超高层建筑高度要求与结构类型和抗震烈度密不可分，超高层结构设计要进行两种方法以上的抗震核算，并且进行抗震设防专项审查。世界超高层建筑有迪拜哈利法塔，高828m；广州塔，高600m、上海环球金融中心，高492m等。超高层建筑因其超高的高度而具有不同于普通建筑和高层建筑的特点。首先，对于超高层建筑，传统的砖、石等材料已难以适用，其结构类型也更具选择多样性，如钢筋混凝土结构、全钢结构和混合结构等。其次，超高层建筑的垂直交通与消防，由于其超高的高度，较依赖于垂直交通，同时也给消防增加了困难，这就要求超高层建筑的每一层都需设置灵敏的烟雾报警器、自动喷淋和适当的避难所。最后，超高层建筑通过对风作用效应、重力荷载作用效应、施工过程的影响、空间整体工作计算、结构整体内力与位移、抗震性能等设计计算分析，进而提高超高层的抗震性和安全性。
2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制
为了提高超高层建筑的抗震性，其足够的结构侧向刚度必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性，还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度，应重点从其结构体系和刚度需求进行。
2.1结构设计。结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭转不规则发生：在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，扭转位移比不大于1.4；最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时，扭转位移比不大于1.6；混凝土结构扭转周期比不大于0.9，混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。满足结构设计规范的同时，还应考虑建筑师的设计意图和功能需求，同时满足设备专业设计要求。结构平面的规整程度直接影响着抗震设计的强弱，尽量采用筒体结构，以使得承受倾覆弯矩的结构构件呈现为轴压状态，且其中的竖向构件应最大程度的安置在建筑结构的外侧。各竖向构件和连接构件的受力合理、传力明确，降低剪力滞后效应，杜绝抗震薄弱层产生。
2.2结构侧向刚度控制。超高层建筑的抗震性能设计主要与结构侧向刚度的最大层间位移角和最小剪力限制相关。对于层间位移角限值，其是衡量建筑抗震性的刚度指标之一，地震作用应使得建筑主体结构具有基本的弹性，保证结构的竖向和水平构件的开裂不会过大。同时，因超高层建筑的底部楼层、伸臂加强层等特殊区域的弯曲变形难以起主导作用，所以应采取剪切层间位移或有害层间位移对其变形进行详细的分析与判断。对于最小地震剪力，其最重要的两个影响因素是建筑结构的刚度和质量，当超高层建筑难以达到最小地震剪力要求时，设计人员应该结合具体情况适度的增加设计内力，提高其抗震能力和稳定性，然而，当不能满足最小地震剪力时，还需通过重新设计或调整建筑结构的具体布置或提高刚度来提高建筑物在地震作用下的安全性，而非单纯增高地震力的调整系数。
3超高层建筑的性能化抗震设计
超高层建筑的抗震性能设计，国内主要根据“三个水准，两个阶段”，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。超高层建筑来说，其建筑工程复杂、高度极高、面积大、成本高，一旦受到地震损害，其损失程度会更高，因此，必须充分考虑各方理论、实际情况和专家意见，兼顾经济、安全原则，定量化的展开超高层建筑的性能化抗震设计。同时，相关文件虽针对超高层建筑结构的性能化设计制定了较具体且系统的指导理念，涉及宏观与微观两个层面。但是，由于结构构件会受到损坏，且损坏与整体形变情况的分析计算都需进行专业的弹塑性静力或动力时程计算，而目前我国尚未形成相关的定量化的评价体系，因此，设计人员应在积极参考ATC-40和FEMA273/274等规范。此外，对于弯曲变形为主导的建筑结构，在大震作用后应尤其注重构件承载力的复核。
