超高层建筑抗震设计范文1
关键词:超高层 建筑 抗震 设计
中图分类号：TU2文献标识码： A
前言
随着高层建筑的迅猛发展，建筑的多功能要求，超高层建筑越来越多，许多建筑采用底部大裙房、上部多座塔楼的建筑形式。这些复杂的建筑形式的出现给其结构抗震分析以及抗震设计带来了许多新的问题。
一、超高层建筑设计基本要求
1、针对建筑物的整体稳定性、承载程度以及整体延伸性等多个方面进行综合考虑
在工程的设计中，对于结构的构建必须要符合安全的要求，还有对可能出现薄弱部分的进行建筑加强，采取必要的措施，提高建筑物整体的抗震能力，当然对于建筑物所要承受的竖向荷载来说，基本的构建不可以成为主要的耗能构件。
2、尽量的设置多层次的抗震防线
对于每一个建筑物来说，一个良好的抗震体系必须要由多个延伸性较好的分体构成，多个构件结合在一起工作，起到很好的配合作用也不会相互影响。在高层建筑中会设立很多的抗震防线，这主要是因为在一次强烈的地震过后必定会经历多次的余震，但是如果只有一道抗震防线，那必定很难保证建筑物的整体安全性和稳定性，所以必须要在建筑中设立多个抗震防线，当然对于建筑物内部中的构件之间的关系也不能忽视，对于每一个楼层来说，在使用的主要耗能构件发生屈服之后，必须要对其进行弹性检测，使其可以拥有时间较长的抗倒塌能力。
3、地震波的选择要求
对超高层建筑，必要时考虑长周期地震波对超高层结构的影响。输入地震加速度时程曲线应满足地震动三要素要求，即有效加速度峰值、频谱特性和持时要求。对超高层建筑，在波形的选择上，在符合有效加速度峰值、频谱特性和持时要求外，满足底部剪力及高阶振型的影响，如条件许可，地震波的选取，尚应考虑地震的震源机制。
二、超高层结构反应谱分析要点
反应谱理论是现阶段建筑抗震分析的基本理论。对于设计人员，反应谱分析主要是地震动参数的选取和结构基本信息的输入。反应谱分析的关键是对计算结果进行分析，判断计算结果是否合理。
1、两个不同力学模型的三维计算软件
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，(简称抗震规范)3．6．6条规定：复杂结构多遇地震下应采用不少于两个的不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力和位移计算：《高层混凝土结构技术规程》(JGJ3―2002)(简称高层规程)亦有相关规定。目前国内常用的计算软件如SATWE、PMSAP、ETABS、MIDAS均属于“不同力学模型的三维空间分析软件”，小震下的弹性反应谱分析可任选其中两个程序进行计算。
2、关于超长周期反应谱
超限高层建筑大多为高柔结构，周期较长，有些甚至超过6．0s。例如天津津塔项目，主楼总高度330m，结构第1周期达到7．60s。抗震规范5．1．4条规定，周期大于6．0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究。
3、层间位移角限值
超高层钢结构的层问位移角限值按照抗震规范要求取1／300。超高层混凝土结构层问侧移角限值在高层规程中规定：高度等于或大于250m的高层建筑，其层间位移角部不宜大于1／500；高度在150~250m之间的高层建筑，层间位移角限值可采用“表4．6．3数值”与1／500线性插值取用。要注意高层混凝土规程第4．6．3条小注：“楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响”。
4、剪重比调整
抗震规范5．2．5条和高层规程3．3．13条提出了“最小地震剪力系数”要求。由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3．5s的结构，计算得到的水平地震作用下的底部总剪力太小。换言之，就是结构 ‘柔”，受到的地震力太小，从偏于安全的角度考虑，人为地提高地震剪力以保证结构设计的安全性。最小剪力系数取值在3．5s开始减小，至5s后不再下降。考虑大于5s的结构多为超高超限的高柔结构，适当提高地震下的抗侧移刚度和承载力是合理的。
5、层刚度比和层抗剪承载力的控制
抗震规范、高层规程均有“楼层刚度不宜小于相邻上层70％ 或其上三层侧向刚度平均值的80％”的规定。《高层民用钢结构技术规程》(GJG99―98)(高钢规)3．3．1条规定，楼层刚度不小于相邻上层的70％，且连续三层总的刚度降低不超过50％。抗震规范规定结构楼层抗剪承载力不小于相邻上层的80％，高层规程规定A级高度层抗剪承载力不小于其上一层的80％、B级高度抗剪承载力不小于上层的75％。高钢规规定任一楼层抗侧力构件的总受剪承载力不小于其相邻上层的80％。
三、实例分析
1、工程概况
项目位于昆明市高新区前所村“城中村” 改造（联邦国际）项目A2、A3号地块。总用地面积140312m2。土地用途为商业、住宅用地，其中商业占10%，住宅占90%。裙房面积为1.4 万m2，办公楼面积约为12.6万m2，上部塔楼包括： 1、2、3、5栋住宅楼36 层，标准层层高3.6m，建筑总高度129.6m。本次针对较高的1、2、3、5栋住宅楼进行结构布置，计算并探讨各种布置方案的性能。下部裙房包括：五层商业面积1.4 万m2，首层层高5.2m，其余商业层高4.5m。设置两层地下室，根据地质报告拟采用桩基础。
