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提要:烟台世茂海湾1号工程T1综合塔楼是一栋超高、高位转换、体型复杂、高宽比较大的超限高层建筑结构。针对主体结构的方案选型和抗风抗震设计及性能化设计进行了阐述和分析，并介绍了部分型钢混凝土梁柱节点的构造设计。
关键词: 超限高层混合结构筒中筒抗震性能化设计转换层节点构造
Abstract: yantai shimao gulf 1 engineering T1 comprehensive is a very high tower, high conversion, complex, high wide body of the big overrun highrise structure. According to the main structure of the scheme selection and wind seismic design and the performance-based design is discussed in this paper and analysis, and introduce some of the steel reinforced concrete beam-column joints structure design.
Keywords: overrun top mixed structure in the cylinder cylinder seismic performance-based design conversion layers joint structure
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
烟台世茂工程是上海世茂集团在山东烟台投资的房地产项目，位于烟台市滨海景区，占地面积约35000 m2，建筑面积约353000 m2，包括一栋综合塔楼，三栋公寓及商业裙房。是集商业、办公、酒店、商务公寓等多项功能于一体的综合建筑。
其中T1综合塔楼建筑面积约100000 m2,地上高度277.9 m（不包括屋顶以上高45 m的钢桅杆），层数为61层（其中有4层为突出屋顶的局部房间）。地下室共3层，地下1层为停车库，地下2层和地下3层为人防兼停车库，人防的抗力等级为核六级，基底标高为-20.600m。地上部分因建筑功能的需要在第5层设置外框筒柱转换层。转换层以下层为商业及餐饮；上部楼层分别为办公用房和公寓式酒店；其中在第26层设置层高9.3m的酒店空中大堂。塔楼分别在第5、25、46层设置三个避难层。该楼建成后将成为烟台市独具特色的标志性建筑之一。
本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组；建筑场地类别为II类，特征周期Tg=0.35s。
2 结构概念设计
T1塔楼的底部四层及以下楼层与裙楼在建筑功能上联系紧密，结构在地上各层设置防震缝，使塔楼成为一个独立的结构单元，以确保受力分析明确。
本塔楼的建筑平面为切角菱形，其长宽比和高宽比都较大，同时风荷载最不利方向恰作用在结构刚度较弱的方向，根据工程经验和设计概念并结合计算分析均表明，为使结构有足够的抗侧刚度并取得较好的技术经济效果，必须设法使建筑周边的竖向构件发挥较大的抗侧力作用。经过多方案比较后，结合建筑方案采用了筒中筒结构体系，内筒由钢筋混凝土剪力墙构成，外框筒由钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱与钢梁构成。为满足建筑功能要求，外框筒底部楼层主要通过转换钢桁架将柱距加大。
在结构方案比选时，设计曾考虑过采用钢结构或钢筋混凝土结构的可能性，因本工程主要是在风荷载作用下的抗侧刚度对结构体系的选择起控制作用，小震作用下的结构水平位移略小于风荷载作用下的结构水平位移。如采用钢结构，主要问题是因抗侧刚度要求会消耗较多的钢材，使工程造价增加较多；如采用钢筋混凝土结构，虽然可以满足抗侧刚度要求，但存在结构自重大、抗震性能较差的问题，难以保证结构安全。最终选择了混合结构筒中筒抗侧力体系。
