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關(guān)鍵詞 ：超限高層建筑 性能抗震設(shè)計
一、 我國超限高層建筑發(fā)展概況以及我國地震災害現(xiàn)狀
高層建筑是社會生產(chǎn)的需要和人類生活需求的產(chǎn)物，是現(xiàn)代工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果。由于生產(chǎn)力水平的限制，我國高層建筑的起步遠遠低于歐洲大陸國家，直到20世紀六七十年代才，高層建筑才逐漸出現(xiàn)在人們的視野當中。改革開放以來，我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，我國的高層建筑也得到了迅速發(fā)展，我國內(nèi)地成為高層建筑發(fā)展的中心之一。上海及長三角地區(qū)、廣州、深圳以及珠三角地區(qū)、京津地以及以重慶為代表的中西部地區(qū)都建造了大量的高層建筑。我國高層建筑的數(shù)量及建筑高度均在世界前列。
據(jù)報告顯示，截至2009年初我國共有高層建筑近10萬幢，其中100米以上的超高層建筑1154幢，而各地為爭當“第一高樓”仍然暗戰(zhàn)不休，這個數(shù)字還在不斷被刷新。
我國是世界上陸地面積第三大的國家，地質(zhì)條件復雜多樣，自然災害種類多樣，反生頻繁。中國地震活動頻度高、強度大、震源淺，分布廣，是一個震災嚴重的國家。1949年以來，100多次破壞性地震襲擊了22個省（自治區(qū)、直轄市），其中涉及東部地區(qū)14個省份，造成27萬余人喪生，占全國各類災害死亡人數(shù)的54%，地震成災面積達30多萬平方公里，房屋倒塌達700萬間。地震及其他自然災害的嚴重性構(gòu)成中國的基本國情之一。
中國的陸地地震占全球陸地地震的三分之一，而造成地震死亡的人數(shù)達到全球的1/2以上。當然這也有特殊原因，一是中國的人口密、人口多；中國的經(jīng)濟落后，房屋不堅固，容易倒塌，容易壞；第三與中國的地震活動強烈且頻繁有密切關(guān)系。
由此，世界各國，特別是我國對超高層建筑的抗震設(shè)計進行研究，美國在經(jīng)歷過1989年和1994爆發(fā)的兩次大地震之后逐漸建立了基于性能抗震設(shè)計的綜合設(shè)計體系。我國也在基于性能抗震設(shè)計上進行了大量的研究并于2000年頒布了《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》，對基于性能抗震設(shè)計的目標進行了統(tǒng)一的規(guī)范和指導，同年頒布的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》則將基于性能的抗震設(shè)計思想同高層建筑相掛鉤，要求在對高層建筑進行設(shè)計的同時可以將該思想融入其中進行指導和借鑒，由此可見基于性能抗震設(shè)計在我國的建筑界中處于一個十分重要的位置。
二、超限高層建筑基于性能抗震設(shè)計相關(guān)分析
（一）對超限的判別
10層以上的建筑被稱為高層建筑。其中包括超限高層建筑。對高層建筑是否超限的判別是通過將其有關(guān)高度同相關(guān)規(guī)范規(guī)定的限額相比較來進行，這主要包括高寬比的超限、平面規(guī)則超限以及豎向規(guī)則超限三個方面。
（二）超限高層建筑基于性能抗震設(shè)計的思想內(nèi)容
在當前的社會環(huán)境下，世界各國都將“小震不壞、中震可修、大震不倒”的思想作為其建筑抗震的標準，同時經(jīng)過時間和實踐的證明，該思想對地震災害在處理結(jié)構(gòu)上是目前人們能夠想到的最為合理的方法。但是，該思想最大的不足之處就在于雖然能使建筑物在大震面前屹立不倒而保證人們的安全但是在地震中很容易導致建筑物結(jié)構(gòu)功能的喪失，從而在另一方面對社會造成損失，而在我國的實踐基礎(chǔ)上，該思想已經(jīng)導致了大量了經(jīng)濟損失，其不足之處也得以顯現(xiàn)，因此，基于性能的抗震設(shè)計越來越重要。基于性能的建筑設(shè)計起初就以抗震為基礎(chǔ)而貫穿于整個建筑過程的始終，主要對結(jié)構(gòu)體系的布置、設(shè)計，施工期間對結(jié)構(gòu)體系的使用、對其質(zhì)量的把握等方面進行規(guī)范從而達到建筑結(jié)構(gòu)體系在地震作用下也能實現(xiàn)其結(jié)構(gòu)功能的目的。
（三）超限高層建筑抗震性能水準
按照當前有關(guān)規(guī)定，我國的超限高層建筑的抗震性能水準主要包括以下六個方面的標準：1、在地震之后能夠保持建筑結(jié)構(gòu)的完整，不需要對其進行修復就能再次使用；2、在地震之后能夠保持建筑結(jié)構(gòu)的完整，僅有一些輕微的裂縫，一般情況下不需要對其進行修復就能再次使用；3、在地震之后能夠保持建筑重要結(jié)構(gòu)的完整，其他部位雖有裂縫但在對其進行一般修復之后就能再次使用4、在地震之后建筑重要結(jié)構(gòu)有輕微破損，其他非重要結(jié)構(gòu)有中等程度的破損，建筑需要經(jīng)過一定的修復才能再次使用；5、在地震之后建筑重要結(jié)構(gòu)有中等程度的破損，其他非重要結(jié)構(gòu)有中等程度以上的破損，建筑需要經(jīng)過一定的修復和加固才能使用；6、在地震之后建筑重要結(jié)構(gòu)有明顯中等程度以上的破損，其他非重要結(jié)構(gòu)嚴重破損，但未發(fā)生倒塌情況，建筑危及人們身體健康。
（四）我國超限高層建筑基于性能抗震設(shè)計的缺陷
由于歷史條件的制約，我國的科學技術(shù)水平還未達到一定的水準，超限高層建筑基于性能抗震的設(shè)計并不能有效的解決現(xiàn)實中出現(xiàn)的一系列問題；同時伴隨著社會的進步，超限高層建筑的設(shè)計越來越復雜，在對建筑進行可行性結(jié)構(gòu)評估時，由于評估結(jié)果是依據(jù)相關(guān)試驗得到，導致這在實踐操作中很難得到有效實施；在當今日新月異的時代，每棟高層建筑都要求有所創(chuàng)新，這使得許多超限高層建筑的抗震性能水平難以得到準確的界定，同時由于超限高層建筑的復雜性，對其抗震性能水平的評估方法Pushover 分析方法在有些情況下也不能滿足計算的需要，因此對其進行分析的計算方法也有待提升。綜合以上所說，基于性能的抗震設(shè)計在超限高層建筑的設(shè)計中是最為合理的，但是由于建筑的特殊性和復雜性，具體該如何操作和設(shè)計還有待研究。
（五）對我國超限高層建筑基于性能抗震設(shè)計的建議
根據(jù)前文所述，我國超限高層建筑基于性能抗震設(shè)計的不足之處主要集中于對抗震性能水平的評估上，尤其是根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，其中對中震水平?jīng)]有明確的規(guī)定，導致在對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時往往不能達到“中震可修”的目的。因此，為了彌補規(guī)程中對地震作用水準規(guī)定的不足，可以在中震和小震之間再增加一個中小震的指標，將對中震的規(guī)定更加細化，并規(guī)定相應的性能指標，使得“中震可修”的目標更為具體化。再將前文提到的六大結(jié)構(gòu)性能水準改成建筑物功能完好、輕微破損、較嚴重破損、嚴重破損和近乎倒塌的五個性能水準，簡化相應的結(jié)構(gòu)性能水準指標，使得建筑設(shè)計更加具有目的性和可操作性。
（六）抗震措施探討
要使用復合螺旋箍筋來提高柱子的抗剪承載力， 改善對混凝土的約束作用， 能夠達到改善短柱抗震性能的目的。采用分體柱方法。提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比， 從而改善整個結(jié)構(gòu)的抗震性能。
結(jié)論
對于超限高層建筑而言，基于性能的抗震設(shè)計方法是一個合理化的趨勢，這種方法使得建筑在性能水準上更為具體，更加具有可操作性，對高層建筑的寬高度、相關(guān)規(guī)則以及新技術(shù)、新方法的使用并沒有過多籠統(tǒng)的限制，這也使得超限高層建筑的設(shè)計者能夠根據(jù)高層建筑的具體特點和價值目標來對建筑的整體性能水準、目標進行評估與論證，大大提高了設(shè)計的靈活性，近年來我國對超限高層建筑基于性能抗震的設(shè)計在實踐上也取得了不俗的成果，大大促進了相關(guān)科學技術(shù)的發(fā)展，增強了超限高層建筑的可靠度。雖然基于性能的抗震設(shè)計方法還有有很多的問題和缺陷比如地震作用水準的評估以及建筑性能水準的計算等方面沒有得到解決，但是隨著未來我國社會科技的不斷發(fā)展進步，研究的不斷深入，該設(shè)計方法能夠得到很好的完善和成熟。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：基本原則；控制技術(shù)；抗震設(shè)計
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，超高層建筑越來越多，并且向著普遍化、更超高化、功能綜合化、管理智能化、環(huán)境生態(tài)化的方向發(fā)展，高層建筑的設(shè)計問題變得日益突出。設(shè)計人員不僅要掌握先進的設(shè)計方法及各種先進軟件，還要掌握高層建筑的設(shè)計原理、設(shè)計特點、體系選擇、抗震設(shè)計等方面的知識，如此才能使設(shè)計達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。
1 超高層建筑結(jié)構(gòu)體系類型及減震、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則
1.1超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系類型