2、计算软件
本工程设计计算所采用的计算程序：PMCAD、SATWE。
3 结构布置
根据建筑平面功能采用三种布置方案对比，建筑平面详见图1。
图1
为解决高烈度区多遇地震、设防地震和罕遇地震的地震作用较大，针对矩形平面的短边分别采取加强措施如下：
（1）方案一：采取建筑物两侧全高设置支撑体系与型钢混凝土框架梁柱形成抗侧力体系与混凝土核心筒共同抵抗地震作用，详见图2。
（2）方案二：结合建筑功能在两侧布置开洞联肢剪力墙抗侧力构件与混凝土核心筒共同抵抗地震作用，详见图3。
（3）方案三：在21 层设置加强层，通过布置刚度较大的水平伸臂桁架和周边环带斜腹杆桁架，利用框架柱的轴力形成反向弯矩，减少内筒的倾覆力矩，进而减小结构在水平地震作用下的位移。详见图4。
4、结构小震作用下及风荷载作用下弹性计算分析如下表
5、结论分析
（1）风荷载作用下建筑结构均能满足规范要求的层间位移角。
（2）抗震设防烈度8 度（0.2g）区，一般地震作用下位移角较大，分别对比方案一（全高支撑方案）、方案二（两层剪力墙方案）、方案三（伸臂加强层方案）在小震作用下，方案一与方案二能满足规范对位移角要求，方案三不满足。
（3）本次计算结果对比表明，在高烈度去小震作用下，伸臂加强层方案提给抗侧刚度有限，且引起楼层受剪承载力严重突变，造成结构竖向产生薄弱层，对抗震十分不利。方案一和方案二在小震作用下弹性计算和多遇地震下弹性时程分析法进行补充计算，均表现出较好的抵抗水平力性能。方案一要求全楼设置钢构件侧向支撑，在造价成本上比较大，且仍然存在楼层受剪承载力突变，产生竖向薄弱层。
（4）方案二结合建筑方案，在弱侧适当布置剪力墙方案能较好的满足结构性能要求，且由于采用常规施工做法，从经济角度和方便施工角度考虑均为合适方案。
【参考文献】
超高层建筑抗震设计范文2
关键词：超限高层 建筑工程 抗震设计 问题
中图分类号：TU198文献标识码： A
1引文
当今社会，城市在发展，高层建筑也成为衡量城市发展的主要指标。在高层建筑上，建筑物的高度不断增加，设计结构也越来越有要求，尤其是针对超限高层建筑上，也提到了抗震设计的必要性。对于超限高层建筑来说，确保抗震设计的完成是直接关系到建筑物的稳定性，也影响到人民群众的直接利益，更影响到社会主义市场经济发展的最终成果。所以，加强超限高层建筑工程的抗震设计是很重要的，这对于提高国家的综合实力来说有重要的战略含义。
2分析超限高层建筑工程抗震设计的必要性
21世纪之后，中国的经济在不断的发展和改革中走上了高速发展之路，也与国际市场融为一体，当今世界有一些国家与我国开始了商务交流。在当前的全球经济一体化的形势下，我国的经济发展也有了超快的进步。不少行业也拿出很多资金用来完善基础建设，不少的大型高层建筑结构不断出现，这些建筑形状千变万化，这里面也包括不少超限高层建筑，它的出现更好的实现人们对空间的充分利用【1】。不过对于这些形状奇特的超限高层建筑工程来说，它们在结构方面也超出了我国在建筑工程上的有关规定和要求，这直接影响到建筑工程结构的抗震需求。当前在超限高层建筑的设防要求上是有规定的，这也是为了高层建筑的抗震设计得到更好的保障。不过由于我国城市化进程加快，不少城市开始崛起，很多经济发达的城市容纳愈来愈多的人口和社会资源。再加上近年来我国发生了多起地震，比如汶川地震、玉树地震都带来了一定的人员伤亡，影响了经济发展，而且地震对建筑的破坏程度也是非常大的，地震的出现对建筑物及市民的生命造成很大的威胁，也给我们带来惨痛的教训。所以，要重视经济发展中出现的问题，针对当前超限高层建筑工程抗震设计出现的缺陷，要意识到抗震设计在超限高层建筑工程设计及施工当中的必要性，才能够更好的加强超限高层建筑结构抗震设计的措施分析，推动社会发展与进步。
3超限高层建筑的特点
超限高层建筑工程是指在高度和结构上超过了国家规定的适用高度及规定范围，它的建筑造成奇特不规范。当今社会城市发展越来越快，出现的超限高层建筑工程量也越大，很多高层建筑的外形较复杂、奇特，目前在我国不少地区也出现了一些标志性高层建筑，比如深圳地王大厦（81层，325m）、上海金茂大厦（91层，420m）、广州中信大厦（80层，320m）等等。超限高层建筑结构主要分析点在平面、竖向不规则、抗风及高位转换等问题【2】。
4 抗震设计的基本构思和分析总结
目前，各国在抗震设计上，都符合“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求，这个要求也被称为当前解决地震作用下建筑高度不确定的最好方法，在现实生活中，这种设计要求也得到了社会的认同。像在西方国家，也有不少现代化城市，由于很多建筑物都是按照这个抗震标准进行设计，因此在出现一些大型地震的时候，造成的人员伤亡和经济损失都有明显的降低，不过这种设计要求主要是为了确保生命安全，虽然在大型地震中不会出现建筑物倒塌，确保了生命安全，但在一些中小地震中也会影响建筑物的基本结构，从而出现更大的经济损失。尤其是在人民生活水平提高的同时，更多的人希望改善居住环境，所以在建筑物的装修、非结构布局及高新技术装备方面的花费较高，那么造成这样的损失也非常大。
