超高层建筑抗震设计范文

前言：我们精心挑选了数篇优质超高层建筑抗震设计文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：超限高层；建筑抗震设计；专项审查；桩基

中图分类号：TU473文献标识码： A

1、超限高层建筑的概述

超限高层是指超过规范要求限制的高层建筑。 超限高层审查是在项目的初步设计阶段，按国家建设部要求，申请全国超限高层审查委员会组织专家从技术角度进行多方论证，力求在抗震、消防等方面保证建筑物的质量安全。“小高层”和“超高层建筑”都是“民间说法”，不规范。超限高层的高度和层数并没有统一的“定数”。对混凝土框架剪力墙结构的高层建筑，超过120米为超限高层；混合剪力墙结构为100米以上；有错层的为80米以上；网架结构的为55米以上；而网架无盖结构为28米以上。无论建筑物多高，超限高层都对工程技术质量提出了更高的挑战。

建设部早在2002年就了111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》，明确了在各省、自治区、直辖市对此类工程的管理应由相应省级建设行政主管部门负责。并规定若在抗震设防区内进行超限高层建筑工程建设，建设单位应在初步设计阶段向当地省级建设行政主管部门提出专项报告，可见政府对此工作的重视程度。

2、超限高层建筑工程抗震设计研究的作用和意义

在我国经济的发展和全球经济一体化的大趋势下，我国基础设施的建设发展也突飞猛进，出现了各个行业的流动资金开始往基础设施建设汇集的现象。超高层建筑工程是在人们对空间成分利用的前提下应运而生的，这反映了人们对充满时代感和现代感的城市生活的追求。但是问题也随之而来，因为超限高层建筑工程自身的结构特点已经超出了我国对建筑工程的理解和规定，抗震也成为摆在超高建筑工程面前的重大难题。尤其是这几年以来我国地震灾害频发，汶川、玉树和雅安地震的发生造成建筑物的破坏更是让我们触目惊心。建筑物的抗震安全性是人民生命财产安全的重要保障。所以，我们要正确认识到在发展过程中存在的问题，提高超限高层建筑工程抗震设计的能力。完善超限高层建筑的抗震设计既与人民生命财产安全密不可分，又是社会发展的需要所在。

3、抗震设计的主要要点

针对建筑物悬挑过大的结构设计，应充分考虑其质量的大小，对质量较大的部位，应该避免由偏心所造成的扭转，同时还要考虑竖向的地震作用。对于立面开大洞的结构设计，应注意加强洞口四角以及边缘。而对于有转换层的建筑，利用厚板转换的不利的，一般采用的是梁式转换，并且避免多级复杂的转换。

超限高层建筑抗震设计的基本要求就是要对框架结构、普通剪力墙结构的高度进行超限的程度控制，应考虑现实的情况，遵守高规中结构的最大使用高度，并且控制好抗震措施，如材料强度等级、体型布置、抗震等级、配筋率、轴压比等方面应采取比规范更严格的要求，以满足提高结构延性的要求。对于筒体结构或者是框剪结构的建筑，要注意6度或者7度设防的时候，高度不得超过规范最大适用高度的30%，而8度则不能超过最大适用高度的20%。同时，在房屋高度，高宽比和体型规则方面，必须要有一点或者一点以上符合相关规范、规程的要求。

4、严格审查

首先，我们现在设计高层建筑的抗震分析方法与规范都是建立在目前的科学技术水平之上的。规范中所推荐的反应谱法与时程分析法等并不完善，它们都采用了一系列的假定，特别是反应谱法，它把整个高层建筑假定为一个质量串，认为它们的重心都在一条垂线上，而且分析时只考虑了峰值加速度，频谱组成仅近似地考虑了振型耦合，对持续时间根本就不考虑，而这些恰恰是对结构输入地震能大小影响十分关键的因素。由于以上原因，我们必须要求建筑非常规则，方能适用于我们现行规范的计算方法。如果规则性方面超出规范太多，则书本上的计算方法已不适用，电算输出的结果的可靠性也就成了问题。而一般设计人员常常认为我们计算结果满足规范就可以了，而忽略了计算方法本身的适用范围，当然对超限高层控制的目的，就是要保证在现有的设计水平下，使被审查的工程都能在现有计算方法适用范围之内，以保证其计算结果的可靠、安全。

其次，我们选用的结构类型都有一定的适用范围，超过了这个范围，我们采取的构造措施通常会缺乏实践的经验，而且会给可行性、技术合理性、经济性带来很大问题，因此对各种类型的结构，规范都限定了固有的适用高度。例如A级高层建筑超过了限值高度，那么就要按B级高度的高层建筑进行设计，其实质是要提高其结构的抗震等级。

最后，对高宽比的控制主要是为了保证结构的整体稳定性，并对总刚度、经济合理性、承载能力进行宏观控制，使主结构受力更加合理均衡、易满足变位条件，以保证正常的使用与造价的控制。

5、高层建筑桩基的施工工艺

高层建筑桩基施工技术首先是（1）在施工的时候对于方案的编制；（2）在施工之前要制定好工程的进度再根据总进度确定桩基的施工计划。（3）施工的时候要注意安全的保证、质量的保证以及文明的施工等。（4）为了保证施工工艺的合理性，在施工前应进行试桩，再在此基础上提取确定参数。由于城市化进程的加快，目前对高层建筑桩基施工工艺有了更高的要求。

5.1、预制的混凝土桩与钢制桩的沉桩

预制混凝土的形式包括管状型的桩和方形的桩两种，钢制的桩包括有钢管桩和H型的钢制桩两种。以上这些桩沉桩的方法最主要的是铁锤击打法、静力压桩法以及水流冲击沉桩法，但有的时候也会才用振动式沉桩的办法。这几种沉桩的方法中用铁锤击打深入法、静压力沉桩和振动沉桩的办法在所有沉桩过程中都会出现挤压土壤，即挤土的现象出现。而在这种现象出现的时候一定要注意采取措施以减少挤压土壤对周边环境的破坏。

5.2、灌注泥桩的成桩法

灌注泥桩成孔的方法主要包括干作业成孔、泥浆护壁成孔以及沉管成孔这几种成孔方法。而在成孔完成钢筋笼、混凝土安置浇筑上之后才会形成灌注沉桩。泥浆护壁成孔一般有正反循环泥浆护壁成孔与冲击成孔这两种方法。前者特别适用于淤泥以及淤泥质土，但是在应用的时候也要注意泥浆的护壁，特别是防止护壁的倒塌；后者适用于碎石和粘土，也可以在沙质土以及粉质土中使用。

6、结语

本文主要是通过超限高层建筑抗震设计的主要作用和意义进行的，同时对抗震设计的基本思路和原则，主要要点和高层建筑桩基的施工工艺作了探讨。这对提高我国超限高层建筑领域的水平和技能，都有着重要的作用和意义。

参考文献：

[1]姜文辉,李智.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].广东土木与建筑,2008,01:14-16.

第2篇

关键词：超高层建筑；抗震设计；问题；建议

Abstract: In recent years, China's high-rise buildings has developed very quickly. As the particularity of high-rise projects, more stringent seismic design should take technical measures to ensure security. Specification uses three levels of fortification, two-stage design method for seismic design. Combined with practical, on the design of super-tall buildings response spectrum, time history analysis and performance design elements were analyzed.

Key words: high-rise buildings; seismic design; problems; suggestions

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码A 文章编号

近几年，我国的经济虽然有了很大的增长，但是依旧要面对到人口增加、人口老龄化等社会问题，人们对于生存空间的需求远比过去的十年高了很多。与此同时，房地产行业也有了空前的发展，这样也给高层建筑的兴建提供了条件和技术。到现在为止，一个城市发展的优越与否很大程度上要看是否有标志性的高层建筑。随着建筑工程的高度逐渐增加和超越，这样也就注定了它本身结构的复杂性，这样也就提出了更多技术上的难题，比如超限高层建筑抗震设计，这关系到建筑物的整体安全性。所以可以看出，如果要想更好的保证建筑物的使用安全，就需要更加的重视高层建筑的抗震设计，因为这不仅关系到人民群众的切身利益，更关系到我国未来社会主义经济建设的成败。所以，必须要做好对超限高层建筑工程的抗震设计，这是至关重要的一点，更是反应我国综合国力的一个重要表现。

1.超限高层建筑设计基本要求

1.1 在工程和设计的过程中，必须要针对建筑物的整体稳定性、承载程度以及整体延伸性等多个方面进行综合考虑。在工程的设计中，对于结构的构建必须要符合安全的要求，还有对可能出现薄弱部分的进行建筑加强，采取必要的措施，提高建筑物整体的抗震能力，当然对于建筑物所要承受的竖向荷载来说，基本的构建不可以成为主要的耗能构件。

1.2 在建筑物设计中，要尽量的设置多层次的抗震防线。对于每一个建筑物来说，一个良好的抗震体系必须要由多个延伸性较好的分体构成，多个构件结合在一起工作，起到很好的配合作用也不会相互影响。在高层建筑中会设立很多的抗震防线，这主要是因为在一次强烈的地震过后必定会经历多次的余震，但是如果只有一道抗震防线，那必定很难保证建筑物的整体安全性和稳定性，所以必须要在超限高层建筑中设立多个抗震防线，还要保证主要的耗能构件具有相对较高的刚柔性和延伸性，这样可以尽量的保证建筑物的结构不受破坏和影响，对于地震能量的减缓有很大的帮助，还可以提升超限高层建筑的整体性能。当然对于建筑物内部中的构件之间的关系也不能忽视，对于每一个楼层来说，在使用的主要耗能构件发生屈服之后，必须要对其进行弹性检测，使其可以拥有时间较长的抗倒塌能力。

1.3 对于建筑物中的薄弱位置要格外的重视，尽量采取多种方式提升建筑物的整体抗震性。在发生地震的情况下，建筑物的构件要可以承受较强的冲击力，这就要求对建筑物的薄弱部分进行仔细的观察、分析和研究，采取适当的措施进行加固处理，还要对承载力和弹性受力所在的均衡位置点进行合理的处置，保证在发生重大事故的时候可以及时的发现问题和处理问题。

2.超限高层建筑的处理方式

在很多的超限高层建筑中，针对建筑物的整体稳定性和安全性，必须要对其采取相应的加强措施，这样才可以保证建筑物在遇到地震时可以发挥出更好的稳定性。

2.1 构造加强措施

2.1.1 对于底部部位的剪力墙厚度，要尽量的加大。

2.1.2 可以在底部加强部位使用型钢混凝土柱，并且可以加大它的配箍特征值。

2.1.3 对于连梁配筋而言，需要采用交叉暗撑的方式搭建。

2.1.4 要对框支柱的轴压比进行更为严格的控制。

2.1.5 对于节点和锚固的加强可以通过采用构造措施实现。

2.2 梁式转换层结构

2.2.1 将柱由转换层向上延伸两层。

2.2.2 对剪力墙的配筋强度而言，要适量的提升，通常对底部的加强部位会取百分之0.5.

