超限高层建筑结构抗震性能设计要点刘杰

刘杰

摘要：人们的日常生产生活活动离不开建筑物，超限高层建筑的工程质量和人们的生命财产有着密不可分的关系，这就对于我们的设计人员提出了更高的要求，在设计前期，必须要严格遵守我国对于建筑物的相应规章制度，同时运用各种科技手段，科学合理的计算建筑结构设计的各项数据和指标，尽可能采用目前先进的基于性能的超限高层建筑结构抗震设计，以此来不断提升我们国家对于超高层建筑安全性的设计要求，为高层建筑技术的应用和发展打下坚实的基础。基于此本文分析了超限高层建筑结构抗震性能设计要点。

关键词：超限高层建筑结构；抗震；设计要点

1、我国超限高层建筑抗震设计的缺陷和不足

一个国家的经济水平基本决定了这个国家的科技水平。我国现在的科学技术水平在实际的超限高层建筑的过程中，对于基于性能的抗震设计还是不能够解决在建设过程当中的问题;并且，由于社会的发展和城市化建设的需要，人们对于超限高层建筑的使用功能的复杂化和不同需求的提高，这对于超限高层的设计就更加复杂化，在建设项目的决策阶段对工程进行可行性研究是依据相关的依据来取得相关的结果的，这就会出现和实际情况不符难以实施的情况。由于社会的不断发展这就需要对每一栋超限高层建筑单独进行创新设计，这就给界定高层建筑的抗震性能水平增加了难度，由于多种因素的影响，就要增加对高层建筑的计算和分析。所以说，在超限高层建筑的抗震设计中采用基于性能抗震设计是最科学、合理的。在对建筑工程进行抗震设计当中，对于性能水平分辨的原则及性能标准和选择实施要特别重视，并且要特别进行深入的分析和论证。但是基于性能的抗震设计所要解决和研究的问题比较多和繁杂，特别是在地震级别的确定及计算模型和系数的确定问题上。只要以此方法来对建筑进行抗震设计，随着科学技术的不断发展和进步，就一定可以提高超限高层建筑的抗震性能。

2、超限高层建筑工程抗震设计的主要原则

我国超限高层建筑施工的过程中应坚持基本的施工原则，确保施工目标顺利实现。设计目标指的是根据震感强烈程度达到相应的设计标准，这不仅符合建筑施工需要，而且还能对超限高层建筑施工活动起到引导作用。目前在进行超限高层建筑结构抗震设计的时候需要遵循一定的原则，主要是：

原则一:分阶段设计方法。震感强弱影响建筑弹性，第一阶段主要对其进行弹性计算，同时适当增加地震效应以及载荷力，根据建筑强度进行建筑结构设计。此外，这一阶段还应控制弹性作用下的位置移动距离。第二阶段主要分析建筑物倒塌几率，掌握建筑物在较大震源下的位置移动情况，并制定合理的解决对策。原则二:三准目标原则。小震感影响下的建筑物应保持完整性，无需修整;中震感影响下的建筑物应具备维修价值，即建筑物维修后能够发挥使用作用;大震感影响下的高层建筑不会大面积倒塌，居民的人身安全和财产安全仅受到小程度损害。原则三:刚柔并济原则。实际设计的过程中坚持这一原则，能够大大增强建筑物抗震性。建筑物布局方式较合理，抗震性能较良好，无论是建筑物刚度，还是强度，均能起到地震抵御作用。

