浅议超限高层建筑工程抗震设计中的常见问题

【摘要】随着城市化进程的不断推进，国内正在大规模的兴建各项高层建筑，由于该建筑对抗震要求比一般的建筑要求高，因此，在我们平时的抗震设计过程中经常遇到各种问题。本文笔者系统的对超限高层建筑工程抗震中存在的常见问题进行分析，并就这些问题提出了一些合理的建议。望能给予各位同行参考借鉴。

【关键词】超限高层建筑;抗震设计;建议;问题

引 言

当今世界人口密集，资源压力大。人们的生存空间逐渐从简单的低层地面发展到了超限的高层建筑。在大城市中，高楼林立。而由于大城市具有比较多的工作机会，越来越多的人涌入进来，也更加促使超限高层建筑工程的发展，未来将会成为“天空的世界”。超限高层建筑工程与地面工程相比，施工难度和强度都比较大，要考虑地质条件，方案标准和成本等诸多因素的影响。超限高层建筑工程的抗震能力是最需要考虑的，它关系着整个超限高层建筑工程的安全性。因此，对超限高层建筑工程抗震设计是一个复杂而且严格的过程。

一、抗震设计的基本思路和原则

从世界范围来看，各国的抗震的主要原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，这也是处理地震作用高度不确定的最优途径。在实践过程中，此原则得到了广泛的认可和一定程度上的效益。参照此原则严格执行的西方发达国家和地区，大部分建筑物符合了抗震规范设计，重大地震过程中所造成的人员伤亡已呈下降趋势。但是在中小地震过程中，依旧可能造成建筑物的某些结构正常使用功能的丧失，从而影响了人们对人居环境的更高追求和实现。

超限结构抗震的设计环节主要分为两个阶段。第一是弹性反应谱的采用，主要是针对多遇地震地区。用这两种方法主要是能够根据详细的结果和数据粗略估算出结构层的薄弱位置。第二阶段是Pu shove弹塑性时程分析方法的采用，此方法主要是分析判定结构构件塑性铰出现的分布和顺序。

二、超限高层建筑工程抗震设计的要求

1设置建筑物的抗震防线

建筑物的抗震防线体系都是由许多延伸性比较好的分体系构成的。这些延伸性比较好的分体系，能够互相联系，共同工作。虽然每一个建筑物都有自身的抗震防线，但是不能只设置一道，因为一旦地震发生，强震之后必将伴随着余震。只有一道抗震防线，就会被接二连三的余震所影响，导致建筑物的坍塌。超限高层建筑工程抗震设计要建立一系列的屈服度，并在内外部具有丰富的余度。组成抗震的分体部件，要有一定的延伸性和适当的刚柔性，这样的结构能够减缓比较多的地震能量，提高超限高层建筑工程的抗震能力。另外。要对楼层内的结构构件进行处理，主要的耗能结构屈服以后，就检测一下弹性阶段的构件，保证结构的延伸性和抵抗坍塌的能力。

2保证建筑物的稳定承载能力

工程设计中，首先要保证的就是建筑物的延伸性、稳定性和承载度。工程设计构建结构要加固底层的墙柱、节点，弱化横梁和构建。对建筑物中可能出现薄弱的地方或者是已经出现了薄弱的地方，要采取相应的科学合理的办法，提高总体的抗震能力。超限高层建筑承担的竖向荷载的构件不应该是主要耗能的构件。

3 采取多项措施提高抗震能力

在大地震中，真正起抗震作用的是建筑物本身的主要构件。构件能在大地震中承受地震所带来的危害，就要仔细的检查高层建筑物中的薄弱部位。对高层建筑物的弹性受力和承载能力的均衡位置点要合理的处置，在楼层的比值发生变化时，要及时发现和处理，并采取加号的办法进行解决。

三、超限高层建筑工程抗震设计出现的一些问题

1缺乏评测周边环境和地质条件的资料

虽然我国早已步入了市场经济体制，但是在建筑建设中依然存在着计划经济体制急功近利的思想。许多的工程建设因为追求眼前的经济效益以及工程的进度，就直接按照规划好的图纸进行施工建设，而没有仔细的对地域的周边环境和地质条件进行勘探和评测。没有地质资料，就失去了施工的准备和依据，容易出现许多的事故，造成不利的影响。

