关键词：抗震设计；计算分析；抗震措施
Discussion on seismic design of high-rise building feasibility
Jin GuoJian Chen Kai
Abstract: the architectural design is to consider the seismic requirements, the entire construction plays a very important role. This paper discusses the high rise building aseismic design calculation software, using the analysis of tall building in seismic design of feasibility.
Keywords:Seismic design; calculation analysis; seismic measures
一、工程概况
本工程拟建建筑物情况基本如下：±0.000相当于黄海高程5.8米。地下室四层（地下一层层高7.8m，局部带夹层），底板建筑面标高-19.5m。裙房四层。裙房屋面高度15m~16m之间，裙房的基本功能是商业。裙房以上设有7个塔楼，高度在55m~75m之间。本文讨论1,2#楼的抗震设计；1,2#楼主要特点在于从14层~屋面高位连体，连体层跨度27米，宽度32米，共有5个结构层相连。
二、结构设计
1、本工程采用钢筋混凝土框架-筒体结构。楼电梯间等薄弱部位及预埋管线较多的位置将考虑适当加大板厚。
2、十四层至屋面（共5层）高位连体部分，连体跨度27米；连体部分采用钢结构，其中在十四~十五层利用上下层钢梁做为上下弦，层间采用焊接H型钢做腹杆，形成4榀转换钢桁架，用于支撑连体竖向荷载；十五层至屋面采用钢结构梁柱，组合楼盖；钢梁，钢桁架弦杆与塔楼柱均采用刚接连接。
3、地基基础：采用Φ600～Φ1200大直径灌注桩，设承台，基础梁。局部地下室底板落在中风化层上时采用天然地基。
4、变形缝和后浇带：超长的主体地下室，地下车库间隔40m左右设置后浇带以减少混凝土收缩和温度应力的影响。
5、对本工程在建筑物下的地下室，由于上部荷载较大，结构考虑荷载以上部荷载为主，不考虑抗浮设计。但因根据基底标高在施工期间采取临时的抗浮影响，采取基坑排水措施，对无上部建筑的地下室，根据地下室自重和上部覆土荷载条件，进行抗浮设计。抗浮设计时，根据地质条件采用抗拔桩。
三、计算分析模型及软件名称
1、上部结构采用的分析程序：高层建筑结构空间及有限元分析与设计软件SATWE（墙元模型），PMSAP.中国建筑科学研究编2011.01版
2、基础采用的分析软件程序：JCCAD中国建筑科学研究编2011.01版
四、调模过程描述
本工程因高位连体的因素，造成连体楼层扭转位移比，扭转周期比很难满足规范要求，设计中发现，扭转周期同平动周期联动，分析认为，本楼的扭转现象形成的主因在于连体两塔楼在Y方向的反方向平动造成。为了使周期比与扭转位移比满足规范限制要求，设计中着重加强了塔楼两端框架刚度，减小连体两端框架刚度。主要技术措施：塔楼两端框架采用钢骨混凝土柱，梁，形成劲性框架；连体两端框架为了连体处转换钢桁架的连接需要，局部楼层采用钢骨柱，设计中为了避免该榀框架刚度过大，钢骨采用H型钢，强轴方向设在框架平面外。
五、主要计算汇总与分析(SATWE)
1、结构自振周期
1#，2#楼 自振周期（s） SATWE
多塔计算 T1 1.5233（0.01）
T2 1.4911（0.00）
T3 1.2932（0.69）
T4 0.4269（0.12）
T5 0.4151（0.17）
T6 0.3658（0.47）
注：括号内数据为SATWE计算的各振型扭转系数。
2、层间位移角与扭转位移比
计算软件 SATWE
风作用最大层间位移角 X向 1/9674
Y向 1/6311
地震作用下最大层间位移角 X向 1/5376
Y向 1/5625
地震作用下最大扭转位移比（偏心5%） X向 1.09
Y向 1.58
计算结果可知，1#，2#楼在风荷载、地震荷载作用下的最大层间位移角均小于1/800，均满足要求。
3、抗倾覆稳定验算（SATWE结果）
作用荷载 抗倾覆Mr 倾覆Mov 比值Mr/Mov 零应力区（%）
风荷载作用下 X向 149782400 314291.6 476.57 0.00
Y向 41838500.0 572690.9 73.06 0.00
地震
作用下 X向 144626864.0 641282.9 225.53 0.00
Y向 40398416.0 1073287.1 37.64 0.00
4、刚重比
计算软件 SATWE
X方向刚重比 最小6.67
Y方向刚重比 最小6.91
从计算结果可知，1#，2#楼X方向和Y方向的刚重比均大于1.4，说明结构整体稳定性验算满足要求，计算结果X，Y方向刚重比均大于2.7，可不考虑重力二阶效应（即P-Delta效应）的影响。
六、主要计算汇总与分析(PMSAP)
1、结构自振周期
1#，2#楼 自振周期（s） PMSAP
多塔计算 T1 1.615821（0.00）
T2 1.336638（0.00）
T3 1.127468（0.99）
T4 0.453482（0.01）
T5 0.411804（0.17）
T6 0.374009（0.24）
注：括号内数据为PMSAP计算的各振型扭转系数。
2、层间位移角与扭转位移比
计算软件 PMSAP
风作用最大层间位移角 X向 1/9591
Y向 1/7470
地震作用下最大层间位移角 X向 1/5374
Y向 1/5832
地震作用下最大扭转位移比
（偏心5%） X向 1.11
Y向 1.34
计算结果可知，1#，2#楼在风荷载、地震荷载作用下的最大层间位移角均小于1/800，均满足要求。
3、抗倾覆稳定验算（PMSAP结果）
作用荷载 抗倾覆Mr 倾覆Mov 比值Mr/Mov 零应力区（%）
风荷载作用下 X向 107209696.0 264257.3 405.70 0.00
Y向 29691750.0 490551.3 60.53 0.00
地震
作用下 X向 103459592.0 459197.0 225.31 0.00
Y向 28653154.0 594080.4 48.23 0.00
4、刚重比
计算软件 PMSAP
X方向刚重比 12.59
Y方向刚重比 17.63
从计算结果可知，1#，2#楼X方向和Y方向的刚重比均大于1.4，说明结构整体稳定性验算满足要求，计算结果X，Y方向刚重比均大于2.7，可不考虑重力二阶效应（即P-Delta效应）的影响。
七、超限情况及主要抗震措施
1、超限情况：
(1)、裙房以上楼层在指定水平力作用下考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.5；
(2)、高位连体；
(3)、相邻层受剪承载力变化大于80%；
(4)、楼层侧向刚度与相邻上层的比值小于0.9；
(5)、局部有穿层柱；
(6)、大底盘上多塔；
2、主要抗震措施
根据现行国家规范、规程要求，结合本工程具体情况，本工程结构设计采用以下主要抗震措施：
（1）、高位连体采用钢结构桁架转换，两端与塔楼连接采用刚接；
（2）、连体部分采用钢结构梁柱，减轻结构自重，提高抗震性能；
（3）、与连体钢结构相连的塔楼柱从13层~屋面采用型钢混凝土柱；
（4）、转换桁架（14层，15层）上下弦伸入塔楼一跨，此跨弦杆采用型钢混凝土梁，端部与之相连接的混凝土柱，墙内设型钢暗柱；
（5）、提高连体部分及与之相连接的塔楼边框架抗震等级，抗震等级设为二级；
（6）、连接体楼板厚度取150mm，双层双向配筋，最小配筋率控制为0.25%；
