关键词：超高层；复杂高层；建筑结构；设计要点
1超高层及复杂高层建筑结构设计的要求
（1）科学分析构造。在设计超高层及复杂高层建筑结构过程中，设计人员需要对建筑的整体构造进行合理设计，严格遵循实用性与稳定性的原则，对结构设计细节加以高度重视，加固设计部分应力符合集中的部位。同时设计人员需要综合分析外界的环境因素，如风向风力、温度变化等，以免建筑物出现形变和侧移等问题，确保构造的稳定性[1]。此外，设计人员需要准确把握建筑材料的性能，尤其是材料的形变能力和延展性，以便因材料质量问题而影响建筑构造的使用性能。（2）优选结构方案。结构方案的选择是超高层及复杂高层建筑建设的前提与基础，因此设计人员需要以工程实际情况为依据，科学确定结构方案，在确保结构安全稳定的基础上，协调好建筑成本投入及结构优化之间的关系。同时构建系统科学的评价方案，在评价体系中纳入相关的评价标准，如自然因素、施工工艺、工程材料和设计要求等，然后分析和对比超高层及复杂高层建筑的结构设计方案，优选出最佳方案，保证工程的有序实施。（3）完善计算简图。在结构设计环节，计算简图的目的就是为方案的选择提供数据支撑，达到结构精细化分析的目的。由于计算简图的完善与否直接关系到结构设计的科学合理，因此在实际工作中，设计人员应体现出计算简图的全面性与直观性特征，对结构简图的绘制误差进行科学控制，以便获得关键性的内容，真实准确反映出工程的结构信息，便于工程的顺利开展。
2超高层及复杂高层建筑结构设计的要点
超高层及复杂高层建筑结构设计的要点具体表现为以下几方面：（1）注重概念设计。在超高层及复杂高层建筑的结构设计中，需要高度注重概念设计，适当提高结构的均匀性、完整性、规则性，保证结构抗侧力与竖向的传力路径相对直接与清晰；同时在设计中适当融合节能和环保的理念，构建切实可行的耗能机制，关注材料与结构的利用率，保证结构受力的完整性。（2）加强抗震设计。抗震设计保证超高层及复杂高层建筑安全性的前提与基础，要想做好抗震设计应做好如下几点：①关注抗震结构设计的方法和质量。由于地震作用方向的随机性强，对地震荷载进行准确计算后，需要从构件与结构等方面出发，科学选用抗侧力结构体系，使刚心与形心相重合，提高结构安全性能[2]。②认真考虑抗震设防烈度。抗震设防烈度是建筑结构设计的重要内容，在烈度设计中应以建筑物最大承受强度大小为主，以此增强建筑物的安全性与经济性，有效减少建设误差，保证人们的生命财产安全。③科学选择建材。抗震设计材料应具备材质均匀、高强轻质等特点，并且构件连接应有良好的延性、连续性、整体性，这样才能有效消耗地震的能力，降低地震反应，减少因地震造成的损失。④加强构件强度。为了增强超高层及复杂高层建筑结构的抗变形能力和抗震性能，可以选择强度较大的结构，如钢结构、型钢混凝土结构、混凝土结构等。（3）合理选择结构抗侧力体系。要想保证建筑的安全性，必须要对结构抗侧力体系进行科学选择，但是在选择过程中需要注意几点：①在实际设计环节，应该高度重视相关结构抗侧力构件的联系，使其形成统一和完整的整体。②如果建筑结构中涉及诸多抗侧力结构体系，则需要对其进行认真分析，科学评判其贡献程度，对其效用进行详细考察[3]。③从建筑物实际高度出发，对所学的结构体系进行确定，如建筑物高度不超过100m，框架剪力墙、框架、剪力墙为最佳体系构成；高度保持在100~200m的范围内，剪力墙和框架核心筒为最佳体系构成；盖度在200~300m的范围内，框架核心筒和和框架核心筒伸臂为最佳体系构成；高度低于600m时，衔架、斜撑、组合体、筒中筒伸臂、巨型框架为最佳体系构成。
3结束语
在超高层及复杂高层建筑结构设计过程中，需要对其设计要点进行准确掌握，从施工过程、抗震设防烈度和结构方案等方面处罚，做到科学分析构造、优选结构方案、完善计算简图，并加强抗震设计，注重概念设计，合理选择结构抗侧力体系。这样才能提高材料的利用率，保证建筑结构的稳固性和安全性，增强建筑的整体质量和使用性能，达到良好的设计效果。
参考文献
[1]吴荣德，李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].住宅与房地产，2015，28：40.
[2]胡先林.试论复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建材与装饰，2016，10：124~125.
