超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、工程概況

二、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告及場地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告知該場地為中軟土，為了避免塔樓與塔樓外地下室產(chǎn)生的沉降差異，經(jīng)過方案比較后對塔樓基礎(chǔ)采用鉆（沖）孔灌注樁，持力層為微風(fēng)化巖層，微風(fēng)化巖單軸抗壓強(qiáng)度14MPa。其中樁芯砼強(qiáng)度等級(jí)C35，樁徑1200mm，單樁豎向承載力特征值約10000kN，樁長24～40米，底板承臺(tái)厚3000mm。基礎(chǔ)埋深11米，滿足高規(guī)條文不少于房屋高度1/18的要求。兩層地下室采用柱下單獨(dú)基礎(chǔ)，以強(qiáng)風(fēng)化層（局部硬塑粘土層）為持力層，地下室底板（相對標(biāo)高-9.0m）厚度700mm，地下室頂板厚度180mm。塔樓外地下室底板承受水浮力較大，采用抗拔錨桿抵抗地下水浮力，錨桿抗拔力特征值360kN，設(shè)計(jì)水位取室外道路路面。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該工程主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，梁板混凝土等級(jí)C45～C25，剪力墻混凝土等級(jí)為C55～C35。剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)（短肢剪力墻抗震等級(jí)為特一級(jí)）；無上部結(jié)構(gòu)地下室部分框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為三級(jí)。

四、構(gòu)造加強(qiáng)措施

（一）本工程5號(hào)樓單體高度為抗震設(shè)防7度地區(qū)超B級(jí)高度，因此在抗震構(gòu)造方面有針對性地采取了如下措施：

1）為加強(qiáng)底部剪力墻的截面強(qiáng)度，本工程除了嚴(yán)格控制落地剪力墻的軸壓比不超過0.50外，還采取比規(guī)范更為嚴(yán)格的構(gòu)造措施：適當(dāng)提高剪力墻底部加強(qiáng)部位水平及豎向分布筋配筋率至0.6%；約束邊緣構(gòu)件配筋率提高至2.0%，向上逐步過渡至1.5%。

2）標(biāo)準(zhǔn)層以上樓梯、電梯筒周邊連接薄弱處樓板加厚至120、150mm，加強(qiáng)樓梯、電梯筒周邊板的配筋，板筋雙層雙向貫通布置，并加強(qiáng)邊梁的配筋及構(gòu)造。

3）剪力墻底部加強(qiáng)部位，每兩層設(shè)置一道配筋加強(qiáng)帶（暗梁），以提高剪力墻底部加強(qiáng)部位的延性。

（二）罕遇地震、中震時(shí)的彈性地震作用下落地剪力墻承載力復(fù)核：

2）適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)抗震性能要求，采用中震的地震影響系數(shù)對結(jié)構(gòu)作中震作用下的彈性內(nèi)力分析，采用材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對底部加強(qiáng)部位剪力墻強(qiáng)度驗(yàn)算，以確保重要構(gòu)件在中震時(shí)處于彈性工作狀態(tài)。經(jīng)驗(yàn)算， 5號(hào)樓X、Y方向落地剪力墻在中震地震作用下的彈性剪應(yīng)力水平分別為0.584MPa（0.028 fc）和0.551MPa（0.026fc），均滿足不大于0.176fc的要求。

五、結(jié)束語

本工程5號(hào)樓為超B級(jí)高度建筑，設(shè)計(jì)人通過較為詳細(xì)的計(jì)算分析，使得各項(xiàng)控制性指標(biāo)都能夠滿足相關(guān)規(guī)范的要求。針對超限情況，設(shè)計(jì)中對部分重要結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行了復(fù)核和對整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施方面進(jìn)行加強(qiáng)處理，保證整體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”三階段設(shè)防水準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)整體安全可靠，關(guān)鍵構(gòu)件具有足夠的延性，從而確保了結(jié)構(gòu)的抗震安全性。本文相關(guān)結(jié)果可供類似結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考。

參考文獻(xiàn)

第2篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

1.1抗震設(shè)防烈度

對于超過100m以上的建筑物，在不同強(qiáng)度的抗震設(shè)防烈度下，對于建筑物的高度要求也是不盡相同的。一般情況下，抗震設(shè)防烈度在8度的區(qū)域不適宜建設(shè)300m以上的建筑物，超高層建筑適合建設(shè)在抗震設(shè)防烈度在6度的地區(qū)。

1.2結(jié)構(gòu)方案

對于一個(gè)優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)師來說，在設(shè)計(jì)中首先就要考慮到建筑物的結(jié)構(gòu)方案問題，尤其對于超高層建筑來說，如果結(jié)構(gòu)方案選擇不當(dāng)，將會(huì)引起整個(gè)方案的調(diào)整，因此，在設(shè)計(jì)單位進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要有結(jié)構(gòu)專業(yè)參與到設(shè)計(jì)當(dāng)中。

1.3結(jié)構(gòu)類型

在超高層建筑結(jié)構(gòu)類型的選擇上，我們不但要充分考慮到擬建方案所在地的巖土工程地質(zhì)條件，同時(shí)要考慮到該區(qū)域的抗震度要求。另外，為了節(jié)約建筑成本，我們還需要充分考慮到在工程造價(jià)問題以及施工的合理性問題，同等條件下選擇造價(jià)較低的合理的結(jié)構(gòu)類型。

2超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1風(fēng)載荷

在超高層建筑的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，由于建筑結(jié)構(gòu)的第一自振周期與其所在地面卓越周期相差很大，隨著建筑物高度的不斷增加，風(fēng)載荷的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地震對建筑物的影響，特別是對于一些比較柔的超高層建筑，風(fēng)載荷是它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制因素。因此，我們有必要對風(fēng)載荷進(jìn)行專業(yè)地研究。一般情況下，我國規(guī)定風(fēng)載荷的計(jì)算公式為Wk=βzμsμzW0，其中μz為風(fēng)壓高度的變化系數(shù)。其中A類地面：μz=0.794Z0.24；B類地面：μz=0.479Z0.52；C類地面：μz=0.284Z0.40。在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》當(dāng)中，對200m以上的超高層建筑也進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)范，其中就包括在對超高層建筑確定非圓形截面橫風(fēng)向風(fēng)振等效風(fēng)荷載情況時(shí)，要求必須進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。它的主要目的在于通過試驗(yàn)對建筑外形的空氣動(dòng)力進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)載荷的標(biāo)準(zhǔn)值，對設(shè)計(jì)整體進(jìn)行優(yōu)化。3.2重力載荷對于超高層建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到重力載荷的傳力情況，實(shí)現(xiàn)合理的傳力途徑，因此在設(shè)計(jì)時(shí)對于重力載荷的途徑要盡可能地直接明了，同時(shí)要充分考慮到因建筑外圈框架和核心筒之間軸壓比之間的差異而造成的變形差對水平構(gòu)件產(chǎn)生的影響。一般采用一些施工的處理方法連接框架與核心筒。

2.3混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在超高層的建筑當(dāng)中，很多時(shí)候都會(huì)采用混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，混合結(jié)構(gòu)分為3種，而在實(shí)際中常用的是圓鋼管或者是矩形鋼管的混凝土框架與鋼筋混凝土核心筒的混合結(jié)構(gòu)，以及型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土核心筒（內(nèi)外框梁為鋼梁或型鋼混凝土梁）的混合結(jié)構(gòu)兩種。每種結(jié)構(gòu)類型在設(shè)計(jì)上對鋼材用量的需要也不盡相同。在設(shè)計(jì)中，要考慮到對型鋼、圓鋼管混凝土中柱鋼骨的含鋼量，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程的要求進(jìn)行控制，同時(shí)，在鋼筋混凝土的核心筒要設(shè)置型鋼柱，這樣就可以確保型鋼混凝土、筒體延性相同，從而促使它們兩者之間的豎向變形減小。對于結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度無法滿足變形需要的混合結(jié)構(gòu)，我們采取相應(yīng)措施進(jìn)行彌補(bǔ)。比如，設(shè)置水平仲臂析架的加強(qiáng)層，或利用避難層或設(shè)備層在外框或外框筒周邊設(shè)置環(huán)狀析架。

3超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

3.1構(gòu)造設(shè)計(jì)要合理

在對超高層建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證構(gòu)造的設(shè)計(jì)謹(jǐn)慎并合理，重點(diǎn)要注意對一些薄弱的部位進(jìn)行加強(qiáng)，避免出現(xiàn)薄弱層，充分考慮到溫度應(yīng)力對建筑物的影響以及建筑物的抗震能力，注意構(gòu)件的延性以及鋼筋的錨固長度，在對平面和立面進(jìn)行布置時(shí)要確保平整均勻。