（7）、层刚度比以及受剪承载力突变的楼层，均按薄弱层处理，均按高规4.3.12条要求调整楼层地震剪力；
（8）、局部穿层柱采用型钢混凝土柱
八、结束语
建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。
参考文献：
1、《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001)
2、《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223―2008)
关键词 ：超限高层建筑 性能抗震设计
一、 我国超限高层建筑发展概况以及我国地震灾害现状
高层建筑是社会生产的需要和人类生活需求的产物，是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。由于生产力水平的限制，我国高层建筑的起步远远低于欧洲大陆国家，直到20世纪六七十年代才，高层建筑才逐渐出现在人们的视野当中。改革开放以来，我国国民经济持续快速发展，我国的高层建筑也得到了迅速发展，我国内地成为高层建筑发展的中心之一。上海及长三角地区、广州、深圳以及珠三角地区、京津地以及以重庆为代表的中西部地区都建造了大量的高层建筑。我国高层建筑的数量及建筑高度均在世界前列。
据报告显示，截至2009年初我国共有高层建筑近10万幢，其中100米以上的超高层建筑1154幢，而各地为争当“第一高楼”仍然暗战不休，这个数字还在不断被刷新。
我国是世界上陆地面积第三大的国家，地质条件复杂多样，自然灾害种类多样，反生频繁。中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个震灾严重的国家。1949年以来，100多次破坏性地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%，地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。地震及其他自然灾害的严重性构成中国的基本国情之一。
中国的陆地地震占全球陆地地震的三分之一，而造成地震死亡的人数达到全球的1/2以上。当然这也有特殊原因，一是中国的人口密、人口多；中国的经济落后，房屋不坚固，容易倒塌，容易坏；第三与中国的地震活动强烈且频繁有密切关系。
由此，世界各国，特别是我国对超高层建筑的抗震设计进行研究，美国在经历过1989年和1994爆发的两次大地震之后逐渐建立了基于性能抗震设计的综合设计体系。我国也在基于性能抗震设计上进行了大量的研究并于2000年颁布了《建筑抗震设计规范》，对基于性能抗震设计的目标进行了统一的规范和指导，同年颁布的《高层建筑混凝土结构技术规程》则将基于性能的抗震设计思想同高层建筑相挂钩，要求在对高层建筑进行设计的同时可以将该思想融入其中进行指导和借鉴，由此可见基于性能抗震设计在我国的建筑界中处于一个十分重要的位置。
二、超限高层建筑基于性能抗震设计相关分析
（一）对超限的判别
10层以上的建筑被称为高层建筑。其中包括超限高层建筑。对高层建筑是否超限的判别是通过将其有关高度同相关规范规定的限额相比较来进行，这主要包括高宽比的超限、平面规则超限以及竖向规则超限三个方面。
（二）超限高层建筑基于性能抗震设计的思想内容
在当前的社会环境下，世界各国都将“小震不坏、中震可修、大震不倒”的思想作为其建筑抗震的标准，同时经过时间和实践的证明，该思想对地震灾害在处理结构上是目前人们能够想到的最为合理的方法。但是，该思想最大的不足之处就在于虽然能使建筑物在大震面前屹立不倒而保证人们的安全但是在地震中很容易导致建筑物结构功能的丧失，从而在另一方面对社会造成损失，而在我国的实践基础上，该思想已经导致了大量了经济损失，其不足之处也得以显现，因此，基于性能的抗震设计越来越重要。基于性能的建筑设计起初就以抗震为基础而贯穿于整个建筑过程的始终，主要对结构体系的布置、设计，施工期间对结构体系的使用、对其质量的把握等方面进行规范从而达到建筑结构体系在地震作用下也能实现其结构功能的目的。
（三）超限高层建筑抗震性能水准
按照当前有关规定，我国的超限高层建筑的抗震性能水准主要包括以下六个方面的标准：1、在地震之后能够保持建筑结构的完整，不需要对其进行修复就能再次使用；2、在地震之后能够保持建筑结构的完整，仅有一些轻微的裂缝，一般情况下不需要对其进行修复就能再次使用；3、在地震之后能够保持建筑重要结构的完整，其他部位虽有裂缝但在对其进行一般修复之后就能再次使用4、在地震之后建筑重要结构有轻微破损，其他非重要结构有中等程度的破损，建筑需要经过一定的修复才能再次使用；5、在地震之后建筑重要结构有中等程度的破损，其他非重要结构有中等程度以上的破损，建筑需要经过一定的修复和加固才能使用；6、在地震之后建筑重要结构有明显中等程度以上的破损，其他非重要结构严重破损，但未发生倒塌情况，建筑危及人们身体健康。
（四）我国超限高层建筑基于性能抗震设计的缺陷
由于历史条件的制约，我国的科学技术水平还未达到一定的水准，超限高层建筑基于性能抗震的设计并不能有效的解决现实中出现的一系列问题；同时伴随着社会的进步，超限高层建筑的设计越来越复杂，在对建筑进行可行性结构评估时，由于评估结果是依据相关试验得到，导致这在实践操作中很难得到有效实施；在当今日新月异的时代，每栋高层建筑都要求有所创新，这使得许多超限高层建筑的抗震性能水平难以得到准确的界定，同时由于超限高层建筑的复杂性，对其抗震性能水平的评估方法Pushover 分析方法在有些情况下也不能满足计算的需要，因此对其进行分析的计算方法也有待提升。综合以上所说，基于性能的抗震设计在超限高层建筑的设计中是最为合理的，但是由于建筑的特殊性和复杂性，具体该如何操作和设计还有待研究。
（五）对我国超限高层建筑基于性能抗震设计的建议
根据前文所述，我国超限高层建筑基于性能抗震设计的不足之处主要集中于对抗震性能水平的评估上，尤其是根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，其中对中震水平没有明确的规定，导致在对结构进行设计时往往不能达到“中震可修”的目的。因此，为了弥补规程中对地震作用水准规定的不足，可以在中震和小震之间再增加一个中小震的指标，将对中震的规定更加细化，并规定相应的性能指标，使得“中震可修”的目标更为具体化。再将前文提到的六大结构性能水准改成建筑物功能完好、轻微破损、较严重破损、严重破损和近乎倒塌的五个性能水准，简化相应的结构性能水准指标，使得建筑设计更加具有目的性和可操作性。
（六）抗震措施探讨
要使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力， 改善对混凝土的约束作用， 能够达到改善短柱抗震性能的目的。采用分体柱方法。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。
结论
对于超限高层建筑而言，基于性能的抗震设计方法是一个合理化的趋势，这种方法使得建筑在性能水准上更为具体，更加具有可操作性，对高层建筑的宽高度、相关规则以及新技术、新方法的使用并没有过多笼统的限制，这也使得超限高层建筑的设计者能够根据高层建筑的具体特点和价值目标来对建筑的整体性能水准、目标进行评估与论证，大大提高了设计的灵活性，近年来我国对超限高层建筑基于性能抗震的设计在实践上也取得了不俗的成果，大大促进了相关科学技术的发展，增强了超限高层建筑的可靠度。虽然基于性能的抗震设计方法还有有很多的问题和缺陷比如地震作用水准的评估以及建筑性能水准的计算等方面没有得到解决，但是随着未来我国社会科技的不断发展进步，研究的不断深入，该设计方法能够得到很好的完善和成熟。
参考文献：
[1]宫方武，玉琢. 浅谈高层建筑结构抗震设计[J]. 硅谷，2008，（10） .