超限高層建筑的類型主要有大底盤、大裙房、多塔樓建筑帶有外挑、懸挑層的建筑。超限高層建筑經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)體系有鋼筋混凝土框架―核心筒結(jié)構(gòu), 它的整體性、抗側(cè)剛度好；混凝土鋼框架結(jié)構(gòu), 具有自重輕、斷面小、承載力大的優(yōu)勢； 隨著技術(shù)的發(fā)展, 在高層住宅中也出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)體系, 如現(xiàn)澆框架―短肢剪力墻、現(xiàn)澆框支― 短肢剪力墻。
1.2 超高層建筑減震、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則
1.2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。
（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件、強底層柱(墻)”的原則。
（2）對可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。
（3）承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。
1.2.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線
（1）一個抗震結(jié)構(gòu)體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個分體組成。
（2）強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應有較高的延性和適當剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時倒塌。
（3）適當處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震設(shè)計中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計超強，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對薄弱，因此在設(shè)計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.2.3 對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力
（1）構(gòu)件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構(gòu)件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。
（2）要使樓層(部位)的實際承載能力和設(shè)計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內(nèi)力重分布導致塑性變形的集中。
（3）要防止在局部上加強而忽視了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。
（4）在抗震設(shè)計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。
2 超高層建筑結(jié)構(gòu)的減震控制技術(shù)
目前, 我國和世界各國普遍采用的抗震體系和方法是傳統(tǒng)的抗震體系和方法, 即對基礎(chǔ)固結(jié)于地面的建筑結(jié)構(gòu)物適當調(diào)整其結(jié)構(gòu)的剛度, 允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件( 如梁、柱、墻、節(jié)點等) 在地震時進入非彈性狀態(tài), 并具有較大的延性, 使結(jié)構(gòu)物"裂而不倒"。這種抗震設(shè)計原則, 在很多情況下是有效的, 但也還存一些問題和局限性。
因此在實施抗震設(shè)防時,必須尋找一種既安全(在突發(fā)的超烈度地震中不破壞、不倒塌) ,又適用(適用于不同烈度、不同建筑結(jié)構(gòu)類型,既保護建筑結(jié)構(gòu), 又保護建筑物內(nèi)部的儀器設(shè)備) ,又經(jīng)濟(不增加建筑造價)的新的抗震新體系, 這就是建筑結(jié)構(gòu)減震控制新體系。這樣, 隔震體系、消能減震體系、結(jié)構(gòu)被動及主動控制體系就應運而生了。而由于隔震、消能和各種減震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性, 即明顯有效減震( 能使結(jié)構(gòu)地震反應衰減至40%~10% 或更低)、安全、簡單、經(jīng)濟及適應性廣等,它將作為一種嶄新的抗震體系和理論, 必將引起專家們的關(guān)注。
隔震和減震體系類型主要有:隔震、摩擦耗能體系、被動控制體系、主動控制體系和混合控制體系。
3 超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計
3.1建筑體型和結(jié)構(gòu)體系
超高層建筑平面和立面的選定, 和結(jié)構(gòu)的可行性、經(jīng)濟性密切相關(guān)。由于高層建筑是以水平荷載為主要控制荷載, 所以在抗震設(shè)計中為達到“ 小震不壞, 大震不倒” 的設(shè)計原則, 應力求平面布置簡單、規(guī)則和對稱, 避免有應力集中的凹角、收縮和樓、電梯間的偏置, 盡量減少扭轉(zhuǎn)的影響。在風力作用下則要求建筑物外形選擇合理, 提高結(jié)構(gòu)的剛度。圓形、橢圓形、正多邊形, 都可以大大減少風荷載影響。采用剛度較大的建筑, 可以減少風振影響和避免建筑物較大的位移。同時為了使結(jié)構(gòu)具有良好的受力特性, 并滿足建筑上的使用要求, 還必須選擇一個合適的結(jié)構(gòu)體系。
3.2適宜的剛度
在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 恰如其分地確定建筑物的剛度是十分重要的。建筑物的剛度既不宜過大,結(jié)構(gòu)剛度越大, 自振周期就越短, 建筑物的截面及自重也越大, 地震時受到的地震力也越大。
但也不宜將建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的過柔。過柔的建筑, 在風力或地震力的作用下, 會產(chǎn)生過大的位移及變形, 因此影響建筑物的強度、穩(wěn)定性和使用性。此外, 通過調(diào)整剛度可避免地震時建筑物的震動與場地土的震動特性相同而引起共振, 造成建筑物嚴重破壞或倒塌。
3.3結(jié)構(gòu)計算
3.3.1確定總的結(jié)構(gòu)計算層及劃分計算標準層
在項目中由于地下室為車庫（含6級人防）,主樓的中心為筒體之外均為大統(tǒng)間, 所以把地下室作為一層計算。
3.3.2周期折減系數(shù)
在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中, 結(jié)構(gòu)的自振周期一般采用計算的方法確定, 由于在計算中只考慮了主要承重結(jié)構(gòu)（梁、柱和剪力墻）的剛度, 而剛度很大的砌體填充墻的剛度在計算中未反映, 僅考慮其荷載作用。因此計算所得的周期較實際周期長。如果按此計算地震力偏小, 偏于不安全。所以必須對計算周期進行調(diào)整折減。
3.3.3連梁剛度折減系數(shù)
剪力墻中的連梁跨度小, 截面高度大, 因此連梁的剛度也大。在地震力作用下其彎矩、剪力很大, 難以按彈性分析結(jié)果去設(shè)計。現(xiàn)考慮到地震時允許連梁局部開裂, 可采用連梁剛度折減系數(shù)βy 。最低可取到0.55。
3.3.4連梁高度的取法
連梁的高度一般情況下為洞口頂至上層樓面,或下層洞口至上層洞口底。但有時當上下兩層層高不同并且洞口離地、樓面距離不統(tǒng)一時, 往往會出現(xiàn)連梁高度大于層高高度的現(xiàn)先。
3.3.5梁扭矩的折減系數(shù)
由于在結(jié)構(gòu)受力計算中, 沒能考慮樓板的作用。梁的計算扭矩遠大于實際所承擔的扭矩, 特別是對于現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)，因此應對梁扭矩折減，折減取值范圍0.4-1.0。
3.3.6計算時構(gòu)件剛度及配筋超限的調(diào)整
為了使結(jié)構(gòu)受力合理可行, 需要進行結(jié)構(gòu)調(diào)整。使其具有合適的剛度和內(nèi)力。當剛度過大時, 可采用減小構(gòu)件截面尺寸的方法或開洞的方法加以解決。結(jié)構(gòu)計算的孔洞開設(shè)位置, 可結(jié)合剪力墻的受力特性來進行。一般單肢剪力墻長度不宜大于8m。
3.4墻肢端部配筋的調(diào)整
在地震力作用下, 墻肢端部鋼筋是主要受力鋼筋, 由偏壓、偏拉計算決定。當計算值較小, 按構(gòu)造配置。當若干個墻肢交匯于一點時, 局部配筋則會太多,而使設(shè)計困難, 為此必須進行相應的調(diào)整。
4 結(jié)束語
隨著經(jīng)濟的發(fā)展及社會需求的多樣性，建筑的高度越來越高，體型變得更加復雜，并且建筑設(shè)計追求多功能、多變的使用空間及豐富的立面設(shè)計效果。因此，就常采用復雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系，從而使超高層建筑抗震工作成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。
參考文獻：
[1] 李洪愷.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計之我見[J].科技與企業(yè)，2012，(13).