3.2計(jì)算簡圖要合適

計(jì)算簡圖是對建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)，它直接關(guān)系到超高層建筑的結(jié)構(gòu)安全。為了保證結(jié)構(gòu)的安全性，我們必須從計(jì)算簡圖抓起，慎重研究，合理選擇，對于存在于計(jì)算簡圖中的誤差，要保證其值控制在技術(shù)規(guī)程允許的范圍內(nèi)。

3.3結(jié)構(gòu)方案選擇要合理

建筑方案的合理性取決于結(jié)構(gòu)方案是否合理，因此，在選擇結(jié)構(gòu)方案時(shí)不但要充分考慮到經(jīng)濟(jì)因素，還要充分考慮方案的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)能夠充分結(jié)合設(shè)計(jì)要求、材料、施工以及自然因素等來確定結(jié)構(gòu)方案，確保結(jié)構(gòu)方案的合理性。

3.4基礎(chǔ)方案選擇要合理

在進(jìn)行基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師要考慮到載荷的分布情況，工程所在的自然因素、地質(zhì)條件，施工方的施工條件，周圍建筑物對所設(shè)計(jì)建筑物造成的影響等各方面因素，以此來確保基礎(chǔ)方案的選擇既經(jīng)濟(jì)又合理，達(dá)到最優(yōu)效果。

4結(jié)語

第3篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

一工程概況的地基基礎(chǔ) 某項(xiàng)目地上建筑面積為13.45萬m，地下建筑面積為4.3萬m，總建筑面積為17.75萬m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，本工程場地地基土層為第四紀(jì)沖海積的黏土和淤泥層，基底巖性為侏羅紀(jì)熔結(jié)凝灰?guī)r，場地內(nèi)無液化土層。賓館塔樓柱下荷載最大達(dá)3.8×104kN，商務(wù)塔樓柱下荷載最大達(dá)3.5×104kN，采用大直徑灌注樁，平板式樁筏基礎(chǔ)。經(jīng)優(yōu)化比較，樁徑 700～1100較為合理。商務(wù)樓和賓館塔樓下筏板厚度為3m，其他位置底板采用厚板式，板厚為1.2m。針對本工程塔樓和輔樓預(yù)期存在的沉降差異問題，在各塔樓與輔房之間設(shè)置后澆帶，并配合相應(yīng)的后澆帶處理措施和大體積混凝土澆筑措施，解決了超長結(jié)構(gòu)混凝土的收縮裂縫問題和塔樓與輔樓間的沉降差異在基礎(chǔ)底板中產(chǎn)生過大內(nèi)力的問題。 二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ⑴結(jié)構(gòu)體系。塔樓外框架柱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，鋼筋混凝土柱外框架體系將作為有效的承重支撐，大部分豎向荷載通過軸力方式向下傳遞，而混凝土核心筒除了承受豎向荷載外，其主要功能是提供強(qiáng)大的抗側(cè)力能力。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：6度區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架一核心筒結(jié)構(gòu)適用的最大高度為150m，本工程兩塔樓的房屋高度均為161.1In，僅超過11.1m；本工程屬B級(jí)高度，而《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：6度區(qū)框架一核心筒結(jié)構(gòu)B級(jí)高度建筑的最大適用高度為210m，還有48.9m才超限；大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊的存在使得本工程屬于特殊類型的高層建筑(大跨度連體)。但由于本工程塔樓高寬比H／B為4.4并不大，兩塔樓的平面及豎向結(jié)構(gòu)特性變化較少，且連廊與塔樓采用弱連接，對塔樓耦合影響小。計(jì)算分析結(jié)果也表明無異常薄弱層出現(xiàn)，且以風(fēng)荷載為控制水平作用。綜上所述，本工程有兩項(xiàng)輕微超限，設(shè)計(jì)時(shí)采取必要的抗震加強(qiáng)措施，在技術(shù)上是可行的，順利通過設(shè)計(jì)審。 ⑵彈性計(jì)算。本工程采用中國建筑科學(xué)研究院編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件SAT–WE》、《特殊多、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件PM—SAP))及美國CSI公司的國際通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件ETABS等三個(gè)程序進(jìn)行整體計(jì)算，均采用抗震耦聯(lián)分析并考慮偶然偏心。用SATWE程序進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。兩塔樓的自振特性計(jì)算結(jié)果見表1和表2，三個(gè)軟件的計(jì)算結(jié)果較接近，從側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)模型和分析的正確性。結(jié)構(gòu)的主要振型以平動(dòng)為主，扭轉(zhuǎn)為主的第1自振周期與平動(dòng)為主的第1自振周期之比，賓館塔樓分別為0．577、0．605、0．538，商務(wù)塔樓分別為0．593、0．603、0．529，均小于0．85，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2002)》的要求。

風(fēng)荷載及多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)計(jì)算是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及多遇地震作用下結(jié)構(gòu)最大點(diǎn)位移和最大的層間位移角，可見在風(fēng)荷載和地震作用下的層間位移角度均小于規(guī)范限值。兩塔樓產(chǎn)生的最大屋面位移及最大層間位移角均是X方向風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的，其中商務(wù)塔樓最屋面位移為93．44mm，最大層間位移角為1／1537；賓館塔樓最大屋面位移為82．83mm，最大層間位移角為1／1743。最大層間位移角均小乎規(guī)范所規(guī)定的限值1／800。本工程塔樓屬于風(fēng)荷載為控制水平作用，在考慮偶然偏心影響的水平地震作用下，樓層豎向構(gòu)件最大水平位移和層間位移與其平均值之比小于規(guī)范限值，說明結(jié)構(gòu)具有很好的抗扭剛度。 地震作用下樓層剪重比也是結(jié)構(gòu)整體分析的重要內(nèi)容，計(jì)算結(jié)果表明，兩塔樓各層x方向和Y方向的層間地震剪力均滿足規(guī)范的最小剪重比要求。賓館塔基底框架和核心筒的x方向傾覆力矩分別為2.83×105kN•m，6.55X105kN•m；Y方向傾覆力矩分別為2.66×105kN•m，8.09×105kN•m。商務(wù)塔基底框架和核心筒的x方向傾覆力矩分別為3.21×105kN•m，6.08×105kN•m；Y方向傾覆力矩分別為2.37×105kN•m，7.66×105kN•m。核心筒所占傾覆力矩沿結(jié)構(gòu)高度始終大于總地震傾覆力矩的50％，表明對于整體結(jié)構(gòu)安全度是可靠的。 ⑶彈性時(shí)程分析。按照《巖土工程勘察報(bào)告》確定的場地類別，采用《工程場地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》提供的地震動(dòng)參數(shù)，選擇兩組實(shí)際地震記錄波和一組人工模擬地震波進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。每條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力大于CQC法求得的底部剪力的65％，三條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于CQC法求得的底部剪力的80％。CQC法計(jì)算結(jié)果基本包絡(luò)三條時(shí)程曲線計(jì)算所得的平均值，僅在結(jié)構(gòu)頂部的少數(shù)樓層地震剪力偏小，說明設(shè)計(jì)反應(yīng)譜在長周期階段的人為調(diào)整以及計(jì)算中對高階振型的影響估計(jì)不足，設(shè)計(jì)時(shí)將對頂部樓層的地震剪力進(jìn)行調(diào)整，滿足對時(shí)程分析法的內(nèi)力包絡(luò)要求。除此以外，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和配筋可直接按CQC法計(jì)算結(jié)果采用。 ⑷中震不屈服分析和動(dòng)力彈塑性分析。如前所述，本工程平面及豎向結(jié)構(gòu)特性變化較少，多遇地震下的計(jì)算結(jié)果也無超限情況出現(xiàn)，鑒于本工程建筑等級(jí)較高為確保結(jié)構(gòu)安全可靠，我們依然對其進(jìn)行了中震不屈服驗(yàn)算，使剪力墻、柱、連梁和框架梁等重要抗震構(gòu)件在中震作用下不屈服。 通過中震不屈服計(jì)算和判斷，兩塔樓結(jié)構(gòu)體系中豎向構(gòu)件在中震作用下保持著良好的彈性性能，而水平構(gòu)件特別是連梁則有部分進(jìn)入屈服狀態(tài)，通過調(diào)整連梁和框架梁的配筋和對部分連梁截面進(jìn)行調(diào)整，才使所有主要水平構(gòu)件不進(jìn)入屈服狀態(tài)。這從設(shè)計(jì)上保證了中震不屈服的落實(shí)，體現(xiàn)了地震中各構(gòu)件的屈服順序基本上是首先連梁屈服，其次有部分框架梁屈服，而豎向構(gòu)件則未出現(xiàn)屈服情況。 三主要技術(shù)及措施 ⑴空中連廊支承結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)措施。連廊弱連接支座留足連廊兩端活動(dòng)空間確保不出現(xiàn)下墜，采用抗拉鉸接萬向支座，并用側(cè)面限位器固定，確保水平荷載直接傳遞到塔樓主結(jié)構(gòu)。支承連廊的框架柱抗震等級(jí)提高為一級(jí)，以確保安全性。 ⑵連廊及頂部塔樓結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)措施。連廊采用空間鋼結(jié)構(gòu)桁架，鋼筋混凝土樓板的形式，并進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。頂部蓮花座高度較高且外形復(fù)雜，采用將芯筒適度上升，外復(fù)鋼結(jié)構(gòu)形成蓮花座外形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能極大地減輕自重保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而有效克服鞭梢效應(yīng)，且施工方便。 ⑶平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則抗震加強(qiáng)措施。主要采取調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的布置，使質(zhì)心與剛心盡量重合，并加大結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度，以減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)各樓層的位移比不大于1.4。例如由于塔樓平面存在局部凸出圓弧，部分樓層的x向最大水平位移與平均層間位移比值超B級(jí)高度的1.4，最大達(dá)到1.47，最終通過適當(dāng)加寬圓弧內(nèi)柱子x向柱寬，并加強(qiáng)兩柱聯(lián)系梁剛度得以解決。 ⑷側(cè)向剛度不規(guī)則抗震加強(qiáng)措施。適當(dāng)加大立面變化處樓層的板厚及配筋，并采用雙層雙向配筋，加強(qiáng)與立面變化樓層相交的豎向構(gòu)件的配筋，如25層局部凸出圓弧結(jié)束，豎向構(gòu)件截面變化則避開25層，并適當(dāng)加強(qiáng)24～26層豎向構(gòu)件配筋。 四結(jié)束 超高層建筑雙塔結(jié)構(gòu)是一種非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，如何科學(xué)合理地設(shè)計(jì)超高層建筑結(jié)構(gòu)已成為一個(gè)急需解決的問題。超高層建筑應(yīng)采用合理的計(jì)算模型，通過多種分析進(jìn)行比較，證明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是可靠的，因此設(shè)計(jì)者要足夠重視抗震設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