2.2.3 对框支柱的轴压比进行严格的控制，可以使用型钢混凝土柱。

2.2.4 对与配筋的使用，在转换层上下层可以使用双层双向配筋。

2.2.5 对于整体结构的布置要适当的进行调整，满足设计的刚度要求。

2.2.6 增大落地剪力墙的厚度。

2.2.7 对于结构型钢结构模型的混凝土转换梁而言，要合理的设置配筋和节点。

2.3 对于竖向和结构的平面布置，必须要避免扭转带来的影响，还要保证侧向的刚度可以在一个较为均匀的水平上变化。对于构件的布置，要通过充分的计算，反复的进行调整，得到一个最佳的位置，这样可以保证在地震的影响下不会产生过多的偏移。

3.超限高层建筑抗震设计中的问题

在超限高层建筑的施工过程中，最重要的一个问题就是要对于建筑物整体抗震性研究，在这中间一个比较突出的问题就是建筑物的短住问题，针对这一问题主要从以下的几个方面进行分析。

3.1 对施工地质和周边环境的资料缺少。因为在我国的经济体制下，或多或少会受到计划经济的影响，这样就导致很多建筑施工会出现急功近利的现象，这主要是因为很多工程在施工之前没有对相关的地质条件和环境条件进行充分的调查和研究，只是急于开工而忽略了施工的重要依据，这样难免会导致很多事故的发生概率增加。

3.2 结构在平面生的布置问题。

在很多的超限高层建筑中，多数都是以不规则的形状出现，这样跨尺度较大的设计在施工的时候就会造成很多的技术难题，使得结构平面上出现不均匀的现象，造成平面的长度过长，影响整体的安全性。

3.3 超限高层建筑方案中存在多个不一样的受力体系。可能建筑物负重的结构是有两个不同的结构单元组成的，这样对于房屋整体的抗震性会产生很大的负面影响，使得房屋很容易发生倒塌事故。

4.加强超限高层建筑抗震设计的建议

通过上面的研究，可以看出超限高层建筑的施工是一个很复杂的过程，还要投入大量的人力和物力，并且要面临较大的施工和经济风险，多个方面的因素都会对施工造成一定的影响，因此必须要对制定一个合理的严格的设计方案和施工方案。那就必须要从勘探地质和环境开始，做到最大限度的评测，对各个影响因素综合考察，决定最终的取舍。只有通过一个严密的设计方案，再到一个严谨的施工方案，才可以最大限度的满足超高层建筑的抗震要求。

5.总结

综上所述，可以看出超限高层建筑工程设计的抗震性要求是非常重要的，所以要对抗震设计这一环节有足够的重视。还要不断的提升超限高层建筑的抗震要求，保证超限高层建筑的质量和安全，这就要对现有的设计施工技术进行改良和创新，适当的引进国外的先进技术和科技，结合我国的具体国情，制定出更适合我国发展的设计施工方案。相信通过这样一个严密的程序制定出来的设计方案，一定可以更好的提升建筑物的整体使用性和安全性，提升建筑的社会效益和经济效益。相信在未来的发展中，我国的超限高层建筑可以向着更加安全、环保和经济的方向发展。

参考文献：

[1] 李洪恺.高层建筑结构抗震设计之我见[J]. 科技与企业. 2012(13)

[2] 宋晓华,罗跃名,杨正.某火车站站台雨棚结构风荷载研究[J]. 天津建设科技. 2012(03)

[3] 徐娟.高层建筑结构抗震设计要点分析[J]. 江西建材. 2012(04)

[4] 钱文臣.地下管道的纵向地震响应分析与抗震设计研究[J]. 石化技术. 2012(03)

第3篇

关键词：超限高层建筑、抗震设计、分析

中图分类号：TU97文献标识码： A

一、前言

改革开放以来,我国经济快速增长,城市化进程明显加快,大量农村人口迅速向城市集中,由此造成城市人口数量的不断膨胀,对房屋的需求也急剧增加。为了缓解城市人口对房屋需求的压力,越来越多的高层、超高层建筑如雨后春笋般出现在各大、中城市。超高层建筑,除了具有充分利用有限的土地面积,最大限度利用地上建筑使用空间外,还具有强烈的标志性及展示性作用,从而往往能成为区域性、地标性建筑或成为城市“名片”。

然而，尽管城市中的超高建筑越来越多,但目前却没有统一的方法和明确的依据来对超限工程进行抗震设计,多数情况下还是要依靠工程师和专家们的结构概念和经验来把握,而其可靠程度,限于现今的技术水平一般只能作出定性结论,还很难作出定量的描述。以下本文就超限高层建筑工程抗震设计方面内容作出简要分析，供广大同行参考。

二、超限高层建筑工程抗震设计研究的作用和意义

随着我国经济的快速发展，在全球经济一体化的趋势下，我国基础设施的建设发展有了突破性进展，出现了各个行业的流动资金开始往基础设施建设汇集的现象。超高层建筑工程是在人们对空间的成分充分利用的前提下应运而生的，这反映了人们对充满现代感和时代感的城市生活的追求。但是，问题也随之而来，因为超限高层建筑工程自身的结构特点已经超出了我国对建筑工程的规定，抗震也是摆在超高建筑工程面前的重大难题。尤其是这几年以来我国地震灾害频发，汶川和玉树地震的发生造成对建筑物的破坏，更是让我们触目惊心。建筑物的抗震安全性和人民的生命财产安全密不可分。所以，我们要正确认识到在发展过程中存在的问题，认识到超限高层建筑工程抗震设计的重要性。完善超限高层建筑的抗震设计是人民生命财产安全的重要保证，也是社会发展的需要所在。

三、超限高层建筑工程抗震设计的原则和基本内容

1、超限高层建筑工程抗震设计的原则

在建筑物抗震设计上，我国遵循这样三条原则“：小震不坏、中震可修、大震不倒”。 第一，小震不坏。当建筑物遇到多遇地震时，其结构没有遭受到损坏，无需修理就可以继续使用。在这个原则下，一般是对建筑结构的承载力进行验算，是建筑工程抗震设计第一阶段的弹性设计。第二，中震可修。当建筑物遇到设防地震时，建筑物可能发生一定程度的损坏，经过修补之后就可以继续投入使用。这要求建筑设计时考虑到建筑结构的非线性弹塑性变形和承载力，是第二阶段的弹塑性变形验算。第三，大震不倒。当遭受到罕遇地震影响时，建筑物不会发生倒坍等威胁人民生命财产安全的重大事故。这一阶段的设计是前面两个阶段验算和设计的分析过程，并采取相应的抗震措施和技术来提高建筑物的抗震性能。

2、基本内容

第一，当超限高层建筑物采用钢筋混凝土框架结构和抗震墙结构时，其高度不得超过《建筑抗震设计规范》规定的最大适用高度。当采用的是抗震墙结构和筒体结构时，建筑工程为 9 度设防时，其高度不得超过《建筑抗震设计规范》规定的最大适用高度；建筑工程为 8 度设防时，其最大高度应是《建筑抗震设计规范》规定最大适用高度的120%；建筑工程为 7 度和 6 度设防时，其最大高度应是《建筑抗震设计规范》规定最大适用高度的 130%。第二，超限高层建筑物设计时，其高度、高宽比和体型规则性这三者中至少有一项需要满足《建筑

抗震设计规范》的要求。第三，在进行抗震设计时，至少要采用两种力学模型来计算分析建筑物的受力情况，其计算程序需要经过有关行政部门的鉴定许可。第四，为保证超限高层建筑的安全性，应采取比《建筑抗震设计规范》更严格的抗震措施。第五，当超限高层建筑物有明显薄弱层时，还应进行结构的弹塑性时程分析。

四、超限结构抗震设计要点

1、高度和高宽比超限建筑

a. 尽可能采用适用高度较高的结构类型, 如钢筋混凝土框架结构房屋高度超限时, 可改用框架-剪力墙结构。

b. 验算结构整体抗倾覆稳定性, 验算在侧向力最不利组合情况下桩身是否会出现拉力或过大的压力, 并进行风荷载或地震作用下的舒适度验算, 控制顶点位移及层间侧移, 当侧移无法满足要求时, 可考虑利用建筑设备层和避难层空间, 沿竖向设置若干层伸臂桁架或腰桁架。

c. 适当降低底部竖向构件在最不利荷载组合下的轴压比并加强配筋, 当轴压比不满足要求且构件截面再增大有困难时, 可采用钢或其它组合构件与混凝同组成的结构。

d. 要有足够的埋置深度, 考虑重力二阶效应, 并进行风荷载作用下的舒适度验算。

2、平面规则性超限建筑

a. 采用弹性楼盖模型, 或按分块刚性楼板+局部弹性板进行计算, 并考虑扭转耦联效应。

b. 对于凹凸不规则和楼板局部不连续的情况,采取符合楼板平面内实际刚度变化的弹性楼板计算模型。

c. 对于楼板应力集中部位( 凹凸部位及洞口四角) 和弱连接的楼板, 应采用加大楼板厚度、增加板内配筋、配置集中配筋的边梁、配置 45°斜向钢筋等方法予以加强。凹口部位可增设部分拉梁或拉板, 以改善这些薄弱部位的刚度和延性, 提高其抗震性能。

d. 当平面过于不规则、楼板连系过弱或建筑物超长时, 可通过设置变形缝将结构分成若干个子结构。对结构扭转效应明显的超限高层建筑, 应尽量使抗侧力构件在平面布置中对称、均匀, 避免过大偏心,并尽量加大竖向构件的抗侧刚度和强度。

3、竖向规则性超限建筑

a. 立面收进引起超限, 如有可能则宜采用台阶形多次内收的立面, 确保结构位移沿竖向没有突变,并使结构扭转效应控制在合理范围内； 宜加强收进部位的竖向构件及楼板； 立面收进若造成偏心, 则底部结构会因扭转而产生较大内力, 故应加强底部周边构件的配筋, 并补充进行静力非线性分析和时程分析, 验证结构的抗震性能, 确定结构的薄弱部位。

b. 连体建筑的连体部位及其周边应采用弹性楼板计算, 并控制连接部位的层数, 且两塔楼层刚度差异不宜过大, 连接体与主体宜用弱连接，如铰接等；连接体结构自身重量应尽量减小, 故应优先采用钢结构或型钢混凝土结构等。

c. 对于立面开大洞的建筑, 应加强洞口四角及洞边, 避免在小震时洞角开裂。

d. 对于悬挑建筑, 应考虑竖向地震作用； 当悬挑质量较大时, 应避免偏心造成的扭转。

e. 对于带转换层的高层建筑, 尽量避免多级复杂转换, 优先采用梁式转换, 慎用厚板转换。尽量强化和提高转换层下部结构侧向刚度、抗震承载能力和延性, 并控制转换层的设置高度； 结构分析时除检查结构位移和刚度有无突变外, 还应重点检查框支柱所承受的地震剪力和轴压比； 采取有效措施减少转换层上、下结构等效剪切刚度和承载能力的突变；加强转换层楼板、转换构件、框支梁、框支柱、框支层上部剪力墙(包含筒体)及落地剪力墙(包含筒体)的抗震构造措施。

五、结束语

随着抗震技术和理念的快速发展，抗震设计的重要性也日益凸显出来，而超限高层建筑工程结构复杂，抗震设计要求高，这也就要求设计者必须不断提高自身知识修养，借鉴他人抗震设计经验，运用最新抗震技术和措施提高建筑物的抗震性能。转变思想观念，多方面借鉴相关知识和概念，从其他地方激发设计灵感，转变刚性为主的抗震模式，努力实现抗震设计理念的创新，开创超限高层建筑工程抗震设计的新局面，为老百姓打造更加安全的建筑物。

参考文献：

[1] 徐培福 戴国莹：《超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究》，《土木工程学报》，2005年01期

[2] 侯伟雄：《提高建筑物抗震性能措施探讨》，《科技风》，2010年11期

第4篇

中图分类号： TU97文献标识码： A 文章编号：

前言风荷载是各类建筑物的重要设计荷载之一。对大跨空间结构、高层建筑而言，风荷载常常起主要甚至决定性作用，复杂的动力风效应影响成为结构设计的控制因素之一。随着新技术、新材料、新型式、新设计方法的应用，工程结构日趋多样化、大型化、复杂化，对风敏感程度越来越强。然而，在现行的建筑结构规范中，上述结构的抗风设计参数并不完善，风与结构间复杂的相互作用对结构抗风设计、防灾减灾分析提出了巨大挑战。因此重大工程结构在风荷载作用下的动力响应特性研究越来越受到学术界和工程界的关注与重视。

一、风荷载特点及其效应

随着高强轻质材料的应用和设计水平的不断提高，现代建筑不断向高层和超高层的方向发展，结构的阻尼更小，柔度更大。高层建筑的特点是长细比较大，在动力荷载作用下易产生振动和变形，长期的、频繁的中低风作用使高层建筑某些局部构件产生疲劳破坏，从而使整个结构失稳。当高层建筑的自振频率接近风的卓越频率时，结构响应进一步加剧，风振的影响非常显著。据统计，结构由于风灾产生的破坏占结构破坏总数的大部分。风荷载已成为高层、超高层结构的主要设计荷载之一，已成为结构设计中不容忽视的内容。

根据大量实测的风速时程记录，可将风看作由平均风(长周期的稳定风)和脉动风(短周期的波动风)组成。平均风是在给定的时间间隔内，把风对建筑物的作用力的速度、方向以及其他物理量都看成不随时间而改变的量。由于风的长周期远远大于结构的自振周期，可等效为静态作用处理，应用结构静力计算。脉动风的强度是随时间按随机规律变化的，由于周期较短，应用随机振动理论进行分析。