[關(guān)鍵詞] 超高層；住宅；性能化設(shè)計；關(guān)鍵構(gòu)件；時程分析；靜力彈塑性分析
1 工程概況：
本工程為合肥市政務文化新區(qū)某項目中的9#樓，為超高層住宅樓，東西長70.8米，南北寬19.6米，地上41F，地下-2F，總建筑面積5.36萬 m2，標準層高3.6米，總高147.6m，高寬比7.53。建筑立面和剖面見圖1，2所示。
本工程設(shè)計使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級；基本風壓為0.35KN/m2，本工程對風荷載較敏感，承載力設(shè)計時按基本風壓的1.1倍采用，風載體系系數(shù)取1.4。建筑場地類別為II類，抗震設(shè)防烈度為7度，特征周期Tg=0.35s，阻尼比取0.05；地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。
圖1 建筑立面 圖2 建筑剖面
2 結(jié)構(gòu)體系與布置
本工程為純剪力墻結(jié)構(gòu)，其抗側(cè)力及豎向承重體系主要為剪力墻、連梁以及框架梁形成整體結(jié)構(gòu)體系，主要墻肢的厚度隨樓層變化依次為350（-2F～10F）、300（11F～18F） 、250（19F～25F） 、200（26F～41F）；砼強度等級依次從下向上由C60變化到C30。樓面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板，砼強度等級均為C30，樓層及屋面板厚一般取120mm，其中對跨度較大（6.5x9.0米）的客廳板厚取160mm，對于左右單元連接薄弱部位板厚取140mm；地下室頂板180mm.；為增加結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度樓面梁位于建筑四周的邊梁高取900mm，內(nèi)部梁高根據(jù)跨度和荷載情況取200mm～600mm，梁寬同墻厚；剪力墻抗震等級為一級。
3 超限情況與抗震性能目標
根據(jù)高規(guī)、抗規(guī)和《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》的有關(guān)規(guī)定本工程高度超過120米，為高度超限；一般不規(guī)則超限僅有一項，主要是門廳部位樓板有效寬度小于50%。針對超限情況對本工程進行了抗震性能化設(shè)計，對重要部位的構(gòu)件有針對性的設(shè)置適當?shù)目拐鹦阅苣繕耍槍Σ煌课坏臉?gòu)件設(shè)定其在小震、中震、大震下性能目標如下。
1）小震：要求結(jié)構(gòu)整體完好、無損壞，所有構(gòu)件為彈性；最大層間位移角限值小于1/1000。
2）中震：對于底部加強區(qū)墻肢（關(guān)鍵構(gòu)件）要求滿足受彎不屈服，受剪彈性；底層門廳位置的跨層墻要求中震彈性；普通豎向構(gòu)件要求不屈服；連梁、框架梁要求屈服不超過50%；中震下結(jié)構(gòu)最大層間位移角限值小于1/350。
3）大震：對于底部加強區(qū)墻肢（關(guān)鍵構(gòu)件）要求滿足受剪不屈服，受彎屈服不超過10%；底層跨層墻要求不屈服；普通豎向構(gòu)件要求受彎屈服不超過50%，受剪截面滿足截面限值條件；結(jié)構(gòu)彈塑性最大層間位移角限值小于1/135。
4 結(jié)構(gòu)彈性分析
1）結(jié)構(gòu)彈性分析分別采用SATWE和PMSAP軟件進行。彈性分析采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的振型分解反應譜法并考慮偶然偏心的影響。分析結(jié)果表明兩中軟件計算的自振周期、結(jié)構(gòu)總質(zhì)量和基底總剪力結(jié)果相差均小于3%，說明兩種模型分析結(jié)果基本一致且第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動周期之比小于0.85，有效質(zhì)量參與系數(shù)大于95%；樓層層間最大位移與層高之比u/h為1/1547，均滿足高規(guī)要求。
2）在結(jié)構(gòu)平面布置時為了加強結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，減少扭轉(zhuǎn)的影響，剪力墻盡量沿周邊布置，加大邊梁高度，弱化中間剪力墻并減小梁截面。計算結(jié)果顯示，在考慮偶然偏心的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與平均值的比值的最大值X 向為1.15（第44層），Y 向為1.18（第1層），均小于1.2，滿足規(guī)范要求。
3）超高層建筑控制剛重比對結(jié)構(gòu)整體p-效應和整體穩(wěn)定性起著十分重要的作用，本工程X向和Y向剛重比分別為6.98和4.85，均大于2.7，可以不考慮重力二階效應。
4）本工程彈性時程分析選擇了5條天然波和2條人工波，所選七條時程波計算所得底部剪力均大于振型分解法所得底部剪力的65%，平均值大于振型分解法所得底部剪力的80%，且規(guī)范譜與地震波譜在主要振型周期點上的對比，其平均值均小于20%， 說明該組地震波其地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線“在統(tǒng)計意義上相符”。計算結(jié)果顯示彈性時程分析得到的基底剪力略小于振型分解反應譜法的結(jié)果，但結(jié)構(gòu)的中上部時程分析的平均值大于反應譜計算結(jié)果，在35層以上應放大1.12倍。
5 中震構(gòu)件承載力驗算
對關(guān)鍵構(gòu)件、普通豎向構(gòu)件和耗能構(gòu)件均進行了中震彈性和中震不屈服驗算，通過調(diào)整構(gòu)件的配筋進行承載力復核，使所有構(gòu)件均滿足設(shè)定的性能目標。嵌固層至5層在建筑沿縱向外邊緣墻肢在中震下出現(xiàn)了拉應力，但拉應力均小于砼抗拉強度標準值，本工程對于出現(xiàn)拉應力的墻肢采取附加豎向鋼筋以抵消受拉墻肢的拉力，同時受拉墻肢的抗震等級按特一級進行設(shè)計。
6 大震靜力彈塑性分析
本工程采用靜力彈塑性（Pushover）分析，用以評估結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的抗震性能，靜力側(cè)向荷載采用“CQC地震力”模式并同時補充“倒三角形”層剪力的加載模式對比復核。計算結(jié)果表明，在Pushover推覆過程中，當推覆荷載相當于7度設(shè)防的多遇地震荷載作用下時結(jié)構(gòu)無屈服情況出現(xiàn)，這也驗證了小震不壞的抗震設(shè)防要求。當推覆荷載接近7度設(shè)防烈度地震作用下，結(jié)構(gòu)也基本處于彈性狀態(tài)，豎向受力構(gòu)件均未屈服，僅部分樓層的連梁和框架梁開始屈服參與結(jié)構(gòu)整體塑性耗能，但屈服程度不深。推覆荷載過中震后外側(cè)剪力墻開始出現(xiàn)受拉損傷，當荷載達到7度罕遇地震作用力時加強區(qū)少數(shù)剪力墻開始進入受拉屈服狀態(tài)，但整個過程墻肢未出現(xiàn)受壓損傷；非加強區(qū)剪力墻僅頂部個別墻肢進入屈服狀態(tài)。在結(jié)構(gòu)塑性屈服過程中剪力墻的屈服時間明顯
較連梁晚，數(shù)量也明顯少于連梁，約占10%左右，符合“強墻肢弱連梁”的概念設(shè)計原則；性能點處的基底剪力約為小震彈性分析下的4.48倍（x向）和4.07倍（y向），性能點對應的最大層間位移角為1/279（x向）和1/264（y向），且大震性能點處結(jié)構(gòu)的能力曲線仍有上升趨勢，說明結(jié)構(gòu)仍有相當?shù)陌踩珒洌瑵M足大震設(shè)定的性能目標。
引言
我國地域內(nèi)所發(fā)生的地震，絕大部份屬于這種“構(gòu)造地震”的類型。由火山爆發(fā)所產(chǎn)生的“火山地震”或因巖洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震，在我國很少發(fā)生。
許多國家在高層建筑的抗震設(shè)計方案中，已經(jīng)出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)。如美國紐約的高層建筑物，建在于基礎(chǔ)分離的98個橡膠彈簧上，日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物，明顯的在建筑結(jié)構(gòu)體型上，改變了傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內(nèi)力的結(jié)構(gòu)體系。
