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摘要：本文主要结合项目案例分析了高烈度区某高层建筑方案选择，通过项目实例可以进一步确定相关方案，方案的最终确定需要因地制宜结合本地实际情况，在选择比较过程中确保项目的稳定性 安全性 经济性。
关键词：高层建筑；高烈度区；方案比较
1工程概况
某高层建筑位于天津市内，地上建筑由主塔楼和裙楼组成，主塔楼和裙楼之间未设置抗震缝。建筑总层数十层，总高度为47.2m，裙房三层，裙房屋面标高17.1m，裙房平面尺寸约为105m×61m，塔楼平面尺寸约为69m×61m，主要功能为医技、住院等功能。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），天津市和平区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第二组。由于本工程属于重点设防类的医院，按津建设【2016】256号文，除按抗震规范进行抗震设防外，尚应按地震动峰值加速度0.30g复核主体结构的承载能力。
2结构选型
笔者根据结构特点，对比分析了钢筋混凝土、偏心支撑（延性支撑）钢框架及延性支撑（屈曲约束支撑BRB）钢框架三个结构方案。
分析结果表明，若采用钢筋混凝土方案，即便采用了消能减震措施，多遇地震作用下，剪力墙承担了80%以上的倾覆弯矩和剪力，为保证抗震性能，剪力墙墙肢计算配筋较大，较多部位的水平分布配筋率超过了1.0%，而在设防烈度的中震作用下，剪力墙墙肢的拉应力也较大，主要抗侧力构件的抗震性能难以保证，若采用型钢加强，在筒体墙肢含钢率5%的情况下，底部剪力墙厚度需500mm才能勉强满足“平均名义拉应力”小于 （按含钢率相应放大了名义拉应力的限值）的要求。考虑到偏心支撑（延性支撑）框架结构体系对结构塑性耗能的科学设置，可较容易满足高烈度地震设防地区的设防要求，且本项目为中等高度的高层建筑，支撑能展现很高的结构效率，故进一步分析了钢框架+偏心支撑方案。结果表明，支撑部分承担了60%左右的倾覆弯矩，普通支撑相连的框架柱和连接耗能段的普通钢框梁段要满足超强承载力设计要求，就必须采用较大的板件厚度，导致了工程造价的上升。若将偏心支撑改为BRB，可有效降低支撑轴力，结构周期加长，同时更有效地减小了整体结构的地震力，支撑承担的倾覆弯矩占比也会有所降低，和支撑相连的框架柱、框架梁截面会减小。故最终采取方案为设置中心延性支撑（屈曲约束支撑BRB）的钢框架结构。
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分析模型
3.BRB选型
本项目采用耗能型屈曲约束支撑，芯材材料为Q235，选取BRB具体型号的基本原则是保证BRB在小震时维持弹性，中震以及大震时能够屈服耗能，具体的选型步骤如下：
1、初选BRB芯材的等效截面积Ae，采用截面积为Ae矩形方钢管模拟BRB的作用；
2、建模分析得到BRB的内力，并提取其轴力最大值；
3、根据等效截面积、支撑的预估长度和芯材的强度查询产品技术手册得到支撑的设计承载力；
4、比较产品的设计承载力与BRB轴力最大值比较，应使得设计承载力大于轴力最大值，且不会留有过大的富余，以保证BRB在中震和大震时能够屈服；
5、若不满足上述条件，则重新选择等效截面带入计算，直至选定合适的BRB型号。
4.BRB平面布置
BRB在多遇地震作用下保持弹性，为主体结构提供足够的刚度；在烈度超越多遇小震时，BRB能够屈服耗能，充当主体结构的“保护器”，从而提高主体结构的抗震性能，BRB布置如图
BRB平面布置（5~9层
5.多遇地震分析
采用反应谱方法进行分析，以2层为例，在0.2g多遇地震参与荷载组合下的BRB最大轴力均小于BRB的设计承载力Nb/γRE，处于弹性状态，仅为主体结构提供抗侧刚度，未进入屈服耗能阶段。在0.3g多遇地震参与荷载组合下的BRB最大轴力均部分大于BRB的设计承载力Nb/γRE，BRB不仅为主体结构提供抗侧刚度，同时提供附加阻尼。
表11 2多遇地震（0.2g设防）下部分BRB状态
6.总结
本工程地属高烈度区，且由于项目特殊性，需要按地震动峰值加速度0.30g复核主体结构的承载能力。通过预设性能设计，合理布置屈曲约束支撑，确保结构受力性能是和设计策略一致。结果表明，在0.2g小震（70gal）时，BRB未屈服，结构保持弹性，此点为“小震不坏”控制点；0.3g小震（110gal）时，BRB部分屈服，为结构提供一定的附加阻尼；在中大震时，BRB大量或者全面屈服耗能，充当结构的“保险丝”，减小主体结构的破坏。