浅谈超限高层建筑的抗震设计及安全应对措施

马庆祥

改革开放以来，我国社会经济迅速发展，城镇化建设水平不断提升，超高层建筑、高层建筑越来越多。若仍采用常规抗震设计方法，很难满足当前大型化、高层化建筑抗震性能需求。针对这一现状，本文提出了超限高层建筑的抗震设计方案，并以某建筑项目1#楼为例，阐述了抗震设计要点及安全应对措施，从而保证超限高层建筑抗震设计的合理性、有效性。

超限高层建筑;抗震设计;安全应对措施;工程概况

抗震是为了减轻地震灾害对人类社会的影响，抗震设计是建筑工程界研究的重点，通过抗震设计，可以真实、客观评价地震的安全性和抗震设计的合理性。在建筑抗震设计当中，始终坚持三项原则，即“小震不坏、中震能修、大震不倒”，具体如表1所示。

与此同时，在超限建筑抗震设计中，应用到很多重要理论知识，如超限建筑结构分类、设计理念、性能目标等等，针对超限建筑抗震设计实践而言，这些理论观点具有重要的指导价值。

某建筑为商住两用项目，总面积为101 218.9㎡，地上、地下面积分别为87 423.74㎡、13 795.16㎡。本项目由6栋建筑及地下室组成，地下室将地上6栋建筑连成一个整体，利用抗震缝将地面以上部分进行合理分割，构成一个独立式的结构设计单元，图1为效果图。

为更好地进行分析，以1#楼为例，本楼为超限建筑，具体情况为本工程地上共18层、地下为1层，属于商住两用项目，其中地上1～2层为商业用房，2～18层为住宅用房，地下1层为车库。42.000是对应1#楼相对标高±0.000的绝对标高，0.30 m为室内、外高差。该楼地下室内不含人防设计。

根据地区实际情况和工程建设要求，为该工程建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为标准设防类（丙类）。多遇地震情况下，地上、地下建筑抗震设防参数如表2所示。

通过实地勘查报告可知：本场地内未见大断裂构造通过，周围未见地面坍陷等不良地质情况。本工程抗震设防烈度在6度以下，设计基本地震加速度值在0.05 g以下，可得出拟建场地属于建筑抗震一般地段。本结构设计情况如表3所示。

结上述分析，按照结构布置原则，结构具体设计如下：

（1）转换柱设计。作为建筑结构抗震设计中的关键构造，转换柱设计应符合小震弹性要求，同时保证中震正截面承载力不屈服，斜截面抗剪承载力达到规定要求，相比常规设计，其应具有更高抗震能力。根据本工程实际情况，在设计中可适当提高转换柱抗震构造措施等级 。

（2）框架梁设计。建筑物周围的边梁在抗震设计中可适当加强，从而整体上增强建筑物的抗扭刚度。

（3）转换梁设计。转换梁设计等同于转换柱要求，作为建筑结构抗震设计中的关键构造之一，转换梁设计应符合小震弹性要求，同时保证中震正截面承载力不屈服，斜截面抗剪承载力弹性等达到规定要求，相比常规设计，其应具有更高抗震能力。根据本工程实际情况，在设计中可适当提高转换梁抗震构造措施等级。

（4）楼板设计。加强开洞区域楼板处理，通常情况下，该区域整体厚度设为120 mm，周围区域则需进行楼板加厚，如做双向双层配筋，并将双层斜向钢筋设于阴角处。

（5）地下室顶板设计。对开洞地下室顶板进行加强处理，根据工程实际情况，选取现浇梁板体系，根据有无覆土区确定楼板厚度。第一，无覆土区楼板厚度大于等于180 mm;第二，有覆土区楼板厚度大于等级250 mm，双层双向配筋，保证在0.25%以上。