2.1外框筒
外框筒的柱子位置基本上是按建筑设计要求确定的，其外形较建筑外形有局部内收，这样就可以通过楼板外挑长度的变化来满足建筑立面变化的
图1地上总建筑平面布置图
图2建筑立面效果图
图3 转换层以下层结构示意图
图4 办公标准层结构示意图
图5 公寓式酒店标准层结构示意图
图6 转换桁架立面展开示意图
图7 塔楼剖面示意图
需要。外框筒的基本柱距为5.1 m，该柱距大于混凝土高规“柱距不宜大于4 m”的规定，也大于本建筑多数楼层的层高，但由于本建筑的高度和高宽比都较大，通过分析表明其受力特点仍接近框筒，与普通框架差异较大。通过分析确定框筒柱尺寸为矩形，根据框筒受力原则将长边方向置于筒壁方向，为保持传力的连续性在角部设成L型柱，同时为保证施工质量在上下两边中间部位设置为圆形钢管混凝土柱。另外为配合建筑功能的需要，左右两侧边的局部通过设置跨层斜柱将中间柱距加大，上下两个长边主要部位是通过在第5层设置一层楼高的转换钢桁架使底部楼层的柱距加大一倍。在 54层以上建筑物两侧各有1.4 m的内收，为避免竖向构件的不连续，将53、54两个楼层设置斜柱，从而避免了外框柱的超高位转换。
2.2内筒
内筒的平面形状为切角菱形，由于高度较大，宽度方向的高宽比也过大，使得宽度方向的抗侧刚度较小。为提高宽度方向的抗侧刚度，结合建筑功能，在27层以下将内筒的宽度加大，同时加大了剪力墙的厚度至1200mm。由于外框筒的抗侧刚度较一般常规的外筒要小一些，本工程内筒承受的楼层剪力和倾覆力矩还是比较大，因此内筒仍然是本工程最主要的抗侧力结构之一。
2.3楼盖体系
内筒部分的楼盖为普通的钢筋混凝土楼板。为减轻自重，内筒与外筒之间的楼盖为钢梁、混凝土楼板。楼面钢梁与内、外筒的连接除个别为刚接外，多数为铰接。铰接钢梁计算时考虑了混凝土的组合作用，并采用上、下翼缘不对称的工字形截面。同时鉴于本工程异型楼板较多，无论是采用压型钢板与混凝土组合楼板，还是采用仅将压型钢板作模板使用的做法，其造价都比较高，故本工程采用普通混凝土平板。楼板厚度一般为100mm，地下室顶板、屋面板等适当加厚。转换层除将楼板加厚外，还在内、外筒之间设置了钢支撑，以确保有效的传遞水平地震作用。
2.4基础
基础采用平板桩筏形式，经多种假定计算分析最终确定筏板厚度为3.8m，桩基础采用钻孔灌注桩，桩端持力层为微风化岩石，桩径为1500mm，单桩竖向承载力特征值为25000kN。布桩时将桩基础的形心与上部结构竖向荷载的重心重合。根据《建筑地基基础设计规范》第8.5.10条规定，T1综合塔楼可不进行沉降计算。
3 结构超限及抗震设防情况
3.1结构超限情况
根据规范《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）的规定，抗震设防烈度为7度时，混合结构最大适用高度为190m，T1塔楼高277.9m超过规范限值，属于高度超限；外框筒竖向构件在第5层采用了桁架转换，属竖向构件不连续；高宽比约等于8超过规范最大值7的要求，根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》相关规定，工程为高度超限并有竖向不规则，应进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
3.2结构抗震设防水准
（1）应进行小震作用下的弹性时程分析和大震作用下的弹塑性时程分析，分析时应考虑双向地震作用的影响。
（2）内筒主要混凝土剪力墙均应保证中震作用下不开裂，墙的剪应力不大于0.7ftk。计算时竖向荷载和地震作用均取标准值（分项系数、内力调整系数、承载力抗震调整系数均为1.0）。
（3）转换钢桁架保证大震作用下不屈服。转换层以下剪力墙在大震作用下的剪压比不大于0.15。
（4）按中震弹性进行内筒底部加强部位剪力墙的斜截面受剪承载力和框支柱、转换层以下框架梁各种受力状态的承载力计算；
按中震不屈服进行内筒底部加强部位剪力墙正截面承载力和外框筒柱各种受力状态的承载力计算。
（5）为确保转换桁架的结构安全，计算时应考虑竖向地震作用，还需考虑在不考虑上部结构与转换桁架共同作用情况下，验算转换桁架在风和竖向荷载作用下的安全性。