超高层建筑高度要求与结构类型和抗震烈度密不可分，超高层结构设计要进行两种方法以上的抗震核算，并且进行抗震设防专项审查。世界超高层建筑有迪拜哈利法塔，高828m；广州塔，高600m、上海环球金融中心，高492m等。超高层建筑因其超高的高度而具有不同于普通建筑和高层建筑的特点。首先，对于超高层建筑，传统的砖、石等材料已难以适用，其结构类型也更具选择多样性，如钢筋混凝土结构、全钢结构和混合结构等。其次，超高层建筑的垂直交通与消防，由于其超高的高度，较依赖于垂直交通，同时也给消防增加了困难，这就要求超高层建筑的每一层都需设置灵敏的烟雾报警器、自动喷淋和适当的避难所。最后，超高层建筑通过对风作用效应、重力荷载作用效应、施工过程的影响、空间整体工作计算、结构整体内力与位移、抗震性能等设计计算分析，进而提高超高层的抗震性和安全性。
2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制
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。
5结语
关键词：超高层建筑 结构概念设计 结构体系
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
随着经济的高速发展，人们对建筑功能的要求多样化，超高层建筑相继拔地而起。由于超高层建筑结构复杂多样，设计计算结果与实际相差较大，分析计算往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，所以必须重视概念设计。
一、结构设计特点
1. 重力荷载迅速增大
随着建筑物高度的增加，重力荷载呈直线上升，作用在竖向构件柱、墙上的轴压力增加，对基础承载力的要求也将提高。
2. 建筑物的水平位移
①风作用效应加大
风是引起结构水平位移的主要因素，作用在建筑物上的风荷载沿高度方向呈倒三角形状。建筑物越高，风合力就越大，合力作用点就越高，对建筑物产生的作用效应也越大。
② 地震作用效应加大
建筑物高度的增加使结构自重增加、重心提高，地震作用产生的水平剪力和竖向力增大，作用位置提高，整个结构内力增加，地震时将加速薄弱部位的破坏。
3 .P效应
超高层建筑高宽比大，侧高刚度较弱，水平位移大，重力与水平位移所产生的附加弯矩常大于初始弯矩的10％，必须考虑重力二阶P效应。
4. 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大
竖向构件的总压缩量主要由受力变形、干缩变形和徐变变形三部分组成。构件的总压缩量随着构件的高度H、平均亚应力的增加而加大。
5. 倾覆力矩增大，整体稳定性要求提高
建筑物高度的增加使侧向力引起的倾覆力矩增大，抗倾覆要求提高。工程中常采取增加基础埋深，加大基础宽度等措施来满足整体稳定性要求。
6. 防火、防灾的重要性
超高层建筑多采用钢混结构和钢结构，钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。因此防火、防灾设计尤为重要。
7. 围护结构的抗风设计
建筑物高度的增加使得垂直于围护结构表面上的风载标准值也迅速增大，因此必须对围护结构进行抗风设计。如采用玻璃幕墙围护，其风载更大，须采用结构玻璃满足强度要求，铝合金龙骨满足变形要求。
8. 超高层建筑的节能问题
从超高层建筑的建筑节能优化设计技术看，建筑的高度变化导致相关参数的变异，进而很大影响建筑能耗的变化。高度超过100米的高空风速会提高到3米/秒，若高达400～500米时风速可达到5米/秒以上，温度随高度的变化也会有明显的降低，通常会有每百米高度的温度下降0.6～1.0℃，仅这个变化足可以相当于把建筑物移动了一个2级气候区。建筑节能设计标准所能约束的节能技术还不能够完全适用于超高层建筑，在现行建筑节能设计标准中设计到遮阳、通风等技术的规定，对超高层建筑无法适用，标准规定的建筑能耗的权衡判断方法也是基于建筑物全楼整体建模的一种评价方法，而受目前能耗模拟工具的计算能力所限，超高层建筑中的计算对象规模远远超出了软件的计算能力。
9. 建筑物的重要性等级提高
超高层建筑作为当地的标志性建筑，在政治、经济、文化中所起的作用大，破坏影响较大，波及范围较广，因此结构设计的可靠度要提高。一般情况重要性系数取1.1。
二、结构设计方法
1 减轻自重，减小地震作用
采用高强轻质材料，全钢结构、幕墙围护、轻质隔断等，减轻结构自重，减小地震作用。
2 降低风荷载作用力
① 减小迎风面积
正方形平面形式横向迎风面最小，如果计算对角线方向的迎风面宽，则圆形平面最小。在立面上适当位置开阔泄风，风力能很好有效地降低。
② 采用上窄下宽的立面体型，既减小高风压在高处的迎风面积，又降低风作用重心，使建筑物底部的倾覆总弯矩减小，同时上窄下宽的立面体型对建筑物底部来说增大了抵抗矩，提高了稳定性。
③ 选用体型系数较小的建筑平面形状
体型系数从大到小依次正方形－正多边形－圆形，采用流线尖滑的外形，避免凹凸多变的建筑形状，减小整体和局部风压的体型系数。
④ 采用剪力墙结构系统
采用剪力墙结构体系以增加建筑物的侧向刚度，是控制建筑物水平位移的有效方法。
3加强抗震措施
① 选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图，合理的地震作用传递途径。采用圆形、正多边形、正方形等平面形状，可以使整体结构具有多向同行，避免强弱轴的抗力不同和变形差异。功能复杂的建筑常常是各种结构体系的综合，具体设计应注意以下几个问题：
a 结构平面形状尽可能对称，由于地震作用的方向具有随机性。风作用虽然有主导方向，但最大值也具有随机性。因此选用具有对称性、多向同性布置的抗侧力结构体系，有利于形心和刚心的重合。
b 竖向构件尽可能连续，避免抗侧力构件的间断，从而形成薄弱层、薄弱部位，对抗震不利。
c 应设计成具有高延性的耗能结构，设置多道抗震防线。
