超高层建筑结构设计篇1
前言
随着我国经济的进步，高层建筑已经无法满足社会发展的需求，超高层建筑就逐渐出现在人们的视线中，并且大范围的扩展，在我国的各个城市的角落，都能看到超高层的建筑。超高层建筑之所以发展的如此的迅速，有两个方面的原因，一是由于城市的发展的需要，需要超高层建筑作为城市的形象，另一个最主要的原因，还是由于土地资源的紧张，从而不断的研究建筑物的高度缓解土地短缺的压力。因此，本文重点介绍了有关超高层建筑结构设计的相关的问题。下面就对超高层结构设计进行具体的分析。
1 超高层建筑与高层建筑结构设计中的区别分析
首先，在建筑物高度的设计上，一般超高层建筑的高度超过100m到几百米之间，而高层建筑的高度一般在100m之内。超高层建筑物的结构类型比高层建筑物的结构类型要多。超高层建筑物的平面形状一般为方形，而高层建筑物的平面形状的选择比较多。超高层建筑物的基础形式一般为等厚板筏基和箱基，而没有高层建筑物所用的梁板筏基。超高层建筑物一般不采用复合地基，而高层建筑基本上采用的是复合地基。在对超高层建筑物进行设计的时候如果建筑物超过200m需要满足在风荷作用下的舒适度的相关要求，而对高层建筑物的设计一般不考虑上述的因素。
2 超高层建筑结构设计中主要考虑的因素分析
在进行超高层结构设计中对于结构类型的选择需要充分的考虑当地地质条件及其对抗震目标的设定等。对于地质的条件，在拟建筑基地需要具备能够采用天然地基的条件，并且具有抗震设防烈度较低的特点。因此，在建筑结构上，可以优先的考虑钢筋混凝土的结构。如果在地震高发区应该优先考虑钢结构及其混合结构。对于抗震方面的考虑主要是要确定抗震性能的目标。要求超高层建筑物的竖向构件承载力需要达到在中震的时候能够不被破坏，在这样情况下，钢筋混凝土结构很难达到抗震的目标，因此，需要钢结构或者混合结构；另外对于结构类型的选择上，需要充分的考虑经济条件。在一般的工程建筑中，钢筋混凝土结构类型造价比较低，全钢的结构类型是最贵的，因此，应根据超高层建筑物的经济上的条件进行合理的选择。现在超高层建筑结构多采用钢筋混凝土柱、钢筋混凝土核心筒这种混合型的结构。因其这种混合结构与全钢结构造价要便宜，与钢筋混凝土结构刚度要好，因此，被广泛的应用与超高层建筑结构设计中。
3 超高层建筑结构中的基础设计
在超高层建筑物，一般有多层地下室，超高层建筑物基础埋置的深度需要满足稳定性的要求。而对于一些地区的基岩埋藏较浅的特点，无法建构多层的地下室，需要设置嵌岩锚杆进而满足稳定性的要求。超高层建筑物的地基基础的形式需要根据建筑场地工程地质的条件，在满足其稳定性的要求的情况下，还需要满足其沉降和变形设计的要求。当超高层建筑物的基底砌置在黏性土层或者海沉积的土层的时候，而这种土层的地基承载力不能够满足变形设计的时候，需要应用合理的用桩基方案。当超高层建筑物在40层以上的时候，而基底砌置在厚度较大的卵石层的时候，这种基底的承载力特征值以及压缩模量都比较高，因此，需要考虑天然地基的方案。如果基底砌置在中风化以及微风化基岩上的时候，都需要采用天然地基的方法。
3.1 天然地基基础
在卵石层或者微风化基岩上的地基都需要天然地基的方法。但是其基础的形式是不同的，当基底是卵石层的时候，一般采用等厚板筏形的基础。等厚板筏基在板厚的要求上，应该具有非常大的刚度，从而使基底的压力能够均匀的分布，从而减小外框以及内筒的沉降变形，在设计时，等厚板筏基的板厚取外框以及内筒之间的跨度应该保持在四分之一左右。超高层建筑物的结构设计中对于基底砌置在微风化的基岩上，这种基岩承载力的特征值是比较高。因此，外框柱应该采用立基础，内筒应该采用条形基础或者等厚板筏形的基础。并且，由于微风化基岩的刚度非常的大，在荷载作用下沉降以及变形比较微小，因此，在地下室的底板厚应该按照构造的设置以及按照岩石裂隙水有关的水浮力进行计算。在基岩上独立柱的基础，通常情况下，为了使施工不破坏基岩达到整体性的效果，一般采用人工挖孔桩的方式进行开挖。
3.2 桩基础设计
对于超高层建筑物桩基础的设计，主要考虑桩基底承受的压力比较大，从而要求单桩竖向能够承载很高的压力。因此，我们在对超高层建筑物的桩基础设计的时候一般采用大直径钻孔灌注桩以及采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。对于选择桩端持力层上，最主要的是应该充分的考虑层厚较大以及密实的卵石层或者微风化基岩，从而减少桩端的沉降和变形。在对超高层建筑物桩基础设计的主要的原则是，应该集中布于柱下及墙下。如果在进行桩基础设计的时候采用的是端承桩或者摩擦端承桩，因为单桩竖向的承载力特征值比较高，因此，需要的桩数比较少，可以布于柱下以及墙下。如果对桩基础的设计采用的是端承摩擦桩或者摩擦桩，因为单桩竖向承载力的特征值比较低，因此需要整个基底都采用满布桩才能够满足其稳定性和不变形的要求。对于上述所探讨了不同的布桩形式，桩承台板的厚度上是不同的，满布桩于柱下以及墙下承台厚度需要冲切进行确定。并且超高层建筑物的地下室底板的厚度可以小于外框和以及筒承台的厚度。对于满布桩承台的厚度需要和天然地基基础的等厚板筏基的要求一样，承台板应该具有很大的刚度，从而以便基底承台桩能够承受相当大的压力。由此可见，一般承台板的厚度并不是由冲切所决定的。有关满布桩等厚板承台内力方面的计算，可以根据单桩竖向的承载力及其平均反力进行计算，这样计算出来的结果比较符合工程受力的实际情况。另外，对于钻孔灌注成孔的方法，在以往，一般采用的反循环钻机进行施工，但是现在对于桩长一般采用的是旋挖钻机，其施工的速度比较快，尤其是桩端沉渣厚度很小，进而能够确保钻孔桩的施工质量。这种钻机在实际的工程实施中，凡是有条件的都应该优先采用这种钻机。