[2]赵媛. 高层建筑的抗震设计及减灾措施[J]. 建筑，2010，（22） .
[3]蔡金兰.浅谈建筑中抗震设计理念的发展[J]. 价值工程，2010，（23） .
关键词：超限高层；建筑结构；性能抗震设计；发展方向
在科技技术飞速发展的带动下，现代城市建筑的规模日渐扩大，城市现代化的水平也逐渐与国际接轨。但是一旦城市遭遇地震，受到剧烈震荡时，建筑就可能会直接倒塌，从而造成大量的人员伤亡。因此，建筑工程的抗震设计显得极为重要，必须要对建筑工程的抗震设计进行深入的研究，尤其是超限高层建筑进行设计的过程中。
一、超限高层建筑基于性能抗震设计的目标
现阶段，我国建筑工程一般利用两个不同阶段的规范，来开展基于性能的抗震设计，从而确保超限高层建筑实现小震不坏、中震可修、大震不倒的建设目标。
1、三水准目标
三水准目标中，小震不坏是指在遇到级别不高的地震后，建筑房屋的各个部位未出现裂缝，也没有受到任何损害，无需采取修复处理等措施，房屋便可继续良好使用；中震可修指的是在遭受到具备一定破坏强度的地震，建筑物尽管受到了一定程度的破坏，但采取相应的修复处理措施后，依旧能够正常使用；大震不倒则指的是在遭受强度非常大的地震时，建筑工程尽管受到破坏，但不会发生倒塌，导致大量人员伤亡的现象。
2、两个不同阶段的设计方法
将超限高层分成两个阶段来进行抗震设计，第一阶段，可以将建筑物的抗震等级规划到小震时的性能计算，对数据参数和弹性范围进行设计，同时还可以考虑地震效应和房屋荷载效应，结合建筑物的结构特点和承载能力进行适当的调整，确定建筑构件的横截面积和尺寸大小，并且注意在发生小震时的建筑结构在弹性方面的位移力度，以此来达到小震时建筑物所能承受的强度冲击，确保建筑物的安全稳定。第二阶段，以第一阶段计算出来的结果为设计参数，进行结构材料的选择，并采取相应的抗震措施，计算出建筑物在延展和变形之前所能承受的最大力，然后在构件结构设计和材料选取中尽量提升建筑物的抗冲击能力，以保证在中震时，建筑物还能有一定的抗性变能力。
3、强柱弱梁、强剪弱弯原则
为了提高超限高层建筑的抗剪抗震性，设计其建筑结构时必须坚持“强柱弱梁、强剪弱弯”这一设计原则，基于抗震性能角度，合理布设建筑的结构形式，尽量做到刚柔并济，切实提高建筑结构的刚度和强度，防止其在地震作用下发生损坏或倒塌。
二、超限高层建筑的抗震设计要点
超限高层建筑由于受到自身结构受力性能的影响，在结构设计时必须控制好建筑的抗震性，以免其在后期使用中受地震作用力而倒塌。以下几点为抗震设计注意要点：
1、建筑结构要规则
建筑物在最初的设计阶段，抗震设计最先想到的是建筑物结构，结构设计的好坏直接影响建筑物的稳定性和抗震性。建筑物的底盘要稳，结构支撑要逐级向上，上部的承重受力要轻，减少对建筑物地基的压力，设计出来的建筑物结构要呈规则性，不仅要保证建筑物的功能，还要满足建筑物的扭转刚度。在一般的建筑设计中，建筑的外观要简单大方，整体分布要均匀一致，考虑到受力荷载的影响，结构的刚性设计要尽量增强，地基的修建也要“根深蒂固”，这才能抵抗一定的地震等级，将建筑物的损坏程度降到最低，确保人身和建筑的安全。
2、控制层间位移
在对超限高层建筑进行抗震设计时，除了要对建筑平面进行合理规划外，还要考虑建筑的高宽比、位移的控制、结构所采用的材料、结构体系、装修标准及侧向荷载等更多问题。而在这其中最为重要的便是钢筋混凝土结构的位移控制，以及根据具体的地理位置所进行的设计，要保证建筑的稳定性，实现其正常使用功能等。建筑受风力及地震的影响通常会有很大的层间位移产生，因此在设计时不仅要满足建筑的刚度，而且还要注意不能超过结构本身的承载力。
三、实施超限高层建筑抗震性能设计的方法
1、加强超限高层建筑的基础设计
超限高层建筑的危险系数较大，特别是超高的部分，在防风和抗震性能的设计环节一定要谨慎，为了保证建筑物的质量，加强基础设计是关键。建筑工程师要根据不同的高度逐层设计，保证承重力度，在同等高度的设计中也要做到材料、结构、地基和受力分配等都能大概相同，这样施工建设的建筑才有与地震抗衡的资本。
2、充分减少地震作用力的输入
在抗震设计时，应当与位移结构抗震法相结合，通过分析来制定出科学、具体的减震设计方案，确保超限高层建筑结构的形变能力达到地震发生时的形变要求。工程人员除了要验算建筑结构承载力，还需对大震发生时建筑层间的位移延性以及位移角的限值比进行严格控制，明确构件的构造需求及其变形值等。
3、对建筑的刚度进行严格控制
在结构计算表格中，超限高层建筑的刚度通常表现出周期性的规律，进而对主体结构的位移变化产生影响。因此，建筑工程人员在设计过程中，可通过对有关刚度参数进行调整，从而达到调整建筑物结构刚度的目的。例如，通过对建筑截面的尺寸、混凝土强度、剪力墙结构开洞大小、梁钢度放大系数等参数进行调整，在实现建筑刚度调整的基础上，达到有效抗震的目的。
四、超限高层基于性能设计抗震设计的发展方向
1、随着全球多元化的发展，超限高层建筑的设计理念、设计形式、施工技术以及施工材料也向着多元化发展，世界各地的建筑风格和形式都在求新求异，超限高层也不限于传统的结构模式，在结构稳定性高的前提下，各种层出不穷的建筑形式纷纷涌现，其发展的方向还会向更宽广的领域发展。
2、目前遵循的超限高层设计方法也有待提高，随着科技的进步，对建筑物的设计方法也在不断变革，使得建筑物的就够越来越复杂，对抗震性能的设计要求也越来越高，如何改善这种状况成了未来行业发展的头等大事。
3、运用计算机辅助软件进行超限高层建筑设计已经不是难事，未来还有可能出现竖向不规则或者是有加强层的建筑，运用了等效原则，将建筑物的结构看成是三维自由度模型，这就使得设计变得简单一些，对不同的建筑进行比较分析，找出一个最适合的抗震设计强度。
4、目前超限高层建筑基于性能的抗震设计的性能水平是从多层建筑引入的，虽然经过了一些细化，但其使用起来还是很难界定的，每一栋新建筑都带来新的问题，由于结构可能竖向不规则，使用位移或层间位移作为评价标准还是值得商榷的。对于基于性能的抗震设计，还有一个重要的问题就是基于建筑物全寿命的损益分析，这里就包含了更多的不确定因素，超限高层建筑的在役损伤评估、全寿命估计，以及整体造价和服役期间维修改造费用的估计等，这都需要相关学者进一步去研究。
五、结束语