5.超限高层建筑工程的抗震设计标准
5.1要考虑建筑物的稳定性、承重力和整体的延展性等需求
对于建筑物的安全性，要确保设计结果达到安全标准，另外对一些薄弱环节针对性加固，采用一些补充方法来提升建筑物的稳定性和安全度。要重视建筑物的抗震设计，全面考虑布局类型，避免建筑物出现纵向负重的出现，确保结构稳定。
5.2在设计中要提高抗震防线的级别
建筑物高标准的抗震系统要由许多延伸性好的分体组成，所以，对每个构建进行更完善的组合才可以达到目。在设计高层建筑抗震防线中，要分析地震的情况，设计防线要考虑合理性和多重性，这样才可达到防震及确保安全的目的。在具体环节，要重视建筑物防震构件的刚柔性与延伸性等特点，确保更好的达到建筑物结构在发生地震时避免遭受破坏的可能。另外，增强建筑物防震耗件也可降低地震能量的冲击，更有效的确保建筑物的稳定。设计中要考虑各个构建的关系，逐一对构件及其之间的作用进行检查，使其确保抗震能力，达到建筑物的稳定。
5.3也要对薄弱环节进行抗震处理
在高层建筑物设计中，如确保了整体的安全性，那么就会出现一些薄弱环节，因此要重视薄弱环节的抗震设计，在设计中可利用多种方法更好的提升建筑物抗震力度。在发生地震时，建筑物构件承受的冲击力大，因此要对薄弱环节进行检查，采用建筑学及力学方法综合分析承载力和弹性受力等情况，可针对性加固，对受力点进行综合解决，确保建筑物的稳定，而且也要注意使用中出现的安全隐患应及时解决【3】。
6 超限高层建筑工程抗震设计中出现的问题
在进行超限高层建筑工程施工当中，也会碰到很多影响建筑物整体稳定和安全的因素。就拿抗震设计来说，设计中也会出现一些问题，一般表现在一下几个方面：
6.1资料缺乏造成设计不足
我国经济发展也会出现体制的变革，这能在房地产领域反映出来，比如在建筑施工中会出现急功近利的情况。在施工中过分强调施工期限而忽略了施工质量，在没有收集周边建筑信息的情况下进行设计，或在设计没有结束或者完善时提前开工。这种情况，不能更好的搜集施工现场的地质条件及周边临近建筑物的资料，就会导致施工工程的安全性受到威胁，同时也不能达到超限高层建筑物抗震性能的标准。
6.2设计中建筑物结构的平面布置会抗震设计造成影响
由于超限高度建筑物在形状上不规则，所以结构设计及施工都有难度，平面不均衡、长度高于设计要求等情况很常见，这直接影响建筑物整体的稳定及安全。这种情况在抗震设计中可以看到，如结构不规则那么在进行抗震设计及施工中无法找出平衡点，就无法顾及到薄弱环节的加固，那么就会对安全造成威胁。
6.3受力体系对建筑物设计造成影响
在超限高层建筑物设计中，不同的承载结构会出现不同的受力体系，在设计时如考虑到这种承载结构和受力体系的需求，那么就会让受力体系与抗震性能产生冲突【4】。受力结构越复杂，那么建筑物的抗震性能就会降低，直接影响建筑物整体的稳定与安全。
7 加强超限高层建筑工程抗震设计的解决方法
7.1确保超限高层建筑物设计前期工作顺利完成
在建筑物设计前期的工作当中，要针对建筑物地质条件、周边环境进行了解，搜索有关数据和资料。在我们对所有影响建筑物稳定及抗震性能的原因进行统一研究后，再开展设计，就可更好的避免因资料不足导致设计或施工缺陷，更好确保建筑物的稳定。
7.2重视设计方案的选择与完善
超限高层建筑工程形状复杂，施工难度大，在抗震设计中要综合分析所有影响因素，不断完善设计方案。在设计中，要进行对比，明确抗震指数与施工方案，考虑多种情况，分类制定设计方案，从中选择最佳方案。这种方法可以在设计中找到一些不足和隐患，更好确保安全性。
7.3完善建筑物结构及受力体系建设
在超限高层建筑工程达到一定的外观要求时，也应该分析结构和安全需求，在抗震设计中，需考虑这种受力体系，利用力学原理找到平衡点，并在此进行抗震防线设计及完善布局，确保建筑工工程达到抗震要求，保证整体稳定性【5】。
8小结
以上分析，加强超限高层建筑工程的抗震设计分析是非常关键的。所以，为确保建筑物的有关防震设防管理更完善，要不断加强建筑物抗震设计的安全性与可靠性，务必要确保建筑物抗震设防的质量。同时，积极探讨国际上的先进知识和技术，针对性制定出适合我国的发展方案，不断加强超限高层建筑工程抗震设计的技能，为人民群众安居乐业创作好的条件，并推动我国的经济体制健康发展。
参考文献：
[1] 吕西林.某复杂高层建筑结构弹塑性时程分析及抗震性能评估[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2011(05)
[2] 张元坤.高层建筑超限工程及超限审查――高层建筑抗震设防概念设计述评之一[J]. 南方建筑. 2013(01)
[3] 黄志华,吕西林.上海市超限高层建筑工程的若干问题研究[J]. 结构工程师. 2012(05)
超高层建筑抗震设计范文3
关键词：超限结构抗震设计性能目标优化措施