4 结束语
本文对超高层建筑结构设计进行了相关方面的研究与探讨，通过了解超高层建筑与高层建筑在实际的设计中的区别，从而能够更加的清楚在超高层建筑结构设计中应该针对于高程建筑设计的不同点。通过分析在超高层建筑结构设计中的需要考虑的因素，进一步了解了超高层建筑结构设计中应该把握哪些重点的问题。并且具体的分析了超高层建筑结构设计中的基础设计，全面了解其基础设计中的设计要点。通过本文的分析，能够为日后的超高层建筑结构设计提供一些理论性的参考价值，进一步促进超高层建筑结构设计能够更加的科学和合理。
参考文献
[1]陈天虹，林英舜，王鹏罛，超高层建筑中结构概念设计的几个问题[J]，建筑技术，2006（05）
超高层建筑结构设计篇2
复杂高层建筑；超高层建筑；结构设计；结构类型
随着我国市场经济发展进程的不断加快，复杂高层与超高层建筑工程的项目建设需求越来越大。然而，其建设设计过程的复杂程度也在不断加深，尤其是结构设计。做好结构设计工作是保障建筑物使用安全性和经济性的关键。对于复杂高层建筑或者是超高层建筑，要根据它们所承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。
1建筑结构设计方案的选择
1.1结构方案和结构类型的选择在设计复杂高层与超高层建筑结构的过程中，结构方案选择的合理性是决定其建设质量的关键。对于复杂高层与超高层建筑结构方案的选择，如果没有根据实际工程情况进行，就很容易导致建设后期中的调整。这就在一定程度上增加了复杂高层与超高层建筑结构的设计难度，从而为建筑设计单位带来较大的修改工作量和经济损失。因而，复杂高层与超高层建筑的设计单位在结构方案的选择过程中，应充分结合相关的建筑结构专业知识，并将其应用到设计当中。对于结构类型的选择，设计人员不仅要将工程建设地的岩土工程地质条件考虑在内，还要将抗震设防烈度的要求考虑在内。这样才能降低工程建设企业复杂高层与超高层建筑工程的造价。由此可以看出，在选择结构设计类型时，需要认真考虑工程的造价和施工的合理性。
1.2结构方案和结构类型的选择要点结构方案和结构类型的选择应注重复杂高层与超高层建筑的概念设计。由大量的设计实践经验得出，在复杂高层与超高层建筑的结构设计过程中，要尽可能地提升建筑结构的均匀性和规则性，保证建筑工程结构的传力途径直接而清晰，尤其是结构竖向和抗侧力的传力途径。随着建筑行业的快速发展和科学技术的不断进步，如何实现可持续发展的建设目标已经成为研究人员重点关注的问题。
2建筑结构设计要点
2.1抗震设防烈度复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300m，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。由此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。因此，设计人员应从细节出发，秉承“以人为本”的设计理念。只有这样，才能有效保障人民群众的生命财产安全。
2.2结构舒适度确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：①对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；②对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01～0.02之间。此外，从复杂高层与超高层建筑的建设用途来看，公共建筑的水平振动指标限值与公寓类建筑的指标限制存在较大的差异，因此，设计人员要根据建筑使用功能的不同进行差异性设计，比如可以通过优化TMD技术或TLD技术来实现。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。
2.3施工过程可行性是对复杂高层与超高层建筑结构进行设计时必须要考虑的问题，否则，即使设计得再合理、先进技术应用得再多，也无法满足实际建设要求。因此，设计人员在设计的过程中，要充分考虑钢材的传力效果以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工建设的可操作性。这也是设计人员在对复杂高层与超高层建筑进行结构设计的过程中必将会涉及到的问题。要想解决型钢与其混凝土梁柱节点处主筋相交的问题，可采用以下四种设计方法对其进行有针对性的设计：①将钢筋与其表面的加劲板进行焊接处理；②将钢筋绕过型钢；③通过在钢板上开洞的方式来穿钢筋；④在型钢与其混凝土梁柱节点表面焊接钢筋、连接套筒。由于复杂高层与超高层建筑的建设要求越来越高，因此，可以采取一些特殊的施工工艺，这也是保证建筑结构稳定的有效措施。
3结束语
总而言之，复杂高层与超高层建筑的结构设计要点是将结构方案和结构类型、抗震设防烈度、结构舒适度以及施工的具体过程考虑在内，同时，还要将提高建筑构件的材料利用效率和结构设计的可行性作为设计重点。这是因为上述内容是提升复杂高层与超高层建筑质量的重要保障。由此可以看出，复杂高层与超高层建筑结构设计所有过程的实现都离不开设计人员对工程建设项目的全面了解。
参考文献
［1］刘军进，肖从真，王翠坤，等.复杂高层与超高层建筑结构设计要点［J］.建筑结构，2011（11）：34-40.