3、超限高层建筑结构抗震性能设计要点

3.1保障建筑结构的规则性

对于高层建筑进行设计的过程中，首先设计的相关的工作人员需要对建筑物的性能进行结合考虑，并根据高层建筑在实际使用中所要满足的需求以及设计的相关功能进行科学、合理的考虑，以此对建筑工程的平面进行规划。与此同时，高层建筑的设计人员还需要对工程现场的地理因素进行考虑，并将业主的需求作为重点对相关工作进行完善。对于超限高层建筑而言，其在进行设计的时候最重要的就是满足以上要求，因此在具体设计以及实际施工阶段，最重要的就是需要保证建筑的扭转刚度不能够超过规定的设计要求，同时还需要尽可能的防止结构发生扭转而影响到建筑物的抗震性以及安全性。除此之外，还需要注意的就是对于超限高层建筑物的结构，一定要保证其结构的对称性以及均匀性，这就要求对于剪力墙的布置要更加的合理，不仅能够及时的发现建筑物结构中存在的弱点，同时还能够防止出现特殊情况时建筑结构受到损坏，或者是坍塌。同时，对于设计人员来说，其自身的素质对高层建筑结构安全性以及抗震性具有重要的影响，这就需要不断加强设计人员的自身素质，并对发生地震时建筑物所要面临的抗震性，以及实际情况进行综合分析，当建筑物面临应力变化时，其内部结构就不会受到严重的影响，并且这种影响会逐渐降低。

3.2严格控制层间位移

在对超限高层建筑工程进行设计的过程中，需要对基于性能设计进行全方位的考虑，不仅要考虑到工程施工的价格体系以及对施工材料的选择，同时还需要特别注意建筑工程的高度比以及对于位移的掌控。对于钢筋混凝土结构发生位移时最关键的影响就是对平面规划的科学性与合理性，因此，对于工程的平面规划的科学性要不断地进行加强，从而更好的控制层间发生位移。此外，还需要结合实际工程状况进行考虑，使设计能够更加科学的完成，使超限高层建筑结构的稳定性以及抗震性得到进一步的保证，从而使超限高层建筑结构基于性能抗震设计能够得到更好的发挥。

3.3抗震性能设计的方法

基于性能的抗震设计，尤其是超限高层建筑结构的设计，需要从以下几个方面开展。（1）考虑到建筑质量问题，要严格把控并加强高层建筑的基础设计这一重要环节。在设计时，工程人员要尽量保证同种结构单元的性质与地基性质一致，确保其具有相同的结构形式。（2）在设计时还要结合位移结构抗震法。为了确保建筑结构的形变能力跟相关规定中的形变要求一致或者相符，需制度定科学合理的减震方案，并对建筑结构的承受能力进行有效验证。而且还需严格控制超限工程建筑的层间位移的位移角和位移的移延性。（3）要严格控制超限高层建筑刚度。因为在结构计算表格中，建筑的刚度会呈现一定的周期规律，从而影响主体结构的位移。这样，在设计时，工程人员可有目的性的对建筑剪力墙结构开洞和建筑截面等的尺寸大小、混凝土强度和梁钢度放大等与刚度有关的参数进行改变和调整，以期实现规定的抗震目标。

3.4房屋高度的超限及薄弱部位处理

(1)结合建筑造型，沿建筑外围设较密的框架柱，从计算结果看，设外围密柱后结构侧向刚度较大，最大位移值和层间位移角均较小，有效提高了建筑的安全度和舒适性。(2)加强核心筒底部加强区及顶部三层墙体的竖向构件设计。①该部位墙体最小配筋率提高到0.3%，约束边缘构件纵向钢筋最小构造配筋率提高到1.3%，配箍特征值放大1.1倍。②柱全部纵向钢筋最小构造配筋百分率提高到1.2%;最小配箍特征值比规范规定值提高0.01。严格控制加强区框架柱的轴压比不超过0.7。

总之，在城市化的建设过程当中，一旦有地震发生就会造成非常严重的人员伤亡和财产损失，因此对建筑物进行抗震性能的设计非常重要，这就要求我们建筑设计人员必须对建筑物进行抗震性能设计的更深层的研究，特别是在超限高层的建筑工程的抗震设计当中需要根据建筑所在地的具体情况来采用相应的设计方法和措施，从而确保整体建设安全。

参考文献

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[2]肖淼.高烈度区某超限高层抗震性能研究[D].重庆交通大学，2016.

[3]唐先胜.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].四川水泥，2015(08):109.