4超高层建筑多道设防抗震设计
除了上述注意事项外，针对超高层建筑进行抗震性设计时，还因注重设计多道的抗震防线。多道抗震防线是指一个由一些相对独立的自成抗侧力体系的部分共同组成的抗震结构系统，各部分相互协同、相互配合，一同工作。当遭遇地震时，若第一道防线的抗侧移构件受到损害，其后的第二道和第三道防线的抗侧力构件即会进行内力的重新调整和分布，以抵御余震，保护建筑物。目前，我国超高层建筑主要依靠内筒和外框的协同工作来达到提供抗侧刚度的目的，包含两种受力状态：首先，建筑的内外结构通过楼板和伸臂析架来协调作用，进而使得外部结构承受了较多的倾覆弯矩和较少的剪力，而内筒则承受了较大的剪力和一些倾覆弯矩，广州东塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉网格筒或巨型支撑框架为代表的建筑外部结构，其十分强大，依靠楼板的面内刚度，外部结构即可同时承受较大的倾覆弯矩和剪力，如广州西塔。
5结语
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】
关键词：超限高层建筑、抗震设计、超限审查
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济发展，高层建筑除了满足建筑使用功能的要求，对建筑个性化的体现越来越重视，使高层建筑的平面、立面均极其特殊，各种新的复杂体形结构（如连体结构、主裙楼整体连接结构、大底盘多塔楼结构、立面多次收进退层结构及大悬挑结构等）、复杂结构体系（如各种类型的结构转换层、多重组合结构和巨型结构等）出现。
1超限高层的设计方法
复杂结构设计分析，采用多个相应恰当的、合适的力学模型进行抗震验算分析，不是用所谓截然不同的、不合理的模型进行比较分析。“抗规”要求的不同力学模型，还应属于不同的计算分析程序。分析结果具体体现在：结构与结构构件在地震作用下，抵抗地震作用的承载力具有客观存在性，在相应设计阶段主要振动周期、振型和地震作用最大受剪承载力（底部总剪力 V0）应出入不大。整体结构应进行弹性时程分析补充计算 （应注意地震波采集须符合规范要求）；宜按弹塑性静力或弹塑性动力分析方法补充计算；受力复杂的结构构件，宜按应力分析结果校核配筋设计。
超限高层根据结构抗震性能设计，选择性能目标控制，选定性能设计指标。第一性能水准的结构应满足弹性设计要求（多遇地震），结构的层间位移、结构构件的承载力及结构整体稳定等均应满足规范规定；按设防烈度（中震）的结构，构件承载力在不计入风荷载作用、不考虑与抗震等级要求相关的内力增大系数时需要满足弹性设计和抗震承载力要求。第二性能水准的结构，在中震或预估罕遇地震作用下，与第一性能水准的结构的差别是，框架梁、连梁等耗能构件正截面承载力只需要满足“屈服承载力”设计，即采用构件材料标准值和重力、 地震作用组合标准值工况下的验算。第三性能水准的结构，在中震或预估罕遇地震作用下，允许部分框架梁、连梁等耗能构件正截面承载力进入屈服阶段，受剪承载力宜按“屈服承载力”设计，竖向构件及关键构件正截面承载力应满足“屈服承载力”设计的要求；整体结构进入弹塑性阶段，应进行弹塑性分析。第四性能水准的结构，应进行结构弹塑性计算分析，在中震或预估罕遇地震作用下，关键构件抗震承载力应满足“屈服承载力”设计的要求；允许部分竖向构件及大部分框架梁、连梁等耗能构件进入屈服阶段，但构件受剪截面应满足界面限制条件要求；结构的抗震性能必须通过结构弹塑性计算分析，在预估的罕遇地震作用下找出弹塑性层间位移角、屈服构件的次序和塑性铰分布、塑性铰部位的材料受损程度。第五性能水准的结构，应进行结构弹塑性计算分析，在预估罕遇地震作用下，关键构件抗震承载力宜满足“屈服承载力”设计的要求；应注意同一楼层的竖向构件不宜全部进入屈服并控制整体结构承载力下降的幅度不超过10%。
