超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题

董安玲 黄世杰 山东科正工程项目管理有限公司

自进入到21 世纪以来，我国城市化发展速度不断加快，出现了诸多高层建筑。与此同时，需要注意的是，在城市中建筑用地紧张的问题仍然较为突出。从其影响来看，这种现象的存在也在一定程度上推动了建筑高度的增加。在这样的时代背景之下，建筑工程人员和人民都对工程抗震性能提出了较高要求。加强对超限高层抗震设计，能够对高层建筑起到一种保护作用，从而进一步提升高层建筑的稳定性和安全性。对城市居民而言，这样为其提供了更为安全的居住场所。同时，超限高层建筑的发展，也为建筑行业未来发展新形态产生了借鉴意义。

一、超限高层建筑抗震设计中在嵌固端方面的问题

在开展嵌固端设计时，应该尽可能让其延伸至地下室位置。针对在大开口周边梁、板配筋方面所出现的各种问题，应该对其进行加固处理。如果在设计工作中，发现地址下位置距离主楼相对较远，便可以有效发挥出剪力墙的积极作用，将其设置在主楼周边位置。从其影响来看，这样的设计方面，能够直接将剪力墙上所具备的水平力快速传递到底板位置。若发现土层出现了较大高差问题，则需要将垂直向剪力墙设置在高差处。另外，针对高差处所出现的各种柱子，还需要对其进行加固处理、水平传力梁加固等。这样的处理方式，可以确保其水平力得到有效传递，从而进一步提升传力的可靠性。同时，还需要考虑到回填土对地下室约束系数所产生的影响。一般来讲，如果嵌固端位于地面层或地下层位置时，仅是能保障处于水平位置上的嵌固端能够受到约束。如果嵌固端处于转角位置，则不受外界条件的限制。

二、超限高层建筑抗震设计中在楼层刚度比方面的问题

结合对相关工程案例的分析可以得知：若想有效提升抗震设计性能，便需要从框架结构、框架承担倾覆力角度进行考虑。当倾覆力＞50%时，其框架剪力墙和板柱剪力墙结构受外界影响较小。对楼层侧向刚度而言，应该选择和楼层剪力和层位位移之比将其确定为最终设计数据。需要注意的是，应该严格把控侧向刚度比值。一般来讲，如果能保障楼层侧向刚度保持在其上部楼层的70%左右，便可以有效提升其抗震性能。

三、超限高层建筑抗震设计中在地震波的选择要求方面的问题分析

在开展超高层建筑建设过程中，应该着重考虑到其在建设周期内，地震现象对高层建筑结构所产生的影响。进行地址加速度时程曲线设计和研究活动中，应该让其尽可能满足地震动三要素的具体要求，主要包括有效加速度峰值、频谱特性和持时要求。另外，如果能够在合理、有效控制地震波形，便可以尽可能满足其加速峰值、峰谱特性要求。如果条件允许的话，在开展地震波选择工作时，还可以有效结合震源机制的积极作用。

四、超限高层建筑抗震设计中在高度超限计算方面的问题

当开展楼层剪力验算过程中，需要从最小剪重比角度出发，从而达到控制建筑结构整体刚度的目的。一般来讲，只需要具有足够型钢、确保其振型可以有效满足抗震要求。在参与有效质量方面达到总体的90%，便可以达到提升建筑结构稳定性的目的。在进行基础设计时，则需要对整体结构抗倾覆性能进行重复性核算。如果发现其中存在着任何不合理问题，都需要对其进行及时上报。当全体工作人员进行共同商讨之后，及时解决该问题。从其影响来看，这可以保障整个工程目标在顺利完成基础之上，进一步提升建筑结构安全性和稳定性。根据相关调查和研究可以发现：建筑工程抗震设计效果会在很大程度上受到其验算桩基的影响。如果发现其中出现了桩身拉力过大或压力过大的问题，都会影响着最终效果。对此，从该方面角度出发，便需要加强对核心铜墙体的控制和管控。除此之外，还需要有效加强对弹性功能的设计、补充和计算。当发现计算结果和反应谱结果出现数据差别较大问题时，应该对其进行反复对比，及时找到其中所出现的薄弱层。如果有条件的话，还可以将相关数据记录在数据库系统中。如果在后期工作中发现了类似问题，便可以根据其中所出现的各种数据，进行及时调节。从建筑物高度角度进行分析，这也会影响着抗震设计效果和方案的实施。当发现一些建筑物高度较高、工程相对复杂情况时，应该着重从抗侧力构件的抗震性能指标角度进行考虑。有效发挥出抗震性能良好的混凝土材料作为基础结构，不断提升整体结构稳定性。

