超高层建筑抗震设计篇1
广州琶洲香格里拉酒店项目位于广州市海珠区，广州国际会议展览中心东侧，在建的黄洲大桥西侧，北临珠江，南靠新港东路，长约240米，宽约200米。整个项目包括一座37层的酒店（塔楼高32层，裙楼5层）和宴会大厅，以及2层地下车库。
2 抗震设防标准
（1）抗震设防烈度：7度。
（2）本工程属丙类建筑，按本地区设防烈度采取抗震措施。
3 基本数据
（1）场地类别：Ⅱ类。
（2）土层等效剪切波速为168.4m/s-173.8m/s,场地覆盖层厚度约13.5m-17.4m，砂土液化等级综合评定为严重，属于抗震不利地段。
（3）持力层名称：微风化岩层，埋深约10.90m-23.70m，地基承载力特征值fak=4500KPa，岩石天然湿度下单轴抗压强度的标准值fr=13.5Mpa。
（4）桩型为冲孔/钻孔灌注桩，桩端埋深约15-20m。
4 建筑结构布置和选型
（1） 主楼高度（±0.00以上）140.7m，地面以上结构层为38层，其中出屋面一层，高度为4.7m。
（2） 裙房高度（±0.00以上）29.0m，地面以上结构层为4层。
（3） 塔楼主体部分、裙楼和宴会厅之间设两道110mm宽抗震缝分开。建筑物总高度为136.0m，总平面尺寸为195m×122m。其中塔楼部分（转换层以上）平面尺寸为72米×18米，长宽比L/B＝4
（4） 塔楼质心有微小的向上偏心（以底端为原点）。
（5） 结构形式简单、平面形状规则、布置均匀；结构层第5层为转换层，竖向构件布置不连续。
（6） 本工程为现浇钢筋混凝土结构，楼盖整体性好。
（7） 结构类型：框架―剪力墙结构，属于复杂类型。
（8）抗震等级：本工程塔楼的框架和核心筒为一级抗震。由于地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，地下一层的抗震等级与上部结构相同。其余部分裙楼及其地下一层与主楼相连，一级抗震。
（9） 结构概况：
整个大楼的设计采用框架―剪力墙结构形式，分为两级结构，转换层以下布置了21根巨型框支柱，剪力墙及承重柱均落地直至基础，由剪力墙、的框架柱和框架梁形成第一级结构，承受水平力和竖向荷载，而楼面及次梁作为第二级结构，只承受竖向荷载并传递到第一级结构上。
5 结构分析主要结果
（1）计算软件：PKPM系列结构分析软件SATWE模块（2002规范版本） 中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制。
（2）楼层自由度为3（刚性楼板）。
（3）周期调整系数：0.8。
（4）主楼结构总重：2291152.81 KN （SATWE）。
（5）基底地震总剪力：32581 KN（X向）36421 KN（Y向）（SATWE）。
（6）扭转位移比：1.3。
（7）转换层的上下刚度比：0.6027。
（8）最大轴压比：n=0.85。
（9）最大层位移角为1/941，在17层（SATWE）。
（10）时程分析采用人工模拟的加速度时程曲线，选用了两组实测波和一组场地人工波进行弹性动力时程分析。弹性阶段的时程分析，构件内力，侧向位移小于采用振型分解反应谱法的构件内力和侧向位移。
6 计算结果小结（与规范要求对比）：
（1）在风荷载及地震作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。
（2）墙、柱的轴压比均符合《建筑抗震设计规范》和《高规》的要求，转换层以上柱子轴压比小于［0.85］，框支柱轴压比小于［0.6］。
（3）按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δμ/h =1/941满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.6.3条要求的1/800。
（4）塔楼满足（JGJ3-2002）关于复杂高层建筑结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比最大值为0.729，不大于0.85的规定。
（5）塔楼满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于复杂高层建筑各楼层的最大层间位移不应大于该楼层两端层间位移平均值的1.4倍的规定。
（6）除转换层外，塔楼各层均满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于各楼层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%，并不小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%的规定。
（7）塔楼满足（JGJ3-2002）第E.0.2条关于转换层上部结构与下部结构的等效侧向刚度不应大于 1.3 的规定。
（8）除转换层外，塔楼各层均满足（JGJ3-2002）第4.4.3条关于楼层层间受剪承载力不宜小于相邻上一层的80% 的规定。
（9）塔楼满足（JGJ3-2002）第5.4.4条关于结构稳定性的规定。
（10）塔楼满足（JGJ3-2002）第3.3.13条关于各楼层对应于地震作用标准值的楼层水平地震剪力系数不小于表3.3.13的规定。
（11）塔楼满足（JGJ3-2002）第3.3.5条关于按时程曲线计算所得的结构底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的规定。
（12）结构薄弱层弹塑性层间位移符合《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第5.5.5条关于弹塑性层间位移角（1/164）小于1/100的规定。
7 其它需要说明的问题
本工程在三种超限条件（高度、高宽比、体型规则性）中，高度超限13.3%，高宽比满足规范及规程的有关要求，结构平面形状规则，竖向不规则。
主要超限抗震措施包括：
（1）为避免大楼整体结构之间形状的不规则，引起不利于抗震的情况，在主楼和裙楼之间设置110mm宽抗震缝两道，缝的两侧设置双柱，地下室、基础不用设缝。
（2）转换层位于第5层，框架柱和剪力墙的抗震等级根据《高规》表4.8.2和表4.8.3 规定提高一级，为特一级。
（3）首层、设备夹层、避难层、屋面层楼板加强,板厚为180mm，中央核心筒板厚加强为150mm,配筋相应加强，设双向双层钢筋网。
超高层建筑抗震设计篇2
为了提高超高层建筑的抗震性，其足够的结构侧向刚度必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性，还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度，应重点从其结构体系和刚度需求进行。
2.1结构设计。结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭转不规则发生：在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，扭转位移比不大于1.4；最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时，扭转位移比不大于1.6；混凝土结构扭转周期比不大于0.9，混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。满足结构设计规范的同时，还应考虑建筑师的设计意图和功能需求，同时满足设备专业设计要求。结构平面的规整程度直接影响着抗震设计的强弱，尽量采用筒体结构，以使得承受倾覆弯矩的结构构件呈现为轴压状态，且其中的竖向构件应最大程度的安置在建筑结构的外侧。各竖向构件和连接构件的受力合理、传力明确，降低剪力滞后效应，杜绝抗震薄弱层产生。
2.2结构侧向刚度控制。超高层建筑的抗震性能设计主要与结构侧向刚度的最大层间位移角和最小剪力限制相关。对于层间位移角限值，其是衡量建筑抗震性的刚度指标之一，地震作用应使得建筑主体结构具有基本的弹性，保证结构的竖向和水平构件的开裂不会过大。同时，因超高层建筑的底部楼层、伸臂加强层等特殊区域的弯曲变形难以起主导作用，所以应采取剪切层间位移或有害层间位移对其变形进行详细的分析与判断。对于最小地震剪力，其最重要的两个影响因素是建筑结构的刚度和质量，当超高层建筑难以达到最小地震剪力要求时，设计人员应该结合具体情况适度的增加设计内力，提高其抗震能力和稳定性，然而，当不能满足最小地震剪力时，还需通过重新设计或调整建筑结构的具体布置或提高刚度来提高建筑物在地震作用下的安全性，而非单纯增高地震力的调整系数。
3超高层建筑的性能化抗震设计