综上所述，超限高层建筑在现代城市生活中越来越常见，有效解决城市居民的住房紧张问题，同时节省了土地资源，促进了建筑事业的积极、健康发展。但要提及的是，由于超限高层建筑在使用过程中很容易受到地震力影响，加之楼层过高，结构本身就具有一定的高危险性，一旦设计不当，就极容易在地震作用下发生倒塌。所以，设计者在设计超限高层建筑结构时，一定要充分考虑建筑结构的抗震性能，采取有效设计措施，切实提高超限高层建筑的抗震性能。
参考文献：
关键词:超限高层建筑; 地震作用; 动力稳定性分析; 抗震设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
近年来，我国超限高层建筑工程的建设规模和数量都有所发展，各种十分复杂的体型和结构时常出现，有些可能会超出抗震设计规范、规程的适用范围和有关的抗震设计规定，这就加大了超限高层建筑的抗震设计。为了评估和保证超限高层建筑在地震作用下的可靠性，首先需要对其进行地震作用下的动力稳定性分析。动力稳定性分析方法能够较好地反映出结构性能，判明结构的屈服机制以及可能的破坏类型，是超限高层结构抗震分析最可靠的方法。采用逐步增大地震荷载幅值的方法对地震荷载作用下结构参数、均布荷载及索的引入对弦支穹顶结构动力稳定性的影响进行研究，然而高层建筑结构在地震等动力作用下稳定性问题的研究仍处于起步阶段，该问题的解决有着重要的理论和应用价值。
一、 超限高层建筑动力稳定分析的意义
超限高层建筑在地震作用下的动力稳定性分析非常重要，首先需要掌握基本的动力稳定分析理论方法，才能真正地把超限高层在地震作用下的动力稳定性分析清楚，并得到一些有效的结论进行抗震设计，实现安全建设超限高层的目标。一般情况下，超限高层结构都是用作住房、办公区或者公共服务或娱乐场所，所以都是人群密集的场所，特别在地震多发区的建设地点，要特别注意其抗震设计，这就需要对其动力稳定分析加大力度，否则一旦因为抗震设计不合格而造成地震下的结构破坏，将会给人们的生命安全带来极大的威胁，同时也给国家的经济带来很大的损失，所以对超限高层结构进行动力稳定性分析具有重要意义。
二、基于动力稳定分析的超限高层建筑结构抗震设计
1、超限高层建筑的抗震水准确定
在对超限高层建筑进行抗震设计之前，首先需要确定一项具体高层建筑项目的抗震水准，只有根据准确的抗震水准，才能采取经济有效的抗震措施。建筑物的性能水准包括结构、非结构和建筑附属设施的性能水准的各种组合，高度或规则性方面超过规范、规程适用范围的高层建筑工程。第一种抗震水准是结构在地震后完好、无损伤，第二种抗震水准是结构在地震后基本完好，第三种抗震水准是地震后结构的薄弱部位和重要部位的构件完好、无损伤，第四种抗震水准是地震后结构的薄弱部位和重要部位的构件轻微损坏，第五种抗震水准是结构在地震下发生中等程度的破坏，第六种抗震水准是结构在地震下发生明显损坏，多数构件中等损坏，进入屈服，根据超限高层建筑的重要性、所在地等多个因素进行综合确定。
2、超限高层建筑抗震的模型确定分析
在确定了超限高层建筑的抗震水准后，还需要对具体的高层建筑项目进行计算的模型分析，一个好的计算模型可以给抗震设计带来事半功倍的效果，特别是针对动力稳定性分析作用下的抗震设计更是如此。结构计算模型方面弹性计算和非线性计算分析中，对具有水平转换构件的结构 ，应注意非线性分析中的计算模型和参数的确定，采用考虑支座两侧结构相互作用和影响的整体计算模型进行计算。对采用消能减震的结构，应正确确定构件和整体结构有效阻尼比，注意构件、节点的模拟和计算参数对整体结构的影响。结构体系复杂难以准确反映各构件的受力状态时，需至少采用两种不同的力学模型进行计算并予以对比分析，有时，还需要通过相应的模型试验，以确定计算的可信度。
三、使用静力与动力弹塑性分析的研究过程及效果
1、使用静力弹塑性分析的应用过程
当使用ETABS这种非线性有限元计算分析软件来进行分析的时候，就可以建立起三维有限元模型，从而做到对建筑结构的弹塑性分析。根据分析的结果表明了，结构在7度的时候，当遇到较大地震的时候，其层间所发生的位移为1/156，这样得到的结果是小于相关规定中所设置的1/120限值标准。因此在发生这样7度地震的时候，建筑也不会受到影响。并且在对其塑性铰的分布问题进行分析之后，就会知道建筑物的部分柱子的脚部及顶部会有塑性铰的形成，其主要发生的原因是因为角柱的形状为异形柱，对其进行计算的过程中并没有加入型钢，并且对于混凝土的钢筋并没有进行改变，因此导致塑性铰在其上部的大量存在。
2、使用动力弹塑性分析的应用过程
在这种分析方面的实行过程中，需要两组真实的强震来进行选择，并且做好记录工作，与此同时，还人工进行模拟一组，以便于能够使用加速度时程曲线来对人工波进行分析，从而做到对地震波分析结果的了解。另外采用楼层位移的计算方法所得到的最大间位移结果是非常安全的。而且经过对相关分析结果对比显示，当层间弹塑性的位移较小，并且低于规定标准的时候，此时的结构就是属于比较安全的。另外根据对动力及静力的弹塑性结果分析得出，这种塑性铰的分布形式还是较为符合的，因此在对其进行时程分析的过程中，能够得到较为广泛的应用。
在使用弹性时程进行分析的时候，按照相关的地震的情况来获得最大弹性间层位移角进行时，得到结果为1/1890。并且得到结构地震剪力也小于振型分解反应谱法。因此，在弹性状态，按照振型分解反应谱法计算所得的内力进行设计是安全的。使用弹塑性时程分析方法及Push-Over分析方法对超限高层结构地震作用的评价具有较大的影响。使用Push-Over方法还可以找出结构体系中存在的不足部分，从而找出结构的破坏顺序，并且具有较为明显的效果
四、结束语
综上所述，随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，超限高层建筑的需求量越来越大，同时高层建筑也给抗震工作带来了困难。为了保证超限高层建筑的使用安全，需要对其地震作用下的动力稳定性进行分析，然后基于动力稳定性的分析结果进行抗震设计，从而保证超限高层建筑的使用安全。计算机技术的发展和信息化进程的加快，也给分析超限高层建筑地震作用下的动力分析提供了可行性。 虽然在对超限高层建筑结构抗震设计的研究过程中，静力与动力弹塑性研究方法还存在着较多的不足之处，其中在计算的过程中会消耗大量的时间来用于计算。但是从整体所祈起到的效果来看，在这种分析方法中，选用较多的地震波和采用不同的恢复力模型对超高层建筑结构进行分析是目前较好的选择。
参考文献：
关键词：框架一核心筒；超限高层；设计
