超限高层建筑混凝土结构抗震性能设计

超限高层建筑混凝土结构抗震性能设计摘要：近年来，针对超限高层建筑工程抗震设防专项审查，提出了抗震性能目标问题，目前这部分内容在高层建筑混凝土结构技术规程中未列入，性能目标与抗震等级有何关系，结构设计人员遇到这方面问题时，常出现概念不清。本文在这方面进行论述。关键词；性能目标，抗震等级，超限高层建筑一、概述：根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》（建设部令第111号）属于超限高层建筑的工程，在结构扩初结束后，需进行抗震设防专项审查，超限高层建筑按照全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会办公室所制定的《超限高层建筑工程主要范围的参照简表》认定。近年来，超限高层建筑工程抗震设防专项审查，提出了抗震性能目标问题，《建筑抗震设计规范》GB50011第1.0.1条规定了我国房屋建筑抗震设计的“三水准”的抗震设防目标，即通常所说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”，实际上“三水准”也是抗震设计性能目标，仅适用于普通的高层建筑；而对超限高层提出的抗震性能目标更为严格，主要有：中震不屈服（用于抗弯承载力复核），中震弹性（用于抗剪承载力复核）和大震不坏（用于特别重要的构件）。现就这些抗震性能目标进行探讨。二、超限高层建筑抗震性能目标：超限高层建筑抗震性能目标主要有中震不屈服（用于抗弯承载力复核），中震弹性（用于抗剪承载力复核）和大震不屈服（用于特别重要的构件）。1、小震、中震、大震地震加速度时程曲线的最大值（cm/s2）地震影响6度7度（7.5度）8度（8.5度）9度小震1835（55）70（110）140中震4998（147）196（2944）392大震125220（3100）400（5100）6202、水平地震影响系数最大值：地震影响6度7度（7.5度）8度（8.5度）9度小震0.040.08（0..12）0.16（0..24）0.32中震0.110.23（0..32）0.45（0..64）0.90大震—0.50（0..72）0.90（1..20）1.403、中震不屈服的计算参数：水平地震影响系数最大值采用相应设防烈度的中震值材料强度采用强度标准值结构抗震等级均取四级针对超限高层建筑的底部加强区4、中震弹性的计算参数：水平地震影响系数最大值采用相应设防烈度的中震值材料强度采用强度设计值结构抗震等级均取四级针对超限高层建筑的底部加强区5、大震不屈服的计算参数：水平地震影响系数最大值采用相应设防烈度的大震值材料强度采用强度标准值结构抗震等级均取四级三、超限高层建筑抗震性能目标与抗震等级关系：不同抗震等级，结构构件的内力增大系数和构造要求是不同的，对结构中某一构件，随着抗震等级的提高，其内力增大系数随之也增大，构造要求也更为严格，因此，实际上也提高了结构的安全度。超限高层抗震性能目标，增大结构地震作用，实际上加大其构件的内力设计值，对构件的截面和配筋相应也加大，结构安全度也相应的提高。因此，不管采用提高结构抗震等级的手段还是设定抗震性能目标的方法，均可提高结构的安全度，这是它们的相同点，不同的地方在于出发点不同，手段不同，结果也有差异。超限高层建筑抗震性能目标与提高抗震等级之间的差异，首先，设定抗震性能目标，增大结构地震作用，加大其构件的内力设计值；而提高抗震等级通过放大构件内力的手段，从而达到加大构件截面和配筋。其次，设定抗震性能目标，可以通过结构的刚度关系，有目的地加大重要构件的内力设计值，而提高抗震等级，是普遍地提高其构件的内力设计值，目的性不是很明确。四、中震不屈服，中震弹性与小震计算结果的关系：中震不屈服复核竖向构件的抗弯承载力，虽然中震的地震作用比小震放大2.8倍左右，中震不屈服计算时，构件内力不再放大（相当于抗震等级为四级），但是中震不屈服所使用的材料强度采用强度的标准值。例如：混凝土强度标准值与设计值之比为1.40，钢筋强度标准值与设计值之比在1.1~1.2之间。小震计算虽然地震作用比中震小，但须根据抗震等级的不同，对构件内力进行放大，所使用的材料强度采用强度设计值，两者计算结果一般情况下，对于某些竖向构件由中震不屈服控制，用中震不屈服复核竖向构件的抗弯承载力是可行。中震弹性复核竖向构件的抗剪承载力，中震的地震作用比小震放大2.8倍左右，构件内力不再放大（相当于抗震等级为四级），所使用的材料强度采用强度设计值，与小震作用的区别仅在计算内力上，中震计算内力放大2.8倍左右，而小震计算内力放大抗震等级所要求的增大系数（最大为1.4），因此，中震弹性计算结果均比小震计算结果大。五、结论：超限高层建筑混凝土结构抗震性能设计，是近年来超限高层建筑工程抗震专项审查提出