在2010年12月1日施行的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）和2011年10月10日開始施行的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)》（JGJ 3-2010）是綜合了各國高層建筑設(shè)計的成功經(jīng)驗，同時結(jié)合我國地震災害的特點，對我國高層建筑設(shè)計提出了新的標準和要求。
世界抗震設(shè)計經(jīng)驗
1.美國抗震措施
美國是一個地震較多的國家，其西海岸重要城市洛杉磯正好處在環(huán)太平洋地震帶上，而整個加州也是全球地震高發(fā)地區(qū)之一。高層建筑的抗震問題以及如何將地震帶來的損失降到最低，一直是人們密切關(guān)注的問題。其中關(guān)于高層建筑的一些抗震措施。
（1）控制高層建筑的層高
在地震頻發(fā)的洛衫磯市，除了市中心作為地標建筑的一些超高層建筑，其余地段均是多層低層建筑。尤其值得注意的是在土層薄弱和不利地段加州政府通過立法禁止建造高層建筑。對于高層建筑而言，地震力和風力是控制荷載，且都是水平作用力，層高過高，對建筑抗震和抗風都十分不利。控制在地震區(qū)域的建筑層高，是有效降低震害的手段之一。
（2）選用輕質(zhì)建材
美國大部分地區(qū)均是低層建筑，且均是木結(jié)構(gòu)，圍護材料和隔墻也多采用石膏板、刨花板等輕質(zhì)板材。采用輕質(zhì)建材的建筑，在地震力作用下，自身結(jié)構(gòu)受到更小的影響，且即使受到破壞，較輕的建材也能有效減輕造成的二次破壞。
（3）選用高強度高延性建材
美國另一重要的防震措施是在高層建采用鋼結(jié)構(gòu)，而低層建筑就采用木結(jié)構(gòu)。鋼材與木材都是高延性的材料，具有足夠的柔度。在地震發(fā)生時，可以通過自身變形消耗掉地震能量，在抗震要求更高的超高層建筑中，則添加上阻尼減震器，也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。
2.日本抗震措施
日本全島都處在地震頻發(fā)區(qū)域，每年都會發(fā)生約1000余次地震，在高層建筑防震抗震方面，有豐富的經(jīng)驗。
（1）提高建筑物的強度和剛度
日本的高層公寓很多，大部分的住戶在購買公寓中都會特別看重抗震設(shè)計水平。號稱日本第一高層公寓的大樓中，采用了與美國世貿(mào)大廈相同的鋼管，其抗震性能主要來源于采用高強度高剛度的優(yōu)質(zhì)建材，確保了建筑物的抗爭性能，也是公寓能得以暢銷的重要原因
（2）選用橡膠材料加強延性
日本東京的一些超高層建筑都進行了嚴密的抗震設(shè)計，其中一個重要措施就是在建筑使用高強度的橡膠作為基底材料，同時在建筑中心也選用天然橡膠作為基層，提高了建筑物的抗震性能。
（3）“局部浮力”抗震系統(tǒng)
近年來日本新研制了“局部浮力”抗震系統(tǒng)，將建筑物的上層結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)部分分離開，采用這種“局部浮力”系統(tǒng)進行連接，借助水的浮力來加強建筑整體的延性，其工作原理大體上與阻尼減震系統(tǒng)和橡膠減震系統(tǒng)類似，但據(jù)報告有更好的抗震效果。
新增條款的意義分析
《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)》新增了若干條款，本文列出對抗震設(shè)計影響較大的條款進行分析。
1. 新增的通用條款
（1）抗震設(shè)計的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)，當其房屋高度、規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類型、場地條件或抗震設(shè)防標準等有特殊要求時，可采用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計方法進行分析和論證。
此條款明確了在高層建筑設(shè)計中，抗震設(shè)計的核心地位，高層建筑采用抗震性能設(shè)計已形成一種發(fā)展趨勢。
（2）樓層質(zhì)量沿高度宜均勻分布，樓層質(zhì)量不宜大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍。
此條規(guī)定限定了荷載沿豎向的不規(guī)則分布，可有效地降低震害，明確了高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的標準。
（3）增加了結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計基本要求。安全等級為一、二級時，應滿足抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計的要求。安全等級為一級且有特殊要求時，可采用拆除構(gòu)件方法進行抗連續(xù)倒塌設(shè)計。
連續(xù)倒塌是指結(jié)構(gòu)因突發(fā)事件或嚴重超載而造成局部結(jié)構(gòu)破壞失效，繼而引發(fā)與失效破壞構(gòu)件相連的構(gòu)件連續(xù)破壞，最終導致相對于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。在高層建筑抗震設(shè)計中，對上部結(jié)構(gòu)進行連續(xù)性倒塌分析時，其首先要保證下部基礎(chǔ)不會發(fā)生破壞，加強結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計是整個設(shè)計工作的根本。
2.修訂條款的意義分析
（1）明確將扭轉(zhuǎn)位移比不規(guī)則判斷的計算方法，改為“在規(guī)定的水平力作用下并考慮偶然偏心”，以避免位移按振型分解反應譜組合的結(jié)果，有時剛性樓蓋邊緣中部的位移大于角點位移的不合理現(xiàn)象。
（2）根據(jù)汶川地震的經(jīng)驗，提高了框架結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，而其他各類結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)保持不變。
框架結(jié)構(gòu)柱的最小截面尺寸，除不超過2層和四級外，比舊版增加100mm；柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率比一般框架增加0.1%、最大軸壓比控制比舊版加嚴0.05。
（3）根據(jù)汶川震害調(diào)查，將防震縫的最小寬度由70mm提高到100mm。
相鄰結(jié)構(gòu)在地震過程中的碰撞是導致結(jié)構(gòu)損壞甚至倒塌的主要原因之一。為防止建筑物在地震中相碰撞，防震縫必須留有足夠的寬度。原則上防震縫凈寬應大于兩側(cè)結(jié)構(gòu)允許的地震水平位移之和。
結(jié)語
【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計，抗震工程，問題，應用
對于建筑抗震設(shè)計，至今仍然存在著一種誤解，似乎建筑抗震只是結(jié)構(gòu)工程師的事，與建筑師關(guān)系不大。因而，長期來只有對結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)計規(guī)范和規(guī)定，卻沒有一本專門談建筑設(shè)計的抗震設(shè)計規(guī)范或規(guī)定。建筑抗震的實踐表明，一個地震區(qū)的工業(yè)建設(shè)項目（建筑物），如果沒有良好的建筑總體布置方案，單靠結(jié)構(gòu)抗震計算和抗震構(gòu)造措施，在較強烈地震作用下，仍是難以取得建筑抗震的較好效果，甚至減輕不了建筑物的震害程度。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的新修訂內(nèi)容中，在抗震設(shè)計的基本要求一章里，增加了針對建筑師建筑設(shè)計應遵守的有關(guān)規(guī)定。有了這方面的規(guī)定，就可以使建筑設(shè)計與建筑抗震要求有機地結(jié)合起來，使建筑抗震設(shè)計水平達到一個新的比較完善的高度。
