夹层与上层并层考虑，设备夹层采用架空做法，楼板与主体结构脱开，经计算，结构指标均可满足规范规定。
5合规有效的抗震措施
分析研究本工程的结构布置，主要的不规则项造成的原因为建筑立面在14层和21一层分别存在退台的情况，同时造成了平面凹凸不规则和立面收进。进一步研究可知，立面的两次收进，收进的高度比较均匀，结构竖向刚度变化较为平缓;每次收进仅减少一根框架柱，收进的程度较小;平面每次收进的范围仅为楼层面积的10%以内。楼板不连续仅存在于二层，楼板缺失面积约为平面面积的20%。同时，在结构设计中，通过优化构建布置，使得结构扭转位移比均在1.20以下，规避了扭转不规则;对于设备夹层采用架空做法，规避了结构的刚度突变不规则。
综上，通过结构的优化设计，尽量降低了结构的不规则性，提高了地震下的结构性能，根据规范的相关要求，提出了本工程采取的抗震设计措施如下：
1）采用两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算（PKPM和Midas）。
2）采用彈性时程分析方法进行补充计算。
3）采用PUSHOVER软件进行静力弹塑性分析补充计算。
4）根据《高规》3.9.3框架抗震等级为一级，核心筒抗震等级一级。底部加强区及立面收进处上下2层范围（十一～十五层）（十九～二十三层）核心筒及框架柱抗震等级提高至特一级。
5）提高底部加强区和过渡区核心筒外墙和内墙的墙身分布筋配筋率：1～3层外墙提高至0.6%，内墙提高至0.5%;4～5层外墙提高至0.4%，内墙提高至0.3%;11～15、19～23层0.35%。
6）大堂挑空造成二层楼板缺失，将二层和三层楼板加厚为150mm，楼板双层双向配筋率不小于0.25%。立面收进处上下楼层（十二、十三、十四层）（二十、二十一、二十二层）采用相同措施。
7）底部二层计算时均强制指定为薄弱层，其楼层地震剪力放大 1.25 倍。
结语
通过各个方面的设计管控，新沂酒店结构设计，规避了性能化设计，仅通过必要的补充计算及最低限度的结构抗震加强措施，即通过了超限高层抗震审查。结构中避免了使用型钢柱、钢板剪力墙、减震隔震等结构措施，节约土建成本，且减小建造难度节约了工期，为以后类似8度区，高度略超A级的框架核心筒结构设计提供较好的借鉴。
参考文献
[1]李冠侠.实例分析超限高层建筑结构设计要点[J].建筑工程技术与设计， 2016，000（014）：707
[2]何建荣.超限高层建筑结构设计实例[J].建筑建材装饰，2017（6）
[3]张顺礼.浅析某超高层建筑设计管控的要点[J].江西建材，2020（10）
关键词：超限高层设计管控要点;实例
一、超限高层设计管控要点
超限高层设计管控应注重：节约土建成本，减少施工难度、缩短施工周期。节约成本体现在：A、型钢柱、钢板剪力墙、减震隔震等结构措施尽量避免;B、结构构件尺寸，核心筒厚度，薄弱楼层的楼板厚度设计应合理。减少施工难度、缩短施工工期体现在：A、避免钢结构和混合结构构件;B、结构布置简洁，减少复杂传力，交叉连接构件;C、避免出现交叉工艺。
针对以上两个目标，结构设计中应把控要点如下：
1、抗震概念设计
注重结构抗震概念设计，在超限审查时利于取得专家的认可，避免出现重大设计反复。
2、结构抗震设防类别的合理选取
3、超限项数量控制
原则上超限项数量不应超3项，且超限程度一般。
4、合理的设计方法选择
依照现行规范、规程规定进行设计，性能化设计中，性能目标合理选取如（D-），罕遇地震下的弹塑性分析时，可使用（PUSH-OVER）（相对简单，不易出现不合理验算结果从而影响设计及措施）。
5、合规、有效的抗震措施