超高层建筑结构设计篇3
一、高层与超高层建筑结构设计的特点
首先，重视建筑物结构的水平荷载，防止地震力以及风载对建筑物造成影响。高层建筑与超高层建筑的自重以及楼面的荷载所引起的弯矩及轴力仅仅与建筑物总高度的一次方成正比。而建筑物的水平荷载所产生的力矩与轴力相对较大，与建筑物高度的二次方成正比另外，对于一定高度的建筑来讲竖直方向的荷载时一个固定值，而水平方向的荷载，由于受到地震以及风荷载的作用，会随着建筑物的结构特征的不同而发生较大的变化，可见水平方向的荷载作用力在结构设计中的重要性。
其次，重视建筑结构的轴向变形。在高层以及超高层建筑中，柱体会因为较大的竖向荷载而产生较大的轴向变形，此变形会严重影响到连续梁的弯矩大小，使得连续梁的中间支撑位置的负弯矩值变小，正弯矩值变大，两端的支撑位置处的负弯矩值也随之变大建筑中预制的构件长度要根据轴向的变形值进行调整与制作，因此建筑结构发生较大的轴向变形时，下料的长度会受到严重的影响另外，建筑结构发生轴向变形时还会对建筑构件的剪力以及侧移值的大小造成影响，使其产生影响到建筑物整体安全的结果。
第三，失稳是结构设计中的主要控制目标。与多层建筑相比，高层与超高层建筑对侧移的大小控制是尤为重要的，是建筑结构设计的关键之处。建筑物的高度越大，水平荷载作用下的结构侧移值会越来越大，对此进行控制是尤为重要的，要将侧移值控制在规定的安全范围内。
最后，重视对建筑结构的抗震性能化设计。使高层及超高层建筑和多层建筑的结构提高关键部位的抗震能力、变形能力，因此当发生地震或者是风荷载作用时发生变形的情况会更多、更严重。要想提高高层及超高层建筑的变形能力，使其在塑性变形后能力不减，避免在地震中发生房屋倒塌的现象，必须在对建筑的结构进行设计时，注意对结构延性的设计，采取相应的措施来提高结构的延性，最终达到提高建筑结构质量的目的。
二、高层及超高层建筑的结构体系
随着我国建筑业的不断发展，建筑技术趋于成熟，数量也越来越多，为了便于建筑规范的执行，将建筑物分为级与级的高层建筑。通常情况下，级建筑物只要按照现行的规定进行设计即可，但是对级建筑物在结构体系的设计时，要求要更严格，下面对常用的结构体系进行阐述。
首先，有框架结构，框架结构高度局限较大，在高烈度地区做到规范限值时，构件的截面过大，影响使用且不经济，也不满足国家规范多道设防的理念，所以出现框架―剪力墙体系。框架剪力墙体系实现了多道设防的理念，在建筑物的高度上比框架有所提高，大大的提高了建筑的承载力、刚度和延性，也能满足使用的需求，只需在建筑物的适当位置设置一定比例的剪力墙，从而达到使结构在竖向和水平的布置具有合理的承载力和刚度，更合理的满足规范的要求。使用灵活，一般用于对空间使用有要求的建筑，如办公、车库等公共建筑，在此结构中，两个体系所扮演的角色各不相同的但又不可分开，剪力墙起到承受水平方向剪力的作用，框架起到承受垂直方向的荷载作用。框架剪力墙体系所呈现的位移形式为弯剪型。在水平方向承受的作用力，剪力墙与框架通过刚度较强的楼板和连续梁组成到一起，形成相互合作的结构体系。剪力墙在建筑结构中的设计优点很多，是结构整体的侧向高度增大，水平方向的位移减小，框架所承受水平方向的剪力明显减小，且竖向方向的内力分布也变得均匀。因此，框架剪力墙体系的建筑物的框架体系低于建筑物的能建高度。其次，剪力墙体系。高层及超高层建筑物的受力结构是由剪力墙结构替代的，且全部由此替代为剪力墙体系。在此体系中，单片的剪力墙在建筑结构中承受了所有水平方面的作用力以及垂直方向的荷载作用力。由于剪力墙体系的结构为刚性，因此位移时出现的曲线形式为弯曲型。剪力墙体系的优点很多，具有较高的强度与刚度，延性良好，力的传递均匀，具有一定的整体性，此体系的建筑物坍塌现象少，被广泛应用在高层及超高层建筑中，能建高度较大，大于框架剪力墙体系以及剪力墙体系。第三，全剪力墙结构。此结构所承受的横向荷载与竖向荷载都是剪力墙，没有框架柱结构。此建筑结构适用于高层建筑中，并且选用此建筑结构建筑的楼层可以比框架剪力墙结构高。此结构的缺点在于成本造价高，内部的空间不可以进行任意的分割。在实际的工程建筑中，设计者首先要对框架剪力墙结构进行考虑，若此结构无法满足建筑的要求，则选择全剪力墙结构。
第四，避难层的设置。对于高层建筑以及超高层建筑来讲，避难层的设置是非常必要的，因为一旦高层建筑以及超高层建筑发生火灾时可以进行避难，因为避难层的空间大，通风好。通常情况下，当建筑物的高度达到一百米后，便要在建筑物内进行避难层的设置，以便于消防安全。避难层的设置位是有规定的，第一层与避难层的设置层数不能超过十五层面积的设计要满足人员的避难要求要在避难层处设置消防电梯口避难层要配备全套的消防设备等。
三、制作与安装
超高层建筑结构设计篇4
由于社会发展的需要，当前建筑结构的体型日趋复杂化和多样化。人们在注重建筑的实用功能的同时也越来越注重其美观和精神功能。因此，超高层建筑结构超限的项目越来越多，其设计的难度也越来越大。超高层建筑结构超限是指超出了国家现行规范及规程所规定的适用高度和适用结构类型以及体型特别不规则的建筑工程，从而根据有关规范规程应进行抗震专项审查的高层建筑。综合而言，分析研究这类建筑的结构设计具有很实际的意义。
工程概况
整个建筑由一栋36层高的超高层办公大楼(主楼)和十三层办公楼(附楼)组成，设四层地下室，主楼和附楼的地下室部分连成一个整体，形成大底盘地下室。总建筑面积约10万m2。工程主体建筑主要屋面标高160m，女儿墙顶标高177m。平面为正方形，边长43.9m。地下4层，地上(建筑)36层，地下一层层高5.6m，地下二～四层层高5.0m，首层层高4.7m，1A～4层层高4.5m，其他层层高4.2m，第13、30层为避难层,层高5.5 m。1～5层为大堂空间，中庭局部高有26.9m、13.5m、9.2m，6～36层为办公，地上建筑面积约6万m2，地下建筑面积约2万m2，主要用于停车，部分为设备用房。主附楼在地面以上通过抗震缝分开，形成独立结构单元，其中主楼属超限高层建筑，需进行超限抗震设防审查。
设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级，结构重要性系数取γ0=1.0。抗震设防类别为乙类，烈度为七度，设计地震分组为第一组，基本加速度值为0.10g。项目基础设计等级为甲级。计算风荷载50年重现期的基本风压为ω0=0.75 KN/m2(位移控制基本风压 )，100年重现期的基本风压ω0=0.90 KN/m2(承载力计算基本风压)，风荷载体型系数取1.4。