建筑設(shè)計中需重視的幾個抗震問題
1.建筑構(gòu)件（非結(jié)構(gòu)構(gòu)件）設(shè)計及建筑連接節(jié)點構(gòu)造設(shè)計問題隨著建筑立面和室內(nèi)空間裝飾標準的提高和發(fā)展，在建筑設(shè)計上采用的建筑構(gòu)件品種、材料和形式越來越多。例如，立面上大量采用的外貼瓷磚，外貼、外掛大理石，花崗巖板材，還有外掛的玻璃幕墻等；室內(nèi)裝飾普遍采用的空中吊燈、吊頂，較高裝飾標準采用的人工藝術(shù)造景，壁雕，懸挑的裝飾畫，豎立的雕塑制品等。所有這些立面和室內(nèi)的裝飾，都有一個其本身材料和構(gòu)造是否能抗御住地震的震動而不壞的問題，同時還有與建筑物主體結(jié)構(gòu)相牢固連接的問題。多次地震的震害表明，國外有不少高層建筑的外立面裝飾玻璃幕墻在地震時出現(xiàn)了“玻璃雨”的破壞。其原因就是所采用的玻璃幕墻（包括材料性能及其與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造）不能適應建筑物在地震中產(chǎn)生大變形的要求。所以，在采用玻璃幕墻時，在建筑設(shè)計要求上，必須使玻璃幕墻具有足夠的強度和變形能力，在其與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造上，要將連接節(jié)點設(shè)計成能沿水平向有相應變位能力的節(jié)點構(gòu)造，使其與建筑物的地震變形脫開，不給外掛的玻璃幕墻造成變形破壞。
對于外掛的大型石材面板與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造也應按上述要求考慮處理。對直接外貼的板材和瓷磚，則必須使其與主體結(jié)構(gòu)能牢固錨拉和粘結(jié)，使其在地震時不脫開不墜落。我國則有的直貼得很高。需要重視其抗震的構(gòu)造連接問題。對室內(nèi)的各種裝飾工程，尤其是懸吊的大型燈具，浮掛的雕塑，各種懸桃的人工藝術(shù)造景等，在建筑設(shè)計上，一定要重視其在地震發(fā)生時的抗震穩(wěn)定性，在其與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造上也宜考慮它有一定的相對于建筑物的變形能力和必要的節(jié)點連接強度，防止其在地震中發(fā)生墜落或倒塌傷人。在建筑設(shè)計中，還有相當多的屬于建筑布置的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，保障其抗震穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌破壞，或采用與主體結(jié)構(gòu)脫開的保障自身穩(wěn)定的抗震措施。
2.建筑上應滿足的設(shè)計限值控制問題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GBJ11-89）對房屋建筑在建筑設(shè)計中應考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計應予遵守。一是房屋的建筑總高度和層數(shù)。例如，在設(shè)防烈度為8度時，粘土磚多層房屋的總高度不宜超過18m，層數(shù)不宜超過六層；底層框架多層磚房的總高度不超過16m，層數(shù)不超過五層；鋼筋混凝土框架房屋總高度不超過45m，框架抗震墻的高層建筑的總高度不宜超過100m等的規(guī)定。而在目前實際設(shè)計中，有的總高度超過，有的層數(shù)超過；還有的在建筑設(shè)計中總高度雖未超過，但房屋的高寬比超過規(guī)定，如在8度地區(qū)有的超過2.2。所有這些超規(guī)，都可能對建筑物的抗震安全帶來不利，特別是對于高寬比過大的多、高層建筑更是不利。因為在這種情況下，存在房屋的整體抗震穩(wěn)定問題。應該說，這些限值的控制在建筑設(shè)計上只要重視抗震是完全可以做到的。而在某市的抗震設(shè)計審查中發(fā)現(xiàn)，建筑超高和高寬比過大的設(shè)計達14%之多。這說明在建筑設(shè)計中未能嚴格按照《規(guī)范》規(guī)定進行設(shè)計的問題不是個別的，應引起建筑設(shè)計的重視。二是對房屋抗震橫墻間距和局部墻體尺寸的限值控制。這是根據(jù)多層砌體房屋和底層為框架的多層砌體房屋在歷次地震中所出現(xiàn)的破壞特征所提出來的規(guī)定。對抗震橫墻間距的最大限值控制，是因為當橫墻間距過大時，使縱墻的側(cè)向變形加大，抗震承載力降低，甚至導致縱墻的側(cè)向失穩(wěn)破壞倒塌。對房屋局部墻體尺寸最小限值的控制，是因為這些部位的墻體（包括承重和非承重外墻的盡端墻，內(nèi)墻的陰角，高出屋面的女兒墻）在小于規(guī)定的最小限值時，墻體截面的抗震強度（抗彎、抗剪）就不能滿足要求，就會導致墻體的開裂和倒塌破壞。所以，在建筑進行平立面布置設(shè)計時，要考慮這些來自實際震害經(jīng)險的設(shè)計控制規(guī)定，使建筑設(shè)計為建筑抗震提供良好的基礎(chǔ)。
3.屋頂建筑的抗震設(shè)計問題
1注意建筑豎向布置
在建筑高度結(jié)構(gòu)上剛度和質(zhì)量分布問題，就是我們要探討的建筑豎向布置，主要運用在單層或者多層建筑，因為每層的使用的功能都不一樣，所以很容易在上下樓層之間出現(xiàn)剛度和質(zhì)量的分布不均勻，容易形成扭轉(zhuǎn)效應，比如說，底層或者下面幾層是用來做商場，那么通常都是大柱距，大空間，上層如果是公寓的話，通常墻體設(shè)計較多，柱少，有的樓層還會設(shè)有大空間的會議廳、展廳、報告廳等等，這樣就形成了建筑豎向上的剛度質(zhì)量嚴重分布不均勻，特別明顯的表現(xiàn)出來的是，相鄰兩樓層的剛度質(zhì)量分布如果相差過大，就很容易引起剛度突變，形成扭轉(zhuǎn)效應，特別是有的樓層剛度太差，對抗震性影響很大，會出現(xiàn)剛度突變，結(jié)構(gòu)變形等嚴重問題，成為整個建筑的薄弱層，影響整體，需要特別注意。在實際當中，很多建筑都出現(xiàn)了上下層墻體不對齊，柱子不對齊，上層有柱子，下層沒柱子，墻體不連續(xù)，不到底，上層墻體多，下層墻體少等現(xiàn)象，這些都會影響地震力的傳遞。還有剪力墻對于抗震很重要，最好能把剪力墻設(shè)計的到底，如果中斷，或者剪力墻分布嚴重不均勻，或者設(shè)計的太少，都不利于抗震，會給整個建筑造成地震作用分布不均勻，甚至造成扭轉(zhuǎn)地震效應。一定要重視豎向布置，很多案例都告訴我們，建筑物的豎向剛度相差過大，會造成嚴重的后果，對建筑物造成很大的損壞，甚至整層塌陷。在1995年的日本阪神大地震中，有很多棟鋼筋混凝土高層建筑，發(fā)生了中間樓層的整體坐落，倒塌破壞。告誡我們，盡可能的把剪力墻設(shè)計的貫通建筑到底部，不要中斷，要分布均勻，把每層的剛度設(shè)計好，避免造成扭轉(zhuǎn)地震效應。
2注意抗震要求的限值控制
房屋建筑在建筑設(shè)計中應考慮的一些抗震要求的限值控制。調(diào)查總結(jié)了近年來國內(nèi)外大地震(包括汶川地震)的經(jīng)驗教訓，采納了地震工程的新科研成果，考慮了我國的經(jīng)濟條件和工程實踐，并在全國范圍內(nèi)廣泛征求了有關(guān)設(shè)計、勘察、科研、教學單位及抗震管理部門的意見，經(jīng)反復討論、修改、充實和試設(shè)計，最后經(jīng)審查定稿《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJll-89)，很明確的規(guī)定：建筑設(shè)計必須遵守以下兩點，（1）房屋的建筑總高度和層數(shù)；（2）對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。
3注意屋頂建筑
屋頂建筑是高層和超高層建筑設(shè)計中重要的部分，從以往的高層建筑抗震審查數(shù)據(jù)顯示，樓層過高，過重成為最受矚目的問題，屋頂建筑容易增大變形，不利于避震。而且也影響到下層建筑的抗震性能。在設(shè)計屋頂建筑時，注意要把它的重心設(shè)計與下層建筑要在一條線上，如屋頂建筑的抗側(cè)力墻和下層的扛側(cè)力墻要設(shè)計成不連續(xù)的，防止扭轉(zhuǎn)地震效應。在設(shè)計時，盡量采用重量輕的材質(zhì)做屋頂建筑，材質(zhì)要求剛度大，剛度分布均勻，而且利于地震力的傳遞，要與下層建筑的重心在一條線上，減輕剛度突發(fā)和變形，盡量不要把屋頂建筑設(shè)計的太高，提高它的抗震性，減少自身的剛度突發(fā)和變形，使整體建筑對地震力傳遞通暢，避免扭轉(zhuǎn)地震效應。