d 增加超静定次数，增加重要构件的传力线路，提高结构的抗震能力。
e 在满足强度、刚度要求的前提下，选择具有较好延性的结构材料，增加总体变形能力，增加结构耗能。
f 建立整体屈服机制，避免失稳破坏，并做到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件设计，对容易失稳的结构做到强支撑，对受弯构件做到强压弱拉。
g 注意调整结构布置、防震缝的设置、转换层、转换层和水平加强的处理、薄弱层和薄弱部位的加强。
② 进行小模型风洞试验，获取有关风荷载作用参数；通过振动台试验，获取有关地震作用参数。
③ 采用智能化设计，提高结构的可控性。应用传感器、质量驱动装置、可调刚度体系等和计算机共同组成主动控制体系，提供可变侧向刚度，控制结构的地震反应等。
④ 提高节点连接的可靠度，刚结构节点的焊接处理，钢混结构中型钢、钢板与混凝土的连接等。
4 减小震动，耗散输入能量
采用阻尼装置加大阻尼比，减少振动影响。选用耗能、减振的结构体系，如采用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段，采用橡胶支座可以减振等。
5 结构底部的嵌固部位的确定
在进行超高层建筑结构设计计算分析之前，必须首先确定结构嵌固端所在的位置。确定嵌固部位可通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现，嵌固端的选取可能因建筑物的各种不同情况而定：
① 不设地下室但基础埋深较大。
② 有地下室但地下室层数有多有少，而且基础形式不同，产生不同的技术问题。
三、结构材料选用
超高层建筑结构材料要求更轻、更强、更具有延性。钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土和纯钢混凝土都可作为结构构件的主要材料；而外墙围护多采用玻璃幕墙、铝合金幕墙、钢塑复合材料等；内部隔墙多为轻质隔断；在普及C50、C60级混凝土的工程应用，扩大C70、C80级的工程试点的同时，开发配制C100级高强混凝土。
四、结构体系选用
更具整体性，更具各道抗震抗线，更具延性的结构体系是超高层建筑结构体系的首选，按照建筑适用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般常见有以下几种结构体系：
1 框架－剪力墙结构体系
2 巨型框架结构体系
3 框－筒结构体系
4 筒中筒结构体系
5 束筒结构体系
6 内筒外巨型框架加外斜撑结构体系
7 内筒外框并带多个加强层的结构体系
8 钢结构
关键词：超限高层建筑，抗震设计，建筑结构
Abstract: This paper introduces the general situation of Guangzhou urban village reconstruction project of high-rise building project, the center for out-of-codes structure are analyzed, and puts forward some measures for structure design and anti-seismic structure, and the structure calculation and analysis, has a certain reference value.
Key words: high-rise building, seismic design, building structure
中图分类号: TU3 文献标识码：A文章编号：
1 工程概况
本项目建筑用地面积9934m2，总建筑面积为78862m2，其中地下建筑面积10652m2。本工程为高层建筑，地面以上31层，建筑物总高度为86.8米。地面以下2层，主要为停车库及设备用房，其中地下2层为核六级人防地下室。
2 结构布置、选型和材料
2.1 结构体系
工程采用部分框支抗震墙结构体系。结构的主要抗侧力构件为抗震墙，以提供结构的抗侧及抗扭刚度。
2.2 楼盖体系
根据结构体系特点、使用要求和施工条件，本工程均采用现浇钢筋混凝土梁板体系，整体性良好。
(1）地下室底板采用平板结构，板厚h＝550mm；地下室负一层楼板采用平板结构，板厚h＝250mm,柱帽厚h=700mm；首层（地下室顶板）采用梁板结构，板厚h＝180mm；塔楼地上部分板厚为100~150mm，屋面层板厚h＝120~150mm。
(2）加强薄弱部位连廊板配筋，来抵抗连廊两边楼层变形不均时的应力差引起的开裂。
(3）转换层楼板厚h＝180mm，双层双向配筋，以承担较大的水平力转移。
(4）核心筒旁楼板薄弱处，楼板加厚至h＝150mm并双层双向配筋。
2.3结构缝的设置
工程地下室根据建筑功能使用、防水及结构耐久性的要求，为避免设缝削弱结构的整体性及对防水、通风等建筑构造带来的困难，地下室结构不设置伸缩缝。地上部分相邻塔楼之间设置防震缝，防震缝宽250mm。
2.4计算嵌固层的确定
工程地下室顶板采用梁板结构，结构地上一层的侧向刚度小于地下一层相关部位楼层侧向刚度的0.5倍，故本工程计算嵌固层确定为地下室顶板，该层楼板厚度为180mm，并采用双层双向配筋加强。
2.5 结构转换层型式
根据建筑功能的要求，本工程部分局部结构竖向构件上下不连续贯通，需要进行竖向构件转换。考虑工程实际情况，在不影响建筑功能使用的前提下，在地下室顶板及二层楼面设置转换梁进行竖向构件转换，部分转换梁因剪力较大、层高受限，采用型钢混凝土组合梁。
2.6 主要构件尺寸
(1)抗震墙：
地下室位置抗震墙厚度均为400mm；塔楼位置抗震墙，除首层抗震墙厚度为400mm，其余楼层剪力墙厚度均为200mm。
(2)框支柱
采用钢筋混凝土柱，有1500X1200，1450X800，1200X1200，1200X800。其中部分采用型钢混凝土柱（仅用于型钢混凝土转换梁两端的转换柱）
