導(dǎo)語：如何才能寫好一篇超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]：超高層住宅；剪力墻；基于性能的抗震分析

中圖分類號：TU241文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 工程概況

某超高層住宅項目處于大連市東港區(qū)，場地北側(cè)為大連萬達(dá)公館，南側(cè)與維灣廣場隔長江路相望，東臨遼寧省檢驗檢疫局。本工程總建筑面積22.96萬m2，地上建筑面積18.14萬m2，地下建筑面積4.82萬m2。共兩層地下室，其中地下二層為車庫及設(shè)備用房，地下一、二層局部為核6、常6級甲類防空地下室，地上建筑包括兩棟獨棟商業(yè)及三棟超高層住宅。超高層住宅首層局部挑空為大堂部分， 2～50層為住宅部分，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.3米，建筑總高度為167.10m；塔樓分別在15、27、39層設(shè)3個避難層。

2 結(jié)構(gòu)體系

2.1上部結(jié)構(gòu)

本工程地上部分主體結(jié)構(gòu)為50層，室外地面至主屋面高度為167.95m。

主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻墻厚根據(jù)計算確定，一般墻肢厚度詳見表1。標(biāo)準(zhǔn)層平面結(jié)構(gòu)布置圖見圖1。

主要墻體厚度 表1

圖1標(biāo)準(zhǔn)層平面結(jié)構(gòu)布置圖

2.2地基基礎(chǔ)設(shè)計

根據(jù)場地地質(zhì)勘察報告分析，本工程采用樁筏基礎(chǔ)，樁端持力層座落于中風(fēng)化板巖層，樁型采用機械成孔樁，飽和單軸抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，樁徑1.4m，單樁承載力特征值為14000kN，筏板厚度2.4米，基礎(chǔ)埋深12.3m。單獨地下室部分及獨棟商業(yè)部分基礎(chǔ)坐落于強風(fēng)化板巖層上，地基承載力特征值fak=400 kPa。裙樓地下室部分采用獨立柱基礎(chǔ)防水底板，防水板厚0.5m。在塔樓與地下室之間設(shè)置施工后澆帶以減小二者之間的差異沉降。由于抗浮水位較高，經(jīng)復(fù)核，單獨地下室部分結(jié)構(gòu)自重?zé)o法滿足整體抗浮要求，故在上述區(qū)域采用抗浮錨桿以抵抗較大的水浮力。

3上部結(jié)構(gòu)超限情況及性能目標(biāo)

3.1超限情況

1．高度超限

高度超限，主體高度167.95m，超過《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）規(guī)定的B級鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)適用的最大高度150米的要求，屬于超B級高度超限高層。

2．平面不規(guī)則

建筑二層樓面局部開大洞，樓板不連續(xù)，導(dǎo)致該層平面不規(guī)則。

3．扭轉(zhuǎn)不規(guī)則

塔樓在地震作用下和風(fēng)荷載作用下，最大彈性層間位移角與平均層間位移角的比值存在大于1.2但小于1.5的情況，為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

3.2性能目標(biāo)

參照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）有關(guān)結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的參考方法，本工程具體性能目標(biāo)設(shè)定見表2。

抗震性能設(shè)計目標(biāo) 表2

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算

4.1 設(shè)計參數(shù)

本工程結(jié)構(gòu)安全等級為二級；基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級；抗震設(shè)防類別為丙類；抗震設(shè)防烈度為7度[1]；設(shè)計基本地震加速度值為0.1g；設(shè)計地震分組為第二組；水平地震影響系數(shù)最大值為0.105（多遇地震作用下）（安評報告提供）；Ⅱ 類場地（場地特征周期為0.35 s）；結(jié)構(gòu)阻尼比： 0.05。剪力墻抗震等級為一級。基本風(fēng)壓為0.65kN/m2（50年重現(xiàn)期），地面粗糙度類別為A類。

4.2 多遇地震下振型分解反應(yīng)譜法計算分析

本工程采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部編制的SATWE（2011年1月版）和韓國MIDAS IT Inc.公司編制的MIDAS Building（2011版）兩種不同的空間有限元分析與設(shè)計軟件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)整體計算分析。分析按照二層地下室并附帶相關(guān)聯(lián)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)嵌固條件分析計算。驗算通過后按無地下室模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算分析。多遇地震作用和風(fēng)荷載按兩個主軸方向作用，同時考慮5%偶然偏心地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響及雙向地震作用之最不利作用。

工程計算的整體建筑空間模型見圖2，剖面示意見圖3。

圖2整體空間模型圖3剖面圖

從整體計算結(jié)果（表3）可以看出，各軟件計算的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量、剪重比比較接近，滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。結(jié)果說明各程序在計算結(jié)構(gòu)動力特性方面較為精準(zhǔn)，程序之間具有可比性。計算主要結(jié)果見表4、5。

整體結(jié)構(gòu)總質(zhì)量、基底剪力比較表 表3

頂點最大位移與層間位移角表5

4.3彈性動力時程分析

彈性動力時程分析采用SATWE進(jìn)行計算，選用的地震波為場地地震安全性評價報告提供的50年超越概率為63%的一條人工波α63-2和分析軟件內(nèi)存的兩條適合本工程場地土的兩條地震波XH-1和XH-2，單個波的總地震剪力不小于振型分解反應(yīng)譜方法計算結(jié)果的65%，三條波計算所得的結(jié)構(gòu)基底剪力平均值平均值不小于振型分解反應(yīng)譜方法計算結(jié)果80%，滿足規(guī)范要求。對于頂部樓層的剪力大于反應(yīng)譜計算的部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計時將取用三條時程波的包絡(luò)值，在反應(yīng)譜基礎(chǔ)上將內(nèi)力放大調(diào)整，進(jìn)行構(gòu)件補充計算。

4.4中震彈性和中震不屈服分析

在進(jìn)行多遇地震彈性計算的基礎(chǔ)上，本工程進(jìn)行了中震彈性驗算，計算目標(biāo)是底部加強區(qū)剪力墻受剪保持彈性狀態(tài)，部分連梁可以進(jìn)入塑性階段，并通過調(diào)整梁剛度折減，適當(dāng)增加剪力墻安全度。此外進(jìn)行了中震不屈服結(jié)構(gòu)驗算，計算目標(biāo)是剪力墻偏拉偏壓保持不屈服狀態(tài)，驗算墻肢是否出現(xiàn)全截面受拉，部分連梁可以進(jìn)入塑性階段。上述計算均采用特征周期0.35，水平地震影響系數(shù)0.23。

4.5 靜力彈塑性分析

本工程采用PUSH&EPDA對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了X向和Y向推覆計算,荷載加載形式為CQC。其性能點的基底剪力、頂點位移為、阻尼比、最大層間位移角見表6。罕遇地震作用下的薄弱層彈塑性變形驗算滿足規(guī)范1/120要求。X、Y向推覆能力譜與需求譜曲線見圖4-5。

結(jié)構(gòu)性能點相關(guān)參數(shù) 表6

圖4X向推覆能力譜與需求譜曲線 圖5Y向推覆能力譜與需求譜曲線

4.6結(jié)構(gòu)舒適度驗算

按照10年重現(xiàn)期的風(fēng)荷載計算結(jié)構(gòu)頂點橫風(fēng)向及順風(fēng)向的結(jié)構(gòu)頂點加速度，本工程的計算結(jié)果為：順風(fēng)向0.060 m/s2，橫風(fēng)向0.147 m/s2，滿足規(guī)范0.15m/s2的限值。

4.7超限加強措施

控制墻肢軸壓比不大于0.50，南北窗間墻處按分離框架柱進(jìn)行補充計算分析，并按兩模型包絡(luò)值進(jìn)行配筋設(shè)計。剪力墻底部加強區(qū)取為一層～六層，過渡層取為七層～八層，采用一級抗震等級；對大堂處局部穿層肢墻采取特一級抗震構(gòu)造措施，并在一、二層增設(shè)鋼骨加強。在底部中震受拉（拉應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值大于ftk）處墻肢增設(shè)型鋼，以型鋼抵抗全部拉力，且型鋼配置高于受拉區(qū)域二層，并采取特一級抗震構(gòu)造措施。需構(gòu)造加強的節(jié)點（轉(zhuǎn)角墻、橫墻、南北窗間墻，內(nèi)墻支撐多梁的端節(jié)點）的約束邊緣構(gòu)件上延至軸壓比0.30處（25層）。在樓板局部不連續(xù)處加大兩側(cè)板厚，并配置上、下雙向通長鋼筋，同時周邊剪力墻設(shè)暗梁，以增大水平剛度。罕遇地震作用時，底部加強區(qū)內(nèi)的部分墻肢進(jìn)入塑性狀態(tài)，施工圖設(shè)計時增加設(shè)置型鋼或加大配筋等加強措施，以提高墻肢延性及抗倒塌能力。

5結(jié)論

通過兩個不同軟件對整體結(jié)構(gòu)的計算分析，互為驗證后，結(jié)構(gòu)的剛度與變形特性滿足規(guī)范規(guī)定的限制要求，按設(shè)定的性能目標(biāo)及相應(yīng)措施，通過對超高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性、彈塑性分析，實現(xiàn)預(yù)期的性能目標(biāo)，采用比規(guī)范要求更高的抗震措施對重要的構(gòu)件做適當(dāng)?shù)募訌姟?/p>

參 考 文 獻(xiàn)

[1] GB50011-2010 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 [S] 北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2010。

[2] 孫建超，徐培福，肖從真，等。鋼板-混凝土組合剪力墻受檢試驗研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2008，38(6):1-6.