抗震等级及配筋率的合理选取，做到不盲目加强。
二、新沂酒店项目管控实例
工程概况：塔楼标准层面积约1172平方米，平面尺寸约39.2m×30.0m，酒店大屋面高度96.4m，屋面另有23.5m高混凝土构架层。交通竖井布置在核心筒区域，结构体系为混凝土框架-核心筒，外围框架在十三层及二十一层在角部区域有收进。
1、抗震概念设计
超限结构设计应注重抗震概念设计，抗震概念设计的一项基本思想，就是强调建筑形体与结构布置的简单、对称和规则性，对于具有对于抗震不利布置的建筑结构，针对其不利位置和情况明确提出针对性的抗震要求或措施，同时强调应避免采用严重不规则的设计方案。本工程在超限设计中，根据抗震设计审查要点，进行了针对性的分析和论述。
2、设计参数选取
2.1地震安评报告的参数一般均大于规范，对其参数的使用，宜仅使用其峰值加速度值，动力放大系数可按《抗规》取2.25，特征周期按地勘报告取值，反应谱形状按《抗规》取。
2.2根据《抗震设防分类标准》第3.0.1条，B#酒店三层及以下使用功能为办公，四层以上使用功能为酒店，划分为上下两个区段。B#塔楼地上全部建筑面积共约28342.57m2，建筑总面积小于8万m2，故划分为标准设防类（丙类）。
2.3地面粗糙度类别的确定，宜从城市建设的长远发展考虑。
2.4时程分析时，选用7条波取平均值计算。
3、超限情況总结
根据结构布置及小震计算结果分析，本工程存在以下方面的结构超限内容：
3.1结构高度为A级高度钢筋混凝土建筑。根据《超限高层建筑工程主要范围参照简表》注：平面和竖向均不规则，其高度应比表内数值降低至少10%，属于高度超限的高层建筑。
3.2十三层和二十一层平面凹凸尺寸大于相应边长30%，属于平面不规则。
3.3竖向构件收进位置高于结构高度20%且收进大于25%，属于竖向尺寸突变不规则的类型。
3.4二层楼板有效宽度小于50%，属于楼板不连续。
3.5大堂开大洞，局部存在穿层柱属于其他不规则（已计入第4条）。
4、抗震计算分析
4.1 小震弹性计算
采用PKPM软件进行计算分析，结构的基本模态、变形及动力响应结果均满足相关规范要求。
4.2 两种计算软件对比
本工程采用PKPM和MIDAS分别进行了小震下的弹性计算，对比结构的基本模态、变形及动力响应结果，具有良好的拟合性，按规范要求确认了其合理、有效性。
4.3 罕遇弹塑性时程分析
在罕遇地震下，结构已经部分进入塑性阶段，弹性计算方法已不能满足设计要求。结构弹塑性分析成为抗震设计的一个重要组成部分。本工程采用PKPM软件经行了PUSHOVER静力弹塑性分析，用以验算结构在罕遇地震下的变形满足规范要求，并通过对结构塑性开展的过程，发现薄弱部位并提出相应加强措施。
计算结论如下：
1）从结构变形结果分析，大震下结构最大层间弹塑性位移角不超过规范要求。
2）从结构多道防线分析，连梁最先出现塑性破坏，消耗能量，基本达到预期目标。
3）从结构塑性开展过程分析，整体结构侧向刚度逐步降低，未见突变情况，推覆结束时，结构基本保持抗侧承载能力。
由此得出以下结论：
1）小震时，结构构件满足抗震构造措施即可保证不破坏;
2）中震时，耗能构件进入塑性，关键构件基本处于弹性状态，即“中震可修”的设防目标。
3） 大震时，结构整体刚度显著下降，但结构最大塑性层间位移角小于1/100，即“大震不倒”的设防目标。
4.4 二层楼板应力分析
二层楼板存在大开洞，造成楼板不连续，故分别进行小震及中震作用下，二层楼板的应力分析，以直观反映相对薄弱部位，为设计提供数据依据。计算采用ETABS软件，二层楼板采用薄壳单元，板厚150mm，混凝土强度C35，最大单元尺寸1.0m。通过应力分析图可见，在多遇地震作用下，在电梯井楼梯间开洞角部、核心筒剪力墙边缘及楼板连接薄弱处，楼板应力较大，但基本不大于1.2MP，而其他部位楼板应力均较小，小于0.5MPa。楼板应力分布与理论分析较为一致。 4.5 二层穿层柱屈曲及计算长度分析