隔震与消能减震设计，是一种有效地减轻地震灾害的技术，在提高结构抗震性能上具有优势（即抗震设防目标能力有所提高）。隔震技术一般可使延长整个结构体系的自振周期达到使水平地震加速度反应降低60%左右（相当于常规抗震设计设防烈度降低1.0度~1.5度），从而达到大大降低地震作用，并能获得很好的经济效益。隔震设计计算分析方法一般为时程分析法， 强调隔震层设计与构造措施的重要性。消能减震通过消能器（分为速度型和位移型阻尼器）设置控制预期的结构变形、 增加结构阻尼达到减少地震反应，较好地发挥出经济效益。 设计计算分析方法一般为非线性时程分析法，与常规抗震设计设防烈度约降低 1.0 度设计。因此在部分楼层增设粘滞阻尼消能支撑（设计往往布置在计算分析层间位移角较大的部位，并注意两个主轴方向的均匀布置），通过提高结构的附加阻尼比来降低结构的位移反应。整体结构的非线性时程分析结果表明，在框架－抗震墙结构中增设消能支撑，可以较为经济地控制结构的楼层位移，提高结构的抗震安全储备。
建筑抗震性能化设计，根据设防目标立足于结构承载力与变形能力的综合考虑，具有针对性和灵活性（或对整个结构、或对某些具体部位或关键构件）设计分析方法达到预期的性能目标，分为构件或结构弹性分析、弹塑性分析，基于提高建筑抗震安全性（承载力、变形、构件延性）或满足使用功能的专门要求。
“小震不坏，中震可修，大震不倒”三水准目标，即第一水准按众值烈度或多遇地震影响时，结构抗震分析采用弹性反应谱进行弹性分析设计，主要是承载力验算，又称第一阶段线弹性设计；第二水准按基本烈度或设防地震影响时，考虑非线性弹塑性变形及承载力略有提高，属于第二阶段弹塑性变形验算；第三水准按最大预估烈度或罕遇地震影响时，主要通过概念设计和抗震措施满足结构设计要求，即第一阶段和第二阶段分析（通过静力非线性分析、又称静力推覆分析和动力非线性分析、又称弹塑性时程分析）过程，并采取相应的抗震措施。
2超限高层的抗震设计审查
根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》（建设部111 号令）、《超限高层建筑抗震设防专项审查技术要点》（建质[2010]109 号通知），建设工程施工图设计审点应放在抗震概念设计上，是否符合现行工程设计标准、规范要求的基础上，施工图设计文件编制深度是否满足要求，认真分析结构计算模型及计算分析与实际情况的相符性、合理性，结构超限判断、抗震设防目标及抗震设防措施的准确性，力求审查过程以提高施工图设计质量为目的，不拘泥于传统的形式，应有前瞻性，跟进专业技术的新发展和趋势，专研技术疑难问题，认识新的结构体系、运用新的结构分析手段，设计方法和施工技术得到发展，推动了建筑行业科技进步的现实， 注重设计的合理性、经济性，促进建筑工程设计对公众安全、公共利益质量监督作用。通过工程超限高层审查专家组的审查意见，设计能够掌握和切中要点，反应全面和关键部位（如薄弱层、软弱层）采取结构抗震加强综合措施，提高结构能力水准。
工程设计送审审查资料一般从几个步骤入手，即工程概况、工程设计、结构计算结果及分析、结构不规则类型及超限的描述和判别、结构超限应考虑的问题及解决办法应对的加强措施，即内容应翔实，针对性强。《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》详细规定了相关内容。
目前，视工程抗震专项审查项目的超限程度具体情况，超限工程专家组技术审查意见包括了省住房和城乡建设厅抗震办委托全国或省抗震专家提出的意见，不仅肯定了超限高层设计判别，同时进一步调整和补充了计算分析和采取抗震加强措施的要求的必要性，也是对工程设计的指导性意见、第二阶段施工图审查的审查依据参考之一。
3结语
总之，建筑结构抗震概念设计的不断发展，指导工程抗震设计重要性日趋显示出来。我们还可从文献[1]、文献[2]、文献[3]中关于建筑结构抗震设防审查工程看出 ，超限及不规则建筑工程结构的研究分析思路、设计与计算方法，对建筑超限判断、超限部分所采取更为严格的措施等，提高工程结构的防震救灾综合能力；文献[1]还强调了在内在的设计技术发展和创新、推进、完善和补充现行规范方面提出操作性较好的说明。这一切，恰好说明了建筑结构抗震概念设计作为基本设计和审查思路的必要性。
参考文献:
[1] 超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2] GB 50011-2010建筑设计抗震规范[S].，2011.