第4篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

1 耐震建筑物、隔震建筑物與消能建筑物

中國大部分地區(qū)地處環(huán)太平洋地震帶上，每年發(fā)生大地震機(jī)率甚高，因此建筑物之耐震設(shè)計(jì)非常重要。傳統(tǒng)建筑物采用耐震設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)物，主要考慮強(qiáng)度與韌性，5.12地震后，由業(yè)界引進(jìn)兩種耐震新技術(shù)，一為隔震，另一為消能。其技術(shù)由研究階段邁入實(shí)際應(yīng)用階段。此兩種耐震新技術(shù)在日本阪神地震發(fā)生后，蓬勃發(fā)展；中國大部分地區(qū)與其它世界各主要受強(qiáng)震侵襲國家也不例外。自2008年5.12集集地震發(fā)生后，國內(nèi)采用隔震消能新技術(shù)的建筑物案例與日俱增，規(guī)范也適應(yīng)時(shí)勢所驅(qū)，于耐震規(guī)范中列入專章包括了有關(guān)隔震與消能設(shè)計(jì)的規(guī)定。

1.1 耐震建筑物

耐震建筑物耐震設(shè)計(jì)之基本原則，系使建筑物結(jié)構(gòu)體在中小度地震時(shí)保持在彈性限度內(nèi)，設(shè)計(jì)地震時(shí)容許產(chǎn)生塑性變形，但韌性需求不得超過容許韌性容量，最大考慮地震時(shí)則使用之韌性可以達(dá)規(guī)定之韌性容量。

1.1.1 中小度地震：為回歸期約30年之地震，其50年超越機(jī)率約為80%左右，所以在建筑物使用年限中發(fā)生的機(jī)率相當(dāng)高，因此要求建筑物于此中小度地震下結(jié)構(gòu)體保持在彈性限度內(nèi)，使地震過后，建筑物結(jié)構(gòu)體沒有任何損壞，以避免建筑物需在中小度地震后修補(bǔ)之麻煩。一般而言，對高韌性容量的建筑物而言，此一目標(biāo)常控制其耐震設(shè)計(jì)。

1.1.2 設(shè)計(jì)地震：為回歸期475年之地震，其50年超越機(jī)率約為10 %左右。于此地震水平下建筑物不得產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p壞，以避免造成嚴(yán)重的人命及財(cái)產(chǎn)損失。對重要建筑物而言，其對應(yīng)的回歸期更長。于設(shè)計(jì)地震下若限制建筑物仍須保持彈性，殊不經(jīng)濟(jì)，因此容許建筑物在一些特定位置如梁之端部產(chǎn)生塑鉸，藉以消耗地震能量，并降低建筑物所受之地震反應(yīng)，乃對付地震的經(jīng)濟(jì)做法。為防止過于嚴(yán)重之不可修護(hù)的損壞，建筑物產(chǎn)生的韌性比不得超過容許韌性容量。

1.1.3 最大考慮地震：為回歸期2500年之地震，其50年超越機(jī)率約為2%左右。設(shè)計(jì)目標(biāo)在使建筑物于此罕見之烈震下不產(chǎn)生崩塌，以避免造成嚴(yán)重之損失或造成二次災(zāi)害。因?yàn)榈卣鹬揭呀?jīng)為最大考慮地震，若還限制其韌性容量之使用，殊不經(jīng)濟(jì)，所以允許結(jié)構(gòu)物使用之韌性可以達(dá)到其韌性容量。

1.2 隔震建筑物

隔震建筑物系在建筑物基面設(shè)置隔震層。該隔震層系由側(cè)向勁度很低的隔震組件構(gòu)成，讓整體隔震建筑物之周期大幅拉長，藉以降低作用在結(jié)構(gòu)物上之地震力。然因周期增加后，建筑物之位移增加很多，因此再配合消能組件，提高系統(tǒng)的阻尼比，進(jìn)而降低位移量。最常用的隔震組件為鉛心橡膠支承墊(lead rubber bearing，簡稱lrb)，中間所加之鉛心，就是來提供消能的，而拉長周期就靠橡膠層受水平剪力作用時(shí)具有低勁度的特性來達(dá)成。lrb消能的特性很穩(wěn)定，雖經(jīng)過多周次之作用，其強(qiáng)度、勁度及消能之能力并沒有明顯的衰減。

隔震建筑物另有一個(gè)特性，就是因?yàn)楦粽饘酉鄬τ谏喜拷Y(jié)構(gòu)軟了許多，因此當(dāng)其受地震水平力作用時(shí)，隔震層的相對變位很大，而上部結(jié)構(gòu)的相對變位很小。因此有時(shí)為簡單計(jì)，可以將上部結(jié)構(gòu)視為剛體。

1.3 消能建筑物

消能建筑物就是加上一些阻尼器，藉增加建筑物的阻尼比來達(dá)到耐震的目的。依據(jù)耐震設(shè)計(jì)規(guī)范10.2節(jié)之定義，消能組件概分為位移型、速度型與其它型式。位移型消能組件顯現(xiàn)剛塑性(摩擦組件)、雙線性(金屬降伏組件)或三線性遲滯行為，且其反應(yīng)需與速度及激振頻率無關(guān)。速度型消能組件因不同的阻尼比、勁度及材料可分為：包含固態(tài)與液態(tài)之黏彈性組件及液態(tài)黏滯性組件。第三類(其它)則含括所有不屬于位移型與速度型的消能組件，其典型范例包括形狀記憶合金(超彈性效應(yīng))、摩擦.彈簧組件，以及兼具回復(fù)力與阻尼的液態(tài)消能組件。

2 世界各國隔震建筑物發(fā)展現(xiàn)況

各國推展隔震建筑物數(shù)量不一，不過有一共通點(diǎn)，即大地震來臨，往往成為催生者。如美國北嶺地震(1994)，日本阪神地震(1995)，中國大部分地區(qū)集集地震(2008)等，雖然地震造成工程產(chǎn)官學(xué)界痛定思痛之痛楚，但經(jīng)由其它建筑物損壞情形，終于肯定隔震建筑物在地震中的優(yōu)越性。

3 耐震建筑與隔震建筑造價(jià)比較

由日本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，隔震建筑物與耐震建筑物造價(jià)比較，建筑物高度在25m以下，隔震建筑物造價(jià)約為耐震建筑物造價(jià)之105%-109%；建筑物高度在25m-31m，隔震建筑物造價(jià)約為耐震建筑物造價(jià)之102%-104%；建筑物高度在31m以上，隔震建筑物造價(jià)約為耐震建筑物造價(jià)之99%-103%。

