時間：2023-07-09 08:56:17
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關(guān)鍵詞：超限高層；建筑抗震設(shè)計；專項審查；樁基
中圖分類號：TU473文獻標識碼： A
1、超限高層建筑的概述
超限高層是指超過規(guī)范要求限制的高層建筑。 超限高層審查是在項目的初步設(shè)計階段，按國家建設(shè)部要求，申請全國超限高層審查委員會組織專家從技術(shù)角度進行多方論證，力求在抗震、消防等方面保證建筑物的質(zhì)量安全。“小高層”和“超高層建筑”都是“民間說法”，不規(guī)范。超限高層的高度和層數(shù)并沒有統(tǒng)一的“定數(shù)”。對混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑，超過120米為超限高層；混合剪力墻結(jié)構(gòu)為100米以上；有錯層的為80米以上；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的為55米以上；而網(wǎng)架無蓋結(jié)構(gòu)為28米以上。無論建筑物多高，超限高層都對工程技術(shù)質(zhì)量提出了更高的挑戰(zhàn)。
建設(shè)部早在2002年就了111號令《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》，明確了在各省、自治區(qū)、直轄市對此類工程的管理應(yīng)由相應(yīng)省級建設(shè)行政主管部門負責(zé)。并規(guī)定若在抗震設(shè)防區(qū)內(nèi)進行超限高層建筑工程建設(shè)，建設(shè)單位應(yīng)在初步設(shè)計階段向當?shù)厥〖壗ㄔO(shè)行政主管部門提出專項報告，可見政府對此工作的重視程度。
2、超限高層建筑工程抗震設(shè)計研究的作用和意義
在我國經(jīng)濟的發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化的大趨勢下，我國基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)發(fā)展也突飛猛進，出現(xiàn)了各個行業(yè)的流動資金開始往基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)匯集的現(xiàn)象。超高層建筑工程是在人們對空間成分利用的前提下應(yīng)運而生的，這反映了人們對充滿時代感和現(xiàn)代感的城市生活的追求。但是問題也隨之而來，因為超限高層建筑工程自身的結(jié)構(gòu)特點已經(jīng)超出了我國對建筑工程的理解和規(guī)定，抗震也成為擺在超高建筑工程面前的重大難題。尤其是這幾年以來我國地震災(zāi)害頻發(fā)，汶川、玉樹和雅安地震的發(fā)生造成建筑物的破壞更是讓我們觸目驚心。建筑物的抗震安全性是人民生命財產(chǎn)安全的重要保障。所以，我們要正確認識到在發(fā)展過程中存在的問題，提高超限高層建筑工程抗震設(shè)計的能力。完善超限高層建筑的抗震設(shè)計既與人民生命財產(chǎn)安全密不可分，又是社會發(fā)展的需要所在。
3、抗震設(shè)計的主要要點
針對建筑物懸挑過大的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)充分考慮其質(zhì)量的大小，對質(zhì)量較大的部位，應(yīng)該避免由偏心所造成的扭轉(zhuǎn)，同時還要考慮豎向的地震作用。對于立面開大洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)注意加強洞口四角以及邊緣。而對于有轉(zhuǎn)換層的建筑，利用厚板轉(zhuǎn)換的不利的，一般采用的是梁式轉(zhuǎn)換，并且避免多級復(fù)雜的轉(zhuǎn)換。
超限高層建筑抗震設(shè)計的基本要求就是要對框架結(jié)構(gòu)、普通剪力墻結(jié)構(gòu)的高度進行超限的程度控制，應(yīng)考慮現(xiàn)實的情況，遵守高規(guī)中結(jié)構(gòu)的最大使用高度，并且控制好抗震措施，如材料強度等級、體型布置、抗震等級、配筋率、軸壓比等方面應(yīng)采取比規(guī)范更嚴格的要求，以滿足提高結(jié)構(gòu)延性的要求。對于筒體結(jié)構(gòu)或者是框剪結(jié)構(gòu)的建筑，要注意6度或者7度設(shè)防的時候，高度不得超過規(guī)范最大適用高度的30%，而8度則不能超過最大適用高度的20%。同時，在房屋高度，高寬比和體型規(guī)則方面，必須要有一點或者一點以上符合相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求。
4、嚴格審查
首先，我們現(xiàn)在設(shè)計高層建筑的抗震分析方法與規(guī)范都是建立在目前的科學(xué)技術(shù)水平之上的。規(guī)范中所推薦的反應(yīng)譜法與時程分析法等并不完善，它們都采用了一系列的假定，特別是反應(yīng)譜法，它把整個高層建筑假定為一個質(zhì)量串，認為它們的重心都在一條垂線上，而且分析時只考慮了峰值加速度，頻譜組成僅近似地考慮了振型耦合，對持續(xù)時間根本就不考慮，而這些恰恰是對結(jié)構(gòu)輸入地震能大小影響十分關(guān)鍵的因素。由于以上原因，我們必須要求建筑非常規(guī)則，方能適用于我們現(xiàn)行規(guī)范的計算方法。如果規(guī)則性方面超出規(guī)范太多，則書本上的計算方法已不適用，電算輸出的結(jié)果的可靠性也就成了問題。而一般設(shè)計人員常常認為我們計算結(jié)果滿足規(guī)范就可以了，而忽略了計算方法本身的適用范圍，當然對超限高層控制的目的，就是要保證在現(xiàn)有的設(shè)計水平下，使被審查的工程都能在現(xiàn)有計算方法適用范圍之內(nèi)，以保證其計算結(jié)果的可靠、安全。
其次，我們選用的結(jié)構(gòu)類型都有一定的適用范圍，超過了這個范圍，我們采取的構(gòu)造措施通常會缺乏實踐的經(jīng)驗，而且會給可行性、技術(shù)合理性、經(jīng)濟性帶來很大問題，因此對各種類型的結(jié)構(gòu)，規(guī)范都限定了固有的適用高度。例如A級高層建筑超過了限值高度，那么就要按B級高度的高層建筑進行設(shè)計，其實質(zhì)是要提高其結(jié)構(gòu)的抗震等級。
最后，對高寬比的控制主要是為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，并對總剛度、經(jīng)濟合理性、承載能力進行宏觀控制，使主結(jié)構(gòu)受力更加合理均衡、易滿足變位條件，以保證正常的使用與造價的控制。
5、高層建筑樁基的施工工藝
高層建筑樁基施工技術(shù)首先是（1）在施工的時候?qū)τ诜桨傅木幹疲唬?）在施工之前要制定好工程的進度再根據(jù)總進度確定樁基的施工計劃。（3）施工的時候要注意安全的保證、質(zhì)量的保證以及文明的施工等。（4）為了保證施工工藝的合理性，在施工前應(yīng)進行試樁，再在此基礎(chǔ)上提取確定參數(shù)。由于城市化進程的加快，目前對高層建筑樁基施工工藝有了更高的要求。
5.1、預(yù)制的混凝土樁與鋼制樁的沉樁
預(yù)制混凝土的形式包括管狀型的樁和方形的樁兩種，鋼制的樁包括有鋼管樁和H型的鋼制樁兩種。以上這些樁沉樁的方法最主要的是鐵錘擊打法、靜力壓樁法以及水流沖擊沉樁法，但有的時候也會才用振動式沉樁的辦法。這幾種沉樁的方法中用鐵錘擊打深入法、靜壓力沉樁和振動沉樁的辦法在所有沉樁過程中都會出現(xiàn)擠壓土壤，即擠土的現(xiàn)象出現(xiàn)。而在這種現(xiàn)象出現(xiàn)的時候一定要注意采取措施以減少擠壓土壤對周邊環(huán)境的破壞。
5.2、灌注泥樁的成樁法
灌注泥樁成孔的方法主要包括干作業(yè)成孔、泥漿護壁成孔以及沉管成孔這幾種成孔方法。而在成孔完成鋼筋籠、混凝土安置澆筑上之后才會形成灌注沉樁。泥漿護壁成孔一般有正反循環(huán)泥漿護壁成孔與沖擊成孔這兩種方法。前者特別適用于淤泥以及淤泥質(zhì)土，但是在應(yīng)用的時候也要注意泥漿的護壁，特別是防止護壁的倒塌；后者適用于碎石和粘土，也可以在沙質(zhì)土以及粉質(zhì)土中使用。
6、結(jié)語
本文主要是通過超限高層建筑抗震設(shè)計的主要作用和意義進行的，同時對抗震設(shè)計的基本思路和原則，主要要點和高層建筑樁基的施工工藝作了探討。這對提高我國超限高層建筑領(lǐng)域的水平和技能，都有著重要的作用和意義。
參考文獻：
[1]姜文輝,李智.超限高層建筑工程抗震設(shè)計中的若干問題[J].廣東土木與建筑,2008,01:14-16.
關(guān)鍵詞：超高層建筑；抗震設(shè)防；專項審查
Abstract: at present, the domestic and worldwide tall building more and more, tall building the seismic fortification special review not only can improve the reliability of the seismic design of high-rise building, avoid seismic safety concerns, but also can promote the development of the technology of high building. This paper mainly studies the tall building the seismic fortification special examination technology, can for tall building seismic fortification special review provide certain reference.