由于气流的惯性和粘性，风流经非流线型的高层建筑时，会产生复杂的流固相互作用效应，主要表现为气流的分离、再附着、涡的形成和脱落以及尾流的发展；同时产生气动力。风荷载对高层建筑有明显的三维荷载效应，按照气动力的合力方向，风荷载对建筑的作用主要分为顺风向荷载，横风向荷载，扭转风荷载。

在三维气流流动中，顺风向有平均风和脉动风的共同作用；而在与平均风垂直的水平方向，即横风向以及竖直方向仅有脉动风作用。因此，对于建筑结构，其风效应主要包括：顺风向效应、横风向效应，风致扭转效应及结构的自激振动反应。

二、风振控制的设防目标

为了使高层建筑在风荷载作用下不会发生局部破坏、结构开裂和变形过大等现象，以保证结构的安全，结构的抗风设计必须保证强度、刚度和舒适性的要求。

影响人体感觉不舒适的主要因素是振动频率、振动加速度和振动持续时间。由于持续时间取决于阵风本身，而结构振动频率的调整又十分困难，因此一般使用限制结构振动加速度的方法来满足舒适度的要求。

三、降低结构风振相应的措施

目前超高层建筑抗风措施主要有气动措施、结构措施与机械措施三种方法。

3.1 气动控制法

气动措施可分为被动控制，半主动控制与主动控制。

半主动控制与主动控制需要外界能量，通过改变气动措施的状态或向风场中吹气来改善结构周围的流场，特别是控制流动分离，从而减小流体作用在结构上的风力。但由于流体分布的随机性，导致这类措施很难用于工程实际。

被动气动控制，即通过改变建筑的外形以减小建筑的风荷载与风致效应，是一种常用并且十分有效的措施，并且可以与建筑设计相结合。气动措施用于建筑的方案设计阶段，基于风对超高层建筑的作用机理，能从根源上减小结构的风荷载与风致效应。

3.2结构控制法

通过增强结构本身的抗风性能来抵抗风荷载的作用，即通过提高结构本身的强度和刚度，由结构本身储存和消耗风振能量来抵御风荷载。这种传统的抗风设计方法，不一定安全，也很不经济，失去了轻质高强材料本身的优势。仅用于结构设计阶段。

3.3机械控制法

机械措施是通过在主体结构上添加辅助阻尼系统来减小结构的风致响应，比如台北101大厦与上海环球金融中心都在其顶部设置调谐质量阻尼器来控制结构顶部的位移与加速度，以满足结构强度、刚度与舒适度的要求。机械措施也可以用来提高建筑的抗震性能。

调谐质量阻尼器系统是结构被动减振控制体系的一类，它由主结构和附加在主结构上的子结构组成。其中子结构包括固体质量、弹簧减振器和阻尼器等，具有质量、刚度和阻尼，由于这种系统是利用调整子结构的动力特性来减小结构的动力特性的，而不是靠提供外部能量，故称为“被动调频减振控制体系”。

TMD在控制结构振动方面是一种有效的减振装置。它具有简洁、可靠、有效以及低成本等优点，倍广泛的应用到高层结构以及的土木工程结构的振动控制中，尤其是高层建筑，电视塔以及桥梁结构的抗风设计。

四、设置TMD的结构抗风设计的实用方法

项海帆等提出了一种基于我国 《建筑结构荷载规范》的高层建筑风振控制的实用化设计方法。由于不论何种减振装置(主动，被动，半主动)，其减振的效果都可认为是相当于增加了结构的阻尼。

4. 1 强度和刚度的抗风设计方法

对于高层建筑结构强度和刚度的抗风设计，一般考虑结构顺风向的平均风和脉动风的共同作用。根据高层建筑结构设计规范，作用在高层建筑任意高度处顺风向的等效静力风荷载标准值可按下述公式计算:

式中，为基本风压，为风荷载体型系数，为风压高度变化系数，为重现期调整系数，为顺风向Z高度处的风振系数。显然，公式(1)中只有风振系数与结构阻尼比有关。考虑到设置被动的减振装置的作用是将高层建筑结构的阻尼比提高到，因此，根据《建筑结构荷载规范》，受控结构的风振系数应为：

式中脉动增大系数可表示成：

式中：

由此可知，在求得设置被动减振装置的高层建筑结构控制效果的结构等效阻尼比和有效阻尼比后，就可按式(2)和(3)求得受控结构降低了的风振系数，并最终由(1)计算得到受控结构上降低了的等效设计风荷载的标准值。依此等效设计风荷载的标准值就可如同常规的抗风设计一样，用静力计算的方法求得受控高层建筑结构在风荷载和其它荷载组合下的结构构件内力和结构层与层间位移，并最终验算它们的强度和刚度的抗风设计要求。

4. 2 舒适度的抗风设计方法

由于舒适度主要取决于结构的风振层加速度，因此设置被动减振装置的高层建筑结构舒适度的抗风设计只需考虑受控结构风振层加速度的计算方法。根据高层建筑结构设计规程，结构顶部顺风向脉动风振加速度的设计计算值为：

其中A为高层建筑总的迎风面积，mtot为建筑物总质量。显然，对于设置被动减振装置的高层建筑，只需依其有效阻尼比，按公式(3)求得降低了的脉动增大系数后，就可由式(4)得到αw。并最终验算舒适度的抗风设计要求。

参考文献

[1] 李爱群等. 工程结构减振控制[M]. 机械工业出版社 2007.06

[2] 顾明, 叶丰, 张建国. 典型超高层建筑风荷载幅值特性研究[ J] . 建筑结构学报, 2006, 26( 1) : 24- 29

[3] 汪小娣. 高层建筑风效应及风振控制[J]. 振动与控制,2007

[4] 项海帆. 高层建筑风振控制基于规范的实用设计方法[J]. 振动工程学报.1999.12

第5篇

关键词：超限；高层建筑；剪力墙结构；抗震设计；性能设计

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

本工程位于昆明市，规划用地25万㎡，总建筑面积为127万㎡。该工程住宅部分为剪力墙结构，均为高层及超高层建筑，其中有18栋达到B级高度。设计使用年限50年，抗震设防类别丙类，设防烈度8度，基本地震加速度0.20g，设计地震分组第二组，抗震等级一级。结构的安全等级二级，地基基础设计等级甲级，建筑桩基设计等级甲级。场地类别Ⅲ类，基本风压为0.35KN/㎡（100年重现期）。本文以16#主楼（39层，建筑高度120m）为例进行分析，户型如下图所示：

2 基础设计及沉降控制

根据地质报告，基础为桩筏基础，筏板厚度2m，每边扩出主楼范围1.5~3m；采用边长450预应力混凝土空心方桩，桩受力为摩擦桩，桩长约35m，以粉土层为持力层，单桩承载力特征值为2600~3000KN。该楼地下三层，基础底板埋深均达17m以上，最大附加应力约为240Kpa，沉降可控制在100mm以内，沉降差满足要求。

3 嵌固位置

主楼嵌固位置为地下室顶板。地下一层以下设置施工后浇带及沉降后浇带。住宅楼地下室与地下车库及商业在地下室连为一体，地下一层顶板以上（包括商业部分）设置伸缩缝，形成单塔结构，避免了大底盘多塔结构。各楼嵌固层与上层剪切刚度比采用的是要求较高的剪切刚度算法，刚度比≈2。

4 超限情况

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)，对高层住宅的各项指标进行检查，超限结果为：高度超过100m但不大于130m，为B类高层。平面规则性：不规则结构，位移比大于1.2但不大于1.4部分楼平面凹凸尺寸大于相应边长30%。竖向规则性：各楼平面上下无变化，仅楼底部层高有变化，通过改变墙厚及混凝土标号，刚度变化满足规范要求，无薄弱层。其他情况：无错层、无转换、无多塔、无连体，无扭转不规则。

5 计算及结果

本工程采用SATWE及PMSAP进行对比，两者计算的结果接近，结果如下：周期及阵型均是1、2周期平动，3周期扭转；扭转周期与平动周期的比值小于0.85，满足规范要求。位移满足1/1000的要求，位移比满足不大于1.4。阵型数不小于15，有效质量不小于90%。楼层最小剪重比大于 3.20%。刚度无突变，无薄弱层。整体稳定满足要求可以不考虑重力二阶效应。剪力墙的轴压比不超过限值0.5。

通过两个不同模型的计算软件比较，确定力学模型计算的可靠性；SATWE和PMSAP两个程序的计算结果基本一致，只是由于程序在某些方面处理方法在概念上不尽相同，计算结果在数值上存在一定差异，但均在工程上可接受的范围内。对比分析表如下：

6 时程分析

采用SATWE程序进行了弹性时程分析，时程分析采用三类场地天然波（简称TH3TG055，TH4TG055）及三类场地人工波（简称RH1TG055），峰值加速度取0.7m/s2，采用包络设计。

弹性时程分析表明：时程分析的最大楼层剪力曲线和CQC的最大楼层剪力曲线基本符合，说明CQC计算基本符合计算要求。时程的最大楼层剪力仅少数顶部楼层略大于反应谱结果，其余均小于反应谱结果，超出不多，拟在施工图时候考虑放大该部分楼层的地震剪力；3条时程曲线计算的结构响应位移与振型分解反应谱结果比较接近，位移响应曲线基本光滑无突变，说明竖向刚度变化平缓；3条时程曲线计算的结构响应层间位移与振型分解反应谱结果比较接近，均略小于CQC结果；时程计算楼层剪力分布曲线光滑无突变，底部剪力均大于振型分解反应谱法下的65%，3条时程曲线计算得到的底部剪力平均值大于振型分解反应谱法下的80%，满足规范相应要求。

通过对比时程分析的最大楼层剪力曲线和CQC最大楼层剪力曲线的计算结果，说明CQC计算基本符合计算要求。具体对比见下面的表格及图形。

7 性能设计

本结构为超限高层建筑，考虑采取性能设计。结合经济条件及抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型和不规则性，确定以下性能设计。

1）采用合理的结构形式，避免复杂高层结构，使结构尽可能合理。本结构选用剪力墙结构，有较好的抗震性能。避免采用复杂的高层结构体系，无错层、无加强层；底部与多层商业设缝，嵌固于地下室顶板，形成单塔结构，避免大底盘多塔结构。

2）选定地震动水准。本设计使用年限50年的结构，选用规范给定的的多遇地震、设防地震和罕遇地震的地震作用。

3）抗震性能目标设计：抗震性能设计执行规范的三水准设防目标，对结构进行多遇地震作用下的结构和构件承载力验算和结构弹性变形验算。选定性能设计指标。对关键部位底部加强区剪力墙的抗震承载力、变形能力进行适当提高。控制结构整体周期比及竖向刚度不出现薄弱层，使结构在设防地震和罕遇地震下的受力性能较为合理。做法如下：

ⅰ 控制底部加强区的剪力墙轴压比在0.3左右：在小震下结构为弹性受力，在中震作用下，底部加强区为结构塑性铰产生的部位，为使塑性铰有足够的转动能力，就要保证底部加强区剪力墙具有一定的延性，其有效的措施之一就是控制其轴压比。本工程底部加强区剪力墙的轴压比基本控制在0.30左右，因轴压比较小，中震下有较强的塑性变形能力，不易发生脆性破坏。

ⅱ 控制结构的周期比在0.7以内：规范要求B级高层周期比应控制在0.85以内，为了减少结构在罕遇大震下的扭转效应，本结构周期比控制在0.7以内。 结构不致于出现过大的扭转效应，结构受力也比较合理。

ⅲ 控制不出现薄弱层：薄弱层会引起结构受力突变，本结构上部为标准层，布置较为合理，底部商业层高通过调整墙厚避免了薄弱层。

ⅳ 提高底部加强区剪力墙的配筋率：底部加强区的剪力墙为主要的塑性铰发生区。经计算在多遇地震下底部加强区剪力墙配筋基本为构造配筋，满足规范要求的最小配筋率0.25%。考虑在施工图设计中适当提高底部加强区的剪力墙配筋，控制最小配筋率提高到0.3%，提高剪力墙的承载力及塑性变形能力。

第6篇

关键词：抗震设计；计算分析；抗震措施

Discussion on seismic design of high-rise building feasibility

Jin GuoJian Chen Kai

Abstract: the architectural design is to consider the seismic requirements, the entire construction plays a very important role. This paper discusses the high rise building aseismic design calculation software, using the analysis of tall building in seismic design of feasibility.