[3] JGJ3-2010 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2010

[4] 徐培福. 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2005。

篇2

【關(guān)鍵詞】扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；結(jié)構(gòu)分析；彈性時程分析

1 前言

本工程地下室及裙房采用框架結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)尺寸8•1×8•1~8•7m,樓蓋采用井字梁體系,一般柱截面為600×600 mm,框架柱混凝土強度等級為C50~C40,框架梁截面350×600及500×850 mm。

地下一層板為計算嵌固端,板厚取180 mm,地下一層頂板作為綠化與消防車道層,板厚取150 mm,其余板120mm。塔樓采用剪力墻結(jié)構(gòu),根據(jù)剪力墻重力荷載代表值的分布情況,以一級剪力墻軸壓比限值0•5為依據(jù),剪力墻厚從500~200 mm,混凝土強度等級從C60~C30?；A(chǔ)形式為筏基,主樓范圍筏基厚度為2•2 m,裙樓筏板厚度為1m,并設(shè)置抗浮錨桿以解決抗浮問題。該工程的抗震設(shè)防類別為丙類,剪力墻、連梁、框架柱、框架梁抗震等級均為一級,地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級。

2 結(jié)構(gòu)布置

由于房屋高度屬B級,且等效高寬比接近9•0,長寬比接近3•0結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)不易控制,結(jié)構(gòu)布置時在房屋周邊護(hù)墻位置盡量布置剪力墻體并利用衛(wèi)生間的窗臺設(shè)置高連梁,在房屋中部減少剪力墻的布置量(如樓電梯間附近),以提高主體結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,控制結(jié)構(gòu)的周期比與位移比,結(jié)構(gòu)平面布置見圖2。為了不影響建筑房間內(nèi)部使用功能及美觀效果,部分連接房屋下部較厚剪力墻之間梁的寬度未做成與剪力墻同寬,高連梁樓板以上為200mm,下部同剪力墻寬。

主體結(jié)構(gòu)弧形陽臺采用懸挑梁方式,邊梁統(tǒng)一取500 mm高,個別懸挑跨度較大的梁采用變截面方式,懸挑梁寬度大于內(nèi)部墻厚時梁寬不延伸至墻內(nèi),多余的懸挑梁上部鋼筋采取構(gòu)造措施在板內(nèi)或墻內(nèi)錨固。剪力墻底部加強區(qū)高度取到七層樓板頂面。樓板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,懸挑陽臺板100 mm,廚房、衛(wèi)生間板100 mm,大屋面板120 mm,其余板根據(jù)跨度及受力大小取100~160 mm。

3 結(jié)構(gòu)分析

3.1 結(jié)構(gòu)的彈性整體計算分析

本工程采用中國建筑科學(xué)研究院編制的SATWE程序進(jìn)行彈性整體計算,并采用PMSAP程序進(jìn)行校核。結(jié)構(gòu)計算考慮偶然偏心和施工模擬,考慮了雙向地震作用。計算時于地下一層樓面加側(cè)限并向下計算至地下三層。

場地特征周期取Tg=0•40 s,多遇地震影響系數(shù)最大值取αmax=0•083,其它地震參數(shù)均按規(guī)范取值。基本風(fēng)壓取成都地區(qū)100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值0•35 kN/m2,地面粗糙度按B類考慮。SATWE和PMSAP整體計算主要結(jié)果見表1•通過對這兩種不同力學(xué)模型計算程序的計算結(jié)果分析對比,其主要計算指標(biāo)接近,無明顯差異。

3.1.1 主樓的第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動周期之比均小于0•85,滿足《高規(guī)》4•3•5的要求。各棟樓的有效質(zhì)量參與系數(shù)均大于90%,表明所取的振型數(shù)足夠。

3.1.2 風(fēng)荷載作用下層間位移角均

3.1.3 在考慮偶然偏心的地震荷載作用下,最大扭轉(zhuǎn)位移比分別為1•29,屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則平面,但均小于1•4,滿足“高規(guī)”4•3•5條“B級高度建筑不應(yīng)該大于該樓層平均值的1•4倍”的要求。

3.1.4 薄弱層的說明:經(jīng)計算,第1~2層由于住宅大堂的原因,樓板有削弱,局部有連層剪力墻,因此這一層的層剛度比較小,因此在施工圖設(shè)計中指定第1~2層為薄弱層進(jìn)行分析設(shè)計。

3.1.5 剪力墻的最大軸壓比均小于0•5,滿足《高規(guī)》軸壓比限值。

3.2 多遇地震下彈性時程分析

本工程采用中國建筑科學(xué)研究院編制的彈性動力時程分析程序進(jìn)行多遇地震下彈性時程分析,選用了《場地地震安評報告》提供的擬建場地二組場地人工地震波和一組Ⅱ類場地上的地震波加速度時程曲線,計算結(jié)果表明:每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力不小于振型分解反應(yīng)譜法的65%,多條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不小于振型分解反應(yīng)譜法的80%,滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)[1]第3•3•5條的要求。施工圖可采用兩者較大層剪力進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計。

4 超限情況

該工程已通過超限高層抗震設(shè)防專項審查,并按審查意見進(jìn)行了相關(guān)施工圖設(shè)計。主要超限項目如下:

4.1 B級高度的超高層建筑：

4.2 扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2且小于1.4;

4.3 樓板不連續(xù):僅在1~2層大廳處去掉了部樓板,不滿足樓板連續(xù)的要求。

5 加強措施

加強底部加強區(qū)特別是地面以上1~2層的結(jié)構(gòu)設(shè)計,底部加強區(qū)墻體最小配筋率提高到0.3%,地上1~2層的約束邊緣構(gòu)件配筋率由規(guī)范限值的1.2%提高到1.3%,嚴(yán)格控制加強區(qū)剪力墻的軸壓比不超過0.5。

6 結(jié)語

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關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu) ；超高層 ；結(jié)構(gòu)設(shè)計 ；抗震

中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

傳統(tǒng)的建筑防震技術(shù)主要是以加強建筑物的剛性和韌性之間的配合度來實現(xiàn)的,而近年來,我國開始引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù),采用了隔震的防震新技術(shù),并結(jié)合我國的實際建筑施工水平進(jìn)行了改良。目前以我國的建筑隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)水平來講,主要的隔震技術(shù)方式是基礎(chǔ)隔震,除此之外,還有中間隔震和懸掛隔震等技術(shù)方式。在實際的超高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對于隔震的技術(shù)方式選用還需要結(jié)合具體建筑工程的要求來確定。

1. 隔震技術(shù)的應(yīng)用

自我國引進(jìn)隔震建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)以來, 就在高層建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用,并且隨著技術(shù)人員的不斷改進(jìn)與創(chuàng)新,目前隔震技術(shù)除了能夠在建筑工程建造設(shè)計中發(fā)揮重大作用,還能夠?qū)σ呀?jīng)建設(shè)完工的高層建筑進(jìn)行隔震結(jié)構(gòu)改造,以提高現(xiàn)有高層建筑的抗震性能。一般來講,隔震結(jié)構(gòu)層可以設(shè)計在高層建筑的不同位置, 如防火層或設(shè)備層的結(jié)構(gòu)部位,或者基礎(chǔ)層和中間層也可以,甚至在高層建筑的頂層也能起到良好的抗震加固效果。

2. 隔震建筑物

隔震建筑物是指在建筑物結(jié)構(gòu)中的某個層面采用了隔震層的加固技術(shù), 這種隔震層裝置是各種側(cè)向勁度較小的隔震組件相互作用而形成的。其目的是為了加長整個隔震建筑物的周期,以消減外力作用在建筑物上的影響。其作用原理是因為在加長了建筑物的周期以后,會增大建筑物的位移,再加上各種消能組件的作用,就可以大幅度增高結(jié)構(gòu)的阻尼比,而實現(xiàn)減少建筑位移量的目的。

3. 基礎(chǔ)隔震技術(shù)

基礎(chǔ)隔震技術(shù)是目前我國高層建筑抗震技術(shù)中應(yīng)用最廣泛, 也是效果最好的抗震加固技術(shù),并且基礎(chǔ)隔震的技術(shù)成本較低,但在隔震功能上卻發(fā)揮巨大的效應(yīng),因地震而引起的地面運動頻率對于基礎(chǔ)隔震效果的影響非常小,共振現(xiàn)象的發(fā)生頻率非常小,可以忽略不計。