另比較隔震建筑物結(jié)構(gòu)造價(jià)比較，辦公室隔震建筑物之結(jié)構(gòu)費(fèi)用約占建筑物費(fèi)用之18%，旅館建筑隔震建筑物之結(jié)構(gòu)費(fèi)用約占建筑物費(fèi)用之13%，醫(yī)院隔震建筑物之結(jié)構(gòu)費(fèi)用約占建筑物費(fèi)用之8%。顯示越重要之建筑物，采用隔震建筑物設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)費(fèi)用相對最經(jīng)濟(jì)。

4 隔震建筑新趨勢

高層與超高層隔震建筑物，目前日本最高隔震建筑物為位于大阪城之西梅田超高層計(jì)劃，地下1層，地上50層，屋突2層(src+rc)，基礎(chǔ)隔震，樓高177.4m，高寬比5.8：1，隔震型式有滑動(dòng)支承，積層橡膠墊，及u型鋼板消能器+fluid damper。

5 超高層隔震建筑物設(shè)計(jì)技術(shù)

超高層隔震建筑物設(shè)計(jì)技術(shù)主要有下列關(guān)鍵因素：

5.1 長周期建筑物之隔震效果

隔震建筑物之最優(yōu)越抗震效果即在延長建筑物基本振動(dòng)周期，但高層建筑物基本振動(dòng)周期往往超過3秒，隔震后即使將建筑物基本振動(dòng)周期拉長至5秒以上，由反應(yīng)譜顯示，兩者加速度反應(yīng)相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反應(yīng)，則有其貢獻(xiàn)。

5.2 傾覆作用造成隔震組件受拉力

隔震組件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮拉力作用，因此拉力試驗(yàn)成為規(guī)范修訂之首要任務(wù)。

5.3 風(fēng)力作用

隔震層設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮地震力作用，但是小地震或風(fēng)力作用，隔震組件是否發(fā)揮功能？仍有待深入探討。

結(jié)論

第5篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞 ：超高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)體系 整體傾斜

引言

一般情況下，高層的建筑概念設(shè)計(jì)有很多種，但對于加強(qiáng)高層建筑抗震能力的概念設(shè)計(jì)則運(yùn)用的比較廣泛。超高層建筑的設(shè)計(jì)以及施工通常都要耗費(fèi)更多的財(cái)力和物力，因此控制好超高層建筑的質(zhì)量和抗震效果至關(guān)重要。但如何設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的方法卻是不確定的，在這個(gè)過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關(guān)的外部因素。本文主要介紹的就是關(guān)于超高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問題，并作出提升超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的相關(guān)建議。

一、 關(guān)于超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及相關(guān)要點(diǎn)

（一） 重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾

由于超高層建筑相對于其他類型的建筑具有不同的特性，使得其建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也具有自身的一些特點(diǎn)。首先，超高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此，隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢，作用在豎向構(gòu)件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對于基礎(chǔ)的承載力也就提出了更高的要求。與此同時(shí)，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，超高層建筑的高度較高，使得風(fēng)作用效應(yīng)加大；而風(fēng)力的加大也就使得合力作用點(diǎn)的位置變高，從而使其對于建筑物產(chǎn)生的作用效應(yīng)也就變得更大。另一方面，超高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應(yīng)的被升高，建筑的結(jié)構(gòu)自重也相應(yīng)的加大，此時(shí)在地震作用下就將導(dǎo)致薄弱部位加速破壞。

（二） 豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響增大

受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構(gòu)件總壓縮量的構(gòu)成部分。通常情況下，受力變形都會(huì)在瞬時(shí)間完成，并且變形量能夠根據(jù)胡克定律進(jìn)行大致的測量。而干縮變形所需要的時(shí)間則相對較長，通過相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時(shí)最長的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。而受到構(gòu)件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響，使得在超高層建筑中豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對于結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響也逐漸變大。

（三） 傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高

超高層建筑由于在建設(shè)的過程中，高度不斷上升使得側(cè)向風(fēng)力引起的傾覆力矩也會(huì)不斷增加，隨之而來的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會(huì)采用增加基礎(chǔ)埋深以及加大基礎(chǔ)寬度或者是采取抗拔樁基等手段來達(dá)到保證整體穩(wěn)定性的需求，來強(qiáng)化整體的穩(wěn)定性。

（四） 防火防災(zāi)的重要性顯現(xiàn)，建筑物的重要性等級(jí)升高

與此同時(shí)，在進(jìn)行超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)著重考慮防火防災(zāi)的功效，凸顯出防火放防災(zāi)的重要作用。這是由于超高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災(zāi)的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大，高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外，在出現(xiàn)地震等坍塌性事故時(shí)，需要較長的疏散時(shí)間，但超高層建筑大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在長時(shí)間的疏散過程中極易發(fā)生其他的安全事故。與此同時(shí)，超高層建筑的投資一般都比較巨大，并且在所屬區(qū)域一般都應(yīng)是當(dāng)做代表性建筑來建造的。所以超高層建筑無論是在經(jīng)濟(jì)上，還是在文化乃至政治上都具有較強(qiáng)的影響。為此，在進(jìn)行超高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，強(qiáng)化建筑的整體性能質(zhì)量。

（五） 控制風(fēng)振加速度符合人體舒適度要求

一般情況下，風(fēng)力的作用效果都會(huì)隨著高度的升高而不斷加強(qiáng)，在超高層建筑中風(fēng)力的作用效果尤為明顯。但是風(fēng)振作用過于顯著會(huì)影響到人們的舒適度，不利于人們的工作和生活，因此如何處理好風(fēng)振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要問題。為此，必須控制好頂層的最大加速度，使其滿足規(guī)定的限值。此外還要掌控好由風(fēng)振帶來的扭轉(zhuǎn)加速度，通常情況下不應(yīng)該超過標(biāo)定的限值。與此同時(shí)，鑒于超高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面上的風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)也迅速增大，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)。

二、 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體方法

進(jìn)行超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要掌握好相關(guān)的要點(diǎn)，了解相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征，還要在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上合理的利用設(shè)計(jì)方法。首先，根據(jù)超高層建筑的自身特點(diǎn)就要做到減輕自重，減少地震作用。在這方面通常可以采用高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，全鋼結(jié)構(gòu)以及輕質(zhì)隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用的效果。其次，就要降低風(fēng)作用的水平力。降低風(fēng)作用水平力的主要手段可以從減小迎風(fēng)面積、降低風(fēng)力形心以及選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀來實(shí)現(xiàn)。其中為了減小迎風(fēng)面積可以采用正方形的平面形式，如果計(jì)算對角線方向的迎風(fēng)面寬則可以采用圓形的平面形式。而降低風(fēng)力形心的方式主要可以通過采用下大上小的立面體型來實(shí)現(xiàn)，這種方式不僅可以有效的減小高風(fēng)壓在高處的迎風(fēng)面積，也可以通過降低風(fēng)作用的重心來使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。與此同時(shí)，還應(yīng)做到減少振動(dòng)耗散輸入能量。在這方面主要可以采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來實(shí)現(xiàn)。還要選擇耗能、減振的結(jié)構(gòu)體系，像利用偏心支撐的鋼結(jié)構(gòu)具有耗能的水平段，使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。最后需要完成的就是加強(qiáng)抗震措施。為了強(qiáng)化超高層建筑的抗震能力，就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計(jì)算簡圖，科學(xué)的分析地震作用以及相關(guān)的受力情況。大多數(shù)情況下，圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強(qiáng)弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設(shè)計(jì)過程中也需要考慮到相應(yīng)的問題。例如，要注意到結(jié)構(gòu)平面形狀是否做到對稱，是否設(shè)置了多道抗震防線以及是否在滿足了強(qiáng)度等方面的需求后采用了延性更好的結(jié)構(gòu)材料等。此外，為了保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性還應(yīng)利用多個(gè)權(quán)威程序進(jìn)行核算對比，使計(jì)算出的結(jié)果更加具有科學(xué)性和說服力。并且在設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)盡量向智能化方向偏轉(zhuǎn)，增強(qiáng)對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可控性。

結(jié)束語

超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對于建筑的整體效果和實(shí)際功能質(zhì)量具有重要的影響，但是適合的設(shè)計(jì)方法卻也不是單一的。在進(jìn)行設(shè)計(jì)方法以及方案的選擇上，可以根據(jù)建筑的實(shí)際特點(diǎn)和需要來進(jìn)行有針對性的選用。但終歸來說，應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)的設(shè)計(jì)方法使超高層建筑具備安全、舒適以及適用等方面的特征，達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，滿足社會(huì)以及公眾的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱倉虎，劉建平，張宇華，謝詩溶，杜文博. 對超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的實(shí)踐與思考[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2012，07：22-26.