(3)转换梁
采用型钢混凝土梁1000X2000,采用钢筋混凝土梁800X2000,800X1800
2.7基础类型
根据地质勘探资料，本工程采用旋挖桩基础，基础入中风化砂砾岩深度为3~8米，直径分别为0.8米、1.2米、1.6米、1.8米。
3 结构超限类型和程度
3.1 特殊类型高层建筑
工程采用部分框支抗震墙结构体系，不属于《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》暂未列入的其他高层建筑结构。
3.2 高度超限判别
工程建筑物高88.6米，按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）4.2.2条：框支抗震结构7度A级高度钢筋混凝土高层建筑适用的最大高度为100m，本工程属A级高度高层建筑结构。
3.3 超限情况总结
工程1栋、4栋采用部分框支抗震墙结构，存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、构件间断、局部穿层柱等不规则5项；2栋、3栋采用抗震墙结构，存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、局部穿层柱等不规则4项，四栋建筑均属A级高度的超限高层建筑。
4 抗震设防要求及抗震性能目标
4.1 抗震设防目标
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的要求，建筑结构以“三个水准”为抗震设防目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。各阶段抗震设防水准的具体表述如表4.1。
表4.1抗震设防目标要求
4.2 结构关键抗侧力构件抗震性能目标
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的要求及工程的实际情况，本工程在多遇地震（小震）下满足抗震性能第1水准的要求，在设防地震（中震）下满足抗震性能第3水准的要求，在罕遇地震（大震）下满足抗震性能第4水准的要求，各性能水准结构预期的震后性能状况如表4.2。
表4.2 各性能水准结构预期的震后性能状况
注：“普通竖向构件”是指“关键构件”之外的竖向构件；“关键构件”是指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏；“耗能构件”包括框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑等。
5弹性计算结果及分析
5.1工程的整体计算
由于本工程为超限高层建筑，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.1.13条规定，采用两个不同力学模型的空间分析程序进行计算分析，选用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件（简化墙元模型，2008版）和深圳市广厦科技有限公司编制的GSSAP软件（细分墙元模型，14.0版）。结构计算考虑偶然偏心地震作用、双向地震作用、扭转耦联及施工模拟。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.3.4条和第5.1.13条规定，采用弹性时程分析程序对建筑物在多遇地震作用进行补充验算。
5.2 结构的弹性时程分析
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第5.1.13条规定，本工程采用了弹性时程分析方法进行了补充计算。
本工程为带转换层的复杂高层建筑，抗震设防烈度为7度，根据《高规》第3.3.4条第3款、第3.3.5条和第5.1.13条第3款的规定及《建筑抗震设计规范》的要求，需进行弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。输入地震波为两组实际地震记录（SATWE软件选波），并在由《场地地震安全性评价报告》提供的地震波中选取一条场地合成人工波USER3输入SATWE进行弹性动力时程分析。进行弹性动力分析时按7度地震Ⅱ类土，50年时限内超越概率为63.2%（小震），阻尼比为0.05考虑。
5.3 结构的中震验算
对设防烈度地震（中震）作用下，除普通楼板、次梁以外所有结构构件的承载力，根据其抗震性能目标，按最不利荷载组合进行验算，但不考虑规范规定的构件内力增大、调整系数。根据《场地地震安评报告》，在计算设防烈度地震作用时，水平最大地震影响系数αmax＝0.239，阻尼比ξ= 0.05。墙、柱在中震作用下未出现屈服，部分楼层的个别连梁、框架梁的配筋需求比多遇地震作用下的需求要高，仅小部分连梁和框架梁出现屈服情况。
5.4 楼板应力分析
为满足抗震性能目标的要求，确保中震作用下楼板能可靠地传递水平力，针对模型结构标准层楼板大开洞等楼板平面不规则的情况，采用PMSAP进行中震作用下弹性楼板应力分析，计算结果显示各工况下主应力与剪切应力均较小，只有在楼板开洞边角和与剪力墙角交接的地方出现的应力较大,是需要注意加强的部位，凡是拉应力大于混凝土抗拉强度处，均由钢筋承担拉力。6超限处理主要措施
6.1设计和构造措施
(1)本工程的框支柱和转换梁是本工程的重要构件，因此，按中震弹性、大震不屈服性能目标进行设计，在部分构件中设置型钢，增强了构件在地震下的承载力和延性。框支柱的轴压比在0.6以内。
(2)本工程中抗震墙是主要的抗侧力构件，所以应该提高关键部位墙肢的延性，使抗侧刚度和结构延性更好地匹配，达到有效地协同抗震。
a) 抗震墙墙肢轴压比控制按“高规”要求不大于0.6。
b) 底部加强区剪力墙抗震等级为二级，墙身水平和竖向分布筋配筋底部加强部位最小配筋率0.25％；约束边缘构件竖筋最小配筋率为1.05％，体积配箍率不小于1.7％（箍筋采用Ⅱ级钢）。