Keywords:Seismic design; calculation analysis; seismic measures

一、工程概况

本工程拟建建筑物情况基本如下：±0.000相当于黄海高程5.8米。地下室四层（地下一层层高7.8m，局部带夹层），底板建筑面标高-19.5m。裙房四层。裙房屋面高度15m~16m之间，裙房的基本功能是商业。裙房以上设有7个塔楼，高度在55m~75m之间。本文讨论1,2#楼的抗震设计；1,2#楼主要特点在于从14层~屋面高位连体，连体层跨度27米，宽度32米，共有5个结构层相连。

二、结构设计

1、本工程采用钢筋混凝土框架-筒体结构。楼电梯间等薄弱部位及预埋管线较多的位置将考虑适当加大板厚。

2、十四层至屋面（共5层）高位连体部分，连体跨度27米；连体部分采用钢结构，其中在十四~十五层利用上下层钢梁做为上下弦，层间采用焊接H型钢做腹杆，形成4榀转换钢桁架，用于支撑连体竖向荷载；十五层至屋面采用钢结构梁柱，组合楼盖；钢梁，钢桁架弦杆与塔楼柱均采用刚接连接。

3、地基基础：采用Φ600～Φ1200大直径灌注桩，设承台，基础梁。局部地下室底板落在中风化层上时采用天然地基。

4、变形缝和后浇带：超长的主体地下室，地下车库间隔40m左右设置后浇带以减少混凝土收缩和温度应力的影响。

5、对本工程在建筑物下的地下室，由于上部荷载较大，结构考虑荷载以上部荷载为主，不考虑抗浮设计。但因根据基底标高在施工期间采取临时的抗浮影响，采取基坑排水措施，对无上部建筑的地下室，根据地下室自重和上部覆土荷载条件，进行抗浮设计。抗浮设计时，根据地质条件采用抗拔桩。

三、计算分析模型及软件名称

1、上部结构采用的分析程序：高层建筑结构空间及有限元分析与设计软件SATWE（墙元模型），PMSAP.中国建筑科学研究编2011.01版

2、基础采用的分析软件程序：JCCAD中国建筑科学研究编2011.01版

四、调模过程描述

本工程因高位连体的因素，造成连体楼层扭转位移比，扭转周期比很难满足规范要求，设计中发现，扭转周期同平动周期联动，分析认为，本楼的扭转现象形成的主因在于连体两塔楼在Y方向的反方向平动造成。为了使周期比与扭转位移比满足规范限制要求，设计中着重加强了塔楼两端框架刚度，减小连体两端框架刚度。主要技术措施：塔楼两端框架采用钢骨混凝土柱，梁，形成劲性框架；连体两端框架为了连体处转换钢桁架的连接需要，局部楼层采用钢骨柱，设计中为了避免该榀框架刚度过大，钢骨采用H型钢，强轴方向设在框架平面外。

五、主要计算汇总与分析(SATWE)

1、结构自振周期

1#，2#楼 自振周期（s） SATWE

多塔计算 T1 1.5233（0.01）

T2 1.4911（0.00）

T3 1.2932（0.69）

T4 0.4269（0.12）

T5 0.4151（0.17）

T6 0.3658（0.47）

注：括号内数据为SATWE计算的各振型扭转系数。

2、层间位移角与扭转位移比

计算软件 SATWE

风作用最大层间位移角 X向 1/9674

Y向 1/6311

地震作用下最大层间位移角 X向 1/5376

Y向 1/5625

地震作用下最大扭转位移比（偏心5%） X向 1.09

Y向 1.58

计算结果可知，1#，2#楼在风荷载、地震荷载作用下的最大层间位移角均小于1/800，均满足要求。

3、抗倾覆稳定验算（SATWE结果）

作用荷载 抗倾覆Mr 倾覆Mov 比值Mr/Mov 零应力区（%）

风荷载作用下 X向 149782400 314291.6 476.57 0.00

Y向 41838500.0 572690.9 73.06 0.00

地震

作用下 X向 144626864.0 641282.9 225.53 0.00

Y向 40398416.0 1073287.1 37.64 0.00

4、刚重比

计算软件 SATWE

X方向刚重比 最小6.67

Y方向刚重比 最小6.91

从计算结果可知，1#，2#楼X方向和Y方向的刚重比均大于1.4，说明结构整体稳定性验算满足要求，计算结果X，Y方向刚重比均大于2.7，可不考虑重力二阶效应（即P-Delta效应）的影响。

六、主要计算汇总与分析(PMSAP)

1、结构自振周期

1#，2#楼 自振周期（s） PMSAP

多塔计算 T1 1.615821（0.00）

T2 1.336638（0.00）

T3 1.127468（0.99）

T4 0.453482（0.01）

T5 0.411804（0.17）

T6 0.374009（0.24）

注：括号内数据为PMSAP计算的各振型扭转系数。

2、层间位移角与扭转位移比

计算软件 PMSAP

风作用最大层间位移角 X向 1/9591

Y向 1/7470

地震作用下最大层间位移角 X向 1/5374

Y向 1/5832

地震作用下最大扭转位移比

（偏心5%） X向 1.11

Y向 1.34

计算结果可知，1#，2#楼在风荷载、地震荷载作用下的最大层间位移角均小于1/800，均满足要求。

3、抗倾覆稳定验算（PMSAP结果）

作用荷载 抗倾覆Mr 倾覆Mov 比值Mr/Mov 零应力区（%）

风荷载作用下 X向 107209696.0 264257.3 405.70 0.00

Y向 29691750.0 490551.3 60.53 0.00

地震

作用下 X向 103459592.0 459197.0 225.31 0.00

Y向 28653154.0 594080.4 48.23 0.00

4、刚重比

计算软件 PMSAP

X方向刚重比 12.59

Y方向刚重比 17.63

从计算结果可知，1#，2#楼X方向和Y方向的刚重比均大于1.4，说明结构整体稳定性验算满足要求，计算结果X，Y方向刚重比均大于2.7，可不考虑重力二阶效应（即P-Delta效应）的影响。

七、超限情况及主要抗震措施

1、超限情况：

(1)、裙房以上楼层在指定水平力作用下考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.5；

(2)、高位连体；

(3)、相邻层受剪承载力变化大于80%；

(4)、楼层侧向刚度与相邻上层的比值小于0.9；

(5)、局部有穿层柱；

(6)、大底盘上多塔；

2、主要抗震措施

根据现行国家规范、规程要求，结合本工程具体情况，本工程结构设计采用以下主要抗震措施：

（1）、高位连体采用钢结构桁架转换，两端与塔楼连接采用刚接；

（2）、连体部分采用钢结构梁柱，减轻结构自重，提高抗震性能；

（3）、与连体钢结构相连的塔楼柱从13层~屋面采用型钢混凝土柱；

（4）、转换桁架（14层，15层）上下弦伸入塔楼一跨，此跨弦杆采用型钢混凝土梁，端部与之相连接的混凝土柱，墙内设型钢暗柱；

（5）、提高连体部分及与之相连接的塔楼边框架抗震等级，抗震等级设为二级；

（6）、连接体楼板厚度取150mm，双层双向配筋，最小配筋率控制为0.25%；

（7）、层刚度比以及受剪承载力突变的楼层，均按薄弱层处理，均按高规4.3.12条要求调整楼层地震剪力；

（8）、局部穿层柱采用型钢混凝土柱

八、结束语

建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。

参考文献：

1、《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001)

2、《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223―2008)

第7篇

【关键词】超限高层建筑;抗震设计;建议;问题

引 言

当今世界人口密集，资源压力大。人们的生存空间逐渐从简单的低层地面发展到了超限的高层建筑。在大城市中，高楼林立。而由于大城市具有比较多的工作机会，越来越多的人涌入进来，也更加促使超限高层建筑工程的发展，未来将会成为“天空的世界”。超限高层建筑工程与地面工程相比，施工难度和强度都比较大，要考虑地质条件，方案标准和成本等诸多因素的影响。超限高层建筑工程的抗震能力是最需要考虑的，它关系着整个超限高层建筑工程的安全性。因此，对超限高层建筑工程抗震设计是一个复杂而且严格的过程。

一、抗震设计的基本思路和原则

从世界范围来看，各国的抗震的主要原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，这也是处理地震作用高度不确定的最优途径。在实践过程中，此原则得到了广泛的认可和一定程度上的效益。参照此原则严格执行的西方发达国家和地区，大部分建筑物符合了抗震规范设计，重大地震过程中所造成的人员伤亡已呈下降趋势。但是在中小地震过程中，依旧可能造成建筑物的某些结构正常使用功能的丧失，从而影响了人们对人居环境的更高追求和实现。

超限结构抗震的设计环节主要分为两个阶段。第一是弹性反应谱的采用，主要是针对多遇地震地区。用这两种方法主要是能够根据详细的结果和数据粗略估算出结构层的薄弱位置。第二阶段是Pu shove弹塑性时程分析方法的采用，此方法主要是分析判定结构构件塑性铰出现的分布和顺序。

二、超限高层建筑工程抗震设计的要求

1设置建筑物的抗震防线

建筑物的抗震防线体系都是由许多延伸性比较好的分体系构成的。这些延伸性比较好的分体系，能够互相联系，共同工作。虽然每一个建筑物都有自身的抗震防线，但是不能只设置一道，因为一旦地震发生，强震之后必将伴随着余震。只有一道抗震防线，就会被接二连三的余震所影响，导致建筑物的坍塌。超限高层建筑工程抗震设计要建立一系列的屈服度，并在内外部具有丰富的余度。组成抗震的分体部件，要有一定的延伸性和适当的刚柔性，这样的结构能够减缓比较多的地震能量，提高超限高层建筑工程的抗震能力。另外。要对楼层内的结构构件进行处理，主要的耗能结构屈服以后，就检测一下弹性阶段的构件，保证结构的延伸性和抵抗坍塌的能力。

2保证建筑物的稳定承载能力

工程设计中，首先要保证的就是建筑物的延伸性、稳定性和承载度。工程设计构建结构要加固底层的墙柱、节点，弱化横梁和构建。对建筑物中可能出现薄弱的地方或者是已经出现了薄弱的地方，要采取相应的科学合理的办法，提高总体的抗震能力。超限高层建筑承担的竖向荷载的构件不应该是主要耗能的构件。

3 采取多项措施提高抗震能力

在大地震中，真正起抗震作用的是建筑物本身的主要构件。构件能在大地震中承受地震所带来的危害，就要仔细的检查高层建筑物中的薄弱部位。对高层建筑物的弹性受力和承载能力的均衡位置点要合理的处置，在楼层的比值发生变化时，要及时发现和处理，并采取加号的办法进行解决。

三、超限高层建筑工程抗震设计出现的一些问题

1缺乏评测周边环境和地质条件的资料

虽然我国早已步入了市场经济体制，但是在建筑建设中依然存在着计划经济体制急功近利的思想。许多的工程建设因为追求眼前的经济效益以及工程的进度，就直接按照规划好的图纸进行施工建设，而没有仔细的对地域的周边环境和地质条件进行勘探和评测。没有地质资料，就失去了施工的准备和依据，容易出现许多的事故，造成不利的影响。

2解决结构上的平面布置

超限高层建筑结构有的为了追求美观，也有的是因为地质构成和周边环境的影响，导致外形不是很规则、均匀，凹凸的变化大。这就使得一个结构内的单元内，受结构平面上的形状的影响，刚度发生了不均匀的现象，导致平面的长度变长。

3结构单元内存在不同的受力结构体系

超限高层建筑施工方案中常会出现这样的现象。一个单元内用砌体来承受重量，而另一个单元内，用排架或者全框式的承受重量。这就使得原本的建筑物出现受力不均匀的现象，容易造成房屋倒塌。

四、对加强超限高层建筑工程抗震设计的建议

1加强构造构件抗震性能的措施

对超限高层建筑的底部，要加强部位的剪力墙厚度。用型钢混凝土柱来加大底部加强的部位，并加大其配箍的特征值。交叉暗撑式来组成连梁配筋形式。严格控制框支柱的轴压比，并运用相关的构造措施来加强节点和锚固。

