武汉正华建筑设计有限公司 湖北省武汉市
摘要：随着我国经济发展的步伐逐渐加快，我国的土地资源也呈现出日渐紧张的使用态势，因此建筑工程之中的超高层建筑项目也日趋增多。然而，超高层建筑本身就存在着一定的特殊性，需要相关设计人员对其结构进行有效的抗震设计，提升超高层建筑物的抗震能力和安全系数。
关键词：超高层结构；抗震设计；问题
引言：
我国整体的地质条件十分复杂，很多地区都处于地震的多发地带。随着近几年我国超高层建筑的工程建设项目逐渐增多，对于超高层结构的抗震设计也提出了更加具体的要求。在进行超高层结构抗震设计中若干问题的探讨之中，应该明晰超高层结构对于抗震设计的主要要求，并对于我国超高层结构抗震设计的主要内容进行深入的分析和探讨，进而全面提升我国超高层结构抗震设计的质量，提升我国超高层结构的安全性能和稳定性能。
一、超高层结构对于抗震设计的主要要求
当前，我国对于建筑结构的抗震设计提出了三水准和两阶段的总体要求。其具体内容就是对于建筑设计的抗震结构之中进行深入的抗震设防。所谓的三水准就是指，建筑结构的抗震设计能够使建筑物做到遭遇小规模地震时，建筑物不需要进行任何的维修和养护就能正常使用，即是小震不坏要求；而当建筑物所在的地区遭受到与该地区规定的抗震等级和防震强度相同的地震时，建筑物可能会受到一定的损坏，然而不会危及到人民生命财产的安全，相应的建筑基础设施以及生产设备仍然可以正常且安全的使用，即是出现一定的损坏，再通过一定的维修检护后也可以达到正常的使用要求，这也就是三水准之中的中震不修要求；而在建筑物所在地区遭受到地震强度超过本区域内抗震等级的最高等级时，建筑物本身不会在地震的作用之下发生倒塌和受到严重损坏的情况，能够更加有效的防止人民生命财产安全受到地震的损害，这也就是三水准之中的大震不倒原则。然而对于超高层建筑结构而言，其本身具备了工程造价较高，结构形式较为复杂，涉及到的技术人员和施工人员较多，建筑面积总体较大的根本特点，对于超高层建筑物来说，地震灾害对其的破坏和影响是较为严重的，因此在进行超高层结构设计之前，设计人员必须对于当地的地理情况以及水文地质条件进行全面的调研和深入的分析，综合性的考虑多方面单位的设计要求和专家的意见，采取结构上的定量设计，把握好超高层结构本身的受力情况，做好结构安全性能与经济性能的有效协调。根据科学研究表明，超高层结构的边缘竖向的受力构件承载了建筑物绝大部分的倾覆弯矩力，其受力方式为轴向性受力。而在超高层建筑的使用过程之中，如果遭受到地震强度小于该地区规定的抗震等级和防震强度的情况时，结构内部的边缘受力构件会发生弯曲和变形的情况；如果遇到的地震强度高于建筑物建设地点的抗震强度，该建筑物的边缘受力构件会处于一个拉弯的情况，如果构件长期处于这种状态之下，会使超高层结构的混凝土整体刚性减弱，出现混凝土承载能力下降的情况，影响到超高层建筑物本身的稳定性能和安全性能，导致超高层建筑物无法进行正常使用。也就是说，在进行超高层结构抗震设计之中，必须对边缘受力构件的承载能力和总体质量进行严格的检验和全面的复核[1]。
二、超高层结构抗震设计之中存在的问题
（一）建筑结构体系问题
在进行超高层结构抗震设计时，最重要的内容就是对于建筑结构体系进行选择。在选择过程之中，应该进行结构侧向刚度的强化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先，应该重点选择结构空间性能较强的结构体系，防止结构体系因为承担倾覆弯矩力构件出现受拉弯曲的情况，最好能够使其在受力过程之中处于轴压状态；其次，在进行承担倾覆弯矩力竖向构件的设计时，应该注意构件所在的位置，确保其能够处于结构的边缘地区；最后，竖向构件应该能够紧紧的连接在一起，从而在结构体系上更具整体性，能够共同形成一个受力面，从而防止出现承受剪力滞后的情况。另外，应该对于结构体系进行有效的受力分析，确定结构体系的最佳应用范围，在必要时，可以进行多种结构体系的综合，进而提升超高层建筑结构体系的抗震性能[2]。