Keywords: tall building; Seismic fortification; Special review
中圖分類號：TU97文獻標識碼：A 文章編號：
1前言
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，超高層建筑越來越多[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，5年之后，中國的超高層建筑總數(shù)將超過800座，約為現(xiàn)今美國總數(shù)的4倍。目前，已建成的全球十大超高層建筑中，中國已經(jīng)占據(jù)6席。臺北101大廈以508米樓高位居世界第三，上海環(huán)球金融中心主體高度492米排名第四，南京紫峰大廈高450米位居第七，金茂大廈高420.5米排名第八，香港國際金融中心二期420米排名第九，廣州中信廣場大廈以391米高度排名第十。而超高層建筑不僅總高度超過現(xiàn)有規(guī)程規(guī)范，而且結(jié)構(gòu)形式也越來越多，需要進行專門的抗震設(shè)防專項審查，避免抗震安全隱患。本文簡要地分析了不同結(jié)構(gòu)形式的超高層建筑抗震設(shè)防專項審查技術(shù)，供相關(guān)超高層建筑參考。
2超高層建筑抗震設(shè)防的專項審查
由于近年來超高層建筑總高度超過規(guī)范、規(guī)程的最大適用范圍很多，抗震設(shè)防審查時，需著重于以下幾個方面：（1）對不同結(jié)構(gòu)體系進行對比,盡量采用適用高度更大的結(jié)構(gòu)類型。（2）仔細論證超高層建筑中加強層的數(shù)量、位置和構(gòu)造。（3）嚴格控制混凝土剪力墻的剪應(yīng)力應(yīng)。（4）要保證關(guān)鍵部位的細部構(gòu)造在大震下的安全。
3轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的專項審查
超高層建筑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)一般有兩類：墻體轉(zhuǎn)換及柱或斜撐轉(zhuǎn)換。墻體及其轉(zhuǎn)換大梁形成拱，對框支柱有向外推力，軸柱的轉(zhuǎn)換梁是空腹桁架的下弦桿，次內(nèi)力較大，有時不考慮空腹桁架的空間作用。不同的轉(zhuǎn)換要有不同的設(shè)計方法，框支轉(zhuǎn)換大梁的設(shè)計和空腹桁架下弦桿的設(shè)計有明顯的不同，不可相混。有時，結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的轉(zhuǎn)換類型不同，在一個方向為框支轉(zhuǎn)換，另一個方向為軸柱轉(zhuǎn)換，此時需分別處理；在一個方向為框支柱，另一個方向為落地墻的端柱，計算框支柱數(shù)量時，兩個方向應(yīng)區(qū)別對待。
底部帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，應(yīng)避免底部結(jié)構(gòu)破壞，結(jié)構(gòu)的延性耗能機制宜在上部結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)。底部結(jié)構(gòu)包括：落地墻、框支柱、轉(zhuǎn)換構(gòu)件、轉(zhuǎn)換層以上二層的樓板、柱和墻體。轉(zhuǎn)換層以下必須布置足夠的上下連續(xù)的落地墻。當主體結(jié)構(gòu)底部樓層側(cè)向剛度比上部樓層側(cè)向剛度減少較多時，宜通過增加落地墻剛度或減少上部墻體剛度等措施加以調(diào)整。
對高位轉(zhuǎn)換，如8度區(qū)底部5層為商業(yè)建筑，上部的抗側(cè)力墻體在五層頂轉(zhuǎn)換，需要考慮高位轉(zhuǎn)換與低位轉(zhuǎn)換的不同：低位轉(zhuǎn)換主要按相鄰層的側(cè)向剛度比控制，高位轉(zhuǎn)換不僅要控制相鄰層的剛度比，而且要對不轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換高度處的總體剛度進行比較，使二者的總體剛度比較接近。這里，側(cè)向剛度計算時，需要注意轉(zhuǎn)換大梁的正確模擬：將大梁作為線性桿件計算時，其軸線位置應(yīng)按截面的抗彎中心確定，相鄰上下層的豎向構(gòu)件，需要考慮對應(yīng)的剛域。當在裙房頂板處進行高位轉(zhuǎn)換時，還需考慮轉(zhuǎn)換層以下裙房參與主樓整體工作的程度，分別處理，使側(cè)向剛度比的計算能反映結(jié)構(gòu)實際工作狀態(tài)。
4連體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的專項審查
連體結(jié)構(gòu)大致可有四類：（1）兩個主塔間用剛性連接的結(jié)構(gòu)體相連，連接體可以是一個或多個，每個連接體可以是一層或多層；（2）兩個主塔間采用人行通廊相連，一般按支座可滑動的結(jié)構(gòu)處理；（3）平面為開口很大的槽形，不滿足剛性樓蓋假定，在開口處每隔若干樓層設(shè)置連接構(gòu)件加強樓蓋的整體性，減少扭轉(zhuǎn)位移比；（4）房屋立面開設(shè)大洞口，在洞口頂部設(shè)轉(zhuǎn)換構(gòu)件將洞口兩側(cè)相連。不同的連體，設(shè)計方法不同。
當連體與兩端鉸接時，至少一端應(yīng)采用可滑動連接，根據(jù)震害經(jīng)驗，設(shè)計時應(yīng)保證大震下不墜落，應(yīng)考慮支座處兩個主塔沿連體的兩個主軸方向在大震下的彈塑性位移，然后按位移設(shè)計。當兩個主塔高低不同，主軸方向正交或斜交時，需要考慮雙向水平地震同時作用。當連體為多層時，不僅要考慮支座處的位移，還需考慮相關(guān)樓層的位移。
當連體與兩端剛接時，要算出兩端支座在大震下的內(nèi)力和變形，確保連體本身和連接部位的安全。對高低的主塔、主軸方向不一致的情況，同樣要仔細的分析計算。
對開口處的連接構(gòu)件，可按中震下不屈服設(shè)計，并提高連接部位的抗震等級。
9度設(shè)防時不應(yīng)采用連體結(jié)構(gòu)。連體本身在8度時應(yīng)考慮豎向地震，此時，支座處的豎向地震可能比地面加大，可通過考慮豎向地震輸人的彈性時程分析，計算連體的豎向振動。
對大跨度的連體，其豎向振動問題是否影響正常使用，也需要予以考慮。對于連體與主塔的連接，有條件時可采用隔震支座和消能阻尼器等技術(shù)。此時，應(yīng)進行專門的計算分析和支座的構(gòu)造設(shè)計。
5特殊體型結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的專項審查
近來，某些建筑設(shè)計，由于使用功能和美觀要求，導(dǎo)致體型特別不規(guī)則，平面扭轉(zhuǎn)效應(yīng)很大或樓板內(nèi)被大洞口嚴重削弱，豎向剛度突變，上下構(gòu)件不連續(xù)，上部構(gòu)件超長懸挑，動力特性不同的多塔彼此相連等等。尤其是多項不規(guī)則性同時并存，結(jié)構(gòu)計算分析模型難以正確反映實際情況，需要借助各種簡化手段。
這種特殊復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可根據(jù)具體情況詳細研究其地震下的受力特點，按基于性能設(shè)計的要求，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，對薄弱部位從抗震承載力和延性兩方面采取措施提高抗震能力。
針對結(jié)構(gòu)的復(fù)雜情況，抗震設(shè)防審查時要求所有鋼柱按設(shè)防烈度不屈服設(shè)計，四片巨型衍架在結(jié)構(gòu)屋面要形成封閉圈，出屋面的單片大桁架利用屋蓋圍護結(jié)構(gòu)的斜桿加強，應(yīng)考慮四個L形框架筒橫截面的翹曲，并在錯層的連接處設(shè)置鋼板剪力墻，還要求進行模型試驗，根據(jù)試驗結(jié)果調(diào)整細部構(gòu)造。
6結(jié)論
本文對對超高層建筑抗震設(shè)防專項審查技術(shù)進行了研究，有關(guān)高度超限、高位轉(zhuǎn)換、連體結(jié)構(gòu)以及特殊體型結(jié)構(gòu)的超高層建筑的一些概念設(shè)計方法及關(guān)鍵技術(shù)可供參考。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】：靜力彈塑性分析；動力彈塑性分析；超限高層建筑結(jié)構(gòu) ；抗震設(shè)計
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A
【前言】
近些年來，社會經(jīng)濟實力的上升，促使我國高層建筑的規(guī)模得到了較大幅度的提升，使得房屋的數(shù)量不斷的增加，不少較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及形體得以出現(xiàn)。對于這些高層建筑結(jié)構(gòu)來說，其中有一部分都超出了抗震設(shè)計的規(guī)范范圍及相關(guān)的抗震設(shè)計的規(guī)定之外。怎樣能夠?qū)@些建筑在地震中產(chǎn)生的可靠性進行分析與評估，受到研究者們的關(guān)注。靜力彈塑性分析方法能夠有效的來對結(jié)構(gòu)彈塑性下的強度、變形需求及探測結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行分析。特別是在對一些不規(guī)則結(jié)構(gòu)進行分析時，其可以彌除彈性分析過程中不能做到的一些環(huán)節(jié)，動力彈塑性分析方法能夠有效的來對結(jié)構(gòu)的屈服機制及相關(guān)的薄弱環(huán)節(jié)進行判斷，這是結(jié)構(gòu)彈塑性分析過程中一種最為有效的方法。
一、工程概況的反應(yīng)
1、對外框筒具有情況的分析
外框筒在工程實施的過程中是依據(jù)建筑的外形來進行設(shè)置進行。在本座大樓中，其存在的四個面均是呈現(xiàn)出外凸弧形，四個角的局部具有凹進部分。其存在的外框筒的基本柱的距離為5.5m左右，這是為了底部出入口大門凈空的設(shè)置。并且因為大柱距處于外框筒的中部，進行對外框筒造成的影響比較小，為了對結(jié)構(gòu)的延性做到提高，就需要對構(gòu)建的截面進行減小，在大樓的14層之下的距離使用型鋼混凝土柱來進行實施。
2、對內(nèi)筒具有情況的分析
在研究的大樓中，其主塔樓的內(nèi)筒是經(jīng)過四個相關(guān)的小筒來進行聯(lián)系在一起的。并且每一個小筒都是使用多道的剪力墻來組成的，因為明確的受力，使其具有較好的抗震效果。在內(nèi)筒墻體的厚度從上到下來進行減小的時候，其混凝土的也從C60變化為C40，這樣就可以實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)具有的自身重量做到有效的減小。
3、計算模型及假定條件的分析
在工程實施過程中，需要將其方烈度調(diào)置為七度作用，將其加速度也進行降低，因為在工程實施過程中使用的為鋼筋混凝土筒的中筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒為混凝土剪力墻核心筒的結(jié)構(gòu)設(shè)置，并將外筒設(shè)置為外筒，把其距離設(shè)置為四米上下，并將樓層的20層以下都使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來進行設(shè)置，另外還需要在相關(guān)規(guī)定中表示出來。把鋼筋混凝土的最大高度設(shè)置為230米作用。但就次樓來說，超出了幾十米，因此就屬于一種超限高層建筑。對于高層建筑來說，其結(jié)構(gòu)中具有梁及柱等結(jié)構(gòu)。梁、支撐及柱都屬于一維構(gòu)建，并且可以使用空間桿單元來做到對承受狀態(tài)的模擬，并且可以根據(jù)受力條件的不同，需要把兩端進行連接起來，分為一端固定連接，一端鉸接及兩端鉸接的幾種情況。并且當柱截面過大的時候，需要對剪切變形的影響進行考慮。剪力墻為高層建筑的主要抗側(cè)力構(gòu)件，在有限元理論的基礎(chǔ)上，用殼元來模擬剪力墻的受力狀態(tài)是比較切合實際的。樓板可采用平面板元和殼元來模擬其受力狀態(tài)。