4 结构计算分析
结构计算主要采用PKPM系列软件和ETABS软件进行计算，分别进行了抗风计算、多遇地震作用计算、中震作用结构验算、大震作用结构验算等。
4.1风荷载计算
根据相关规范，塔楼的基本风压按100年一遇采用，取W0=0.6kN/m2。地面粗糙度取为A类。
由于建筑物高度较大、体型复杂且与周边相邻建筑有相互干扰，根据规范的相关规定，风荷载体型系数应根据风洞试验确定。本工程的风洞试验由北京大学空气动力学实验室完成。根据对风洞试验所取得的数据进行分析得知，当按规范方法进行风荷载作用计算时，其体型系数系可取us=1.2，考虑到本工程风荷载对结构设计的重要性，并依据超限审查专家意见，在按规范方法进行承载力和变形计算时，其体型系数取为us=1.4。
根据JGJ3-2002第4.6.6条规定，需满足舒适度要求，取规范规定10年一遇的风荷载值进行计算的顶点最大加速度见表1，计算表明，结构的舒适度满足要求。表1
图9 风洞试验模型
4.2多遇地震作用計算
根据《建筑工程抗震设防分类标准》规定结合本工程的实际情况，塔楼的抗震设防类别确定为乙类；参照高规第4.8.3条的规定，T1综合塔楼的底部框支框架、底部加强部位内筒剪力墙按特一级抗震等级采取抗震措施，其余混凝土（含钢骨混凝土）构件的抗震等级在计算时按一级考虑，但按特一级采取抗震构造措施。
计算中假定上部结构嵌固部位为基础顶面，但考虑地下室周边回填土对地下楼层侧向刚度的影响，剪力墙底部加强部位的高度从±0.000开始算起，地下各层均按底部加强部位考虑；楼面采用刚性楼板假定，在进行结构强度计算时须考虑楼板开大洞的不利影响；对26层9.3m层高空中酒店大堂及第27层2.2m层高设备层在计算中侧向刚度比不能满足规范相关要求，设计中在不影响建筑使用的情况下把26层分为两层计算，而27层作为荷载输入计算模型中，其高度上下层各一半进行计算。
计算时结构的阻尼比取0.04；周期折减系数取0.95。采用SATWE与ETABS软件计算，主要对比计算结果如下：
（1）周期计算见表2 表2
(3)底部总剪力见表4 表4
从上述计算结果看出，整体结构采用两个程序计算的主要指标基本接近，且整体计算结果均满足现行规范要求。
4.3中震作用下结构验算
（1）中震作用下剪力墙的剪应力验算
为保证剪力墙在中震作用下不开裂，用计算中震的水平地震作用得到的剪力墙的剪力标准值验算剪力墙的剪应力，控制剪应力不大于0.7ftk，验算结果表明，本工程内筒剪力墙可满足在中震作用下不开裂要求。
（2）中震作用下内筒底部加强部位剪力墙、外框筒柱、框支柱及转换层以下框架梁的强度计算
为保证内筒底部加强部位剪力墙、外框筒柱、框支柱及转换层以下框架梁在中震作用下的承载能力，用计算中震的水平地震作用，对内筒底部加强部位剪力墙、外框筒柱、框支柱及转换层以下框架梁的承载力进行计算，计算结果表明，这些构件可满足中震作用下承载力的要求。
4.4大震作用下结构验算
（1）大震作用下转换层以下落地剪力墙的剪压比验算：为保证结构转换层以下的落地剪力墙在大震作用下不发生剪切脆性破坏，根据大震作用计算得到的剪力墙的剪力标准值验算剪力墙的剪压比，验算时混凝土的强度取标准值，验算结果表明，本工程结构转换层以下的落地剪力墙在大震作用下的剪压比不大于0.15，满足在大震作用下不发生剪切脆性破坏的要求。
（2）大震作用下转换钢桁架极限安全的验算
为保证转换钢桁架在大震下的极限安全，根据大震作用计算得到的内力标准值验算钢桁架的强度，验算时钢材强度取最小极限值，验算结果表明，本工程钢桁架能保证大震下的极限安全。
5 时程分析
本工程分别进行了小震作用下弹性时程分析和大震作用下弹塑性时程分析。
5.1小震作用下的弹性时程分析
（1）双向弹性时程分析时采用的地震波：表5
地震波（由中国建筑科学研究院抗震所提供） 原始最大加速度（gal) 调整后
最大加
（2）主方向最大楼层剪力（kN）: 表6
（3）弹性时程分析部分结果图形