（二）侧向高度的控制问题
在进行超高层抗震设计之中，对于侧向高度的控制应该重点从首先的问题就是明确我国现行的抗震标准与相关规范之中的最小地震剪力系数入手，我国现行的标准与规范之中，最小地震剪力系数的要求主要是因为超高层建筑的服务周期较长，其加速度反应下降速度较快，而其是由速度与位移进行控制的。基于建筑结构的稳定性和安全性的方面的考虑提出了最小地震剪力系数的要求。从规范内容的角度来说，最小地震剪力系数的提出是非常合理的，因此在超高层结构抗震设计之中，应该通过增强设计内力的方式来满足其安全性能的实际需求。在进行最小剪力系数的设计时，应该考虑到其与阻尼系数之间的关系，在超高层建筑结构的施工之中，如果阻尼系数较低，则结构本身无法满足最小地震剪力系数的要求，在设计工作的后期，应该做好相应的消能设计，减少地震灾害对于结构的地震效应。对于低于四百米高度的建筑物来说，一般都会采用轻型的材料或者提升抗侧刚度的设计方式来满足最小地震剪力系数的需求。然而，在超过四百米而低于五百米的建筑结构设计之中，采用这种设计方法就无法满足最小地震剪力系数的要求，需要通过风荷载来进行抗侧刚度的限制，否则就必须提升材料的刚度，这也会导致建筑物本身工程造价的提升。如果建筑物的高度超过了五百米，应该采用抗侧刚度较强的结构体系，同时应该加强建筑材料的使用，进而确保整体结构能够满足抗震设计的根本要求。同时，在侧向高度的控制之上，还需要解决层间位移角的限制问题。层间位移角的限制也就是建筑物结构本身的刚度与强度指标，在设计过程之中，应该确保主体结构处于弹性状态，从而能够有效控制水平和竖向结构的裂缝情况，同时要能够对于非结构体系的完整性进行有效保障，确保建筑物之内的电力设备和管线设施能够进行正常运转。超高层建筑结构在地震作用之下，应该能够有效的保障其稳定性，提升层间位移角设计的科学性和严谨性[3]。
（三）超限设计问题
在超高层结构抗震设计的超限设计之中，应该采用明确的抗侧力和竖向结构体系，确保超高层结构设计能够满足多道设防和结构刚度的总体要求，同时，对于对称设计和结构性能较为良好的设计方案，应该适当的削弱薄弱层，防止出现扭转力过大而发生结构规则性减弱或者楼层突变的情况。同时，在进行超限设计的过程之中，应该提升超高层建筑结构的抗震设计标准，掌握设计的根本内容以及结构性能的总体要求，采用弹性分析的计算方法来确定建筑结构体系之中的薄弱环节，做好结构设计之中多道防线间刚度与强度的协调分配，确保建筑体系之内，各个系统能够进行有效的协调运作，采用局部加强的设计方式，对于薄弱部位进行高性能材料的应用，从而全面提升超高层结构的承载能力[4]。
三、结束语
超高层结构的抗震设计质量将直接关系到建筑使用者的生命财产安全，因此对于超高层结构抗震设计进行深入的分析和研究有着重要的意义。超高层结构的设计人员必须高度重视超高层结构的抗震设计内容，掌握抗震设计的总体要求和设计要点，解决和优化当前抗震设计之中存在的问题，从而提升超高层结构抗震设计的总体质量，提升超高层结构设计的安全性能和稳定性能，推动我国超高层建筑行业的深入发展。
参考文献：
[1]黄毅. 超高层结构抗震设计中若干问题的总结[J]. 河南建材，2017，（1）：103-104.
[2]黄卓夫. 探讨高层结构抗震设计中的若干问题[J]. 建材与装饰，2016，（38）：106-107.
[3]赵新兴. 超高层结构抗震设计中若干问题的探讨[J]. 江西建材，2016，（11）：34-34.
[4]赵楠. 超高层结构抗震设计中若干问题的探讨[J]. 工程抗震与加固改造，2014，（2）：128-131，111.
论文作者:高峰
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第14期
论文发表时间:2019/6/11
标签：结构论文; 高层论文; 建筑物论文; 剪力论文; 刚度论文; 体系论文; 系数论文; 《建筑模拟》2019年第14期论文;