Abstract: this paper mainly introduces a high-rise building of guangzhou off-gauge design, this paper first describes the project and the structure of the off-gauge corresponding design thinking, in the theoretical analysis and the concept design, under the premise of the performance-based design buildings aseismic method, through different software contrast analysis and calculation of the integrity and reasonable structure. The design process for the problems found in make corresponding improvement measures, optimize the structure, achieve finally overrun the design requirements, through the off-gauge review. Keywords: overrun structure seismic design performance objective optimization measures 中图分类号：U452.2+8文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
本项目位于广州市中山一路，建筑用地面积4930m2，总建筑面积为16687m2，地上11层，地下2层，建筑总高度为42.00米。本工程为框架-抗震墙结构，设计基准期50年，抗震设防类别为丙类，设防烈度7度，设计基本地震加速度0.10g，地震分组为第一组，Ⅱ类场地，特征周期0.35s。结构整体模型见图1。
2、超限情况
2.1 如图2所示，建筑首层与二层之间存在局部的夹层，形成大部分跨层墙柱，使首层嵌固端侧向刚度比不满足规范[1]要求。
2.2 如图3所示，建筑二层位置存在局部的大梁转换，致使竖向构件不连续。
图2 夹层（建筑首层与二层之间）图3 大梁转换（建筑二层）
2.3 如图4所示，建筑四层左边大开洞，开洞面积大于30%，造成楼板不连续[1]。
图4 大开洞（建筑四层）图5 尺寸突变及错层（建筑六层）
2.4 如图5所示，建筑六层位置左边竖向构件收进尺寸大于25%，造成尺寸突变[1]；右边整体错层1.5m，超过普通梁高。
2.5 如图6所示，建筑九~十一层位置由于竖向收进后造成上部长宽比较大，呈现狭长条状，容易形成鞭梢作用，很难控制其位移比[1]。
2.6 从平面图可以看出，建筑平面呈双矩形角部重叠形[1]，同时使重叠位置形成了细腰部位[2]
根据《广东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则》（粤建市函[2011]580号）要求，本工程超限情况如表1。
本工程高度未超过规定限值，结构类型符合现行规范的适用范围，不属于复杂高层建筑，但存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、尺寸突变及竖向构件不连续等4项不规则，属于超限高层建筑。
3、超限设计要求
根据规范[3]要求，建筑结构以“三个水准”为抗震设防目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。本工程总体按性能目标C要求设计，即在多遇地震（小震）下满足第1抗震性能水准的要求，在设防地震（中震）下满足第3抗震性能水准的要求，在罕遇地震（大震）下满足第4抗震性能水准的要求。不同抗震性能水准的结构构件承载力设计要求见下表2。
4、超限设计分析
本工程采用两个不同力学模型的空间分析程序进行计算对比分析，选用SATWE软件（简化墙元模型，2010版）和GSSAP软件（细分墙元模型，15.0版）。
4.1针对结构存在局部跨度16.8m转换梁柱情况，采用振型分解反应谱方法计算竖向地震作用效应。结果表明在竖向地震作用下，转换柱轴压比及梁柱配筋均满足要求。
4.2为了提高框架作为第二道防线的抗震承载力及性能，框架抗震等级提高一级，轴压比限值也相应提高。
4.3采用弹性时程分析法对结构进行多遇地震下的补充计算，根据要求选择图7三条地震波，结果三组加速度时程的各楼层剪力和层间位移角的结果小于或接近于规范反应谱结果，反应谱结果在
TH1TG035（天然波） TH2TG035（天然波）RH2TG035（人工波）
弹性阶段对结构起控制作用。只有Y向存在12层（即建筑9层）以上楼层的剪力比振型分解法稍大的情况，如图8所示。对这些楼层施工图设计时，将振型分解法的地震作用适当放大，使其能基本包络时程分析的结果。