超限类型及抗震性能目标
3.1超限类型
(1) 主楼从室外地面到主要屋面高度160m，核心筒高度177m，结构计算高度177m，属于B级高度钢筋混凝土高层高度范围(高度超限)。
(2) 由于建筑功能要求，主楼南侧六根框架柱跨越五个层高，其余框架柱跨越三个层高，分别达到26.9m和13.5m其间无梁板联系。二~五层楼板开洞面积＞30%，属于平面不规则。
(3) X向扭转位移比大于1.2,小于1.4，属于扭转不规则。
3.2抗震性能目标
本工程高度超限高层建筑，采用基于性能的抗震设计方法，设定本结构体系各部分的抗震性能目标，详见表1：
计算结果与分析
4.1 结构整体分析与计算结果
根据《建筑抗震设防分类标准》及《高层建筑混凝土结构技术规程》，主楼拟采用型钢混凝土组合柱框架---混凝土核心筒结构体系，结构计算高度177m(从室外地面算起)，结构平面尺寸43.9m×43.9m，结构为地上39层、地下4层，第13、30层为避难层，其他均为办公用途。从地面算起，建筑物的高宽比为160/43.9=3.65＜6；核心筒平面尺寸是21.3m×20.4m,则核心筒的高宽比为160/20.4=7.84＜12。主楼楼面有较大开洞，尤其主楼二~六层（中庭处）洞口贯通和筒外无楼板，属于平面不规则中的楼板局部不连续，且二层层高较高，产生刚度突变，属于竖向不规则中的侧向刚度不规则。
根据建筑功能要求，考虑建造成本因素，本工程采用现浇钢筋混凝土梁板结构体系，钢筋混凝土核心筒为主要抗侧力结构体系，外框柱为型钢混凝土柱，核心筒角部剪力墙中加型钢。由于建筑物的高宽比和核心筒的高宽比都远小于规范限值。因此,本工程不设置加强层。
按照《高层建筑混凝土结构技术规程》要求，对于体型不规则、结构设计复杂的高层建筑，在进行整体计算分析时应至少采用两个不同力学模型的结构分析软件。因此，设计采用SATWE和ETABS软件对现阶段的建筑结构进行计算、分析和对比：
(1)第一种是国内应用比较广泛的《高层建筑结构空间有限元分析与结构设计》SATWE（2008版），该程序采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等构件，用在壳单元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙，对于楼板，采用楼板平面内无限刚度来计算结构的侧向刚度，采用弹性楼板来计算结构的极限承载力。
(2)第二种是国际上应用较为广泛的《集成化建筑结构分析于设计软件系统》ETABS（V9），该程程序提供了丰富的有限元结构分析的单元库供结构工程师选用三维框架单元、三维壳单元、弹簧单元、连接单元等，可以方便地对结构进行静力分析、动力分析、线性和非线性分析。
结构整体计算结果详见表2：
对比计算结果表明：（1）Etabs计算结果与Satwe计算结果基本吻合，说明结构体系、结构布置和构件尺寸基本合理；（2）安评地震作用比规范地震作用产生的基底剪力大，设计时按安评地震作用考虑；（3）地震作用下，剪重比不满足规范要求，需要按规范值调整。
4.2 周期与振型
4.2.1周期
表3为采用刚性楼板假定计算得到的结构前6个周期。对比结果表明，两者基本一致，误差在5%以内，满足工程精度要求。
振型号
4.2.2振型
从主要振型图中可以看出，由于平面均匀对称，结构高宽比比较大的特点，使得低阶振型以平动为主，第3振型以扭转为主。第3振型见图1，图2：
图1SATWE第3振型图 图2ETABS第3振型图
4.3其他计算结果分析
(1) 根据《高层建筑混凝土技术规程》（JGJ3-2002），结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移的比值，不宜大于1.2，不应大于1.4。本工程SATWE和ETABS的计算结果表明，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移的比值均小于1.4。
(2) 根据《高层建筑混凝土技术规程》（JGJ3-2002），楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%和其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，经验算，本工程该项指标符合规范要求。
(3) 根据《高层建筑混凝土技术规程》（JGJ3-2002B），级高度高层建筑楼层抗侧力结构的受剪承载力不应小于上一层受剪承载力的的75%，本工程各层的受剪承载力均大于其上一层的75%，满足规范要求。
(4) 根据《高层建筑混凝土技术规程》（JGJ3-2002），本工程最大楼层位移与层高的比值的限值为1/650，本工程计算结果满足规范要求。
(5) 根据《高层建筑混凝土技术规程》（JGJ3-2002），特一级抗震等级剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值下墙肢轴压比不宜超过0.5。经验算，本工程剪力墙满足此要求。
5. 小结
依据相关规范、规程的要求进行了两个不同力学模型的程序计算的对比，其中周期、振型、位移、剪重比、受剪承载力、剪力墙等主要参数均满足相关规范要求。
参考文献
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)第一版.中国建筑工业出版社.2002年.
[2] 广东省实施高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)补充规定第一版．中国建筑工业出版社.2005年.
[3] 超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点(建质[2003]46号).中华人民共和国建设部.2003年.
[4] 复杂高层建筑结构设计第一版.中国建筑工业出版社.2005年.
[5] 陈建斌,罗志远等.某超限高层建筑结构整体设计分析[J].建筑结构.2005,3.