3.1 基礎(chǔ)隔震的概念

通常所指的基礎(chǔ)隔震是指在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 為建筑基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間加設(shè)一層高度不大但有足夠可靠的隔震設(shè)置,用以吸收由地面運動所帶來的作用力,從而減少建筑上部結(jié)構(gòu)中受到的地震影響,保證建筑物的穩(wěn)定和安全,保護(hù)建筑物內(nèi)部的人群和設(shè)備不受傷害,也有效制止了因整體結(jié)構(gòu)破壞而引起的次生災(zāi)害。

3.2 基礎(chǔ)隔震設(shè)計中需要注意的問題

由于基礎(chǔ)隔震層要充分吸收建筑周邊的所有地面運動作用力, 因此,在設(shè)計中,最好要將隔震層的面積范圍稍大于建筑基礎(chǔ)的范圍,因此,在建筑施工中,要保證施工場地足夠?qū)捑b。在設(shè)置隔震層周邊的擋土墻時,由于在其上部會產(chǎn)生墻外狹道等現(xiàn)象,因此在設(shè)計中要充分考慮到這一部分結(jié)構(gòu)在地震作用中是否會發(fā)生位移而引起其他不良問題的出現(xiàn)。

3.3 基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)體系動力分析

在高烈度區(qū)地震波影響下, 高層隔震結(jié)構(gòu)體系的上部結(jié)構(gòu)彎曲變形已開始占了較大部分,在高烈度地區(qū)應(yīng)用橡膠隔震結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)中的隔震支座可能會出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力或者非線性變形,但是結(jié)構(gòu)整體是安全的。對于高層隔震結(jié)構(gòu)體系,上部結(jié)構(gòu)的傾覆彎矩較大,水平地震作用會引起隔震層的轉(zhuǎn)動,結(jié)構(gòu)的垂直荷載也較大,隔震層可能產(chǎn)生明顯的豎向變形。對于這種情況, 隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)不僅要按多質(zhì)點平動體系進(jìn)行分析,并且要考慮結(jié)構(gòu)的擺動。因此應(yīng)采用多質(zhì)點平動加擺動計算模型,如圖1 所示。

圖1 基礎(chǔ)隔震體系多質(zhì)點平動加擺動動力分析模型

4. 中間層隔震技術(shù)

在實際的建筑工程中, 尤其是在城市中心的地區(qū)進(jìn)行高層或超高層建筑施工時,往往會受到地面施工空間的限制,這時候也可以采用中間層隔震技術(shù)。這種隔震建筑物的結(jié)構(gòu)可以分為三部分,即隔震層以下的建筑結(jié)構(gòu)包括建筑基礎(chǔ)、隔震層、隔震層以上的建筑結(jié)構(gòu)。

5. 懸掛隔震技術(shù)

懸掛隔震技術(shù)是利用一定的裝置將建筑物整體結(jié)構(gòu)或大部分結(jié)構(gòu)懸掛起來,以達(dá)到在地震時,地面運動作用不到建筑主體結(jié)構(gòu)上的目的,從而實現(xiàn)有效抗震。但這種隔震技術(shù)結(jié)構(gòu)中,懸桿所要承受的荷載較大,必須用高強鋼來實現(xiàn),但高強鋼的柔性較差,容易在較大的垂直作用力下斷裂。

6. 超高層建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計

針對超高層建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計,需要嚴(yán)格按照有關(guān)高層建筑規(guī)范條例的相關(guān)內(nèi)容,結(jié)合建筑物所在環(huán)境的實際情況,遵循隔震設(shè)計的一般要求,采取合理的設(shè)計步驟,確保超高層隔震建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計達(dá)到最優(yōu)化的效果。

6.1 隔震設(shè)計要求

(1)設(shè)計方案:建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計,應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地條件、建筑結(jié)構(gòu)方案和建筑使用要求,與建筑抗震的設(shè)計方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟可行性的對比分析后,確定其設(shè)計方案。(2)設(shè)防目標(biāo):采用隔震設(shè)計的房屋建筑,其抗震設(shè)防目標(biāo)應(yīng)高于抗震建筑。在水平地震方面,隔震結(jié)構(gòu)具有比抗震結(jié)構(gòu)至少高0.5 個設(shè)防烈度的抗震安全儲備。豎向抗震措施不應(yīng)降低。(3)隔震部件:設(shè)計文件上應(yīng)注明對隔震部件的性能要求;隔震部件的設(shè)計參數(shù)和耐久性應(yīng)由試驗確定;并在安裝前對工程中所有各種類型和規(guī)格的部件原型進(jìn)行抽樣檢測,每種類型和每一規(guī)格的數(shù)量不應(yīng)少于3 個,抽樣檢測的合格率應(yīng)為100%;設(shè)置隔震部件的部位,除按計算確定外,應(yīng)采取便于檢查和替換的措施。

6.2 隔震設(shè)計步驟

(1)結(jié)構(gòu)隔震控制目標(biāo)的確定。依據(jù)設(shè)防烈度或地震危險性場地條件以及工程的重要性,確定設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計。確定上部結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置,初步確定上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸及材料強度等級。由于設(shè)置了隔震層,上部結(jié)構(gòu)所受地震作用降低很多。因此,對柱子軸壓比的限制可適當(dāng)降低,柱子的截面也可適當(dāng)減少。這部分設(shè)計內(nèi)容與非隔震建筑相同。(3)隔震裝置的選用。根據(jù)隔震裝置的承載力、剛度、變形等性能要求和規(guī)定,確定隔震支座的類型、個數(shù)和隔震支座的尺寸、布置并進(jìn)行隔震支座設(shè)計。(4)結(jié)構(gòu)隔震體系動力參數(shù)的確定。選擇隔震結(jié)構(gòu)動力計算分析模型,確定結(jié)構(gòu)的剛度、自振周期、阻尼比等動力參數(shù)。(5)結(jié)構(gòu)隔震控制驗算。計算結(jié)構(gòu)地震作用和結(jié)構(gòu)的加速度、速度、位移、隔震的水平位移、支座軸力等地震反應(yīng),確認(rèn)是否滿足設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

7.超高層隔震建筑物設(shè)計技術(shù)

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

7.1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周期，但高層建筑物基本振動周期往往超過3秒，隔震后即使將建筑物基本振動周期拉長至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)。

7.2 傾覆作用造成隔震組件受拉力

隔震組件設(shè)計時必須考慮拉力作用，因此拉力試驗成為規(guī)范修訂之首要任務(wù)。

7.3風(fēng)力作用

隔震層設(shè)計時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。

8. 結(jié)束語

隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是目前抗震效果較為理想的技術(shù)方法,但其設(shè)計技術(shù)仍有很大的發(fā)展空間,還需要技術(shù)人員不斷提高技術(shù)水平,完善技術(shù)方法，使我國的高層建筑抗震性能得到更進(jìn)一步的加強。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：復(fù)雜高層；超高建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計要點

結(jié)構(gòu)設(shè)計并不是一項簡單的設(shè)計工作，其能效發(fā)揮與不確定因素的控制效果是相互關(guān)聯(lián)的，尤其是復(fù)雜高層的層高特點，會直接造成設(shè)計難度的進(jìn)一步增加，因此這就需要從建筑需求入手，開展有針對性的設(shè)計工作，并將相應(yīng)影響因素納入重點考量范疇中，一旦結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)缺少對結(jié)構(gòu)布置的合理性規(guī)劃，不僅后續(xù)建筑施工流程難以正常推進(jìn)，建筑質(zhì)量更會受到直接影響，而建筑結(jié)構(gòu)缺少穩(wěn)定性，也會導(dǎo)致其使用壽命不斷縮短，因此，這就需要不斷強化對復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究，充分掌握其設(shè)計要點。

一、復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1.強化對概念設(shè)計的重視

在當(dāng)今社會，設(shè)計可以說是建筑施工的靈魂，尤其是復(fù)雜高層及超高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化性也就顯得至關(guān)重要。目前，我國的設(shè)計師也將工作重心放在了高層結(jié)構(gòu)設(shè)計上，在實際設(shè)計環(huán)節(jié)根據(jù)對設(shè)計項目的研究及總結(jié)，也逐漸形成了一定的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，其中最為主要的就是強化概念設(shè)計。首先，復(fù)雜高層及超高層由于層高較高，這就對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提出了更要的要求，在實際設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)以此為關(guān)鍵點，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中不斷加強對結(jié)構(gòu)受力的均勻性設(shè)計，使其更加符合應(yīng)用的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。

其次，設(shè)計內(nèi)容中應(yīng)該涵蓋著對應(yīng)力高效傳遞的優(yōu)化研究項目，使其能夠在應(yīng)用過程中實現(xiàn)力的快速分解及傳遞；第三，在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)確保其標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容能夠直接體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)整體上，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的完善性規(guī)劃整理；第四，當(dāng)今社會的各個領(lǐng)域中都倡導(dǎo)應(yīng)用綠色能源，減少浪費及污染問題，而這一理念也應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中得以灌輸，只有這樣才能有效提升復(fù)雜高層及超高層建筑的環(huán)保性能；第五，在推進(jìn)設(shè)計工作時應(yīng)當(dāng)在結(jié)合工程實際情況的基礎(chǔ)上，將建筑材料與結(jié)構(gòu)進(jìn)行有機結(jié)合，使二者能夠更加具有協(xié)調(diào)性，從而從根本上提高材料利用率，使其能夠在后續(xù)應(yīng)用中承受高強度的結(jié)構(gòu)荷載力?？傮w來說，為了將以上幾點落實到設(shè)計主w中，需要建筑以及結(jié)構(gòu)工程師的密切配合，在互相交流經(jīng)驗及工程項目研討過程中，不斷對設(shè)計圖紙進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使其更加具有參考價值。