现代城市用地的紧张加快了高层建筑的应用与推广。在现代城市改建、扩建过程中，高层建筑已经成为我国城市建筑设计中首选技术方式。在高层建筑的设计过程中，框架一核心筒结构是较为常用的结构形式。通过框架一核心筒结构的应用提高高层建筑的设计高度，实现高层建筑结构稳定性、安全性、抗震性等性能目标。为了更好的发挥框架一核心筒结构优势、促进我国城市用地使用率的提高，笔者从自身的设计经验出发，以相关文献的收集、整理与分析为重点，分析和论述了框架一核心筒结构在高层建筑的应用要点等问题。
一、框架一核心筒结构技术特点分析
框架一核心筒结构是利用楼梯建筑内的电梯井道、通风井、公共卫生间等构建中央核心筒，同时采用框架形成框架核心简结构。这一结构形式有利于结构的受力、以此提高了楼体结构的抗震性。框架一核心筒结构是目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式，而且该结构还能够提高楼体内部的空间、提高空间利用率。框架一核心筒结构的应用利用了核心筒的抗侧向刚度以提高楼体的抗震性能。框架结构更多的承担竖向荷载与少部分水平荷载。框架一核心筒的结构优势在现代超限高层设计中有着重要的应用，这一结构能够利用自身优势在楼层增加的过程中减少框架水平荷载的承担比重，实现建筑使用面积的增加，提高城市土地利用率、提高建筑工程建设投资效益。框架一核心筒结构的优势使得其在现代超限高层建筑中有着极为重要的应用，是目前超高层建筑设计的主流结构形式。
二、框架一核心筒结构在超限高层设计中的应用
1针对现代超限高层设计抗震性能的框架一核心筒结构设计
超限高层框架一核心筒结构中的核心筒结构承担着水平测力抵抗的功能，框架结构承担着竖向荷载与少量水平荷载。在进行超限高层设计过程中，需要考虑核心筒结构与框架结构的不同功能。通过注重铰接节点使核心筒与框架结构间的抗侧力刚度比得到合理分配。避免受力分配不均影响整地抗侧向刚度，提高楼体的抗震性能。在这一设计过程中需要特别注意核心筒刚度与框架结构刚度分配的比例，避免核心筒刚度过度增强导致强震情况下混凝土墙体的开裂。通过科学分配刚度以及相关的计算提高超限高层设计的抗震性能。
在国际上框架一核心筒结构应用中，有一部分国家认为这一结构不适于地震区的高层建筑应用。在对相关资料的收集与整理中可以看出，地震中倒塌建筑多是过度强化核心筒强度，造成框架结构与核心筒结构间刚度分配不合理而造成框架结构裂缝，进而导致框架结构稳定性与抗震能力的降低，导致倒塌事件的发生。而日本本土这一结构应用中，采取了严格的审批制度。其也是针对框架一核心筒结构强震抵抗能力而出台的政策。在我国强震地带的超限高层设计中应谨慎使用这一结构。针对建筑物所在地的地质结构进行框架一核心筒结构的应用，保障建筑物的使用安全。
在我国的抗震设计中，多数地区强制提高抗震等级。这就造成了建筑工程投资建设中经济性不高的问题。而框架一核心筒结构的应用能够从自身结构特点出发，提高工程建设的投资经济性。在实际的应用中，框架结构多采用钢架柱密柱方案，以钢筋混凝土核心筒及钢框架密柱筒中筒结构提高建筑物的抗侧向刚度、有效减少混凝土墙地压应力。通过科学的设计以及多种方式的运用实现超限高层建筑的抗震性能强化，保障建筑物的结构稳定性与抗震性。同时利用框架一核心筒结构优势提高工程建设投资经济性，促进我国建筑行业的健康发展。
2超限高层设计中风荷载与结构设计的分析
超限高层建筑的设计中还要针对建筑物的风荷载水平作用进行分析、计算与论证。利用框架一核心筒混凝土剪力墙结构使结构整体能够在风荷载作用下有效控制建筑物在风荷载下的受力，减少层间位移。针对超限高层风荷载需求进行框架一核心筒结构应力计算，以此保障超限高层建筑物的稳定性。针对超限高层在风荷载作用下的侧向变形、振动等分析风压、风压高度变化系数、风荷载题型系数与风振系数。针对框架一核心筒的结构进行计算，以此实现超限高层抗侧向变形能力的提高。在这一计算过程中还要考虑抗侧向形变与抗震性能需求间的平衡，科学分配框架与核心筒的刚度、应力，以此实现科学的超限高层设计。
三、以框架一核心筒结构设计要点为指导进行超限高层设计
在现代超限高层框架一核心筒结构设计中，设计人员应针对核心简设计、框架设计、框架梁支撑设计、楼盖设计、框架剪力墙等设计工作规范、要求进行相应的设计工作。在核心筒设计中首先确保核心筒应贯通全高。而且，对于超限高层应确保筒体宽度大于全高的1/12。同时注重剪力墙结构的应用。在设计过程中需要针对核心筒设计要求对相关设计要点、连梁等进行计算与设计，确保超限高层的结构稳定性。在框架结构设计中需要注重控制结构的周期与位移，利用墙加大量等方式增强结构抗侧刚度。针对超限高层结构需求进行框架结构设计。另外，超限高层框架一核心筒设计中还应对框架梁支撑条件进行确定。沿梁轴线方向有墙时刚接。核心筒外墙厚度大于0.4Lae（且内侧楼板不开洞，刚接。梁支撑处有柱，刚接。不满足以上条件的梁，铰接。通过设计工作的针对性确保超限高层结构等稳定性、确保超限高层框架一核心筒结构的安全性。
除注重上述规范、要点与设计过程中遵循的基本原则外，超限高层设计过程中还要针对框架一核心筒结构在超限高层应用中楼盖设计要求进行设计。在楼盖设计中应注重核心筒外缘楼板不能开洞口、核心筒内部楼板，厚度≥120mm，双层双向配筋。楼面梁不宜支承在核心筒的连梁上。通过针对框架一核心筒结构特点以及超限高层需求进行超限高层框架一核心筒结构的设计与应用，促进我国城市土地利用率的提高。另外，为了保障超限高层结构的抗震性能，结构设计过程中还需要针对抗震等级要求进行框架剪力墙结构设计与计算，保障超限高层结构的抗震性能。
关键词：高层建筑，结构抗震，抗震设计，问题分析
Abstract: the structure of the high-rise building aseismic performance is of vital importance, this paper introduces the structural seismic design concept, this paper analyzes the high-rise buildings aseismic design of common problem, and points out that the structure of the high-rise building aseismatic measures and methods.