超高层建筑结构设计篇5
在超高层建筑设计上面，需要兼顾高层建筑的水平位移与高层在垂直方向造成的垂直荷载力。在具体的超高层设计过程中，由于外力造成的水平荷载是高层建筑最需要考虑的因素，在对超高层进行建筑结构设计的时候，必须要首先对超高层的承载范围确定清楚，控制在一定的数值范围之内，也就是说，在超高层的设计中，其设计核心就是对建筑结构的抗压设计计算。
2超高层建筑结构体系的选择
2．1超高层结构体系分类
一般分为钢筋混凝土设计、钢与混凝土组合设计。由于超高层建筑结构体系的不同，可以将超高层建筑结构的设计分为混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计等。就目前来说，我国的超高层建筑结构基本上都是采用的钢筋混凝土结构。
2．2超高层建筑体系选用原则
在对超高层建筑结构进行选取的时候，必须要按照经济性、合理性、安全性的原则来进行选择作为高层建筑结构的体系。不过，超高层的设计还要依据建筑物的使用要求与高层的施工环境来确定其体系的选用。与此同时，超高层建筑结构在选取时还要具有较高的承受压力的能力。
2．3超高层的结构材料分析
当前，钢筋混凝土结构在超高层中的应用非常广泛，对于材料的选择必须要按照超高层设计的依据进行。原则是要求尽力发挥钢筋混凝土的材料性能。钢混结构由于具有耐久性能、防火能力以及结构刚度大等优点被广泛采用。不过，在设计过程中必须要考虑混凝土构件的截面尺寸问题，以保证空间结构的最优化设计。就目前来看，钢—混凝土混合结构的应用在高层建筑中的使用率将会进一步提升。但需要进一步开展混合结构体系的抗风、抗震性能研究，研究工作主要有两个方面的内容:一方面是混合、组合结构的抗震性能研究，如阻尼系数的确定、整体结构稳定性能等;其次，针对组合构件以及组合构件之间衔接及构造关系要进行相关研究。由于混合结构体系比较复杂，大多包含巨型柱和斜撑等大型构建，各种组合柱、梁、楼板等体型复杂，因此需要结合工程实际应用，对各种新型组合构件进行更加深入细致的研究，才能真正的将复杂化的混合结构运用到实际工程中去。
2．4超高层结构体系选择
针对超高层建筑框架结构体系的选择主要分为:1)框架结构体系。所谓的框架结构就是说在结构的横向与纵向都利用混凝土梁柱组成一个整体的框架结构，而且可以同时承受水平与竖向的荷载。单纯的单一框架结构布置非常灵活，因此空间结构非常的大，是目前使用最为广泛的高层建筑。2)剪力墙结构体系。所谓的剪力墙结构体系就是纵横向的剪力墙来承受建筑结构的水平与竖向荷载的建筑结构体系。采用剪力墙结构对于建筑物的整体抗震能力具有很大的提高。3)框架—剪力墙结构。框架—剪力墙就是指兼有框架结构与剪力墙结构的优点，这样就使框架剪力墙结构不仅仅能够变得空间灵活，还能有很强的抗侧移能力。框架—剪力墙布置数量不如剪力墙结构多，数量决定了其抗侧力的能力较低。不过剪力墙的数量超过一定值后就会影响经济性。
3高层建筑结构设计的问题分析及对策
3．1扭转问题
在超高层建筑结构中，其设计的中心点就是刚度、几何形心点和结构的重心点，不过，当对超高层结构进行设计时，很难将超高层的几何形心、刚度与结构的重心点进行整合，因此，就会使得超高层在设计时出现扭转的情况。为了解决这个扭转的问题，作为结构设计者对于超高层的建筑结构设计要选取最合理的平面结构布置图，力求三个中心点能够重合。
3．2受力性能的问题
在超高层建筑方案的选取中，在初步选择建筑方案时，建筑师很少会对高层建筑的具体结构特征来进行考虑，而是将重点放在了建筑物的空间结构上，这样就容易使得超高层建筑在设计上出现一些不合理的受力。所以说，在对超高层进行设计时，必须要明确选择结构体系，在方案选取上，要对主要的承重部位的布置与数量进行整体优化设计。
3．3超高的问题
目前，超高层建筑结构有明显的超高、超重现象存在。在我国，出于建筑结构的抗震需要，对于超高层建筑的层高有很明确的规定。所以说，在对超高层进行建筑设计时，建筑设计师会轻易忽略这一问题，从而导致审图不通过，这就需要在设计完成后，对设计方案进行重新的设计与审图，杜绝在超高层建筑结构设计中出现超高的现象。
3．4嵌固端的设置问题
在当前的超高层建筑设计中，一般来说都会有地下室，这样就使得超高层的嵌固端位于地下室的顶板处。在针对嵌固端的设置问题上，很多情况下设计师常常会忽略这类问题导致的后期效应，就使得在后期经常会出现针对嵌固端问题的修正，如果修正不及时，就会对嵌固端的安全性造成不良的影响，为安全留下了隐患。
3．5防连续倒塌设计
目前，我国关于高层建筑结构连续倒塌的试验分析与理论研究还不多。现行规范所确定的基本目标就是防止建筑物发生地震时倒塌，确保人的生命不受损失。汶川地震中，按现行抗震规范设计和建造的高层建筑，虽然在地震中没有连续倒塌、保障了人们的生命安全，但是其填充墙等受力构建破坏对建筑物内部的设备、物品的损坏间接造成了财产损失。对于高层建筑的非受力构建倒塌问题需要引起人们的关注，作为建筑结构设计师要引起重视，对于非地震造成的倒塌，例如飞机撞击、爆炸、火灾等不可抗拒的灾难，如何在设计时予以考虑等等，都是下一步研究的重点。
4基础设计
基础设计确实是超高层的一个设计难点与重点，与此同时也是关系到整个超高层建筑结构的安全性的重要一环。所以说，在进行超高层设计时，必须要保证超高层建筑的埋置深度，地基的变形系数与稳固要求必须要符合相关规定要求。在采用桩筏时，对于其埋置深度必须要按照相关的规定进行。与此同时，对于超高层的施工现场场地问题，要注意与相邻建筑物的相互关系，保证基坑开挖后对于相邻建筑物的影响不会造成不良后果，实时监测其变化过程。
超高层建筑结构设计篇6
1.2结构方案
对于一个优秀的建筑设计师来说，在设计中首先就要考虑到建筑物的结构方案问题，尤其对于超高层建筑来说，如果结构方案选择不当，将会引起整个方案的调整，因此，在设计单位进行建筑方案设计时，需要有结构专业参与到设计当中。
1.3结构类型
在超高层建筑结构类型的选择上，我们不但要充分考虑到拟建方案所在地的岩土工程地质条件，同时要考虑到该区域的抗震度要求。另外，为了节约建筑成本，我们还需要充分考虑到在工程造价问题以及施工的合理性问题，同等条件下选择造价较低的合理的结构类型。
2超高层建筑的结构设计
2.1风载荷