第6篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】工程；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

1 工程概況的地基基礎(chǔ)

某項(xiàng)目地上建筑面積為13.45萬m2，地下建筑面積為4.3萬m2，總建筑面積為17.75萬m2。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，本工程場地地基土層為第四紀(jì)沖海積的黏土和淤泥層，基底巖性為侏羅紀(jì)熔結(jié)凝灰?guī)r，場地內(nèi)無液化土層。賓館塔樓柱下荷載最大達(dá)3.8×104kn，商務(wù)塔樓柱下荷載最大達(dá)3.5×104kn，采用大直徑灌注樁，平板式樁筏基礎(chǔ)。經(jīng)優(yōu)化比較，樁徑700～1100較為合理。商務(wù)樓和賓館塔樓下筏板厚度為3m，其他位置底板采用厚板式，板厚為1.2m。針對本工程塔樓和輔樓預(yù)期存在的沉降差異問題，在各塔樓與輔房之間設(shè)置后澆帶，并配合相應(yīng)的后澆帶處理措施和大體積混凝土澆筑措施，解決了超長結(jié)構(gòu)混凝土的收縮裂縫問題和塔樓與輔樓間的沉降差異在基礎(chǔ)底板中產(chǎn)生過大內(nèi)力的問題。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算

（1）結(jié)構(gòu)體系。塔樓外框架柱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，鋼筋混凝土柱外框架體系將作為有效的承重支撐，大部分豎向荷載通過軸力方式向下傳遞，而混凝土核心筒除了承受豎向荷載外，其主要功能是提供強(qiáng)大的抗側(cè)力能力。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：6度區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架一核心筒結(jié)構(gòu)適用的最大高度為150m，本工程兩塔樓的房屋高度均為161.1in，僅超過11.1m；本工程屬b級(jí)高度，而《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：6度區(qū)框架一核心筒結(jié)構(gòu)b級(jí)高度建筑的最大適用高度為210m，還有48.9m才超限；大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊的存在使得本工程屬于特殊類型的高層建筑（大跨度連體）。但由于本工程塔樓高寬比h/b為4.4并不大，兩塔樓的平面及豎向結(jié)構(gòu)特性變化較少，且連廊與塔樓采用弱連接，對塔樓耦合影響小。計(jì)算分析結(jié)果也表明無異常薄弱層出現(xiàn)，且以風(fēng)荷載為控制水平作用。綜上所述，本工程有兩項(xiàng)輕微超限，設(shè)計(jì)時(shí)采取必要的抗震加強(qiáng)措施，在技術(shù)上是可行的，順利通過設(shè)計(jì)審。

（2）彈性計(jì)算。本工程采用中國建筑科學(xué)研究院編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件sat-we》、《特殊多、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件pm-sap））及美國csi公司的國際通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件etabs等三個(gè)程序進(jìn)行整體計(jì)算，均采用抗震耦聯(lián)分析并考慮偶然偏心。用satwe程序進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。兩塔樓的自振特性計(jì)算結(jié)果見表1和表2，三個(gè)軟件的計(jì)算結(jié)果較接近，從側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)模型和分析的正確性。結(jié)構(gòu)的主要振型以平動(dòng)為主，扭轉(zhuǎn)為主的第1自振周期與平動(dòng)為主的第1自振周期之比，賓館塔樓分別為0.577、0.605、0.538，商務(wù)塔樓分別為0.593、0.603、0.529，均小于0.85，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（jgj3―2002）》的要求。

風(fēng)荷載及多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)計(jì)算是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及多遇地震作用下結(jié)構(gòu)最大點(diǎn)位移和最大的層間位移角，可見在風(fēng)荷載和地震作用下的層間位移角度均小于規(guī)范限值。兩塔樓產(chǎn)生的最大屋面位移及最大層間位移角均是x方向風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的，其中商務(wù)塔樓最屋面位移為93.44mm，最大層間位移角為1/1537；賓館塔樓最大屋面位移為82.83mm，最大層間位移角為1/1743。最大層間位移角均小乎規(guī)范所規(guī)定的限值1/800。本工程塔樓屬于風(fēng)荷載為控制水平作用，在考慮偶然偏心影響的水平地震作用下，樓層豎向構(gòu)件最大水平位移和層間位移與其平均值之比小于規(guī)范限值，說明結(jié)構(gòu)具有很好的抗扭剛度。地震作用下樓層剪重比也是結(jié)構(gòu)整體分析的重要內(nèi)容，計(jì)算結(jié)果表明，兩塔樓各層x方向和y方向的層間地震剪力均滿足規(guī)范的最小剪重比要求。賓館塔基底框架和核心筒的x方向傾覆力矩分別為2.83×105kn?m，6.55x105kn?m；y方向傾覆力矩分別為2.66×105kn?m，8.09×105kn?m。商務(wù)塔基底框架和核心筒的x方向傾覆力矩分別為3.21×105kn?m，6.08×105kn?m；y方向傾覆力矩分別為2.37×105kn?m，7.66×105kn?m。核心筒所占傾覆力矩沿結(jié)構(gòu)高度始終大于總地震傾覆力矩的50%，表明對于整體結(jié)構(gòu)安全度是可靠的。

（3）彈性時(shí)程分析。按照《巖土工程勘察報(bào)告》確定的場地類別，采用《工程場地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》提供的地震動(dòng)參數(shù)，選擇兩組實(shí)際地震記錄波和一組人工模擬地震波進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。每條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力大于cqc法求得的底部剪力的65%，三條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于cqc法求得的底部剪力的80%。cqc法計(jì)算結(jié)果基本包絡(luò)三條時(shí)程曲線計(jì)算所得的平均值，僅在結(jié)構(gòu)頂部的少數(shù)樓層地震剪力偏小，說明設(shè)計(jì)反應(yīng)譜在長周期階段的人為調(diào)整以及計(jì)算中對高階振型的影響估計(jì)不足，設(shè)計(jì)時(shí)將對頂部樓層的地震剪力進(jìn)行調(diào)整，滿足對時(shí)程分析法的內(nèi)力包絡(luò)要求。除此以外，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和配筋可直接按cqc法計(jì)算結(jié)果采用。

（4）中震不屈服分析和動(dòng)力彈塑性分析。如前所述，本工程平面及豎向結(jié)構(gòu)特性變化較少，多遇地震下的計(jì)算結(jié)果也無超限情況出現(xiàn)，鑒于本工程建筑等級(jí)較高為確保結(jié)構(gòu)安全可靠，我們依然對其進(jìn)行了中震不屈服驗(yàn)算，使剪力墻、柱、連梁和框架梁等重要抗震構(gòu)件在中震作用下不屈服。

通過中震不屈服計(jì)算和判斷，兩塔樓結(jié)構(gòu)體系中豎向構(gòu)件在中震作用下保持著良好的彈性性能，而水平構(gòu)件特別是連梁則有部分進(jìn)入屈服狀態(tài)，通過調(diào)整連梁和框架梁的配筋和對部分連梁截面進(jìn)行調(diào)整，才使所有主要水平構(gòu)件不進(jìn)入屈服狀態(tài)。這從設(shè)計(jì)上保證了中震不屈服的落實(shí)，體現(xiàn)了地震中各構(gòu)件的屈服順序基本上是首先連梁屈服，其次有部分框架梁屈服，而豎向構(gòu)件則未出現(xiàn)屈服情況。

3 主要技術(shù)及措施

（1）空中連廊支承結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)措施。連廊弱連接支座留足連廊兩端活動(dòng)空間確保不出現(xiàn)下墜，采用抗拉鉸接萬向支座，并用側(cè)面限位器固定，確保水平荷載直接傳遞到塔樓主結(jié)構(gòu)。支承連廊的框架柱抗震等級(jí)提高為一級(jí)，以確保安全性。

（2）連廊及頂部塔樓結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)措施。連廊采用空間鋼結(jié)構(gòu)桁架，鋼筋混凝土樓板的形式，并進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。頂部蓮花座高度較高且外形復(fù)雜，采用將芯筒適度上升，外復(fù)鋼結(jié)構(gòu)形成蓮花座外形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能極大地減輕自重保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而有效克服鞭梢效應(yīng)，且施工方便。

（3）平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則抗震加強(qiáng)措施。主要采取調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的布置，使質(zhì)心與剛心盡量重合，并加大結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度，以減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)各樓層的位移比不大于1.4。例如由于塔樓平面存在局部凸出圓弧，部分樓層的x向最大水平位移與平均層間位移比值超b級(jí)高度的1.4，最大達(dá)到1.47，最終通過適當(dāng)加寬圓弧內(nèi)柱子x向柱寬，并加強(qiáng)兩柱聯(lián)系梁剛度得以解決。