4.4对除普通楼板、次梁以外所有结构构件的承载力进行中震设计，根据其抗震性能目标，结合《高规》相关公式，进行性能计算分析。本工程关键构件的受剪承载力按中震弹性的计算方法计算，即不考虑地震组合内力调整系数，但考虑荷载作用分项系数，考虑材料分项系数和抗震承载力调整系数。关键构件正截面承载力以及
其他构件的承载力验算按中震不屈服的计算方法计算，即计算中不考虑地震组合内力调整，荷载作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数均取为1.0[4]。
4.5本工程存在凹凸不规则，细腰平面及楼板不连续等不规则情况，为了满足抗震性能目标的要求，并确保在地震作用下楼板能可靠地传递水平力，采用GSSAP进行了中震和小震作用下的弹性楼板应力分析。结果显示，除了剪力墙筒与板交接的地方以及楼板拐角处出现应力集中外，各工况下板正应力与剪切应力均满足要求。
4.6按规范要求的“大震不倒”的抗震设防目标，采用PUSH&EPDA程序对建筑物在罕遇地震作用下进行静力弹塑性推覆分析。X、Y方向推覆，关键构件均未出现屈服，只有底部在推覆方向受拉一侧的个别剪力墙出现损坏的情况，经查看可知均为面外拉弯损坏，受剪承载力满足规范要求。
5、超限优化措施
5.1通过提高关键部位及底部剪力墙墙肢的延性，使抗侧刚度和结构延性更好地匹配，达到有效地协同抗震。首先，通过提高约束边缘构件的配箍率、竖向分布筋配筋率等措施提高第一道防线的承载能力，其次，框架部分的抗震等级和轴压比限值按框架结构的规定取用，以提高第二道防线的承载能力[5~7]。
5.2根据计算结果对楼板边缘、转角等应力集中的地方进行加强，特别是平面细腰部位楼板加厚为150mm，配置45度斜向钢筋，并适当加强边梁配筋。
5.3针对本工程尺寸突变等竖向不规则的情况，适当增加结构的振型数，以考虑高阶振型的影响，并适当加大收进处上下层的竖向构件和水平构件的最小配筋率，相关竖向构件箍筋全长加密。
5.4扭转不规则使主体结构薄弱部位通常出现在整体结构边缘区域，设计时采取减小边缘结构竖向构件轴压比、剪压比及提高配箍率、配筋率等措施，提高结构延性，避免脆性破坏[8]。特殊情况下，还可以增设芯柱，以提高柱子的延性。
5.5转换构件范围内楼板厚度取180mm，通过考虑竖向地震和全楼弹性的模型对转换柱与转换梁进行分析，同时确保中震下其满足抗弯不屈服，抗剪弹性，大震下处于不屈服状态。
5.6跨层柱考虑二阶效应的影响，确保中震下抗弯不屈服，抗剪弹性。
5.7采用中震和小震作用下弹性楼板应力分析，以考虑跨层及错层墙柱的实际受力情况。
6、结语
本工程采用两个空间结构分析程序SATWE和GSSAP进行计算，对关键构件采用两个计算程序的包络值进行设计。按规范要求，选用两组天然地震波和一组场地人工波，对结构作弹性时程分析，并将结果与反应谱分析结果相比较。对关键构件进行中震验算，了解其抗震性能，并采取相应加强措施。对整体结构进行罕遇地震下的PUSHOVER分析，以确定结构能否满足第二阶段抗震设防水准要求，并对薄弱构件制定相应的加强措施。从多方面多途径进行结构分析与设计，并采取相应的优化措施，最终分析表明结构的工作状态和抗震性能均能达到设计的预期目标和规范要求。该工程已通过结构超限审查，并完成了初步设计及施工图设计。
参 考 文 献
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 3-2010）[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010
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超高层建筑抗震设计范文4
【关键词】高层住宅楼；高宽比；超限结构；抗震设计
1 前言
近年来，随着城市建设的大力开发，为了提高土地的利用率，高层住宅楼中高宽比超限结构也越来越多，这不仅给设计计算分析带来了难度，而且加大了抗震研究的难度，需要根据具体情况具体计算分析和设计，提出合适必要的抗震加强措施。对于结构工程而言，给出结构在不同强度地震作用下的反应值，使研究和设计人员注重对结构地震作用下地震反应分析。在超限高层建筑的结构抗震设计中，有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性，促进高层建筑技术发展。设计者需要根据具体工程实际的超限情况，必要时还要进行模型试验，业主也需要提供相应的资助，以期保证结构的抗震安全性能。高层建筑工程抗震设防专项审查实践表明，有的工程在抗震审查中由专家组的专家提出某些基于性能的设计要求。
2 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计的重要性和意义