超高层建筑的抗震性能设计，国内主要根据“三个水准，两个阶段”，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。超高层建筑来说，其建筑工程复杂、高度极高、面积大、成本高，一旦受到地震损害，其损失程度会更高，因此，必须充分考虑各方理论、实际情况和专家意见，兼顾经济、安全原则，定量化的展开超高层建筑的性能化抗震设计。同时，相关文件虽针对超高层建筑结构的性能化设计制定了较具体且系统的指导理念，涉及宏观与微观两个层面。但是，由于结构构件会受到损坏，且损坏与整体形变情况的分析计算都需进行专业的弹塑性静力或动力时程计算，而目前我国尚未形成相关的定量化的评价体系，因此，设计人员应在积极参考ATC-40和FEMA273/274等规范。此外，对于弯曲变形为主导的建筑结构，在大震作用后应尤其注重构件承载力的复核。
4超高层建筑多道设防抗震设计
除了上述注意事项外，针对超高层建筑进行抗震性设计时，还因注重设计多道的抗震防线。多道抗震防线是指一个由一些相对独立的自成抗侧力体系的部分共同组成的抗震结构系统，各部分相互协同、相互配合，一同工作。当遭遇地震时，若第一道防线的抗侧移构件受到损害，其后的第二道和第三道防线的抗侧力构件即会进行内力的重新调整和分布，以抵御余震，保护建筑物。目前，我国超高层建筑主要依靠内筒和外框的协同工作来达到提供抗侧刚度的目的，包含两种受力状态：首先，建筑的内外结构通过楼板和伸臂析架来协调作用，进而使得外部结构承受了较多的倾覆弯矩和较少的剪力，而内筒则承受了较大的剪力和一些倾覆弯矩，广州东塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉网格筒或巨型支撑框架为代表的建筑外部结构，其十分强大，依靠楼板的面内刚度，外部结构即可同时承受较大的倾覆弯矩和剪力，如广州西塔。
超高层建筑抗震设计篇3
随着经济的迅速发展，超高层建筑越来越多，并且向着普遍化、更超高化、功能综合化、管理智能化、环境生态化的方向发展，高层建筑的设计问题变得日益突出。设计人员不仅要掌握先进的设计方法及各种先进软件，还要掌握高层建筑的设计原理、设计特点、体系选择、抗震设计等方面的知识，如此才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。
1 超高层建筑结构体系类型及减震、抗震结构设计的基本原则
1.1超高层建筑的结构体系类型
超限高层建筑的类型主要有大底盘、大裙房、多塔楼建筑带有外挑、悬挑层的建筑。超限高层建筑经常采用的结构体系有钢筋混凝土框架―核心筒结构, 它的整体性、抗侧刚度好；混凝土钢框架结构, 具有自重轻、断面小、承载力大的优势； 随着技术的发展, 在高层住宅中也出现了新的结构体系, 如现浇框架―短肢剪力墙、现浇框支― 短肢剪力墙。
1.2 超高层建筑减震、抗震结构设计的基本原则
1.2.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。
（1）结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。
（2）对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
（3）承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.2.2 尽可能设置多道抗震防线
（1）一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架- 剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成。
（2）强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
（3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
1.2.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力
（1）构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
（2）要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
（3）要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
（4）在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2 超高层建筑结构的减震控制技术
目前, 我国和世界各国普遍采用的抗震体系和方法是传统的抗震体系和方法, 即对基础固结于地面的建筑结构物适当调整其结构的刚度, 允许结构构件( 如梁、柱、墙、节点等) 在地震时进入非弹性状态, 并具有较大的延性, 使结构物"裂而不倒"。这种抗震设计原则, 在很多情况下是有效的, 但也还存一些问题和局限性。
因此在实施抗震设防时,必须寻找一种既安全(在突发的超烈度地震中不破坏、不倒塌) ,又适用(适用于不同烈度、不同建筑结构类型,既保护建筑结构, 又保护建筑物内部的仪器设备) ,又经济(不增加建筑造价)的新的抗震新体系, 这就是建筑结构减震控制新体系。这样, 隔震体系、消能减震体系、结构被动及主动控制体系就应运而生了。而由于隔震、消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性, 即明显有效减震( 能使结构地震反应衰减至40%~10% 或更低)、安全、简单、经济及适应性广等,它将作为一种崭新的抗震体系和理论, 必将引起专家们的关注。
隔震和减震体系类型主要有:隔震、摩擦耗能体系、被动控制体系、主动控制体系和混合控制体系。
3 超高层建筑结构的抗震设计
3.1建筑体型和结构体系
超高层建筑平面和立面的选定, 和结构的可行性、经济性密切相关。由于高层建筑是以水平荷载为主要控制荷载, 所以在抗震设计中为达到“ 小震不坏, 大震不倒” 的设计原则, 应力求平面布置简单、规则和对称, 避免有应力集中的凹角、收缩和楼、电梯间的偏置, 尽量减少扭转的影响。在风力作用下则要求建筑物外形选择合理, 提高结构的刚度。圆形、椭圆形、正多边形, 都可以大大减少风荷载影响。采用刚度较大的建筑, 可以减少风振影响和避免建筑物较大的位移。同时为了使结构具有良好的受力特性, 并满足建筑上的使用要求, 还必须选择一个合适的结构体系。
3.2适宜的刚度
在超高层建筑结构设计中, 恰如其分地确定建筑物的刚度是十分重要的。建筑物的刚度既不宜过大,结构刚度越大, 自振周期就越短, 建筑物的截面及自重也越大, 地震时受到的地震力也越大。
但也不宜将建筑物结构设计的过柔。过柔的建筑, 在风力或地震力的作用下, 会产生过大的位移及变形, 因此影响建筑物的强度、稳定性和使用性。此外, 通过调整刚度可避免地震时建筑物的震动与场地土的震动特性相同而引起共振, 造成建筑物严重破坏或倒塌。
3.3结构计算
3.3.1确定总的结构计算层及划分计算标准层
在项目中由于地下室为车库（含6级人防）,主楼的中心为筒体之外均为大统间, 所以把地下室作为一层计算。
3.3.2周期折减系数
在框架剪力墙结构中, 结构的自振周期一般采用计算的方法确定, 由于在计算中只考虑了主要承重结构（梁、柱和剪力墙）的刚度, 而刚度很大的砌体填充墙的刚度在计算中未反映, 仅考虑其荷载作用。因此计算所得的周期较实际周期长。如果按此计算地震力偏小, 偏于不安全。所以必须对计算周期进行调整折减。
3.3.3连梁刚度折减系数
剪力墙中的连梁跨度小, 截面高度大, 因此连梁的刚度也大。在地震力作用下其弯矩、剪力很大, 难以按弹性分析结果去设计。现考虑到地震时允许连梁局部开裂, 可采用连梁刚度折减系数βy 。最低可取到0.55。
3.3.4连梁高度的取法
连梁的高度一般情况下为洞口顶至上层楼面,或下层洞口至上层洞口底。但有时当上下两层层高不同并且洞口离地、楼面距离不统一时, 往往会出现连梁高度大于层高高度的现先。
3.3.5梁扭矩的折减系数
由于在结构受力计算中, 没能考虑楼板的作用。梁的计算扭矩远大于实际所承担的扭矩, 特别是对于现浇楼板结构，因此应对梁扭矩折减，折减取值范围0.4-1.0。
3.3.6计算时构件刚度及配筋超限的调整
为了使结构受力合理可行, 需要进行结构调整。使其具有合适的刚度和内力。当刚度过大时, 可采用减小构件截面尺寸的方法或开洞的方法加以解决。结构计算的孔洞开设位置, 可结合剪力墙的受力特性来进行。一般单肢剪力墙长度不宜大于8m。
3.4墙肢端部配筋的调整
在地震力作用下, 墙肢端部钢筋是主要受力钢筋, 由偏压、偏拉计算决定。当计算值较小, 按构造配置。当若干个墙肢交汇于一点时, 局部配筋则会太多,而使设计困难, 为此必须进行相应的调整。
4 结束语
随着经济的发展及社会需求的多样性，建筑的高度越来越高，体型变得更加复杂，并且建筑设计追求多功能、多变的使用空间及丰富的立面设计效果。因此，就常采用复杂高层建筑结构体系，从而使超高层建筑抗震工作成为结构设计的重点。
参考文献：
超高层建筑抗震设计篇4
该工程位于兰州市七里河区，主楼地上十九层，房屋高度57.35m；裙房二层，房屋高度9.45m。主楼采用钢筋混凝土剪力墙结构。建筑平面如图1所示。本工程按8度抗震设防，设计基本地震加速度0.2g,设计地震分组第三组。一～二层（底部商业）为乙类，其余为丙类。场地类别为二类。地上一～二层抗震等级均为一级，其余均为二级。
2结构计算模型及超限判断
2.1结构计算模型楼层错层在计算模型输入时通常有两种方法：①通过修改节点标高和输入层间梁、层间板的方式实现。此类方法适用于错层面积较小的情况，但由于标高繁冗较容易出错；②增加标准层的方式。此类方法适用于错层面积较大的情况。两种方法均能实现相同楼层，标高不同的目的。本工程采用第二种方法输入模型。依据《高层建筑混凝土结构技术规程》第10.4.3条规定，当采用错层结构时，为了保证结构分析的可靠性，相邻错开的楼层不应归并为一个刚性楼层计算。故在计算时，错层处楼板按弹性膜处理。2.2结构超限判断（1）楼板不连续：①局部有效楼板宽度小于典型楼面宽50%。即7.8/17.35=45%<50%；②楼板局部错层如图2所示。（2）凹凸不规则：平面凸出的尺寸大于相应投影方向尺寸的30%。即20.8×30%=6.24<6.5。（3）扭转不规则，考虑偶然偏心下，错层楼层处扭转位移比大于1.4，小于1.5。由于底部三层裙房局部楼板不连续导致楼层抗侧力刚度与楼层抗剪承载力比值较小，但均满足规范要求。根据住建部《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》具有以上三点的高层建筑工程应进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
3结构计算结果分析
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.4.3条规定，凡具有上述三项或三项以上不规则者均为特别不规则的建筑。故采用《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》和《复杂空间结构分析与设计软件PMSAP》（2011年9月版）两种结构计算软件进行整体分析比较，以保证力学分析结构的可靠性。并采用弹性动力时程分析、弹塑性静力时程分析（PUSH）进行了补充计算。通对分析计算，结果表明：①PMSAP与SATWE计算结果基本一致，均满足相关规范要求。说明SATWE计算能较为真实反映结构实际受力情况，结构整体设计时可采用SATWE计算结果；②弹性动力时程分析，每条时程曲线计算所得结构底部剪力均不小于振型分解反应谱计算结果的65%，七条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱计算结果的80%。平均反应的最大楼层剪力曲线、最大楼层位移角曲线均小于CQC法计算结果，结构无明显薄弱层或薄弱部位；③罕遇地震作用下弹塑性静力时程分析（PUSH），结构在罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性层间位移角最大值1/136，均不大于1/120，在罕遇地地震作用下结构不会出现整体垮塌。
4结构构造加强措施
本工程属于超限高层建筑，结构设计除满足规范的一般要求外，还针对不同超限内容采取一定的构造加强措施。4.1凹凸不规则的加强措施整体计算时，采用分块刚度板假设，将凹凸连接薄弱部位楼板指定为弹性膜，以改善结构变形能力。4.2扭转不规则的加强措施针对扭转不规则情况，查找扭转较大位置的结构构件，加大该部位竖向边缘构件的配箍特征值，一层至裙房顶上一层剪力墙约束边缘构件最小构造配筋率不小于1.45%，配箍特征值比规范规定增大10%。周边墙体中增设暗梁，提高结构延性，降低扭转不规则带来的不利影响。4.3楼板不连续的加强措施主要内容：①错层处楼板按弹性膜输入；②错层部位及上下各一层楼板板厚不小于120mm，双层双向配筋，单层单向配筋率不小于0.3%。4.4楼板局部错层的加强措对于结构错层处剪力墙墙后不应小于250mm，抗震等级提高一级，混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.5%。
5结束语
本工程通过对结构布置的不断优化，对各种结构电算结果的计算分析，采取相应的结构加强措施，使得结构主要控制指标能满足规范有关要求，可以达到预期的抗震目标，结构安全可靠。
超高层建筑抗震设计篇5
超限高层建筑;常规抗震设计;性能抗震设计;性能水准;性能目标
引言
近年来，随着我国改革开放的逐步深入以及经济的高速发展，我国建筑行业的发展也是日新月异，最为典型的便是超限高层建筑工程开始广泛的出现，超限高层建筑工程不同于其他普通的建筑工程，其在房屋高度和复杂程度等都超出我国普通建筑工程现行的规定，且在工程最重要的部分－结构抗震方面也出现了明显的不同。就目前来看，我国超限高层建筑工程的结构抗震主要还是按照我国建设部第111号部长令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》以及《全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法》等的要求。但是在具体的结构抗震的设计方面却没有明确的规定，就建筑行业的研究来看，普通的结构抗震已经难以满足超限高层建筑结构，而基于性能的抗震设计已经开始被广泛的运用于超限高层建筑机构，因此，对于超限高层建筑的结构基于性能的抗震设计的研究讨论时有利提高超限高层建筑工程抗震可靠性以及促进我国的高层建筑技术发展。
1超限高层建筑结构基于性能抗震设计与常规抗震设计的比较
1．1基于性能的抗震设计的概念
基于性能的建筑结构抗震设计是我国建筑技术发展的标志，总体来说基于性能的建筑结构抗震设计方法使建筑结构的抗震设计从建筑的宏观定性的目标实现了向具体量化的多重目标过渡，也即是工程建筑的设计人员可以选择建筑所需的性能目标。不仅如此。基于性能的建筑结构抗震设计，在实际中强调的是深入分析和论证建筑抗震的性能目标，这有利于工程建筑的结构创新。此外，基于性能的抗震设计可以通过论证和试验后，采取新的建筑结构体系、新的技术以及新材料来针对不同建筑采用不同的性能目标和抗震措施。
1．2我国常规抗震设计方法
我国建筑结构的抗震设计体系发展主要是始自20世纪80年代，在我国政府及建筑相关部门正式的工业与民用建筑的抗震设计规范修订中，提出了建筑结构抗震设计的“小震不坏、中震可修和大震不倒”的抗震设计目标，且在实际的抗震设计中采用了“三水准2阶段设计”的抗震设计方法，该设计方法具有性能抗震设计的影子。1989年，我国政府及建设部正式颁布了国家标准的《建筑抗震设计规范》(GBJ11－89)，这也是我国建筑结构的常规抗震设计原则，下面对常规抗震设计特点进行简单的分析。抗震设计规范详细的明确了小、中和大的3个地震水准以及通过对我国的主要地震区域的地震发生概率进行统计，以及通过地震对地区的影响进行分析，从而将我国衡量强烈地震后房屋建筑的破坏程度分为不坏、可修和不倒等多种破坏程度，而按照国家标准《建筑地震破坏等级划分标准》(1990建抗字第377号)，则明确的规定了震害概念见表1，表1中要求基本都属于抗震方面宏观的性能控制，这也是性能抗震发展的基础。常规的抗震设计主要是为了实现三水准的设防目标，在建筑设计规范中采用2阶段抗震设计的简化方法:在第1阶段，抗震设计的主要工作是计算建筑结构构件承载力，也即是以内力和变形的方式对地震作用效应的建筑结构构件抗震承载力进行验算;在第2阶段，抗震设计的主要工作则是对建筑结构弹塑性变形进行验算，并采取相应的抗震构造措施。用现代的眼光来看，抗震规范设计的方法和步骤已经初步具有性能设计的雏形。
1．3常规抗震设计方法与基于性能抗震设计方法的比较
从上述的分析阐述可知:基于性能抗震设计方法的基本特点以及常规抗震设计方法的特点。下面就以表格的形式见表2，对建筑结构常现抗震设计与基于性能抗震设计进行简单的比较，通过比较证明:在超限高层建筑的结构设计中，基于性能抗震设计是科学可行的，但在所有的工程建筑中应用，则还需进一步的分析与探讨。
2超限高层建筑结构的抗震性能目标