2. 科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系

為了在復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，能夠充分體現(xiàn)出安全性問題，我國相關(guān)設(shè)計師總結(jié)出，提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系的科學(xué)性是基礎(chǔ)。選擇該體系的過程中，應(yīng)當(dāng)注重以下幾點：結(jié)構(gòu)體系的合理選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的建筑高度來確定，我國相關(guān)工作人員在近年來的工作中總結(jié)出了不同結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系與不同高度建筑之間的關(guān)系。

例如，在建筑高度小于等于100m 的時候，該體系最佳組合為框架、框架剪力墻及剪力墻；當(dāng)建筑物的高度在100～200m之間的時候，最佳體系為剪力墻和框架核心筒；當(dāng)建筑物高度在200～300m之間時，該體系最佳組成為框架核心筒、框架核心筒伸臂；如果該建筑高度小于600m時，該結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系的最佳構(gòu)成應(yīng)該為筒中筒伸臂、巨型框架、桁架、斜撐及組合體；在進(jìn)行設(shè)計的過程中，應(yīng)注重以上提及的相關(guān)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件能夠保持高度的連接，最好能夠形成一個統(tǒng)一的整體。

3. 高度重視建筑抗震設(shè)計

復(fù)雜高層與超高層建筑當(dāng)中，其抗震設(shè)計應(yīng)當(dāng)在建筑功能充分發(fā)揮的基礎(chǔ)上進(jìn)行確立，同時該環(huán)節(jié)也是確保建筑擁有較高安全性的重要部分。抗震方案在高層建筑當(dāng)中，最重要的一點就是科學(xué)選擇建筑材料；實現(xiàn)有效減少地震過程中的能量增加。在這項工作當(dāng)中，驗收承載力是使用建筑構(gòu)件最主要的方式，并且應(yīng)當(dāng)有效控制地震情況下建筑結(jié)構(gòu)的層間位移限值；在實際高層建筑的過程中，結(jié)構(gòu)抗震手段的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)在位移的基礎(chǔ)上建立，并定量分析相關(guān)設(shè)計方案，促使地震發(fā)生時結(jié)構(gòu)的變形彈性能夠?qū)ㄖa(chǎn)生一定程度的保護(hù)作用；精確分析地震發(fā)生時建筑構(gòu)件會產(chǎn)生的變形及位移在建筑結(jié)構(gòu)中的體現(xiàn)具有重要意義，這樣一來，能夠?qū)?gòu)建變形值進(jìn)行有效的確立；針對性設(shè)計應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在建筑構(gòu)件的生產(chǎn)要求及建筑界面的應(yīng)變分別當(dāng)中，同時應(yīng)當(dāng)注重場地的堅固性，這也是有效降低地震發(fā)生時能量輸入的重要方式。

4. 堅持高程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟理念

復(fù)雜高程和超高層建筑是一項較大的項目，在結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工過程中，會面臨很多成本輸出問題。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)該堅持經(jīng)濟型設(shè)計理念。對于結(jié)果設(shè)計方案，應(yīng)該堅持優(yōu)化處理，避免在建設(shè)過程中由于結(jié)構(gòu)冗長而造成成本浪費的問題。

二、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中確保計算和設(shè)計的準(zhǔn)確性

1. 合理選擇分析軟件、合理計算結(jié)果

現(xiàn)階段，復(fù)雜高程與超高層建筑結(jié)構(gòu)計算軟件的種類很多，側(cè)重點也有所不同，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員首先應(yīng)該明確不同的軟件的作用，然后根據(jù)實際需要合理選擇合適的計算軟件。與此同時，還應(yīng)該對具體的設(shè)計計算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，從力學(xué)理念和工程設(shè)計經(jīng)驗方面進(jìn)行合理判斷，確保計算結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性。

2. 重視荷載與作用方面的考慮

對于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于高層建筑很容易受到風(fēng)載荷的影響，因此在高層建筑，尤其是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該重點考慮風(fēng)載荷的影響。例如，在某大樓設(shè)計過程中，不僅需要考慮相關(guān)設(shè)計規(guī)范，而且還進(jìn)行了相關(guān)風(fēng)洞試驗，從而提高建筑物的抗風(fēng)載能力。在具體的試驗過程中，設(shè)計了一個以 1：500 為比例的模型在半徑為 600m 的風(fēng)場環(huán)境中進(jìn)行試驗，驗證建筑在不同風(fēng)況下的受力情況。

現(xiàn)階段，對于地震災(zāi)害的預(yù)測，在技術(shù)方面還有一定的限制，很難準(zhǔn)確預(yù)定地震災(zāi)害。有些發(fā)達(dá)國家對于地震的研究十分深入，但是依然無法準(zhǔn)確預(yù)估地震發(fā)生的時間和地點。因此，在高層建筑設(shè)計過程中，應(yīng)該加強抗地震力的設(shè)計。與此同時，還應(yīng)該重點考慮建筑主樓、裙樓在地震力作用下的不同反應(yīng)。

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們生活質(zhì)量不斷上升，我國城市建設(shè)過程中復(fù)雜高層與超高層建筑增加，在對這類建筑進(jìn)行設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)方案及類型等因素。經(jīng)過我國建筑行業(yè)近年來積累的經(jīng)驗，總結(jié)出復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點包括概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系及抗震設(shè)計等內(nèi)容。新時期，我國建筑行業(yè)相關(guān)工作人員只有在實踐中不斷加強對這些方面的重視，才能夠促進(jìn)我國建筑業(yè)不斷進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：高層建筑；隔震技術(shù)；耐震建筑物

中圖分類號：　TU208.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1　地震這一自然災(zāi)害的破壞性極強，而我國的地理位置又處于環(huán)太平洋地震帶附近，所以國內(nèi)的建筑物必定要具有很強的防震性。以往我國建筑商主要在建筑物的強度和韌性方面下功夫來增強建筑物的耐震性。在吸取世界其他常受地震災(zāi)害的國家的震后教訓(xùn)后，我國也吸收了世界建筑業(yè)的新型耐震技術(shù)——隔震技術(shù)和消能技術(shù)。這兩種技術(shù)現(xiàn)在在建筑防震領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用。尤其是我國在2008年的四川汶川大地震后，這兩種防震技術(shù)更是被廣泛的運用。

1.1　耐震建筑物

通常我們在設(shè)計建筑物之前要充分考慮建筑物的耐震性能。要保證建筑物的主體可以承受中小程度的地震強度，允許建筑物在承受地震時發(fā)生塑性變形，而韌性需求不得超過容許韌性容量，并且充分假設(shè)最大地震強度時建筑物的最大韌性以將地震的破壞能力降到最低。

1.1.1　中小度地震：這里提到的中小度地震是指地震的重現(xiàn)期為30年，并且在50年之內(nèi)的地震強度不可能大于此地震強度的可能性僅在百分之二十左右的地震。由于此類地震的發(fā)生頻率較高，所以要求房屋在筑造的過程中必須有相應(yīng)的防震措施，以保證房屋在地震時其韌性可以達(dá)到地震搖晃所帶來的力量。一旦房屋在地震中受到破壞，想要對之進(jìn)行震后修復(fù)就比較困難，這不僅會帶來很大的經(jīng)濟損失還會對人民的安全生活帶來極大的威脅，就高韌性容量的建筑物而言其耐震設(shè)計會受其影響。

1.1.2　設(shè)計地震：是指地震的重現(xiàn)期為475年，而在五十年內(nèi)地震強度超過它的可能性僅為百分之十左右。建筑物在受到此類地震強度的影響下只允許產(chǎn)生輕微破壞以保證不會帶來人民的生命和財產(chǎn)威脅。而那些建筑意義非同一般的建筑物，回歸期更長。若要保持房屋在此類地震強度影響下能夠保持房屋構(gòu)造的基本結(jié)構(gòu)不受影響，可以采取一些措施以增加房屋的韌性，如在筑造房屋時，在某些指定位置加入塑鉸，這是一個既經(jīng)濟又實用的方法，加入的塑鉸可以再地震過程中大大緩解地震時帶來的破壞力量。只有將房屋的韌性嚴(yán)格控制在房屋允許的韌性范圍內(nèi)才能保證房屋在遭遇地震時不會受到極其嚴(yán)重的破壞。

1.2　隔震建筑物

在基面增加了隔震層的建筑物成為隔震建筑物。它的工作特征是利用很多隔震零件加長建筑物的周期來減小發(fā)生地震時的破壞力度。伴隨著周期的加長，房屋的位移數(shù)也會增長，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。施工中最為流行的隔震組件是lrb，這個組件中添加了鉛心，其作用是消能，依靠靠橡膠層受水平剪力作用時具有低勁度來拉長周期。Lrb的使用期限很長，而且性能持久，它的工作能力強，尤其是在消能方面可以進(jìn)行多次工作。