c) 抗震墙底部加强区满足大震不屈服性能目标。
(3)转换层楼板取h＝180mm，每层每方向的配筋率不小于0.25％。转换层以上一层楼板、楼板局部不连续的楼层楼板，板厚均为h＝150mm，每层每方向的配筋率不小于0.25％。
6.2计算手段
(1)设计时分别采用两个空间结构分析程序SATWE和GSSAP进行计算，考虑扭转耦联和偶然偏心地震作用；对关键构件如转换柱、转换梁等采用两个计算程序的计算结果的包络值进行设计。
(2)按规范要求，选用两组II类场地上的地震波和一组《地震安全性评价报告》所提供的场地人工波，对结构作弹性时程分析，并将结果与反应谱分析结果相比较。
(3)对关键构件进行中震弹性验算，了解其抗震性能，并采取相应加强措施。
(4)针对上述超限情况，采用PUSHOVER对本工程结构进行罕遇地震下的弹塑性静力分析，以确定结构能否满足第二阶段抗震设防水准要求，并对薄弱构件制定相应的加强措施。
7 结语
某项目地上建筑面积为13.45万m，地下建筑面积为4.3万m，总建筑面积为17.75万m。根据岩土工程勘察报告，本工程场地地基土层为第四纪冲海积的黏土和淤泥层，基底岩性为侏罗纪熔结凝灰岩，场地内无液化土层。宾馆塔楼柱下荷载最大达3.8×104kn，商务塔楼柱下荷载最大达3.5×104kn，采用大直径灌注桩，平板式桩筏基础。经优化比较，桩径 700～1100较为合理。商务楼和宾馆塔楼下筏板厚度为3m，其他位置底板采用厚板式，板厚为1.2m。针对本工程塔楼和辅楼预期存在的沉降差异问题，在各塔楼与辅房之间设置后浇带，并配合相应的后浇带处理措施和大体积混凝土浇筑措施，解决了超长结构混凝土的收缩裂缝问题和塔楼与辅楼间的沉降差异在基础底板中产生过大内力的问题。
二结构设计与计算
⑴结构体系。塔楼外框架柱采用现浇钢筋混凝土柱，钢筋混凝土柱外框架体系将作为有效的承重支撑，大部分竖向荷载通过轴力方式向下传递，而混凝土核心筒除了承受竖向荷载外，其主要功能是提供强大的抗侧力能力。《建筑抗震设计规范》规定：6度区现浇钢筋混凝土框架一核心筒结构适用的最大高度为150m，本工程两塔楼的房屋高度均为161.1in，仅超过11.1m；本工程属b级高度，而《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：6度区框架一核心筒结构b级高度建筑的最大适用高度为210m，还有48.9m才超限；大跨度钢结构连廊的存在使得本工程属于特殊类型的高层建筑(大跨度连体)。但由于本工程塔楼高宽比h／b为4.4并不大，两塔楼的平面及竖向结构特性变化较少，且连廊与塔楼采用弱连接，对塔楼耦合影响小。计算分析结果也表明无异常薄弱层出现，且以风荷载为控制水平作用。综上所述，本工程有两项轻微超限，设计时采取必要的抗震加强措施，在技术上是可行的，顺利通过设计审。
⑵弹性计算。本工程采用中国建筑科学研究院编制的《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件sat–we》、《特殊多、高层建筑结构分析与设计软件pm—sap))及美国csi公司的国际通用结构分析与设计软件etabs等三个程序进行整体计算，均采用抗震耦联分析并考虑偶然偏心。用satwe程序进行弹性动力时程分析。两塔楼的自振特性计算结果见表1和表2，三个软件的计算结果较接近，从侧面反映出结构模型和分析的正确性。结构的主要振型以平动为主，扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1自振周期之比，宾馆塔楼分别为0．577、0．605、0．538，商务塔楼分别为0．593、0．603、0．529，均小于0．85，满足《高层建筑混凝土结构技术规程(jgj3—2002)》的要求。
风荷载及多遇地震作用下的结构反应计算是结构设计中的重要内容，结构在风荷载及多遇地震作用下结构最大点位移和最大的层间位移角，可见在风荷载和地震作用下的层间位移角度均小于规范限值。两塔楼产生的最大屋面位移及最大层间位移角均是x方向风荷载作用下产生的，其中商务塔楼最屋面位移为93．44mm，最大层间位移角为1／1537；宾馆塔楼最大屋面位移为82．83mm，最大层间位移角为1／1743。最大层间位移角均小乎规范所规定的限值1／800。本工程塔楼属于风荷载为控制水平作用，在考虑偶然偏心影响的水平地震作用下，楼层竖向构件最大水平位移和层间位移与其平均值之比小于规范限值，说明结构具有很好的抗扭刚度。
地震作用下楼层剪重比也是结构整体分析的重要内容，计算结果表明，两塔楼各层x方向和y方向的层间地震剪力均满足规范的最小剪重比要求。宾馆塔基底框架和核心筒的x方向倾覆力矩分别为2.83×105knm，6.55x105knm；y方向倾覆力矩分别为2.66×105knm，8.09×105knm。商务塔基底框架和核心筒的x方向倾覆力矩分别为3.21×105knm，6.08×105knm；y方向倾覆力矩分别为2.37×105knm，7.66×105knm。核心筒所占倾覆力矩沿结构高度始终大于总地震倾覆力矩的50％，表明对于整体结构安全度是可靠的。
⑶弹性时程分析。按照《岩土工程勘察报告》确定的场地类别，采用《工程场地地震安全性评价报告》提供的地震动参数，选择两组实际地震记录波和一组人工模拟地震波进行弹性动力时程分析。每条时程曲线计算所得的结构底部剪力大于cqc法求得的底部剪力的65％，三条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值大于cqc法求得的底部剪力的80％。cqc法计算结果基本包络三条时程曲线计算所得的平均值，仅在结构顶部的少数楼层地震剪力偏小，说明设计反应谱在长周期阶段的人为调整以及计算中对高阶振型的影响估计不足，设计时将对顶部楼层的地震剪力进行调整，满足对时程分析法的内力包络要求。除此以外，结构内力和配筋可直接按cqc法计算结果采用。
