1 超限高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能指標(biāo)

1.1 結(jié)構(gòu)的抗震性能標(biāo)準(zhǔn)

為了考慮到超限高層建筑結(jié)構(gòu)在遭受不同地震后整體的破壞情況，以及薄弱結(jié)構(gòu)和重要結(jié)構(gòu)地震后修復(fù)情況，基于性能的抗震設(shè)計(jì)性能水準(zhǔn)可以分為以下六個(gè)不同的水準(zhǔn)，如表1所示:

表1 超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)性能水準(zhǔn)

1.2 性能目標(biāo)的組成和選用

為了保證抗震設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)能夠在不等的地震作用下達(dá)到預(yù)期的水準(zhǔn)，結(jié)合超限高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、場地條件以及房屋不規(guī)則程度等，初步選定五個(gè)性能Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ目標(biāo)，其選定方案如表2所示:

表2 超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)性能目標(biāo)選定方案

其中每個(gè)不同的性能目標(biāo)的內(nèi)容分別為:(1)性能目標(biāo)Ⅰ:在小震、中震的影響下能夠滿足性能水準(zhǔn)1A的要求，在大震的影響下，能夠滿足水準(zhǔn)1B的要求，地震之后建筑結(jié)構(gòu)整體性完好。通常不需要對建筑物的總體高度和不規(guī)則性做專門要求。(2)性能目標(biāo)Ⅱ:在小震作用下滿足性能水準(zhǔn)1A，在中震作用下滿足性能水準(zhǔn)1B，在大震作用下滿足性能水準(zhǔn)2，建筑結(jié)構(gòu)整體基本完好，同樣不用專門限制建筑物的高度和不規(guī)則度。(3)性能目標(biāo)Ⅲ:小震作用下滿足性能水準(zhǔn)1A，中震作用下滿足性能水準(zhǔn)2，大震作用下滿足性能水準(zhǔn)3，地震中部分建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生損壞，對于建筑物高度不作要求，重要結(jié)構(gòu)的不規(guī)則度可以比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)放寬一些。(4)性能目標(biāo)Ⅳ:小震作用下滿足性能水準(zhǔn)1A，中震作用下滿足性能水準(zhǔn)3，大震作用下滿足性能水準(zhǔn)4，地震中建筑結(jié)構(gòu)遭到中等程度破壞，對建筑物的高度和不規(guī)則度比現(xiàn)行B標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)放寬。(5)性能目標(biāo)Ⅴ:小震作用下滿足性能水準(zhǔn)1A，中震作用下滿足性能水準(zhǔn)4，大震作用下滿足性能水準(zhǔn)5，地震中建筑結(jié)構(gòu)損壞較嚴(yán)重，但是不會發(fā)生坍塌，不危及人們的人身安全，對建筑物的高度和不規(guī)則度有一定的限制。

2 實(shí)施抗震性能設(shè)計(jì)的方法

2.1 性能水準(zhǔn)的判別準(zhǔn)則

本文對超限高層抗震設(shè)計(jì)性能水準(zhǔn)的判別準(zhǔn)則主要采用的建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件的狀態(tài)，具體的判別準(zhǔn)則如表3所示:

表3 超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)性能水準(zhǔn)判別準(zhǔn)則

2.2 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算和試驗(yàn)的要求

在選定性能目標(biāo)以及判定準(zhǔn)則之后，需要進(jìn)行詳細(xì)的抗震設(shè)計(jì)，相關(guān)抗震計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合一定的要求:

