超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究

【摘要】隨著當前科學技術的不斷發展，其實際應用范圍也在逐漸擴大，在建筑行業借助新的科學技術開展超限高層建筑已經成為可能。為了避免受到自然災害的影響，在超限高層建筑中加強抗震設計逐漸成為人們關注的焦點?；诖?，文章從超限高層建筑抗震設計目標開始談起，分別對其實際設計要點、方法以及未來的發展方向等進行了詳細說明，希望可以進一步推進超限高層建筑抗震設計的發展。

【關鍵詞】超限高層；建筑結構；抗震設計

隨著科學技術的不斷發展，城市中建筑也逐漸呈現多樣的趨勢，但是一旦城市突發相應的自然災害，就很可能造成建筑的倒塌，進而產生大面積的人員傷亡。因此，加強實際建筑抗震設計就顯得尤為重要，同時還要對建筑抗震設計進行深入研究，特別是針對超限高層建筑來說。

1、超限高層建筑抗震設計目標

1.1三個水準

三個水準主要是指：一，小震不壞，即當發生多遇地震（小震）時，建筑房屋的各環節不會受到一定的裂縫，也沒有出現相應的損害，不需要進行一定的修復處理，房屋可以繼續進行使用；中震可修，即在發生設防烈度地震（中震）后，房屋會受到一定的損壞，但是在經過維修后，依然可以繼續進行使用；大震不倒，即在預估的罕遇地震（大震）情況下，建筑結構會受到損壞，但不會倒塌并引發人員傷亡。

1.2不同階段設計方法

1.將實際抗震等級劃分為小震階段的性能計算，對實際范圍以及數據進行設計，與此同時還可以對房屋荷載與地震效應等進行考慮，并結合建筑物的實際特征和承載性能做出合適的調整，最終確定建筑物的尺寸與橫截面積，此外，還要注意在小震階段建筑物的彈性位移，從而確保小震階段建筑物可以承受的強大沖力，最終保證建筑物的穩定安全。

2.將以階段獲得計算結果作為實際參數，對相應的建筑結構進行選擇，同時采取有效的抗震措施，算出建筑物在變形前所能承受 的最大限度力，然后在材料選擇和結構設計中盡可能的提高建筑的承受能力，確保中震階段，建筑物仍具備一定的抗性。

2、超限高層建筑抗震設計要點

2.1建筑結構規則

在實際建筑設計階段，抗震設計應該先考慮建筑結構，因為實際結構設計的優劣將直接影響建筑物的穩定性與抗震性。建筑物底端要穩，結構支撐要不斷增強，確保上端承受的外力要輕，以便進一步減緩對地面的壓力，設計出的建筑物結構要有規律，不僅確保實際建筑功能，還要滿足建筑實際扭轉。通常的建筑設計中，建筑整體外觀要簡單利落，布局要合理均勻，剛性設計要不斷增強，地基要穩，如此才能盡可能的抵擋實際地震，盡可能的避免建筑物的結構受損，有效確保實際人身安全。

2.2掌控層間位移

在開展超限高層建筑抗震設計階段，不緊要合理規劃實際建筑平面，還要充分考慮建筑位移、高寬比例、結構材料、體系、荷載等相關問題。在這些當中最為重要的是對鋼筋混凝土的結構位移的控制，由于建筑會受到較大風力與地震的影響而發生一定位移，因此在實際建筑設計階段不僅要確保實際建筑剛度，還要注意避免其超過額定承載力。

3、超限高層建筑抗震設計方法

3.1強化基礎設計

超限高層建筑具有很大的危險性，尤其是在較高的部分，因此在實際防風設計和抗震設計階段，一定要嚴謹，為了進一步確保實際建筑質量，還要不斷強化基礎建筑設計。建筑設計師要結合實際建筑高度按層進行設計，確保每一層的建筑承載力，同時做到在同一高度中地基、材料、結構以及受力分配等也要大致相同，這樣才能進一步提高建筑物的抗震性。

3.2減少地震作用力

在實際抗震設計階段，要學會與位移抗震設計進行結合，經過相應的分析制定出科學合理的減震設計方案，確保超限高層建筑結構形變符合地震形變的相關要求。建筑人員不僅要對建筑實際承載力進行計算，還要對大震到來時建筑物的位移和角度進行控制，掌握實際構建需求和相應的形變數值。

3.3控制建筑剛度

在結構計算當中，超限高層建筑剛度經常呈現周期性的變化，從而也會對相應的主體結構唯一變化帶來影響。因此，工程人員在實際建筑結構設計階段，可通過對實際參數的調整，達到最終的建筑物結構剛度目的。

4、超限高層建筑抗震設計發展方向

（1）隨著經濟全球化的不斷發揮在哪，世界格局逐漸呈現多元的趨勢，對于超限高層建筑設計也是如此，隨著建筑設計理念、施工技術、設計形式、施工材料等的不斷多元化，世界范圍的建筑也逐漸呈現多元化的趨勢，超限高層建筑設計突破傳統結構模式，在確保實際建筑結構穩定的條件下，很多新的建筑形式也逐漸涌現，其發展方向也在不斷朝著新的方向拓展。

（2）現階段參照的超限高層建筑結構設計方法仍有待進一步提升，隨著當前科學技術的不斷進步，建筑物設計方法也在逐漸更新，因此也是的實際建筑結構越來越復雜化，針對抗震性的相關設計要求也在逐漸提高，在未來怎樣改變這一現狀將成為行業發展的主要任務。

（3）現階段的超限高層建筑抗震設計性能理念來源于多層建筑，雖經過一定的細化改造，但是實際界定起來還是比較困難，不同的新建筑都會帶來新的問題，由于結構中很可能存在一定的不規則現象，因此是否繼續使用位移作為主要評定標準還有待進一步商討。對于性能抗震設計，還存在一個比較嚴重的問題就是對建筑物的壽命損耗分析，這其中包含了很多不明確的因素，超限高層建筑在壽命評估、損傷分析、整體造價以及維修期間的費用估計等，都需要研究人員去進一步分析研究。

結語：

綜上所述，隨著超限高層建筑的逐漸普及，其不僅有效幫助城市緩解了實際住房問題，還進一步節約了土地資源，促進建筑企業的健康積極發展。但是需要引起注意的是，超級高層建筑很容易受到地震的影響，因此在實際建筑設計階段，要充分考慮建筑結構的抗震性，同時采取有效的設計手段，不斷提升超級高層建筑結構的抗震性。

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作者簡介：

梁潔，廣州市建筑科學研究院新技術開發中心有限公司。