⑷中震不屈服分析和动力弹塑性分析。如前所述，本工程平面及竖向结构特性变化较少，多遇地震下的计算结果也无超限情况出现，鉴于本工程建筑等级较高为确保结构安全可靠，我们依然对其进行了中震不屈服验算，使剪力墙、柱、连梁和框架梁等重要抗震构件在中震作用下不屈服。
通过中震不屈服计算和判断，两塔楼结构体系中竖向构件在中震作用下保持着良好的弹性性能，而水平构件特别是连梁则有部分进入屈服状态，通过调整连梁和框架梁的配筋和对部分连梁截面进行调整，才使所有主要水平构件不进入屈服状态。这从设计上保证了中震不屈服的落实，体现了地震中各构件的屈服顺序基本上是首先连梁屈服，其次有部分框架梁屈服，而竖向构件则未出现屈服情况。
三主要技术及措施
⑴空中连廊支承结构抗震加强措施。连廊弱连接支座留足连廊两端活动空间确保不出现下坠，采用抗拉铰接万向支座，并用侧面限位器固定，确保水平荷载直接传递到塔楼主结构。支承连廊的框架柱抗震等级提高为一级，以确保安全性。
⑵连廊及顶部塔楼结构抗震加强措施。连廊采用空间钢结构桁架，钢筋混凝土楼板的形式，并进行专门设计。顶部莲花座高度较高且外形复杂，采用将芯筒适度上升，外复钢结构形成莲花座外形的结构设计，能极大地减轻自重保证结构强度，从而有效克服鞭梢效应，且施工方便。
⑶平面扭转不规则抗震加强措施。主要采取调整抗侧力构件的布置，使质心与刚心尽量重合，并加大结构的扭转刚度，以减小结构扭转效应，使结构各楼层的位移比不大于1.4。例如由于塔楼平面存在局部凸出圆弧，部分楼层的x向最大水平位移与平均层间位移比值超b级高度的1.4，最大达到1.47，最终通过适当加宽圆弧内柱子x向柱宽，并加强两柱联系梁刚度得以解决。
⑷侧向刚度不规则抗震加强措施。适当加大立面变化处楼层的板厚及配筋，并采用双层双向配筋，加强与立面变化楼层相交的竖向构件的配筋，如25层局部凸出圆弧结束，竖向构件截面变化则避开25层，并适当加强24～26层竖向构件配筋。
关键词：超限高层，梁式转换 ， 上部结构 ， 基础设计
Abstract: the article mainly in guangzhou a high-rise hotel building project overrun seismic design main point to carry on the analysis, including the structure system layout, of the whole structure of the elastic computation analysis, the lateral stiffness calculation, and so on. Analyzes the structure characteristics of this project, and produced by the off-gauge problems of structure adjustment and take the structure seismic strengthening measures overrun.
Keywords: overrun high-rise, beam type conversion, the upper structure, basic design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某高层酒店建筑项目，位于广州市海珠区新港东路北侧琶洲村，地上总建筑面积38800m2，地下建筑面积约47460m2，地下3层，地下室底板面标高-14.000m，室外地面标高为-0.250m；酒店地上15层、房屋高度62.250m，采用框架-剪力墙结构。
2 地基与基础设计
2.1 岩土层结构
本工程场地岩土层按地质成因自上而下分为人工填土层Q4ml、海陆交互相沉积淤泥质土层Q4mc、淤泥质砂层Q4mc、冲积～洪积砂层Q3al+Pl、冲积～洪积土层Q3al+Pl、河湖相沉积淤泥及淤泥质土层Q3al、残积层Qel及基岩。岩石坚硬程度为：强风化岩为极软岩，中风化岩为软岩，微风化岩为较硬岩；岩体完整程度为：强风化岩极破碎，中风化岩破碎，微风化岩较完整；岩体基本质量等级为：强风化及中风化岩Ⅴ级，微风化岩Ⅲ级。微风化粉砂岩天然湿度单轴抗压强度frk=13.1Mpa，微风化粗砂岩天然湿度单轴抗压强度frk=16.3Mpa。
2.2 基坑及基础设计
酒店主楼拟采用人工挖孔桩基础，以微风化粉砂岩层为桩端持力层，微风化粉砂岩天然湿度单轴抗压强度的frk=13.1MPa，桩身混凝土强度等级C35，桩径范围为φ2000～2700mm。无上部建筑地下室拟采用天然地基上的扩展基础。
基础埋深不小于房屋高度的1/18即158.15/18＝8.78m，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第12.1.8条的要求。
3 上部结构选型与布置
酒店地上15层，裙房4层，室外地面标高为-0.25m，1～4层层高分别为5.0m、5.0m、6.5m、6.5m，标准层层高为3.5m，房屋高度为62.25m，出屋面3层、高度14.00m,标准层平面呈倒Z型。配合建筑功能和造型需要，酒店拟采用框架-剪力墙结构体系，高宽比为2.24小于6，符合《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第3.3.2条的要求。
利用电梯井、楼梯间设置4组落地剪力墙以承受主要水平剪力和倾覆力矩，是最主要的抗侧力防线，其中两组剪力墙形成两个筒体大致居中布置。采用梁板式楼盖，电梯及楼梯造成的楼板大开洞削弱处，在洞口边缘设置边梁、楼板适当加厚并加强配筋，保证水平作用的可靠传递，从而确保剪力墙与框架共同形成双重抗侧力结构体系。
裙房四层大跨度空间屋盖采用预应力混凝土结构；四层较大错层处，框架柱截面高度均不小于600mm，平面外受力的剪力墙厚度均不小于250mm，并设置与之垂直的墙肢。