主要比较分析了超限高层建筑中基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法，并就目前我国的超限高层建筑结构的特点，详细的分析了超限高层结构基于性能抗震设计中的抗震性能水准以及性能目标的组成，希望能够为我国超限高层建筑的性能抗震设计有些帮助。
关键词:
超限高层建筑;常规抗震设计;性能抗震设计;性能水准;性能目标
引言
近年来，随着我国改革开放的逐步深入以及经济的高速发展，我国建筑行业的发展也是日新月异，最为典型的便是超限高层建筑工程开始广泛的出现，超限高层建筑工程不同于其他普通的建筑工程，其在房屋高度和复杂程度等都超出我国普通建筑工程现行的规定，且在工程最重要的部分－结构抗震方面也出现了明显的不同。就目前来看，我国超限高层建筑工程的结构抗震主要还是按照我国建设部第111号部长令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》以及《全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法》等的要求。但是在具体的结构抗震的设计方面却没有明确的规定，就建筑行业的研究来看，普通的结构抗震已经难以满足超限高层建筑结构，而基于性能的抗震设计已经开始被广泛的运用于超限高层建筑机构，因此，对于超限高层建筑的结构基于性能的抗震设计的研究讨论时有利提高超限高层建筑工程抗震可靠性以及促进我国的高层建筑技术发展。
1超限高层建筑结构基于性能抗震设计与常规抗震设计的比较
1．1基于性能的抗震设计的概念
基于性能的建筑结构抗震设计是我国建筑技术发展的标志，总体来说基于性能的建筑结构抗震设计方法使建筑结构的抗震设计从建筑的宏观定性的目标实现了向具体量化的多重目标过渡，也即是工程建筑的设计人员可以选择建筑所需的性能目标。不仅如此。基于性能的建筑结构抗震设计，在实际中强调的是深入分析和论证建筑抗震的性能目标，这有利于工程建筑的结构创新。此外，基于性能的抗震设计可以通过论证和试验后，采取新的建筑结构体系、新的技术以及新材料来针对不同建筑采用不同的性能目标和抗震措施。
1．2我国常规抗震设计方法
我国建筑结构的抗震设计体系发展主要是始自20世纪80年代，在我国政府及建筑相关部门正式的工业与民用建筑的抗震设计规范修订中，提出了建筑结构抗震设计的“小震不坏、中震可修和大震不倒”的抗震设计目标，且在实际的抗震设计中采用了“三水准2阶段设计”的抗震设计方法，该设计方法具有性能抗震设计的影子。1989年，我国政府及建设部正式颁布了国家标准的《建筑抗震设计规范》(GBJ11－89)，这也是我国建筑结构的常规抗震设计原则，下面对常规抗震设计特点进行简单的分析。抗震设计规范详细的明确了小、中和大的3个地震水准以及通过对我国的主要地震区域的地震发生概率进行统计，以及通过地震对地区的影响进行分析，从而将我国衡量强烈地震后房屋建筑的破坏程度分为不坏、可修和不倒等多种破坏程度，而按照国家标准《建筑地震破坏等级划分标准》(1990建抗字第377号)，则明确的规定了震害概念见表1，表1中要求基本都属于抗震方面宏观的性能控制，这也是性能抗震发展的基础。常规的抗震设计主要是为了实现三水准的设防目标，在建筑设计规范中采用2阶段抗震设计的简化方法:在第1阶段，抗震设计的主要工作是计算建筑结构构件承载力，也即是以内力和变形的方式对地震作用效应的建筑结构构件抗震承载力进行验算;在第2阶段，抗震设计的主要工作则是对建筑结构弹塑性变形进行验算，并采取相应的抗震构造措施。用现代的眼光来看，抗震规范设计的方法和步骤已经初步具有性能设计的雏形。
1．3常规抗震设计方法与基于性能抗震设计方法的比较