4結(jié)束語
[關(guān)鍵詞]高層建筑 抗震因素 結(jié)構(gòu)特點 建筑材料
中圖分類號：TU973.31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0130-01
一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則
高層建筑抗震設(shè)計的基本原則是小震不壞，中震可修，大震不倒。結(jié)構(gòu)構(gòu)件應具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性等性能，對于結(jié)構(gòu)相對薄弱的部位，應采取提高抗震能力的措施。
盡可能設(shè)置多道抗震防線，伴隨著強烈地震之后，會發(fā)生多次余震，如果僅僅設(shè)置一條防線，可能在第一次被破壞之后，再遭遇余震，這樣則會導致房屋傷痕累累，甚至有倒塌的危險。設(shè)置多條抗震防線，可以防止余震對房屋帶來的多次傷害，使結(jié)構(gòu)能耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免在大地震的時候，發(fā)生房屋倒塌。
針對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力，但應注意的是，不要加強了局部的抗震能力，而忽略了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)，在抗震設(shè)計中有意識、有目的地控制薄弱部位，使之有足夠的變形能力又不使薄弱部位發(fā)生轉(zhuǎn)移，有效的提高結(jié)構(gòu)總體的抗震性能。
抗震設(shè)計應盡量避免平面形狀或剛度不對稱的設(shè)計，防止平面形狀或剛度不對稱使建筑物產(chǎn)生嚴重的扭轉(zhuǎn)，加重災害的破壞程度。設(shè)計時也應注意盡量少用凸起屋面的塔樓設(shè)計，塔樓設(shè)計的建筑物在發(fā)生地震時容易發(fā)生鞭梢效應，使其房屋遭受嚴重破壞。
二、高層建筑在抗震設(shè)計中常見的問題
2.1部分建筑物高度過高
依照高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的相關(guān)規(guī)定，參考建筑本身的結(jié)構(gòu)類型以及設(shè)防烈度，混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑需要有一個合理的高度，只有在這種高度下，抗震設(shè)計才會安全穩(wěn)定。這個高度應與我國當前的經(jīng)濟發(fā)展、施工技術(shù)和整個土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)。就我國目前高層建筑來看，建筑超高問題嚴重，存在著潛在危險，當遇到地震時，會發(fā)生嚴重的破壞變形，因而會降低建筑物的抗震性能。隨著建筑物高度的超出延性要求、材料性能等指標也相對超出范圍，會誘發(fā)出其他的不良因素。
2.2地基選取的不合理
現(xiàn)代城市的不斷發(fā)展，人口也是與日俱增，城市的人均面積卻越來越少，但是開發(fā)商為了自身利益，往往會忽略這一問題，他們會選擇利潤空間較大的區(qū)域，進行高層建筑的建設(shè)。相關(guān)單位缺乏巖土工程勘察資料或是資料不全面，若沒有這些資料，設(shè)計就缺少了必要的依據(jù)。在高層建設(shè)之前，開發(fā)商應該對該區(qū)域進行實地考察，了解其土地的質(zhì)量，適合高層建筑的土地必須保證土地的堅硬或密實均勻，不能垮在兩類土壤上，避開不利的地形，地基的選擇直接影響到抗震的能力。
2.3結(jié)構(gòu)體系與材料的選用問題
在地震多發(fā)地區(qū)，結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計和建筑材料的選擇，受到人們的廣泛關(guān)注和重視。目前，我國建筑物大部分是由鋼筋混凝土組成的，變形的控制與設(shè)計必須以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為準。當鋼筋混凝土彎曲變形時，側(cè)移會較大，雖然利用鋼框架會減少位移，但同時會增加鋼筋的負荷，無明顯輔助效果，為避免造成不利的影響，應盡可能降低它們的剛度。
2.4短柱與軸壓比問題
在高層建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑容易出現(xiàn)柱斷面較大的問題，這主要是控制柱軸壓比造成的，而柱斷面尺寸不會因為使用高強度混凝土而顯著性減小。如果柱的塑性變形能力小，結(jié)構(gòu)延性就很差，在發(fā)生地震的時候，由于吸收地震能量與耗散少，就很容易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。所以在超高層建筑的抗震設(shè)計中應慎用鋼筋混凝土。
三、解決高層建筑抗震設(shè)計問題的對策
首先，對于高層位置的選擇，開發(fā)商要在建筑前，對土地質(zhì)量及周邊位置要進行嚴格考察，查看建設(shè)高層的區(qū)域是否適合建筑，不能一味只顧自己眼前的利益，也要考慮到建筑的安全因素。建筑相關(guān)部門對建筑的審批也要認真負責，嚴格控制建筑中超高的問題，若房屋在發(fā)生地震時，不會發(fā)生較大的變形或破壞，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。
在高層建筑中，結(jié)構(gòu)體系與材料優(yōu)選是一個極為重要的問題，在建筑時，確定短柱并采取相應對策，可以使用復合螺旋箍筋，達到強剪弱彎、強柱弱梁的特點。對于短柱來說，抗剪承載力不及抗彎承載力，一旦發(fā)生地震，會因剪力而失去作用，抗彎強度的作用也不能發(fā)揮出來，這時就必須人為的地降低抗彎強度。對于材料的選擇，可以對材料參數(shù)隨機性的抗震模糊可靠度進行分析，綜合考慮材料參數(shù)的變異性，可以盡量選混凝土材料。
從地基承載力來看，在同樣的地基條件下，減輕結(jié)構(gòu)自重意味著在不增加基礎(chǔ)或地基處理造價的情況下，可以增加層數(shù)。發(fā)生地震時，如果結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加，也會引起地震力的增加，高層建筑由于高度較高，其重心也過高，受到的危害也很大，設(shè)計時對高層建筑物的填充墻及隔墻應采用輕質(zhì)材料。
高層建筑在結(jié)構(gòu)上應設(shè)置多道抗震防線，在大地震發(fā)生之后，往往會伴隨多次余震，如果僅僅設(shè)置一道防線，可能在強烈地震作用下，這條防線會遭到破壞，此時再發(fā)生余震，使防線又遭到重創(chuàng)，此防線可能無法承受，建筑物就面臨倒塌的危險。設(shè)置多道防線，可以抵擋后續(xù)的地震的沖擊，分散了地震的威力，使房屋更加有保障。高層結(jié)構(gòu)形式應采用具有及壁式框架剪力墻，剪力墻框架簡體，筒中筒等多道抗戰(zhàn)防線結(jié)構(gòu)體系。
積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，進行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求。提高結(jié)構(gòu)阻尼，采用高延性構(gòu)件。提高結(jié)構(gòu)的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。建造高層建筑最好選堅硬的場地土，可以減少地震能量輸入，減輕對建筑的破壞程度。
四、結(jié)語