Keywords: high building, structure seismic, seismic design, problem analysis
中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A文章编号：
1高层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震规范》（GB50011-2001）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，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。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度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。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，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。
三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的：多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率 10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率 2%－3%，重现期 1641－2475年，平均约为2000年。
对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
2 高层建筑抗震设计常见的问题
2.1 缺乏岩土工程勘察资料或资料不全。有的在扩初设计阶段还缺建筑场地岩土工程的勘察资料，有的在扩初设计会审之后就直接进入了施工图设计，有的在规划设计或方案设计会审后就直接进入了施工图设计。无岩土工程勘察资料，设计缺少了必要的依据。结构的平面布置中外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大、形心质心偏心大，同一结构单元内，结构平面形状和刚度不均匀不对称，平面长度过长等。
2.2 一个结构单元内采用两种不同的结构受力体系。如一半采用砌体承重，而另一半或局部采用全框架承重或排架承重；底框砖房中一半为底框，而另一半为砖墙落地承重，这种情况常发现在平面纵轴与街道轴线相交的住宅，其底层为商店，设计成一半为底框砖房(有的为二层底框)，而另一半为砖墙落地自承，造成平面刚度和竖向刚度二者都产生突变，对抗震十分不利。
2.3底框砖房超高超层。如1996年，对在杭设计单位作的一次专题普查，发现有69幢底框砖房超高超层。新项目亦普遍存在此现象，1999年某地块住宅竣工交付使用验收中发现有三幢底框砖房超高超层，甚至有超三层的。有一些项目擅自提高了设防标准，按照《建筑抗震设防分类标准(GB 50223-95)》划分应属六度设防的，但设计中提高了一度按七度设防，提高了建筑抗震设防标准，将会增加工程投资；有的项目严格应按七度采取抗震措施的，但设计中又按六度设防，减低了抗震设防标准，不利抗震。
2.4在高层建筑中，竖向体型有过大的外挑和内收，立面收进部分的尺寸比值B1/B不满足≥0.75的要求。抗震构造柱布置不当，如外墙转角处，大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置；以构造柱代替砖墙承重；山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱；过多设置抗震构造柱等。砌体护墙砌筑在框架柱外又没有设置抗震构造柱，框架间砌体填充墙高度长度超过规范规定要求又没有采取相应构造措施。
2.5 结构其他问题。有的底层无横向落地抗震墙，全部为框支或落地墙间距超长；有的仅北侧纵墙落地，南侧全为柱子，造成南北刚度不均；有的底层作汽车库，设计时横墙都落地，但纵墙不落地，变成了纵向框支；还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计，其中几乎很少有纵墙。不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承重，实际上将砖混结构演变为内框架结构，这比底框砖房还不利，因内框砖房的层数、总高度控制比底框砖房更严，因此存在着严重抗震隐患。更为严重的是这种情况并未引起目前大多数结构工程师的重视。
2.6 平面布局的刚度不均。抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小；一边设计大开间，一边为小房间；一边墙落地承重，一边又为柱承重。平面形状采用L、π形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。这些都对抗震极为不利。 2.7防震缝设置。对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝：①平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)》中表2.2.3的限值而无加强措施；②房屋有较大错层；③各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。结构抗震等级掌握不准，有的提高了，而有的又降低了，主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。
3高层建筑结构抗震设计
3.1抗震措施
在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施(隔震措施，消能减震措施)来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
3.2高层建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：（1）高度不超过 40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。（2）除1 款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。（3）特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
关键词：高层建筑；抗震设计；问题
前言
当前随着社会改革的不断深入，经济不断发展，我国城市化进程的加剧，人口、资源都会对我国城市发展带来压力，居住环境的日益恶化，促使着城市为了拓宽生存空间，把建筑思维从简单低层逐步转变到高层、超限高层，对于城市来说，一栋栋耸立的高层建筑印证了高层建筑工程对城市发展的重要性。但是，我们应该看到，毕竟高层建筑或超限高层建筑的施工不同于传统的低层建筑，其抗震设计是确保其安全性的首要考虑因素。下文就高层箭镞工程抗震设计的基本要求、存在的问题以及改善措施进行一一论述。
一、高层建筑工程抗震设计的发展现状
改革开放三十多年来，我国经济发展的同时，也带来建筑业的迅猛发展，我国大中城市中许多设计独特、造型新颖的高层建筑拔地而起。随着高层建筑工程建造的越来越高，高层建筑工程建筑地区和建筑整体造型的复杂化，从而出现了抗震设计缺失和相关设计超出我国现行的设计规范要求的情况。这些问题的出现引起了高度重视，建设部在上个世纪末成立了高层建筑工程抗震设防审查专家委员会，对我国高层建筑工程抗震设计工作的发展做出了巨大的贡献；之后高层建筑工程抗震设防被列于行政许可的范围，对我国高层建筑工程的抗震设计具有里程碑式的意义。为了更好地开展高层建筑工程的抗震设计工作，我国先后对《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》等规范标准进行了修订和改进，对高层建筑工程的抗震设计进一步进行了规范。
但是，在我国高层建筑工程抗震设计工作取得巨大进步的同时，也存在着因为宣传不到位，使得抗震设防政策宣传不到位，高层建筑工程抗震设防出现漏报不报的情况，这需要我国出台相应的政策或加大宣传和处罚力度，从而进一步规范抗震设防工作。
二、高层建筑工程抗震设计的基本要求
高层建筑工程抗震设计的总体原则，就是要遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求，原则一：多遇地震情况下，将采用弹性反应谱法；罕遇地震情况下，进行抗倒塌弹塑性变形验算方式；用多遇地震下弹性动力时程分析与校核弹性反应谱法的结果，会粗略判断结构薄弱层得位置。原则二：采用 Pushover 弹塑性时程分析判定结构构件塑性铰出现的顺序与分布，以及不同受力阶段得变形发展情况，并获的弹塑性底部剪力（倾覆力矩）。