在超高层建筑的结构当中，由于建筑结构的第一自振周期与其所在地面卓越周期相差很大，随着建筑物高度的不断增加，风载荷的影响要远远大于地震对建筑物的影响，特别是对于一些比较柔的超高层建筑，风载荷是它结构设计中的控制因素。因此，我们有必要对风载荷进行专业地研究。一般情况下，我国规定风载荷的计算公式为Wk=βzμsμzW0，其中μz为风压高度的变化系数。其中A类地面：μz=0.794Z0.24；B类地面：μz=0.479Z0.52；C类地面：μz=0.284Z0.40。在《建筑结构荷载规范》当中，对200m以上的超高层建筑也进行了相应的规范，其中就包括在对超高层建筑确定非圆形截面横风向风振等效风荷载情况时，要求必须进行风洞试验。它的主要目的在于通过试验对建筑外形的空气动力进行进一步优化，同时确定围护结构以及主体结构的风载荷的标准值，对设计整体进行优化。3.2重力载荷对于超高层建筑，在设计时要考虑到重力载荷的传力情况，实现合理的传力途径，因此在设计时对于重力载荷的途径要尽可能地直接明了，同时要充分考虑到因建筑外圈框架和核心筒之间轴压比之间的差异而造成的变形差对水平构件产生的影响。一般采用一些施工的处理方法连接框架与核心筒。
2.3混合结构的设计
在超高层的建筑当中，很多时候都会采用混合结构设计，混合结构分为3种，而在实际中常用的是圆钢管或者是矩形钢管的混凝土框架与钢筋混凝土核心筒的混合结构，以及型钢混凝土框架与钢筋混凝土核心筒（内外框梁为钢梁或型钢混凝土梁）的混合结构两种。每种结构类型在设计上对钢材用量的需要也不尽相同。在设计中，要考虑到对型钢、圆钢管混凝土中柱钢骨的含钢量，严格按照技术规程的要求进行控制，同时，在钢筋混凝土的核心筒要设置型钢柱，这样就可以确保型钢混凝土、筒体延性相同，从而促使它们两者之间的竖向变形减小。对于结构抗侧刚度无法满足变形需要的混合结构，我们采取相应措施进行弥补。比如，设置水平仲臂析架的加强层，或利用避难层或设备层在外框或外框筒周边设置环状析架。
3超高层建筑结构设计的关键点
3.1构造设计要合理
在对超高层建筑物进行设计时，必须保证构造的设计谨慎并合理，重点要注意对一些薄弱的部位进行加强，避免出现薄弱层，充分考虑到温度应力对建筑物的影响以及建筑物的抗震能力，注意构件的延性以及钢筋的锚固长度，在对平面和立面进行布置时要确保平整均匀。
3.2计算简图要合适
计算简图是对建筑物结构进行计算的基础，它直接关系到超高层建筑的结构安全。为了保证结构的安全性，我们必须从计算简图抓起，慎重研究，合理选择，对于存在于计算简图中的误差，要保证其值控制在技术规程允许的范围内。
3.3结构方案选择要合理
建筑方案的合理性取决于结构方案是否合理，因此，在选择结构方案时不但要充分考虑到经济因素，还要充分考虑方案的结构形式和结构体系，同时能够充分结合设计要求、材料、施工以及自然因素等来确定结构方案，确保结构方案的合理性。
3.4基础方案选择要合理
在进行基础方案的设计中，设计师要考虑到载荷的分布情况，工程所在的自然因素、地质条件，施工方的施工条件，周围建筑物对所设计建筑物造成的影响等各方面因素，以此来确保基础方案的选择既经济又合理，达到最优效果。
超高层建筑结构设计篇7
1超高层建筑的特点
（1）超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证发生火灾时人员能够安全地疏散。由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼顾，设备层与避难层并做一层。而对于更高的有较多使用功能要求的超高层建筑，除每15层设一个避难层兼设备层以外，还需要设有专门的机电设备层。为提高结构的整体刚度，可以将设备层或是避难层设置为结构加强层。
（2）超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形，其长宽比多小于2。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。
（3）超高层建筑在基岩埋深较浅时，可选择天然地基作为基础持力层，采用筏基或者箱基，若基础持力层较深时，可采用桩基。较少采用复合地基。
（4）房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷载作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制应满足相关规范要求。
（5）超高层建筑结构设计一般都需要进行抗震设防专项审查，必要时还须在振动台上进行专门的模型震动试验，才能确保工程得到合理地设计和建造。
2超高层建筑结构方案确定的主导因素
2.1建筑方案应受到结构方案的制约
超高层建筑方案的设计与实施应有结构专业在方案阶段的密切配合，保证结构方案实施的可行性。另外，在与建筑方案设计的协调配合过程中，结构方案设计应力求做到有所创新，能获得良好的经济效益和社会效益。
2.2结构类型的选择应综合考虑
（1）应考虑拟建场地的岩土工程地质条件
一个拟建在基岩埋藏极浅场地上的超高层建筑，具有采用天然地基的条件。一般这样的场地其场地类别为Ⅰ类或Ⅱ类，在该地区抗震设防烈度较低的情形下，其所采用的结构体系可优先采用钢筋混凝土结构。而对于在第四纪土层上的抗震设防烈度为7度或8度区的超高层建筑，为降低地震作用，结构选型应考虑采用结构自重较轻的混合结构或钢结构。
（2）应考虑抗震性能目标
一般抗震设计的性能目标要求竖向构件承载能力较高，达到中震不屈服；剪力墙底部加强区达到抗剪中震弹性。显然，在抗震设防烈度7度区，尤其是8度区，钢筋混凝土结构就很难满足这一条件。所以，为减小结构构件在地震作用下产生的内力，应优先考虑选用混合结构或钢结构，这样可以基本由型钢承担地震作用下产生的构件剪力和拉力。若是采用全钢筋混凝土结构，竖向构件则会因截面计算配筋量太大，导致钢筋无法放置；单纯增大构件截面则会使结构自重加大，同时地震作用产生的结构内力也会相应增加，截面配筋率仍得不到很好控制。
（3）应考虑经济上的合理性