4 上部结构的超限认定
（1）扭转不规则：经计算，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大扭转位移比：X向1.10（4）小于1.2，Y向1.48（4）大于1.2小于1.5，属扭转不规则Ⅰ类。
扭转周期比：Tt/T1=0.839＜0.9。根据有关资料分析，判定为扭转不规则。
（2）楼板局部不连续。由标准层结构平面图可知第2、4层楼面开洞面积超过50%，第5层错层，属局部楼板不连续。
（3）竖向不规则。三层楼面处设置了梁式转换层，转换层以下为部分框支剪力墙结构，转换层以上为剪力墙结构。因此，可以判定为竖向抗侧力构件不连续。
（4）尺寸突变。竖向构件位置缩进大于25%。
5上部结构计算与分析
5.1计算原则
整体结构采用两个不同力学模型的结构分析软件PKPM/SATWE和Midas/Gen7.9.5进行（弹性）计算和校核。PKPM/SATWE程序为高层结构分析与设计的空间组合结构有限元分析软件，采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等杆件，用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙。Midas/Gen7.9.5为三维空间有限元分析软件，采用三维梁单元模拟实际结构中的梁柱等构件，多种类型面单元模拟剪力墙（包括仅考虑面内荷载的静力凝聚墙单元、同时考虑面内面外的墙单元、三维板壳元等）。
5.2 弹性计算结果
5.2.1周期及周期比(表1)
表1周期及周期比表
本工程第一、二周期均为以平动为主的周期，第三周期为以扭转为主的周期，第一扭转周期与第一平动周期的比值不大于0.9，符合《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）第3.4.5条的要求。
5.2.2最大层间位移角及位移比（位移比按偶然偏心＋刚性楼板模型采用）（表2）
表2 最大层间位移角及位移比表
本工程楼层的竖向构件的最大水平位移和层间位移，均小于该层平均值的1.5倍，符合《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）第3.4.5条的要求，但Y向部分楼层超过1.2，故存在类Ⅰ扭转不规则情况。
在多遇地震及50年一遇风荷载作用下，本工程结构的楼层层间最大位移角小于1/800，符合《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）第3.7.3条的要求。
5.2.3 结构的地震力和层剪力（表3）
关键词：超高层；钢管混凝土叠合柱；动力弹塑性分析；时程分析；设计
中图分类号：TU398 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
本文介绍的为深圳某超高层塔楼建筑面积108937（不含避难层）m2，主要包括办公用途，建筑物主体高度250m，核心筒部分及屋顶钢架高度升至280 m（超B级），高宽比为7.7，地上部分65层。工程的结构设计基准期为50年，塔楼的安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，场地特征周期为0.35s，基本地震加速度为0.1g，建筑场地类别为II 类，抗震设防类别为丙类，设计地震分组为一组。
2 结构设计策略
由于本工程地处深圳市，该地区的特点为：风荷载大、地震作用相对较小，因此提高结构的抗侧刚度是结构设计的关键。根据以上特点和建筑功能的要求，钢筋混凝土框架-核心筒结构体系是一种经济可行的结构体系。作者在结构初步设计阶段也曾对该塔楼采用了钢-混凝土混合结构体系，由于钢梁的刚度仅为同高度的混凝土梁的30%左右，计算结果表明，混合结构体系很难满足规范对结构的刚度要求，若要满足要求，则必须设置2~3个加强层，这样将带来结构受力的复杂性和设备层使用的不便性。因此，本塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。
由于核心筒高宽比较大（比值为18.7），如何充分发挥核心筒的抗侧效率工程面临的一个挑战，在设计中通过加厚墙体厚度（即筒体翼缘墙体的厚度），以使核心筒获得较大的抗侧刚度，筒体翼缘墙体的厚度随着建筑高度增加逐渐减小（核心筒墙体厚度由1300mm逐渐变化到400mm厚），以获得较大的使用空间。通过以上设计方法，成功满足了规范对结构的刚度要求，且避免了在设备层设置加强层，使得设备管道可以顺利通过，很好的满足了甲方对结构的功能需求。
对于本塔楼采用的框-筒结构体系，外框架体系将作为有效承重支撑，大部分竖向荷载通过轴力的方式向下传送。由于结构的层数较多，外框架柱承受很大的竖向荷载，为了减小框架柱的截面面积，以增加有效使用面积，因此考虑采用钢-混凝土组合结构柱。在组合结构柱的选型上，我们对型钢混凝土柱、钢管混凝土柱和钢管混凝土叠合柱[1]进行了深入比较和论证。由于钢管混凝土叠合柱同时具有钢管混凝土和型钢混凝土的优点，具有刚度、强度均大、耐火性能好的优点，因此外框架柱采用了钢管混凝土叠合柱。
考虑到钢筋混凝土与钢管混凝土叠合梁柱节点的施工方便性，本工程根据钢筋混凝土梁的实际配筋开创性的在钢管上开矩形孔洞使梁中纵向钢筋可以顺利通过（管壁开孔的截面损失率不超过50%），较大的方便了施工，可减少施工周期。
3 结构整体计算结果
3.1 弹性计算结果
在设计中使用美国 CSI公司开发的ETABS、中国建筑科学研究院编制的SATWE软件对整体结构的自振特性进行了分析计算。表1给出了两种不同软件的计算结果，从表1的比较结构可见，两个软件计算结果较为接近，结构的主要振型以平动为主，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为0.67