从上述的分析阐述可知:基于性能抗震设计方法的基本特点以及常规抗震设计方法的特点。下面就以表格的形式见表2，对建筑结构常现抗震设计与基于性能抗震设计进行简单的比较，通过比较证明:在超限高层建筑的结构设计中，基于性能抗震设计是科学可行的，但在所有的工程建筑中应用，则还需进一步的分析与探讨。
2超限高层建筑结构的抗震性能目标
在基于性能建筑结构的抗震设计中，性能目标是整个设计较为重要的1个部分，其具体指是对某一地震地面运动下建筑的预期性能水准。该性能的水准主要包括了结构，非结构以及建筑物的附属设施等。下面就对超限高层建筑结构的的结构性能及水准进行简单的分析。
2．1结构的抗震性能水准
在超限高层建筑结构中，不同水准地震下的性能水准及性能目标是不同的，如图1所示。超限高层结构抗震性能可分为以下水准:(1a)震后结构完好，不需修理，直接使用;(1b)震后结构基本完好，个别修理，直接使用;(2)震后结构关键部件完好，其他部位有明显裂缝，需要修理，才能使用;(3)震后关键部件轻微损坏，其他部位出现明显裂缝，需要采取安全措施，方能使用;(4)震后结构关键部位出现中等损坏，其他部位进入屈服阶段，需要修理及加固，方能使用;(5)震后关键部位出现明显损坏，其他部位严重损坏，结构未倒塌。
2．2建筑结构的性能目标
在超限高层建筑中，抗震设计的新根能够目标是根据建筑的实际情况决定的，也即是根据性能水准决定性能目标，下面见表3，简单讨论性能目标的选择。由上述分析可知:在基于性能抗震的超限层结构抗震来说，其主要是在常规抗震的基础桑发展而来，是具体量化的实际体现，因此，在设计中应该注意的是结构性能水准与性能目标的结合，且设计人员应该根据建筑结构的地震水准进行具体的分析计算，合理科学的设计超限高层的抗震设计。
3结语
我国的超限高层建筑结构设计的抗震设计是我国建筑工程的重要组成部分，也是我国超限高层建筑安全应用的基础。因此，在我国的建筑工程的结构设计中，必须严格遵守国家在建筑上的相关规定的要求，利用现代先进计算机技术对建筑的结构以及数据认真进行设计计算，以及尽可能采用目前先进的基于性能的超限高层建筑结构抗震设计，提高我国的超限高层建筑的安全性以及高层建筑的质量，为我国高层建筑技术的应用和发展奠定基础。
参考文献
［1］程耿东，基于功能的结构抗震设计中一些问题的探讨［J］，建筑结构学报，2010，21(1)
［2］全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法2003，3［3］
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［5］周锡元，抗震性能设计与三水准设防［J］．土木水利(台湾)，2013，30(5)
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。
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【关键词】超高层建筑；钢筋混凝土；抗震设计
前言
随着我国社会经济的不断发展，我国的建筑业得到迅猛发展，超高层、超高层建筑越来越多，建筑结构造型和功能也越来越美观与先进，许多建筑采用底部大裙房、上部多座塔楼的建筑形式。然而这些复杂的建筑形式的出现也会带来一些问题，其中最重要的就是其结构造型给抗震分析以及抗震设计带来诸多新的问题。国外对钢筋混凝土超高层建筑结构抗震设计有了较为成熟的研究，也有许多建筑案例（如图1）。国内虽然经过数十年的研究分析，也已经出现包括分析软件TBSA和TAT等在内的超高层建筑设计分析软件，这些软件能够帮助建筑设计师或工作人员对建筑的抗震性能进行一定的研究，但设计中还经常会遇到许多程序、规范不能解决的问题，存在一定的局限性。这就需要结构工程师依据概念设计把复杂的问题通过科学分析简化。以适应社会发展的需要，同时也为结构工程师提供更多关于抗震设计的有参考价值的设计依据。
