黑龙江省宾县建筑设计院
摘要：在工程发展与建设的过程中，高层结构的建筑在城市中越发常见，其中有些高层建筑的平面具有不规则的现象，对于这种类型的高层建筑，更应该在抗震方面进行更加严谨的设计，对于其中可能出现的影响因素进行详细的论述，并且采用有效的设计方法实现高层建筑的规范化设计，本文为了方便读者的理解，以某工程的实际施工为例，进一步对工程的实际情况加以论述，探讨在该工程施工的过程中，是如何对这一不规则平面的抗震性能进行设计的，以便为今后类似的工程提供宝贵的经验。
关键词：超限高层；空间结构振型分解法；抗震性能目标；弹塑性分析；构造措施
在我国当前工程发展与建设的过程中，超限高层建筑的数量不在少数，因为这类工程的高度已经超出了国家所规定的高度，因此在实际的建设过程中，无论是在施工技术以及施工方案上，都需要具备更加严谨的要求，这样才能有效的保障工程的质量。当前，这类工程中主要面临的问题是在工程建设的过程中对于不规则平面的抗震设计，这对于地震多发地区的工程建设来说，具有宝贵的价值，本文以某地区的工程施工为例，对这一问题进行详细的阐述，希望能够为相关的工作者提供一定的参考。
1、工程概况
该工程属于住宅综合楼，在工程施工的过程中更加应该注重工程的施工质量，以保障居民的人身安全。该工程在整体结构上具有地上以及地下之分，上层整体高度在30层以上，下层为地下室，有2层，并且地上1层用作商铺之用，同时在地上2层配备了健身中心，在整体性能上实现了文娱休闲以及生活的多功能之用，因此在工程建设的过程中，加强相关方面的设计有助于工程的整体性能的稳定。这一工程的独特之处在于地下部分，过去曾经用作防空洞，因此虽然能够有效的降低地下施工的难度，但是从稳定性以及安全性上来看，施工人员应该更加注意，防止地下坍塌，引发严重的经济损失以及人身伤亡。经过商议，本工程的整体采用钢筋混凝土的施工方式开展施工，同时结构上采用剪力墙结构，从整体性能上保证工程施工的质量。
2、结构主体设计
由于该建筑的平面属于不规则的设计，因此更加应该重视这一方面的施工，尤其是对抗震方面进行有效的管理，以保证工程质量，能够承受低等级的地震。在抗震设计的过程中，最常见的问题就是对楼板平面刚度的有效管理，因为楼板需要承载较大的负荷力，只有这样才能保证楼层的坚固以及稳定，在此基础上，如果平面具有不规则的现象，就会在一定程度上造成刚度的降低，进而影响到了楼板的承载力，同时，楼盖需要具有整体性，如果存在较差的情况，则不利于建筑的抗震性能的养成，在这样一种情况下，相关的抗震设计具有十分重要的作用。
上文中已经提到，为了保证工程的抗震性，因此在整体结构的设计上采用钢筋混凝土进行浇筑，并且以剪力墙为整体的结构设计，通过这两项结构体系的整合，保证侧向结构的稳定性，这一过程中还应该保证竖向结构的均匀，并且不存在外挑以及收紧的情况，通过对相应要求变化的设计以达到保证混凝土强度的目的，同时，混凝土的强度等级应该按照国家的相关规定进行，因为该工程具有特殊性，表面具有不规则的特点，因此在工程的相关设计上应该更加严格遵守相应的规范，以实现超限高层建筑的抗震性。
3、基础设计
根据场地的地层结构及物理力学性质，并结合上部结构的特点，综合分析后采用整体性好的平板式筏型基础。主体筏板的厚度为1.500m，地下二层的层面标高为-7.800m，基础的埋深为9.300m，埋置深度为结构主体高度的1/10.7，大于1/15。
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4、结构分析
4.1分析软件及主要计算参数