2 梁式转换层结构设计

首先要增大落地剪力墙的厚度，对型钢结构模型混凝土转换粱的主要节点和配筋进行强化，调整结构的布置，使上下部机构的转换层的侧向刚度符合标准的规范 对转换层临近的上下层楼板的配筋，用双层双向配筋处理，严格控制框支柱的轴压比，运用型钢混凝土柱，并控制好柱的配箍特征值。适当的将剪力墙的配筋提高，柱由转换层延伸2层左右。

3 结构的平面布置

降低扭转的直接影响，侧向刚度逐渐均匀的发生变化。对结构构件布置要反复的考虑，并充分的调整和计算。在考虑好偶然的偏心影响地震作用之下，楼层竖向构件的水平位移和最大层间位移和楼层平均值相比，要小于该楼层平均值的1.4倍，转换层侧向刚度与相邻上部楼层刚度相比，要大于70%左右，受剪承载力与上层受剪承载力相比，要大于上层的80%左右。

4 制定一项严格程序

超限高层建筑工程制定旋工方案和实施是一个长期且比较复杂的过程，要考虑好经济投入的成本和施工风险，注意施工以及工期的条件。根据不同的地质环境和周边环境的影响，制定一个满足地震设计、周边环境的要求以及具有经济效益的工程制定施工方案。而制定程序是保证施工方案质量的最佳制定的办法。制定的程序主要有这两个阶段：① 对周边环境和地质条件进行勘探和评测，将施工对象的地质条件摸清楚，测量好固岩的稳定，预测好各项风险的因素，并设计出最好最佳的方案，评估工程对周边环境的总体社会影响。②对各个因素进行取舍，在无法兼顾工程的成本和进程，以及方案的选择问题时，要明确整个工程的目标价值，考虑工程中每个因素的作用，做出正确的判断。

五、结束语

总体而言，对于超限高层建筑工程的抗震设计，是当今社会建筑工程中一个比较重要的研究话题。如何让更好的对超限高层建筑工程的抗震设计进行加强管理，需要从周边环境和地质条件的评测、结构的平面布置以及单元内的受力体系等方面综合考虑，设置全面的抗震防线，加强建筑物的稳定承载和抗震能力。保证超限高层建筑工程抗震设计的最终质量，就要组织全体的知识和力量，学习国际上的先进技术和理论，总结我国的基本国情，因地制宜的研究出适合我国大城市超限高层建筑的抗震体系，拿出经济实际的最佳方案。最终为居民的生命财产安全提供保障，促使我国的社会经济安全可持续的发展。

参考文献

[1].陈剑峰.高层建筑抗震设计存在的主要问题及设计对策叨.科技视界，2012，（19）.

第8篇

一、建筑设计与建筑抗震设计的关系

建筑的抗震设计以及抗震性能的高低与人民群众的生命财产安全有着直接联系，而建筑抗震设计又是以建筑设计为基础的。这是由于建筑结构是基于建筑设计的，当建筑设计完成后建筑结构就难以改变。因此建筑设计师在建筑设计前期就应该充分考虑到建筑抗震设计的需求。

二、基于建筑抗震设计的建筑设计措施

（一）建筑结构设计的对称原则

我国出台的建筑抗震设计规范中指出，我国建筑抗震的设计目标是小震不坏，中震可修，大震不倒。对于建筑师和结构工程设计师来说，在进行建筑工程设计师应该秉持着简单、规则的建筑结构原则。一般方形、圆形、为主。建筑的竖向形态的变化要规则，一般可以选择矩形、梯形等变化均匀的形状。对称结构建筑在地震地面平动作用下一般只会出现平移震动，建筑内部构件出现测位移量，内部构件受力均衡；而非对称结构的建筑则会由于刚心和质心不重合，在地面平动的过程中也会出现扭转振动。如建筑内部的构建离刚心较远就会由于超出变形极限而出现损坏，进而导致结构一侧失效而倒塌。

（二）注重建筑构件与连接点处质量

在建筑工程设计和施工过程中建筑构件的合理配置以及连接点处的质量与建筑施工安全质量存在直接的联系。并且在新型建筑材料问世的同时建筑物的外部设计大都汇采用新型建筑材料，例如大理石、瓷砖等。而建筑室内装饰也会使用到吊顶等技术。这些室内以及立面装饰本身存在抗震性能的问题，并且其与建筑主体的牢固连接也是抗震设计的关键。近几年有部分国外高层建筑在发生地震时下起了“玻璃雨”，建筑的玻璃幕墙由于地震导致破损。这是由于当前所使用的玻璃幕墙还无法适应地震中产生变形和扭转。因此建筑如要采用玻璃幕墙则必须保证玻璃幕墙的强度与变形能力。在其与建筑主体连接处要设计为能够在水平向实现变位能力的构造，从而在地震时玻璃幕墙能够与建筑物地震变形脱离，减少玻璃幕墙的损坏。另外，在建筑设计中内隔墙、玻璃隔断等结构件的设计中也要充分考虑其与建筑主体连接点的牢固性，保证其抗震性能。

（三）关注建筑顶部抗震

在高层或超高层的建筑设计过程中，建筑的顶部抗震设计是十分关键的。当前高层或超高层建筑的屋顶普遍存在过高和过重的问题。屋顶过高或过重会导致建筑变形加重，进而强化了地震的破坏作用。对于屋顶建筑以及下层建筑物的安全性能有着极大的负面影响。如建筑的屋顶与下层建筑的重心没有位于同一条直线上，那么建筑屋顶的抗侧力墙也会与下层建筑的抗侧力墙出现分离，当地震出现时则会加剧损坏。因此在高层或超高层建筑设计中应该使用新型高强度轻质的建筑材料，尽可能保证屋顶的重心与下层建筑的重心位于通一条直线。当建筑屋顶的较高时要保证其抗震定性，缓解地震带来的变形作用。

（四）建筑竖向布置

建筑竖向布置主要体现在建筑物的高度结构质量以及刚度的设计中，特别是在高层或超高层建筑中建筑的竖向布置对于建筑抗震设计来说更加重要。建筑楼层的使用功能差异导致建筑物楼层分布的质量和刚度均不一致，例如楼层包括游泳池、会议室、健身房等。楼层的功能需求导致楼层上下之间的刚度差异过大。高层建筑中刚度最差的楼层的抗震性能最为薄弱，在出现地震时即为变形严重的薄弱层。在建筑设计中由于楼层功能不同导致的墙体不连续，柱子不对称等极大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震设计中应该尽量保证竖向的刚度分布靠近，尤其是在结构上刚度转换层更加要着重注意。

三、结束语

第9篇

关键词：超限高层建筑；抗震设计；基本方法

Abstract: Tall building seismic design from the overall consideration, from all aspects of construction control. Structural seismic resistance has been the emergence of new technologies and measures, in the future; there will be a better preventive measures for earthquake damage control. This article is on the high rise building a seismic design method research.

Key words: high-rise building; seismic design; basic method

中图分类号：TU972+.9 文献标识码：A 文章编号:

抗震简而言之就是抵抗在地震力的作用下对建筑物产生的破坏，采取各种有效的御防或善后措施，尽可能减轻人员生命财产的损失。建筑结构的优化设计目的是设计出合理的满足各种科学数据的最佳方案。上世纪 90 年代后，我国房地产产业迅猛发展，同时，随着钢产量、成型制造技术以及经济科技的发展，技术得到多方面支持，高层钢结构运用在高层住宅建筑中已经成为可能，并且人们也越来越重视优化设计在建筑上的作用。由于我国地处地震多发区，高层住宅结构抗震优化设计将得到设计人员更多的关注和重视。

1.超限高层建筑工程抗震设防的基本要求

（1）采用钢筋混凝土框架结构和抗震墙结构，其高度不得超过《抗规》的最大适用高度。采用钢筋混凝土框架-抗震墙结构和筒体结构，9 度设防时一般不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度，8 度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的 20%, 6 度和 7 度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的 30 %；

（2）在房屋高度、高宽比和体型规则性至少应有一方面满足《抗规》、《高规》的有关规定；

（3）应采用比《抗规》、《高规》规定更严的抗震措施；

（4）计算分析应采用两个及两个以上符合结构实际情况的力学模型，且计算程序应经国务院建设行政主管部门鉴定认可；

（5）对房屋高度超过《抗规》、《高规》最大适用高度较多、体型特别复杂或结构类型特殊的结构，应进行小比例的整体结构模型、大比例的局部结构模型的抗震性能试验研究和实际结构的动力特性测试；

（6）特殊超限高层及有明显薄弱层的超限高层建筑工程，应进行结构的弹塑性时程分析。

2.高层住宅建筑抗震结构的设计需要遵循的准则

我国现行建筑抗震设计规范采用两阶段设计方法实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准性能目标。

“三水准”指的是：小震不坏——遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；中震可修——当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用；大震不倒——当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

“两阶段设计”指的是：第一阶段设计：①小震弹性计算，地震效应与其他荷载效应组合并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，——满足小震强度要求；②限制小震的弹性层间位移角；同时采取相应的抗震构造措施，保证结构的延性、变形能力和耗能能力，——自动满足中震变形要求。第二阶段设计：限制大震下结构弹塑性层间位移角；并采取必要的抗震构造措施——满足大震防倒塌要求。

抗震设计要做到刚柔并济，选择合理的结构布置形式，遵循“强柱弱梁“、”强剪弱弯”的设计准则。满足结构刚度的要求，增强抗震的效果，确保高层抗震结构在地震力的作用下达到我们设计要求。高层建筑结构抗震设计应保持在弹性范围内。即使建筑本身的结构引起变形，结构形态也不会发生根本的破坏，经维护能正常使用。随着我国房地产业的发展，在提高建筑物高度的同时，允许结构进入弹塑性状态，但建筑物本身结构的安全也必须要达到相应的标准。我国规范规定，六级以上必须进行抗震设计。建筑抗震设计不能只单一考虑提高抗震的抗力，地震往往都会伴随着多次的余震，由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性，以及结构和体积的差异等，如果只设置一道防线，就会大大降低建筑的抗震效果，且也会增加结构的刚度。建筑物的抗震设计，必须满足减小地震力对建筑主体的作用，使建筑主体结构不产生破坏性变形，此两点为结构抗震设计的目的。只有通过对结构构件及节点的消能减震，设计才能达到抗震的要求，使建筑物在地震发生时，损失降到最低。研究结果表明，如果高层建筑的抗震结构体系刚度太柔，在经第一次地震后就会遭到严重破坏，当余震来临时，建筑物无法再次承受地震的破坏力。所以，建筑物的抗震结构设计既要有一定的刚度也要有适当的柔度。延性较好的分体系组成，地震发生时不会发生整体倾覆，因此，由若干个在地震发生时由具有较好延性。

3.超限高层建筑结构抗震设计要点

3.1结构规则性

建筑在结构方案设计的初期，结合抗震设计的要求，对建筑平面及使用功能进行合理优化和布局，特别是高层住宅建筑，应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，要求建筑物平面对称均匀，柱网剪力墙布置合理。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，对建筑进行合理的布置，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，体型简单，结构刚度。大量的地震灾害表明，在地震时，只有建筑物受力均匀，平立面布局简洁对称合理，这样的结构才能满足抗震设防的设计要求。

3.2层间位移限制

我们在进行高层建筑物结构设计时要注意建筑的高宽比，位移的限制和结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等问题。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格，以及所处的地理位置进行设计，稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，满足其具有足够的刚度又要避免超过结构的承载力，位移限值风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格，在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。

4.超限高层建筑抗震设计的基本方法

建筑结构的抗震设计，主要从减少地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个大方面进行，分别从以下几个小的方面进行全面的分析。

第10篇

关键词：超限，结构抗震设计，优化措施

Abstract: combining with engineering examples, this paper expounds the engineering and the structure of the off-gauge corresponding design thinking, in the theoretical analysis and the concept design, under the premise of the performance-based design buildings aseismic method, in view of the problems found in the design process, and has made the corresponding improvement measures, optimize the structure, achieve finally overrun the design requirements.

