[摘 要]当今世界由于人口、资源的压力，人们拓宽生存空间的思维逐渐从简单低层地面发展到超限高层，对于生活在大城市的人而言，高楼耸起，就明白超限高层建筑工程开发的重要性。超高层建筑工程是在人们对空间的成分利用的前提下应运而生的，这反映了人们对充满现代感和时代感的城市生活的追求。超限高层建筑的体型规则性和高度上都已经超出了现行的强制规程和规范，建筑的抗震安全性和经济性是值得我们去思考的问题，因此，在超限高层建筑工程中，在设计之初就应该对结构体系进行检查，主要依据就是结构的抗震概念设计，这关系到人民群众的生命财产安全。本文对超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题进行了讨论，从而保证达到建筑抗震要求。
　　[关键词]超限高层 建筑工程 抗震设计
　　中图分类号：TU302 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0133-02
　　0.引言
　　随着城市现代化的不断推进，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较高，因此，在国内高层建筑的发展历程中，对建筑物的抗震要求以及相关理论研究一直是热点话题。当出现了工程属于超限设计的时候，对其结构方案要有结构方案上的论证，考虑其技术上的可靠性、适用性和经济合理性，综合考虑其建设过程中可能出现的各种不利因素和影响，加强对超限高层建筑抗震设计的研究，以保证达到建筑工程设计规范要求。
　　1.超限高层建筑嵌固端的设计问题
　　嵌固端应伸至地下室，并对大开口周边梁、板配筋加强，地下室外墙离主楼较远，可在主楼周边设置剪力墙，直接将水平力传给底板，土0.00有较大高差时，在高差处设置垂直向剪力墙，且采取存在高差处的柱子箍筋加密，水平传力梁加腋等措施，确保水平力传递，嵌固端设在地面层，宜设刚性地坪，确保传力可靠。同时，回填土对地下室约束系数，嵌固端在地面层或地下层时，仅表示嵌固端的水平位移受到约束，而转角不能设为约束。嵌固端及下一层的抗震等级同土0.00，其余地下室的抗震等级可设为3级
　　2.楼层刚度比问题
　　抗震设计对框架结构、框架承担倾覆力矩大于50%的框架剪力墙和板柱剪力墙结构，楼层侧向刚度可取楼层剪力与层间位移之比，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，对框架承担倾覆力矩不大于50%的框架剪力墙和板柱剪力墙结构，剪力墙、框架核心筒结构、桶中桶结构，楼层侧向刚度可取楼层剪力与楼层层间位移角之比，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的90%，楼层层高大于相邻上部楼层侧向刚度的1.1倍，底层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的1.5倍。对转换层结构，宜采用剪切刚度比，控制转换层上下主体结构抗侧刚度不小于70%，当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度不小于相邻上部楼层的60%
　　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。
　　4.高度超限计算问题
　　验算楼层剪力的最小剪重比，控制结构整体刚度。足够振型数量，满足振型参与的有效质量大于总质量的90%应验算高层建筑的稳定性。基础设计时应验算整体结构的抗倾覆稳定性；验算桩基在水平力最不利组合情况下桩身是否会出现拉力或者过大压力。应验算核心筒墙体在重力荷载代表值作用下的轴压比。同时，进行弹性时程分析法的补充计算，计算结果与反应谱结果进行对比，找出薄弱层。非荷载作用应对结果受力影响进行分析。同时，还应根据建筑物的高度及复杂程度，提高主要抗侧力构件的抗震性能指标，采用抗震性能更好的型钢混凝土结构。
　　5.平面不规则计算问题
　　在对平面不规則计算时，应考虑楼板平面内弹性变形。楼板缺失严重时，按单榀验算构件承载力，并宜尽量增加结构的刚度。楼板缺失应注意验算跨层柱的计算长度，长短柱并存时，外框的长柱可按短柱的剪力复核承载力。如果仅局部少量楼板，宜并层计算。对于平面中楼板间连接较弱的情况，连接部位楼板宜适当加厚，配筋加强，必要时设置钢板控制抗侧力墙体间楼板的长宽比。同时，还应加强整体结构的抗扭刚度及外围构件的刚度，避免过大的转角窗和不必要的结构开洞。对于平面超长的结构，结构布置应考虑减少温度应力对结构的影响。
　　6.竖向不规则的计算分析要求