上述结果表明，时程分析计算所得到的结构底部剪力满足规范规定，但在约3/4楼层高度以上楼层的层间剪力超过CQC法计算结果约1.1~1.35倍，尤其是L56层以上超过较多。这可能是CQC法对高振型影响的计算方面存在误差所至，因此需对CQC法的计算结果进行调整，设计通过对这些楼层的层间剪力乘以相应放大系数的方法进行计算。
5.2大震作用下的弹塑性时程分析
本次动力弹塑性分析采用中国建筑科学研究院编制的弹塑性分析程序EPDA。钢材的本构关系采用双折线模型，混凝土的本构关系采用双折线和三折线两种形式，并考虑材料的受拉开裂，裂缝闭和、压碎退出工作等混凝土材料所特有的复杂性能。
（1）地震波的选择及主要参数
分析用时程波共有3条，由中国建筑科学研究院抗震所提供如下：
A.DSL3，记录时长36.94s，分析时长30s
B.UL10，记录时长44.24s，分析时长30s
C.ZHL2，记录时长79.56s，分析时长30s
(2)分析控制参数
地震加速度时程曲线最大值采用规范规定值220gal，双向时程分析时，次方向加速度最大值取为187gal；弹塑性层间位移角限值按规范规定的1/120采用。
（3）计算原则
由于目前在进行大震弹塑性时程分析时的不确定因素较多，为了消除这些不确定因素的影响，我们也进行了大震作用下的弹性时程分析，并将大震作用下弹塑性时程的位移、基底剪力与弹性时程分析得到的位移、基底剪力之比，得到结构弹塑性位移增大系数和总的楼层强度屈服系数，用这些系数分别乘以大震CQC计算得到的位移和基底剪力，作为分析大震作用下弹塑性分析的结论采用。
依此方法进行分析的结果如附表7所示，按此算出的层间位移满足要求。
（4）层间位移角分析结果：表7
计算显示结构弹塑性位移角符合规范限值要求。
6.梁柱节点构造
本工程外框筒的钢骨混凝土柱与楼层钢梁节点构造比较复杂，钢筋和钢骨及钢梁相互交错，节点传力虽然直接明确，但也给节点处理带来困难。
合理控制柱中钢筋和钢骨及钢梁的关系是结构安全和施工可操作性的保证，做为钢骨混凝土柱其箍筋的抗剪作用及对纵筋的约束作用也非常重要，在设计中尽量控制钢骨的尺寸和使之外形简单以便箍筋少穿孔保证其连续性。同时柱箍筋在钢梁和柱中钢骨上需穿孔通过，箍筋间距在节点核心区内按150毫米间距设置以保证混凝土的浇注质量。对纵筋尽量使用粗直径钢筋以减少根数，在梁上少穿孔。
图10 标准层梁柱节点做法示意图
6.结语
T1塔楼是一栋超高、高位转换、体型复杂、高宽比较大的超限高层建筑结构，其难度可想而知，对结构设计提出了很高的要求。烟台世茂超限高层结构设计的实践表明，做好超限高层结构设计的关键是做好结构概念设计。
本工程从结构设计方案投标、建筑方案多轮调整、结构初步设计、全国超限审查、结构施工图设计、历经近三年的时间，这期间无不饱含了我院领导、专家、设计人的心血。目前该工程正在紧张有序的施工中。
参 考 文 献
[1] 《世茂山东烟台滨海景区B宗地工程场地地震安全性评价报告》中国地震局地壳应力研究所2007年6月。
[2]《烟台世茂工程风荷载风洞试验研究》北京大学力学与工程科学系空气动力实验室2007年11月。
[3]陈富生、邱国桦、范重《高层建筑钢结构设计》中国建筑工业出版社。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词: 超限高层混合结构筒中筒抗震性能化设计转换层节点构造
Abstract: yantai shimao gulf 1 engineering T1 comprehensive is a very high tower, high conversion, complex, high wide body of the big overrun highrise structure. According to the main structure of the scheme selection and wind seismic design and the performance-based design is discussed in this paper and analysis, and introduce some of the steel reinforced concrete beam-column joints structure design.