通常从工程造价上比较，钢筋混凝土结构最低，其次是混合结构，最高则是全钢结构。所以，超高层结构方案的选用应着重考虑工程造价的合理控制。另外，超高层建筑中的竖向承重构件由于截面积大而会使建筑有效的使用面积减小。采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱作为主要承重构件可较大提高主体结构的承载能力，而且使整个结构有较好的延性，柱截面比单纯采用钢筋混凝土柱减小近50%，增大了建筑有效使用面积。即使采用钢筋混凝土结构方案，为减小柱截面，也可在一定标高框架柱内设置型钢，可获得较好的经济效益。
外框架采用型钢混凝土柱或圆钢管混凝土柱，混凝土核心筒构件内设型钢；类似于这种混合结构，正普遍运用于超高层建筑结构设计。此种结构相对全钢筋混凝土结构自重要小，尤其具有较大的结构刚度和延性，在高烈度地震作用下易于满足设计要求，同时具有良好的消防防火性能，其综合经济指标较好。
（4）应考虑施工的合理性
众所周知，房屋高度愈高，施工难度愈大，施工周期也愈长。一般钢筋混凝土结构高层建筑出地面以上的楼层施工进度约每月4层；混合结构（型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒，内外框梁为钢梁）约每月5层～6层；全钢结构约每月7层。因此，在结构设计当中，应根据不同的房屋高度和业主对工程施工进度的要求，综合考虑选择合理的结构类型。
另外，由于超高层建筑施工周期长，从文明施工和尽量减少对城市环境不良影响的角度考虑，应尽量减少现场混凝土的浇捣量，使部分结构构件能放在工厂加工制作，运到现场即可安装就位。同时在楼盖结构设计中考虑尽量减少模板作业，采用带钢承板的组合楼盖，这对于保证工程施工质量和加快施工进度是极其有效的措施。
3.超高建筑结构类型中的混合结构设计
3.1型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制
一般设计中，混合结构构件的钢骨含钢率中都是由构造控制，目前国内相关的设计规范和技术规程的规定各不相同，但有一个共同点是框柱中钢骨的含钢率不宜小于4%，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。在混合结构设计过程当中，设计者可根据计算结果来设计柱纵筋和箍筋，并设置大于4%的含钢率的型钢截面即可。
3.2钢筋混凝土核心筒的型钢柱的设置
在地震作用或风荷载作用下，钢筋混凝土核心筒一般要承受85%以上的水平剪力；同时筒体外墙还要承受近楼层面积一半的竖向荷载。所以，在筒体外墙内设置型钢柱既可保证筒体与型钢混凝土外框柱有相同的延性，还可以减小两者之间竖向变形差异。同时，筒体墙内设置型钢柱，可使剪力墙开裂后承载力下降幅度不大。尤其在抗震设防的高烈度区，剪力墙底部加强区的抗震性能目标要按中震弹性或中震不屈服设计，其地震作用下剪力、弯矩很大，更需在墙体内设置型钢柱。否则，内筒边缘构件配筋面积太大，增加了设计和施工的难度。通过设置型钢柱，可取代边缘构件内的纵筋。
3.3关于结构的抗侧刚度问题
超高层建筑混合结构的钢筋混凝土核心筒体是整个结构的主要抗侧构件，所以筒体的墙厚尤其是外侧墙厚，主要是由抗侧刚度要求决定。因此，外框柱截面的设计除满足承载力和轴压比要求外，其刚度在整体结构刚度设计中应予以充分考虑。
在超高层建筑结构设计中，由于框架-核心筒或筒中筒结构（钢筋混凝土或混合结构）的结构抗侧刚度有时不能满足变形要求，需要利用避难层或设备层在外框或外框筒周边设置环状桁架或同时设置水平伸臂桁架。采用这种桁架式的加强层可使外框架或外框筒与核心筒紧密连接成一体，增大结构的抗侧刚度和扭转刚度，满足结构的变形（层间位移）要求。对于外框柱与筒体的剪力墙间设置的水平伸臂桁架，应使设置水平伸臂桁架处筒体的墙定位与外框柱相对应，水平伸臂桁架平面应与内筒体墙刚心和重心重合，方能形成较好的结构整体抗侧刚度。
4结语
结构设计是基于建筑的表现，以实现建筑优美的外观和良好的内部空间。因此在设计过程当中需要建筑表现和结构方案的完美统一，这就必须依靠建筑师与结构工程师在整个设计过程中相互密切配合，综合考虑结构总体系与结构分体系之间的传力路线关系，并充分考虑结构材料选用、施工的可行性和经济性，避免施工图设计中产生不合理的结构受力体系。
超高层建筑结构设计篇8
传统的建筑防震技术主要是以加强建筑物的刚性和韧性之间的配合度来实现的,而近年来,我国开始引进国外的先进技术,采用了隔震的防震新技术,并结合我国的实际建筑施工水平进行了改良。目前以我国的建筑隔震结构设计技术水平来讲,主要的隔震技术方式是基础隔震,除此之外,还有中间隔震和悬挂隔震等技术方式。在实际的超高层建筑工程结构设计中,对于隔震的技术方式选用还需要结合具体建筑工程的要求来确定。
1. 隔震技术的应用
自我国引进隔震建筑物结构设计技术以来, 就在高层建筑工程中得到了广泛应用,并且随着技术人员的不断改进与创新,目前隔震技术除了能够在建筑工程建造设计中发挥重大作用,还能够对已经建设完工的高层建筑进行隔震结构改造,以提高现有高层建筑的抗震性能。一般来讲,隔震结构层可以设计在高层建筑的不同位置, 如防火层或设备层的结构部位,或者基础层和中间层也可以,甚至在高层建筑的顶层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结构中的某个层面采用了隔震层的加固技术, 这种隔震层装置是各种侧向劲度较小的隔震组件相互作用而形成的。其目的是为了加长整个隔震建筑物的周期,以消减外力作用在建筑物上的影响。其作用原理是因为在加长了建筑物的周期以后,会增大建筑物的位移,再加上各种消能组件的作用,就可以大幅度增高结构的阻尼比,而实现减少建筑位移量的目的。
3. 基础隔震技术
基础隔震技术是目前我国高层建筑抗震技术中应用最广泛, 也是效果最好的抗震加固技术,并且基础隔震的技术成本较低,但在隔震功能上却发挥巨大的效应,因地震而引起的地面运动频率对于基础隔震效果的影响非常小,共振现象的发生频率非常小,可以忽略不计。
3.1 基础隔震的概念
通常所指的基础隔震是指在建筑物的结构设计中, 为建筑基础与上部结构之间加设一层高度不大但有足够可靠的隔震设置,用以吸收由地面运动所带来的作用力,从而减少建筑上部结构中受到的地震影响,保证建筑物的稳定和安全,保护建筑物内部的人群和设备不受伤害,也有效制止了因整体结构破坏而引起的次生灾害。
3.2 基础隔震设计中需要注意的问题
