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摘 要:如何保证高层建筑的抗震性，是超限高层建筑实施过程中需要注意的问题。本文使用静态与动态弹塑性的方法来对高层办公楼的抗震设计进行分析与研究。并将这种研究方法在对超限高层建筑结构抗震设计的分析过程中进行总结。 本文首先简单介绍超限高层建筑的发展现状和特点，并分析超限高层建筑地震作用下的动力稳定性分析方法，然后根据动力稳定性分析进行超限高层建筑的抗震设计，最后进行全文总结综合展望超限高层建筑地震动力稳定性分析方法和抗震设计的发展前景。
关键词:超限高层建筑; 地震作用; 动力稳定性分析; 抗震设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
近年来，我国超限高层建筑工程的建设规模和数量都有所发展，各种十分复杂的体型和结构时常出现，有些可能会超出抗震设计规范、规程的适用范围和有关的抗震设计规定，这就加大了超限高层建筑的抗震设计。为了评估和保证超限高层建筑在地震作用下的可靠性，首先需要对其进行地震作用下的动力稳定性分析。动力稳定性分析方法能够较好地反映出结构性能，判明结构的屈服机制以及可能的破坏类型，是超限高层结构抗震分析最可靠的方法。采用逐步增大地震荷载幅值的方法对地震荷载作用下结构参数、均布荷载及索的引入对弦支穹顶结构动力稳定性的影响进行研究，然而高层建筑结构在地震等动力作用下稳定性问题的研究仍处于起步阶段，该问题的解决有着重要的理论和应用价值。
一、 超限高层建筑动力稳定分析的意义
超限高层建筑在地震作用下的动力稳定性分析非常重要，首先需要掌握基本的动力稳定分析理论方法，才能真正地把超限高层在地震作用下的动力稳定性分析清楚，并得到一些有效的结论进行抗震设计，实现安全建设超限高层的目标。一般情况下，超限高层结构都是用作住房、办公区或者公共服务或娱乐场所，所以都是人群密集的场所，特别在地震多发区的建设地点，要特别注意其抗震设计，这就需要对其动力稳定分析加大力度，否则一旦因为抗震设计不合格而造成地震下的结构破坏，将会给人们的生命安全带来极大的威胁，同时也给国家的经济带来很大的损失，所以对超限高层结构进行动力稳定性分析具有重要意义。
二、基于动力稳定分析的超限高层建筑结构抗震设计
1、超限高层建筑的抗震水准确定
在对超限高层建筑进行抗震设计之前，首先需要确定一项具体高层建筑项目的抗震水准，只有根据准确的抗震水准，才能采取经济有效的抗震措施。建筑物的性能水准包括结构、非结构和建筑附属设施的性能水准的各种组合，高度或规则性方面超过规范、规程适用范围的高层建筑工程。第一种抗震水准是结构在地震后完好、无损伤，第二种抗震水准是结构在地震后基本完好，第三种抗震水准是地震后结构的薄弱部位和重要部位的构件完好、无损伤，第四种抗震水准是地震后结构的薄弱部位和重要部位的构件轻微损坏，第五种抗震水准是结构在地震下发生中等程度的破坏，第六种抗震水准是结构在地震下发生明显损坏，多数构件中等损坏，进入屈服，根据超限高层建筑的重要性、所在地等多个因素进行综合确定。
2、超限高层建筑抗震的模型确定分析
在确定了超限高层建筑的抗震水准后，还需要对具体的高层建筑项目进行计算的模型分析，一个好的计算模型可以给抗震设计带来事半功倍的效果，特别是针对动力稳定性分析作用下的抗震设计更是如此。结构计算模型方面弹性计算和非线性计算分析中，对具有水平转换构件的结构 ，应注意非线性分析中的计算模型和参数的确定，采用考虑支座两侧结构相互作用和影响的整体计算模型进行计算。对采用消能减震的结构，应正确确定构件和整体结构有效阻尼比，注意构件、节点的模拟和计算参数对整体结构的影响。结构体系复杂难以准确反映各构件的受力状态时，需至少采用两种不同的力学模型进行计算并予以对比分析，有时，还需要通过相应的模型试验，以确定计算的可信度。
三、使用静力与动力弹塑性分析的研究过程及效果
1、使用静力弹塑性分析的应用过程
当使用ETABS这种非线性有限元计算分析软件来进行分析的时候，就可以建立起三维有限元模型，从而做到对建筑结构的弹塑性分析。根据分析的结果表明了，结构在7度的时候，当遇到较大地震的时候，其层间所发生的位移为1/156，这样得到的结果是小于相关规定中所设置的1/120限值标准。因此在发生这样7度地震的时候，建筑也不会受到影响。并且在对其塑性铰的分布问题进行分析之后，就会知道建筑物的部分柱子的脚部及顶部会有塑性铰的形成，其主要发生的原因是因为角柱的形状为异形柱，对其进行计算的过程中并没有加入型钢，并且对于混凝土的钢筋并没有进行改变，因此导致塑性铰在其上部的大量存在。