城市化进程让人们的生活质量水平不断提高，而住宅楼是人们生活赖以生存的空间，住宅楼的安全是保证人们生活质量的基本保障。目前流行的高层住宅楼在安全问题上是一项挑战，特别是抗震设计方面的威胁，给设计者和施工者带来了更加严厉的要求。超高层建筑工程是一种建立在现代化技术下的建筑接哦股，在人们对空间的成分利用的前提下应运而生的，反映了人们对充满现代感和时代感的城市生活的追求。超限高层建筑工程自身的结构特点比较复杂，超出了我国对建筑工程的规定，因而其抗震设计是超高建筑工程的重大难题。建筑物的抗震安全性和人民的生命财产安全密不可分，必须认识到超限高层建筑工程抗震设计的重要性。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计只管重要，不仅是人民生命财产安全的重要保证，同时也是社会发展的需要所在。
3 高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计研究
3.1 高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念
与一般的超高层结构、高宽比超限高层结构一样，高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念也是经济与性能的抗震设计。基于性能的抗震设计，是为了能够根据建筑物的重要性和用途，由不同的性能目标提出的一种抗震设计理念。设计分为不同的抗震设防标准，这是因为在建筑物整个生命期内，可能遭遇发生的地震是不同程度的。为了进一步改善结构抗震性能，相继提出一些新规范及旧规范的修改计划。基于性能的抗震设计，要求结构在不同水平地震作用下具有明确的性能水平，目标性能水平的确定要综合考虑来优化确定。基于性能的抗震设计思想，对于具体的工程结构，设计人员提出几种抗震性能目标及对应的造价，由设计人员根据所选定的性态目标进行抗震设计，使结构满足预期的抗震性能目标。
3.2 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计基本原则
从世界范围来看，抗震的主要原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在实践过程中，大部分建筑物符合了抗震规范设计，但是在中小地震过程中，可能造成建筑物的某些结构正常使用功能的丧失。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念是基于性能的抗震设计理念，如何把这种理念合理并且简单实用地应用到实际中，主要遵循两个基本原则。第一，传统基于力的设计原则，即首先进行基于地震作用的强度设计，然后进行变形验算，采用可靠度理论和优化思想来确定。第二，直接基于位移的抗震设计原则，即采用结构位移作为结构性能指标，这种方法采用结构对应最大位移进行变形设计，与结构实际情况更为符合。
3.3 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计要点
针对宽度和高度比超限的住宅楼的设计，其要点是一般连体板主要用来计算建筑物的连体部位和周边，同时还要考虑地震的竖向作用。对在超限高层住宅楼工程中，主要依据就是结构的抗震概念设计，防止出现过大的扭转，对于抗震薄弱部位的保护措施能够加强并得以保证，逐步改善建筑的抗震性能。综合考虑其建设过程中可能出现的各种不利因素和影响，基本要求就是要对框架结构进行超限的程度控制，以满足提高结构的延性的要求。高宽比必须要有一点或者一点以上符合规程、规范的相关规定，要对结构抗震进行计算分析，要求在超限高层建筑的设计中注意对抗震计算的控制，结构动力特性测试和抗震实验也必须进行过操作。
3.4 高层住宅楼高宽比超限结构抗震措施
对于高层住宅楼高宽比超限结构来说，抗震设计措施首先是要注意底部剪力墙的厚度的加强，在连梁配筋的时候，采用交叉暗撑这种形式来加强其稳定性。在梁式转换层的设计上，同样也要注意剪力墙的厚度的加强，能够使转换层的侧向刚度符合规定的要求。超限高层建筑工程的抗震设计需要通过对已建成的工程进行分析和总结，抗震实验的验证等方面来实现。在加强构建的强度和刚度，对于每一项的超限，都需要要有相应的解决措施和方法来保证其抗震安全和受力的合理。对结构在地震作用下的内力和变形进行计算分析，应多取一些振型，振型数的取值多少应根据振型有效质量来确定，应验算结构整体的抗倾覆稳定性；并控制这些构件的轴压比，通过调整桩的布置，满足有关规范、规程的要求。
4 总结
综上所述，高层住宅楼高宽比超限结构的出现，顺应了国家城市化的进程，也是城市土地资源紧缺情况的必要措施，高层住宅楼抗震设计和研究具有重要意义，抗震设计和研究过程中应该注意和避免一些问题，这对提高我国高层建筑领域的技能和水平，都有着重要的意义和作用。总之，高层住宅楼发展前景广阔，对其高宽比超限结构的抗震设计要求也将更加严格。
参考文献：
[1]牛发民. 超限高层建筑结构抗震设计[J]. 中华建设，2012，（10）.
[2]方娇.某超限高层基于性能的抗震设计研究[D].合肥工业大学，2012.
[3]姜文辉，李智.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].广东土木与建筑，2008（01）.
[4]罗建秀.高宽比超限高层建筑结构设计[J].甘肃科技，2008（16）.