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分考慮到抗震設(shè)計，應透徹了解抗震設(shè)計的基本原則，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計占有重要的地位，嚴格遵照抗震設(shè)計規(guī)范，對抗震設(shè)計中存在的問題應重視起來，并及時改正。隨著高層的抗震設(shè)計方法和技術(shù)在不斷進步，結(jié)合建筑實際情況，設(shè)計合理的抗震結(jié)構(gòu)，只有從高層建筑物內(nèi)部實施結(jié)構(gòu)抗震，才能從根本上提高高層建筑的抗震能力，確保實際工程中的抗震質(zhì)量，以防止地震帶來巨大的損失和危害，保護人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：超限高層；建筑結(jié)構(gòu)；性能抗震設(shè)計；發(fā)展方向
在科技技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，現(xiàn)代城市建筑的規(guī)模日漸擴大，城市現(xiàn)代化的水平也逐漸與國際接軌。但是一旦城市遭遇地震，受到劇烈震蕩時，建筑就可能會直接倒塌，從而造成大量的人員傷亡。因此，建筑工程的抗震設(shè)計顯得極為重要，必須要對建筑工程的抗震設(shè)計進行深入的研究，尤其是超限高層建筑進行設(shè)計的過程中。
一、超限高層建筑基于性能抗震設(shè)計的目標
現(xiàn)階段，我國建筑工程一般利用兩個不同階段的規(guī)范，來開展基于性能的抗震設(shè)計，從而確保超限高層建筑實現(xiàn)小震不壞、中震可修、大震不倒的建設(shè)目標。
1、三水準目標
三水準目標中，小震不壞是指在遇到級別不高的地震后，建筑房屋的各個部位未出現(xiàn)裂縫，也沒有受到任何損害，無需采取修復處理等措施，房屋便可繼續(xù)良好使用；中震可修指的是在遭受到具備一定破壞強度的地震，建筑物盡管受到了一定程度的破壞，但采取相應的修復處理措施后，依舊能夠正常使用；大震不倒則指的是在遭受強度非常大的地震時，建筑工程盡管受到破壞，但不會發(fā)生倒塌，導致大量人員傷亡的現(xiàn)象。
2、兩個不同階段的設(shè)計方法
將超限高層分成兩個階段來進行抗震設(shè)計，第一階段，可以將建筑物的抗震等級規(guī)劃到小震時的性能計算，對數(shù)據(jù)參數(shù)和彈性范圍進行設(shè)計，同時還可以考慮地震效應和房屋荷載效應，結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)特點和承載能力進行適當?shù)恼{(diào)整，確定建筑構(gòu)件的橫截面積和尺寸大小，并且注意在發(fā)生小震時的建筑結(jié)構(gòu)在彈性方面的位移力度，以此來達到小震時建筑物所能承受的強度沖擊，確保建筑物的安全穩(wěn)定。第二階段，以第一階段計算出來的結(jié)果為設(shè)計參數(shù)，進行結(jié)構(gòu)材料的選擇，并采取相應的抗震措施，計算出建筑物在延展和變形之前所能承受的最大力，然后在構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選取中盡量提升建筑物的抗沖擊能力，以保證在中震時，建筑物還能有一定的抗性變能力。
3、強柱弱梁、強剪弱彎原則
為了提高超限高層建筑的抗剪抗震性，設(shè)計其建筑結(jié)構(gòu)時必須堅持“強柱弱梁、強剪弱彎”這一設(shè)計原則，基于抗震性能角度，合理布設(shè)建筑的結(jié)構(gòu)形式，盡量做到剛?cè)岵袑嵦岣呓ㄖY(jié)構(gòu)的剛度和強度，防止其在地震作用下發(fā)生損壞或倒塌。
二、超限高層建筑的抗震設(shè)計要點
超限高層建筑由于受到自身結(jié)構(gòu)受力性能的影響，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須控制好建筑的抗震性，以免其在后期使用中受地震作用力而倒塌。以下幾點為抗震設(shè)計注意要點：
1、建筑結(jié)構(gòu)要規(guī)則
建筑物在最初的設(shè)計階段，抗震設(shè)計最先想到的是建筑物結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響建筑物的穩(wěn)定性和抗震性。建筑物的底盤要穩(wěn)，結(jié)構(gòu)支撐要逐級向上，上部的承重受力要輕，減少對建筑物地基的壓力，設(shè)計出來的建筑物結(jié)構(gòu)要呈規(guī)則性，不僅要保證建筑物的功能，還要滿足建筑物的扭轉(zhuǎn)剛度。在一般的建筑設(shè)計中，建筑的外觀要簡單大方，整體分布要均勻一致，考慮到受力荷載的影響，結(jié)構(gòu)的剛性設(shè)計要盡量增強，地基的修建也要“根深蒂固”，這才能抵抗一定的地震等級，將建筑物的損壞程度降到最低，確保人身和建筑的安全。
2、控制層間位移
在對超限高層建筑進行抗震設(shè)計時，除了要對建筑平面進行合理規(guī)劃外，還要考慮建筑的高寬比、位移的控制、結(jié)構(gòu)所采用的材料、結(jié)構(gòu)體系、裝修標準及側(cè)向荷載等更多問題。而在這其中最為重要的便是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移控制，以及根據(jù)具體的地理位置所進行的設(shè)計，要保證建筑的穩(wěn)定性，實現(xiàn)其正常使用功能等。建筑受風力及地震的影響通常會有很大的層間位移產(chǎn)生，因此在設(shè)計時不僅要滿足建筑的剛度，而且還要注意不能超過結(jié)構(gòu)本身的承載力。
三、實施超限高層建筑抗震性能設(shè)計的方法
1、加強超限高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計
超限高層建筑的危險系數(shù)較大，特別是超高的部分，在防風和抗震性能的設(shè)計環(huán)節(jié)一定要謹慎，為了保證建筑物的質(zhì)量，加強基礎(chǔ)設(shè)計是關(guān)鍵。建筑工程師要根據(jù)不同的高度逐層設(shè)計，保證承重力度，在同等高度的設(shè)計中也要做到材料、結(jié)構(gòu)、地基和受力分配等都能大概相同，這樣施工建設(shè)的建筑才有與地震抗衡的資本。
2、充分減少地震作用力的輸入
在抗震設(shè)計時，應當與位移結(jié)構(gòu)抗震法相結(jié)合，通過分析來制定出科學、具體的減震設(shè)計方案，確保超限高層建筑結(jié)構(gòu)的形變能力達到地震發(fā)生時的形變要求。工程人員除了要驗算建筑結(jié)構(gòu)承載力，還需對大震發(fā)生時建筑層間的位移延性以及位移角的限值比進行嚴格控制，明確構(gòu)件的構(gòu)造需求及其變形值等。
3、對建筑的剛度進行嚴格控制
在結(jié)構(gòu)計算表格中，超限高層建筑的剛度通常表現(xiàn)出周期性的規(guī)律，進而對主體結(jié)構(gòu)的位移變化產(chǎn)生影響。因此，建筑工程人員在設(shè)計過程中，可通過對有關(guān)剛度參數(shù)進行調(diào)整，從而達到調(diào)整建筑物結(jié)構(gòu)剛度的目的。例如，通過對建筑截面的尺寸、混凝土強度、剪力墻結(jié)構(gòu)開洞大小、梁鋼度放大系數(shù)等參數(shù)進行調(diào)整，在實現(xiàn)建筑剛度調(diào)整的基礎(chǔ)上，達到有效抗震的目的。
四、超限高層基于性能設(shè)計抗震設(shè)計的發(fā)展方向
1、隨著全球多元化的發(fā)展，超限高層建筑的設(shè)計理念、設(shè)計形式、施工技術(shù)以及施工材料也向著多元化發(fā)展，世界各地的建筑風格和形式都在求新求異，超限高層也不限于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高的前提下，各種層出不窮的建筑形式紛紛涌現(xiàn)，其發(fā)展的方向還會向更寬廣的領(lǐng)域發(fā)展。
2、目前遵循的超限高層設(shè)計方法也有待提高，隨著科技的進步，對建筑物的設(shè)計方法也在不斷變革，使得建筑物的就夠越來越復雜，對抗震性能的設(shè)計要求也越來越高，如何改善這種狀況成了未來行業(yè)發(fā)展的頭等大事。
3、運用計算機輔助軟件進行超限高層建筑設(shè)計已經(jīng)不是難事，未來還有可能出現(xiàn)豎向不規(guī)則或者是有加強層的建筑，運用了等效原則，將建筑物的結(jié)構(gòu)看成是三維自由度模型，這就使得設(shè)計變得簡單一些，對不同的建筑進行比較分析，找出一個最適合的抗震設(shè)計強度。