隔震層的上層結(jié)構(gòu)硬于隔震層是各鎮(zhèn)建筑物的另一個特征。所以，由于軟硬程度的區(qū)別，當(dāng)建筑物遭遇地震的破壞時，上層建筑會因其質(zhì)地硬而變位量小于質(zhì)地軟的隔震層。故我們有時把上部結(jié)構(gòu)視為剛體。

1.3　消能建筑物

所謂效能建筑物就是利用對建筑物添加阻尼器來進(jìn)行消能的建筑物。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、雙線性或三線性遲滯行為，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。第三類則含括所有不屬于位移型與速度型的消能組件。

2　世界各國隔震建筑物發(fā)展現(xiàn)況

目前，隨著人們對地震的了解愈加深刻，各國人民普遍認(rèn)識到隔震技術(shù)是一種有效的防震減災(zāi)的技術(shù)。各式各樣的隔震建筑物被建造，而且隔震建筑物的結(jié)構(gòu)格式日趨多樣化，這些帶有新技術(shù)的隔震建筑物在歷經(jīng)多級大地震后凸顯了它們的隔震減災(zāi)性能，得到了人們的認(rèn)定。

3　耐震建筑與隔震建筑造價比較

日本實驗者做了大量的數(shù)據(jù)采集工作，結(jié)果表明：在高度為25米以下的建筑物造價比較中，隔震建筑物約為耐震建筑物的105%-109%；在高度為25米至31米的建筑物造價比較中，隔震建筑物約為耐震建筑物的102%-104%；但是，在高度為31米以上的建筑物時，隔震建筑物的造價就相對而言比較低了，是耐震建筑物的99%-103%左右。此外，我們還對結(jié)構(gòu)造價進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)顯示，在所有的防震建筑物中，由于辦公室約為總建筑費用的百分之十八；旅館約占總建筑費用的百分之十三；醫(yī)院則僅占總費用的百分之八。總結(jié)而言，建筑意義愈大愈應(yīng)使用隔震建筑技術(shù)。

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劃，地下1層，地上50層，屋突2層，基礎(chǔ)隔震，樓高177.4m，高寬比5.8：1，隔震型式有滑動支承，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)計技術(shù)

超高層隔震建筑物設(shè)計技術(shù)主要需要考慮以下因素：

5.1　長周期建筑物之隔震效果

隔震技術(shù)最明顯的技術(shù)優(yōu)勢是可以延長建筑物基本振動周期。但一般情況下的振動周期大于三秒，　即使延長至五秒甚至超過五秒，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

隔震組件必須具有很強的耐拉性。

5.3　風(fēng)力作用

在地震級別小或者風(fēng)的作用下，建筑物的隔震組件能否繼續(xù)保持其原有性能還需要日后繼續(xù)研究。

結(jié)語

我國也是世界上多地震的國家之一，百分之七十八的國土面積都需要進(jìn)行抗震設(shè)防，而隔震技術(shù)則是一種經(jīng)濟有效的防震減災(zāi)技術(shù)。雖然，它的體制還西藥進(jìn)一步健全，但由其原理名了、結(jié)構(gòu)簡單、造價低等技術(shù)優(yōu)勢，必然會在日后得到長足的發(fā)展，但就現(xiàn)有技術(shù)水平還未能達(dá)到可以安全面對最大等級的地震水平，所以，就目前情況而言，我們更要對人們的生命財產(chǎn)負(fù)責(zé)，采取更為保守的作為。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；關(guān)鍵性問題

前 言

目前，隨著我國社會和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，超高層建筑越來越受到人們的關(guān)注，并且超高層建筑在我國城市建設(shè)中的地位也不斷備受重視。由于超高層建筑是一個復(fù)雜和系統(tǒng)化的過工程，超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要具有一定的安全性，還應(yīng)該保證超高層設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性。因此，建筑施工單位應(yīng)該注重超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些關(guān)鍵性問題，從而提高超高層建筑施工的質(zhì)量。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)的特點

超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅要保證超高層建筑能夠承受水平方向的荷載，還應(yīng)該保證超高層建筑能夠承受垂直方向的荷載。在實際進(jìn)行超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，外界因素產(chǎn)生的水平方向的荷載是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該主要考慮的因素。隨著我國城市超高層建筑的不斷增加，因此，超高層建筑的結(jié)構(gòu)會直接影響超高層建筑的舒適性。但是，超高層建筑的結(jié)構(gòu)不僅能夠影響住房的舒適性，還能影響超高層建筑的質(zhì)量。因此，在進(jìn)行超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先首先應(yīng)該將超高層建筑的承載控制在一定的范圍內(nèi)，所以，超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心就是對其抗壓力的設(shè)計。

2 超高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇

2.1 超高層結(jié)構(gòu)體系分類

由于超高層建筑結(jié)構(gòu)體系的不同，可以將超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要包括混凝土的設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)與鋼組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計等。目前，我國的超高層建筑大多都是采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)主要包括框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和伸臂結(jié)構(gòu)及懸掛結(jié)構(gòu)等。

2.2 超高層建筑體系選用原則

在進(jìn)行超高層建筑體系的選用時，應(yīng)該按照合理、經(jīng)濟和安全等原則選擇最為合適的超高層建筑體系。當(dāng)然，超高層建筑體系的選擇還需要以建筑物的要求、建筑物的高度和建筑施工的環(huán)境等為依據(jù)。同時，超高層建筑的結(jié)構(gòu)還應(yīng)該具有較好的承受壓力的能力。

2.3 超高層的結(jié)構(gòu)材料分析

目前，鋼筋混凝土料是超高層建筑建設(shè)過程中使用最廣的材料，當(dāng)然，鋼筋混凝土材料的選用應(yīng)該以超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求為依據(jù)，從而較好地發(fā)揮鋼筋混凝土材料的性能。由于鋼筋混凝土材料具有耐久性和結(jié)構(gòu)剛度大、耐火性較好、維護(hù)費用低等優(yōu)點，因而鋼筋混凝土材料被廣泛使用于建筑領(lǐng)域。但是，應(yīng)該注意鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)厚度問題，從而更加合理地選擇鋼筋混凝土的材質(zhì)。

2.4 超高層結(jié)構(gòu)體系選擇

超高層建筑物結(jié)構(gòu)體系的選擇一般包括以下幾個方面：①框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是指橫向和縱向的利用梁、柱等組成的結(jié)構(gòu)，并且能承受水平和垂直方向荷載的建筑結(jié)構(gòu)體系。由于單一的框架結(jié)構(gòu)平面布置比較靈活，使得框架結(jié)構(gòu)體系具有空間大的優(yōu)點，因而被廣泛使用于超高層建筑中。②剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)是指利用高層建筑物的橫向和縱向墻壁承載水平和垂直方向荷載的結(jié)構(gòu)。由于建筑物的剪力墻大多都是以鋼筋混凝土的材質(zhì)，因而剪力墻結(jié)構(gòu)對于提高超高層建筑的抗震性能十分有利。③框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。框架-剪力墻是指選取了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻兩者的優(yōu)點，使得超高層建筑的結(jié)構(gòu)不僅能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)布局靈活的優(yōu)點，還能使超高層建筑結(jié)構(gòu)具有較好的抗測力能力。當(dāng)然，由于剪力墻太少，就會增大建筑物側(cè)墻的壓力而使得其出現(xiàn)變形等問題；而剪力墻增多，就會影響高層建筑的經(jīng)濟性，還會影響超高層建筑的使用性能。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題分析及對策

3.1 扭轉(zhuǎn)問題

超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心是剛度的中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心，然而，超高層建筑物結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題主要就是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，沒有將超高層建筑物剛度的中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心進(jìn)行重合，使得超高層建筑在水平壓力下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。為了更好地解決超高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該選用合理的平面布局圖，從而保證超高層建筑物的三個核心能夠重合。

3.2 受力性能的問題

對于超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，建筑師在最初進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般很少考慮超高層建筑的具體結(jié)構(gòu)特征，而過多考慮的是超高層建筑物的空間結(jié)構(gòu)，從而使得超高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的受力性能存在一定的問題。因此，在進(jìn)行超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該明確所選擇結(jié)構(gòu)體系中向下作用力和地基承載力之間的關(guān)系。同時，在進(jìn)行超高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇階段時，還需要對超高層建筑的主要承重部位的布局和數(shù)量進(jìn)行總體設(shè)計。

3.3 超高的問題

明確，超高層建筑都存在超高承重的問題，由于我國對超高層建筑的抗震能力具有相關(guān)的要求，使得我國超高層建筑物的結(jié)構(gòu)高度也具有嚴(yán)格的規(guī)定。因此，在進(jìn)行超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，建筑設(shè)計人員會由于結(jié)構(gòu)類型的更換而忽略超高層建筑物存在的超過問題，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)施工圖不能通過審核。因此，需要對超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案重新進(jìn)行設(shè)計和審核，以解決超高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中的超高問題。