本工程因现场地形等建筑要求而造成平面一般不规则，根据上述现行规范的要求，采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的结构分析程序（高层建筑结构空间有限元分析与设计软件）SATWE（2010网络版）进行结构分析，并采用PMSAP软件进行补充分析，对计算结果进行对比。在以空间结构振型分解法进行计算时，计算振型数为18个，周期折减系数为0.95，考虑5%的偶然偏心和双向水平地震作用。中梁刚度增大系数为2.00，梁端弯矩调幅系数为0.85，连梁刚度折减系数为0.55，梁扭矩折减系数为0.40。
4.2计算分析内容
计算分析主要包括以下几方面：
（1）整体结构多遇地震及风荷载作用下的弹性分析。进行整体结构多遇地震及风荷载作用下的弹性分析，并对SATWE和PMSAP两种软件的结果进行对比，目的在于确定结构的构件尺寸，保证整体结构具备必要的承载力、合适的刚度、良好的变形能力和消耗地震能量的的能力，各项指标满足规范的要求。
（2）整体机构的弹性时程分析。根据规范要求，对结构进行整体的弹性时程分析，与振型分解反应谱法的计算结果进行比较，以确保结构分析的全面性，保证结构受力安全可靠。
（3）罕遇地震作用下弹塑性静力分析
4.3计算模型及基本假定
（1）地下1层抗侧刚度大于地上1层抗侧刚度的2倍，计算时假定结构嵌固端在地下1层顶板处。
（2）结构整体的施工模拟，依照施工顺序，分层加载。
（3）开洞较大的楼层洞口周边楼板设置为弹性楼板。
5、本工程采取的结构抗震加强措施
5.1构件布置在满足建筑专业的要求下，采用将外边缘梁加宽及加高的做法，增强结构的整体性和抗扭刚度（抗扭纵筋及箍筋沿梁长加密），较少地震作用下的扭转效应。
5.2在外伸端及结构的细腰处均增加板厚，楼板配筋率适当增大以减少楼板较窄对结构抗震不利的影响，使外伸端与主体及细腰两侧结构能变形调谐。
5.3在二层层顶，扩大楼板加厚的部位，并采用双层双向配筋，使二层成为加强层，起套箍的作用，加强结构的整体性。
5.4在楼板有较大开洞的部位两侧采用双层双向配筋，以抵抗该部位的应力集中，增强其抵抗变形的能力。建筑平面有较大凹槽处设置拉梁，并且适当增大周边梁板刚度（图1阴影部分为加强区）。
5.5为了加强地下室梁、墙的协同工作，使一层的地震力通过地下室顶板很好的扩散至周边的梁、墙上，增加了地下室顶现浇板的厚度，并采取双层双向配筋，每层每向配筋率不小于0.25%。
5.6在地下车库的主裙楼间增设了沉降后浇带，减小基础的不均匀沉降对主体的影响。
5.7要求设备预留洞在管线安装完毕后均用混凝土封堵，加强楼板的整体性。
除此之外，为体现抗震设防目标三水准的要求，本工程进行了在多遇地震下采用弹性反应谱法进行结构承载力及弹性侧移验算，可以满足第一、第二水准的抗震要求；并进行了罕遇地震作用下的弹塑性静力分析，达到了第三水准的要求。
6、结语
综上所述，本文同归对超限高层建筑不规则平面抗震设计的相关管理，希望在今后的工程施工中能够在这方面得到进一步的发展，因为抗震性是保证工程质量的基本要求，加强相关的抗震设计对于工程的整体性来说具有十分重要的作用。只有这样做，才能保证人们生活在安定的环境中。
参考文献：
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[2]孙俊，刘铮，刘永芳.工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J].四川建筑科学研究.2005（03）
[3]徐培福，戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].土木工程学报.2005（01）
论文作者:王宏伟
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期
论文发表时间:2016/3/17
标签：结构论文; 工程论文; 楼板论文; 刚度论文; 不规则论文; 过程中论文; 平面论文; 《基层建设》2015年26期论文;