4、目前超限高層建筑基于性能的抗震設(shè)計的性能水平是從多層建筑引入的，雖然經(jīng)過了一些細化，但其使用起來還是很難界定的，每一棟新建筑都帶來新的問題，由于結(jié)構(gòu)可能豎向不規(guī)則，使用位移或?qū)娱g位移作為評價標準還是值得商榷的。對于基于性能的抗震設(shè)計，還有一個重要的問題就是基于建筑物全壽命的損益分析，這里就包含了更多的不確定因素，超限高層建筑的在役損傷評估、全壽命估計，以及整體造價和服役期間維修改造費用的估計等，這都需要相關(guān)學者進一步去研究。
五、結(jié)束語
綜上所述，超限高層建筑在現(xiàn)代城市生活中越來越常見，有效解決城市居民的住房緊張問題，同時節(jié)省了土地資源，促進了建筑事業(yè)的積極、健康發(fā)展。但要提及的是，由于超限高層建筑在使用過程中很容易受到地震力影響，加之樓層過高，結(jié)構(gòu)本身就具有一定的高危險性，一旦設(shè)計不當，就極容易在地震作用下發(fā)生倒塌。所以，設(shè)計者在設(shè)計超限高層建筑結(jié)構(gòu)時，一定要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，采取有效設(shè)計措施，切實提高超限高層建筑的抗震性能。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計；抗震設(shè)計；作用
1抗震設(shè)計的內(nèi)容和要求
現(xiàn)在能夠影響抗震性能的因素是非常多的，所以面對抗震設(shè)計工作，相關(guān)人員要選擇最有利的地段并采取相應的措施展開抗震設(shè)計工作。其中形式對稱、規(guī)則和剛度分布均勻的建筑結(jié)構(gòu)是我們的首要選擇。選擇結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)材料也是一件非常重要的工作，首先必須滿足抗震結(jié)構(gòu)的具體要求，同時還要選擇那些結(jié)構(gòu)延性好、均勻性好以及強度和重力比值大的建筑設(shè)計。對于具體的抗震設(shè)計工作必須設(shè)置多道防線，這是因為地震作用保持的時間比較長，與此同時還有多次反復發(fā)作的可能性。專業(yè)人士對地震之后倒塌的建筑物做過分析發(fā)現(xiàn)在地震的反復作用下建筑物會遭受到較為嚴重的破壞，嚴重的還會出現(xiàn)建筑物的倒塌。這大多是由于建筑物結(jié)構(gòu)被破壞，喪失承載荷載和重力的能力。所以，面對具體的抗震設(shè)計問題，要對建筑物的構(gòu)件強弱關(guān)系做出一定的處理，促使其有效形成多道防線，如此一來，建筑物的抗震性能便會得到全面提升。
2建筑設(shè)計在抗震設(shè)計中的作用
2.1有效解決屋頂建筑的抗震設(shè)計難題
現(xiàn)在高層和超高層建筑變得越來越普遍，在對其進行設(shè)計時，屋頂建筑抗震設(shè)計變得尤為重要，成為其中的重要一環(huán)。現(xiàn)在雖然各大城市的高層建筑抗震設(shè)計都有很大的進步，但是毋容置疑屋頂建筑設(shè)計中還是存在一定的問題，需要我們重視起來。以屋頂設(shè)計較高或者是設(shè)計過重為例，這樣的設(shè)計在無形中導致屋頂?shù)慕ㄖ冃纬潭茸兇螅缘卣鹱饔猛瑯右矔哟螅焕诮ㄖ锉旧砗臀蓓數(shù)目拐稹Ｈ绻蓓數(shù)目拐饌?cè)立墻和屋頂之下的抗震側(cè)立墻出現(xiàn)不必要的間斷，等到地震發(fā)生之后，地震的扭轉(zhuǎn)作用將變得比之前更為嚴重，不利于整體抗震工作的順利開展。因此，面對屋頂建筑設(shè)計的全過程，應該最大限度的降低屋頂建筑的高度。其中那些強度比較高、輕質(zhì)和剛度都恰到好處的材料是我們的首選，可以幫助地震作用傳遞的更為順暢。屋頂重心和屋頂之下的建筑重心在同一直線上，假如屋頂建筑非常高，對于這樣的情況我們就要促使屋頂建筑有比較強的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降到最低，盡我們最大的努力防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應。
2.2對于建筑抗震設(shè)計的最終效果是一種全面的強化
現(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)的發(fā)展勢頭迅猛，和建筑設(shè)計相關(guān)的理論基礎(chǔ)和有關(guān)的經(jīng)驗都變得更為成熟。因此，在面對建筑抗震設(shè)計工作，工作人員應該對先進的建筑設(shè)計理念展開全面運用，通過這樣的方式不斷提升建筑抗震設(shè)計的實際效果。另外，現(xiàn)在各大城市的許多建筑物中都普遍存在屋頂和地步重心不在一條水平線上的問題，為了將這種問題避免，設(shè)計人員可以在建筑抗震設(shè)計環(huán)節(jié)合理運用建筑設(shè)計的方法，不斷有效增加建筑物的剛度和強度，在現(xiàn)有的實際情況為基礎(chǔ)，有效優(yōu)化設(shè)計方案，在這種方法的作用下，建筑物的高度和體積就會得到有效的控制，進而建筑物自身的強度也能得到不斷的提升，隨之建筑物的抗震作用也將得到最大發(fā)揮。除此之外，在具體的建筑設(shè)計中最好選擇在建筑中心的位置設(shè)置上電梯，這是一種有效增強建筑物抗震設(shè)計作用效果的良好方式，值得我們學習。
2.3建筑設(shè)計的運用可以促使建筑物的平面設(shè)計得到有效的對稱
在實際工作、生活和生產(chǎn)中，建筑的平面設(shè)計環(huán)節(jié)和建筑物的使用功能與要求都有莫大的關(guān)系。如果我們的建筑平面設(shè)計工作落實得好，必然對人們是一種非常大的保護，地震給人們帶來的傷害也將更小，人們的生命和健康、財產(chǎn)安全都能得到有效保障。所以，面對具體的建筑，相關(guān)單位一定要重視建筑設(shè)計工作的重要性，保證建筑物在結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量上都能得到均勻性的分布。為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件創(chuàng)造一個合理的布置條件，保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求和建筑的使用要求都能全面結(jié)合起來，這樣可以保證建筑設(shè)計工作在建筑抗震中作用發(fā)揮發(fā)揮的更為全面。
2.4建筑設(shè)計在抗震設(shè)計中的運用可以促使建筑物豎向設(shè)計變得更加有協(xié)調(diào)性
在建筑物豎向設(shè)計工作中存在一個較為明顯的問題，建筑樓層的質(zhì)量和剛度分布都有明顯的不協(xié)調(diào)性，這個問題也是一個讓人非常頭疼的問題。所以，人們對于建筑的使用功能所提出的要求也存在著差異，因此建筑物在樓層結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量是有明顯的不協(xié)調(diào)的。如果真的遭遇地震，這種建筑物遭到破壞的可能性要比其他的建筑物高出太多，自然所帶來的損失也將變得不可估量，不利于人們身心健康的全面發(fā)展。所以，面對建筑的豎向設(shè)計，設(shè)計人員在設(shè)計環(huán)節(jié)就要對每個樓層的剛度有合理且全面的控制與把握，這樣可以有效減輕地震時建筑的扭轉(zhuǎn)效應，進而給人們所帶來的傷害也將會變小。
3結(jié)語
現(xiàn)在各個國家和地區(qū)對抗震工作的重視程度都在不斷提升，我們除了要學習我國關(guān)于增強建筑物的抗震設(shè)防標準之外，還要不斷分析總結(jié)地震破壞所帶來的經(jīng)驗教訓。如果在執(zhí)行的過程中發(fā)現(xiàn)抗震設(shè)計的相關(guān)標準合理性存在問題就要及時對其展開修正。另外，關(guān)于抗震設(shè)計新技術(shù)的學習和實踐同樣是必不可少的。簡而言之，設(shè)計人員要想設(shè)計出一個完美的建筑設(shè)計就必須對抗震設(shè)計有一個全面的認識，做好建筑物本身設(shè)計和其結(jié)構(gòu)設(shè)計的配合工作。所以，要對抗震設(shè)計在建筑設(shè)計中的地位和作用有全面的把握，這樣更加有利于抗震設(shè)計作用在建筑設(shè)計中的全面發(fā)揮，是一件造福人類的大事。
參考文獻