Keywords: overrun top mixed structure in the cylinder cylinder seismic performance-based design conversion layers joint structure
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
烟台世茂工程是上海世茂集团在山东烟台投资的房地产项目，位于烟台市滨海景区，占地面积约35000 m2，建筑面积约353000 m2，包括一栋综合塔楼，三栋公寓及商业裙房。是集商业、办公、酒店、商务公寓等多项功能于一体的综合建筑。
其中T1综合塔楼建筑面积约100000 m2,地上高度277.9 m（不包括屋顶以上高45 m的钢桅杆），层数为61层（其中有4层为突出屋顶的局部房间）。地下室共3层，地下1层为停车库，地下2层和地下3层为人防兼停车库，人防的抗力等级为核六级，基底标高为-20.600m。地上部分因建筑功能的需要在第5层设置外框筒柱转换层。转换层以下层为商业及餐饮；上部楼层分别为办公用房和公寓式酒店；其中在第26层设置层高9.3m的酒店空中大堂。塔楼分别在第5、25、46层设置三个避难层。该楼建成后将成为烟台市独具特色的标志性建筑之一。
本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组；建筑场地类别为II类，特征周期Tg=0.35s。
2 结构概念设计
T1塔楼的底部四层及以下楼层与裙楼在建筑功能上联系紧密，结构在地上各层设置防震缝，使塔楼成为一个独立的结构单元，以确保受力分析明确。
本塔楼的建筑平面为切角菱形，其长宽比和高宽比都较大，同时风荷载最不利方向恰作用在结构刚度较弱的方向，根据工程经验和设计概念并结合计算分析均表明，为使结构有足够的抗侧刚度并取得较好的技术经济效果，必须设法使建筑周边的竖向构件发挥较大的抗侧力作用。经过多方案比较后，结合建筑方案采用了筒中筒结构体系，内筒由钢筋混凝土剪力墙构成，外框筒由钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱与钢梁构成。为满足建筑功能要求，外框筒底部楼层主要通过转换钢桁架将柱距加大。
在结构方案比选时，设计曾考虑过采用钢结构或钢筋混凝土结构的可能性，因本工程主要是在风荷载作用下的抗侧刚度对结构体系的选择起控制作用，小震作用下的结构水平位移略小于风荷载作用下的结构水平位移。如采用钢结构，主要问题是因抗侧刚度要求会消耗较多的钢材，使工程造价增加较多；如采用钢筋混凝土结构，虽然可以满足抗侧刚度要求，但存在结构自重大、抗震性能较差的问题，难以保证结构安全。最终选择了混合结构筒中筒抗侧力体系。
2.1外框筒
外框筒的柱子位置基本上是按建筑设计要求确定的，其外形较建筑外形有局部内收，这样就可以通过楼板外挑长度的变化来满足建筑立面变化的
图1地上总建筑平面布置图
图2建筑立面效果图
图3 转换层以下层结构示意图
图4 办公标准层结构示意图
图5 公寓式酒店标准层结构示意图
图6 转换桁架立面展开示意图
图7 塔楼剖面示意图