（4）側(cè)向剛度不規(guī)則抗震加強(qiáng)措施。適當(dāng)加大立面變化處樓層的板厚及配筋，并采用雙層雙向配筋，加強(qiáng)與立面變化樓層相交的豎向構(gòu)件的配筋，如25層局部凸出圓弧結(jié)束，豎向構(gòu)件截面變化則避開25層，并適當(dāng)加強(qiáng)24～26層豎向構(gòu)件配筋。

第7篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】超高層建筑；SRC型鋼柱；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題；施工方法

1 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題

1.1 采用SRC柱時(shí)，柱中型鋼下端的埋置部位問題

高層及超高層建筑地下室的層數(shù)依據(jù)基礎(chǔ)埋深、使用功能、地質(zhì)條件綜合確定，少則二至三層，多則四層及以上。如果地下室的豎向剛度和水平剛度能滿足《抗規(guī)》6.1.14條和《高規(guī)》5.3.7條的相關(guān)要求，那么，地下室的頂板可作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，即是說計(jì)算時(shí)可以地下室的頂板為固定端對上部結(jié)構(gòu)(懸臂體)進(jìn)行抗震、抗風(fēng)等進(jìn)行整體計(jì)算。《抗規(guī)》6.1.3條和《高規(guī)》4.8.5條規(guī)定，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。超高層建筑結(jié)構(gòu)的底層柱及抗震墻，因要考慮延性和降低軸壓比等技術(shù)因素，同時(shí)又要從使用上考慮盡可能減少豎向構(gòu)件截面，以爭取更大的使用率等非技術(shù)因素，往往采用SRC柱。如果為多層地下室，且嵌固端在首層，那么，在不考慮延性因素，軸壓比能滿足要求的前提下地下一層以下的柱是否可不設(shè)SRC柱。

筆者認(rèn)為，對超高層建筑結(jié)構(gòu)SRC柱中的型鋼應(yīng)錨固到基礎(chǔ)中，錨固在地下一層以下的柱中存在不安全因素，原因是：對帶有地下室的高層建筑來說，目前計(jì)算時(shí)通用的做法是：考慮土體或大底盤對地下室的側(cè)向約束，將地下室剛度進(jìn)行放大。因此，將地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位計(jì)算，和實(shí)際結(jié)構(gòu)變形相比存在一定誤差。某些超高層項(xiàng)目，出于多種理由本應(yīng)將生根于基礎(chǔ)面或基礎(chǔ)中的SRC中的型鋼，移至地下一層以下柱中，此做法，有待商榷[3]。

1.2 地基規(guī)范允許的基礎(chǔ)整體傾斜對超高層建筑的整體穩(wěn)定性影響問題

《地基規(guī)范》3.0.4.2條規(guī)定：計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。同時(shí)，《地基規(guī)范》5.3.4條對建筑物的地基變形允許值規(guī)定如下：多層和兩層建筑的整體傾斜，當(dāng)高度高于100m時(shí)，建筑物的地基變形允許值為0.002，也就是1/500。超高層建筑的基礎(chǔ)一般為剛性基礎(chǔ)，如果忽略高層建筑地下室的埋深、地下室外墻因土壓力產(chǎn)生的摩擦力等要素對整體傾斜產(chǎn)生的約束作用。那么，上部結(jié)構(gòu)也將有1/500的傾斜。

目前，大家公認(rèn)重力二階效應(yīng)，一般由兩部分組成。一是構(gòu)件自身撓曲引起的附加重力效應(yīng)，叫效應(yīng)；二是結(jié)構(gòu)在水平荷載或水平地震作用下產(chǎn)生側(cè)移變位后，重力荷載由于該側(cè)移而引起的附加效益，即效應(yīng)。對一般高層建筑結(jié)構(gòu)而言，效應(yīng)的影響相對較小，一般能夠忽略不計(jì)，由于結(jié)構(gòu)側(cè)移和重力荷載引起的效應(yīng)相對較為明顯，可使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移增加，位移較大時(shí)甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。故重力二階效應(yīng)實(shí)際上是效應(yīng)。也即現(xiàn)行《抗規(guī)》與《高規(guī)》涉及的效應(yīng)[4]。

高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)只要有水平側(cè)移，就會(huì)引起重力荷載作用下的側(cè)移二階效應(yīng)。其大小及結(jié)構(gòu)側(cè)移和重力荷載自身大小直接相關(guān)。高層和超高層建筑基礎(chǔ)的整體傾斜，從理論上講，會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平側(cè)移，也會(huì)引起效應(yīng)。現(xiàn)行《高規(guī)》或《抗規(guī)》有關(guān)涉及效應(yīng)的規(guī)定中，似未明確考慮規(guī)范允許的基礎(chǔ)整體傾斜對結(jié)構(gòu)側(cè)移的累積效應(yīng)。作者認(rèn)為，對超高層建筑來說，一般高寬比比較大，效應(yīng)敏感。其結(jié)構(gòu)彈性計(jì)算與彈塑性變形計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)側(cè)移中應(yīng)考慮地基規(guī)范允許的基礎(chǔ)整體傾斜值的累積側(cè)移，同時(shí)考慮由此對結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的影響。

2 超高層建筑SRC型鋼柱的施工方法

筆者所在工程主體結(jié)構(gòu)地上43層，地下2層，嵌固位置為地下2層底板, 主體結(jié)構(gòu)采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)柱采用SRC型鋼混凝土柱，鋼骨柱為十字型截面，截面型號(hào)十900×500×20×28。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，確定了如下的施工方法：

2.1 第一段鋼骨柱及上部鋼骨柱的吊裝

安裝前要對予埋件進(jìn)行復(fù)測，并在基礎(chǔ)上進(jìn)行放線。根據(jù)鋼骨柱的底標(biāo)高調(diào)整好螺桿上的螺帽。然后鋼骨柱直接安裝就位。當(dāng)由于螺桿長度影響，螺帽無法調(diào)整時(shí)，可以在基礎(chǔ)上設(shè)置墊板進(jìn)行墊平，就是在鋼骨柱四角設(shè)置墊板，并由測量人員跟蹤抄平，使鋼骨柱直接安裝就位即可。每組墊板宜不多于4塊。墊板與基礎(chǔ)面和柱底面的接觸應(yīng)平整、緊密。鋼骨柱用汽車吊吊升到位后，首先將鋼骨柱底板穿入地腳螺栓，放置在調(diào)節(jié)好的螺帽上，并將柱的四面中心線與基礎(chǔ)放線中心線對齊吻合，四面兼顧，中心線對準(zhǔn)或已使偏差控制在規(guī)范許可的范圍以內(nèi)時(shí)，穿上壓板，將螺栓擰緊，并在鋼骨柱四周及時(shí)拉設(shè)纜風(fēng)繩確保其穩(wěn)固，此時(shí)即為完成鋼骨柱的就位工作。當(dāng)鋼骨柱吊裝并校正完畢后，及時(shí)利用纜風(fēng)繩進(jìn)行固定，保證鋼骨柱的穩(wěn)定，同時(shí)通知土建單位對地腳進(jìn)行扎筋、（二次）澆灌等施工，對鋼骨柱進(jìn)一步穩(wěn)固。

上部鋼骨柱的安裝與首段鋼骨柱的安裝不同點(diǎn)在于柱腳的連接固定方式上不同。上部鋼骨柱吊點(diǎn)設(shè)置在鋼骨柱的上部,利用四個(gè)臨時(shí)連接耳板作為吊點(diǎn)。吊裝前，下節(jié)鋼骨柱頂面和本節(jié)鋼骨柱底面的渣土和浮銹要清除干凈，保證上下節(jié)鋼骨柱對接面接觸頂緊。

2.2 鋼柱校正

鋼柱的校正主要有鋼柱錯(cuò)口校正、鋼柱軸線校正、垂直度校正及鋼柱標(biāo)高的調(diào)整。第一節(jié)柱柱腳的位移調(diào)整以基面中線與柱身中線對齊為標(biāo)準(zhǔn)，如有偏差，用千斤頂往反方向調(diào)整，千斤頂?shù)姆醋饔檬芰c(diǎn)可作用在勁性柱腳插筋的根部。第一節(jié)柱校正到位后用攬風(fēng)繩拉住柱頂耳板與底板固定或用角鋼與柱身焊接并支撐在混凝土地面上，且將柱底板與墊塊圍焊，以防柱鋼筋施工過程中對鋼柱的垂直度的影響[1]；

上部柱校正完后應(yīng)用馬板在柱接頭處將上段柱與下段柱相對固定，待鋼柱對接焊完后將馬板割掉；

鋼柱標(biāo)高的調(diào)整：對于標(biāo)高偏差超規(guī)范的鋼柱須對標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，對于標(biāo)高偏差較大的須在加工廠進(jìn)行調(diào)整，偏差較小的可以在現(xiàn)場調(diào)整，一般調(diào)整方法是在鋼柱接頭位置加墊鐵；