4、對靜力彈性分析的采用
我們在分析的過程主要是對SATWE及ETABS這兩個程序的使用，從而能夠做到對眾值烈度下地震作用進行反應(yīng)譜分析。根據(jù)相關(guān)程序反應(yīng)的結(jié)果顯示，一個工程周期所使用的時間大約是在四點五秒上下。另外分析軟件分析的結(jié)果，這種最大層間所具有的位移角為1/1583，而是這是在對四十五層樓進行模擬所得到的結(jié)果。另外通過另一種軟件分析顯示，其出現(xiàn)的位移角為1/1551。并且這是在對第三十八層樓進行模擬所得到結(jié)果。這兩種軟件所得到的結(jié)果均能夠滿足相關(guān)的規(guī)定與標準。都把中筒結(jié)構(gòu)層的最大位移角控制在1/1500之中。因此所得到的結(jié)果就表示了這種方法能夠起到對七級地震進行抵抗的效果。
5、對彈性時程的相關(guān)分析‘
在分析的過程中，根據(jù)場地的特征來選擇兩條天然波，并且將其所對應(yīng)的峰值調(diào)到與設(shè)防烈度相適應(yīng)的位置之上。通過對多條時程曲線所得到的結(jié)果顯示，其得到的平均值都大于振型分解反應(yīng)譜法的80%，并將其作為控制條件。經(jīng)過相關(guān)的計算可以得出，使用人工波過程中，當采用最大的速度來對其進行時程進行分析的時候，就會得到結(jié)構(gòu)底部所具有的剪力剛剛超出反應(yīng)譜的60%上。是喲兩條天然波的過程中，采用最大加速度來進行的時候，其得到的結(jié)構(gòu)底部剪力不能滿足相關(guān)規(guī)定所給出的要求。
二、使用靜力與動力彈塑性分析來對超限高層結(jié)構(gòu)的抗震性研究過程
1、使用靜力彈塑性分析的應(yīng)用過程
當使用ETABS這種非線性有限元計算分析軟件來進行分析的時候，就可以建立起三維有限元模型，從而做到對建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性分析。根據(jù)分析的結(jié)果表明了，結(jié)構(gòu)在7度的時候，當遇到較大地震的時候，其層間所發(fā)生的位移為1/156，這樣得到的結(jié)果是小于相關(guān)規(guī)定中所設(shè)置的1/120限值標準。因此在發(fā)生這樣7度地震的時候，建筑也不會受到影響。并且在對其塑性鉸的分布問題進行分析之后，就會知道建筑物的部分柱子的腳部及頂部會有塑性鉸的形成，其主要發(fā)生的原因是因為角柱的形狀為異形柱，對其進行計算的過程中并沒有加入型鋼，并且對于混凝土的鋼筋并沒有進行改變，因此導(dǎo)致塑性鉸在其上部的大量存在。
2、使用動力彈塑性分析的應(yīng)用過程
在這種分析方面的實行過程中，需要兩組真實的強震來進行選擇，并且做好記錄工作，與此同時，還人工進行模擬一組，以便于能夠使用加速度時程曲線來對人工波進行分析，從而做到對地震波分析結(jié)果的了解。另外采用樓層位移的計算方法所得到的最大間位移結(jié)果是非常安全的。而且經(jīng)過對相關(guān)分析結(jié)果對比顯示，當層間彈塑性的位移較小，并且低于規(guī)定標準的時候，此時的結(jié)構(gòu)就是屬于比較安全的。另外根據(jù)對動力及靜力的彈塑性結(jié)果分析得出，這種塑性鉸的分布形式還是較為符合的，因此在對其進行時程分析的過程中，能夠得到較為廣泛的應(yīng)用。
三、靜力與動力彈塑性分析所展現(xiàn)出來的效果
1、分析過程較為合理
因為建筑結(jié)構(gòu)的周期為4.5秒左右，并且根據(jù)振型分解反應(yīng)所得出的最大層間位移角為1/1583及1/1551，其得到的結(jié)果都是在相關(guān)的規(guī)定之中。并且因為外框筒所占據(jù)的比例為50%左右，因此表明了外筒對地震的承擔(dān)效果較為良好，并且受力程度也較為合理。
2、分析方法是具有較強的安全性的
在使用彈性時程進行分析的時候，按照相關(guān)的地震的情況來獲得最大彈性間層位移角進行時，得到結(jié)果為1/1890。并且得到結(jié)構(gòu)地震剪力也小于振型分解反應(yīng)譜法。因
此，在彈性狀態(tài)，按照振型分解反應(yīng)譜法計算所得的內(nèi)力進行設(shè)計是安全的。
3、這種分析方法還需要得到進一步的提高
使用彈塑性時程分析方法及Push-Over分析方法對超限高層結(jié)構(gòu)地震作用的評價具有較大的影響。使用Push-Over方法還可以找出結(jié)構(gòu)體系中存在的不足部分，從而找出結(jié)構(gòu)的破壞順序，并且具有較為明顯的效果。
在實際的運用過程中，怎樣來做到對加載模式、高階振型及目標移位所造成影響的確定，以及在需求譜及能力譜計算方法選擇上，還有很多工作要完成。時程分析這種方法雖然運用的較為成熟，但是在對構(gòu)件及對地震波的選擇過程中，還需要做到進一步的研究。
總結(jié)：
雖然在對超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的研究過程中，靜力與動力彈塑性研究方法還存在著較多的不足之處，其中在計算的過程中會消耗大量的時間來用于計算。但是從整體所祈起到的效果來看，在這種分析方法中，選用較多的地震波和采用不同的恢復(fù)力模型對超高層建筑結(jié)構(gòu)進行分析是目前較好的選擇。
參考文獻：
[1] 門進杰,史慶軒,周 琦.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型振動臺試驗及抗震性能對比[J].建筑結(jié)構(gòu),2008,5(38):45～48.
[2] 程紹革,王 理,張允順.彈塑性時程分析方法及其應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2000,2(21)1:52～56.
中圖分類號： TU97文獻標識碼： A 文章編號：
前言風(fēng)荷載是各類建筑物的重要設(shè)計荷載之一。對大跨空間結(jié)構(gòu)、高層建筑而言，風(fēng)荷載常常起主要甚至決定性作用，復(fù)雜的動力風(fēng)效應(yīng)影響成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素之一。隨著新技術(shù)、新材料、新型式、新設(shè)計方法的應(yīng)用，工程結(jié)構(gòu)日趨多樣化、大型化、復(fù)雜化，對風(fēng)敏感程度越來越強。然而，在現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范中，上述結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計參數(shù)并不完善，風(fēng)與結(jié)構(gòu)間復(fù)雜的相互作用對結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計、防災(zāi)減災(zāi)分析提出了巨大挑戰(zhàn)。因此重大工程結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動力響應(yīng)特性研究越來越受到學(xué)術(shù)界和工程界的關(guān)注與重視。
一、風(fēng)荷載特點及其效應(yīng)
隨著高強輕質(zhì)材料的應(yīng)用和設(shè)計水平的不斷提高，現(xiàn)代建筑不斷向高層和超高層的方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)的阻尼更小，柔度更大。高層建筑的特點是長細比較大，在動力荷載作用下易產(chǎn)生振動和變形，長期的、頻繁的中低風(fēng)作用使高層建筑某些局部構(gòu)件產(chǎn)生疲勞破壞，從而使整個結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。當高層建筑的自振頻率接近風(fēng)的卓越頻率時，結(jié)構(gòu)響應(yīng)進一步加劇，風(fēng)振的影響非常顯著。據(jù)統(tǒng)計，結(jié)構(gòu)由于風(fēng)災(zāi)產(chǎn)生的破壞占結(jié)構(gòu)破壞總數(shù)的大部分。風(fēng)荷載已成為高層、超高層結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計荷載之一，已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計中不容忽視的內(nèi)容。
根據(jù)大量實測的風(fēng)速時程記錄，可將風(fēng)看作由平均風(fēng)(長周期的穩(wěn)定風(fēng))和脈動風(fēng)(短周期的波動風(fēng))組成。平均風(fēng)是在給定的時間間隔內(nèi)，把風(fēng)對建筑物的作用力的速度、方向以及其他物理量都看成不隨時間而改變的量。由于風(fēng)的長周期遠遠大于結(jié)構(gòu)的自振周期，可等效為靜態(tài)作用處理，應(yīng)用結(jié)構(gòu)靜力計算。脈動風(fēng)的強度是隨時間按隨機規(guī)律變化的，由于周期較短，應(yīng)用隨機振動理論進行分析。
由于氣流的慣性和粘性，風(fēng)流經(jīng)非流線型的高層建筑時，會產(chǎn)生復(fù)雜的流固相互作用效應(yīng)，主要表現(xiàn)為氣流的分離、再附著、渦的形成和脫落以及尾流的發(fā)展；同時產(chǎn)生氣動力。風(fēng)荷載對高層建筑有明顯的三維荷載效應(yīng)，按照氣動力的合力方向，風(fēng)荷載對建筑的作用主要分為順風(fēng)向荷載，橫風(fēng)向荷載，扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載。
在三維氣流流動中，順風(fēng)向有平均風(fēng)和脈動風(fēng)的共同作用；而在與平均風(fēng)垂直的水平方向，即橫風(fēng)向以及豎直方向僅有脈動風(fēng)作用。因此，對于建筑結(jié)構(gòu)，其風(fēng)效應(yīng)主要包括：順風(fēng)向效應(yīng)、橫風(fēng)向效應(yīng)，風(fēng)致扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及結(jié)構(gòu)的自激振動反應(yīng)。
二、風(fēng)振控制的設(shè)防目標
為了使高層建筑在風(fēng)荷載作用下不會發(fā)生局部破壞、結(jié)構(gòu)開裂和變形過大等現(xiàn)象，以保證結(jié)構(gòu)的安全，結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計必須保證強度、剛度和舒適性的要求。
影響人體感覺不舒適的主要因素是振動頻率、振動加速度和振動持續(xù)時間。由于持續(xù)時間取決于陣風(fēng)本身，而結(jié)構(gòu)振動頻率的調(diào)整又十分困難，因此一般使用限制結(jié)構(gòu)振動加速度的方法來滿足舒適度的要求。
三、降低結(jié)構(gòu)風(fēng)振相應(yīng)的措施
目前超高層建筑抗風(fēng)措施主要有氣動措施、結(jié)構(gòu)措施與機械措施三種方法。
3.1 氣動控制法
氣動措施可分為被動控制，半主動控制與主動控制。