超高层建筑抗震设计范文5
关键词：超限高层民用建筑；高宽比；超限；抗震
绪论
我国城市化进程的加快，建筑物不断向空中和地下发展，建筑形态也在不断变化和创新。随之而来的建筑超限问题日益突出，加上近年的地震灾害频繁，超限高层民用建筑的抗震问题也已经提上了议程。
1 超限高层民用建筑
超限高层民用建筑是指超过《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[1]和《高层建筑混凝土结构设计规程》（JGJ3-2002，J186-2002）[2]要求限制的高层民用建筑。超限高层民用建筑主要包括最大高度超限、高宽比超限和体型规则性超限，此外还包括一些特殊的复杂结构超限。
2 高层民用建筑超限控制
2.1 最大高度超限控制
高层民用建筑高度超限程度应满足建设部关于超限高层建筑工程的规定。接近上限时，宜在结构的底部设置抗震性能良好的竖向构件，如：采用劲性混凝土柱、钢管混凝土柱、钢管与混凝土双重组合柱等；超过限值时，宜改变结构类型。
2.2 高宽比超限控制
高层民用建筑高度超限程度高宽比是一个对结构刚度、整体稳定，抗倾覆能力，承载能力和经济合理性的宏观控制指数。高宽比的计算应遵守以下的要求：一般情况下，按所考虑的方向的最小投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平台很小的局部结构，一般不作为计算宽度；对带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，宜取裙房以上部分的房屋高度和宽度计算高宽比；对于难以采用最小投影宽度计算高度比的情况，应根据工程实际确定合理的计算方法。
2.3 规则性超限控制
高层民用建筑规则性超限控制应从平面和竖向规则性两方面进行考虑。平面规则性超限时的抗震分析要求由于平面规则性超限对楼板的整体性有较大的影响，一般情况下楼板在自身平面内刚度无限大的假定已不适用，因此，在结构计算模型中应考虑楼板的弹性变形。立面收进幅度过大、连体、立面开大洞、大底盘多塔楼、带转换层结构的建筑均属于竖向不规则结构，对结构抗震很不利，均应进行相应的超限控制。
鄂尔多斯达拉特旗市A工程属于超限住宅项目（地上共32层），建筑总高110米。此项目框架-核心筒结构塔楼存在结构高度超限（塔楼高度为106.5米，限值为100米）的问题。
3 超限结构抗震计算分析
超限高层民用建筑必须进行结构抗震计算分析。超限高层结构要进行至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体计算；通过结构各部分受力分布的变化，以及最大层间位移的位置和分布特征，判断结构受力的有利和不利情况；结构各层的地震作用标准值的剪力与以上各层总重力荷载代表值的比值应符合抗震设计标准的最低和特殊要求。薄弱层地震剪力和不落地的构件传给水平转换构件的地震内力的调整系数取值超高时宜大于规范的规定值（10%）。必要时，还应采用静力弹塑性分析或动力弹塑性分析方法确定薄弱部位。
鄂尔多斯达拉特旗市A工程结构计算采用了SATWE和PMSAP进行对比计算，对106.5米高的框架-核心筒结构塔楼采用ETABS进行了补充计算。各塔楼均进行了弹性阶段时程分析计算。根据专家意见，设计人员还进行了第二水准地震作用下结构弹性分析计算。
4 超限抗震措施
超限高层民用建筑应进行结构体系优化，提高关键构件的安全储备，并结合实际情况采取必要的抗震措施，提高建筑结构的安全度。
4.1 优化结构体系建立多道抗震防线：通过水平伸臂桁架的联系，形成由巨型框架、钢筋混凝土核心筒以及加强层组成的混合巨型结构体系；规则结构平面：塔楼与相邻的裙房在地面以上设抗震缝完全断开，平面形状简单规则。建筑物无错层，结构基本对称，扭转偏心较小。4.2 提高关键构件的安全储备结构中各部位受力的复杂程度和对于结构整体安全性的贡献是不同的，通过对关键部位的设防等级提高和进行高于规范要求的计算分析，可以在花费不大的情况下大大提高整体结构的安全度。
鄂尔多斯达拉特旗市A工程采取了相应的超限抗震措施。如：1-5层采用了钢骨混凝土柱以提高抗震；对结构进行“第二水准”抗震验算，保证结构的整体稳定性和结构能达到“中震可修”的要求。5 超限抗震设防专项审查
超限高层建筑抗震设防审查制度，是国家为加强超限高层建筑抗震设防管理而设立的一项重要制度，也是全国建设工程质量管理体系的一个重要组成部分。
5.1把握高层建筑的发展趋势
我国的高层民用建筑发展迅速，呈现出建筑高度越来越高，分布范围广，选用省外、国外设计师的设计方案（许多建筑师来自非地震区，缺乏抗震设计经验）的特点。这都增加了超限高层民用建筑审查工作的难度。
5.2 加强超限审查管理力度
当前，各地对超限审查工作的重视程度和管理力度很不平衡。要进一步加强这方面的监管，必须加强对超限工程的监督检查，加强对施工图审查机构的监管，加大超限审查的政策宣传力度。各方必须积极宣传、贯彻国家关于超限审查的政策，共同努力，才能做好超限高层民用建筑抗震设防审查工作。
超高层建筑抗震设计范文6
关键词:建筑设计；建筑抗震；问题及处理
中图分类号：TU2文献标识码： A
0引言
对于建筑抗震设计，至今仍然存在一种误解，似乎建筑抗震设计只是结构工程师的事，与建筑师关系不大。建筑抗震的实践表明，一个地震区建筑物，如果没有良好的建筑总体布置方案，单靠结构抗震计算和抗震的构造措施，在较强烈的地震作用下，仍是难以取得建筑抗震的较好效果，甚至减轻不了建筑物的震害程度。因此，只有建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来，建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。
1 建筑设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题
1.1建筑体型设计问题