鋼柱軸線校正到正確位置后，進(jìn)行鋼柱垂直度復(fù)核，確保鋼柱垂直度在規(guī)范允許范圍內(nèi)；

鋼柱垂直度的校正采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀分別置于相互垂直的軸線控制線上（借用1m線），精確對中整平后，后視前方的同一軸線控制線，并固定照準(zhǔn)部，然后縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)鋼柱頭上的標(biāo)尺并讀數(shù)，與設(shè)計(jì)控制值相比后，判斷校正方向并指揮吊裝人員對鋼柱進(jìn)行校正，直到兩個(gè)正交方向上均校正到正確位置。

2.3 鋼骨柱垂直度校正及焊接偏差預(yù)留值

用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從柱的縱橫兩個(gè)軸向同時(shí)觀測，依靠千斤頂進(jìn)行調(diào)整。柱底部依靠攬風(fēng)繩葫蘆高速柱頂部，無誤后固定柱腳，并牢固栓緊攬風(fēng)繩。

由于鋼骨柱接頭焊接后會(huì)有一定收縮，因此鋼骨柱在垂直度校正時(shí)必須預(yù)留焊接收縮值，外側(cè)柱的垂直度誤差，以向外側(cè)傾斜3mm 控制預(yù)留焊接收縮量，高層的外側(cè)柱在安裝時(shí)外側(cè)無攬繩拉點(diǎn)，所以在安放柱時(shí)有意識(shí)的將柱向外側(cè)傾，內(nèi)側(cè)系上攬風(fēng)繩，既保證安全性又保證容易調(diào)整的狀態(tài)。

2.4 檢查驗(yàn)收

鋼骨柱吊裝校正好后，通知監(jiān)理單位驗(yàn)收構(gòu)件校正結(jié)果，驗(yàn)收合格后進(jìn)行下道焊接工序，焊接校正等工序施工完畢，在自檢合格的基礎(chǔ)上，通知監(jiān)理單位、土建單位以及第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場檢查，并做好相應(yīng)的資料和影像記錄[2]。

3 總結(jié)

應(yīng)該根據(jù)超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，充分考慮超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題，同時(shí)積極探析SRC型鋼柱的施工方法,進(jìn)而確保超高層建筑能夠順利發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]GB50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.

[2]劉大海.高層建筑結(jié)構(gòu)方案優(yōu)選.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

第8篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：基本原則；控制技術(shù)；抗震設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，超高層建筑越來越多，并且向著普遍化、更超高化、功能綜合化、管理智能化、環(huán)境生態(tài)化的方向發(fā)展，高層建筑的設(shè)計(jì)問題變得日益突出。設(shè)計(jì)人員不僅要掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法及各種先進(jìn)軟件，還要掌握高層建筑的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、體系選擇、抗震設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，如此才能使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。

1 超高層建筑結(jié)構(gòu)體系類型及減震、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1.1超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系類型

超限高層建筑的類型主要有大底盤、大裙房、多塔樓建筑帶有外挑、懸挑層的建筑。超限高層建筑經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)體系有鋼筋混凝土框架―核心筒結(jié)構(gòu), 它的整體性、抗側(cè)剛度好；混凝土鋼框架結(jié)構(gòu), 具有自重輕、斷面小、承載力大的優(yōu)勢； 隨著技術(shù)的發(fā)展, 在高層住宅中也出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)體系, 如現(xiàn)澆框架―短肢剪力墻、現(xiàn)澆框支― 短肢剪力墻。

1.2 超高層建筑減震、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1.2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。

（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。

（2）對可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。

（3）承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。

1.2.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線

（1）一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成。

（2）強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。

（3）適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。

（4）在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。

1.2.3 對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力

（1）構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。

（2）要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。

（3）要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。

（4）在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

2 超高層建筑結(jié)構(gòu)的減震控制技術(shù)

目前, 我國和世界各國普遍采用的抗震體系和方法是傳統(tǒng)的抗震體系和方法, 即對基礎(chǔ)固結(jié)于地面的建筑結(jié)構(gòu)物適當(dāng)調(diào)整其結(jié)構(gòu)的剛度, 允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件( 如梁、柱、墻、節(jié)點(diǎn)等) 在地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài), 并具有較大的延性, 使結(jié)構(gòu)物"裂而不倒"。這種抗震設(shè)計(jì)原則, 在很多情況下是有效的, 但也還存一些問題和局限性。

因此在實(shí)施抗震設(shè)防時(shí),必須尋找一種既安全(在突發(fā)的超烈度地震中不破壞、不倒塌) ,又適用(適用于不同烈度、不同建筑結(jié)構(gòu)類型,既保護(hù)建筑結(jié)構(gòu), 又保護(hù)建筑物內(nèi)部的儀器設(shè)備) ,又經(jīng)濟(jì)(不增加建筑造價(jià))的新的抗震新體系, 這就是建筑結(jié)構(gòu)減震控制新體系。這樣, 隔震體系、消能減震體系、結(jié)構(gòu)被動(dòng)及主動(dòng)控制體系就應(yīng)運(yùn)而生了。而由于隔震、消能和各種減震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性, 即明顯有效減震( 能使結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)衰減至40%~10% 或更低)、安全、簡單、經(jīng)濟(jì)及適應(yīng)性廣等,它將作為一種嶄新的抗震體系和理論, 必將引起專家們的關(guān)注。

隔震和減震體系類型主要有:隔震、摩擦耗能體系、被動(dòng)控制體系、主動(dòng)控制體系和混合控制體系。

3 超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

3.1建筑體型和結(jié)構(gòu)體系

超高層建筑平面和立面的選定, 和結(jié)構(gòu)的可行性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。由于高層建筑是以水平荷載為主要控制荷載, 所以在抗震設(shè)計(jì)中為達(dá)到“ 小震不壞, 大震不倒” 的設(shè)計(jì)原則, 應(yīng)力求平面布置簡單、規(guī)則和對稱, 避免有應(yīng)力集中的凹角、收縮和樓、電梯間的偏置, 盡量減少扭轉(zhuǎn)的影響。在風(fēng)力作用下則要求建筑物外形選擇合理, 提高結(jié)構(gòu)的剛度。圓形、橢圓形、正多邊形, 都可以大大減少風(fēng)荷載影響。采用剛度較大的建筑, 可以減少風(fēng)振影響和避免建筑物較大的位移。同時(shí)為了使結(jié)構(gòu)具有良好的受力特性, 并滿足建筑上的使用要求, 還必須選擇一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)體系。

3.2適宜的剛度

在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 恰如其分地確定建筑物的剛度是十分重要的。建筑物的剛度既不宜過大,結(jié)構(gòu)剛度越大, 自振周期就越短, 建筑物的截面及自重也越大, 地震時(shí)受到的地震力也越大。

但也不宜將建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過柔。過柔的建筑, 在風(fēng)力或地震力的作用下, 會(huì)產(chǎn)生過大的位移及變形, 因此影響建筑物的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和使用性。此外, 通過調(diào)整剛度可避免地震時(shí)建筑物的震動(dòng)與場地土的震動(dòng)特性相同而引起共振, 造成建筑物嚴(yán)重破壞或倒塌。

3.3結(jié)構(gòu)計(jì)算

3.3.1確定總的結(jié)構(gòu)計(jì)算層及劃分計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)層

在項(xiàng)目中由于地下室為車庫（含6級(jí)人防）,主樓的中心為筒體之外均為大統(tǒng)間, 所以把地下室作為一層計(jì)算。

3.3.2周期折減系數(shù)

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中, 結(jié)構(gòu)的自振周期一般采用計(jì)算的方法確定, 由于在計(jì)算中只考慮了主要承重結(jié)構(gòu)（梁、柱和剪力墻）的剛度, 而剛度很大的砌體填充墻的剛度在計(jì)算中未反映, 僅考慮其荷載作用。因此計(jì)算所得的周期較實(shí)際周期長。如果按此計(jì)算地震力偏小, 偏于不安全。所以必須對計(jì)算周期進(jìn)行調(diào)整折減。

3.3.3連梁剛度折減系數(shù)

剪力墻中的連梁跨度小, 截面高度大, 因此連梁的剛度也大。在地震力作用下其彎矩、剪力很大, 難以按彈性分析結(jié)果去設(shè)計(jì)。現(xiàn)考慮到地震時(shí)允許連梁局部開裂, 可采用連梁剛度折減系數(shù)βy 。最低可取到0.55。

3.3.4連梁高度的取法

連梁的高度一般情況下為洞口頂至上層樓面,或下層洞口至上層洞口底。但有時(shí)當(dāng)上下兩層層高不同并且洞口離地、樓面距離不統(tǒng)一時(shí), 往往會(huì)出現(xiàn)連梁高度大于層高高度的現(xiàn)先。

