唐山市地震局 河北唐山 063000
摘要：目前的建筑抗震设计中，基于性能的设计方法是一个非常重要的发展方向，已在建筑工程上引起了广泛的关注。特别是在超限高层建筑工程中，基于性能的设计方法的使用，可以最大限度的避免地震隐患，提高抗震设计的可靠性和安全性，从而大大提高了超限高层建筑的发展。本文先是简单了对常规抗震设计方法和基于性能的抗震设计方法进行了比较，然后针对超限高层建筑结构的抗震性能做了合理的分析。
关键词：超限高层；建筑结构；性能抗震设计
引言
改革开放以来，我国的经济发展日新月异，我国建筑业也在随之飞速发展，特别是超限高层建筑已经在全国各地广泛崛起。与普通的建筑不同，超限高层建筑无论是在房屋高度方面还是在复杂程度上都远远超出现行的建筑规定。其中结构抗震作为超限高层建筑工程中极为重要的一部分，更是尤其独特的要求和规定。在目前整个建筑行业的研究中，特别是超限高层建筑，基于性能的抗震设计得到了广泛的运用。而且，设计者们提出一系列的基于性能的抗震设计理念和设计要求，使得我国的超限高层建筑工程抗震可靠性的保证。
1 基于性能抗震设计与常规抗震设计的比较
1.1常规的抗震设计
20世纪80年代，我国政府及建筑相关部门对抗震设计范进行了修订，针对工业和民用建筑的结构抗震提出了“小震不坏、中震可修和大震不倒”的抗震设计目标以及“3水准2阶段”的设计方法。初步形成了抗震性能设计的雏形。到20世纪末的时候，我国颁布了《建筑抗震设计规范》，规范中对常规抗震的设计特点和原则进行了简单的分析。通过对某些地区的地震情况统计和分析，明确了“小、中、大”三水准下震后建筑物的不坏、可修和不倒损坏程度的概率。表1是按照国家标准《建筑地震破坏等级划分标准》规定的震害等级表。根据国家标准中关于震害的概念和要求来设计建筑的结构是性能抗震发展的开端，也是其进一步发展的基础。
1.3两种设计方法的比较
从以上两部分介绍中，我们发现无论是常规抗震设计还是基于性能抗震设计，两种方法各有各的特点。表2是对两种方法进行的简单对比。由表2的比较我们可以看出，基于性能的抗震设计方法可以用于超限高层建筑结构的设计中，但其在所有的建筑工程是否都科学合理，还得进行深入的研究和探讨，以期进一步实现对结构构造、经验性增大系数等的规范规定和性能目标的定量化。
2 超限高层建筑基于性能抗震设计的重点
2.1保证建筑结构的规则性
高层建筑在前期设计过程中，我们的设计人员要基于建筑性能综合考虑，结合建筑实际要满足的需求，来科学、合理的设计相关功能，并规划出建筑工程平面，与此同时，我们的设计人员还要考虑当地地理因素，以最大程度的满足业主自身需要为基础来完善相应工作。对于超高层建筑，这几点就显得尤为重要，因此，在设计和施工阶段，必须要切实的保证建筑的扭转刚度在规定的设计要求之内，还要尽可能的去避免因结构扭转造成的建筑物抗震性和安全性受损的影响。还要值得注意的就是，相应的建筑结构一定要保证很好的对称性和均匀性，这就需要更加合理的布置每个剪力墙，及时的注意到建筑结构的薄弱点，避免在特殊情况时导致的建筑物损坏，甚至坍塌的风险。众所周知，如果对于超高层建筑，如果出现意外倒塌，会严重危害人们的生命和财产安全。所以，对于我们的设计人员来说，就要不断提高自身素质，重视到高层建筑在地震时的各种反应，并结合实际情况做好理论分析，避免在建筑体应力变化时，导致的建筑体内部结构严重破坏的影响，将这种影响降到最低。
2.2严格控制层间位移
在采用基于性能的抗震设计方法对超限高层建筑进行设计时，要对建筑的结构体系及选材、建筑的高宽比及侧向荷载、位移控制等各方面进行全面的分析和综合考虑，此外，还应对建筑平面进行合理规划。其中，最重要的一项就是钢筋混凝土结构的位移，只有对其进行严格控制，结合具体地理位置进行合理设计，最终才能确保超限高层建筑的稳定性和抗震安全性。
3 超限高层建筑工程抗震设计的主要原则
3.1两阶段的设计力求具体
