1工程概况
本超高层建筑结构施工项目位于S市西北区，共包括5栋超高层住宅项目、5栋多层住宅建筑项目以及裙房商业项目。该工程占地约21000平方米，占地约370,000平方米。在考虑到了超高层建筑的项目建设的需要和对其进行了结构的合理考虑之后，采用了设置地震缝的方法来对其进行了结构单元的划分。其中3#超高层住宅楼、4#超高层住宅楼与8#多层住宅楼以及9#多层住宅楼构成多塔结构单元，地上部分层数为52层，均为住宅使用，地下部分层数为5层，均为车库使用，项目建设前期设计方案基于对施工现场的地质勘察结果，确定采取部分框支剪力墙结构，结构地上5层设置转换层。该单元的标准层层高为2.97 m，结构高度总体为167.3 m，根据该单位的规范，该单位为超 B级高度建筑结构。该项目的初步规划采用了50年的参照系，其地震设防等级按规范设防等级划分。在对结构承载力进行设计时，考虑按照1.1*基本风压进行计算。此外，鉴于该工程多个超高层住宅间的空间分布紧密，在进行风场交互作用的基础上，根据现行的建筑载荷标准，将互相干扰系数取值定为1.1。
2基础设计
本超高层建筑项目施工建设用地西部向北倾斜，东部向南倾斜，并具有阶梯状平台分布特征，致使该工程未设置底板，出现了部分脱空现象，导致结构单侧挡土的形成。考虑该超高层建筑项目现场实际情况，在基础设计中考虑应用如下优化措施：第一，将基础梁结构以及结构底板设置于建筑接地端基顶位置，板厚严格控制在160.0mm以上。第二，为促进高层塔楼基础结构稳定性水平的提升，对塔楼基础均选择为桩基基础，超高层住宅塔楼平面四角位置所对应桩基础嵌岩深度需达到6.0m以上，同时满足高于3*桩直径的基本要求。第三，对外围地梁截面进行扩大处理，标准为400*1200mm，并进行结构优化，增强基底与基底之间的受力关系，同时通过抗滑移以及基础嵌固有效性分析的方式验证基础设计方案的可靠性。
3 超限分析及结构设计优化
1）超限分析。本建筑项目地上部分层数为52层，均为住宅使用，地下部分层数为5层，均为车库使用，项目建设前期设计方案基于对施工现场的地质勘察结果，确定采取部分框支剪力墙结构，结构地上5层设置转换层。现场设计与施工参数显示：建筑基础框支柱混凝土强度等级选择为C60，标准截面尺寸为1500*1600mm，内部增加钢筋混凝土芯柱，将其截面尺寸严格按照700*700mm标准控制。同时转换层部分转换梁结构截面尺寸提升至1500*2500mm，基于设计强度以及抗侧力刚度水平要求，同时考虑建筑楼层上下刚度比标准，对剪力墙结构厚度与长度进行合理控制，厚度自原方案400.0mm调节至200.0mm。该建筑项目遵循建筑工程抗震设防审查要求，对超限内容进行分析：首先，该超高层建筑项目B级高度限值为140.0m，结构高度实测值为167.3m，据此可判定为超B级高度超限；其次，基于现场基础对部分框支剪力墙结构的应用，抗侧力构件具有不连续性特点。同时，该建筑项目多楼底部裙房结构为整体，导致超高层建筑项目面临大底盘多塔结构特点；最后，该超高层建筑项目存在结构底部掉层问题。从这一角度上来说，该建筑项目面临高度超限以及结构竖向不规则性的特点。
2）计算措施。根据本超高层建筑项目现场条件，结构功能以及构件重要性，综合对施工成本因素的控制，将此结构的性能级别设置为 C级，并制定出相应的总体和部件的控制标准。为在应对超限问题的过程中满足结构设计要求，尝试采取如下措施：首先，从小震弹性反应谱分析的角度上来说，该超高层建筑结构应采用两种力学模型所对应空间结构分析程序进行计算，对计算结果进行交互核对，确保分析结果的准确性。同时考虑小震弹性时程指标，在进行分析的时候，还会检查该超高层建筑的结构的抗震响应，并将各部件的内力和变形进行核对。采用时程分析方法，将所得数值进行均值，并与振型分解响应谱方法所得数值进行比较，将较大值作为后续超高层建筑结构施工设计的基本依据。其次，在考虑中度~大震因素影响的情况下进行等效弹性反应谱分析，显示基于超高层建筑结构性能目标对框支柱、转换层转换梁结构、落地剪力墙结构等一系列关键构件对应承载力进行计算，并对转换层和接触面的结构体系的主要结构体系（如转换层和接触面）进行受力计算。然后，开展地震下的塑性态时间历程研究，并结合地震下全过程，结合大震下的弹塑性响应，评估结构设计方案中整体位移是否能够与预期大震性能目标相契合，从而找准整体结构设计方案中存在的薄弱部位。最后基于实体单元对转换层结构进行模拟处理，并通过应用有限元分析方法，对结构设计方案构件内力进行计算与处理。
3）设计优化。首先，从该超高层建筑项目框支剪力墙结构的角度上进行分析，对底部加强区剪力墙结构抗震等级以及转换柱抗震等级进行设置，取1级标准，上述区域配筋按照特1级标准进行控制。同时，转换层转换柱内部通过增设柱芯的方式满足结构超限要求，此环节中对柱芯构造配筋率进行控制，标准为0.8％，其他部分构造参考1级抗震等级进行设计。同时，考虑结构超限问题，对转换层板进行加厚处理，按照200.0mm标准进行控制，该区域所对应配筋率最小应达到0.25％以上。其次，考虑到该超高层建筑项目实测整体高度为167.3m，高于B级建筑项目高度限值的实际情况，为满足超限结构安全性要求，对剪力墙结构约束边缘构件沿垂直方向进行延伸，以轴压比0.35楼层为标准。再次，对于本超高层建筑项目现场所配置大底盘多塔基础结构（现场实测数据显示大底板结构整体高度为20.5m，占塔楼高度12％），考虑在结构体型设计方案收紧部位进行结构超限处理，楼板厚度为160.0mm，同时对楼板双层双向进行通长配筋处理，配筋率最小值应满足＞0.25％要求。同时，针对大底盘多塔结构基础模式下，塔楼周边与裙房连接部位柱体结构，沿裙房雾面上下各1层对纵筋配筋率进行优化，建议提升至0.1％，同时通过箍筋全高加密的方式进行处理，以满足结构超限设计要求。最后，在对底部掉层问题进行设计处理的过程中，考虑到该超高层建筑项目上接地层结构楼板直接延伸至地坪部分并实现与基础顶的连接，因此在结构设计方案中对楼板进行加厚处理，加厚标准为160.0mm，同时对楼板进行双层双向通长配筋，对配筋率进行优化，建议提升至0.25％。在此基础之上考虑楼板应力计算结果对楼板区域配筋进行优化，并确保其能够与掉层、上层对应区域所计算刚度比以及抗剪承载力水平保持良好匹配关系，以达到优化结构设计方案的目的。
4 结束语
本文上述分析中针对该超高层建筑项目结构超限问题对其进行了基本的基本设计和结构设计的优化，并利用了响应谱分析和弹性时程分析等有关的方法，对其主要内容进行了一次科学的验算，最终确认了这个结构基础具备了良好的地震性能，可以实现预定的性能目标，对同类超高层超限建筑项目结构设计的优化提供了一定的参考与借鉴。
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