广州市花都区建筑设计院
摘要：建筑结构超限是指由于建筑设计平面布置及功能设置的要求，设计为平面不规则、竖向不规则或扭转不规则的超出规范要求的设计体现。在进行高层建筑剪力墙结构抗震设计时，应尽量避免建筑结构超限，由于结构超限，则需对结构主体采取加强措施，由此造成结构成本的增加及设计周期的加长，此时应该通过超限后的投入产出比来权衡和控制结构超限。
关键词：高层建筑；剪力墙；超限判断
随着我国经济水平的日益提高，建设单位对于建筑的美观性和适用性要求越来越高，超限高层建筑的应用也越来越广泛。为了规范化管理超限高层建筑的使用，住建部下发了《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，各省市也下发了相应的《xx省超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则》。但在我们的实际设计工作中，结构超限使用不合理或因结构设计不合理导致结构超限的情况时有发生，本文对高层剪力墙结构的超限判断方法作出一定的分析，希望对不熟悉结构超限设计的设计工作人员有一定的指导意义。
一、超限高层建筑
现行规范将钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度区分为A级和B级，A级高度钢筋混凝土高层建筑指符合表1最大适用高度的建筑，是目前数量最多、应用最广泛的建筑。当框架剪力墙、剪力墙及筒体结构的高度超过表1的最大适用高度时，列入B级高度高层建筑，B级高度高层建筑应遵守规范更严格的计算和构造要求。
超限高层建筑是指B级高度高层建筑或某些不规则结构指标超过规范要求的A级高度高层建筑。超限高层建筑需按有关规定进行抗震设防专项审查，且应遵守规范更严格的计算和构造要求，增加了结构成本和设计周期，故对于A级高度高层建筑，应该尽量避免结构超限，本文主要探讨A级高度高层建筑超限的判定方法。
二、超限条件
根据《超限高层建筑工程界定标准》和《广东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则》，高层建筑平面、竖向及其它不规则程度满足下列条件则属于结构超限。
（A）同时具有表2所示三项及以上不规则的高层建筑：
三、平面和竖向不规则的判定
结构平面和竖向布置应力求简单、规则，避免刚度、质量和承载力分布不均匀，是抗震概念设计的基本要求。表2和表3中带*号的条文需要通过结构计算来判断，其它项则是根据平面、竖向尺寸及布局来判断，在建筑方案设计的时候，需要着重考虑到以下几点，以避免建筑结构超限。
1.凹凸不规则
平面有较长外伸或凹进时，外伸段容易产生局部振动而引发凹角处应力集中和破坏，外伸或凹进部分尺寸不宜超过相邻位置平面总宽度的30%。
2.组合平面
图2 组合平面示意
如图2所示，角部重叠和细腰形的平面图形，在中央部位形成狭窄部分，在地震中容易产生震害，尤其在凹角部位，因为应力集中容易使楼板开裂甚至破坏，不宜采用。
3.楼板不连续
当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。如图3所示，楼面凹入或开洞尺寸不宜大于相邻楼面宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%；在扣除凹入和开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m，且开洞后每一边的净宽度不应小于2m。
4.竖向尺寸突变
图4 结构竖向收进和外挑示意如图4所示，当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的75%；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑（此处指外挑部分含有结构竖向构件）时，下部楼层的水平尺寸B不宜小于上部楼层水平尺寸B1的90%，且水平外挑尺寸不宜大于4m。
5.建筑高宽比
剪力墙或框架剪力墙结构的高宽比，在6度及7度抗震设防区不宜大于6；8度抗震设防区不宜大于5。建筑高宽比超限不属于抗震超限审查的范围，但是高宽比超限的建筑抗倾覆能力差，必然会引起建筑成本的增加。高宽比超限案例：深圳某项目，高层住宅，7度抗震，基本风压0.75，地面粗糙度B类，高度为99.8米，进深为12.2米，高宽比达8.2。成本分析结果：结构成本增加67元/m2。
四、总结
在建筑结构方案设计时，A级高度高层建筑剪力墙结构能避免结构超限则尽量避免，但也不反对超限建筑的选用，由于结构超限，设计时势必会对结构主体采取加强措施，由此造成结构成本的增加及设计周期的加长，此时应该通过超限后的投入产出比来权衡和控制结构超限。一旦确定方案，结构超限不可避免后，建设单位与设计院应做好超限设计前期工作，积极与审图公司以及超限审查等职能部门沟通，规范的完成结构超限审查工作。
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》建质[2010]109号
[2]《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
[3]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010
作者简介：
粟廷亚，男，一级注册结构工程师，广州市花都区建筑设计院。
论文作者:粟廷亚
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
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