2解决结构上的平面布置

超限高层建筑结构有的为了追求美观，也有的是因为地质构成和周边环境的影响，导致外形不是很规则、均匀，凹凸的变化大。这就使得一个结构内的单元内，受结构平面上的形状的影响，刚度发生了不均匀的现象，导致平面的长度变长。

3结构单元内存在不同的受力结构体系

超限高层建筑施工方案中常会出现这样的现象。一个单元内用砌体来承受重量，而另一个单元内，用排架或者全框式的承受重量。这就使得原本的建筑物出现受力不均匀的现象，容易造成房屋倒塌。

四、对加强超限高层建筑工程抗震设计的建议

1加强构造构件抗震性能的措施

对超限高层建筑的底部，要加强部位的剪力墙厚度。用型钢混凝土柱来加大底部加强的部位，并加大其配箍的特征值。交叉暗撑式来组成连梁配筋形式。严格控制框支柱的轴压比，并运用相关的构造措施来加强节点和锚固。

2 梁式转换层结构设计

首先要增大落地剪力墙的厚度，对型钢结构模型混凝土转换粱的主要节点和配筋进行强化，调整结构的布置，使上下部机构的转换层的侧向刚度符合标准的规范 对转换层临近的上下层楼板的配筋，用双层双向配筋处理，严格控制框支柱的轴压比，运用型钢混凝土柱，并控制好柱的配箍特征值。适当的将剪力墙的配筋提高，柱由转换层延伸2层左右。

3 结构的平面布置

降低扭转的直接影响，侧向刚度逐渐均匀的发生变化。对结构构件布置要反复的考虑，并充分的调整和计算。在考虑好偶然的偏心影响地震作用之下，楼层竖向构件的水平位移和最大层间位移和楼层平均值相比，要小于该楼层平均值的1.4倍，转换层侧向刚度与相邻上部楼层刚度相比，要大于70%左右，受剪承载力与上层受剪承载力相比，要大于上层的80%左右。

4 制定一项严格程序

超限高层建筑工程制定旋工方案和实施是一个长期且比较复杂的过程，要考虑好经济投入的成本和施工风险，注意施工以及工期的条件。根据不同的地质环境和周边环境的影响，制定一个满足地震设计、周边环境的要求以及具有经济效益的工程制定施工方案。而制定程序是保证施工方案质量的最佳制定的办法。制定的程序主要有这两个阶段：① 对周边环境和地质条件进行勘探和评测，将施工对象的地质条件摸清楚，测量好固岩的稳定，预测好各项风险的因素，并设计出最好最佳的方案，评估工程对周边环境的总体社会影响。②对各个因素进行取舍，在无法兼顾工程的成本和进程，以及方案的选择问题时，要明确整个工程的目标价值，考虑工程中每个因素的作用，做出正确的判断。

五、结束语

总体而言，对于超限高层建筑工程的抗震设计，是当今社会建筑工程中一个比较重要的研究话题。如何让更好的对超限高层建筑工程的抗震设计进行加强管理，需要从周边环境和地质条件的评测、结构的平面布置以及单元内的受力体系等方面综合考虑，设置全面的抗震防线，加强建筑物的稳定承载和抗震能力。保证超限高层建筑工程抗震设计的最终质量，就要组织全体的知识和力量，学习国际上的先进技术和理论，总结我国的基本国情，因地制宜的研究出适合我国大城市超限高层建筑的抗震体系，拿出经济实际的最佳方案。最终为居民的生命财产安全提供保障，促使我国的社会经济安全可持续的发展。

参考文献

[1].陈剑峰.高层建筑抗震设计存在的主要问题及设计对策叨.科技视界，2012，（19）.

[2]张德玉，裴红.高层建筑抗震设计原则及应注意的问题[J].中小企业管理与科技，2010，（13）.

[3]杜家柱.刍议高层建筑工程结构抗震设计[J].建筑知识学术刊，2010，（11）