建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空间形状的设计。在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则，在平面形状上，矩形、圆形、方形等对抗震来说，都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型。尽量避免不对称的侧翼和过长的侧翼，在体型布置上使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在抗震时发生扭转反应。在建筑设计中，为了建筑立面美观和艺术上的创意，复杂的建筑体型是难以避免的，但是，在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好地结合起来。
1.2 建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求，同时它与建筑抗震关系很大，因此从概念上要解决的一个核心问题是，建筑平面设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在墙体布置上要均匀对称；在抗震墙（剪力墙）布置上尽量与结构抗震要求相结合；对刚度很大的楼、电梯井筒要居中布置，避免偏心扭转地震效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的基础作用。
1.3 建筑竖向布置设计问题
建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑物沿高度（沿楼层）建筑结构的质量和刚度分布设计上。在工业和民用建筑中，无论单层和多层都存在此类问题。在建筑设计中，尽可能使建筑物沿竖向的刚度分布比较接近，应特别重视使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑底部，不应中断或不到底；尽量避免某一楼层刚度过小；尽量避免产生地震时的扭转效应。
2. 建筑设计中需重视的几个抗震问题
2.1建筑构件（非结构构件）设计及建筑连接节点构造设计问题
随着建筑立面和室内空间装饰标准的提高与发展，在建筑设计上采用的建筑构件品种、材料和形式越来越多。例如，立面上大量采用的外贴瓷砖，外贴、外挂大理石、花岗岩板材，还有，外挂的玻璃幕墙等；室内装饰普遍采用的空中吊灯、吊顶，较高装饰标准采用的人工艺术造景、壁雕、悬挑的装饰画、竖立的雕塑制品等。所有这些立面和室内的装饰，都有一个其本身材料和构造是否能抗御地震震动的问题，同时还有与建筑物主体结构可靠连接的问题。
因此，在建筑设计采用玻璃幕墙时，必须使玻璃幕墙具有足够的强度和变形能力，在其与主体结构的连接构造上，要将连接节点设计成能沿水平向有相应变位能力的节点构造，使其与建筑物的地震变形脱开，不给外挂的玻璃幕墙造成变形破坏。对于外挂的大型石材面板与主体结构的连接构造也应按上述要求考虑处理。对直接外贴的板材和瓷砖，则必须使其与主体结构能牢固锚拉和粘结，使其在地震时不脱开、不坠落。
对室内的各种装饰，尤其是悬吊的大型灯具、浮挂的雕塑、各种悬挑的人工艺术造景等，在建筑设计上，一定要重视其在地震发生时的抗震稳定性，在其与主体结构的连接构造上也宜考虑它有一定的相对于建筑物的变形能力和必要的节点连接强度，防止其在地震中发生坠落或倒塌伤人。
在建筑设计中，还有相当多的属于建筑布置的非结构构件，如内隔墙、内隔断、玻璃隔断、壁橱（柜）等，也要考虑它们与主体结构（柱、墙）的牢固锚拉，保障其抗震稳定性，不发生倒塌破坏，或采用与主体结构脱开的保障自身稳定的抗震措施。
2.2 建筑上应满足的设计限值控制问题
现行《建筑设计抗震规范》对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，在建筑设计中应予以遵守。
一是房屋的建筑总高度和层数。例如，在设防烈度为8度时，粘土砖多层房屋的总高度不宜超过18m，层数不宜超过6层；底层框架多层砖房的总高度不超过16m，层数不宜超过5层；钢筋混凝土框架房屋的总高度不超过45m；框架抗震墙高层建筑的总高度不宜超过100m等。而在目前实际设计中，有的总高度超规，有的层数超规，还有的在建筑设计中总高度虽未超规，但房屋的高宽比超过规定。所有这些超规，都可能对建筑物的抗震安全带来不利，特别是对于高宽比过大的多层、高层建筑更是不利，因为在这种情况下，存在房屋的整体抗震稳定问题。应该说，这些限值的控制在建筑设计上只要重视抗震是完全可以做到的。
二是对房屋抗震横墙间距和局部墙体尺寸的限值控制。例如，设防烈度为8度时，多层砌体房屋的抗震横墙间距不宜超过15m(现浇楼盖)和11m（装配式楼盖），底层框架多层砖房的抗震横墙间距不超过18m等。对抗震横墙间距的最大限值控制，是因为当横墙间距过大时，楼盖的平面刚度削弱，水平地震力不能即时传递，使纵墙的侧向变形加大，抗震承载力降低，甚至导致纵墙的侧向失稳而破坏倒塌。对房屋局部墙体尺寸最小限值的控制，是因为这些部位的墙体（包括承重和非承重外墙的尽端墙、内墙的阴角及高出屋面的女儿墙）在小于规定的最小限值时，墙体截面的抗震强度（抗弯、抗剪）就不能满足要求，就会导致墙体的开裂和倒塌破坏。所以，在建筑进行平立面布置设计时，要考虑这些来自实际震害经验的设计控制规定，使建筑设计为抗震提供良好的基础。
2.3 屋顶建筑的抗震设计问题
屋顶建筑存在的主要问题，一是过高，二是过重。这样的屋顶建筑，加大了变形，也加大了地震作用，对屋顶建筑自身和其下建筑物的抗震都不利。当屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上、且前者的抗侧力墙体与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时，更会加强地震的扭转作用，对建筑物抗震更不利。为此，在屋顶建筑设计中，应尽量降低其高度；采用高强轻质的建筑材料和轻型的艺术造形，使屋顶建筑结构的质量和刚度分布比较均匀，地震作用沿结构的传递比较通顺；使建筑重心与其下部建筑物的重心尽可能相一致；当屋顶建筑较高时，要使其具有较好的抗震稳定性，使屋顶建筑抵抗地震同时变形较小，而且不发生扭转地震作用。
3 结束语
总的来说， 建筑设计是建筑抗震设计的一个重要方面，建
筑设计与建筑抗震设计有着密切的关系，它对建筑抗震起着重
要的基础作用。 一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计
与结构设计相互配合协作、共同考虑建筑抗震的设计基础上完成的。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。
参考文献: