海南省建筑设计院 海南省海口市 571100
摘要：随着我国经济的不断发展以及城市化进程的不断进步，使得我国超高层建筑的数量逐渐增多，且其设计水平也在不断地完善。钢筋混凝土框架结构具有良好的刚度、延性及较强的整体性等特点，被广泛的应用在超高层建筑的结构设计中。由于我国处于地震带，所以建筑工程的结构抗震性必须达到国家的相关标准才行，这就对钢筋混凝土超高层框架结构建筑的抗震性能提出了更高对的要求。基于此，本文将对钢筋混凝土结构抗震设计中存在的问题进行阐述，并提出详细有效的超高层混凝土建筑抗震结构设计的方法，希望可以为钢筋混凝土超高层建筑结构抗震设计研究带来一定的借鉴作用。
关键词：钢筋混凝土；超高层建筑；结构抗震性；设计
进入新时期以来，城市化进程的不断加快，城市人口数量的不断增多，导致城市内土地资源变得异常紧缺，为了缓解这一现状，我国的建筑工程正在朝着高层、超高层的方向发展。高层、超高层建筑数量的增多，使得人们对其建筑结构造型和功能的要求也越来越高，其中最为主要的便是结构造型的抗震性能设计分析。超高层建筑的结构多采用钢筋混凝土的结构为框架，对于这种结构的抗震设计研究已经开始了很长的时间，但是在实际的设计中还经常会遇到许多程序、规范不能解决的问题，这就需要结构工程师提供更多关于抗震设计的有参考价值的设计依据，才能提高超高层建筑的整体抗震性能。
1、超高层建筑结构抗震设计要点
1.1 平面规则性超高层建筑结构抗震设计特点
（1）如果楼板的形状凹凸不规则或楼板局部断断续续，则可以采用弹性楼盖模型，使其符合楼板平面内的实际刚度变化，或者按照分块刚性楼板与局部弹性板的原则进行计算，当然，扭转藕联效应也需要考虑进去。（2）对于楼板中应力集中部位以及连接较弱的楼板，可以适当加大楼板的厚度，具体的方法有双层双向配筋、配置 45°斜向钢筋、配置集中配筋的边梁。（3）如果楼板之间没有较强的联系或者平面过于不规则，或建筑物过长，则可以通过调整变形缝来把其结构切成若干个子结构。如果一些超限高层的建筑物有明显的结构扭转效应，则应该尽量保证抗侧力构件在平面布置中的对称性，同时应该尽量加大外围竖向构件的抗侧刚度和强度。
1.2 竖向规则性超高层建筑结构抗震设计特点
（1）当超高层建筑的立面收进超过一定限度时，应该保证结构的层受剪承载力大于相邻上一楼层的 80%，并且合理控制结构的扭转效应。同时应该加强收进部位、竖向构件以及建筑内部的楼板。一旦立面收进产生偏差，建筑底部的结构就会因为扭转而产生较大内力，这就要求建筑底部结构的周边构件的配筋强度足够大。通常情况下，建筑设计师会采用台阶形多次内收的立面来改善这一困难。（2）对于连体建筑来说，其周边以及连接部位应该按照弹性板来计算，连接体与主体宜采用弱连接，并尽可能减少其重量，同时，钢结构可以优先考虑。连接体及与主体相邻的结构构件的抗震等级应尽量提高其等级。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）对于带转换层结构的超高层建筑，应该尽量保持其上下主体的竖向结构连续贯通，并对其下部主体结构的刚度进行加强，而对其上部主体结构的刚度进行弱化，通过相应的措施来对转换层上下的等效刚度比进行合理的控制，同时，为了提高框支层的抗震能力与延展性，应该将框支柱承担地震剪力的比例进行增大。而为了减少转换层上下的等效刚度比，可以将上部各层刚度适当减小。一般来说，高振型影响与转换层的高度呈正比关系，即转换层越高，高振型影响越大，转换层上下层间位移角及内力突变也越明显，因此，需要合理控制转换层的高度。（4）在设计大底盘多塔楼的时候，应该尽量提高其底盘的承载力，其目的是防止结构在底部首先屈服。对于连接各塔楼的裙房屋面来说，要适当加大其刚度，其目的是使底部的裙房与上部的塔楼共同振动。然而，当底部加强时，薄弱层会发生上移，从而增大上部结构的位移，因此底盘承载力的的提高需要掌握好其度。在设计塔楼的薄弱部位的时候，应该全高加密该层柱箍筋，并增大箍筋的直径与剪力墙的水平钢筋。
2、超高层混凝土建筑抗震影响因素
2．1 建筑扭转效应
在对超高层混凝土建筑结构进行抗震设计过程中，为保证混凝土整体位移一致，同时得到最小和最大的位移结构刚度，应该对建筑物垂直向力及横向力进行防护，提高扭转力作用。因为地震的发生具有突发性和随机性，所以对地震发生的时间、强度难以预测准确，因此在分析建筑整体的抗震性能同时，要及时检查出建筑物内部的抗震隐患，科学分析，及时纠正，保证超高层混凝土建筑的抗震性能。
2．2 建筑物建设位置
合理选定超高层混凝土建筑的建设位置是极其重要的，因为我国地处地震频发地带，所以在选址之前，要合理科学对建筑项目所在地的地质情况进行彻底的综合性分析，减少超高层混凝土建筑遭受地震的危害的几率，同时良好的建筑土质也能提高超高层混凝土建筑具有较强的抗震性能。所以为避免建筑位置为松软土质，也应该尽量远离电厂、变电所等工厂。
2.3 抗震加固环节
超高层混凝土建筑结构在设计过程中，对建筑物进行抗震加固是非常有必要的，因为这样的设计可以满足建筑延伸性及刚度的要求。在实际的建筑施工过程中，由于超高层建筑物的钢筋混凝土重量大，所以底部柱轴力应该与建筑的高度呈正比关系，只有这样建筑主要构件才能有很好延伸性，在遇到强震时可以减少剪切性对墙体的破坏，这体现了对超高层混凝土建筑结构进行抗震加固设计的重要性。在实际设计过程中，建筑设计师会以强柱弱梁限值为依据，综合考虑框架柱的强剪弱弯和剪压比，才能使设计的柱子顶端的抗弯能力达到合格的质量标准。与此同时，螺旋复合箍筋的使用可以提高柱子的抗冲剪能力和短柱抗震性能，在地震强度不是很强时，保证短柱不被地震剪切力破坏。因为建筑的短柱具备的抗剪性能力低于抗弯能力，所以设计过程中要保障短柱承受抗弯的屈服强度。
3抗震设计基本原则
3.1科学化选取
地基和场地空间为了保证高层建筑今后的安全稳定，有必要选择较好抗震性能的建筑场地。要做到由于特殊的情况很难避免地震灾害时，能够有计划开展妥善化抗震方案，并且在此基础上，能够做到对高层建筑构架地震周期的精确计算，并保证其周期同场地相分隔，避免地震灾害的共振引起建筑物不同构造单元的破坏情况。
3.2标准化设计
针对高层结构架构开展抗震规划控制前期，要保证高层建筑抗震架构类型的正确选择，同时在设计工作中注重抗震安全和经济性指标的顺利贯彻结果。其具体方式为：根据高层建筑的结构设置不同的抗震线路，避免因某些部位的的功能减退导致结构整体崩溃的危机，丧失其自身应该具备的抗震潜能。因此，在设计这类建筑时，要尽量保持结构强度、刚度、变形三者之间的协调配合情况。
3.3全方位设置不同类型
根据以往的地震防御认证的调查发现，在这部分结构抗震设计过程中，需要在对内外环境因素同步掌控的基础上，留有余力广泛布置出一些区域；其次就是能够提供具备针对性的延性和刚性的支撑条件给核心能耗部件，确保只要发生巨大的地震灾害时，在这一部分防线能够吸收和耗散大部分的地震能量，最终大大提高高层建筑结构的抗震稳定性，避免后期重复衍生严重的倒塌和人员伤亡、财产损失等问题。
结语
总而言之，在如今经济高速发展以及超高层建筑越来越多的时代，人们对于建筑质量的要求也就更高。在对超高层混凝土建筑结构设计时，我们需要高度关注其抗震结构的设计，以免为建筑整体质量带来不稳定的因素。我们只有全面正确地理解规范的有关规定，并充分的掌握延性设计的依据，通过科学合理的方式增强建筑的抗震能力，这样才能提高超高层钢筋混凝土结构的抗震能力，保证建筑物的整体质量提升，切实保障公民的生命与财产安全。
参考文献
[1]复杂施工环境下超高层组合式建筑的综合改建技术[J].许银城.建筑施工.2017（02）
[2]基于超高层混凝土泵送与施工技术应用[J].毛善雷.建设科技.2017（18）
论文作者:苏文勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/11
标签：结构论文; 建筑论文; 高层论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 楼板论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;