半主動控制與主動控制需要外界能量，通過改變氣動措施的狀態(tài)或向風(fēng)場中吹氣來改善結(jié)構(gòu)周圍的流場，特別是控制流動分離，從而減小流體作用在結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力。但由于流體分布的隨機性，導(dǎo)致這類措施很難用于工程實際。
被動氣動控制，即通過改變建筑的外形以減小建筑的風(fēng)荷載與風(fēng)致效應(yīng)，是一種常用并且十分有效的措施，并且可以與建筑設(shè)計相結(jié)合。氣動措施用于建筑的方案設(shè)計階段，基于風(fēng)對超高層建筑的作用機理，能從根源上減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載與風(fēng)致效應(yīng)。
3.2結(jié)構(gòu)控制法
通過增強結(jié)構(gòu)本身的抗風(fēng)性能來抵抗風(fēng)荷載的作用，即通過提高結(jié)構(gòu)本身的強度和剛度，由結(jié)構(gòu)本身儲存和消耗風(fēng)振能量來抵御風(fēng)荷載。這種傳統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計方法，不一定安全，也很不經(jīng)濟，失去了輕質(zhì)高強材料本身的優(yōu)勢。僅用于結(jié)構(gòu)設(shè)計階段。
3.3機械控制法
機械措施是通過在主體結(jié)構(gòu)上添加輔助阻尼系統(tǒng)來減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)，比如臺北101大廈與上海環(huán)球金融中心都在其頂部設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器來控制結(jié)構(gòu)頂部的位移與加速度，以滿足結(jié)構(gòu)強度、剛度與舒適度的要求。機械措施也可以用來提高建筑的抗震性能。
調(diào)諧質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)被動減振控制體系的一類，它由主結(jié)構(gòu)和附加在主結(jié)構(gòu)上的子結(jié)構(gòu)組成。其中子結(jié)構(gòu)包括固體質(zhì)量、彈簧減振器和阻尼器等，具有質(zhì)量、剛度和阻尼，由于這種系統(tǒng)是利用調(diào)整子結(jié)構(gòu)的動力特性來減小結(jié)構(gòu)的動力特性的，而不是靠提供外部能量，故稱為“被動調(diào)頻減振控制體系”。
TMD在控制結(jié)構(gòu)振動方面是一種有效的減振裝置。它具有簡潔、可靠、有效以及低成本等優(yōu)點，倍廣泛的應(yīng)用到高層結(jié)構(gòu)以及的土木工程結(jié)構(gòu)的振動控制中，尤其是高層建筑，電視塔以及橋梁結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計。
四、設(shè)置TMD的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計的實用方法
項海帆等提出了一種基于我國 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的高層建筑風(fēng)振控制的實用化設(shè)計方法。由于不論何種減振裝置(主動，被動，半主動)，其減振的效果都可認為是相當于增加了結(jié)構(gòu)的阻尼。
4. 1 強度和剛度的抗風(fēng)設(shè)計方法
對于高層建筑結(jié)構(gòu)強度和剛度的抗風(fēng)設(shè)計，一般考慮結(jié)構(gòu)順風(fēng)向的平均風(fēng)和脈動風(fēng)的共同作用。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，作用在高層建筑任意高度處順風(fēng)向的等效靜力風(fēng)荷載標準值可按下述公式計算:
式中，為基本風(fēng)壓，為風(fēng)荷載體型系數(shù)，為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，為重現(xiàn)期調(diào)整系數(shù)，為順風(fēng)向Z高度處的風(fēng)振系數(shù)。顯然，公式(1)中只有風(fēng)振系數(shù)與結(jié)構(gòu)阻尼比有關(guān)。考慮到設(shè)置被動的減振裝置的作用是將高層建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比提高到，因此，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，受控結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)應(yīng)為：
式中脈動增大系數(shù)可表示成：
式中：
由此可知，在求得設(shè)置被動減振裝置的高層建筑結(jié)構(gòu)控制效果的結(jié)構(gòu)等效阻尼比和有效阻尼比后，就可按式(2)和(3)求得受控結(jié)構(gòu)降低了的風(fēng)振系數(shù)，并最終由(1)計算得到受控結(jié)構(gòu)上降低了的等效設(shè)計風(fēng)荷載的標準值。依此等效設(shè)計風(fēng)荷載的標準值就可如同常規(guī)的抗風(fēng)設(shè)計一樣，用靜力計算的方法求得受控高層建筑結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和其它荷載組合下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力和結(jié)構(gòu)層與層間位移，并最終驗算它們的強度和剛度的抗風(fēng)設(shè)計要求。
4. 2 舒適度的抗風(fēng)設(shè)計方法
由于舒適度主要取決于結(jié)構(gòu)的風(fēng)振層加速度，因此設(shè)置被動減振裝置的高層建筑結(jié)構(gòu)舒適度的抗風(fēng)設(shè)計只需考慮受控結(jié)構(gòu)風(fēng)振層加速度的計算方法。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程，結(jié)構(gòu)頂部順風(fēng)向脈動風(fēng)振加速度的設(shè)計計算值為：
其中A為高層建筑總的迎風(fēng)面積，mtot為建筑物總質(zhì)量。顯然，對于設(shè)置被動減振裝置的高層建筑，只需依其有效阻尼比，按公式(3)求得降低了的脈動增大系數(shù)后，就可由式(4)得到αw。并最終驗算舒適度的抗風(fēng)設(shè)計要求。
參考文獻
[1] 李愛群等. 工程結(jié)構(gòu)減振控制[M]. 機械工業(yè)出版社 2007.06
[2] 顧明, 葉豐, 張建國. 典型超高層建筑風(fēng)荷載幅值特性研究[ J] . 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報, 2006, 26( 1) : 24- 29
[3] 汪小娣. 高層建筑風(fēng)效應(yīng)及風(fēng)振控制[J]. 振動與控制,2007
[4] 項海帆. 高層建筑風(fēng)振控制基于規(guī)范的實用設(shè)計方法[J]. 振動工程學(xué)報.1999.12
關(guān)鍵詞：超限高層建筑、抗震設(shè)計、超限審查
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，高層建筑除了滿足建筑使用功能的要求，對建筑個性化的體現(xiàn)越來越重視，使高層建筑的平面、立面均極其特殊，各種新的復(fù)雜體形結(jié)構(gòu)（如連體結(jié)構(gòu)、主裙樓整體連接結(jié)構(gòu)、大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)、立面多次收進退層結(jié)構(gòu)及大懸挑結(jié)構(gòu)等）、復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系（如各種類型的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、多重組合結(jié)構(gòu)和巨型結(jié)構(gòu)等）出現(xiàn)。
1超限高層的設(shè)計方法
復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，采用多個相應(yīng)恰當?shù)摹⒑线m的力學(xué)模型進行抗震驗算分析，不是用所謂截然不同的、不合理的模型進行比較分析。“抗規(guī)”要求的不同力學(xué)模型，還應(yīng)屬于不同的計算分析程序。分析結(jié)果具體體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震作用下，抵抗地震作用的承載力具有客觀存在性，在相應(yīng)設(shè)計階段主要振動周期、振型和地震作用最大受剪承載力（底部總剪力 V0）應(yīng)出入不大。整體結(jié)構(gòu)應(yīng)進行彈性時程分析補充計算 （應(yīng)注意地震波采集須符合規(guī)范要求）；宜按彈塑性靜力或彈塑性動力分析方法補充計算；受力復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，宜按應(yīng)力分析結(jié)果校核配筋設(shè)計。
超限高層根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計，選擇性能目標控制，選定性能設(shè)計指標。第一性能水準的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足彈性設(shè)計要求（多遇地震），結(jié)構(gòu)的層間位移、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力及結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定等均應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定；按設(shè)防烈度（中震）的結(jié)構(gòu)，構(gòu)件承載力在不計入風(fēng)荷載作用、不考慮與抗震等級要求相關(guān)的內(nèi)力增大系數(shù)時需要滿足彈性設(shè)計和抗震承載力要求。第二性能水準的結(jié)構(gòu)，在中震或預(yù)估罕遇地震作用下，與第一性能水準的結(jié)構(gòu)的差別是，框架梁、連梁等耗能構(gòu)件正截面承載力只需要滿足“屈服承載力”設(shè)計，即采用構(gòu)件材料標準值和重力、 地震作用組合標準值工況下的驗算。第三性能水準的結(jié)構(gòu)，在中震或預(yù)估罕遇地震作用下，允許部分框架梁、連梁等耗能構(gòu)件正截面承載力進入屈服階段，受剪承載力宜按“屈服承載力”設(shè)計，豎向構(gòu)件及關(guān)鍵構(gòu)件正截面承載力應(yīng)滿足“屈服承載力”設(shè)計的要求；整體結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段，應(yīng)進行彈塑性分析。第四性能水準的結(jié)構(gòu)，應(yīng)進行結(jié)構(gòu)彈塑性計算分析，在中震或預(yù)估罕遇地震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件抗震承載力應(yīng)滿足“屈服承載力”設(shè)計的要求；允許部分豎向構(gòu)件及大部分框架梁、連梁等耗能構(gòu)件進入屈服階段，但構(gòu)件受剪截面應(yīng)滿足界面限制條件要求；結(jié)構(gòu)的抗震性能必須通過結(jié)構(gòu)彈塑性計算分析，在預(yù)估的罕遇地震作用下找出彈塑性層間位移角、屈服構(gòu)件的次序和塑性鉸分布、塑性鉸部位的材料受損程度。第五性能水準的結(jié)構(gòu)，應(yīng)進行結(jié)構(gòu)彈塑性計算分析，在預(yù)估罕遇地震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件抗震承載力宜滿足“屈服承載力”設(shè)計的要求；應(yīng)注意同一樓層的豎向構(gòu)件不宜全部進入屈服并控制整體結(jié)構(gòu)承載力下降的幅度不超過10%。