1超高层建筑结构抗震设计要点
1.1平面规则性超高层建筑结构抗震设计特点
平面规则性超高层建筑具有以下的特征：楼板的形状不规则且凹凸不平，楼板之间没有较强的联系、楼板的局部之间断断续续，结构扭转效应明显等。针对上述特点，这类的建筑结构的抗震设计需要注意以下几点：（1）如果楼板的形状凹凸不规则或楼板局部断断续续，则可以采用弹性楼盖模型，使其符合楼板平面内的实际刚度变化，或者按照分块刚性楼板与局部弹性板的原则进行计算，当然，扭转藕联效应也需要考虑进去。（2）对于楼板中应力集中部位以及连接较弱的楼板，可以适当加大楼板的厚度，具体的方法有双层双向配筋、配置45°斜向钢筋、配置集中配筋的边梁。（3）如果楼板之间没有较强的联系或者平面过于不规则，或建筑物过长，则可以通过调整变形缝来把其结构切成若干个子结构。如果一些超限高层的建筑物有明显的结构扭转效应，则应该尽量保证抗侧力构件在平面布置中的对称性，同时应该尽量加大竖向构件的抗侧刚度和强度。
1.2竖向规则性超高层建筑结构抗震设计特点
竖向规则性超高层建筑具有以下的特征：在立体上建筑呈现收进的状态，其主要存在形式为连体建筑，建筑内部转换层结构，大底盘多搭楼等，针对上述特点，这类的建筑结构的抗震设计需要注意以下几点：（1）当超高层建筑的立面收进超过一定限度时，应该保证结构的层受剪承载力大于相邻上一楼层的80%，并且合理控制结构的扭转效应。同时应该加强收进部位、竖向构件以及建筑内部的楼板。一旦立面收进产生偏差，建筑底部的结构就会因为扭转而产生较大内力，这就要求建筑底部结构的周边构件的配筋强度足够大。通常情况下，建筑设计师会采用台阶形多次内收的立面来改善这一困难。（2）对于连体建筑来说，其周边以及连接部位应该按照弹性板来计算，连接体与主体宜采用弱连接，并尽可能减少其重量，同时，钢结构可以优先考虑。连接体及与主体相邻的结构构件的抗震等级应尽量提高其等级。（3）对于带转换层结构的超高层建筑，应该尽量保持其上下主体的竖向结构连续贯通，并对其下部主体结构的刚度进行加强，而对其上部主体结构的刚度进行弱化，通过相应的措施来对转换层上下的等效刚度比进行合理的控制，同时，为了提高框支层的抗震能力与延展性，应该将框支柱承担地震剪力的比例进行增大。而为了减少转换层上下的等效刚度比，可以将上部各层刚度适当减小。一般来说，高振型影响与转换层的高度呈正比关系，即转换层越高，高振型影响越大，转换层上下层间位移角及内力突变也越明显，因此，需要合理控制转换层的高度。（4）在设计大底盘多塔楼的时候，应该尽量提高其底盘的承载力，其目的是防止结构在底部首先屈服。对于连接各塔楼的裙房屋面来说，要适当加大其刚度，其目的是使底部的裙房与上部的塔楼共同振动。然而，当底部加强时，薄弱层会发生上移，从而增大上部结构的位移，因此底盘承载力的的提高需要掌握好其度。在设计塔楼的薄弱部位的时候，应该全高加密该层柱箍筋，并增大箍筋的直径与剪力墙的水平钢筋。
2超高层混凝土建筑抗震影响因素
2．1建筑扭转效应
在对超高层混凝土建筑结构进行抗震设计过程中，为保证混凝土整移一致，同时得到最小和最大的位移结构刚度，应该对建筑物垂直向力及横向力进行防护，提高扭转力作用。因为地震的发生具有突发性和随机性，所以对地震发生的时间、强度难以预测准确，因此在分析建筑整体的抗震性能同时，要及时检查出建筑物内部的抗震隐患，科学分析，及时纠正，保证超高层混凝土建筑的抗震性能。
2．2建筑物建设位置
合理选定超高层混凝土建筑的建设位置是极其重要的，因为我国地处地震频发地带，所以在选址之前，要合理科学对建筑项目所在地的地质情况进行彻底的综合性分析，减少超高层混凝土建筑遭受地震的危害的几率，同时良好的建筑土质也能提高超高层混凝土建筑具有较强的抗震性能。所以为避免建筑位置为松软土质，也应该尽量远离电厂、变电所等工厂。