在基于性能建筑结构的抗震设计中，性能目标是整个设计较为重要的1个部分，其具体指是对某一地震地面运动下建筑的预期性能水准。该性能的水准主要包括了结构，非结构以及建筑物的附属设施等。下面就对超限高层建筑结构的的结构性能及水准进行简单的分析。
2．1结构的抗震性能水准
在超限高层建筑结构中，不同水准地震下的性能水准及性能目标是不同的，如图1所示。超限高层结构抗震性能可分为以下水准:(1a)震后结构完好，不需修理，直接使用;(1b)震后结构基本完好，个别修理，直接使用;(2)震后结构关键部件完好，其他部位有明显裂缝，需要修理，才能使用;(3)震后关键部件轻微损坏，其他部位出现明显裂缝，需要采取安全措施，方能使用;(4)震后结构关键部位出现中等损坏，其他部位进入屈服阶段，需要修理及加固，方能使用;(5)震后关键部位出现明显损坏，其他部位严重损坏，结构未倒塌。
2．2建筑结构的性能目标
在超限高层建筑中，抗震设计的新根能够目标是根据建筑的实际情况决定的，也即是根据性能水准决定性能目标，下面见表3，简单讨论性能目标的选择。由上述分析可知:在基于性能抗震的超限层结构抗震来说，其主要是在常规抗震的基础桑发展而来，是具体量化的实际体现，因此，在设计中应该注意的是结构性能水准与性能目标的结合，且设计人员应该根据建筑结构的地震水准进行具体的分析计算，合理科学的设计超限高层的抗震设计。
3结语
我国的超限高层建筑结构设计的抗震设计是我国建筑工程的重要组成部分，也是我国超限高层建筑安全应用的基础。因此，在我国的建筑工程的结构设计中，必须严格遵守国家在建筑上的相关规定的要求，利用现代先进计算机技术对建筑的结构以及数据认真进行设计计算，以及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，提高我国的超限高层建筑的安全性以及高层建筑的质量，为我国高层建筑技术的应用和发展奠定基础。
参考文献
［1］程耿东，基于功能的结构抗震设计中一些问题的探讨［J］，建筑结构学报，2010，21(1)
［2］全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法2003，3［3］
［3］徐培福等，关于超限高层建筑抗震设防审查的若干讨论［J］．土木工程学报，2012，37(1)［4
［4］建筑抗震设计规范(GB50011－2001)［S］．中国建筑工业出版社
超高层建筑抗震设计篇6
Key words: high-rise building; seismic design; basic method
中图分类号：TU972+.9 文献标识码：A 文章编号:
抗震简而言之就是抵抗在地震力的作用下对建筑物产生的破坏，采取各种有效的御防或善后措施，尽可能减轻人员生命财产的损失。建筑结构的优化设计目的是设计出合理的满足各种科学数据的最佳方案。上世纪 90 年代后，我国房地产产业迅猛发展，同时，随着钢产量、成型制造技术以及经济科技的发展，技术得到多方面支持，高层钢结构运用在高层住宅建筑中已经成为可能，并且人们也越来越重视优化设计在建筑上的作用。由于我国地处地震多发区，高层住宅结构抗震优化设计将得到设计人员更多的关注和重视。
1.超限高层建筑工程抗震设防的基本要求
（1）采用钢筋混凝土框架结构和抗震墙结构，其高度不得超过《抗规》的最大适用高度。采用钢筋混凝土框架-抗震墙结构和筒体结构，9 度设防时一般不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度，8 度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的 20%, 6 度和 7 度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的 30 %；
（2）在房屋高度、高宽比和体型规则性至少应有一方面满足《抗规》、《高规》的有关规定；
（3）应采用比《抗规》、《高规》规定更严的抗震措施；
（4）计算分析应采用两个及两个以上符合结构实际情况的力学模型，且计算程序应经国务院建设行政主管部门鉴定认可；
（5）对房屋高度超过《抗规》、《高规》最大适用高度较多、体型特别复杂或结构类型特殊的结构，应进行小比例的整体结构模型、大比例的局部结构模型的抗震性能试验研究和实际结构的动力特性测试；
（6）特殊超限高层及有明显薄弱层的超限高层建筑工程，应进行结构的弹塑性时程分析。
2.高层住宅建筑抗震结构的设计需要遵循的准则
我国现行建筑抗震设计规范采用两阶段设计方法实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准性能目标。
“三水准”指的是：小震不坏——遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；中震可修——当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用；大震不倒——当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
“两阶段设计”指的是：第一阶段设计：①小震弹性计算，地震效应与其他荷载效应组合并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，——满足小震强度要求；②限制小震的弹性层间位移角；同时采取相应的抗震构造措施，保证结构的延性、变形能力和耗能能力，——自动满足中震变形要求。第二阶段设计：限制大震下结构弹塑性层间位移角；并采取必要的抗震构造措施——满足大震防倒塌要求。
抗震设计要做到刚柔并济，选择合理的结构布置形式，遵循“强柱弱梁“、”强剪弱弯”的设计准则。满足结构刚度的要求，增强抗震的效果，确保高层抗震结构在地震力的作用下达到我们设计要求。高层建筑结构抗震设计应保持在弹性范围内。即使建筑本身的结构引起变形，结构形态也不会发生根本的破坏，经维护能正常使用。随着我国房地产业的发展，在提高建筑物高度的同时，允许结构进入弹塑性状态，但建筑物本身结构的安全也必须要达到相应的标准。我国规范规定，六级以上必须进行抗震设计。建筑抗震设计不能只单一考虑提高抗震的抗力，地震往往都会伴随着多次的余震，由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性，以及结构和体积的差异等，如果只设置一道防线，就会大大降低建筑的抗震效果，且也会增加结构的刚度。建筑物的抗震设计，必须满足减小地震力对建筑主体的作用，使建筑主体结构不产生破坏性变形，此两点为结构抗震设计的目的。只有通过对结构构件及节点的消能减震，设计才能达到抗震的要求，使建筑物在地震发生时，损失降到最低。研究结果表明，如果高层建筑的抗震结构体系刚度太柔，在经第一次地震后就会遭到严重破坏，当余震来临时，建筑物无法再次承受地震的破坏力。所以，建筑物的抗震结构设计既要有一定的刚度也要有适当的柔度。延性较好的分体系组成，地震发生时不会发生整体倾覆，因此，由若干个在地震发生时由具有较好延性。
3.超限高层建筑结构抗震设计要点
3.1结构规则性
建筑在结构方案设计的初期，结合抗震设计的要求，对建筑平面及使用功能进行合理优化和布局，特别是高层住宅建筑，应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，要求建筑物平面对称均匀，柱网剪力墙布置合理。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，对建筑进行合理的布置，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，体型简单，结构刚度。大量的地震灾害表明，在地震时，只有建筑物受力均匀，平立面布局简洁对称合理，这样的结构才能满足抗震设防的设计要求。
3.2层间位移限制
我们在进行高层建筑物结构设计时要注意建筑的高宽比，位移的限制和结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等问题。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格，以及所处的地理位置进行设计，稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，满足其具有足够的刚度又要避免超过结构的承载力，位移限值风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格，在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。
4.超限高层建筑抗震设计的基本方法
超高层建筑抗震设计篇7
一、概述