隔震與消能減震設(shè)計，是一種有效地減輕地震災(zāi)害的技術(shù)，在提高結(jié)構(gòu)抗震性能上具有優(yōu)勢（即抗震設(shè)防目標能力有所提高）。隔震技術(shù)一般可使延長整個結(jié)構(gòu)體系的自振周期達到使水平地震加速度反應(yīng)降低60%左右（相當于常規(guī)抗震設(shè)計設(shè)防烈度降低1.0度~1.5度），從而達到大大降低地震作用，并能獲得很好的經(jīng)濟效益。隔震設(shè)計計算分析方法一般為時程分析法， 強調(diào)隔震層設(shè)計與構(gòu)造措施的重要性。消能減震通過消能器（分為速度型和位移型阻尼器）設(shè)置控制預(yù)期的結(jié)構(gòu)變形、 增加結(jié)構(gòu)阻尼達到減少地震反應(yīng)，較好地發(fā)揮出經(jīng)濟效益。 設(shè)計計算分析方法一般為非線性時程分析法，與常規(guī)抗震設(shè)計設(shè)防烈度約降低 1.0 度設(shè)計。因此在部分樓層增設(shè)粘滯阻尼消能支撐（設(shè)計往往布置在計算分析層間位移角較大的部位，并注意兩個主軸方向的均勻布置），通過提高結(jié)構(gòu)的附加阻尼比來降低結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)。整體結(jié)構(gòu)的非線性時程分析結(jié)果表明，在框架－抗震墻結(jié)構(gòu)中增設(shè)消能支撐，可以較為經(jīng)濟地控制結(jié)構(gòu)的樓層位移，提高結(jié)構(gòu)的抗震安全儲備。
建筑抗震性能化設(shè)計，根據(jù)設(shè)防目標立足于結(jié)構(gòu)承載力與變形能力的綜合考慮，具有針對性和靈活性（或?qū)φ麄€結(jié)構(gòu)、或?qū)δ承┚唧w部位或關(guān)鍵構(gòu)件）設(shè)計分析方法達到預(yù)期的性能目標，分為構(gòu)件或結(jié)構(gòu)彈性分析、彈塑性分析，基于提高建筑抗震安全性（承載力、變形、構(gòu)件延性）或滿足使用功能的專門要求。
“小震不壞，中震可修，大震不倒”三水準目標，即第一水準按眾值烈度或多遇地震影響時，結(jié)構(gòu)抗震分析采用彈性反應(yīng)譜進行彈性分析設(shè)計，主要是承載力驗算，又稱第一階段線彈性設(shè)計；第二水準按基本烈度或設(shè)防地震影響時，考慮非線性彈塑性變形及承載力略有提高，屬于第二階段彈塑性變形驗算；第三水準按最大預(yù)估烈度或罕遇地震影響時，主要通過概念設(shè)計和抗震措施滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，即第一階段和第二階段分析（通過靜力非線性分析、又稱靜力推覆分析和動力非線性分析、又稱彈塑性時程分析）過程，并采取相應(yīng)的抗震措施。
2超限高層的抗震設(shè)計審查
根據(jù)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》（建設(shè)部111 號令）、《超限高層建筑抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》（建質(zhì)[2010]109 號通知），建設(shè)工程施工圖設(shè)計審點應(yīng)放在抗震概念設(shè)計上，是否符合現(xiàn)行工程設(shè)計標準、規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，施工圖設(shè)計文件編制深度是否滿足要求，認真分析結(jié)構(gòu)計算模型及計算分析與實際情況的相符性、合理性，結(jié)構(gòu)超限判斷、抗震設(shè)防目標及抗震設(shè)防措施的準確性，力求審查過程以提高施工圖設(shè)計質(zhì)量為目的，不拘泥于傳統(tǒng)的形式，應(yīng)有前瞻性，跟進專業(yè)技術(shù)的新發(fā)展和趨勢，專研技術(shù)疑難問題，認識新的結(jié)構(gòu)體系、運用新的結(jié)構(gòu)分析手段，設(shè)計方法和施工技術(shù)得到發(fā)展，推動了建筑行業(yè)科技進步的現(xiàn)實， 注重設(shè)計的合理性、經(jīng)濟性，促進建筑工程設(shè)計對公眾安全、公共利益質(zhì)量監(jiān)督作用。通過工程超限高層審查專家組的審查意見，設(shè)計能夠掌握和切中要點，反應(yīng)全面和關(guān)鍵部位（如薄弱層、軟弱層）采取結(jié)構(gòu)抗震加強綜合措施，提高結(jié)構(gòu)能力水準。
工程設(shè)計送審審查資料一般從幾個步驟入手，即工程概況、工程設(shè)計、結(jié)構(gòu)計算結(jié)果及分析、結(jié)構(gòu)不規(guī)則類型及超限的描述和判別、結(jié)構(gòu)超限應(yīng)考慮的問題及解決辦法應(yīng)對的加強措施，即內(nèi)容應(yīng)翔實，針對性強。《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》詳細規(guī)定了相關(guān)內(nèi)容。
目前，視工程抗震專項審查項目的超限程度具體情況，超限工程專家組技術(shù)審查意見包括了省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳抗震辦委托全國或省抗震專家提出的意見，不僅肯定了超限高層設(shè)計判別，同時進一步調(diào)整和補充了計算分析和采取抗震加強措施的要求的必要性，也是對工程設(shè)計的指導(dǎo)性意見、第二階段施工圖審查的審查依據(jù)參考之一。
3結(jié)語
總之，建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的不斷發(fā)展，指導(dǎo)工程抗震設(shè)計重要性日趨顯示出來。我們還可從文獻[1]、文獻[2]、文獻[3]中關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防審查工程看出 ，超限及不規(guī)則建筑工程結(jié)構(gòu)的研究分析思路、設(shè)計與計算方法，對建筑超限判斷、超限部分所采取更為嚴格的措施等，提高工程結(jié)構(gòu)的防震救災(zāi)綜合能力；文獻[1]還強調(diào)了在內(nèi)在的設(shè)計技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新、推進、完善和補充現(xiàn)行規(guī)范方面提出操作性較好的說明。這一切，恰好說明了建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計作為基本設(shè)計和審查思路的必要性。
參考文獻:
[1] 超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
[2] GB 50011-2010建筑設(shè)計抗震規(guī)范[S].，2011.
SATWE和MIDAS彈性動力時程分析結(jié)果
在小震作用下樓板的3條地震波作用下于樓板最大拉應(yīng)力為3MPa，但最大應(yīng)力僅出現(xiàn)在個別應(yīng)力集中的角點。大部分樓板的應(yīng)力都在2MPa以下，略大于C30混凝土的抗拉應(yīng)力，再考慮樓板鋼筋的作用可以判定在小震作用下樓板基本處于彈性狀態(tài)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)單元參照小震CQC法計算構(gòu)件配筋結(jié)果。地震波按彈性時程分析時所選地震波按中震輸入。中震階段結(jié)構(gòu)彈塑動力時程分析時，構(gòu)件抗震承載力按強度標準值計算（作用分項系數(shù)、材料分項系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)均取1）。中震地震影響系數(shù)最大值αmax=0.12，地震波地震加速度時程曲線最大值：50cm/s2。連梁剛度折減系數(shù)取為0.5，同時不考慮風(fēng)荷載的作用，驗算構(gòu)件承載力是否滿足要求。中震階段結(jié)構(gòu)彈塑動力時程分析軟件采用EPDA進行，通過調(diào)整以上分析參數(shù)，求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力，并進行構(gòu)件承載力驗算。結(jié)果顯示，結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件及關(guān)鍵部位構(gòu)件均滿足承載力驗算保持完好無損壞，僅在個別樓層個別耗能構(gòu)件（連梁）出現(xiàn)輕微損壞，震后稍加修理即可繼續(xù)使用。從以上分析可知本結(jié)構(gòu)在中震地震作用下，結(jié)構(gòu)基本保持彈性，僅個別剪力墻及耗能構(gòu)件輕微損壞稍加修理即可繼續(xù)使用，達到了預(yù)期的抗震性能目標：即設(shè)防地震作用下結(jié)構(gòu)輕微損壞。通過對結(jié)構(gòu)在中震作用下的彈塑性動力時程分析得出結(jié)構(gòu)在中震作用下仍然保持彈性狀態(tài)，所以對結(jié)構(gòu)可以通過MI－DAS軟件按照中震CQC法進行設(shè)計，然后對結(jié)構(gòu)進行中震彈性時程分析，考察樓板在中震下的反應(yīng)來近似模擬按小震設(shè)計的結(jié)構(gòu)在中震作用下的樓板應(yīng)力分布狀況。作用分項系數(shù)、材料分項系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)均取1。中震地震影響系數(shù)最大值αmax=0.12。根據(jù)以上分析結(jié)果，樓層平面在中震作用水平地震時程激勵下，樓層平面開洞后存在一定的應(yīng)力集中現(xiàn)象。經(jīng)計算樓板大部分拉應(yīng)力為4.0MPa，大于C30混凝土的抗拉應(yīng)力。采用鋼筋抗拉強度設(shè)計值作為樓板承載能力的指標，保證中震時樓板鋼筋網(wǎng)不屈服，核心混凝土能有效工作，計算公式如下：σ中震≤fyASγREhs式中：γRE=0.85為抗震承載力調(diào)整系數(shù)；s為鋼筋間距；h為板厚。對于圖示位置部分樓層的連接區(qū)域樓板大部分拉應(yīng)力為6.0MPa，采用上述計算公式，根據(jù)樓板應(yīng)力的計算結(jié)果，120mm厚連接板內(nèi)配三級鋼，直徑8mm，間距120mm，雙向雙層。而對于電梯間與樓梯間之間的連接板樓板應(yīng)力較大，則采用150mm厚板，配置三級鋼，直徑10mm，間距120mm，雙層雙向。通過以上構(gòu)造和計算分析可知，結(jié)構(gòu)樓板的平面凸凹、開洞等平面不規(guī)則部位，在中震作用下仍處于彈性階段，能夠滿足抗震設(shè)防概念設(shè)計的要求。該結(jié)構(gòu)為平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)，相對于靜力彈塑性分析，采用動力彈塑性分析能更為真實地反應(yīng)結(jié)構(gòu)在大震作用下各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性能。
