高層建筑結構設計中關于如何規避“超限高層”問題的探討

汪春福

福建省千億建筑設計有限公司廈門分公司（361000）

高層建筑結構設計中關于如何規避“超限高層”問題的探討

汪春福

福建省千億建筑設計有限公司廈門分公司（361000）

這里主要針對如何規避“超限高層”問題進行探討，并提出自己的一些看法，可供同行參考。

高層建筑；結構設計；超限高層

隨著經濟的高速發展,我國建筑業迅速發展,設計思想在不斷更新，使得建筑的立面及平面設計越來越不規則，結構設計人員如果稍不注意就容易違反建質【2010】109號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》附錄一中表二的要求，即為超限高層建筑工程，按該要點的規定，該工程就要進行抗震設防專項審查，即除了設計周期的時間延長外，還要采取比現行規范、規程的規定更嚴格的針對性強的抗震措施，也就是說該工程的造價無形中增也大了很多。現就最典型的建筑平面（見圖1～2）的高層建筑工程作一個探討。

圖1 建筑平面圖

按結構設計人員的工程經驗，這兩個平面的高層建筑位移比要想控制其小于等于1.2是很不容易的，這就存在著建質【2010】109號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》附錄一表二中所列的第1項——扭轉不規則。

這兩個平面在1-1及2-2剖面處明顯存在著建質【2010】109號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》附錄一表二中所列的第2項——凹凸不規則（即平面凹凸尺寸大于相應邊長30%）和第3項——樓板不連續（即有效寬度小于50%）。

圖2 建筑平面圖

綜上所述，一個簡單的高層建筑工程（如框架結構、剪力墻結構或框架—剪力墻結構等等），如果是這兩個平面中的一個,那么就已經存在著建質【2010】109號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》附錄一表二中所列的三項不規則類型:扭轉不規則、凹凸不規則、樓板不連續，按該要點的規定,等于或大于三項就屬于超限高層建筑工程，如果該工程是框支剪力墻結構，那么就存在著四項不規則類型，即:扭轉不規則、凹凸不規則、樓板不連續、構件間斷，要想規避“超限高層建筑工程”,就要控制其不規則類型少于三項即只有兩項或者一項。

對于該平面的框架結構、剪力墻結構或框架一剪力墻結構的高層建筑工程則只需減少一項就行了，上面說過這兩個平面的高層建筑其位移比要想控制其小于等于1.2是很不容易的，那么就應在凹凸不規則、樓板不連續這兩項不規則類型中減少1項就行了。按GB 50011-2010《建筑抗震設計規范》統一培訓教材第三講第四節中所述，當樓梯間、電梯井設計成剪力墻井筒時，即洞口處均為連梁，則可以不計入樓板的洞口面積，這樣樓板的有效寬度就可能大于或等于50%，“樓板不連續”這一項不規則類型就不存在了，僅有“扭轉不規則及凹凸不規則”兩項不規則類型，就規避了“超限高層建筑工程”，按一般高層建筑工程設計就行了。

對于該平面的框支剪力墻結構，僅減少這一項是不行的，還必須減少一項，控制位移比小于等于1.2是很不容易的，而“構件間斷”是該結構本身自帶的不能減少，就只能減少“凹凸不規則及樓板不連續”這兩項不規則類型，“樓板不連續”可以按上述方法消除，“凹凸不規則”這一項可以在1-1及2-2剖面的外側處增加樓板來解決，使其凹凸尺寸小于等于相應邊長的30%，且按JGJ 3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》第3.4.6條，所加樓板的寬度應大于等于2.0 m，這樣就只有“扭轉不規則及構件間斷”兩項不規則了，就規避了“超限高層建筑工程”，按一般高層建筑工程設計就行了。

上面所說的都是最典型的超限高層建筑工程如何規避的例子，還有些結構設計人員在整體計算中，當相鄰樓層的側向剛度變化不滿足JGJ 3-2002《高層建筑混凝土結構技術規程》第3.5.2條或相鄰樓層的抗剪承載力之比不滿足JGJ 3-2002《高層建筑混凝土結構技術規程》第3.5.3條時，由于這兩個條文不是強制性條文，所以結構設計人員一般都不調整，這樣無形中建質【2010】109號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》附錄一表二中所列的不規則類型又增加了剛度突變和承載力突變兩項，按上面所述，應調整這兩項不規則類型直至滿足規范為止，才能規避“超限高層建筑工程”，對于有經驗的結構設計人員來說，調整這兩項不規則類型是很容易做到的。

當然建質【2010】109號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》附錄一表二中所列的不規則類型還有:偏心布置（即偏心率大于0.15或相鄰層質心相差大于相應邊長15%）、組合平面（細腰形或角部重疊形）、尺寸突變（豎向構件位置縮進大于25%，或外挑大于10%和4 m，多塔）、其他不規則形狀（即局部的穿層柱、斜柱、夾層，個別構件錯層或轉換）等等，設計人員應根據工程的特性具體問題具體分析,這些不規則類型是完全可以規避的。

[1]建質【2010】109號超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點[s].

[2]GB 50011-2010建筑抗震設計規范[s].

[3]JCJ 3-2010商層建筑混凝土結構技術規程[s].

[4]GB 50011-2010建筑抗震設計規范[s].