需要。外框筒的基本柱距为5.1 m，该柱距大于混凝土高规“柱距不宜大于4 m”的规定，也大于本建筑多数楼层的层高，但由于本建筑的高度和高宽比都较大，通过分析表明其受力特点仍接近框筒，与普通框架差异较大。通过分析确定框筒柱尺寸为矩形，根据框筒受力原则将长边方向置于筒壁方向，为保持传力的连续性在角部设成L型柱，同时为保证施工质量在上下两边中间部位设置为圆形钢管混凝土柱。另外为配合建筑功能的需要，左右两侧边的局部通过设置跨层斜柱将中间柱距加大，上下两个长边主要部位是通过在第5层设置一层楼高的转换钢桁架使底部楼层的柱距加大一倍。在 54层以上建筑物两侧各有1.4 m的内收，为避免竖向构件的不连续，将53、54两个楼层设置斜柱，从而避免了外框柱的超高位转换。
2.2内筒
内筒的平面形状为切角菱形，由于高度较大，宽度方向的高宽比也过大，使得宽度方向的抗侧刚度较小。为提高宽度方向的抗侧刚度，结合建筑功能，在27层以下将内筒的宽度加大，同时加大了剪力墙的厚度至1200mm。由于外框筒的抗侧刚度较一般常规的外筒要小一些，本工程内筒承受的楼层剪力和倾覆力矩还是比较大，因此内筒仍然是本工程最主要的抗侧力结构之一。
2.3楼盖体系
内筒部分的楼盖为普通的钢筋混凝土楼板。为减轻自重，内筒与外筒之间的楼盖为钢梁、混凝土楼板。楼面钢梁与内、外筒的连接除个别为刚接外，多数为铰接。铰接钢梁计算时考虑了混凝土的组合作用，并采用上、下翼缘不对称的工字形截面。同时鉴于本工程异型楼板较多，无论是采用压型钢板与混凝土组合楼板，还是采用仅将压型钢板作模板使用的做法，其造价都比较高，故本工程采用普通混凝土平板。楼板厚度一般为100mm，地下室顶板、屋面板等适当加厚。转换层除将楼板加厚外，还在内、外筒之间设置了钢支撑，以确保有效的传遞水平地震作用。
2.4基础
基础采用平板桩筏形式，经多种假定计算分析最终确定筏板厚度为3.8m，桩基础采用钻孔灌注桩，桩端持力层为微风化岩石，桩径为1500mm，单桩竖向承载力特征值为25000kN。布桩时将桩基础的形心与上部结构竖向荷载的重心重合。根据《建筑地基基础设计规范》第8.5.10条规定，T1综合塔楼可不进行沉降计算。
3 结构超限及抗震设防情况
3.1结构超限情况
根据规范《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）的规定，抗震设防烈度为7度时，混合结构最大适用高度为190m，T1塔楼高277.9m超过规范限值，属于高度超限；外框筒竖向构件在第5层采用了桁架转换，属竖向构件不连续；高宽比约等于8超过规范最大值7的要求，根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》相关规定，工程为高度超限并有竖向不规则，应进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
3.2结构抗震设防水准
（1）应进行小震作用下的弹性时程分析和大震作用下的弹塑性时程分析，分析时应考虑双向地震作用的影响。
（2）内筒主要混凝土剪力墙均应保证中震作用下不开裂，墙的剪应力不大于0.7ftk。计算时竖向荷载和地震作用均取标准值（分项系数、内力调整系数、承载力抗震调整系数均为1.0）。
（3）转换钢桁架保证大震作用下不屈服。转换层以下剪力墙在大震作用下的剪压比不大于0.15。
（4）按中震弹性进行内筒底部加强部位剪力墙的斜截面受剪承载力和框支柱、转换层以下框架梁各种受力状态的承载力计算；
按中震不屈服进行内筒底部加强部位剪力墙正截面承载力和外框筒柱各种受力状态的承载力计算。
（5）为确保转换桁架的结构安全，计算时应考虑竖向地震作用，还需考虑在不考虑上部结构与转换桁架共同作用情况下，验算转换桁架在风和竖向荷载作用下的安全性。
4 结构计算分析
结构计算主要采用PKPM系列软件和ETABS软件进行计算，分别进行了抗风计算、多遇地震作用计算、中震作用结构验算、大震作用结构验算等。