本工層選用EPDA結(jié)構(gòu)軟件的PUSH程序?qū)Y(jié)構(gòu)進行動力彈塑性分析。通過對結(jié)構(gòu)大震下彈塑性靜力push-over計算及分析，得出以下結(jié)論：（1）本計算選用參數(shù)時相對保守。材料強度為標準值，不考慮箍筋增強作用，僅計入1倍梁寬的翼緣作用，塑性鉸判斷準則為剛度退化50%。因此，分析所得結(jié)果仍具有相當?shù)脑Ａ俊＃?）能力、需求曲線及抗倒塌驗算表明，性能點需求層間位移值小于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》限值且有較大裕量，具有結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下具有良好抗側(cè)能力和抗倒塌性能，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的性能目標。（3）性能點層間位移最大值均發(fā)生在結(jié)構(gòu)彎曲變形和剪切變形都較大的中下部且層間位移值曲線沿層高變化連續(xù)平滑，無明顯變形集中的薄弱層，有利于結(jié)構(gòu)整體耗能性的充分發(fā)揮。（4）從位移荷載曲線可以看出，結(jié)構(gòu)在逐漸進入屈服狀態(tài)之后呈現(xiàn)出明顯的延性特征，可以推斷，在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)具有良好的耗能性能。（5）本結(jié)構(gòu)設(shè)計中，樓層的抗側(cè)剛度和抗剪承載力自下而上逐漸減小，與分析中性能點彎矩剪力較好吻合，提高了結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性及合理性。（6）結(jié)構(gòu)的塑性狀態(tài)分析表明，結(jié)構(gòu)在作用不太大時，連梁將首先出鉸耗能，而隨荷載增加結(jié)構(gòu)頂部和底部也將成為主要塑性區(qū)域。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計中也對該區(qū)域作為重點設(shè)防區(qū)域，確保其延性。（7）經(jīng)過分析結(jié)構(gòu)在大震作用下具備良好的抗傾覆能力，能達到大震不倒的抗震性能。
針對超限的設(shè)計措施
【關(guān)鍵詞】超限高層建筑;抗震設(shè)計;建議;問題
引 言
當今世界人口密集，資源壓力大。人們的生存空間逐漸從簡單的低層地面發(fā)展到了超限的高層建筑。在大城市中，高樓林立。而由于大城市具有比較多的工作機會，越來越多的人涌入進來，也更加促使超限高層建筑工程的發(fā)展，未來將會成為“天空的世界”。超限高層建筑工程與地面工程相比，施工難度和強度都比較大，要考慮地質(zhì)條件，方案標準和成本等諸多因素的影響。超限高層建筑工程的抗震能力是最需要考慮的，它關(guān)系著整個超限高層建筑工程的安全性。因此，對超限高層建筑工程抗震設(shè)計是一個復(fù)雜而且嚴格的過程。
一、抗震設(shè)計的基本思路和原則
從世界范圍來看，各國的抗震的主要原則是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，這也是處理地震作用高度不確定的最優(yōu)途徑。在實踐過程中，此原則得到了廣泛的認可和一定程度上的效益。參照此原則嚴格執(zhí)行的西方發(fā)達國家和地區(qū)，大部分建筑物符合了抗震規(guī)范設(shè)計，重大地震過程中所造成的人員傷亡已呈下降趨勢。但是在中小地震過程中，依舊可能造成建筑物的某些結(jié)構(gòu)正常使用功能的喪失，從而影響了人們對人居環(huán)境的更高追求和實現(xiàn)。
超限結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計環(huán)節(jié)主要分為兩個階段。第一是彈性反應(yīng)譜的采用，主要是針對多遇地震地區(qū)。用這兩種方法主要是能夠根據(jù)詳細的結(jié)果和數(shù)據(jù)粗略估算出結(jié)構(gòu)層的薄弱位置。第二階段是Pu shove彈塑性時程分析方法的采用，此方法主要是分析判定結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸出現(xiàn)的分布和順序。
二、超限高層建筑工程抗震設(shè)計的要求
1設(shè)置建筑物的抗震防線
建筑物的抗震防線體系都是由許多延伸性比較好的分體系構(gòu)成的。這些延伸性比較好的分體系，能夠互相聯(lián)系，共同工作。雖然每一個建筑物都有自身的抗震防線，但是不能只設(shè)置一道，因為一旦地震發(fā)生，強震之后必將伴隨著余震。只有一道抗震防線，就會被接二連三的余震所影響，導(dǎo)致建筑物的坍塌。超限高層建筑工程抗震設(shè)計要建立一系列的屈服度，并在內(nèi)外部具有豐富的余度。組成抗震的分體部件，要有一定的延伸性和適當?shù)膭側(cè)嵝裕@樣的結(jié)構(gòu)能夠減緩比較多的地震能量，提高超限高層建筑工程的抗震能力。另外。要對樓層內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行處理，主要的耗能結(jié)構(gòu)屈服以后，就檢測一下彈性階段的構(gòu)件，保證結(jié)構(gòu)的延伸性和抵抗坍塌的能力。
2保證建筑物的穩(wěn)定承載能力
工程設(shè)計中，首先要保證的就是建筑物的延伸性、穩(wěn)定性和承載度。工程設(shè)計構(gòu)建結(jié)構(gòu)要加固底層的墻柱、節(jié)點，弱化橫梁和構(gòu)建。對建筑物中可能出現(xiàn)薄弱的地方或者是已經(jīng)出現(xiàn)了薄弱的地方，要采取相應(yīng)的科學(xué)合理的辦法，提高總體的抗震能力。超限高層建筑承擔(dān)的豎向荷載的構(gòu)件不應(yīng)該是主要耗能的構(gòu)件。
3 采取多項措施提高抗震能力
在大地震中，真正起抗震作用的是建筑物本身的主要構(gòu)件。構(gòu)件能在大地震中承受地震所帶來的危害，就要仔細的檢查高層建筑物中的薄弱部位。對高層建筑物的彈性受力和承載能力的均衡位置點要合理的處置，在樓層的比值發(fā)生變化時，要及時發(fā)現(xiàn)和處理，并采取加號的辦法進行解決。
三、超限高層建筑工程抗震設(shè)計出現(xiàn)的一些問題
1缺乏評測周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的資料
雖然我國早已步入了市場經(jīng)濟體制，但是在建筑建設(shè)中依然存在著計劃經(jīng)濟體制急功近利的思想。許多的工程建設(shè)因為追求眼前的經(jīng)濟效益以及工程的進度，就直接按照規(guī)劃好的圖紙進行施工建設(shè)，而沒有仔細的對地域的周邊環(huán)境和地質(zhì)條件進行勘探和評測。沒有地質(zhì)資料，就失去了施工的準備和依據(jù)，容易出現(xiàn)許多的事故，造成不利的影響。
2解決結(jié)構(gòu)上的平面布置
超限高層建筑結(jié)構(gòu)有的為了追求美觀，也有的是因為地質(zhì)構(gòu)成和周邊環(huán)境的影響，導(dǎo)致外形不是很規(guī)則、均勻，凹凸的變化大。這就使得一個結(jié)構(gòu)內(nèi)的單元內(nèi)，受結(jié)構(gòu)平面上的形狀的影響，剛度發(fā)生了不均勻的現(xiàn)象，導(dǎo)致平面的長度變長。
3結(jié)構(gòu)單元內(nèi)存在不同的受力結(jié)構(gòu)體系
超限高層建筑施工方案中常會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。一個單元內(nèi)用砌體來承受重量，而另一個單元內(nèi)，用排架或者全框式的承受重量。這就使得原本的建筑物出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象，容易造成房屋倒塌。
四、對加強超限高層建筑工程抗震設(shè)計的建議
1加強構(gòu)造構(gòu)件抗震性能的措施
對超限高層建筑的底部，要加強部位的剪力墻厚度。用型鋼混凝土柱來加大底部加強的部位，并加大其配箍的特征值。交叉暗撐式來組成連梁配筋形式。嚴格控制框支柱的軸壓比，并運用相關(guān)的構(gòu)造措施來加強節(jié)點和錨固。
2 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計
首先要增大落地剪力墻的厚度，對型鋼結(jié)構(gòu)模型混凝土轉(zhuǎn)換粱的主要節(jié)點和配筋進行強化，調(diào)整結(jié)構(gòu)的布置，使上下部機構(gòu)的轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度符合標準的規(guī)范 對轉(zhuǎn)換層臨近的上下層樓板的配筋，用雙層雙向配筋處理，嚴格控制框支柱的軸壓比，運用型鋼混凝土柱，并控制好柱的配箍特征值。適當?shù)膶⒓袅Φ呐浣钐岣撸赊D(zhuǎn)換層延伸2層左右。
3 結(jié)構(gòu)的平面布置
降低扭轉(zhuǎn)的直接影響，側(cè)向剛度逐漸均勻的發(fā)生變化。對結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置要反復(fù)的考慮，并充分的調(diào)整和計算。在考慮好偶然的偏心影響地震作用之下，樓層豎向構(gòu)件的水平位移和最大層間位移和樓層平均值相比，要小于該樓層平均值的1.4倍，轉(zhuǎn)換層側(cè)向剛度與相鄰上部樓層剛度相比，要大于70%左右，受剪承載力與上層受剪承載力相比，要大于上層的80%左右。
4 制定一項嚴格程序
超限高層建筑工程制定旋工方案和實施是一個長期且比較復(fù)雜的過程，要考慮好經(jīng)濟投入的成本和施工風(fēng)險，注意施工以及工期的條件。根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境和周邊環(huán)境的影響，制定一個滿足地震設(shè)計、周邊環(huán)境的要求以及具有經(jīng)濟效益的工程制定施工方案。而制定程序是保證施工方案質(zhì)量的最佳制定的辦法。制定的程序主要有這兩個階段：① 對周邊環(huán)境和地質(zhì)條件進行勘探和評測，將施工對象的地質(zhì)條件摸清楚，測量好固巖的穩(wěn)定，預(yù)測好各項風(fēng)險的因素，并設(shè)計出最好最佳的方案，評估工程對周邊環(huán)境的總體社會影響。②對各個因素進行取舍，在無法兼顧工程的成本和進程，以及方案的選擇問題時，要明確整個工程的目標價值，考慮工程中每個因素的作用，做出正確的判斷。
五、結(jié)束語
總體而言，對于超限高層建筑工程的抗震設(shè)計，是當今社會建筑工程中一個比較重要的研究話題。如何讓更好的對超限高層建筑工程的抗震設(shè)計進行加強管理，需要從周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的評測、結(jié)構(gòu)的平面布置以及單元內(nèi)的受力體系等方面綜合考慮，設(shè)置全面的抗震防線，加強建筑物的穩(wěn)定承載和抗震能力。保證超限高層建筑工程抗震設(shè)計的最終質(zhì)量，就要組織全體的知識和力量，學(xué)習(xí)國際上的先進技術(shù)和理論，總結(jié)我國的基本國情，因地制宜的研究出適合我國大城市超限高層建筑的抗震體系，拿出經(jīng)濟實際的最佳方案。最終為居民的生命財產(chǎn)安全提供保障，促使我國的社會經(jīng)濟安全可持續(xù)的發(fā)展。
參考文獻
[1].陳劍峰.高層建筑抗震設(shè)計存在的主要問題及設(shè)計對策叨.科技視界，2012，（19）.