Keywords: overrun, structure seismic design, optimization measures

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1、高层建筑的概述

在古代人们就开始建造高层建筑，比如埃及的亚历山大港灯塔，高100 多米，为石结构。现代高层建筑发展迅速，在大中城市随处可见。高层建筑是指超过10 层的住宅建筑和超过24 米高的其他民用建筑。高层建筑可以带来明显的社会经济效益；首先，使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离，从而提高效率；其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小，有可能在城市中心地段选址；第三，可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。由于高层建筑的高度比较高，所以解决水平抗剪问题成为关键，而抗震是解决水平抗剪

问题的一个重要因素。然而对于不同的结构形式，同一设防烈度下，抵抗地震能力有很大区别，因此选择合适的结构形式对于高层建筑尤为重要。

2、超限高层建筑抗震设计思想

国内外对建筑抗震进行了大量的研究，抗震设计理念也有多种，但是现在比较常用的主要有：概念设计和基于位移的抗震设计。

2．1概念设计

概念设计是相对于数值设计而言着眼于结构的总体地震反应，可以理解为运用人的思维和判断能力，从宏观上决定结构设计中的基本问题。抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，进行建筑结构总体布置并确定基本抗震措施的。高层建筑形状力求规则和简单、建筑结构尽量对称、

设置防震缝及尽可能满足建筑竖向均匀性。前三种易于理解，以下就着蘑介绍建筑竖向均匀性问题。均匀性问题存在于建筑的竖向布置中，无论是几何图形还是楼层刚度变化，其规则匀称应该是立面设计中优先考虑的。不均匀布置会产生了刚度、强度的突变，引起竖向的应力集中或变形集中，以致在中小型地震中损坏，在大震时倒塌。但是，要使结构做到完全均匀性，在实际设计中也有一定的困难。结合工程实际，其均匀性问题主要表现如下：

(1)填充墙设置的影响。框架内的填充墙若设置不当，地震时往往会改变结构的受力状态而产生不利影响。例如，由于填充墙设置不当，可使框架柱形成短柱而造成破坏。为此，应把墙同柱分开或采用轻质墙以使框架柱连续。

(2)抗震墙不连续。由于建筑上的需要，可能出现上下不连续的抗震墙，这就产生了不均匀性。为此，应考虑限制上下层的刚度以及连续抗震墙的间距。

3、工程概况

本项目建筑用地面积4930m2，总建筑面积为16687m2，地上11层，地下2层，建筑总高度为42.00米。本工程为框架-抗震墙结构，设计基准期50年，抗震设防类别为丙类，设防烈度7度，设计基本地震加速度0.10g，地震分组为第一组，Ⅱ类场地，特征周期0.35s。结构整体模型见图1

图1结构整体模型

3．2地震危险性分析与地震波的选定

根据地质资料进行地震危险性分析，其结果为场区基本烈度(50 a超越概率为10％)为7度，基岩加速度为118．9 cm／s2；在多遇地震(50 a超越概率为63％)作用下，其烈度为6度，相应基岩加速度为31．2 cm／s2；在罕遇地震时(50 a超越概率为3％)烈度为7．7度，相应基岩加速度220 cm／s2．与国家地震局、建设部《中国地震烈度区划图(1999)使用规定的通知》中，中山市区设防基本烈度为7度相一致。根据地震危险性分析场区属近场地震效应，但根据国内外大量震害资料表明，软弱场地长周期地震作用对超高层最不利．并考虑到地震发生有较大的随机性，因此选择远震一长周期多遇地震强震记录进行地震反应分析．场地地震波的选定，按地震危险性分析结果，近震所确定的“基岩”加速度峰为输入，以现行规范㈨“基岩”反应谱为目标谱，拟合人工波作为地震反应分析的输入地震波，在埋深16 m处，分别选择近震多遇地震人工波HJl、符合场地近震特征的近震多遇地震强震记录HJ2(w．NASHINGON地震OLYMAPIA台站)和远震多遇强震记录HJ3(天津宁河波天津医院台站)．在埋深9 m及地面处，同样选择上述3种地震波，但加速度、速度和位移峰值不同．表1-1列出了不同埋深处所选定的地震波的加速度、速度和位移峰值，表1-2列出了各地震波的归一化水平地震影响系数及特征周期。

表1-1不同埋深处所选定的地震波加速度和位移峰值

表1-2地震波的归一化水平地震影响系数及特征周期

3.3抗震设防要求

《抗规》的三个水准的设防要求，即“小震可修，中震不坏，大震不倒”。它是通过二阶段设计来实现的，（如表2抗震设防目标要求）。

1 按小震作用效应和其它荷载效应的基本组合演算结构构件的承载能力，以及在小震作用下演算结构的弹性变性。

2在大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三水准抗震设防目标的要求。第二水准抗震设防目标的要求，是以抗震构造措施来保证的。

3.4、超限设计分析

本工程采用两个不同力学模型的空间分析程序进行计算对比分析，选用SATWE软件（简化墙元模型，2010版）和GSSAP软件（细分墙元模型，15.0版）。

3.1针对结构存在局部跨度16.8m转换梁柱情况，采用振型分解反应谱方法计算竖向地震作用效应。结果表明在竖向地震作用下，转换柱轴压比及梁柱配筋均满足要求。

3.2为了提高框架作为第二道防线的抗震承载力及性能，框架抗震等级提高一级，轴压比限值也相应提高。

4、超限高层建筑设计应重视抗震概念设计

对于超限高层建筑结构设计，计算分析很重要，但计算不是结构设计的全部内容。现有的各种计算模型都是基于各种假定下作必要的简化处理才得以实现的，其计算结果有的不一定是结构真实受力状态的反映；对于实际工程中出现的各种各样的复杂结构形式，现有的计算模型也不是都能适用的。因此在设计高层结构时，一方面应重视结构的计算，但也不应过于依赖计算和盲目应用计算结果，应从工程结构的基本力学和抗震概念出发，对计算结果认真加以分析；应重视结构的概念设计，重视工程实践经验的应用。对钢筋混凝土结构来说，最大的矛盾是结构的内力按不变刚度的弹性理论进行计算，而构件截面承载力按允许进入

裂缝状态下的弹塑性理论进行计算，两者的计算结果是互不协调的。如对于框架一核心筒高层结构，由于竖向荷载作用下墙、柱之间轴向变形的差异较大，临近核心筒的框架柱计算轴力往往偏小，而连接墙与柱之间的框架梁配筋往往很大，甚至超筋。若在计算梁截面配筋时，对梁端弯矩进行调幅，将使梁与核心筒的连接节点刚度退化，与计算模型不相一致，造成柱的实际内力超出按弹性分析的计算轴力，如不加分析地采用计算结果，会导致柱及柱下基础的设计偏于不

安全。

5、超限优化措施

5.1通过提高关键部位及底部剪力墙墙肢的延性，使抗侧刚度和结构延性更好地匹配，达到有效地协同抗震。首先，通过提高约束边缘构件的配箍率、竖向分布筋配筋率等措施提高第一道防线的承载能力，其次，框架部分的抗震等级和轴压比限值按框架结构的规定取用，以提高第二道防线的承载能力[5~7]。

5.2根据计算结果对楼板边缘、转角等应力集中的地方进行加强，特别是平面细腰部位楼板加厚为150mm，配置45度斜向钢筋，并适当加强边梁配筋。

5.3针对本工程尺寸突变等竖向不规则的情况，适当增加结构的振型数，以考虑高阶振型的影响，并适当加大收进处上下层的竖向构件和水平构件的最小配筋率，相关竖向构件箍筋全长加密。

5.4扭转不规则使主体结构薄弱部位通常出现在整体结构边缘区域，设计时采取减小边缘结构竖向构件轴压比、剪压比及提高配箍率、配筋率等措施，提高结构延性，避免脆性破坏[8]。特殊情况下，还可以增设芯柱，以提高柱子的延性。

5.5转换构件范围内楼板厚度取180mm，通过考虑竖向地震和全楼弹性的模型对转换柱与转换梁进行分析，同时确保中震下其满足抗弯不屈服，抗剪弹性，大震下处于不屈服状态。

5.6跨层柱考虑二阶效应的影响，确保中震下抗弯不屈服，抗剪弹性。

5.7采用中震和小震作用下弹性楼板应力分析，以考虑跨层及错层墙柱的实际受力情况。

结束语

由此可见，超限高层建筑结构设计是一项非常长期、复杂的工作，它对结构工程师既要有扎实的理论功底,又要有丰富的工程设计经验，并且结合概念设计，这样设计出来的建筑物才能达到既安全、可靠、又经济、合理。所以，任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。

参 考 文 献

[1] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 3-2010）[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010

[2] 甘丹, 张敬书等. 细腰复杂截面高层建筑抗震性能分析[J]. 西北地震学报, 2008（4）

[3] 建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010

[4] 吕西林. 超限高层建筑工程抗震设计指南[M]. 上海：同济大学出版社, 2009

[5] 赵耀普, 卫文. 招商酒店抗震设计[J]. 建筑科学, 2011

[6]吕西林．超限高层建筑工程抗震设计指南[M]．上海：同济大学出版社，2005．88―89．

第11篇

关键词：超高层；结构抗震；影响因素；设计要点

中图分类号： S611 文献标识码： A

一、影响超高层建筑结构抗震效果的因素

1、超高层建筑自身结构的设计

作为影响超高层建筑结构抗震效果的最主要因素，建筑物的结构设计应是我们首要重视的问题，点式住宅、版式住宅等各种类型的建筑物要想取得理想的抗震效果，那么就必须对其进行合适的结构设计，选择最有效的抗震措施，充分的保证高层建筑结构的抗震性能，从而实现大震不倒、小震不坏的目标。

有些超高层建筑结构对平面的布置十分复杂，刚心与质心可能不一致，而一旦地震来临，那么其作用影响力和破坏力就会大大的增强。因此，在布置超高层建筑结构的平面时，应尽可能的保证刚心和质心是重合的，从而保证超高层建筑结构的抗震性能。在对建筑的结构进行设计的过程中，应保证建筑有合适的出屋面部分，这样当地震来临时才能降低其鞭梢的影响，如果房屋结构的平面布置是不规则的，在偏离建筑结构刚心的位置处建议设立抗震墙。

2、超高层建筑结构的施工材料和施工过程

超高层建筑结构的施工原材料对其抗震效果也是有着直接的影响的，因此，在施工建设的过程中，应明确施工材料的重要性，通常情况下，建筑物的建设质量越高，那么地震对建筑物的作用力就是越小的，而在同等的地震环境下，建筑施工建设中使用了性能越好的材料，其受到的地震作用力也就越小，而如果无法保证材料的使用性能，那么就会受到较大的地震作用力。因此，在超高层建筑的施工建设过程中，选择建筑材料时建议采用塑料板材、空心砖以及加气混凝土板等，这些质轻的材料对于保证建筑物的抗震性能都是十分有利的。

在超高层建筑的施工过程中，为较好的保证其抗震的效果，我们还应保证施工中每一个环节和每一道工序的质量，应高度的重视施工中的各项管理工作，同时建立完善的施工监管的规范制度，保证超高层建筑结构的施工质量，以提升其抗震的效果。

3、施工现场的地质环境

当地震来临时，其对超高层建筑结构的破坏的原因是有很多方面的，最主要的原因就是地表滑坡、山体崩塌以及岩石断层等导致地表发生了运动，使建筑结构受到了破坏，而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。在这些原因中，采取相应的工程措施是可以预防一部分原因的，因此，在施工的准备阶段，应对施工现场的地质环境进行严格的勘察，认真的研究实际的地质和地形条件，施工中尽可能选择对抗震最有力的地点。

二、超高层建筑抗震设计要点

1、结构规则性

建筑物尤其是超高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求对建筑进行合理的布置。大量地震灾害表明平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，因为该种结构建筑容易估计出其地震反映易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀体型简单结构刚度质量沿建筑物竖向变化均匀，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。

2、层间位移限制

超高层建筑都具有较大的高宽比，其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，甚至会超过结构的位移限值。而国内普遍认为该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关，其中钢筋混凝土结构的位移限值（一般在1/400-1/700范围内）则比钢结构（1/200-1/500范围内）要求严格，风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格，因此在进行超高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计，既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性以及正常使用功能等。

3、控制地震扭转效应

大量事实表明，当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合，在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。由于建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同，其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大；同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至会产生较大差距，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变，因此，在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。

三、提高短柱抗震性能的应对措施

有抗震设防要求的超高层建筑除应满足强度、刚度要求外，还要满足延性的要求。众所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没有延性，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。混凝土短柱的延性主要受轴压比的影响，同时配箍率、箍筋的形式对混凝土短柱的影响也很大。高层混凝土结构短柱，特别是结构低层的混凝土短柱，其轴压比很大，破坏时呈脆性破坏，其塑性变形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能，主要也就是提高混凝土短柱的延性，可以从以下几方面着手。