4.1风荷载计算
根据相关规范，塔楼的基本风压按100年一遇采用，取W0=0.6kN/m2。地面粗糙度取为A类。
由于建筑物高度较大、体型复杂且与周边相邻建筑有相互干扰，根据规范的相关规定，风荷载体型系数应根据风洞试验确定。本工程的风洞试验由北京大学空气动力学实验室完成。根据对风洞试验所取得的数据进行分析得知，当按规范方法进行风荷载作用计算时，其体型系数系可取us=1.2，考虑到本工程风荷载对结构设计的重要性，并依据超限审查专家意见，在按规范方法进行承载力和变形计算时，其体型系数取为us=1.4。
根据JGJ3-2002第4.6.6条规定，需满足舒适度要求，取规范规定10年一遇的风荷载值进行计算的顶点最大加速度见表1，计算表明，结构的舒适度满足要求。表1
图9 风洞试验模型
4.2多遇地震作用計算
根据《建筑工程抗震设防分类标准》规定结合本工程的实际情况，塔楼的抗震设防类别确定为乙类；参照高规第4.8.3条的规定，T1综合塔楼的底部框支框架、底部加强部位内筒剪力墙按特一级抗震等级采取抗震措施，其余混凝土（含钢骨混凝土）构件的抗震等级在计算时按一级考虑，但按特一级采取抗震构造措施。
计算中假定上部结构嵌固部位为基础顶面，但考虑地下室周边回填土对地下楼层侧向刚度的影响，剪力墙底部加强部位的高度从±0.000开始算起，地下各层均按底部加强部位考虑；楼面采用刚性楼板假定，在进行结构强度计算时须考虑楼板开大洞的不利影响；对26层9.3m层高空中酒店大堂及第27层2.2m层高设备层在计算中侧向刚度比不能满足规范相关要求，设计中在不影响建筑使用的情况下把26层分为两层计算，而27层作为荷载输入计算模型中，其高度上下层各一半进行计算。
计算时结构的阻尼比取0.04；周期折减系数取0.95。采用SATWE与ETABS软件计算，主要对比计算结果如下：
（1）周期计算见表2 表2
(3)底部总剪力见表4 表4
从上述计算结果看出，整体结构采用两个程序计算的主要指标基本接近，且整体计算结果均满足现行规范要求。
4.3中震作用下结构验算
（1）中震作用下剪力墙的剪应力验算
为保证剪力墙在中震作用下不开裂，用计算中震的水平地震作用得到的剪力墙的剪力标准值验算剪力墙的剪应力，控制剪应力不大于0.7ftk，验算结果表明，本工程内筒剪力墙可满足在中震作用下不开裂要求。
（2）中震作用下内筒底部加强部位剪力墙、外框筒柱、框支柱及转换层以下框架梁的强度计算
为保证内筒底部加强部位剪力墙、外框筒柱、框支柱及转换层以下框架梁在中震作用下的承载能力，用计算中震的水平地震作用，对内筒底部加强部位剪力墙、外框筒柱、框支柱及转换层以下框架梁的承载力进行计算，计算结果表明，这些构件可满足中震作用下承载力的要求。
4.4大震作用下结构验算
（1）大震作用下转换层以下落地剪力墙的剪压比验算：为保证结构转换层以下的落地剪力墙在大震作用下不发生剪切脆性破坏，根据大震作用计算得到的剪力墙的剪力标准值验算剪力墙的剪压比，验算时混凝土的强度取标准值，验算结果表明，本工程结构转换层以下的落地剪力墙在大震作用下的剪压比不大于0.15，满足在大震作用下不发生剪切脆性破坏的要求。
（2）大震作用下转换钢桁架极限安全的验算
为保证转换钢桁架在大震下的极限安全，根据大震作用计算得到的内力标准值验算钢桁架的强度，验算时钢材强度取最小极限值，验算结果表明，本工程钢桁架能保证大震下的极限安全。
5 时程分析
本工程分别进行了小震作用下弹性时程分析和大震作用下弹塑性时程分析。
5.1小震作用下的弹性时程分析