什么是超限高层？超限高层是指超过规范要求限制的高层建筑。超限高层建筑在项目的初步设计阶段进行审查，按照我国建设部的要求，全国超限高层审查委员会组织专家从技术角度进行多方论证，力求在抗震、消防等方面保证建筑物的质量安全。一般对于超限高层的理解是：混凝土框架剪力墙结构的高层建筑，超过120米为超限高层；混合剪力墙结构为100米以上；有错层的为80米以上；网架结构的为55米以上；而网架无盖结构为28米以上。无论建筑有多高，超限高层的存在都对工程技术质量提出了更高的挑战。建设部第111号令（《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》）明确指出，属于超限高层建筑的工程，在结构扩初结束后，需进行抗震设防专项审查。
新时期，经过多方努力，我们对于高层建筑的抗震性研究越来越深入。尤其是现在非常流行也很实用的基于性能的抗震研究，取得很大的成就。基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出，按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计代表了未来高层结构抗震设计的发展方向，是一种更先进、科学、合理的设计理念。这一研究理论已引起了各国广泛的重视。美国联邦紧急管理厅资助的国家地震减灾项目NEHRP提出了在用结构基于位移的抗震评估及加固方法，于1997年出版了《房屋抗震加固指南》(FEMA273/274)；
日本也在1995年开始进行了为期3年的“建筑结构的新设计框架开发”研究项目，并在研究报告《基于性能的建筑结构设计》中总结了研究成果。日本又在2000年6月实行了新的基于性能的建筑基准法(Building Standard Law)。欧洲混凝土协会(CEB) 于2003年出版了《钢筋混凝土建筑结构基于位移的抗震设计》报告。目前我国正在修订的国家标准《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》也打算把基于性能的抗震设计方法纳入进去。
我国目前已批准的《建筑抗震设计规范》及《高层建筑混凝土结构设计规程》在近几年科学研究及工程实践的基础上，已吸收了性能目标设计的内容，由于该项技术尚处于起步阶段，在地震作用的不确定性、结构分析模型和参数的选用方面存在不少经验因素、模型试验和震害资料较少等问题还有待进一步研究，相信随着超限高层建筑在工程中的不断应用，这一研究方法将会逐渐完善成熟。
二、 超限高层建筑基于性能的抗震设计的内容、特点和方法的研究
1．基于性能的抗震设计包含的主要内容
（1）对于地震风险水平的确定；
（2）对结构性能水平和目标性能的选择；
（3）超限高层建筑场地的确定；
（4）概念设计、初步设计、最终设计中的可行性检查、设计方案确定及设计审核、实验验证等；
（5）高层建筑结构施工中的质量保证和使用过程中的检测维护。
2.基于性能的抗震设计的特点
现行的抗震设计规范主要是以保障生命安全为基本目标的，按照这一理念设计和建造的建筑物，在地震中虽然可以避免倒塌，但其破坏程度仍旧会造成严重的经济损失。这些破坏程度和损失远远超过了设计者、建造者以及业主的最初估计。
根据结构抗震的安全目标和结构抗震的功能要求，我们提出了基于性能的抗震设计思想和方法。基于性能的抗震设计具有以下特点：（1）着眼于单体抗震设防的同时考虑单体工程和说相关系统的的抗震；（2）在不同风险水平的地震作用下满足不同的性能目标，即将统一的设防标准改变为满足不同性能要求的更为合理的设防目标的标准；（3）设计人员可根据业主的要求，通过费用——效益的工程决策分析确定最优的设防标准和设计方案，以满足不同业主、不同建筑物的不同抗震要求；（4）抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证，有利于建筑结构的创新，经过论证(包括试验)可以采用现行标准规范中还未规定的新的结构体系、新技术、新材料；（5）有利于针对不同设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施。
这里有必要对我国的抗震知识做一介绍。
中国抗震设计规范GB50011-2001——三水准设防
中国地震风险水平
地震作用
水平 50年超越概率 重现期（年）
小震 63.2% 50
中震 10% 475
大震 2~3% 2495~1642
我国抗震设计规范GB50011-2001
小震不坏基本完好[θ] =1/550
中震可修中等破坏
大震不倒严重破坏[θ] =1/50
所谓小震不坏，就是高层建筑物遇到较低等级的地震时，高层建筑物处于弹性变形阶段，建筑物一般不受损坏或受损很轻，不需修理可以继续使用。中震可修是指相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，高层建筑物结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但这种破坏经一般修理或不需修理仍可继续使用。这一层次要求建筑物的结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。大震不倒，是地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离，不至于建筑物倒塌从而保障了人员的安全。这一层次要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
3.基于性能的抗震设计方法
把基于性能的抗震设计应用于实际设计中，主要有两种方法。第一种是：基于传统的设计方法。这种方法基于的设防目标主要是：小震不坏、中震可修、大震不倒；小震有明确的性能指标，大震有位移指标，其余是宏观的性能要求；按使用功能重要性分甲、乙、丙、丁四类，其防倒塌的宏观控制有所区别。在方法上是：按指令性、处方形式的规定进行设计；通过结构布置的概念设计、小震弹性设计、经验性的内力调整、放大和结构以及部分结构大震变形验算，即认为可实现预期的宏观的设防目标。第二种是直接基于位移进行设计。此方法基于的设防目标是：按使用功能类别及遭遇地震影响的程度、提出对个预期的性能目标，包括结构的、非结构的、设施的各种具体性能自白哦；由业主选择具体工程的预期目标。这种设计方法采用结构位移作为结构性能指标，与传统设计方法想比较，它从根本上改变了设计过程，直接以目标位移作为设计变量，通过设计位移普得出在此位移时的结构有效周期，从而得出结构的有效刚度，求出结构此时的基底剪力，进行结构分析，具体配筋设计。
第一种方法基于传统的抗震设计，目前广泛应用，设计人员已经熟悉。对适用高度和规则性等有明确的限制，有局限性，有时不能适应新技术，新资料，新结构体系的发展。
第二种方法即基于性能抗震设计，目前较少采用，设计人员不易掌握，所承担的风险较大。为实现高层结构的设计提供了可行的方法，有利于技术进步和创新。技术上还有些问题有待研究改进
基于性能的抗震设计与现有常规方法相比，其优点是使三水准设防要求有具体量化的性能目标、水准，设计中更强调实施性能水准的判别准则、性能目标的选用和深入仔细的分析、论证。超限高层建筑结构基于性能的抗震设计将是今后较长时期高层结构抗震的研究和发展方向。虽然基于性能的抗震设计仍存在一些有待研究和解决的问题，尤其是地震作用大小的不确定性以及计算模型和参数的准确性等问题，但可以肯定的是，随着技术的进步和研究的深入，高层建筑的抗震性会越来越好，超限高层建筑也越来越安全。
【参考文献】
1.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社
超高层建筑抗震设计篇8
本工层选用EPDA结构软件的PUSH程序对结构进行动力弹塑性分析。通过对结构大震下弹塑性静力push-over计算及分析，得出以下结论：（1）本计算选用参数时相对保守。材料强度为标准值，不考虑箍筋增强作用，仅计入1倍梁宽的翼缘作用，塑性铰判断准则为刚度退化50%。因此，分析所得结果仍具有相当的裕量。（2）能力、需求曲线及抗倒塌验算表明，性能点需求层间位移值小于《建筑抗震设计规范》限值且有较大裕量，具有结构在罕遇地震作用下具有良好抗侧能力和抗倒塌性能，能够实现预期的性能目标。（3）性能点层间位移最大值均发生在结构弯曲变形和剪切变形都较大的中下部且层间位移值曲线沿层高变化连续平滑，无明显变形集中的薄弱层，有利于结构整体耗能性的充分发挥。（4）从位移荷载曲线可以看出，结构在逐渐进入屈服状态之后呈现出明显的延性特征，可以推断，在罕遇地震作用下，结构具有良好的耗能性能。（5）本结构设计中，楼层的抗侧刚度和抗剪承载力自下而上逐渐减小，与分析中性能点弯矩剪力较好吻合，提高了结构的经济性及合理性。（6）结构的塑性状态分析表明，结构在作用不太大时，连梁将首先出铰耗能，而随荷载增加结构顶部和底部也将成为主要塑性区域。因此，结构设计中也对该区域作为重点设防区域，确保其延性。（7）经过分析结构在大震作用下具备良好的抗倾覆能力，能达到大震不倒的抗震性能。