2.3抗震加固环节
超高层混凝土建筑结构在设计过程中，对建筑物进行抗震加固是非常有必要的，因为这样的设计可以满足建筑延伸性及刚度的要求。在实际的建筑施工过程中，由于超高层建筑物的钢筋混凝土重量大，所以底部柱轴力应该与建筑的高度呈正比关系，只有这样建筑主要构件才能有很好延伸性，在遇到强震时可以减少剪切性对墙体的破坏，这体现了对超高层混凝土建筑结构进行抗震加固设计的重要性。在实际设计过程中，建筑设计师会以强柱弱梁限值为依据，综合考虑框架柱的强剪弱弯和剪压比，才能使设计的柱子顶端的抗弯能力达到合格的质量标准。与此同时，螺旋复合箍筋的使用可以提高柱子的抗冲剪能力和短柱抗震性能，在地震强度不是很强时，保证短柱不对地震剪切力破坏。因为建筑的短柱具备的抗剪性能力低于抗弯能力，所以设计过程中要保障短柱承受抗弯的屈服强度。
3隔振、减振在超高层建筑结构抗震设计中的应用
隔振、减振是在超高层建筑工程上防止振动危害的主要手段。其中减振可分为主动减振和被动减振。在实际的生产生活中，相关设计工作人员会根据隔振、减振的原理，采用以下几种办法实现超高层建筑结构的有效抗震。
3.1粘弹性阻尼结构
通过大量试验和数据分析表明，粘弹性阻尼结构可以有效的将超高层建筑的地震反应减小40～80％，这在很大程度上可以保证建筑主体结构强震中的安全性，是高层结构的舒适度控制在科学合理的范围之内。粘弹性阻尼结构见图2。
3.2吸能减震
吸震减震是隔振减振在超高层建筑结构抗震的又一方法，这种方法的最大特点是，使建筑结构的震动在合理的范围内，发生一定的位移，从物理学角度来讲，就是使建筑结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配，以此达到减小结构震动的效果。当前，有许多吸震减震的装置运用于超高层建筑的抗震设计中：调谐质量阻尼器，调液（柱）阻尼器、悬吊质量摆阻尼器记忆质量放大器等。
3.3金属阻尼器
金属阻尼器能够起到抗震效果，主要是通过在框架中加屈曲约束支撑，在合理的荷载力下，对建筑物实现支撑的作用，当地震发生时，金属支撑能以自身的塑性变形来消耗地震的能量，从而对超高层建筑主体结构起到良好的作用。
4总结
在经济高速发展的今天，人们的居住水平不断提高，超高层建筑越来越多，而在对超高层混凝土建筑结构设计时，其抗震结构的设计就显得尤为重要。要以科学合理的方式增强建筑的抗震能力，切实保障公民的生命与财产安全。本文从我国目前钢筋混凝土结构抗震设计存在的问题与现状入手，简要概述超高层建筑结构抗震设计要点，并重点对隔振、减振在超高层建筑结构抗震设计中的应用进行分析，希望对钢筋混凝土超高层建筑结构抗震设计研究有一定的借鉴作用。
参考文献
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SATWE和MIDAS弹性动力时程分析结果
在小震作用下楼板的3条地震波作用下于楼板最大拉应力为3MPa，但最大应力仅出现在个别应力集中的角点。大部分楼板的应力都在2MPa以下，略大于C30混凝土的抗拉应力，再考虑楼板钢筋的作用可以判定在小震作用下楼板基本处于弹性状态。钢筋混凝土结构单元参照小震CQC法计算构件配筋结果。地震波按弹性时程分析时所选地震波按中震输入。中震阶段结构弹塑动力时程分析时，构件抗震承载力按强度标准值计算（作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数均取1）。中震地震影响系数最大值αmax=0.12，地震波地震加速度时程曲线最大值：50cm/s2。