1、提高短柱的受压承载力

提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比，从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的强度等级，即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力，降低其轴压比；但由于高强混凝土材料本身的延性较差，采用时须慎重或与其他措施配合使用。可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。

2、采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下往往是因剪坏而失效，其抗弯强度不能完全发挥。因此，可人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，这样，在地震作用下，柱子将首先达到抗弯强度，从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法已在实际工程中得到应用。人为削弱抗弯强度的方法，可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱，分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键，以增强它的初期刚度和后期耗能能力。

3、采用钢管混凝土柱

钢管混凝土是套箍混凝土的一种特殊形式，由混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料。由于钢管内的混凝土受到钢管的侧向约束，使得混凝土处于三向受压状态，从而使混凝土的抗压强度和极限压应变得到很大的提高，混凝土特别是高强混凝土的延性得到显著改善。同时，钢管既是纵筋，又是横向箍筋，其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下，相当于配筋率2至少都在4.6%。当选用了高强混凝土和合适的套箍指标后，柱子的承载力可大幅度提高，通常柱截面可比普通钢筋混凝土柱减小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

结束语

通过以上的论述，应充分的认识到影响超高层建筑结构抗震效果的各类因素，在超高层建筑的抗震设计工作中，选择最为科学合理的设计方法，针对现阶段超高层建筑抗震设计的现状，准确的把握抗震建筑结构抗震设计工作的发展趋势，保证超高层建筑抗震设计的效果，促进我国超高层建筑行业的健康发展。

参考文献

[1]赵楠.基于菱形平面的超高层结构抗震设计[J].工程抗震与加固改造.2013（01）

第12篇

关键词：超高层建筑；结构设计；抗震设计

中图分类号：TU97文献标识码： A

引言

近年我国频繁发生的自然灾害，严重影响了我国经济的发展。地震带来的损失在所有自然灾害中是最大的且不能挽回，严重的危害了人们的日常生活，经济的发展及稳定的社会环境。提高建筑结构中抗震设计的质量是最有效且直接的降低地震带来的危害的方法。

一、建筑结构抗震设计的概念

通常来说，建筑结构的抗震设计就是通过在地震时破坏的建筑结构，结合建筑结构工程长期以来所积累的经验去总结一种基本的设计方法及思想，布置建筑和整体的结构并且对细部构造措施进行确定的一个过程。地震从理论上来说就是一种随机的振动，它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性，要想很精确地预测某建筑物可能遭遇的地震的特性与参数，就目前来说我们还很难有更好的方法在建筑结构的抗震设计分析这个方面，由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素，因此有着一种不确定性的存在。所以建筑结构的抗震设计更应该基于长期以来所遵循与积累的抗震经验，从而更好的使得建筑结构的抗震性能得到提升。

二、超高层建筑抗震设计问题分析

1、建筑物建筑场地的选择

在建筑结构工程抗震设计阶段，建筑场地的选择是抗震设计过程中必须要注意的关键技术性问题，抗震设计人员在设计时应深入到建筑场地，对建筑场地的地质情况和水文情况进行勘察，收集记录数据，认真研讨在该建筑场地建筑房屋对抗震设计的影响因素，比如建筑场地处于地震频发地段或者建筑场地的地基为软弱地基等，所以在建筑场地选择时应尽量避开这些地段，如果无法避开，就需要充分地运用建筑抗震设计理论知识，对建筑地基和结构进行强化和优化设计，保证建筑整体结构的稳固性，进而提升建筑的抗震能力。同时，根据建筑物地域性分布及结构特征选择不同的建筑材料和抗震设计方案，如果建筑场地处在地震高发区，建筑房屋的抗震防烈度要求高，这就需要对建筑结构的柔性和延展性进行考虑。

2、超高层建筑结构设计中材料选择

在建筑结构设计中，材料是主要的承重原料，材料的刚度和塑性对建筑结构的影响较大，为了确保建筑物的整体稳定性，在使用材料时，要考虑本地区的地震历史记录，根据科学的数据进行材料选择，一般情况下，在不影响建筑物整体使用和维护结构设计下，选择质量比较小的，对地震破坏效果作用要低。考虑到地区的差异性，在我国东北地区，为了保证建筑结构设计，预防地震作用，通常采用钢筋混凝土材料来保证建筑物的整体性，在大型建筑物设计中，采用伸缩缝，通过对基础的勘察检测，提高基础稳定性作为抗震措施。

3、隔震措施

在建筑结构设计中，设计者在考虑地理环境和建筑物尺寸设计的同时，对建筑物基础、抗震装置、以及抗震位置进行科学的设计说明，在建筑结构比较关键的位置设置隔震层，来消减地震作用对建筑物的冲击。根据不同的位置，隔震层一般分为四种类型：地基隔震、基础隔震、间层隔震和悬挂隔震。

（1）地基隔震措施

地基隔震就是在建筑物的基础底部与土层接触位置设置缓冲层，在地震发生时，能够有效进行吸收和反射作用力的作用，以此来减小地震对建筑物基础和建筑物整体的破坏作用。在我国最为常见的地基隔震层主要采用沥青原料的隔震层，相信随着科技的发展，未来会有更加科学的隔震层产生，对消减地震作用效果会更加理想。

（2）基础隔震措施

对于建筑物的基础设计中，基础本身就是对整个建筑物的承载和荷载的传导作用，基础结构设计对整个建筑物都非常重要，基础决定着上层建筑，所以在设计基础结构中，对于抗震措施的技术要求也比较高。在对基础采取抗震措施，为了减小地震对上部结构的抽奖破坏，在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层，它是防止地震力由地基处向上部结构传播的防震措施，从而减低上部结构的破坏，效果显著。这种抗震措施更适合多层建筑施工。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置。

（3）间层隔震措施

间层隔震是为了吸收地震冲击余力而设置，目的是再次消减震力的作用，一般在原始结构层上安装隔震层，对于早期建筑采取抗震措施使用普遍，施工过程简单易操作。

（4）悬挂隔震措施

悬挂隔震措施就是将建筑物的全部或者部分悬挂起来，起到隔震的作用，也叫悬挂结构。这种抗震措施在大型钢结构建筑中使用较多。在地震发生时，震力需要介质传导，悬挂结构主体受到地震作用，但子体受到的作用就会减轻，使地震产生的破坏力不能进行大面积的传导，保证了上层建筑物的主题机构不受破坏，有效的进行隔震作用，减轻破坏。这种隔震措施效果显著，而且正在逐渐被采用在钢结构建筑中，在建筑结构设计中，设计者也会通过不断的实践和探索，将优化悬挂隔震措施，为建筑结构设计提高有利的抗震效果。

4、机敏减震支撑体系设计

机敏减震体系设计就是采用科学的设计理念，活塞运动原理，保证建筑物结构形成可以自由滑动的层面结构设计，在地震发生时，内外钢通过不断的滑动来消减地震作用力，减轻震力破坏和消耗地震作用力的传导。

5、效能减震技术应用，提高建筑结构设计中的抗震功能

效能减震就是消耗地震能的传导和减轻地震对建筑物的破坏程度，这种方法一般采用消能器和阻尼器，目的是消耗和吸收地震能量，减小对建筑主体的震力破坏，保护建筑主体结构安全稳定。效能减震技术的应用，它运用也比较广泛，不论是新建建筑，还是旧建筑的抗震加固，都起到良好的效果。

三、超高层建筑结构抗震设计的展望

在今后的几十年中，我国必将成为具有超高层建筑数量最多的国家，那么超高层建筑结构的抗震设计工作也将面临着更大的挑战。首先，应更加的重视建筑材料对抗震性能的影响，严格的控制材料的各类性能指标，从而保证建筑物的抗震能力，还应大力的研发先进的抗震材料，从而进一步的完善超高层建筑结构的抗震技术；其次，超高层建筑的抗震结构体系应逐步的转变成柔性为主的结构体系，在建筑结构构件的消震、减震和隔震的设计工作中，应采用“以柔克刚”的方式；接着，应进一步的推广和应用计算机模拟抗震试验，在模拟地震振动台上放入事先制作好的结构构件，台面上输入相应的地震记录，在计算机模拟环境下，取得真实的地震作用效果，不断的完善各类因素，逐步的实现抗震目标；最后，在超高层建筑结构抗震结构设计的计算方法上，将逐步的转变为非线性分析、时程分析和非确定性分析的方法。

结束语

总之,在整个建筑工程的建设过程中，建筑的抗震设计问题对工程的建设质量,人们日常生活的安全以及稳定的社会环境都有极其重要的影响和地位。所以，在超高层建筑的抗震设计进程中，要先了解到抗震设计的重要性，随之对抗震的结构形式、合适的施工建筑场地进行科学且合理的选择从而使得建筑抗震设计方面的安全性得到提升，最终使得超高层建筑抗震设计的整体质量得到提升进而使得建筑行业健康持续的发展。

参考文献

[1]杨磊.论高层建筑结构抗震的优化设计[J].建筑设计管理，2010.

第13篇

关键词：抗震概念设计;建筑结构;工程设计;抗震性

对于高层建筑结构设计，要遵守抗震设计规范，从抗震概念设计应用入手，结合工程实际情况，提出定量控制要求。值得注意的是，开展高层建筑结构抗震设计，要在概念清晰且技术可靠的基础上，合理的设计建筑结构，以确保建筑的抗震性能。通常情况下，高层建筑结构抗震设计，需要从概念设计、抗震计算、抗震措施等方面加以把控，以确保设计的合理性。

1高层建筑结构抗震性设计的意义

贵州省位于我国南北地震带南段的东侧，省内西部部分区域位于地震带上。贵州地震的频度与强度为中等水平，地震平面分布不均。若发生地震，会造成极大的损失，以尼泊尔大地震为例，涉及到多个多家，地震造成近4000人死亡，约7000人受伤，对尼泊尔国造成超过50亿美元的经济损失，由此可见地震的损失性。在地震中，建筑既是人们的保护工具，也是威胁人们安全的物体，若能够提升建筑的抗震性，对保护人们的财产与安全，有着积极的作用，因此加强高层建筑结构抗震性设计研究，有着必要性。

2抗震概念设计应用的基本要点

2.1合理选择建筑结构

高层建筑结构抗震性设计，最为重要的是建筑体形和结构设计，占据着重要地位，多数倒塌建筑主要是因为规划不合理造成的，所以要科学的选择水平面与垂直面，提升建筑的抗震性能。一般来说，建筑平面形状规则，直接影响着建筑的抗震性，平面形状平整度越高，则建筑的抗震性能就越强，图1为水平地震作用。规则平面能够承担荷载作用，建筑结构的整体性较为突出。在高层建筑结构设计中，于高度方向，需要保证结构布置的连续性，实现侧向刚度保持连续，以免出现薄弱层。

2.2合理选择传力路线

高层建筑结构抗震设计多利用计算机程序，来确保计算的准确性，建筑结构设计人员只需要掌握简单的计算方法即可。利用计算机，在获取受力状态下，形成建筑结构件计算简图。接着利用力学模型和数学模型，从地震反应入手，做好详细的分析，明确计算结果，合理选择建筑结构路径，提高传力路线选择的效率。

2.3合理选择建筑位置

通过相关研究发现，建筑物损毁与建筑所处的地形，有着直接的关系。除此之外，建筑损坏和地基、断层等，也有着紧密关系。以覆盖土因素为例，建筑破坏率和此因素呈现的是正相关，覆盖土层厚度小，证明土质偏硬，具有较强的稳定性，当遇到地震时，不易发生倒塌情况，因此在设计高层建筑时，要选择硬质地基，降低地震效应，确保建筑结构的稳定性[1]。

2.4设置多条抗震防线

高层建筑结构抗震设计时，需要设置多条抗震防线。考虑到地震时间存在差异，伴随多次余震，受到地震反复冲击，会给建筑结构的稳定性造成损坏，若高层建筑物设置一道防线，当建筑受到一次破坏后，难以抗衡后续破坏，因此需要设置多道保护，确保高层建筑结构的稳定性。