超高层建筑抗震设计篇9
某住宅综合楼，地上32层，地下2层，标准层平面布置为L形（见图1），总建筑面积为20680.800O。地上1层为商铺，2层为社区健身中心，3～32层为住宅；结构主体高度为99.600米，高宽比为4.5。主楼地下1层为管道夹层，地下2层战时为甲类核6级防空地下室，平时为戊类库房；裙楼为地下1层车库，板顶有2.100m的覆土。结构嵌固端的位置为主楼地下1层楼面（±0.000m）处；主楼地下2层楼面（-2.100m，裙楼顶板）与裙楼楼板连为一体（见图2）。结构主体采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构。
2.结构设计等级及设计参数（详见表1）
3.结构主体设计
3.1结构平面规则性分析
根据建设单位对建筑造型、功能的要求及规划场地的现状，结构平面呈L型，属于《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3--2010）第3.4.3条中图3.4.3（c）类情况。
3.1.1根据《高规》表3.4.3的规定，可知：本建筑物平面中
（1）L/B=33.6m/13.4m=2.5
（2）l/Bmax=10.8m/24.2m=0.45>0.30，2≥[（L-b）/b=20.4m/13.2m=1.5]>1，（L-b）/L=20.4m/33.6m=0.61≥0.3，不满足要求；
（3）l/b=10.8m/13.2m=0.8
3.1.2根据《高规》第3.4.6条中“有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%”的规定及《建筑抗震设计规范》（GB 50011--2010）表3.4.3-1中第三种类型的定义和参考指标，本建筑平面中1-4～1-10/1G～1F部位，楼面总宽度为13.4m，总的开洞尺寸为4.45m+3.40m=7.85m，有效楼板宽度为13.4m-7.85m=5.55m，而5.55m /13.4m=41%
有上述两条可知，建筑平面布置有不规则的情况，造成楼板平面内刚度降低，楼盖整体性较差，对结构抗震产生不利影响。
3.2结构竖向规则性分析
本工程结构采用全现浇钢筋混凝土剪力墙体系，建筑的竖向体型规则、均匀，无过大的外挑和收紧（见图2）。为使结构的侧向刚度按照下大上小的规律均匀变化，剪力墙截面尺寸等均沿竖向逐渐减少，混凝土强度等级也逐渐减少。
根据2010年版《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》及相关规范、规程的中的规定，本工程属于平面一般不规则，竖向规则的结构体系。
4.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。
5.结构分析
5.1分析软件及主要计算参数
根据《高规》第5.1.12条及《抗规》第3.6.6.3条的规定，本工程应采用不少于两个的不同力学模型，并对其计算结果进行分析比较。
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PKPM CAD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。
5.2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
5.3计算模型及基本假定
在使用SATWE和PMSAP程序进行分析时，均按照实际结构建立的准确的模型，包括屋面的构架。结构计算分析的过程中，考虑了以下的设计假定，以模拟结构真实的受力状态：
（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。
5.4主要结构计算结果及分析
5.4.1多遇地震作用下的弹性分析
（1）周期等指标计算结果详见表2：
（2）内力与位移计算结果详见表3。
结果分析：
（1）计算结果表明，两种软件分析的结构周期基本接近，结构周期合理。
（2）结构具有良好的抗扭刚度，第一扭转周期（T3）与第一平动周期（T1）的比值均小于0.90，满足规范要求；剪重比均大于规范限值3.200%；刚重比均大于2.7；有效质量系数均大于规范限值90%。
（3）结构在两个主轴方向的动力特征相近，第二平动周期（T2）与第一平动周期（T1）的比值不小于0.80。
（4）根据《高规》第3.7.3.1条，高度不大于150m的高层建筑，当采用剪力墙结构时，其楼层层间最大位移与层高之比Δu/h的限值为1/1000，计算结果均满足要求。
（5）层间位移均符合规范、规程限值要求，平面扭转规则。
（6）根据计算结果，剪力墙轴压比最大值为0.46（0.47），满足规范要求。
（7）结构计算的有效质量系数均大于90%，振型数已经选够。
经比较：两种程序的电算结果非常接近，各类参数反应出PMSAP模型仅仅比SATWE的刚度有所变化，是因为PMSAP开发了楼板用的多边形楼板单元，计算时进入整体结构分析，严格考虑了楼层之间构件之间的耦合作用，使得结构整体刚度有所不同。但SATWE中考虑全楼弹性楼板时，也可以计算楼板平面内、外刚度，故计算结果相差甚微。
5.4.2整体机构的弹性时程结果分析计算结果
计算结果表明，弹性动力时程分析每条时程曲线计算所得结构底部剪力大于振型分解反应谱法计算结果的65%，七条时程分析曲线计算所得结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的80%，且振型分解反应谱法计算结果曲线均能包络时程分析曲线的平均反应曲线。
5.4.3罕遇地震作用下的弹塑性静力分析
与需求点对用的顶点位移为145.89mm，层间弹塑性位移角最大为1/229，小于规范限值1/120，满足规范要求；该楼层在持续加载下变形平滑，具有充足的强度和变形能力安全储备，可保证大震不倒。
6.本工程采取的结构抗震加强措施
根据结构平面不规则的情况，本工程采用了如下的抗震加强措施：
6.1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。
6.2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。
6.3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。
6.4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）。
6.5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%。
6.6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。
6.7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。
7.总结
本工程为竖向规则，平面有两项超限不规则的超限高层。依据《高规》要求进行了两个不同程序软件计算对比，计算结果无异常。各项重要指标的计算结果均满足高规及抗震的相关要求。
超高层建筑抗震设计篇10
在高层建筑设计的过程中，抗震设计一直是一个非常重要的环节，其设计的水平直接影响到了建筑工程自身的安全性，当前随着相关技术的发展，平面规则性超限技术在不断的发展和应用，这种技术的应用使得高层建筑抗震的质量和水平得到了非常显著的提升，所以对其进行全面的研究也有着十分积极的现实意义。
2 基于性能的结构抗震设计基本原理
基于性能的抗震设计在当前的建筑抗震设计当中发挥着十分重要的作用，同时其在很多国家都得到了非常广泛的应用，它是一种相对比较先进的设计思想，这种设计方法是上个世纪末由美国的专家学者提出的，但是这个概念本身并不是一个创新，在20世纪70年代的时候，波兰的学者就提出了和这种概念十分类似的观点，在很多地区和国家发生了地震之后，当地建筑物的损伤现象并不是十分的严重，这样也在很大程度上保证了人们的生命和财产安全，但是在经济方面却造成了非常严重的损失，所以为了可以更好的对这种现象予以控制，在实际的工作中，很多学者也逐渐的意识到建筑结构抗震性能设计的重要性和必要性，在研究的过程中所树立的目标就是借助抗震设计使得整个建筑结构的安全性和稳定性都得到较好的保证，对建筑物自身的破坏程度也要进行有效的控制，将生命和财产损失控制在一个相对较为合理的水平，只有通过结构自身的抗震设计，才能更好的保证以上目标的顺利实现。