表1周期计算结果
风荷载及小震作用下的结构反应计算是结构设计中的重要内容，表2给出了结构在风荷载及小震作用下结构最大的层间位移，可见，在风和地震作用下的层间位移角满足规范限值。
表2 风荷载及小震作用下结构最大的层间位移
在考虑偶然偏心影响的水平地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与其平均值之比值均小于规范限值，说明结构具有较好的抗扭刚度。
地震作用下楼层剪重比同样是结构整体分析时需要分析的重要内容[2-3]。计算结果表明，在底部11层及13层以下的各层沿X向和Y向的层间地震剪力不能满足规范的最小剪重比要求，因此程序对该部分地震剪力进行了1.15倍调整以提高该部分地震抗剪承载力[4]。基底框架和核心筒X向倾覆力矩分别为1121019kN.m和2349918kN.m，Y向倾覆力矩分别为948767KN.m和2586129KN.m，本塔楼结构中核心筒所占倾覆力矩沿结构高度始终大于50%总地震倾覆力矩[4]。
3.2 弹性时程分析
采用3条地震波，包括一条安评单位提供的地面人工波，以及另外两条天然波，对结构进行弹性时程分析。表3给出了3条地震波和规范反应谱的计算结果，图5对应的层间剪力值与楼层的关系曲线。通过对结构的弹性时程分析结果可以得到：(1) 每条时程曲线计算所得结构基底剪力均大于振型分解反应谱法的65%，三条时程曲线计算所得结构基底剪力的平均值均大于振型分解反应谱法的80%，地震波的选择满足规范要求；(2) CQC法的层间剪力曲线基本能包络所选的四条地震波对应的平均层间剪力曲线，但在结构顶部少数楼层，CQC法的地震剪力偏小，说明设计反应谱在长周期阶段的人为调整以及计算中对高阶振型的影响估计不足，施工图设计将对顶部楼层的地震剪力进行调整，满足对时程分析法的内力包络。
表 3基底剪力计算结果(KN)
3.3中震不屈服分析
由于本塔楼为超限结构，为确保结构的安全可靠，进行了在中震（设防烈度）下的抗震计算，使这些重要的抗震构件（剪力墙、柱、连梁和框架梁），在中震作用下不屈服。
通过中震不屈服分析和判断可以得到结论为：结构体系中竖向构件在中震下保持着良好的弹性性能，而水平构件，特别是连梁则有较多的进入屈服状态，通过调整连梁和框架梁的配筋和对部分连梁截面调整才使所有主要水平构件不进入屈服。这从设计上保证了中震不屈服概念的具体落实，也体现了地震中各构件的屈服顺序基本上是首先是连梁屈服，其次有部分框架梁屈服，而竖向构件则没有出现屈服的情况。
3.4静力弹塑性分析
虽然规范中仅仅提到了对于适用大震分析的结构进行了界定，但对于大震分析的主要方法所言甚少，本项目采用静力推覆分析研究结构在罕遇地震作用下的工作性能。通过静力推覆分析，可以较好的揭示结构在大震下的屈服发生过程，同时展示出结构构件出现屈服及内力重分布的发展过程直至结构达到预定的变形限值。对不同材料及应用范围的结构构件弹塑性变形性能进行明确规定的国际规范有美国规范ATC 40， FEMA 273，FEMA 357， ACI 318等。通过控制构件塑性变形能力，可以将结构构件变形控制在轻微变形、严重变形等范畴；通过对使用者生命财产的危害程度又可以分为震后可完全使用水准、震后可立即进住水准、生命安全水准、震后不倒塌水准的结构。
通过静力弹塑性推覆分析，得出如下结论[4]：（1）结构方案完全满足规范要求的“小震弹性、中震可修、大震不倒”的抗震设防性能目标；（2）结构方案同时也满足本报告设定的小震弹性、中震中允许部分次要水平构件出现塑性、大震下允许部分连梁和框架梁出现较多塑性铰但不出现危及生命安全的严重变形的抗震设防性能目标。（3）塑性铰主要发生在连梁、部分框架梁局部位置，且主要分布于建筑物的中下部，这在一定程度上与中震分析的结果是吻合的，即中震分析时构件界面利用率最大的部位在推覆分析中将首先出现屈服，且随着推覆的进展部分塑性铰的发展也与中震结果中构件界面利用率具有一定的相关性。（4）从结果文件看，竖向构件中框架柱未出现塑性铰、剪力墙在大震下未出现塑性铰，说明竖向构件具有良好的抗震性能。（5）通过结构在大震下的变形和塑性铰出现位置和发展状态，可以确定现设计是安全的、抗震构造措施是适当的，同时局部位置塑性铰发展较为严重的构件需要改善其延性性能和配筋等以调节其抗震变形能力，尽量将其变形控制在生命安全范围以内。
5 结论
工程设计以力学概念为基础，并根据本工程的具体特点，本塔楼采用钢筋混凝土框-筒结构体系，在1-26层外框柱采用了钢管混凝土叠合柱，通过充分发挥核心筒和外框架的工作效率，成功满足了规范对结构的刚度要求。本文有关设计的思路可为低地震烈度、高风荷载地区且核心筒具有较大高宽比的超高层建筑结构设计提供参考。同时应用线性和非线性有限元软件对结构进行了整体分析和抗震性能研究，同时也对一些重要的构件进行了专项研究，体现出了从整体到局部的设计思路。
参考文献
钢管混凝土叠合柱结构技术规程CECS188:2005[S]，中国计划出版社，2005.
高层建筑混凝土结构技术规范JGJ3-2002[S]，中华人民共和国行业标准，2002
主要比较分析了超限高层建筑中基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法，并就目前我国的超限高层建筑结构的特点，详细的分析了超限高层结构基于性能抗震设计中的抗震性能水准以及性能目标的组成，希望能够为我国超限高层建筑的性能抗震设计有些帮助。
关键词:
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
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［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］
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