3抗震概念设计在高层建筑抗震设计中的具体应用

3.1提升结构延性

高层建筑抗震设计水平低于地震等级，极易因为脆性破坏，造成建筑倒塌，所以在建筑结构抗震设计中，要提高结构延性，增强建筑结构抵抗能力。可以从以下方面入手：①材料。选择延性材料，此类材料的应用，当发生非弹性变形，或者发生反复弹性变形时，其延性不会明显下降。②杆件。通过控制杆件的延性，包括塑性变形与能量收纳与耗散等，提高结构延性，通常从墙肢与框架的柱等方面捂手。③构件。构件的延性指的是某个构件的塑性变形与能量消耗的能力，通过控制墙体或者框架延性，来提高建筑结构整体延性。总得来说，建筑结构延性指的是抗倒塌能力与塑性变形能力。在设计时，可以采取以下措施：①在平面上，增强突变处与转角处等构件的延性；②对于竖向，则可以加强薄弱楼层的延性，比如体型突变处、主楼与裙房相接的楼层等；③增强首道抗震防线部分的构件延性[2]。

3.2提升结构的整体性

高层建筑结构的整体性较强，能够确保建筑结构在地震力的作用下，处于协调运行的状态，可避免建筑倒塌。采取以下措施：①选用钢结构支撑结构。钢结构作为建筑行业的新技术，其市场份额不断扩大，贵州地区已经逐步引入钢结构，比如贵州钢结构发展中心楼，楼层高24层，建筑面积为26000m2，建筑承板使用的是钢筋线桁架工艺，建筑整体性较好，抗震性能较好。高层建筑结构设计中，采取钢结构支撑体系，对提升高层建筑框架结构中的侧向刚度，有着积极的影响，可以抵抗水平荷载，提升高层建筑整体强度。与纯框架架构相比，支撑结构稳定性较好，将窗台下方-下层窗户顶部区域位置，作为支撑位置，合理设置支撑，能够达到结构支撑要求。采取环向封闭同一平面，能够提高建筑钢结构侧向刚度，在强震区应用，其效果更为凸显。②抗侧力结构。若高层建筑结构为多种框架结构形式，应用钢结构，可以承载建筑物竖向负载与部分横向负载。采用抗侧力结构，可以按照建筑的各类要求，来选用抗侧力结构。若高层建筑中桁架高度和单楼层相同，可以利用交错桁结构，来设置上下楼层，确保各单元设置的灵活性。应用此结构，在钢结构平面内，梁柱弯矩较小，侧向位移也较小。

3.3准确计算结构抗震

开展高层建筑结构抗震设计前，需要准确的计算建筑结构的地震作用，接着计算结构与构件的地震作用效应，并且和其它载荷效应，做好相互结合，检验建筑结构抗震承载力与变形，确保能够达到新《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规范相关要求。需要做好以下计算：①地震作用计算。建筑结构抗震承载力主要考虑水平地震作用，高层建筑结构设计，还需要注意竖向地震作用。②抗震验算。主要包括截面抗震验算、弹性变形验算、薄弱层弹塑性变形验算等[3]。

3.4做好非结构部件设计

非结构部件指的是建筑结构分析中，不考虑侧向荷载与重力荷载的建筑部件，包括内隔墙与墙等。虽然建筑结构设计时，此类部件不参与荷载分析，但若发生地震，此类部件会起到作用，极有可能会改便建筑结构承载力，或是提升建筑抗震性，或是增加破坏性，因此需要做好非结构部件的处理。可以采取以下措施：①加强建筑框架和填充墙之间的联系，使得填充墙可以成为建筑主体抗震结构的组成部分。对于墙体连接，可以采取柔性连接方式，削弱墙柱的联系，避免发生嵌固作用。②对于附着在建筑楼与屋面结构的，需要做好此类非结构构件和主体结构的连接处理，以免发生地震时，造成人员伤亡。③加强幕墙和装饰贴面等和建筑主体结构的有效连接，避免贴面损坏。

3.5做好倒塌分析

开展高层建筑结构设计时，采取倒塌分析法，做好建筑倒塌分析，以优化建筑结构抗争性设计，达到抗震标准。可以借鉴超高层建筑经验，譬如：某超高层建筑为Ⅷ度抗震设防烈度建筑，在建筑结构设计时，利用倒塌分析法，进行结构设计方案分析，发现采取内嵌钢支撑剪力墙方案，能够有效的增强建筑结构强度。基于倒塌分析，明确此工程采取全支撑方案建设总材料用量可节约11.2%，建筑结构抗倒塌储备能力可以增加14.8%，建筑的抗震性能较好。采取对比各种最小地震剪力系数调整方案，能够明确采取调整地震剪力，开展刚度验算，设计建筑构件承载力，能够获得较好的效果，此方案和提高刚度缩短建筑结构自振周期的方案相比，具有较强的经济性。对于建筑结构倒塌关键位置，能够提高建筑结构整体的抗倒塌能力，此方案的实施，增加钢用量约0.1%。总而言之，在建筑结构设计时，做好倒塌分析，能够准确衡量各类结构设计方案的效果，明确各类抗震措施对建筑结构抗震性能的影响，发挥着积极的作用[4]。

4结束语

应用概念设计，开展高层建筑结构抗震设计，需要充分的借鉴工程经验，严格按照建筑抗震设计相关规范，采取相应的措施，提升建筑结构的整体性能，提高结构的抗震性能。

参考文献

[1]陆新征，杨蔚彪，卢啸，齐五辉，刘斌，张万开，叶列平.倒塌分析在某500m级超高层建筑抗震设计中的应用[J].建筑结构，2015（23）：91~97.

[2]刘均伟.高层建筑结构设计中抗震概念设计的运用研究[J].山西建筑，2016（20）：43~44.

[3]雷雨润.高层建筑结构中抗震概念设计的应用[J].建设科技，2017（08）：80.

第14篇

关键词 高层住宅 建筑结构 适用性原则

一、高层建筑结构设计体系与技术应用

1.高层建筑结构设计中基于抗震设计技术的应用

当前来看，减震控制技术研究与应用在我国高层建筑中有了较大进展。隔振技术较为成熟，在工程中有一定应用，主要用于高烈度的多层、小高层建筑，如北京通惠家园地铁枢纽建筑，甘肃陇南将橡胶隔振垫用于砖混结构楼房。目前，多项采用隔振技术的房屋建筑正在设计建造中。

消能减震技术近年来在新建高层建筑工程中开始得到应用，如北京银泰中心主塔楼、上海世贸国际广场、深圳大梅沙酒店等采用了黏滞流体阻尼器，主动控制技术在我国超高层建筑中首次得到应用是上海环球金融中心第90层两台各重250吨的质量阻尼器，它将有效地减小建筑结构在风和地震时的反应。

2.高层建筑结构设计中基于抗风设计技术的应用

随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已经成为控制结构安全性和实用性的关键因素。我国目前的建筑荷载规范尚不能完全满足实际工程的需要，应增加横风向响应和等效静力风荷载、干扰效应、居住者舒适度判据等内容。

3.高层建筑结构设计中基于消防设计技术的应用

一个常识是，按照设计标准，高于24米的建筑属于高层建筑，高于50米的建筑属于超高层建筑。曾有城市安全部门做过一个试验，让一名身强体壮的消防员从第33层跑到第1层，用了35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩，所需时间肯定会更长。而火借风势，30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来，在高层、超高层建筑中人们跑到楼外逃生的可能性几乎为零。因此，基于超高层建筑结构体系中抗高温、防火方面的设计成为最重要的一个指标（以下以北京国贸三期工程为例）。

国贸三期。该工程总建筑面积54万平方米，主塔楼总高330米，地上层数为74层，地下为4层，钢结构截面大、单件重、连接复杂，总用钢量达5万多吨，抗震等级8级，设计难度和施工难度为世界超高层建筑结构领域所罕见，是目前北京的第一高楼。美国“911”事件后，施工承建方：“中建一局集团建设发展有限公司”对国贸三期设计方案作了相应调整。为了保证建筑物未来的安全性，在经过论证和修改后，该楼的建筑方案采用了4万吨钢筋、18万立方米混凝土与5.5万吨钢结构组合形成的钢骨型钢混凝土结构，并采用耐燃时间高达3小时的防火涂料对钢结构进行防火处理。这样设计的结果是，大楼能够有效地减少飞行器撞击所带来的损害，提高大楼自身的耐火性能。而按照此前的设计方案，该大楼全部由钢结构组成，一旦遇到同样问题，钢结构会因高温快速熔化，导致主楼快速坍塌。

二、高层建筑住宅结构设计面临的挑战

随着住宅产业化形势的不断发展，随着我国超高层住宅的响应政策的出台，未来，无疑会给本土设计行业及承建方带来了巨大的挑战。随着经济社会的发展，作为二三线城市出现的一幢幢拔地而起的超高层建筑。这种建筑不仅对开发商是一种全新的挑战，对房地产这条产业链上的设计行业、承建行业也将带来全新的改变。

1.未来住宅产业化下高层建筑结构设计技术亟待提升

相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格；超高建筑物中每隔一定距离须加设避难层；在施工设计上的要求更加严格，尤其是对消防、防震、防风的指标要求很高，例如对玻璃等建筑材料的选择格外严格，同时由于高处的湿度、风力影响等特殊要求，也给设计、施工带来了很高的难度。

由于超高层住宅建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免地存在，在结构设计中一方面考虑异型柱的使用，另一方面在户型设计中要充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用。再有，高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。

2.高层建筑结构抗震、风设计专业性人员缺失、经验严重缺乏

近年来，虽然国内外对高层和超高层建筑钢结构、混凝土结构和钢混凝土结构的抗震设计理论均进行了一些研究，也已取得了一批较深入和较实用的研究成果。但是，由于地震作用、各类结构体系的空间作用、弹塑性性能以及“大震”作用的破坏机理等方面的复杂性，使得对超高层建筑抗震设计理论还需要从许多方面进行深入研究。这种复杂性在我国各大城市尤其突出。超高层建筑的出现，无疑将我国的抗震研究工作推上了一个全新的领域。“之前虽然很多建筑设计公司也将抗震作为建筑设计中的重要部分，但随着超高层建筑的出现，不得不迫使建筑设计和承建行业以及相关的地震研究机构发生变革。”因为我国的建筑历史上没有超高层住宅且经验还尚浅，尤为二三级城市，政府出台的相关超高层政策对我国的建筑设计行业、建筑业、地震研究等有关地产的所有产业都将起到划时代的推进，它将被载入史册。随着高速发展的中国住宅产业化进程不断推进，太需要这方面的经验了。

三、高层建筑结构设计未来的展望

由于高层住宅不但在结构设计、基础工程设计、主体结构设计、建筑设备安装工程设计方面，给排水工程、通风空调系统、建筑消防等方面都在一定程度上提高了难度和复杂程度。超高层建筑的问世，必将给我国的设计行业，尤其是承建行业带来全新的格局。尽管目前还达不到洗牌的程度，但也将是一场残酷的淘汰赛。而要改变这样的局面，求变将是唯一的出路。

依旧以国贸三期工程为例，国贸三期属于超高层建筑，构件有大型化、异型化的特点，致使施工技术和施工精度要求都非常高。工程的施工遇到并解决了许多普通超高层钢结构施工中没有出现过的问题，尤其是针对倾斜结构的安装、钢板墙的安装、腰桁架的安装等一系列施工技术，是对我国复杂高层钢结构施工技术的有力补充，同时对国内建筑结构设计行业的持续发展起到了积极作用。

参考文献：

第15篇

论文关键词：高层概况发展体系施工

论文摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研，分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题，为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。

高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。

超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。来源于/

一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》。

1、钢材的国产化

国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。

2、钢结构设计国产化

截止2003年3月，我国已建和在建的高层建筑钢结构有60余幢，按其结构类型划分，钢框架-RC核心筒占4314%，SRC框架-RC核心筒占1617%，二者合计6011%；钢框架-支撑体系占1813%；巨型框架占813%；纯钢框架占617%，筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明，目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。

鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究，所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。

国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。

钢结构设计分两个阶段，即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式，无构件图、节点图和钢材表等，对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此，建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题，国内应多做一些理论和试验研究工作，比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低，在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面，国际上研究和应用较多，国内应加快进行此方面的研究。

二、高层及超高层结构体系

对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。

对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、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，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

三、钢结构制作与安装1、钢柱的安装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。

100m高的超高层钢柱一般分为8～12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。

矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。

钢柱标高的控制一般有二种方式：

(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。

(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。

2、框架梁的制作与安装

高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。

框架梁应按设计编号正确就位。

为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。

由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。

框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。

框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端。