目前，很多国内外的专家和学者对于基于性能的抗震设计工作的关注程度越来越高，在实际的工作中也对其进行了非常积极的研究，取得了非常好的成果，对于这种设计方法的研究不断的加深，但是在对其定义进行描述的过程中，很多学者都有自己的看法，因此还没有形成统一的定义，虽然他们之间存在着一定的差异，但是这些描述当中的基本思想是相同的，在设计的过程中必须要考虑到建筑结构在使用期限之内，如果遇到了不同程度的地震作用的时候，其要按照事先设定好的抗震标准、结构发生的变化和损坏程度对其进行设计，这样就使其在安全性、可靠性和经济性上能够达到一种相对较为平衡的状态。在开展性能设计的过程中，业主可以根据其实际的经济状况提出一个比较科学合理的性能指标，同时设计人员也可以按照工程的实际情况对其进行设定处理，这样也就给设计人员对各个因素全面深入的分析提供了非常好的条件，此外在这一过程中也要针对不同形式的建筑采取不同的措施，制定一个更加贴合实际的目标。综上所述，基于性能的抗震方法在我国的高层建筑抗震设计工作中还是存在着非常强的科学性和合理性的。
3 钢筋混凝土结构基于性能的抗震设计方法
3.1 基于性能抗震设计的基本步骤
基于性能的抗震设计在实际实行的过程中，必须要按照工程实际的情况对其进行处理，比如设防烈度、建筑的高度和建筑立面的形式等等。此外在这一过程中还要充分的考虑到业主对建筑抗震性能的实际需要，以及自身的经济水平，之后才能设定一个相对比较科学合理的目标，并按照其设计的基本步骤逐步操作。基于性能抗震设计的基本步骤流程图如图1所示。
3.2 超限高层结构抗震性能目标的设定和选用
建筑物的抗震性能目标通常就是指在设定了地震作用等级的条件下，结构自身的预期性能水平。不同标准下抗震性能目标和性能水准示意图如图2所示。
实际工程中的超限高层建筑可根据具体建筑的场地条件、设防烈度、建筑高度及建筑不规则及建筑超限程度，综合业主对建筑的建造成本、建筑重要性及震后损失、修复等方面的考虑，参考图2选择合适该超限工程的性能目标。
需要注意的是：建筑的超限程度对结构的延性变形能力会产生直接的影响，而结构的延性变形能力与其承载力要求成反比关系，即：结构及构件的承载力较高，对其延性变形能力要求则较低；结构及构件的承载力较低，对其延性变形能力的要求则较高。超限高层建筑结构抗震设计应根据建筑高度的超高情况及结构不规则程度，在考虑提高结构承载力和延性变形能力时，应注意两者的协调从而选择既合理又能保证结构安全抗震性能手段。
4 建立在我国设计规范上的基于性能设计方法
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》3.11条规定，结构抗震性能设计有两项主要工作：首先，对结构工程进行分析判别，确定其采用抗震性能设计方法的必要性。结构分析与判别主要包括对建筑方案的高度、结构类型、结构规则性、场地条件及抗震设防标准等方面进行分析，并以此作为抗震性能目标选用的主要依据。其次，综合考虑建筑物的设防烈度、场地条件、重要性、造价、震后损坏和修复难易程度等各项因素，作为选定合适的抗震性能目标的主要依据。对结构进行抗震性能设计时，对抗震性能目标的选用需十分谨慎，同时应作深入的分析论证。由于地震地面运动难以预测，对结构在强烈地震作用下的非线性分析计算的模型及参数选用等方面也存在经验因素，实际工程也缺少实际震害的验证，因此对结构抗震性能作出准确判断难度很大，对超高层建筑由于其自振周期较长及结构自身的复杂性和不规则性，对其抗震性能作出准确判断就更困难了。因此在性能目标选用时，考虑到地震作用的不确定性，性能目标选择时适宜偏于安全、保守。
结束语
基于性能的抗震设计是一个相对比较新颖的设计思想，当前，对这种方法的研究在不断的深入，而且很多研究已经有了非常好的成果，但是要想在工程中应用这些研究成果，还需要一定的时间，必须要保证这种技术处于非常成熟的状态之后，才能对其予以应用。
参考文献
超高层建筑抗震设计篇11
1.2平面结构设计对超限高层建筑物抗震设计的影响
超限高层建筑物的平面结构设计是与建筑物外形有着直接的联系，当然也与建筑物抗震设计有着密切的关系，同时超限高层建筑的平面设计与施工难度有着直接的联系，然而，在当今超限高层建筑平面设计中却存在一定的问题，平面结构设计引起的施工难度过大，而导致的超限高层建筑抗震的施工也受到了一定的阻碍，即使能顺利施工也会因为结构设计的不合理对超限高层建筑抗震性能造成一定的影响，在后期的使用中依旧存在重大的安全隐患[3]。另外，如果平面结构设计的不合理，会造成无法准确的确定超限高层建筑抗震的均衡点的位置，尤其是超限高层建筑设计中需要考虑的因素较多，可能会在平面结构设计中会漏掉某些细节的设计，一些结构细节出现问题也会导致超限高层建筑整体的抗震性安全性受到一定的影响。
1.3受力体系对超限高层建筑抗震设计带来的影响
受力体系是建筑抗震设计中需要考虑的重要因素，而且每个建筑的受力体系也各不相同，这与设计者的经验没有太大的联系，因此，在设计的过程中不能光凭经验来完成设计，而且，确实有这种情况发生，觉得自己有着多年的设计经验，就没有详细的对建筑受力体系进行分析，通过以前的经验直接按部就班的放到设计里，最终导致建筑的受力体系与抗震设计发生了矛盾，造成超限高层建筑抗震的性能降低，使得建筑整体缺乏安全性和稳定性。
2超限高层建筑抗震设计优化
2.1做好超限高层建筑设计的前期工作
由第一部分得知，建筑材料对超限高层建筑设计抗震设计的影响及其的严重，因此在设计前要做好前期的准备工作，主要对设计中涉及到的材料质量、数量、规格等做好相应的规划设计，通过对材料的了解再进行相应的设计，尤其是材料的性能参数一定要做好详细的分析，因为有很多材料类型差不多，但是，还是有着细节上的差别。另外，还应对超限高层建筑地点的地质地貌、周边环境等进行详细的分析，这些因素对超限高层建筑抗震设计也有着一定的影响。因此，要做好前期的材料搜集、整理的工作，要确保相关数据材料收集的全面性和准确性。通过做好前期的准备工作，不管是在超限高层建筑的整体设计还是对建筑的抗震设计需要将这些数据作为设计的基础，进而确保设计过程中避免出现一些误差。
2.2对超限高层建筑物平面结构设计的优化
超限高层建筑的设计要比平常的多层、高层的设计特点复杂的多，而且对超限高层建筑抗震设计的本身要求也特别高，因此，在这种情况下超限高层建筑抗震设计中，应全面的考虑各种因素，将其作为优化方案的因素。另外，在对超限高层建筑抗震设计的过程中，设计者要根据实际情况，再结合多种有关设计因素，如，抗震指数、施工方式等，设计出多种超限高层建筑抗震设计方案，然后再通过多种方案的相互比较，选择出最优化的方案，通过这种优化方式，能更好的做好超限高层建筑的抗震设计，而且，以这种设计优化方式，一旦发现方案中存在设计问题或安全隐患能及时的比较出来，并及时的改正，对建筑抗震性能具有很大的保障。
2.3明确超限高层建筑抗震设计中的受力体系
随着社会不断的发展，人们不仅对建筑的质量要求提高了，同时也对建筑物的外观有着一定的要求，美观、大气、上档次是建筑外观现出来的典型特点，但是有很多建筑物只考虑到外观设计，却忽略了建筑的受力体系，对建筑物的抗震性能带来直接的影响，如果这种现象出现在超限高层建筑的设计中，势必会为建筑物带来更大的安全隐患，因此，在对超限高层建筑物抗震设计中一定要明确建筑物的受力体系。建筑的外观要求是要满足的，而在达到这个要求的同时，还需要设计者充分考虑到超限高层的抗震设计，要尽量以后者为主，毕竟后者是关乎到建筑物使用的安全性。可以通过力学的知识来寻找超限高层建筑抗震设计受力体系中的平衡点，以此来实现超限高层建筑的抗震要求。
超高层建筑抗震设计篇12
建筑设计中需重视的几个抗震问题
1.建筑构件（非结构构件）设计及建筑连接节点构造设计问题随着建筑立面和室内空间装饰标准的提高和发展，在建筑设计上采用的建筑构件品种、材料和形式越来越多。例如，立面上大量采用的外贴瓷砖，外贴、外挂大理石，花岗岩板材，还有外挂的玻璃幕墙等；室内装饰普遍采用的空中吊灯、吊顶，较高装饰标准采用的人工艺术造景，壁雕，悬挑的装饰画，竖立的雕塑制品等。所有这些立面和室内的装饰，都有一个其本身材料和构造是否能抗御住地震的震动而不坏的问题，同时还有与建筑物主体结构相牢固连接的问题。多次地震的震害表明，国外有不少高层建筑的外立面装饰玻璃幕墙在地震时出现了“玻璃雨”的破坏。其原因就是所采用的玻璃幕墙（包括材料性能及其与主体结构的连接构造）不能适应建筑物在地震中产生大变形的要求。所以，在采用玻璃幕墙时，在建筑设计要求上，必须使玻璃幕墙具有足够的强度和变形能力，在其与主体结构的连接构造上，要将连接节点设计成能沿水平向有相应变位能力的节点构造，使其与建筑物的地震变形脱开，不给外挂的玻璃幕墙造成变形破坏。