3.3.5梁扭矩的折減系數(shù)

由于在結(jié)構(gòu)受力計(jì)算中, 沒能考慮樓板的作用。梁的計(jì)算扭矩遠(yuǎn)大于實(shí)際所承擔(dān)的扭矩, 特別是對于現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)對梁扭矩折減，折減取值范圍0.4-1.0。

3.3.6計(jì)算時(shí)構(gòu)件剛度及配筋超限的調(diào)整

為了使結(jié)構(gòu)受力合理可行, 需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整。使其具有合適的剛度和內(nèi)力。當(dāng)剛度過大時(shí), 可采用減小構(gòu)件截面尺寸的方法或開洞的方法加以解決。結(jié)構(gòu)計(jì)算的孔洞開設(shè)位置, 可結(jié)合剪力墻的受力特性來進(jìn)行。一般單肢剪力墻長度不宜大于8m。

3.4墻肢端部配筋的調(diào)整

在地震力作用下, 墻肢端部鋼筋是主要受力鋼筋, 由偏壓、偏拉計(jì)算決定。當(dāng)計(jì)算值較小, 按構(gòu)造配置。當(dāng)若干個(gè)墻肢交匯于一點(diǎn)時(shí), 局部配筋則會(huì)太多,而使設(shè)計(jì)困難, 為此必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及社會(huì)需求的多樣性，建筑的高度越來越高，體型變得更加復(fù)雜，并且建筑設(shè)計(jì)追求多功能、多變的使用空間及豐富的立面設(shè)計(jì)效果。因此，就常采用復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系，從而使超高層建筑抗震工作成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李洪愷.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)之我見[J].科技與企業(yè)，2012，(13).

第9篇：超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：筒中筒結(jié)構(gòu)；抗震等級(jí)；B級(jí)超限；抗震構(gòu)造加強(qiáng)措施

中圖分類號(hào)：TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 工程概況

本工程位于天津?yàn)I海新區(qū)于家堡金融區(qū)內(nèi)。由一棟超高層主樓與兩棟附樓組成，設(shè)三層地下室，地下三層高4.800米，地下二層高3.90米，地下一層高5.650米。地上主樓54層，總高233.850米，首層層高6.0米，二層、三層層高5.4米，避難層層高5.1米，其它標(biāo)準(zhǔn)層層高4.2米，采用筒中筒結(jié)構(gòu)。附樓A地上四層，總高度21.150米,采用框架結(jié)構(gòu)。附樓B地上7層，總高度34.950米，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。主樓地上部分設(shè)抗震縫與附樓斷開，地下室連成整體不設(shè)縫。

2 抗震設(shè)計(jì)

2.1本工程抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

2.2抗震設(shè)防類別：乙類。

2.3建筑場地類別為Ⅳ類，場地土類型屬于軟弱土，特征周期0.55s。

2.4本場地等效剪切波速νse=131m/s＜140m/s，場地覆蓋層厚度大于80米。

2.5本場地屬非液化場地。且可不考慮震陷的影響。

2.6本工程多遇水平地震影響系數(shù)最大值αmax=0.12，罕遇水平地震影響系數(shù)最大值αmax=0.72。

2.7抗震等級(jí)：主樓地上54層，采用砼筒中筒結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防類別為乙類，抗震措施按8度（0.20g）采用，外筒抗震等級(jí)特一級(jí)，內(nèi)筒抗震等級(jí)特一級(jí)。地下一層抗震等級(jí)同地上主體，地下二層抗震等級(jí)采用一級(jí)，地下三層抗震等級(jí)采用二級(jí)，逐層降低。

因本工程抗震設(shè)防類別為乙類，根據(jù)《分類標(biāo)準(zhǔn)》[1]及專家意見，地震動(dòng)參數(shù)按《抗規(guī)》[2]取值，小震、中震特征周期按插值取0.55s，大震計(jì)算時(shí)特征周期相應(yīng)增加0.05，大震阻尼比可比小震適當(dāng)提高取0.07～0.08。

3主體設(shè)計(jì)

3.1本工程地上部分分為三個(gè)獨(dú)立的單體，54層辦公，7層商業(yè)和4層交易大廳，各單體間設(shè)防震縫分開，縫寬按8度（0.20g）設(shè)置,達(dá)到中震下不碰撞原則。主樓與附樓B入口門廳處采用鋼結(jié)構(gòu)，一端與附樓B采用鉸支座連接，一端與主樓采用滑動(dòng)鉸支座連接，滑動(dòng)鉸支座變形量按中震考慮。

3.2 主樓平面為直角梯形，尺寸48.6x58.6米，左上切角。主樓采用筒中筒結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高寬比233.85/37.510=6.23,滿足《高規(guī)》[3] B級(jí)高度高層建筑結(jié)構(gòu)適用最大高寬比要求。內(nèi)筒高寬比233.85/17.950=13。建筑在左側(cè)主入口設(shè)置三層通高大堂，大堂大廳總高度16.800米，右側(cè)銀行辦公部分設(shè)置二層通高共享空間，總高度11.4米。外框筒除角柱外其它外框筒柱自首層頂6米標(biāo)高處至二層頂標(biāo)高16.8米為一分為二Y形柱,柱子斜率25.6：1。其中二層樓板開洞率大于30%。主樓4至46層為標(biāo)準(zhǔn)層，其中16，29，42層為避難層，47層至頂層左側(cè)平面逐漸外傾，外傾斜率16.1：1.右下角逐漸內(nèi)傾。出屋頂機(jī)房間層高6.7米。

3.3主樓54層，總高度233.85米，采用鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)。超過上表中7度（含0.15g）混凝土結(jié)構(gòu)筒中筒150米的限值。根據(jù)《高規(guī)》[4]規(guī)定，B級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑筒中筒結(jié)構(gòu)的最大適用高度為230米，本工程屬超B級(jí)高度超限高層。

3.4外筒平面內(nèi)梁截面600X700，外筒與內(nèi)筒之間采用普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆密肋梁板結(jié)構(gòu)，主要梁截面200X600，標(biāo)準(zhǔn)層板厚100mm，另外二層開洞樓板邊板厚加至180mm，三層板厚加至150mm，四層板厚加至120mm。外筒主要柱截面尺寸,內(nèi)筒主要剪力墻截面尺寸及混凝土強(qiáng)度等級(jí)沿高度豎向變化情況如下：

樓層 標(biāo)高 內(nèi)筒主要墻厚度 外筒主要截面 砼強(qiáng)度

機(jī)房層 231.900~238.600,500,250 600X600,600X550, C40

51層~54層 212.600~231.900 600,500,250 600X500,600X800C40

46層~50層 195.800~212.600 500,300 600X700,600X750 C45

43層~46層 178.100~195.800 500,300 600X800C50

33層~42層 136.100~178.100 600,300 600X800 C55

21層~32層 84.800~136.100 800,700,400 800X800,700X800 C60

13層~20層 50.300~84.800 900,800,400 1100X800,1000X800 C60

4層~12層 16.700~50.300 1000,900,400 1200X800 C60

2層~3層 5.900~16.700 1200,1000,400 1500X800,1300X800 C60

-3層~2層 基礎(chǔ)~5.900 1200,1000,400 1500X1800,1300X1800 C60

4.超限處理措施

超限內(nèi)容： 總高度超B級(jí)高度，二層樓板開大洞，豎向構(gòu)件不連續(xù)

4.1 超B級(jí)高度

4.1.1 采用兩個(gè)不同的空間分析軟件（PMSAP與MIDAS）進(jìn)行分析比較，采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的振型分解反應(yīng)譜法，并考慮雙向地震和偶然偏心的影響。

4.1.2 采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算。彈性時(shí)程分析所取地面運(yùn)動(dòng)最大加速度為55gal，按建筑場地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用2條天然波和1條人工波。控制每條波計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)基底剪力不小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的65%，三條波計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)基底剪力的平均值不小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的80%。

4.1.3 進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的彈塑性層間位移角是否小于規(guī)范限值，判斷薄弱層位置并予以加強(qiáng)，根據(jù)塑性鉸出現(xiàn)的順序、位置、多少等情況，對薄弱構(gòu)件予以加強(qiáng)。

4.1.4 通過調(diào)整內(nèi)外筒豎向構(gòu)件截面和布置，以及內(nèi)外筒連梁高度，控制結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向第一振動(dòng)周期之比不小于0.8。控制扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與平動(dòng)為主的第一周期之比不大于0.85。

4.1.5 控制豎向構(gòu)件截面尺寸、砼強(qiáng)度及其配筋沿高度均勻變化，使得各層的側(cè)向剛度不小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。