3.4 嵌固端的設(shè)置問題

現(xiàn)在，我國很多超高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計都會配置兩層以上地下室，使得超高層建筑物的嵌固端一般都設(shè)置在地下室頂板的位置。對于嵌固端的設(shè)置問題，高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計師一般會忽略這類問題帶來的后期影響。從而使得在進(jìn)行超高層建筑物的施工過程中，會由于嵌固端的設(shè)置問題而經(jīng)常進(jìn)行設(shè)計方案的修改，進(jìn)而給超高層建筑物埋下了安全隱患。

4 基礎(chǔ)設(shè)計

基礎(chǔ)設(shè)計是超高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個最為重要的設(shè)計，同時基礎(chǔ)設(shè)計對超高層建筑物結(jié)構(gòu)整體設(shè)計具有非常重大的影響。因此，超高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)該保證超高層建筑的埋置深度必須滿足基地變形和穩(wěn)定的相關(guān)要求，從而減少超高層建筑物出現(xiàn)傾斜等問題。對于樁基的采用，其埋置的深度也應(yīng)該按照相關(guān)的設(shè)計要求進(jìn)行，使得超高層建筑一般都適合設(shè)置地下室結(jié)構(gòu)。由于人工挖孔樁具有承載能力大和施工工藝簡單等優(yōu)點，目前在貴州市的超高層建筑施工中被廣泛采用。在基礎(chǔ)設(shè)計前，應(yīng)該提前在超高泥巖承載力不高層建筑物的附近設(shè)置地下連續(xù)墻作為擋土支護(hù)，同時，針對超高層建筑施工場地的問題，基礎(chǔ)設(shè)計時超高層建筑的樓層中心范圍應(yīng)該采用深埋的方法，使得超高層建筑物的中筒和相鄰的墻體直伸到基礎(chǔ)內(nèi)，至于一些外墻等結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用人工挖孔樁。超高層建筑物的基礎(chǔ)平面圖如圖1所示。

5 總 結(jié)

總而言之，超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個全面和系統(tǒng)化的工作，它對超高層建筑物的建設(shè)具有非常重大的意義。隨著我國超高層建筑的不斷發(fā)展，超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高，因而需要高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師不斷提高自己的專業(yè)水平，總結(jié)實際設(shè)計的經(jīng)驗，以解決超高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵性問題，從而促進(jìn)我國超高層建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】超高層；建筑；混凝土

1 工程概況

某廣場地處繁華地帶，是集商業(yè)、辦公、酒店式公寓等多項功能的建筑復(fù)合體，地下5層、地上42層（以及出屋面水箱間、構(gòu)架等），主樓地上1層至6層為商業(yè)、餐飲；7層至14層、16層至23層用于辦公；15層、25層為避難層；24層為空中會所；26層至42層為項級酒店式公寓，房屋高度160m。地下5層主要用于機械式停車及設(shè)備機房，高度20.2m。屋面上有鋼構(gòu)架圍護(hù)造型。裙房地上6層（局部7層），裙房屋頂標(biāo)高為40.700m。本工程采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)，在地面以上主樓、裙房之間設(shè)置縫寬200mm 的抗震縫。

2 地基與基礎(chǔ)設(shè)計

擬建的工程場地地形平坦，為人工開挖的基坑。場區(qū)地貌形態(tài)類型單一，巖石種類單一，巖脈發(fā)育，巖體強度較高；場區(qū)賦存地下水，主要為基巖裂隙水，根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果判定，在強透水層和干濕交替的條件下，按最不利因素考慮，擬建場區(qū)地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土中的鋼筋具有弱腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 設(shè)計的基本參數(shù)

結(jié)構(gòu)分析基本參數(shù)為基本風(fēng)壓：0.7 kn/m （主樓，100年一遇考慮）、0.6kn/m （裙房，50年一遇考慮），地面粗糙度：b類，特征周期：0.4s，地震荷載：6度（0.05） ；場地類別：ii類；地震分組：二組；抗震等級：框架2級（裙房及主樓地下2層～ 地下5層為3級），簡體2級（主樓地下2層～地下5層為3級），主樓加強層及上下各1層框架、核心筒取1級；結(jié)構(gòu)阻尼比：取0.04。

3.2 計算分析及特點

本工程主要采用“高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件-satwe”進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析。計算表明為風(fēng)荷載起控制作用，結(jié)構(gòu)位移控制指標(biāo)按222m取用即為1/584。本工程主樓標(biāo)準(zhǔn)層建筑寬27.5m、內(nèi)筒寬9.5m、長31.5m，外柱至內(nèi)筒最遠(yuǎn)距離12.8m、最近8.8m。采用型鋼混凝土框架，鋼筋混凝土簡體結(jié)構(gòu)，即：主塔采用混凝土簡體（考慮構(gòu)造及延性在角部等內(nèi)置h型鋼骨，不參與計算），十字形鋼管混凝土芯柱，型鋼混凝土梁（辦公部分次梁采用混凝土梁）。工程高寬比h=6.6

3.3 設(shè)計中應(yīng)注意的事項

1）由于下部以商業(yè)、辦公為主，上部以公寓為主，綜合考慮周期折減系數(shù)取0.8，以±0.00m作為嵌固端（經(jīng)樓層剪切剛度比較現(xiàn)有建筑條件可以滿足此結(jié)論）。

2）核心筒（26層以下）短向兩端（⑩軸、⑩ 軸）壁厚800、其余壁厚500mm（除部分小隔墻200mm厚），長向（④軸、⑥軸）壁厚800mm，柱采用鋼管混凝土芯柱1500mm， 內(nèi)置十字形型鋼（兩方向高均700mm，壁厚30mm），混凝土均為c60；核心筒（26層及以上）短向兩端壁厚600mm、其余壁厚400mm（除部分小隔墻200mm厚外），長向壁厚800mm，柱采用鋼管混凝土芯柱фl300mm，內(nèi)置型鋼（兩方向高均為600mm，壁厚25mm），混凝土均為c50；鋼骨梁采用450mm×750mm 及400mm×750mm， 內(nèi)置型鋼h450×250× 16×25及h450×200× 16×20，鋼構(gòu)采用q345b；外框架鋼骨梁與鋼管混凝土芯柱剛接，連接外框柱與核心筒墻肢的鋼骨梁兩端剛接（為此對墻內(nèi)未設(shè)有鋼柱處采用內(nèi)置槽鋼與型鋼梁內(nèi)鋼梁連接，并考慮塑性鉸外移），次梁均為鉸接；伸臂桁架豎桿及斜腹桿采用鋼骨混凝土截面，內(nèi)置600×400×35的鋼骨（計算時便于計算按純鋼構(gòu)，混凝土起耐久作用）。

3）核心筒外樓面采用鋼筋混凝土樓板，協(xié)調(diào)鋼框架與核心筒在水平荷載作用下的變形。

4）主樓地下室長約114m、寬約73.6m，±0.00樓層考慮單向梁（間隔3m）方案、b2-b4考慮了無梁樓蓋方案，b5則考慮人防荷載。

5）由于風(fēng)荷載起控制作用，連梁剛度折減系數(shù)取0.8。

主要計算結(jié)果如下： t1=5.5s、t2=4.7s、t3=3.5s；風(fēng)荷載作用下的樓層層間位移角接近限值，同時考慮到抗震規(guī)范指出的多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移計算時，對彎曲變形為主的高層建筑可以扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形，故計算結(jié)有一定的剛度余量保證。伸臂桁架斜腹桿的強屈比自下而上約為：0.7、0.5、0.4，豎桿的強屈比白下而上約為：0.39、0.36、0.2。

3.4 型鋼混凝土框架的應(yīng)用

本工程主要節(jié)點設(shè)計需考慮型鋼梁和混凝土墻內(nèi)置鋼骨連接時鋼筋的布置， 為此與鋼構(gòu)加工單位溝通，采用十字柱和鋼骨梁節(jié)點，加快施工進(jìn)度。此外， 由于采用型鋼混凝土框架而非鋼框架，施工時不能使得混凝土簡體施工和框架施工進(jìn)度差別較大。

由于采用的混凝土等級較高，設(shè)計提出建議采用含堿量

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【關(guān)鍵字】：超限高層建筑；結(jié)構(gòu)分析；計算；設(shè)計

引言

由于社會發(fā)展的需要，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)的體型日趨復(fù)雜化和多樣化。人們在注重建筑的實用功能的同時也越來越注重其美觀和精神功能。因此，超高層建筑結(jié)構(gòu)超限的項目越來越多，其設(shè)計的難度也越來越大。超高層建筑結(jié)構(gòu)超限是指超出了國家現(xiàn)行規(guī)范及規(guī)程所規(guī)定的適用高度和適用結(jié)構(gòu)類型以及體型特別不規(guī)則的建筑工程，從而根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)程應(yīng)進(jìn)行抗震專項審查的高層建筑。綜合而言，分析研究這類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有很實際的意義。