關(guān)鍵詞：超限高層；空間結(jié)構(gòu)振型分解法；抗震性能目標；彈塑性分析；構(gòu)造措施
1.工程概況
某住宅綜合樓，地上32層，地下2層，標準層平面布置為L形（見圖1），總建筑面積為20680.800O。地上1層為商鋪，2層為社區(qū)健身中心，3～32層為住宅；結(jié)構(gòu)主體高度為99.600米，高寬比為4.5。主樓地下1層為管道夾層，地下2層戰(zhàn)時為甲類核6級防空地下室，平時為戊類庫房；裙樓為地下1層車庫，板頂有2.100m的覆土。結(jié)構(gòu)嵌固端的位置為主樓地下1層樓面（±0.000m）處；主樓地下2層樓面（-2.100m，裙樓頂板）與裙樓樓板連為一體（見圖2）。結(jié)構(gòu)主體采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計等級及設(shè)計參數(shù)（詳見表1）
3.結(jié)構(gòu)主體設(shè)計
3.1結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性分析
根據(jù)建設(shè)單位對建筑造型、功能的要求及規(guī)劃場地的現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)平面呈L型，屬于《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3--2010）第3.4.3條中圖3.4.3（c）類情況。
3.1.1根據(jù)《高規(guī)》表3.4.3的規(guī)定，可知：本建筑物平面中
（1）L/B=33.6m/13.4m=2.5
（2）l/Bmax=10.8m/24.2m=0.45>0.30，2≥[（L-b）/b=20.4m/13.2m=1.5]>1，（L-b）/L=20.4m/33.6m=0.61≥0.3，不滿足要求；
（3）l/b=10.8m/13.2m=0.8
3.1.2根據(jù)《高規(guī)》第3.4.6條中“有效樓板寬度不宜小于該層樓面寬度的50%”的規(guī)定及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011--2010）表3.4.3-1中第三種類型的定義和參考指標，本建筑平面中1-4～1-10/1G～1F部位，樓面總寬度為13.4m，總的開洞尺寸為4.45m+3.40m=7.85m，有效樓板寬度為13.4m-7.85m=5.55m，而5.55m /13.4m=41%
有上述兩條可知，建筑平面布置有不規(guī)則的情況，造成樓板平面內(nèi)剛度降低，樓蓋整體性較差，對結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生不利影響。
3.2結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性分析
本工程結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻體系，建筑的豎向體型規(guī)則、均勻，無過大的外挑和收緊（見圖2）。為使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度按照下大上小的規(guī)律均勻變化，剪力墻截面尺寸等均沿豎向逐漸減少，混凝土強度等級也逐漸減少。
根據(jù)2010年版《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》及相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的中的規(guī)定，本工程屬于平面一般不規(guī)則，豎向規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。
4.基礎(chǔ)設(shè)計
根據(jù)場地的地層結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)，并結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的特點，綜合分析后采用整體性好的平板式筏型基礎(chǔ)。主體筏板的厚度為1.500m，地下二層的層面標高為-7.800m，基礎(chǔ)的埋深為9.300m，埋置深度為結(jié)構(gòu)主體高度的1/10.7，大于1/15。
5.結(jié)構(gòu)分析
5.1分析軟件及主要計算參數(shù)
根據(jù)《高規(guī)》第5.1.12條及《抗規(guī)》第3.6.6.3條的規(guī)定，本工程應(yīng)采用不少于兩個的不同力學(xué)模型，并對其計算結(jié)果進行分析比較。
本工程因現(xiàn)場地形等建筑要求而造成平面一般不規(guī)則，根據(jù)上述現(xiàn)行規(guī)范的要求，采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部編制的結(jié)構(gòu)分析程序（高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件）SATWE（2010網(wǎng)絡(luò)版）進行結(jié)構(gòu)分析，并采用PMSAP軟件進行補充分析，對計算結(jié)果進行對比。
在以空間結(jié)構(gòu)振型分解法進行計算時，計算振型數(shù)為18個，周期折減系數(shù)為0.95，考慮5%的偶然偏心和雙向水平地震作用。中梁剛度增大系數(shù)為2.00，梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.85，連梁剛度折減系數(shù)為0.55，梁扭矩折減系數(shù)為0.40。
5.2計算分析內(nèi)容
計算分析主要包括以下幾方面：
（1）整體結(jié)構(gòu)多遇地震及風(fēng)荷載作用下的彈性分析
進行整體結(jié)構(gòu)多遇地震及風(fēng)荷載作用下的彈性分析，并對SATWE和PMSAP兩種軟件的結(jié)果進行對比，目的在于確定結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸，保證整體結(jié)構(gòu)具備必要的承載力、合適的剛度、良好的變形能力和消耗地震能量的的能力，各項指標滿足規(guī)范的要求。
（2）整體機構(gòu)的彈性時程分析
根據(jù)規(guī)范要求，對結(jié)構(gòu)進行整體的彈性時程分析，與振型分解反應(yīng)譜法的計算結(jié)果進行比較，以確保結(jié)構(gòu)分析的全面性，保證結(jié)構(gòu)受力安全可靠。
（3）罕遇地震作用下彈塑性靜力分析
5.3計算模型及基本假定
在使用SATWE和PMSAP程序進行分析時，均按照實際結(jié)構(gòu)建立的準確的模型，包括屋面的構(gòu)架。結(jié)構(gòu)計算分析的過程中，考慮了以下的設(shè)計假定，以模擬結(jié)構(gòu)真實的受力狀態(tài)：
（1）地下1層抗側(cè)剛度大于地上1層抗側(cè)剛度的2倍，計算時假定結(jié)構(gòu)嵌固端在地下1層頂板處。
（2）結(jié)構(gòu)整體的施工模擬，依照施工順序，分層加載。
（3）開洞較大的樓層洞口周邊樓板設(shè)置為彈性樓板。
5.4主要結(jié)構(gòu)計算結(jié)果及分析
5.4.1多遇地震作用下的彈性分析
（1）周期等指標計算結(jié)果詳見表2：
（2）內(nèi)力與位移計算結(jié)果詳見表3。
結(jié)果分析：
（1）計算結(jié)果表明，兩種軟件分析的結(jié)構(gòu)周期基本接近，結(jié)構(gòu)周期合理。
（2）結(jié)構(gòu)具有良好的抗扭剛度，第一扭轉(zhuǎn)周期（T3）與第一平動周期（T1）的比值均小于0.90，滿足規(guī)范要求；剪重比均大于規(guī)范限值3.200%；剛重比均大于2.7；有效質(zhì)量系數(shù)均大于規(guī)范限值90%。
（3）結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特征相近，第二平動周期（T2）與第一平動周期（T1）的比值不小于0.80。
（4）根據(jù)《高規(guī)》第3.7.3.1條，高度不大于150m的高層建筑，當采用剪力墻結(jié)構(gòu)時，其樓層層間最大位移與層高之比Δu/h的限值為1/1000，計算結(jié)果均滿足要求。
（5）層間位移均符合規(guī)范、規(guī)程限值要求，平面扭轉(zhuǎn)規(guī)則。
（6）根據(jù)計算結(jié)果，剪力墻軸壓比最大值為0.46（0.47），滿足規(guī)范要求。
（7）結(jié)構(gòu)計算的有效質(zhì)量系數(shù)均大于90%，振型數(shù)已經(jīng)選夠。
經(jīng)比較：兩種程序的電算結(jié)果非常接近，各類參數(shù)反應(yīng)出PMSAP模型僅僅比SATWE的剛度有所變化，是因為PMSAP開發(fā)了樓板用的多邊形樓板單元，計算時進入整體結(jié)構(gòu)分析，嚴格考慮了樓層之間構(gòu)件之間的耦合作用，使得結(jié)構(gòu)整體剛度有所不同。但SATWE中考慮全樓彈性樓板時，也可以計算樓板平面內(nèi)、外剛度，故計算結(jié)果相差甚微。
5.4.2整體機構(gòu)的彈性時程結(jié)果分析計算結(jié)果
計算結(jié)果表明，彈性動力時程分析每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力大于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的65%，七條時程分析曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的80%，且振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果曲線均能包絡(luò)時程分析曲線的平均反應(yīng)曲線。
5.4.3罕遇地震作用下的彈塑性靜力分析
與需求點對用的頂點位移為145.89mm，層間彈塑性位移角最大為1/229，小于規(guī)范限值1/120，滿足規(guī)范要求；該樓層在持續(xù)加載下變形平滑，具有充足的強度和變形能力安全儲備，可保證大震不倒。
6.本工程采取的結(jié)構(gòu)抗震加強措施
根據(jù)結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則的情況，本工程采用了如下的抗震加強措施：
6.1構(gòu)件布置在滿足建筑專業(yè)的要求下，采用將外邊緣梁加寬及加高的做法，增強結(jié)構(gòu)的整體性和抗扭剛度（抗扭縱筋及箍筋沿梁長加密），較少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
6.2在外伸端及結(jié)構(gòu)的細腰處均增加板厚，樓板配筋率適當增大以減少樓板較窄對結(jié)構(gòu)抗震不利的影響，使外伸端與主體及細腰兩側(cè)結(jié)構(gòu)能變形調(diào)諧。
6.3在二層層頂，擴大樓板加厚的部位，并采用雙層雙向配筋，使二層成為加強層，起套箍的作用，加強結(jié)構(gòu)的整體性。
6.4在樓板有較大開洞的部位兩側(cè)采用雙層雙向配筋，以抵抗該部位的應(yīng)力集中，增強其抵抗變形的能力。建筑平面有較大凹槽處設(shè)置拉梁，并且適當增大周邊梁板剛度（圖1陰影部分為加強區(qū)）。
6.5為了加強地下室梁、墻的協(xié)同工作，使一層的地震力通過地下室頂板很好的擴散至周邊的梁、墻上，增加了地下室頂現(xiàn)澆板的厚度，并采取雙層雙向配筋，每層每向配筋率不小于0.25%。
6.6在地下車庫的主裙樓間增設(shè)了沉降后澆帶，減小基礎(chǔ)的不均勻沉降對主體的影響。
6.7要求設(shè)備預(yù)留洞在管線安裝完畢后均用混凝土封堵，加強樓板的整體性。