首层大堂周边因建筑挑空，楼板缺失形成穿层柱，结构几何高度10.80m，判定为局部不规则，同时此范围属于结构底部加强区范围，需重点分析框架柱的实际计算长度。应用ETABS软件的屈曲模态分析，利用欧拉屈曲公式对穿层柱进行计算长度的确定。对该模型在三层楼面（10.80m）施加10KN/m2（DEAD）面荷载初始荷载，进行线性屈曲分析，线性屈曲分析表明，跃层柱在弱轴、强轴屈曲时，计算长度系数分别为0.43/0.55，考虑到理论模型与工程的差异，实际计算时仍偏于安全的取为1.0。
4.6 避免软弱层和薄弱层同一楼层
原方案设计在四层设置了设备夹层，层高仅2190mm，与上下楼层层高差异巨大，经试算，无法避免出现软弱层和薄弱层。通过与相关专业协商，结构提出将设备夹层与上层并层考虑，设备夹层采用架空做法，楼板与主体结构脱开，经计算，结构指标均可满足规范规定。
5合规有效的抗震措施
分析研究本工程的结构布置，主要的不规则项造成的原因为建筑立面在14层和21一层分别存在退台的情况，同时造成了平面凹凸不规则和立面收进。进一步研究可知，立面的两次收进，收进的高度比较均匀，结构竖向刚度变化较为平缓;每次收进仅减少一根框架柱，收进的程度较小;平面每次收进的范围仅为楼层面积的10%以内。楼板不连续仅存在于二层，楼板缺失面积约为平面面积的20%。同时，在结构设计中，通过优化构建布置，使得结构扭转位移比均在1.20以下，规避了扭转不规则;对于设备夹层采用架空做法，规避了结构的刚度突变不规则。
综上，通过结构的优化设计，尽量降低了结构的不规则性，提高了地震下的结构性能，根据规范的相关要求，提出了本工程采取的抗震设计措施如下：
1）采用两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算（PKPM和Midas）。
2）采用彈性时程分析方法进行补充计算。
3）采用PUSHOVER软件进行静力弹塑性分析补充计算。
4）根据《高规》3.9.3框架抗震等级为一级，核心筒抗震等级一级。底部加强区及立面收进处上下2层范围（十一～十五层）（十九～二十三层）核心筒及框架柱抗震等级提高至特一级。
5）提高底部加强区和过渡区核心筒外墙和内墙的墙身分布筋配筋率：1～3层外墙提高至0.6%，内墙提高至0.5%;4～5层外墙提高至0.4%，内墙提高至0.3%;11～15、19～23层0.35%。
6）大堂挑空造成二层楼板缺失，将二层和三层楼板加厚为150mm，楼板双层双向配筋率不小于0.25%。立面收进处上下楼层（十二、十三、十四层）（二十、二十一、二十二层）采用相同措施。
7）底部二层计算时均强制指定为薄弱层，其楼层地震剪力放大 1.25 倍。
结语
通过各个方面的设计管控，新沂酒店结构设计，规避了性能化设计，仅通过必要的补充计算及最低限度的结构抗震加强措施，即通过了超限高层抗震审查。结构中避免了使用型钢柱、钢板剪力墙、减震隔震等结构措施，节约土建成本，且减小建造难度节约了工期，为以后类似8度区，高度略超A级的框架核心筒结构设计提供较好的借鉴。
参考文献
[1]李冠侠.实例分析超限高层建筑结构设计要点[J].建筑工程技术与设计， 2016，000（014）：707
[2]何建荣.超限高层建筑结构设计实例[J].建筑建材装饰，2017（6）
[3]张顺礼.浅析某超高层建筑设计管控的要点[J].江西建材，2020（10）