工程概況

整個建筑由一棟36層高的超高層辦公大樓(主樓)和十三層辦公樓(附樓)組成，設(shè)四層地下室，主樓和附樓的地下室部分連成一個整體，形成大底盤地下室。總建筑面積約10萬m2。工程主體建筑主要屋面標(biāo)高160m，女兒墻頂標(biāo)高177m。平面為正方形，邊長43.9m。地下4層，地上(建筑)36層，地下一層層高5.6m，地下二～四層層高5.0m，首層層高4.7m，1A～4層層高4.5m，其他層層高4.2m，第13、30層為避難層,層高5.5 m。1～5層為大堂空間，中庭局部高有26.9m、13.5m、9.2m，6～36層為辦公，地上建筑面積約6萬m2，地下建筑面積約2萬m2，主要用于停車，部分為設(shè)備用房。主附樓在地面以上通過抗震縫分開，形成獨立結(jié)構(gòu)單元，其中主樓屬超限高層建筑，需進(jìn)行超限抗震設(shè)防審查。

設(shè)計使用年限為50年，建筑安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取γ0=1.0?？拐鹪O(shè)防類別為乙類，烈度為七度，設(shè)計地震分組為第一組，基本加速度值為0.10g。項目基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級。計算風(fēng)荷載50年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓為ω0=0.75 KN/m2(位移控制基本風(fēng)壓 )，100年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓ω0=0.90 KN/m2(承載力計算基本風(fēng)壓)，風(fēng)荷載體型系數(shù)取1.4。

超限類型及抗震性能目標(biāo)

3.1超限類型

(1) 主樓從室外地面到主要屋面高度160m，核心筒高度177m，結(jié)構(gòu)計算高度177m，屬于B級高度鋼筋混凝土高層高度范圍(高度超限)。

(2) 由于建筑功能要求，主樓南側(cè)六根框架柱跨越五個層高，其余框架柱跨越三個層高，分別達(dá)到26.9m和13.5m其間無梁板聯(lián)系。二~五層樓板開洞面積＞30%，屬于平面不規(guī)則。

(3) X向扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2,小于1.4，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

3.2抗震性能目標(biāo)

本工程高度超限高層建筑，采用基于性能的抗震設(shè)計方法，設(shè)定本結(jié)構(gòu)體系各部分的抗震性能目標(biāo)，詳見表1：

計算結(jié)果與分析

4.1 結(jié)構(gòu)整體分析與計算結(jié)果

根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，主樓擬采用型鋼混凝土組合柱框架---混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)計算高度177m(從室外地面算起)，結(jié)構(gòu)平面尺寸43.9m×43.9m，結(jié)構(gòu)為地上39層、地下4層，第13、30層為避難層，其他均為辦公用途。從地面算起，建筑物的高寬比為160/43.9=3.65＜6；核心筒平面尺寸是21.3m×20.4m,則核心筒的高寬比為160/20.4=7.84＜12。主樓樓面有較大開洞，尤其主樓二~六層（中庭處）洞口貫通和筒外無樓板，屬于平面不規(guī)則中的樓板局部不連續(xù)，且二層層高較高，產(chǎn)生剛度突變，屬于豎向不規(guī)則中的側(cè)向剛度不規(guī)則。

根據(jù)建筑功能要求，考慮建造成本因素，本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)體系，鋼筋混凝土核心筒為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，外框柱為型鋼混凝土柱，核心筒角部剪力墻中加型鋼。由于建筑物的高寬比和核心筒的高寬比都遠(yuǎn)小于規(guī)范限值。因此,本工程不設(shè)置加強層。

按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求，對于體型不規(guī)則、結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜的高層建筑，在進(jìn)行整體計算分析時應(yīng)至少采用兩個不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件。因此，設(shè)計采用SATWE和ETABS軟件對現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算、分析和對比：

(1)第一種是國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的《高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計》SATWE（2008版），該程序采用空間桿單元模擬梁、柱及支撐等構(gòu)件，用在殼單元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模擬剪力墻，對于樓板，采用樓板平面內(nèi)無限剛度來計算結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，采用彈性樓板來計算結(jié)構(gòu)的極限承載力。

(2)第二種是國際上應(yīng)用較為廣泛的《集成化建筑結(jié)構(gòu)分析于設(shè)計軟件系統(tǒng)》ETABS（V9），該程程序提供了豐富的有限元結(jié)構(gòu)分析的單元庫供結(jié)構(gòu)工程師選用三維框架單元、三維殼單元、彈簧單元、連接單元等，可以方便地對結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分析、動力分析、線性和非線性分析。

結(jié)構(gòu)整體計算結(jié)果詳見表2：

對比計算結(jié)果表明：（1）Etabs計算結(jié)果與Satwe計算結(jié)果基本吻合，說明結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件尺寸基本合理；（2）安評地震作用比規(guī)范地震作用產(chǎn)生的基底剪力大，設(shè)計時按安評地震作用考慮；（3）地震作用下，剪重比不滿足規(guī)范要求，需要按規(guī)范值調(diào)整。

4.2 周期與振型

4.2.1周期

表3為采用剛性樓板假定計算得到的結(jié)構(gòu)前6個周期。對比結(jié)果表明，兩者基本一致，誤差在5%以內(nèi)，滿足工程精度要求。

振型號

4.2.2振型

從主要振型圖中可以看出，由于平面均勻?qū)ΨQ，結(jié)構(gòu)高寬比比較大的特點，使得低階振型以平動為主，第3振型以扭轉(zhuǎn)為主。第3振型見圖1，圖2：

圖1SATWE第3振型圖 圖2ETABS第3振型圖

4.3其他計算結(jié)果分析

(1) 根據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002），結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移的比值，不宜大于1.2，不應(yīng)大于1.4。本工程SATWE和ETABS的計算結(jié)果表明，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移的比值均小于1.4。

(2) 根據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002），樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%和其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%，經(jīng)驗算，本工程該項指標(biāo)符合規(guī)范要求。

(3) 根據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002B），級高度高層建筑樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于上一層受剪承載力的的75%，本工程各層的受剪承載力均大于其上一層的75%，滿足規(guī)范要求。

(4) 根據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002），本工程最大樓層位移與層高的比值的限值為1/650，本工程計算結(jié)果滿足規(guī)范要求。

(5) 根據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002），特一級抗震等級剪力墻底部加強部位，其重力荷載代表值下墻肢軸壓比不宜超過0.5。經(jīng)驗算，本工程剪力墻滿足此要求。

5. 小結(jié)

依據(jù)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求進(jìn)行了兩個不同力學(xué)模型的程序計算的對比，其中周期、振型、位移、剪重比、受剪承載力、剪力墻等主要參數(shù)均滿足相關(guān)規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2002)第一版.中國建筑工業(yè)出版社.2002年.

[2] 廣東省實施高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2002)補充規(guī)定第一版．中國建筑工業(yè)出版社.2005年.

[3] 超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點(建質(zhì)[2003]46號).中華人民共和國建設(shè)部.2003年.

[4] 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第一版.中國建筑工業(yè)出版社.2005年.

[5] 陳建斌,羅志遠(yuǎn)等.某超限高層建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計分析[J].建筑結(jié)構(gòu).2005,3.

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篇9

（1.淄博市建筑設(shè)計研究院山東淄博255037；2.上海砼森建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司山東分公司山東淄博255000）

【摘要】淄博高新區(qū)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園為B級高度的超高層建筑，立面存在兩次豎向收進(jìn)。針對結(jié)構(gòu)特點，對其進(jìn)行了針對性加強措施，并采取方式對結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行多方位的計算分析。實現(xiàn)了建筑造型與結(jié)構(gòu)布置的和諧統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞 超高層；豎向偏心收進(jìn)；加強措施；彈塑性結(jié)構(gòu)分析

1. 概述

（1）淄博高新區(qū)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園A座綜合樓籌建于2014年，位于淄博高新區(qū)世紀(jì)路與魯泰大道交叉口東北角。本案總建筑面積66981.48平方米。地下兩層，地上35層，結(jié)構(gòu)總高度142.1m，屬于B級高度高層建筑，采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)。

（2）本工程在68.1m及107.1m以上兩段內(nèi)筒偏置，如圖1所示。

（3）第一次收進(jìn)位于16層頂，收進(jìn)尺寸占相應(yīng)樓層水平尺寸的24.2%，第二次收進(jìn)位于30層頂，占相應(yīng)樓層水平尺寸的31.9%。17層處收進(jìn)后B1/B=75.8%>75%。30層處收進(jìn)后B2/B1=68%<75%， 30層處收進(jìn)屬于豎向突變。

2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1結(jié)構(gòu)概念設(shè)計。

（1）本工程底部1~16層南側(cè)帶一跨附屬框架。17~30層平面布置合理，剛心與質(zhì)心基本重合。30層頂位置存在收進(jìn)，收進(jìn)尺寸占相應(yīng)樓層水平尺寸的31.9%。屬于高層規(guī)范3.5.5條及10.6.5條規(guī)定的豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，根據(jù)規(guī)范要求，此收進(jìn)處上下兩層框架柱抗震等級提高至特一級，收進(jìn)部位以下兩層周邊框架柱箍筋全高加密。