高层建筑工程抗震设计的基本要求，首先，在抗震设计中要对高层建筑的稳定性、承载度以及建筑工程自身的延伸能力进行全方位的考虑。在抗震设计过程中，确保建筑工程具备安全性能的同时，要针对影响抗震设计或抗震效果的诸多环节进行改善，通过查缺补漏的方式来促使抗震设计具备整体的稳定效果，从而满足高层建筑工程的安全要求。其次，抗震设计体系应该立体分层，发挥整体优势的同时，也要注重各个部分抗震体系的设计，实现抗震防线的层次性。抗震设计体系由许多子系统组合而成，每一个抗震设计子系统的设计由与其他子系统相互联系，从而共同构成整体的抗震设计体系。这种层次性较强的抗震设计，可以在地震发生之后，在进行第一次抗震之后，还会发挥层次的重要性，缓解余震对高层建筑工程的伤害。这就需要在抗震设计中要有意识地去设计或构建一系列的层次感较强的抗震防线，增强高层建筑工程的延伸性和刚柔性，从而缓冲地震余波的冲击，从而提升高层建筑工程的抗震能力。最后，还要重视高层建筑工程薄弱环节的抗震设计。这些薄弱环节在整体的抗震设计中出现是难免的，同时有些可能对抗震效果是致命的。因此，要对高层建筑工程的薄弱环节进行整体的考量和分析，运用力学、建筑学的各种高知识对高层建筑工程的承载能力和延伸能力进行考察，在此基础上对薄弱环节进行加固，使其满足抗震设计的总体要求。
三、高层建筑工程抗震设计存在的问题
高层建筑工程的抗震设计受到诸多因素的影响，如果考虑不周就会使得抗震设计出现问题。下面就高层建筑工程抗震设计中经常出现的问题进行一下说明。
（一）勘探缺失以及相关资料的不足使抗震设计出现问题。勘探缺失以及相关资料不足是由我国的体制和大环境决定的。高层建筑工程抗震设计需要对周围的地质条件及环境进行精准的测评才能够真正发挥抗震能力，但是我国城市化进程中存在急功好利的现象，许多高层建筑工程往往是在规划图设计之后，相关部门批准之后就会立即进行施工；再加上工期的限制，从而根本不会有多余的时间去勘探地质条件以及对建筑本身周围环境进行综合测评，这些资料的缺失等同于抗震设计没有了相关的依据，会导致大事故的出现，哈尔滨阳明滩大桥断裂就是一个很好的教训。
（二）高层建筑工程结构分布不合理对抗震设计带来影响。高层建筑工程在外形上经常面临不规则、不匀称的情形，这种外形结构设计给施工带来诸多困难的同时，也会给整个建筑物的安全性能带来影响。我们知道这些不规则的外形结构设计是在施工过程中无法实现均衡的，这就需要在平面设计中要对这些不规则的外形结构进行综合布置。但是，在实际中，高层建筑工程的这些不规则外形的结构设计在平面设计中对于一些薄弱环节存在考虑不足的情况，从而使得抗震设计无法寻求到均衡点，从而对整体的抗震安全性能产生影响。
（三）负重结构体系设计不合理对抗震设计带来影响。在高层建筑工程整体的方案设计中，负重结构体系设计与抗震设计是一个矛盾体，因为负重结构体系设计会使得整个建筑结构出现不同的受力点，这些不同的受力点存在越多就会对抗震能力带来负面的影响，从而影响建筑整体的安全性能。
四、加强高层建筑工程抗震设计的对策建议
针对以上抗震设计过程中存在的问题，采取有针对性的对策措施来对这些问题进行解决是提升高层建筑工程安全性的必然要求。
（一）高层建筑工程抗震设计应在相关资料齐全的基础上进行。这就需要在抗震设计的前期要针对高层建筑工程所处位置进行地质勘探，对影响抗震效果的周围环境进行测评，把收集到的相关资料和数据进行整理和分析，在对这些资料和数据吃透的前提下再进行抗震设计，这样能够有效的避免因为相关资料和数据不足给抗震设计带来的问题，保证高层建筑工程的安全性，也能节约成本和时间避免施工过程中的反复性。
（二）对抗震设计方案要不断的进行优化，确保抗震效果的最优化。高层建筑工程因其自身特点使得设计复杂和施工困难，各种要求也相对较高，这就要求自高层建筑工程抗震设计过程中要用发展的眼光来看问题，要针对高层建筑工程兴建过程中出现的不同情况有针对性的进行抗震设计方案的优化；对初次设计中存在的隐患和瑕疵要进行及时的纠正，从而保障高层建筑工程的安全性。
（三）优化高层建筑工程的受力结构体系。对于受力结构体系设计要本着实现整体平衡的原则进行，要对各个受力点进行合理布局，使其能够满足高层建筑工程抗震防震的要求，保障整个建筑整体安全。
总结：
我们相信随着高层建筑工程的不断的拔地而起，随着抗震设计不断的得到重视、不断的优化和发展，我国高层建筑工程的抗震防震性能会有质的提升。相信高层建筑工程会让城市变为“天空的世界”，高层建筑尤其是超限、高层类建筑。将会成为未来城市的重要标志，会成为某些大中城市的亮丽名片。
参考文献：
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关键词：高层建筑；结构设计；抗震
1 实际问题
经济发展带动各行各业的发展，建筑技术发展也成了社会发展的必然要求，随着城市的发展，土地的应用不断的加大，可用土地面积的缩小使得人们不得不提高建筑的层数以适应更高的建筑使用需求，高层以及超高层建筑成为了当代建筑发展的主要潮流，并且随着高度的增加，建筑的结构复杂性也不断加大，因此在建设的经济性以及安全性上的设计难度上也不断加大。结合实践经验以及结构设计的具体要求，高层以及超高层建筑的安全性工作还有着很大的不足，现代建筑工作者要对建筑的合理性以及准确性充分的予以保证。文章就该类问题结合目前我国高层以及超高层建筑的实际经验进行了简要的论述。
2 抗震目标设计
不断增加的高层以及超高层建筑在抗震性能上也有着新型的要求标准，首先基于高层以及超高层复杂建筑的性态抗震设计具有重要的意义。在传统的抗震目标中，主要遵循小型地震保证建筑不损坏，中型地震保证建筑可维修，大型地震则保证建筑不倒塌的三重原则，但是针对目前的高层以及超高层建筑而言，该类原则显然不适用，因此在抗震目标的设置上一定要有所突破才能适应新型建筑的需求，主要可以通过以下两个层面进行考虑：
2.1 使用水准
地震重现期为50a的地震，对建筑物的损伤能够忽略不计，但是针对其结构设计，应当要求建筑处于基本的弹性反应状态。
2.2 倒塌水准
当地震在重现期发生接近2500a水准的地震，要对地震的最大值进行预计，并对建筑物进行遇袭条件演示，用以防止倒塌。在倒塌水准中应当注意以下几点：
（1）这对高层建筑以及超高层建筑的延性结构构件，应当规定非弹性形变低于构件的弹性变形能力。
（2）针对高层以及超高层建筑构件中一些非延性部件，对其破坏模式应力需求，应当强于相关技术规定的要求。
（3）针对复杂建筑设计或者超高建筑设计，对于建筑物控制构件，应当保证其具有中等地震抗性作用，即便在该类环境下仍能够保持相当的弹性。
3 设计分析
3.1 概念设计的重要性
对建筑中的实践经验进行总结，复杂高层建筑或者是超高层建筑，应当保证其概念设计上具有合理性，从设计理念上进行重视，具体可以从下述内容考量：
（1）保证建筑结构的规则性，同时尽量从均匀性上提高建筑稳定性；
（2）保证建筑结构能够清晰有效的传递应力，尤其是竖向结构，对于侧力的传递途径要保证顺畅连续；
（3）针对具有复杂结构的高层建筑以及超高层建筑从结构上要保证具有整体高水平；
（4）充分考量节能问题，从结构上降低能耗，在保证结构稳定安全的基础上建立合理的节能机制；
（5）建筑结构的整体受力也是建筑设计要求的内容之一，因此应当充分从材料的使用以及技术的应用方面提高其受力结构的整体水平。而该过程必须协调好工程师以及技术操作人员之间的交流协作，只有保证沟通良好才能完美达成设计要求目标。
3.2 建筑结构中抗侧力体系选择
现代高层以及超高层建筑的安全性可靠性保证通常会受到结构的抗侧力体系影响，合理的抗侧力体系能够保证其安全性。因此在对建筑结构的抗侧力系统选择时应当注意：
（1）建筑的实高是结构体系选择的主要影响因素，通过结合实践可以总结如下规律：对于建筑高度同结构的抗侧力体系选择，当建筑物高度小于100米时，通常采用框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构作为抗侧力体系；当建筑物高于100米低于200米时，通常采用剪力墙结构、框架-核心筒结构作为抗侧力体系；而当建筑物高度在200-300米之间时，通常采用框架-核心筒结构、框架-核心筒-伸臂结构作为建筑物的抗侧力体系；建筑物高度在300米-400米之间时，框架-核心筒-伸臂结构以及筒中筒结构是常见的抗侧力体系；而建筑高度高于400米低于600米时常用的结构抗侧力系统为，筒中筒-伸臂结构，巨型框架/桁架/斜撑结构、组合体结构。
（2）在建筑的设计上，应尽可能地确保结构抗侧力构件相互联结、组合为一个整体。
（3）对于建筑中采用了多重抗侧力结构体系的具体实际情况时，应综合分析每种结构体系在建筑设计中的效用，对各自的贡献度有合理的估计和评判。
3.3 注重抗震设计
在满足建筑的功能性的基础上，抗震设计是高层和超高层建筑的设计重点，这是确保建筑安全性最为关键的一环，应重点从以下几点着手：
（1）在高层建筑的抗震方案设计中，建筑结构的材料选择也非常重要。