对于外挂的大型石材面板与主体结构的连接构造也应按上述要求考虑处理。对直接外贴的板材和瓷砖，则必须使其与主体结构能牢固锚拉和粘结，使其在地震时不脱开不坠落。我国则有的直贴得很高。需要重视其抗震的构造连接问题。对室内的各种装饰工程，尤其是悬吊的大型灯具，浮挂的雕塑，各种悬桃的人工艺术造景等，在建筑设计上，一定要重视其在地震发生时的抗震稳定性，在其与主体结构的连接构造上也宜考虑它有一定的相对于建筑物的变形能力和必要的节点连接强度，防止其在地震中发生坠落或倒塌伤人。在建筑设计中，还有相当多的属于建筑布置的非结构构件，保障其抗震稳定性，不发生倒塌破坏，或采用与主体结构脱开的保障自身稳定的抗震措施。
2.建筑上应满足的设计限值控制问题
根据大量震害的经验总结，现行《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，建筑设计应予遵守。一是房屋的建筑总高度和层数。例如，在设防烈度为8度时，粘土砖多层房屋的总高度不宜超过18m，层数不宜超过六层；底层框架多层砖房的总高度不超过16m，层数不超过五层；钢筋混凝土框架房屋总高度不超过45m，框架抗震墙的高层建筑的总高度不宜超过100m等的规定。而在目前实际设计中，有的总高度超过，有的层数超过；还有的在建筑设计中总高度虽未超过，但房屋的高宽比超过规定，如在8度地区有的超过2.2。所有这些超规，都可能对建筑物的抗震安全带来不利，特别是对于高宽比过大的多、高层建筑更是不利。因为在这种情况下，存在房屋的整体抗震稳定问题。应该说，这些限值的控制在建筑设计上只要重视抗震是完全可以做到的。而在某市的抗震设计审查中发现，建筑超高和高宽比过大的设计达14%之多。这说明在建筑设计中未能严格按照《规范》规定进行设计的问题不是个别的，应引起建筑设计的重视。二是对房屋抗震横墙间距和局部墙体尺寸的限值控制。这是根据多层砌体房屋和底层为框架的多层砌体房屋在历次地震中所出现的破坏特征所提出来的规定。对抗震横墙间距的最大限值控制，是因为当横墙间距过大时，使纵墙的侧向变形加大，抗震承载力降低，甚至导致纵墙的侧向失稳破坏倒塌。对房屋局部墙体尺寸最小限值的控制，是因为这些部位的墙体（包括承重和非承重外墙的尽端墙，内墙的阴角，高出屋面的女儿墙）在小于规定的最小限值时，墙体截面的抗震强度（抗弯、抗剪）就不能满足要求，就会导致墙体的开裂和倒塌破坏。所以，在建筑进行平立面布置设计时，要考虑这些来自实际震害经险的设计控制规定，使建筑设计为建筑抗震提供良好的基础。
超高层建筑抗震设计篇13
一、影响超高层建筑结构抗震效果的因素
1、超高层建筑自身结构的设计
作为影响超高层建筑结构抗震效果的最主要因素，建筑物的结构设计应是我们首要重视的问题，点式住宅、版式住宅等各种类型的建筑物要想取得理想的抗震效果，那么就必须对其进行合适的结构设计，选择最有效的抗震措施，充分的保证高层建筑结构的抗震性能，从而实现大震不倒、小震不坏的目标。
有些超高层建筑结构对平面的布置十分复杂，刚心与质心可能不一致，而一旦地震来临，那么其作用影响力和破坏力就会大大的增强。因此，在布置超高层建筑结构的平面时，应尽可能的保证刚心和质心是重合的，从而保证超高层建筑结构的抗震性能。在对建筑的结构进行设计的过程中，应保证建筑有合适的出屋面部分，这样当地震来临时才能降低其鞭梢的影响，如果房屋结构的平面布置是不规则的，在偏离建筑结构刚心的位置处建议设立抗震墙。
2、超高层建筑结构的施工材料和施工过程
超高层建筑结构的施工原材料对其抗震效果也是有着直接的影响的，因此，在施工建设的过程中，应明确施工材料的重要性，通常情况下，建筑物的建设质量越高，那么地震对建筑物的作用力就是越小的，而在同等的地震环境下，建筑施工建设中使用了性能越好的材料，其受到的地震作用力也就越小，而如果无法保证材料的使用性能，那么就会受到较大的地震作用力。因此，在超高层建筑的施工建设过程中，选择建筑材料时建议采用塑料板材、空心砖以及加气混凝土板等，这些质轻的材料对于保证建筑物的抗震性能都是十分有利的。
在超高层建筑的施工过程中，为较好的保证其抗震的效果，我们还应保证施工中每一个环节和每一道工序的质量，应高度的重视施工中的各项管理工作，同时建立完善的施工监管的规范制度，保证超高层建筑结构的施工质量，以提升其抗震的效果。
3、施工现场的地质环境
当地震来临时，其对超高层建筑结构的破坏的原因是有很多方面的，最主要的原因就是地表滑坡、山体崩塌以及岩石断层等导致地表发生了运动，使建筑结构受到了破坏，而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。在这些原因中，采取相应的工程措施是可以预防一部分原因的，因此，在施工的准备阶段，应对施工现场的地质环境进行严格的勘察，认真的研究实际的地质和地形条件，施工中尽可能选择对抗震最有力的地点。
二、超高层建筑抗震设计要点
1、结构规则性
建筑物尤其是超高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求对建筑进行合理的布置。大量地震灾害表明平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，因为该种结构建筑容易估计出其地震反映易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀体型简单结构刚度质量沿建筑物竖向变化均匀，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。
2、层间位移限制
3、控制地震扭转效应
大量事实表明，当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合，在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。由于建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同，其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大；同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至会产生较大差距，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变，因此，在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。
三、提高短柱抗震性能的应对措施
有抗震设防要求的超高层建筑除应满足强度、刚度要求外，还要满足延性的要求。众所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没有延性，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。混凝土短柱的延性主要受轴压比的影响，同时配箍率、箍筋的形式对混凝土短柱的影响也很大。高层混凝土结构短柱，特别是结构低层的混凝土短柱，其轴压比很大，破坏时呈脆性破坏，其塑性变形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能，主要也就是提高混凝土短柱的延性，可以从以下几方面着手。
1、提高短柱的受压承载力
提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比，从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的强度等级，即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力，降低其轴压比；但由于高强混凝土材料本身的延性较差，采用时须慎重或与其他措施配合使用。可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。
2、采用分体柱
由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下往往是因剪坏而失效，其抗弯强度不能完全发挥。因此，可人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，这样，在地震作用下，柱子将首先达到抗弯强度，从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法已在实际工程中得到应用。人为削弱抗弯强度的方法，可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱，分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键，以增强它的初期刚度和后期耗能能力。
3、采用钢管混凝土柱