　　6.1 加强层
　　加强层的刚度不宜过大，避免内力突变，其布置数量除考虑受力要求外，也应考虑对施工工期的影响。抗震设计需进行弹性时程分析补充计算，必要时进行弹塑性时程分析的计算校核。在结构内力和位移计算中，加强层楼板宜考虑楼板平面内变形影响，加强层上下刚度比按弹性楼盖假定进行整体计算；伸臂杆件的地震内力，应采用弹性膜楼盖假定计算，并考虑楼板可能开裂对面内刚度的影响。同时，应采用合适的施工顺序及构造措施以减小结构竖向变形差异在伸臂桁架中产生的附加内力。整体小震计算时可考虑楼板对上下弦刚度的增大作用，但中震或大震承载力验算时则不宜考虑在进行外伸臂桁架上下弦杆设计时的有利楼板刚度。
　　6.2 连体结构
　　连接部分楼板采用弹性楼板假定，还应特别分析连接体部分楼板和梁的应力和变形，在小震作用计算时应控制连接体部分的梁、板拉应力不超过混凝土轴心抗拉强度标准值。连体结构由于连体结构刚度较大，相对于下部两个塔楼的刚度比可能较大，如下部楼层经验算为薄弱层，地震剪力应乘以1.15的增大系数。同时，连体结构两塔楼间距一般较近，应考虑建筑物风荷载相互间影响的相互干扰增大系数，如有条件，宜通过风洞实验确定体型系数以及干扰作用等。连接体两端与主体结构刚接时，连接体结构延伸至主体结构内筒并与内筒可靠连接或在主体结构沿连接体方向设型钢混凝土梁与主体结构可靠锚固；连接体的楼板宜采用钢筋混凝土平板并与主体结构可靠连接且受力较大的楼板宜在平面内设置支撑，以保障传力可靠。 　　6.3 转换层结构
　　控制上下层刚度比，并采用合适的刚度比计算方法，控制转换层上下主体结构抗侧刚度不小于70%，当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度不小于相邻上部楼层的60%。高位转换时应对整体结构进行重力荷载作用下施工模拟计算，并应按照转换构件受荷面积验算其承载力。转换构件及框支柱在地震作用下内力应进行调整。底部带转换层的结构布置应符合要求。落地剪力墙和筒体的洞口布置宜布置在墙体中部；框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设置门洞，不在柱上方设置门洞；落地剪力墙间距以及落地剪力墙与相邻框支柱的距离宜符合规范要求。尽可能减少次梁装换和“秃头”框支柱，或严格控制所占的比例，并采取针对性的加强措施。
　　6.4 错层结构
　　抗震设计时，错层处框架柱的截面高度不应小于600mm；混凝土强度等级不应低于c30；箍筋应全柱加密；抗震等级应提高一级采用，一级应提高至特一级，但抗震等级已经提高为特一及时，允许不再提高。同时，有错层楼板的墙体不宜为单肢墙体，也不应设计为短肢墙体，错层墙厚不应小于250mm，并应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等級应提高一级采用，混凝土强度等级不应低于c30，水平和竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应小于0.3%，抗震设计时不应小于0.5%。错层部位的内力，应注意沿楼盖错层方向和垂直于错层方向的差异，按不利情况设计，并进行中震的性能设计。
　　6.5 巨型结构体系
　　巨型结构体系可采用巨型框架结构、巨型桁架结构、巨型悬挂结构、多重组合巨型结构体系。主次结构之分应明确，主结构和次结构可采用不同的材料和体系，主结构可采用高强材料，次结构可采用普通材料。主结构中的巨型构件在承担竖向荷载的同时应形成有效的抗侧力体系。应加强巨型结构的抗扭刚度，尽可能将抗侧力体系布置在结构的外周。结构平面布置在材料相同的情况下，应尽量满足两个主轴方向等效惯性矩最大的原则，次结构按受拉构件设计时，应进行施工阶段作为受压构件工况的验算。
　　结束语：
　　综合上述，随着人类对大城市住房需求不断增加，未来的建筑世界必定是一个“天空的世界”。为了能够有效避免高层建筑物短柱中发生脆性破坏的问题，必须加强对超限高层建筑的设计原则与设计途径，并对框架结构、普通剪力墙高度和结构、普通砼房屋进行超限的程度控制，对结构抗震进行计算分析，结构抗震既要准确，还应指导工程的设计。同时还应考虑现实的情况，遵守高层规范的最大使用高度，加强对采用的抗震措施进行正确分析与处理，从而彻底的提高建筑物中的短柱的延性以及抗震方面的性能。
　　参考文献
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　　[3] 王建民.超限高层建筑工程抗震设计问题研究.科技博览.2012.（42）：14.