基于超限高层建筑结构基于性能抗震设计

余晗

摘要：本文首先分析了超限高层建筑结构的抗震设计要遵守的要求，然后分析了抗震设计的原则、抗震设计的要点，最后分析了抗震设计的方法，认为企业的设计者在为高层建筑结构做设计时，必须要考虑到高层建筑结构的抗震性能，而且还要做相应的设计。

关键词：超限高层；建筑结构；性能；抗震设计

在设计超限高层建筑的结构时，必须把抗震设计考虑到其中，并且做相应的设计，这样才能确保建筑在地震时的安全，保证人们的生命、财产安全。本文就超限高层建筑结构的抗震设计做简要分析。

1.抗震设计要遵守的要求

我国的相关法律法规规定，超限高层建筑的抗震设计必须满足一些要求，具体要求如下。

1.1我国的相关法律法规规定，如果建筑结构是抗震墙结构和钢筋混凝土结构中的一种，那么建筑的高度必须在规定的最大高度以下，如国是这两种的混合结构，那么必须进行9度设防，而且还要在规定的最大高度以下。

1.2采取的抗震措施应该比国家相关的法律法规严密，因为国家相关的法律法规只是制定了一个的标准，要想抗震效果好，就必须在这个标准之上制定自己企业的抗震标准和措施，这样才能更好的确保建筑物的安全。

1.3在国家相关的法律法规中，规定了三个重要的数值，一是建筑的高度，二是建筑高度与宽度的比值，三是建筑的体型必须规则。而在实际的操作中，三个数值必须有一个满足法律法规中规定的数据，才能保障建筑的抗震性。

2.抗震设计的原则

目前，我国建筑在抗震设计中，有一个非常重要的目标，即三水准目标。具体为一是大震不倒，一般在5级以上的地震，称为大震。建筑在遭受这个等级的地震时，不会倒塌；二是中震可修。3到5级的地震称为中震，建筑在遭受这个等级的地震时，不会大面积的损坏，损坏部分较小，而且在地震结束后，可以整修好，不影响继续使用；三是小震不坏，小震一般指3级以下的地震，建筑在遭受这个等级的地震时，不会有损坏，跟没地震前一样。这个原则是抗震设计所必须要遵守的原则，也是最著名的原则。要实现这个三水准目标，可以采用两个阶段设计法，一个阶段是要精确计算在小震的时候，建筑的弹性，另一个阶段是要满足抗大震的要求。对于超限高层建筑的设计来说，要遵守以下2个抗震设计的原则。

2.1坚持使用两阶段设计方法

在超限高层建筑的抗震设计时，要坚持使用两阶段设计方法。具体来说，一是要精确计算在小震的时候，建筑的弹性。在计算的时候，把各种因素都要考虑进去，比如建筑受到的地震力荷载、地震效应等因素，才能计算得出准确的结果。二是在设计的时候，要把在大震时影响建筑倒塌的各种因素都考虑到，并采取措施解决这种因素，确保在大震的时候，建筑不会倒塌。

2.2刚柔相济原则

在超限高层建筑的抗震设计中，一定要注意刚柔相济的原则，具体来说就是“强剪弱弯”原则、“强柱弱梁”原则，只有遵守这些原则，才能提高建筑的抗震性。而且还应该在建筑的建设上合理布局，以刚柔相济原则为指导，增强建筑结构的强度以及刚度，这样才能增强建筑的抗震能力，确保在地震时，保证建筑物的完好。

3.抗震设计的要点

超限高层建筑一般都比较高，容易受到水平作用力、风力等因素的影响。因此在建筑设计时一定要考虑抗震设计，避免以后受到地震灾害时倒塌，造成人员伤亡。根据以前的工程实践经验，分析之后得出在超限高层建筑结构抗震设计时，有以下2点需要注意。

3.1建筑结构应该具有规则性

建筑结构在设计的时候，不仅要考虑建筑的性能，比如抗震方面的性能、抗风方面的性能等，还要保证建筑结构具有规则性，严禁不规则的建筑结构出现。再者，设计时还要考虑到建筑结构要均匀受力，建筑结构的刚度要强，建筑结构尽量简单，不要太复杂。在做到了以上这些，当地震灾害来临时，才能保证建筑物不倒塌。

3.2层间的位移要控制好

在对建筑结构的抗震性能进行设计时，要考虑很多方面的问题，比如层间的位移、建筑高度与宽度的比值、选择的材料、合理规划和设计平面等等，这些问题都会影响建筑结构的抗震性能。尤其是层间位移，当建筑在地震以及大风影响的时候，会产生比较大的层间位移，建筑物就容易出现倒塌。因此在建筑结构的设计时，既要考虑建筑的刚度，还要考虑结构本身的承载力大小，保持建筑结构的稳定性。

4.对抗震设计的方法进行分析

4.1建筑的刚度要控制好

建筑的刚度大小对于结构的位移有十分重要的影响，而且通过对刚度大小进行计算，会发现一种周期的变化。因此在设计高层建筑的时候，可以调整一些影响刚度的因素来调整刚度的大小。再者，一些其他因素也会影响刚度的大小，比如剪刀墙结构的开洞个数、截面的大小等，因此通过调整这些因素也可以调整建筑结构的刚度。

4.2抗震结构的设计

建筑结构的抗震性能不仅仅依靠建筑结构整体的抗震性能，还应该有能够抗地震作用力的建筑结构，目前，我国的建筑是越来越高，因此设计出能够抗地震作用力的建筑结构就显得十分重要。现今，我国主要采用钢为骨心，混凝土为皮肤的建筑结构，这种结构就具有比较良好的抗震能力，另外钢材骨架结构也具有比较良好的抗震能力。我们在强调建筑结构整体抗震性能的时候，还应该考虑抗震结构的设计，这样才能保证建筑结构的安全。

4.3隔震和减震措施的使用

延性结构体系是我国目前使用最多的抗震体系，他的作用机理是能够吸收地震时所产生的大量能量，缓冲地震的作用力，确保建筑结构的稳定。实际的使用效果表明，这种延性结构体系的抗震效果非常好，而且使用的范围还在不断扩大。目前我国城市化进程的很快，建筑物的高度是越来越高，对建筑物的抗震能力也提出了新的要求，而且光靠这一种延性结构体系，不能满足抗震的要求了，我们需要使用更多的隔震和减震措施。

5.总结

总之，超限高层建筑已经走进了我们的生活，不管是为了提高土地的利用率，还是为了提供足够多的住房，都是社会发展的结果，它促进了建筑行业的发展。但是，超限高层建筑的高度实在是比较高，非常容易受到地震的影响，因此本身也存在一定的危险性，再加上设计不当的话，就会在地震的时候造成倒塌。所以，企业的设计者在为高层建筑结构做设计时，必须要考虑到高层建筑结构的抗震性能，而且还要做相应的设计。

参考文献：

[1]赵彤.高层建筑结构基于性能抗震设计思想的应用[J].结构工程师（StructuralEngineers），2011，27（2）：15-22.

[2]李灿灿，陆洲导，李凌志.建筑结构基于性能的抗震设计[J].四川建筑科学研究（SichuanBuildingScience），2005，31（5）：99-101.

[3]徐培福，戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].土木工程学报，2005，38（1）：1-10.

[4]林友湘.超限高层基于性能的抗震设计探究[J].建筑与规划设计——江西建材，2015，3：23-24.