2、使用动力弹塑性分析的应用过程
在这种分析方面的实行过程中，需要兩组真实的强震来进行选择，并且做好记录工作，与此同时，还人工进行模拟一组，以便于能够使用加速度时程曲线来对人工波进行分析，从而做到对地震波分析结果的了解。另外采用楼层位移的计算方法所得到的最大间位移结果是非常安全的。而且经过对相关分析结果对比显示，当层间弹塑性的位移较小，并且低于规定标准的时候，此时的结构就是属于比较安全的。另外根据对动力及静力的弹塑性结果分析得出，这种塑性铰的分布形式还是较为符合的，因此在对其进行时程分析的过程中，能够得到较为广泛的应用。
在使用弹性时程进行分析的时候，按照相关的地震的情况来获得最大弹性间层位移角进行时，得到结果为1/1890。并且得到结构地震剪力也小于振型分解反应谱法。因此，在弹性状态，按照振型分解反应谱法计算所得的内力进行设计是安全的。使用弹塑性时程分析方法及Push-Over分析方法对超限高层结构地震作用的评价具有较大的影响。使用Push-Over方法还可以找出结构体系中存在的不足部分，从而找出结构的破坏顺序，并且具有较为明显的效果
四、结束语
综上所述，随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，超限高层建筑的需求量越来越大，同时高层建筑也给抗震工作带来了困难。为了保证超限高层建筑的使用安全，需要对其地震作用下的动力稳定性进行分析，然后基于动力稳定性的分析结果进行抗震设计，从而保证超限高层建筑的使用安全。计算机技术的发展和信息化进程的加快，也给分析超限高层建筑地震作用下的动力分析提供了可行性。 虽然在对超限高层建筑结构抗震设计的研究过程中，静力与动力弹塑性研究方法还存在着较多的不足之处，其中在计算的过程中会消耗大量的时间来用于计算。但是从整体所祈起到的效果来看，在这种分析方法中，选用较多的地震波和采用不同的恢复力模型对超高层建筑结构进行分析是目前较好的选择。
参考文献：
[1]吕朝坤.高层建筑地震响应的ITMD控制[D].浙江大学，2005.
[2]张令心，刘洁平，石磊.高层建筑土-结构相互作用地震反应分析方法及应用[J].北京工业大学学报，2010（01）.
关键词:超限高层建筑; 地震作用; 动力稳定性分析; 抗震设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
近年来，我国超限高层建筑工程的建设规模和数量都有所发展，各种十分复杂的体型和结构时常出现，有些可能会超出抗震设计规范、规程的适用范围和有关的抗震设计规定，这就加大了超限高层建筑的抗震设计。为了评估和保证超限高层建筑在地震作用下的可靠性，首先需要对其进行地震作用下的动力稳定性分析。动力稳定性分析方法能够较好地反映出结构性能，判明结构的屈服机制以及可能的破坏类型，是超限高层结构抗震分析最可靠的方法。采用逐步增大地震荷载幅值的方法对地震荷载作用下结构参数、均布荷载及索的引入对弦支穹顶结构动力稳定性的影响进行研究，然而高层建筑结构在地震等动力作用下稳定性问题的研究仍处于起步阶段，该问题的解决有着重要的理论和应用价值。
一、 超限高层建筑动力稳定分析的意义
超限高层建筑在地震作用下的动力稳定性分析非常重要，首先需要掌握基本的动力稳定分析理论方法，才能真正地把超限高层在地震作用下的动力稳定性分析清楚，并得到一些有效的结论进行抗震设计，实现安全建设超限高层的目标。一般情况下，超限高层结构都是用作住房、办公区或者公共服务或娱乐场所，所以都是人群密集的场所，特别在地震多发区的建设地点，要特别注意其抗震设计，这就需要对其动力稳定分析加大力度，否则一旦因为抗震设计不合格而造成地震下的结构破坏，将会给人们的生命安全带来极大的威胁，同时也给国家的经济带来很大的损失，所以对超限高层结构进行动力稳定性分析具有重要意义。
二、基于动力稳定分析的超限高层建筑结构抗震设计
1、超限高层建筑的抗震水准确定