（2）為減小由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)偏心，在1~16層南端軸線處，布置少量X向剪力墻。經(jīng)計算，增設(shè)X向剪力墻后，結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心最大偏心率不超過10%。30~35層，對結(jié)構(gòu)北側(cè)剪力墻進(jìn)行了削弱，墻體厚度減薄并減小其長度。

（3）兩處收進(jìn)位置，根據(jù)高層規(guī)范3.5.5條及10.6.5條要求，上下兩層框架柱抗震等級提高一級，收進(jìn)部位以下兩層周邊框架柱箍筋全高加密。

各層平面布置詳見圖2。

2.2結(jié)構(gòu)計算分析。

2.2.1本工程使用中國建筑科學(xué)研究院PK.PMCAD工程部編制的結(jié)構(gòu)分析程序《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件SATWE(2010版)》以及MIDAS BUILDING 2010進(jìn)行多遇地震作用下以及風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析；采用SATWE2010進(jìn)行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)的彈性時程分析。各計算參數(shù)的計算結(jié)果均符合規(guī)范要求，且比較接近。

（1）樓層層間位移角如圖3所示：

（2）由圖3可見，各樓層層間位移基本均勻，無明顯突變，滿足規(guī)范限值要求。

2.2.2靜力彈塑性分析（push-over）。

（1）為與“中震可修”，“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)相對應(yīng)，本工程采用push-over對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了第二階段抗震設(shè)計，即設(shè)防烈度地震與罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗算（見圖4）。

（2）由圖4可見，在大震作用下，各樓層層間位移基本均勻，無明顯突變，且滿足規(guī)范要求。

3. 結(jié)語

本工程為B級高度的超高層建筑，立面存在兩次豎向收進(jìn)。針對此特點，設(shè)計人員采用合理結(jié)構(gòu)布置以減小結(jié)構(gòu)偏心；并采用多遇地震下結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜分析、靜力彈塑性分析等方式，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震作用下受力計算分析。對于結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行加強，取得了良好的效果，確保結(jié)構(gòu)經(jīng)濟、安全。

參考文獻(xiàn)

［1］李國勝 《多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中疑難問題的處理及算例》 中國建筑工業(yè)出版社.

［2］徐建 《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見及疑難問題解析》 中國建筑工業(yè)出版社.

［3］《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3-2010) 中國建筑工業(yè)出版社.

［4］《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）中國建筑工業(yè)出版社.

［5］《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2010) 中國建筑工業(yè)出版社.

篇10

關(guān)鍵詞：超限高層；抗震性能目標(biāo)；彈性時程分析

Abstract： The design features of a super tall building， from the structure， seismic transfinite judge， seismic performance objectives， the elastic analysis， limit measures are discussed. The key points of the design of high-rise residence are introduced. Through comparing the calculation results， prove that the structure design is safe and feasible， which to offer a reference for similar engineering.

Keywords： Ultra high-rise structure，Seismic performance objectives， Elastic time history analysis

1 工程概況

本住宅項目位于鄭州市西太康路南側(cè)、銘功路東側(cè)。地面以上54層，高度為162米；地面以下設(shè)有三層地下室，作為停車、設(shè)備機房和人防車庫用途。平面長X寬（m） 為71.6X21.6，高寬比為7.5，長寬比3.3。2 結(jié)構(gòu)布置

2.1結(jié)構(gòu)體系

本住宅結(jié)構(gòu)高度及高寬比均較大，故選取鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)作為其結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)布置時，充分利用墻肢翼墻的翼緣效應(yīng)，通過加大翼墻厚度提供較大的抗側(cè)剛度；由于建筑功能限制，建筑平面X方形可布置建筑剪力墻的數(shù)量較Y方向少，設(shè)計上通過增加X方向邊框框架柱及加寬框架梁，加強X向結(jié)構(gòu)剛度以滿足要求。標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置如圖2所示。

2.2樓蓋體系

全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，其中核心筒范圍內(nèi)板厚為150mm，核心筒范圍外板厚按實際跨度選取，一般房間板厚100～120mm，屋面層板厚不少于150mm。部分樓蓋聯(lián)系薄弱部位，樓板進(jìn)行局部加厚，并雙層雙向配筋予以加強。

3結(jié)構(gòu)超限類型和程度

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查細(xì)則》有關(guān)規(guī)定，結(jié)構(gòu)超限情況為：a）高度超B級高度；b）平面凹凸不規(guī)則；c）首層架空層核心筒有夾層。應(yīng)進(jìn)行超限高層建筑抗震設(shè)防專項審查。

4結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)

針對本工程的超限項目，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗震性能設(shè)計。

根據(jù)上述計算結(jié)果，結(jié)合規(guī)范要求及結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計理論，可以看出結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比、層間位移角、扭轉(zhuǎn)位移比、側(cè)向剛度、受剪承載力等均滿足規(guī)范要求，說明構(gòu)件截面取值合理，結(jié)構(gòu)體系選擇恰當(dāng)。且SATWE與Midasbuilding的計算結(jié)果相近，這說明計算結(jié)果合理、有效，計算模型符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況。

5.2彈性時程分析

根據(jù)《抗規(guī)》第5.1.2條表5.1.2-1規(guī)定，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多遇地震下的彈性時程分析。時程分析結(jié)果滿足平均底部剪力不小于振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果的80%，每條地震波底部剪力不小于反應(yīng)譜法結(jié)果的65%的條件，所選地震波滿足規(guī)范要求；在結(jié)構(gòu)部分樓層規(guī)范反應(yīng)譜計算得出的樓層剪力和樓層彎矩小于彈性時程分析的結(jié)果。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)地震力適當(dāng)放大。

6設(shè)防烈度地震和罕遇地震下的抗震性能驗算

采用SATWE軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)的中震不屈服和中震彈性驗算。計算表明，在設(shè)防烈度地震作用下剪力墻配筋有所增大，當(dāng)剪力墻底部加強區(qū)縱向分布筋配筋率提高到2.0%，底部加強區(qū)剪力墻配筋基本為構(gòu)造配筋，可以滿足抗彎不屈服要求；其余剪力墻和框架柱均可滿足抗剪彈性、抗彎不屈服要求；連梁、框架梁可以滿足抗剪不屈服要求。結(jié)構(gòu)滿足在設(shè)防烈度地震作用下的抗震性能水準(zhǔn)3的要求。

采用SATWE軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)的大震抗剪不屈服驗算。由于SATWE采用的是等效彈性的方法進(jìn)行大震不屈服驗算，該方法計算的剪力墻底部內(nèi)力過大。對底部加強區(qū)抗彎不屈服驗算改用ABAQUS軟件通過彈塑性時程計算加以深入分析。計算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)滿足在罕遇地震作用下的抗震性能水準(zhǔn)3的要求。

7針對超限采取的主要措施

結(jié)構(gòu)高度超出B級高層建筑適用高度，并存在平面凹凸不規(guī)則、局部夾層等不規(guī)則類型，針對上述超限情況及設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)問題，在設(shè)計中采取了如下主要措施：

（1）剪力墻是主要抗側(cè)力構(gòu)件，須采取措施提高核心筒墻體的延性。具體措施有：（a）增加首層高度較大的剪力墻厚度到600mm，加強其平面外穩(wěn)定性；（b）底部加強區(qū)剪力墻抗震等級提高到特一級；（c）底部加強區(qū)剪力墻按大震抗剪不屈服、抗彎不屈服的性能目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計；（d）提高底部加強區(qū)墻身水平及豎向分布筋最小配筋率；（e）提高底部加強區(qū)剪力墻約束邊緣構(gòu)件豎筋最小配筋率及墻身配箍特征值；并在其端部暗柱內(nèi)設(shè)型鋼。

（2）針對平面應(yīng)力集中位置，對樓板進(jìn)行加強，板厚不小于150mm，雙層雙向通長配筋率不小于0.5%。

（3）針對首層架空層夾層，適當(dāng)提高樓板對豎向構(gòu)件的約束，板厚不小于150mm，并雙層雙向配筋率通長配筋率不小于0.5%。

通過以上加強措施，經(jīng)過計算復(fù)核，本工程結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)達(dá)到C級要求。

8結(jié)論

綜上所述，在設(shè)計中采用概念設(shè)計方法，首先對整體結(jié)構(gòu)體系及布置進(jìn)行仔細(xì)考慮并優(yōu)化，使之具有良好的結(jié)構(gòu)性能。抗震設(shè)計中采用性能化設(shè)計方法，除保證結(jié)構(gòu)在小震下完全處于彈性階段外，還補充了主要構(gòu)件在中震、大震下作用下的性能要求，再采取多種計算程序進(jìn)行了彈性、彈塑性的計算。計算結(jié)果表明，多項指標(biāo)均表現(xiàn)良好，基本滿足規(guī)范要求。同時又通過概念設(shè)計及各階段的計算程序分析結(jié)果，對關(guān)鍵和重要構(gòu)件作了適當(dāng)加強。

本工程除能夠滿足豎向荷載和風(fēng)荷載作用下的有關(guān)指標(biāo)外，結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)達(dá)到C級水平，因此結(jié)構(gòu)可行并且是安全的。

參考文獻(xiàn)