（1）双向弹性时程分析时采用的地震波：表5
地震波（由中国建筑科学研究院抗震所提供） 原始最大加速度（gal) 调整后
最大加
（2）主方向最大楼层剪力（kN）: 表6
（3）弹性时程分析部分结果图形
上述结果表明，时程分析计算所得到的结构底部剪力满足规范规定，但在约3/4楼层高度以上楼层的层间剪力超过CQC法计算结果约1.1~1.35倍，尤其是L56层以上超过较多。这可能是CQC法对高振型影响的计算方面存在误差所至，因此需对CQC法的计算结果进行调整，设计通过对这些楼层的层间剪力乘以相应放大系数的方法进行计算。
5.2大震作用下的弹塑性时程分析
本次动力弹塑性分析采用中国建筑科学研究院编制的弹塑性分析程序EPDA。钢材的本构关系采用双折线模型，混凝土的本构关系采用双折线和三折线两种形式，并考虑材料的受拉开裂，裂缝闭和、压碎退出工作等混凝土材料所特有的复杂性能。
（1）地震波的选择及主要参数
分析用时程波共有3条，由中国建筑科学研究院抗震所提供如下：
A.DSL3，记录时长36.94s，分析时长30s
B.UL10，记录时长44.24s，分析时长30s
C.ZHL2，记录时长79.56s，分析时长30s
(2)分析控制参数
地震加速度时程曲线最大值采用规范规定值220gal，双向时程分析时，次方向加速度最大值取为187gal；弹塑性层间位移角限值按规范规定的1/120采用。
（3）计算原则
由于目前在进行大震弹塑性时程分析时的不确定因素较多，为了消除这些不确定因素的影响，我们也进行了大震作用下的弹性时程分析，并将大震作用下弹塑性时程的位移、基底剪力与弹性时程分析得到的位移、基底剪力之比，得到结构弹塑性位移增大系数和总的楼层强度屈服系数，用这些系数分别乘以大震CQC计算得到的位移和基底剪力，作为分析大震作用下弹塑性分析的结论采用。
依此方法进行分析的结果如附表7所示，按此算出的层间位移满足要求。
（4）层间位移角分析结果：表7
计算显示结构弹塑性位移角符合规范限值要求。
6.梁柱节点构造
本工程外框筒的钢骨混凝土柱与楼层钢梁节点构造比较复杂，钢筋和钢骨及钢梁相互交错，节点传力虽然直接明确，但也给节点处理带来困难。
合理控制柱中钢筋和钢骨及钢梁的关系是结构安全和施工可操作性的保证，做为钢骨混凝土柱其箍筋的抗剪作用及对纵筋的约束作用也非常重要，在设计中尽量控制钢骨的尺寸和使之外形简单以便箍筋少穿孔保证其连续性。同时柱箍筋在钢梁和柱中钢骨上需穿孔通过，箍筋间距在节点核心区内按150毫米间距设置以保证混凝土的浇注质量。对纵筋尽量使用粗直径钢筋以减少根数，在梁上少穿孔。
图10 标准层梁柱节点做法示意图
6.结语
T1塔楼是一栋超高、高位转换、体型复杂、高宽比较大的超限高层建筑结构，其难度可想而知，对结构设计提出了很高的要求。烟台世茂超限高层结构设计的实践表明，做好超限高层结构设计的关键是做好结构概念设计。
本工程从结构设计方案投标、建筑方案多轮调整、结构初步设计、全国超限审查、结构施工图设计、历经近三年的时间，这期间无不饱含了我院领导、专家、设计人的心血。目前该工程正在紧张有序的施工中。
参 考 文 献
[1] 《世茂山东烟台滨海景区B宗地工程场地地震安全性评价报告》中国地震局地壳应力研究所2007年6月。
[2]《烟台世茂工程风荷载风洞试验研究》北京大学力学与工程科学系空气动力实验室2007年11月。
[3]陈富生、邱国桦、范重《高层建筑钢结构设计》中国建筑工业出版社。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。