（2）促进地震发生时能量的输入能有效地减少。实践证实，应做好以下几个方面：一是，在对建筑构件的承载力进行验收的同时应对建筑结构在地震作用下的层间位移限值实施有效的控制。二是，具体的高层建筑工程项目设计时，我们应该采用积极的、基于位移的结构抗震方法，对设计方案进行定量的分析，确保结构的变形弹性可以满足地震的预期要求。三是，应综合分析建筑构件的变形和建筑结构的位移两者之间精确的关系，有效地确定构件的变形值。四是，结合建筑物的实际如建筑界面的应变分布及其大小来对建筑构件的构造需求进行有针对性的设计。五是，选择坚固的场地，实施建筑施工，亦是有效减少地震发生作用时能量的输入的另一个方面。
（3）通过大量的实践证明以及理论研究，针对现代的大型高层建筑，即便是其不具有很大的承载力，但是若是其具有较高的延性，那么即便是发生地震，也不会发生倒塌，因为地震中延性结构能够充分的吸收振动带来的能量，这样建筑物在地震环境中也能够保证形变程度在建筑结构承受范围之内。通过大量的实践活动证明，能够证明延性结构在抗性效果上作用明显，能够消除大量地震带来的不利影响，从而使得地震反应得以有效的减轻，促使地震给高层建筑带来的破坏被有效地减弱，避免重大损失的发生。
（4）设计的质量和方法决定着抗震效果的高低，因此，高层建筑抗震设计的结构体系必须得到足够的重视。从国内外高层建筑结构的设计体系上来看，主要有如下3种：“框筒结构”、“筒中筒结构”和“钢-混凝土混合结构”。
4 结束语
建筑的结构体系稳定是保证建筑安全的基础，因此在建筑体系设计中就应当充分考量建筑物的抗侧力性。概念设计在高层和超高层设计中举足轻重，概念设计的合理性是高层设计好坏的决定性因素。从结构体系选择以及材料应用上对结构体系的稳定性、安全性以及可靠性充分保障，以适应新时期高层以及超高层建筑的应用需求，不但满足人们的使用功能要求，同时在外观以及安全性上也满足现代社会不断发展的要求。
参考文献
[1]刘华新，孙志屏，孙荣书.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].辽宁工程技术大学学报，2007，2.
关键词：高层建筑；抗震；结构设计；理论
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A
1 我国的高层建筑发展历程
上世纪80年代，我国高层建筑在设计计算机施工技术等领域快速发展，100m左右及以上的将建筑快速发展，多以钢筋为主要材料，在层数与高度增加的同时，功能与类型也日益增多。各大城市几乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海锦江饭店为代表：高度达到153.52m，全部采用的钢结构体系；而深圳的发展中心大厦有43层，高度达到165.3m，算上天线高度达到185.3m，是我国第一幢大型的高层钢结构建筑。到了90年代，我国的高层建筑结构从设计到施工进入到一个新的阶段，除了体系与材料的多样化，高度上也有了质的飞跃。在1995年完工的深圳地王大厦，共有81层，高度达到385.95m，居世界第四高。
2 建筑抗震的理论
2.1 建筑结构的抗震规范
一般的抗震规范都是各国结合具体的情况进行的经验总结，是指导抗震设计的法定文件，及反应国家经济与建设的发展水平，也反映了各个国家的抗震经验。尽管抗震理论不断完善，技术水平也在不断地提高，但是必须要有实践的指导，要将建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意与疏忽。基于这一认识，现代建筑部分条文被列为强制条文，使用了“严禁、不得”等绝对性的字眼，同时也有不同条文有较大的自由空间。
2.2 建筑抗震设计的理论
当前建筑抗震设计的理论主要分为拟静力理论、反应谱理论及动力理论。拟静力理论起源于20世纪10～40年代出现的理论，在估测地震对结构的影响时，假设结构为刚性，地震水平作用在结构或构件的质量中心，地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。
反应谱理论是在上世纪40-60年展起来的，以强地震动加速度观测记录的增多与对地震地面运动特性的进一步了解，及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的学者对地震加速度记录的特性进行分析后获得的成果。
动力理论是上世纪70-80年代的应用较为广泛的地震动力理论，是在60年代以来电子计算机技术与试验技术的发展为基础，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性的反应过程也有了较多的了解，随着强震观测台的增加，各种受损结构的地震反应记录也在不断地增加。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它将地震作为一个时间过程，选择具有代表性的地震加速度时过程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，完成设计工作。
3 高层建筑的抗震结构设计
3.1 必要的抗震对策
在高层建筑结构的抗震设计中国，出了要考虑到概念的设计，还要进行验算，结合地震的情况，要在高度允许的范围内建造，增加结构的延性。在当前的抗震设计中，抗震验算及构造与措施等角度入手进行分析，提高结构的抗震性与消震性能。建立地震力与结构延性互相影响的双重设计指标，直到达到预期的抗震效果。当前强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
3.2 高层建筑的抗震设计思想
在《建筑抗震规范》中有明文规定，建筑的抗震设防要符合“三水准、两阶段”的要求。所谓的“三水准”就是指“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遇到第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物可以正常使用。一般情况下，建筑物不会被损害，也不需要修理即可使用。所以，高层建筑结构的抗震设计要满足地震频发下的承载力极限，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遇到第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物结构会发生损害，但是不经修理或者简单修理就可以继续使用。所以，建筑结构必须要有足够的延性能力，不会出现脆性破坏。当发生第三设防烈度地震的情况下，就是遇到本地区地震极限外的情况，结构会受到非常严重的损害，但是结构的非弹性变形距离倒塌仍有一段距离，不致产生危及生命的损害，保障了居住人员的安全。所以在进行高层建筑结构设计的过程中，要保证建筑的足够变形能力，其弹塑变形要在规范的数值之内，保证结构良好的抗震性能。三个水准烈度的地震作用水平是根据不同超越概率进行区分的，一般情况下是：
多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重现期1641-2475年，平均约为2000年。
从高层建筑的抗震水准来看，设防的要求是通过“两个阶段”设计来实现的，具体方法如下：第一环节，第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，提前计算出高层建筑结构在弹性状态下的地震作用效应，与风力、重力荷载进行高效组合。同时引入承载力抗震调整系数，进行构件截面的准确射击，进而达到第一水准的强度要求；然后是运用同一地震参数计算出结构的层间位移角，使其可以在抗震规范设定的限值之内；同时采用相应的抗震构造对策，确保结构可以有足够的延性、变形能力与塑形耗能，进而达到第二水准的变形目的。而第二阶段则是运用与第三水准对应的地震动参数，算出结构的弹塑性层间位移角，使其在抗震规范的限值之内，然后进行必要的抗震构造对策，进而实现第三水准的防倒塌目的。
3.3 现代高层建筑结构的抗震设计方法
在《建筑抗震设计规范》中对各类的建筑结构的抗震计算应该采用的方法都有明确的规定：高度要在40m之内，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法；特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
结语
地震是威胁较大的天灾之一，必须要加强防御，从上文的分析中我们可以看到，高层建筑的抗震结构设计必须要在要求的限值之内，保证结构的良好性能，提高建筑的使用性能。
参考文献
[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002.
[2]李彬.对于高层建筑结构的抗震设计探讨[J].中国新技术新产品.2012（02）.
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