在对超限高层建筑进行抗震设计之前，首先需要确定一项具体高层建筑项目的抗震水准，只有根据准确的抗震水准，才能采取经济有效的抗震措施。建筑物的性能水准包括结构、非结构和建筑附属设施的性能水准的各种组合，高度或规则性方面超过规范、规程适用范围的高层建筑工程。第一种抗震水准是结构在地震后完好、无损伤，第二种抗震水准是结构在地震后基本完好，第三种抗震水准是地震后结构的薄弱部位和重要部位的构件完好、无损伤，第四种抗震水准是地震后结构的薄弱部位和重要部位的构件轻微损坏，第五种抗震水准是结构在地震下发生中等程度的破坏，第六种抗震水准是结构在地震下发生明显损坏，多数构件中等损坏，进入屈服，根据超限高层建筑的重要性、所在地等多个因素进行综合确定。
2、超限高层建筑抗震的模型确定分析
在确定了超限高层建筑的抗震水准后，还需要对具体的高层建筑项目进行计算的模型分析，一个好的计算模型可以给抗震设计带来事半功倍的效果，特别是针对动力稳定性分析作用下的抗震设计更是如此。结构计算模型方面弹性计算和非线性计算分析中，对具有水平转换构件的结构 ，应注意非线性分析中的计算模型和参数的确定，采用考虑支座两侧结构相互作用和影响的整体计算模型进行计算。对采用消能减震的结构，应正确确定构件和整体结构有效阻尼比，注意构件、节点的模拟和计算参数对整体结构的影响。结构体系复杂难以准确反映各构件的受力状态时，需至少采用两种不同的力学模型进行计算并予以对比分析，有时，还需要通过相应的模型试验，以确定计算的可信度。
三、使用静力与动力弹塑性分析的研究过程及效果
1、使用静力弹塑性分析的应用过程
当使用ETABS这种非线性有限元计算分析软件来进行分析的时候，就可以建立起三维有限元模型，从而做到对建筑结构的弹塑性分析。根据分析的结果表明了，结构在7度的时候，当遇到较大地震的时候，其层间所发生的位移为1/156，这样得到的结果是小于相关规定中所设置的1/120限值标准。因此在发生这样7度地震的时候，建筑也不会受到影响。并且在对其塑性铰的分布问题进行分析之后，就会知道建筑物的部分柱子的脚部及顶部会有塑性铰的形成，其主要发生的原因是因为角柱的形状为异形柱，对其进行计算的过程中并没有加入型钢，并且对于混凝土的钢筋并没有进行改变，因此导致塑性铰在其上部的大量存在。
2、使用动力弹塑性分析的应用过程
在这种分析方面的实行过程中，需要兩组真实的强震来进行选择，并且做好记录工作，与此同时，还人工进行模拟一组，以便于能够使用加速度时程曲线来对人工波进行分析，从而做到对地震波分析结果的了解。另外采用楼层位移的计算方法所得到的最大间位移结果是非常安全的。而且经过对相关分析结果对比显示，当层间弹塑性的位移较小，并且低于规定标准的时候，此时的结构就是属于比较安全的。另外根据对动力及静力的弹塑性结果分析得出，这种塑性铰的分布形式还是较为符合的，因此在对其进行时程分析的过程中，能够得到较为广泛的应用。
在使用弹性时程进行分析的时候，按照相关的地震的情况来获得最大弹性间层位移角进行时，得到结果为1/1890。并且得到结构地震剪力也小于振型分解反应谱法。因此，在弹性状态，按照振型分解反应谱法计算所得的内力进行设计是安全的。使用弹塑性时程分析方法及Push-Over分析方法对超限高层结构地震作用的评价具有较大的影响。使用Push-Over方法还可以找出结构体系中存在的不足部分，从而找出结构的破坏顺序，并且具有较为明显的效果
四、结束语
综上所述，随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，超限高层建筑的需求量越来越大，同时高层建筑也给抗震工作带来了困难。为了保证超限高层建筑的使用安全，需要对其地震作用下的动力稳定性进行分析，然后基于动力稳定性的分析结果进行抗震设计，从而保证超限高层建筑的使用安全。计算机技术的发展和信息化进程的加快，也给分析超限高层建筑地震作用下的动力分析提供了可行性。 虽然在对超限高层建筑结构抗震设计的研究过程中，静力与动力弹塑性研究方法还存在着较多的不足之处，其中在计算的过程中会消耗大量的时间来用于计算。但是从整体所祈起到的效果来看，在这种分析方法中，选用较多的地震波和采用不同的恢复力模型对超高层建筑结构进行分析是目前较好的选择。
参考文献：
[1]吕朝坤.高层建筑地震响应的ITMD控制[D].浙江大学，2005.
[2]张令心，刘洁平，石磊.高层建筑土-结构相互作用地震反应分析方法及应用[J].北京工业大学学报，2010（01）.