高层建筑结构设计中关于如何规避“超限高层”问题的探讨

汪春福

福建省千亿建筑设计有限公司厦门分公司（361000）

高层建筑结构设计中关于如何规避“超限高层”问题的探讨

汪春福

福建省千亿建筑设计有限公司厦门分公司（361000）

这里主要针对如何规避“超限高层”问题进行探讨，并提出自己的一些看法，可供同行参考。

高层建筑；结构设计；超限高层

随着经济的高速发展,我国建筑业迅速发展,设计思想在不断更新，使得建筑的立面及平面设计越来越不规则，结构设计人员如果稍不注意就容易违反建质【2010】109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一中表二的要求，即为超限高层建筑工程，按该要点的规定，该工程就要进行抗震设防专项审查，即除了设计周期的时间延长外，还要采取比现行规范、规程的规定更严格的针对性强的抗震措施，也就是说该工程的造价无形中增也大了很多。现就最典型的建筑平面（见图1～2）的高层建筑工程作一个探讨。

图1 建筑平面图

按结构设计人员的工程经验，这两个平面的高层建筑位移比要想控制其小于等于1.2是很不容易的，这就存在着建质【2010】109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一表二中所列的第1项——扭转不规则。

这两个平面在1-1及2-2剖面处明显存在着建质【2010】109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一表二中所列的第2项——凹凸不规则（即平面凹凸尺寸大于相应边长30%）和第3项——楼板不连续（即有效宽度小于50%）。

图2 建筑平面图

综上所述，一个简单的高层建筑工程（如框架结构、剪力墙结构或框架—剪力墙结构等等），如果是这两个平面中的一个,那么就已经存在着建质【2010】109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一表二中所列的三项不规则类型:扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续，按该要点的规定,等于或大于三项就属于超限高层建筑工程，如果该工程是框支剪力墙结构，那么就存在着四项不规则类型，即:扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、构件间断，要想规避“超限高层建筑工程”,就要控制其不规则类型少于三项即只有两项或者一项。

对于该平面的框架结构、剪力墙结构或框架一剪力墙结构的高层建筑工程则只需减少一项就行了，上面说过这两个平面的高层建筑其位移比要想控制其小于等于1.2是很不容易的，那么就应在凹凸不规则、楼板不连续这两项不规则类型中减少1项就行了。按GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》统一培训教材第三讲第四节中所述，当楼梯间、电梯井设计成剪力墙井筒时，即洞口处均为连梁，则可以不计入楼板的洞口面积，这样楼板的有效宽度就可能大于或等于50%，“楼板不连续”这一项不规则类型就不存在了，仅有“扭转不规则及凹凸不规则”两项不规则类型，就规避了“超限高层建筑工程”，按一般高层建筑工程设计就行了。

对于该平面的框支剪力墙结构，仅减少这一项是不行的，还必须减少一项，控制位移比小于等于1.2是很不容易的，而“构件间断”是该结构本身自带的不能减少，就只能减少“凹凸不规则及楼板不连续”这两项不规则类型，“楼板不连续”可以按上述方法消除，“凹凸不规则”这一项可以在1-1及2-2剖面的外侧处增加楼板来解决，使其凹凸尺寸小于等于相应边长的30%，且按JGJ 3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.4.6条，所加楼板的宽度应大于等于2.0 m，这样就只有“扭转不规则及构件间断”两项不规则了，就规避了“超限高层建筑工程”，按一般高层建筑工程设计就行了。

上面所说的都是最典型的超限高层建筑工程如何规避的例子，还有些结构设计人员在整体计算中，当相邻楼层的侧向刚度变化不满足JGJ 3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.2条或相邻楼层的抗剪承载力之比不满足JGJ 3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.3条时，由于这两个条文不是强制性条文，所以结构设计人员一般都不调整，这样无形中建质【2010】109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一表二中所列的不规则类型又增加了刚度突变和承载力突变两项，按上面所述，应调整这两项不规则类型直至满足规范为止，才能规避“超限高层建筑工程”，对于有经验的结构设计人员来说，调整这两项不规则类型是很容易做到的。

当然建质【2010】109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一表二中所列的不规则类型还有:偏心布置（即偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%）、组合平面（细腰形或角部重叠形）、尺寸突变（竖向构件位置缩进大于25%，或外挑大于10%和4 m，多塔）、其他不规则形状（即局部的穿层柱、斜柱、夹层，个别构件错层或转换）等等，设计人员应根据工程的特性具体问题具体分析,这些不规则类型是完全可以规避的。

[1]建质【2010】109号超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[s].

[2]GB 50011-2010建筑抗震设计规范[s].

[3]JCJ 3-2010商层建筑混凝土结构技术规程[s].

[4]GB 50011-2010建筑抗震设计规范[s].