7.總結(jié)
本工程為豎向規(guī)則，平面有兩項超限不規(guī)則的超限高層。依據(jù)《高規(guī)》要求進行了兩個不同程序軟件計算對比，計算結(jié)果無異常。各項重要指標的計算結(jié)果均滿足高規(guī)及抗震的相關(guān)要求。
7.1.1為體現(xiàn)抗震設(shè)防目標三水準（小震不壞，中震可修，大震不倒）的要求，本工程進行了在多遇地震（超越概率63%）下采用彈性反應(yīng)譜法進行結(jié)構(gòu)承載力及彈性側(cè)移驗算，可以滿足第一、第二水準的抗震要求；并進行了罕遇地震作用下的彈塑性靜力分析，達到了第三水準的要求。
主要比較分析了超限高層建筑中基于性能抗震設(shè)計方法與常規(guī)抗震設(shè)計方法，并就目前我國的超限高層建筑結(jié)構(gòu)的特點，詳細的分析了超限高層結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計中的抗震性能水準以及性能目標的組成，希望能夠為我國超限高層建筑的性能抗震設(shè)計有些幫助。
關(guān)鍵詞:
超限高層建筑;常規(guī)抗震設(shè)計;性能抗震設(shè)計;性能水準;性能目標
引言
近年來，隨著我國改革開放的逐步深入以及經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國建筑行業(yè)的發(fā)展也是日新月異，最為典型的便是超限高層建筑工程開始廣泛的出現(xiàn)，超限高層建筑工程不同于其他普通的建筑工程，其在房屋高度和復(fù)雜程度等都超出我國普通建筑工程現(xiàn)行的規(guī)定，且在工程最重要的部分－結(jié)構(gòu)抗震方面也出現(xiàn)了明顯的不同。就目前來看，我國超限高層建筑工程的結(jié)構(gòu)抗震主要還是按照我國建設(shè)部第111號部長令《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》以及《全國超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查專家委員會抗震設(shè)防專項審查辦法》等的要求。但是在具體的結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計方面卻沒有明確的規(guī)定，就建筑行業(yè)的研究來看，普通的結(jié)構(gòu)抗震已經(jīng)難以滿足超限高層建筑結(jié)構(gòu)，而基于性能的抗震設(shè)計已經(jīng)開始被廣泛的運用于超限高層建筑機構(gòu)，因此，對于超限高層建筑的結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計的研究討論時有利提高超限高層建筑工程抗震可靠性以及促進我國的高層建筑技術(shù)發(fā)展。
1超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計與常規(guī)抗震設(shè)計的比較
1．1基于性能的抗震設(shè)計的概念
基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是我國建筑技術(shù)發(fā)展的標志，總體來說基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法使建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計從建筑的宏觀定性的目標實現(xiàn)了向具體量化的多重目標過渡，也即是工程建筑的設(shè)計人員可以選擇建筑所需的性能目標。不僅如此。基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，在實際中強調(diào)的是深入分析和論證建筑抗震的性能目標，這有利于工程建筑的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。此外，基于性能的抗震設(shè)計可以通過論證和試驗后，采取新的建筑結(jié)構(gòu)體系、新的技術(shù)以及新材料來針對不同建筑采用不同的性能目標和抗震措施。
1．2我國常規(guī)抗震設(shè)計方法
我國建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計體系發(fā)展主要是始自20世紀80年代，在我國政府及建筑相關(guān)部門正式的工業(yè)與民用建筑的抗震設(shè)計規(guī)范修訂中，提出了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的“小震不壞、中震可修和大震不倒”的抗震設(shè)計目標，且在實際的抗震設(shè)計中采用了“三水準2階段設(shè)計”的抗震設(shè)計方法，該設(shè)計方法具有性能抗震設(shè)計的影子。1989年，我國政府及建設(shè)部正式頒布了國家標準的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ11－89)，這也是我國建筑結(jié)構(gòu)的常規(guī)抗震設(shè)計原則，下面對常規(guī)抗震設(shè)計特點進行簡單的分析。抗震設(shè)計規(guī)范詳細的明確了小、中和大的3個地震水準以及通過對我國的主要地震區(qū)域的地震發(fā)生概率進行統(tǒng)計，以及通過地震對地區(qū)的影響進行分析，從而將我國衡量強烈地震后房屋建筑的破壞程度分為不壞、可修和不倒等多種破壞程度，而按照國家標準《建筑地震破壞等級劃分標準》(1990建抗字第377號)，則明確的規(guī)定了震害概念見表1，表1中要求基本都屬于抗震方面宏觀的性能控制，這也是性能抗震發(fā)展的基礎(chǔ)。常規(guī)的抗震設(shè)計主要是為了實現(xiàn)三水準的設(shè)防目標，在建筑設(shè)計規(guī)范中采用2階段抗震設(shè)計的簡化方法:在第1階段，抗震設(shè)計的主要工作是計算建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力，也即是以內(nèi)力和變形的方式對地震作用效應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力進行驗算;在第2階段，抗震設(shè)計的主要工作則是對建筑結(jié)構(gòu)彈塑性變形進行驗算，并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。用現(xiàn)代的眼光來看，抗震規(guī)范設(shè)計的方法和步驟已經(jīng)初步具有性能設(shè)計的雛形。
1．3常規(guī)抗震設(shè)計方法與基于性能抗震設(shè)計方法的比較
從上述的分析闡述可知:基于性能抗震設(shè)計方法的基本特點以及常規(guī)抗震設(shè)計方法的特點。下面就以表格的形式見表2，對建筑結(jié)構(gòu)常現(xiàn)抗震設(shè)計與基于性能抗震設(shè)計進行簡單的比較，通過比較證明:在超限高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，基于性能抗震設(shè)計是科學(xué)可行的，但在所有的工程建筑中應(yīng)用，則還需進一步的分析與探討。
2超限高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能目標
在基于性能建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，性能目標是整個設(shè)計較為重要的1個部分，其具體指是對某一地震地面運動下建筑的預(yù)期性能水準。該性能的水準主要包括了結(jié)構(gòu)，非結(jié)構(gòu)以及建筑物的附屬設(shè)施等。下面就對超限高層建筑結(jié)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)性能及水準進行簡單的分析。
2．1結(jié)構(gòu)的抗震性能水準
在超限高層建筑結(jié)構(gòu)中，不同水準地震下的性能水準及性能目標是不同的，如圖1所示。超限高層結(jié)構(gòu)抗震性能可分為以下水準:(1a)震后結(jié)構(gòu)完好，不需修理，直接使用;(1b)震后結(jié)構(gòu)基本完好，個別修理，直接使用;(2)震后結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件完好，其他部位有明顯裂縫，需要修理，才能使用;(3)震后關(guān)鍵部件輕微損壞，其他部位出現(xiàn)明顯裂縫，需要采取安全措施，方能使用;(4)震后結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位出現(xiàn)中等損壞，其他部位進入屈服階段，需要修理及加固，方能使用;(5)震后關(guān)鍵部位出現(xiàn)明顯損壞，其他部位嚴重損壞，結(jié)構(gòu)未倒塌。
2．2建筑結(jié)構(gòu)的性能目標
在超限高層建筑中，抗震設(shè)計的新根能夠目標是根據(jù)建筑的實際情況決定的，也即是根據(jù)性能水準決定性能目標，下面見表3，簡單討論性能目標的選擇。由上述分析可知:在基于性能抗震的超限層結(jié)構(gòu)抗震來說，其主要是在常規(guī)抗震的基礎(chǔ)桑發(fā)展而來，是具體量化的實際體現(xiàn)，因此，在設(shè)計中應(yīng)該注意的是結(jié)構(gòu)性能水準與性能目標的結(jié)合，且設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的地震水準進行具體的分析計算，合理科學(xué)的設(shè)計超限高層的抗震設(shè)計。
3結(jié)語
我國的超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)計是我國建筑工程的重要組成部分，也是我國超限高層建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此，在我國的建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須嚴格遵守國家在建筑上的相關(guān)規(guī)定的要求，利用現(xiàn)代先進計算機技術(shù)對建筑的結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)認真進行設(shè)計計算，以及盡可能采用目前先進的基于性能的超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，提高我國的超限高層建筑的安全性以及高層建筑的質(zhì)量，為我國高層建筑技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻
［1］程耿東，基于功能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中一些問題的探討［J］，建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2010，21(1)
［2］全國超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查專家委員會抗震設(shè)防專項審查辦法2003，3［3］
［3］徐培福等，關(guān)于超限高層建筑抗震設(shè)防審查的若干討論［J］．土木工程學(xué)報，2012，37(1)［4
［4］建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011－2001)［S］．中國建筑工業(yè)出版社
［5］周錫元，抗震性能設(shè)計與三水準設(shè)防［J］．土木水利(臺灣)，2013，30(5)