五、超限高层建筑抗震设计中在平面不规则计算方面的问题

平面不规则计算工作中，需要综合考虑到楼板平面内部弹性因素所产生的影响。结合对实际工程案例分析后可以得知：如果在工程施工过程中出现了楼板损失较为严重的问题，应该从其结构刚度角度出发，不断提升整体结构构件的承载力，从而达到提升抗震效果的目的。当出现了楼板缺失问题时，还需要综合考虑到其跨层柱计算长度方面所产生的影响。一般来讲，如果出现了长短柱并存的现象时，针对外框长柱而言，应该按照短柱所能够承受的承载力和负荷力确定长柱所承受的压力。如果发现其只是在某个局部位置中出现了楼板少量的问题，应该开展并层计算工作。当开展平板楼板连接工作时，倘若发现其中连接力较弱，应该适当性对楼板连接位置进行加厚处理。必要时还可以针对侧力强和楼板长宽比进行合理化控制，不断提升整体设计和应用效果。同时，还应该考虑到整体结构抗扭强度和外围构件刚度所产生的影响，尽可能避免在转角窗位置所出现的结构开洞问题。当出现了部分结构平面过长的问题时，应该综合考虑到温度因素对结构性能的影响。

六、超限高层建筑抗震设计中在竖向不规则的计算分析方面的分体和要求分析

（一）加强层内容分析

从加强层刚度角度进行分析，应该保障其处于相对合理状态之内，不应过大或过小，尽可能避免内力突变现象的出现。针对在层布置数量方面所出现的一系列问题，除了需要考虑到其受力要求之外，还应该综合考虑到施工周期的影响。一般来讲，在开展抗震设计工作时，多是会对其弹性时程进行分析和补充计算。如果部分工程要求较高，还可以针对其弹塑性、时程方面的内容，进行综合对比、计算和校核。对结构内力和位移计算工作而言，则是需要考虑到楼板内部变形问题形成的影响。从工程具体需求角度出发，针对其在弹性刚度方面的内容，进行整体计算工作。当伸臂杆件出现地震内力问题时，可以有效结合弹性膜楼盖假定计算的方式，提升抗震设计效果。另外，尽管在工程正式施工前期已经设计了相对合理、科学的施工方案，但伴随着工程逐渐推进，也可能会因为外界因素、人为因素导致其工程方案出现变动。从其影响来看，这也会对抗震设计效果产生或多或少影响。对此，便需要从伸臂衍架结构中所形成的附加内力角度考虑。如果有需要的话，可以对其楼板上下县高度进行有效调整。

（二）连体结构分析

就目前工作形势来看，在开展楼板连接工作时，多是会采用弹性楼板假定的方式完成相关工作。需要注意的是，在进行该部分作业时，应该加强对连接体部分楼板和梁应力变化方面的控制和数据计算。对小震作用计算工作而言，应该着重考虑到连接体位置的梁、板拉应力的影响。一般来讲，该方面的应力应该≤混凝土轴力抗拉强度标准值。当超过了该限定值之后，便会在很大程度上降低抗震效果。如果发现该工程下部楼层都为整体性能较差的薄弱层，在开展抗震性能设计时，应该让其地震剪力×1.15 的增大系数。从另一方面来看，连体结构的塔楼间距相对较近。在开展该部分工作时，便需要综合考虑到建筑物风荷载相互作用系数对结构整体性能所产生的影响。如果有条件的话，还可以结合风洞试验的方式，合理化控制其最终体型系数。当开展连接体两端和主体结构连接工作时，需要从其主体结构延伸性能角度进行考虑，确保其能延伸至主体结构内筒。同时，还需要确保其能和内筒可靠连接或在主体结构沿连接体方向，连接体的楼板宜采用钢筋混凝土平板并与主体结构可靠连接且受力较大的楼板宜在平面内设置支撑。

七、结束语

总体而言，在现阶段以及未来很长一段中，超限高层建筑抗震设计已经成为建筑工程中一项重要内容。在今后工作中，相关工作人员需要加强对该方面内容的研究力度。结合整个行业未来发展趋势和相关要求，从整体角度出发，针对影响其抗震性能的多重因素进行综合性考虑，不断提升建筑整体效果。