连梁刚度折减系数取为0.5，同时不考虑风荷载的作用，验算构件承载力是否满足要求。中震阶段结构弹塑动力时程分析软件采用EPDA进行，通过调整以上分析参数，求出结构构件的内力，并进行构件承载力验算。结果显示，结构竖向构件及关键部位构件均满足承载力验算保持完好无损坏，仅在个别楼层个别耗能构件（连梁）出现轻微损坏，震后稍加修理即可继续使用。从以上分析可知本结构在中震地震作用下，结构基本保持弹性，仅个别剪力墙及耗能构件轻微损坏稍加修理即可继续使用，达到了预期的抗震性能目标：即设防地震作用下结构轻微损坏。通过对结构在中震作用下的弹塑性动力时程分析得出结构在中震作用下仍然保持弹性状态，所以对结构可以通过MI－DAS软件按照中震CQC法进行设计，然后对结构进行中震弹性时程分析，考察楼板在中震下的反应来近似模拟按小震设计的结构在中震作用下的楼板应力分布状况。作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数均取1。中震地震影响系数最大值αmax=0.12。根据以上分析结果，楼层平面在中震作用水平地震时程激励下，楼层平面开洞后存在一定的应力集中现象。经计算楼板大部分拉应力为4.0MPa，大于C30混凝土的抗拉应力。采用钢筋抗拉强度设计值作为楼板承载能力的指标，保证中震时楼板钢筋网不屈服，核心混凝土能有效工作，计算公式如下：σ中震≤fyASγREhs式中：γRE=0.85为抗震承载力调整系数；s为钢筋间距；h为板厚。对于图示位置部分楼层的连接区域楼板大部分拉应力为6.0MPa，采用上述计算公式，根据楼板应力的计算结果，120mm厚连接板内配三级钢，直径8mm，间距120mm，双向双层。而对于电梯间与楼梯间之间的连接板楼板应力较大，则采用150mm厚板，配置三级钢，直径10mm，间距120mm，双层双向。通过以上构造和计算分析可知，结构楼板的平面凸凹、开洞等平面不规则部位，在中震作用下仍处于弹性阶段，能够满足抗震设防概念设计的要求。该结构为平面不规则结构，相对于静力弹塑性分析，采用动力弹塑性分析能更为真实地反应结构在大震作用下各结构构件的安全性能。
本工层选用EPDA结构软件的PUSH程序对结构进行动力弹塑性分析。通过对结构大震下弹塑性静力push-over计算及分析，得出以下结论：（1）本计算选用参数时相对保守。材料强度为标准值，不考虑箍筋增强作用，仅计入1倍梁宽的翼缘作用，塑性铰判断准则为刚度退化50%。因此，分析所得结果仍具有相当的裕量。（2）能力、需求曲线及抗倒塌验算表明，性能点需求层间位移值小于《建筑抗震设计规范》限值且有较大裕量，具有结构在罕遇地震作用下具有良好抗侧能力和抗倒塌性能，能够实现预期的性能目标。（3）性能点层间位移最大值均发生在结构弯曲变形和剪切变形都较大的中下部且层间位移值曲线沿层高变化连续平滑，无明显变形集中的薄弱层，有利于结构整体耗能性的充分发挥。（4）从位移荷载曲线可以看出，结构在逐渐进入屈服状态之后呈现出明显的延性特征，可以推断，在罕遇地震作用下，结构具有良好的耗能性能。（5）本结构设计中，楼层的抗侧刚度和抗剪承载力自下而上逐渐减小，与分析中性能点弯矩剪力较好吻合，提高了结构的经济性及合理性。（6）结构的塑性状态分析表明，结构在作用不太大时，连梁将首先出铰耗能，而随荷载增加结构顶部和底部也将成为主要塑性区域。因此，结构设计中也对该区域作为重点设防区域，确保其延性。（7）经过分析结构在大震作用下具备良好的抗倾覆能力，能达到大震不倒的抗震性能。
针对超限的设计措施
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
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