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