在开展建筑工程设设计的过程中主要有两个阶段的内容，第一阶段要能够在设计的过程中精确建筑在小地震的影响下建筑自身的弹性要进行充分的考虑，要让建筑自身的强度能够满足地震作用所达到的强度。因此在开展超限高层建筑设计的过程中应当考虑到建筑截面的结构，这样才能够提升建筑的抗震能力。在第二个阶段，就是要在开展建筑设计的过程中，注重建筑自身弹性的设计，保证在发生地震时建筑能够发挥有效的抗震性能，减少地震发生时的坍塌几率。
3.2符合三水准的检查标准
在开展超限高层建筑工程抗震设计的过程中应当符合三水准的检查标准，主要有以下三个方面的内容：其一，建筑工程在进行抗震设计以及建设完成之后，在小规模地震的影响下，不需要对建筑工程进行相应的处理就能够正常使用；其二，在发生中级地震之后，建筑工程的自身功能依然能够维持，建筑遭受到的损害能够通过修复恢复正常，能够保证建筑进行继续的使用；其三，在发生大地震时，建筑工程不会产生大规模的坍塌，减少建筑工程自身坍塌对于住户和周边居民的安全威胁。超限高层建筑在抗震设计的过程中应当遵循以上原则，这样才能够符合相应的标准。
4 实施抗震性能设计的方法和工程示例
4.1抗震性能设计的方法
基于性能的抗震设计，尤其是超限高层建筑结构的设计，需要从以下几个方面开展。如基础设计的加强，地震作用力的输入的减低及建筑抗震能力的加强等。
（1）考虑到建筑质量问题，要严格把控并加强高层建筑的基础设计这一重要环节。在设计时，工程人员要尽量保证同种结构单元的性质与地基性质一致，确保其具有相同的结构形式。（2）在设计时还要结合位移结构抗震法。为了确保建筑结构的形变能力跟相关规定中的形变要求一致或者相符，需制度定科学合理的减震方案，并对建筑结构的承受能力进行有效验证。而且还需严格控制超限工程建筑的层间位移的位移角和位移的移延性。（3）要严格控制超限高层建筑刚度。因为在结构计算表格中，建筑的刚度会呈现一定的周期规律，从而影响主体结构的位移。这样，在设计时，工程人员可有目的性的对建筑剪力墙结构开洞和建筑截面等的尺寸大小、混凝土强度和梁钢度放大等与刚度有关的参数进行改变和调整，以期实现规定的抗震目标。
4.2工程应用示例
近年来，基于性能抗震设计理念在超限高层建筑工程中的应用实例逐渐增加，本文就大连金广枫景这一代表性实例进行简要分析。改建筑工程的工程特点是：主楼平面为椭圆形，采用7度设法剪力墙结构，墙体结构总高170m，全部落地。超限高度达42%，超过了高层混凝土规程B级高度的14%，可以说其超高过多。通常情况下，小震的地震力与风力相比，要小很多，所以，常规设计的截面变性和承载力主要为风力控制。设计要求为基本达到性能目标C的性能要求，即：墙体跟与墙体的连梁的抗震等级要比A级高的剪力墙提高2级，达到特一级。墙体的底部承载力要加强弹性设计，使其达到承载中震能力（截面平均剪应力达0.4ftk），且大震基本不变形（接近大震不出现剪切裂缝），同时，在延性构造上还要留有余地。
5 结语
超高层建筑结构抗震设计是建筑工程一个非常重要的组成部分，直接关系到整个建筑的安全应用。因此，必须要严格遵守我国对于建筑物的相应规章制度，科学合理的计算建筑结构设计的各项数据和指标，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，为高层建筑技术的应用和发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]罗维.解析超限高层建筑结构基于性能抗震设计[J].低碳世界,2017, 02:158-159.
[2]王雪峰.浅谈超限高层建筑工程抗震设计与实践[J].黑龙江科技信息,2017,05:228.
[3]卢登榜.基于性能抗震设计的超限高层建筑结构分析[J].福建建筑,2017,06:68-71.
论文作者:王海英
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/5
标签：建筑论文; 性能论文; 建筑工程论文; 高层建筑论文; 建筑结构论文; 高层论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;