（6）填充墙设计。为提高建筑结构抗震性能，降低建筑物重量，可采用轻质墙体材料用于填充墙设计。

作为一个不规则超限高层建筑，该工程存在扭转不规则、错层等情况。在设计过程中，针对构件部分，为增强抗震安全性，需采取相应措施加大安全设计。

为达到各楼层最小水平地震力规定要求，应对弹性阶段设计内力进行适当调整，保证在多遇地震条件下，建筑结构仍可达到弹性阶段设计要求。针对框架—剪力墙结构的两个不同方向框架部分，需适当调整不同向所承担的地震剪力，保证框架和剪力墙能够有效协调，从而构建一个完整的双重抗侧力结构体系。

（1）剪力墙及框支柱加强措施。第一，按一级抗震设落地剪力墙约束边缘构件配筋，控制配筋率在1.2%以上，从而增强剪力墙延性及变形能力。控制墙体水平和竖向分布配筋率在0.35%以上，将约束边缘构件设于过渡层，保证在风荷载、地震条件下，有效提升底部剪力墙的抗剪、抗拉性能。第二，按一级抗震设框支柱，控制框支柱轴压比在0.6以下，进一步减小框支柱的压应力，增强框支柱的变形能力。第三，以井字复合箍形式安设框支柱全高箍筋，控制箍筋间距在100 mm以内，控制纵筋配筋率在1.4%以上，满足规范要求。

（2）框架加强措施。严格遵循“强柱弱梁”的基本原则进行框架加强设计，即框架抗震等级按三级设置，框支柱抗震等级按一级设置，框支梁抗震等级按二级设置，从而有效增强框架的延性。

（3）楼板加强措施。根据设计方案，需适当加强错层处的楼板，即加厚板厚，配筋以双层双向为主，并控制配筋率在0.3%以上。此外，还需加厚转换层楼板厚度，加至180 mm，配筋以双层双向为主，控制配筋率在0.25%以上。并将转换层楼层上一层进行楼板加厚处理，为120 mm。

综上所述，我国地域辽阔，地处地震多发地带，受地震灾害影响较大，保证高层建筑抗震性能成为当前亟待解决的难题。随着国民经济的迅速增长，建筑工程逐步向大型化、高层化方向发展，现代高层建筑形态更加复杂，楼层越来越高，进一步加大设计难度。在高层建筑结构设计中抗震设计是一个绕不开的话题，其直接关乎建筑物的整体构造质量。为此，本文提出了超限高层建筑抗震设计，希望通过合理的设计，提高建筑物的抗震性能，保证施工安全，避免造成严重损失。

[1]梁洁.超限高层建筑结構基于性能抗震设计的研究[J].中国房地产业，2018（13）：76.

[2] 陈琳.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].百科论坛电子杂志，2019（8）：59.

[3] 王岩.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].房地产导刊，2015（27）：117.

[4] 高彩霞.关于超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].建筑工程技术与设计，2015（34）：380.

[5] 徐磊.关于超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].建筑工程技术与设计，2016（3）：238.

[6] 熊勇.某超限高层建筑结构的抗震性能设计[J].广东土木与建筑，2013，20（8）：7-9+34.

[7] 朱东烽.某超限高层建筑基于性能的结构抗震设计[J].科技创新与应用，2012（8）：165-166.

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（Xuchang Boxiang Construction Engineering Quality Inspection Co.， Ltd.， Xuchang Henan  461000）

Since the reform and opening up， with the rapid development of China's social economy and the continuous improvement of urbanization construction level， there are more and more super high-rise buildings and high-rise buildings. If the conventional seismic design method is still used， it is difficult to meet the current seismic performance requirements of large-scale and high-rise buildings. In view of this situation， this paper puts forward the aseismic design scheme of out of limit high-rise buildings， and expounds the key points of aseismic design and safety measures for a building project， so as to ensure the rationality and effectiveness of aseismic design of out of limit high-rise buildings.

transfinite high-rise building; aseismic design; safety response measures; project overview