(1)結(jié)構(gòu)模型方面。結(jié)構(gòu)模型的選擇合理與否直接影響到非線性計(jì)算和彈性計(jì)算的準(zhǔn)確性，因此必須保證整體結(jié)構(gòu)模型以及相關(guān)節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件計(jì)算的準(zhǔn)確性。對于剪力墻結(jié)構(gòu)，要注意非線性計(jì)算時(shí)參數(shù)的選取;對于水平旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，應(yīng)該合理區(qū)分轉(zhuǎn)換梁、框支梁相鄰層的高度和數(shù)量;對于活動支座結(jié)構(gòu)，應(yīng)該在大震作用下進(jìn)行整體計(jì)算，并考慮支座兩側(cè)結(jié)構(gòu)之間的相互作用;對于消能減震的構(gòu)件，要注意節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件以及相關(guān)模擬計(jì)算參數(shù)對整體結(jié)構(gòu)的影響，準(zhǔn)確確定構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)的有效阻尼比。不同類型構(gòu)件至少需要采用兩種不同的模型計(jì)算方法進(jìn)行分析比對，要保證計(jì)算結(jié)果的可靠性。

(2)電算結(jié)果的分析確認(rèn)。首先是應(yīng)該嚴(yán)格控制最小地震作用的影響，當(dāng)計(jì)算得出的總地震剪力小于有關(guān)規(guī)定值時(shí)，表明建筑結(jié)構(gòu)的剛度不夠，此時(shí)需要對地震作用調(diào)整系數(shù)和周期折減系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，主要考慮到地面運(yùn)動的位移作用，當(dāng)總地震剪力小于規(guī)定值較多時(shí)，應(yīng)考慮增加構(gòu)建的剛度。其次是應(yīng)該慎重對待通過次梁轉(zhuǎn)換得到的不落地構(gòu)件的計(jì)算結(jié)果。在進(jìn)行不落地豎向抗側(cè)力構(gòu)件時(shí)應(yīng)該需要有明確的計(jì)算簡圖以及主梁、次梁之間有效的轉(zhuǎn)換傳遞圖。最后是在進(jìn)行斜向地震計(jì)算時(shí)，應(yīng)該加入地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的計(jì)算，在雙向水平地震作用下則可以不用考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。

(3)時(shí)程分析的應(yīng)用。時(shí)程分析是對超限高層抗震設(shè)計(jì)的重要補(bǔ)充計(jì)算，計(jì)算的關(guān)鍵點(diǎn)是選擇準(zhǔn)確的地震加速度波形，通?？梢圆捎闷骄导右槐斗讲畹姆椒▽r(shí)程計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比對，增加結(jié)果的可信度。在比較計(jì)算結(jié)果時(shí)不僅要比較各層之間的地震作用力、剪切力以及位移的大小，還應(yīng)該分析各相鄰層之間的形變程度，準(zhǔn)確找出結(jié)構(gòu)的薄弱部位。

(4)薄弱層變形分析。進(jìn)行薄弱變形分析的計(jì)算方法主要有彈塑性時(shí)程分析法和靜力彈塑性分析法兩種。靜力彈塑性分析法主要是對大震作用下對薄弱構(gòu)建的彈塑性形變進(jìn)行分析，計(jì)算時(shí)首先要建立構(gòu)件荷載、位移曲線，然后評估結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，此法可以很好地估算整體結(jié)構(gòu)以及薄弱環(huán)節(jié)的彈塑性變形。

(5)結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)要求。模型試驗(yàn)是抗震設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，通過對不同類型構(gòu)件采取相應(yīng)的模型試驗(yàn)，能夠增加抗震設(shè)計(jì)的可信度，驗(yàn)證抗震設(shè)計(jì)的可行性，不論是振動臺試驗(yàn)還是擬靜力試驗(yàn)均需符合我國《建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程》，其中節(jié)點(diǎn)模型比例不宜于1/4，構(gòu)件模型比例不小于1/10，整體結(jié)構(gòu)模型比例不小于1/25。

3 結(jié)束語

超限高層建筑的抗震設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑的使用安全性，關(guān)乎到人們的人身安全，采用基于性能要求的抗震設(shè)計(jì)能夠很好的保證超限高層建筑的抗震性能，提高建筑的安全性，降低抗震安全隱患，因此必須加大基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，積極解決仍然存在的一些問題，對于抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展有著重要的研究意義。