由于基础隔震层要充分吸收建筑周边的所有地面运动作用力, 因此,在设计中,最好要将隔震层的面积范围稍大于建筑基础的范围,因此,在建筑施工中,要保证施工场地足够宽绰。在设置隔震层周边的挡土墙时,由于在其上部会产生墙外狭道等现象,因此在设计中要充分考虑到这一部分结构在地震作用中是否会发生位移而引起其他不良问题的出现。
3.3 基础隔震结构体系动力分析
在高烈度区地震波影响下, 高层隔震结构体系的上部结构弯曲变形已开始占了较大部分,在高烈度地区应用橡胶隔震结构,结构中的隔震支座可能会出现一定的拉应力或者非线性变形,但是结构整体是安全的。对于高层隔震结构体系,上部结构的倾覆弯矩较大,水平地震作用会引起隔震层的转动,结构的垂直荷载也较大,隔震层可能产生明显的竖向变形。对于这种情况, 隔震结构的地震反应不仅要按多质点平动体系进行分析,并且要考虑结构的摆动。因此应采用多质点平动加摆动计算模型,如图1 所示。
图1 基础隔震体系多质点平动加摆动动力分析模型
4. 中间层隔震技术
在实际的建筑工程中, 尤其是在城市中心的地区进行高层或超高层建筑施工时,往往会受到地面施工空间的限制,这时候也可以采用中间层隔震技术。这种隔震建筑物的结构可以分为三部分,即隔震层以下的建筑结构包括建筑基础、隔震层、隔震层以上的建筑结构。
5. 悬挂隔震技术
悬挂隔震技术是利用一定的装置将建筑物整体结构或大部分结构悬挂起来,以达到在地震时,地面运动作用不到建筑主体结构上的目的,从而实现有效抗震。但这种隔震技术结构中,悬杆所要承受的荷载较大,必须用高强钢来实现,但高强钢的柔性较差,容易在较大的垂直作用力下断裂。
6. 超高层建筑结构的隔震设计
针对超高层建筑结构的隔震设计,需要严格按照有关高层建筑规范条例的相关内容,结合建筑物所在环境的实际情况,遵循隔震设计的一般要求,采取合理的设计步骤,确保超高层隔震建筑物的结构设计达到最优化的效果。
6.1 隔震设计要求
(1)设计方案:建筑结构的隔震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与建筑抗震的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后,确定其设计方案。(2)设防目标:采用隔震设计的房屋建筑,其抗震设防目标应高于抗震建筑。在水平地震方面,隔震结构具有比抗震结构至少高0.5 个设防烈度的抗震安全储备。竖向抗震措施不应降低。(3)隔震部件:设计文件上应注明对隔震部件的性能要求;隔震部件的设计参数和耐久性应由试验确定;并在安装前对工程中所有各种类型和规格的部件原型进行抽样检测,每种类型和每一规格的数量不应少于3 个,抽样检测的合格率应为100%;设置隔震部件的部位,除按计算确定外,应采取便于检查和替换的措施。
6.2 隔震设计步骤
(1)结构隔震控制目标的确定。依据设防烈度或地震危险性场地条件以及工程的重要性,确定设防标准。(2)结构设计。确定上部结构方案与结构布置,初步确定上部结构构件尺寸及材料强度等级。由于设置了隔震层,上部结构所受地震作用降低很多。因此,对柱子轴压比的限制可适当降低,柱子的截面也可适当减少。这部分设计内容与非隔震建筑相同。(3)隔震装置的选用。根据隔震装置的承载力、刚度、变形等性能要求和规定,确定隔震支座的类型、个数和隔震支座的尺寸、布置并进行隔震支座设计。(4)结构隔震体系动力参数的确定。选择隔震结构动力计算分析模型,确定结构的刚度、自振周期、阻尼比等动力参数。(5)结构隔震控制验算。计算结构地震作用和结构的加速度、速度、位移、隔震的水平位移、支座轴力等地震反应,确认是否满足设防标准。
7.超高层隔震建筑物设计技术
超高层隔震建筑物设计技术主要有下列关键因素：
7.1长周期建筑物之隔震效果
隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期，但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒，隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上，由反应谱显示，两者加速度反应相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反应，则有其贡献。
7.2 倾覆作用造成隔震组件受拉力
隔震组件设计时必须考虑拉力作用，因此拉力试验成为规范修订之首要任务。
7.3风力作用
隔震层设计时必须考虑地震力作用，但是小地震或风力作用，隔震组件是否发挥功能？仍有待深入探讨。
8. 结束语
隔震建筑结构设计是目前抗震效果较为理想的技术方法,但其设计技术仍有很大的发展空间,还需要技术人员不断提高技术水平,完善技术方法，使我国的高层建筑抗震性能得到更进一步的加强。
超高层建筑结构设计篇9
1972年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义。
第一类高层建筑：9-16层（高度到50米）；
第二类高层建筑：17-25层（高度到75米）；
第三类高层建筑：26-40层（最高到100米）；
超高层建筑：40层以上（高度100米以上）。
在我国，民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定：
1 住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；
2 除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑（不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑）；
3 建筑高度大于等于1OOm的民用建筑为超高层建筑。
二、超高层建筑的结构设计特点
超高层的结构体系选择与低层、多层的建筑相比，超高层建筑的结构设计显得十分重要。不同的建筑结构体系选择可以对建筑的楼层数目、平面布置、施工技术要求、各种管道的布置及投资多少等产生最为直接的影响。
（一）超高层的建筑结构设计的特点
1.水平力的主要因素
楼房的自重与楼面的载荷在竖向放人构件中所产生的弯矩与轴力大小仅仅是与楼房的高度一次方形成正比，但是水平载荷对与建筑所产生的倾覆力矩以及轴力的大小则是与楼房的高度二次方形成正比。因此在超高层的建筑设计中，水平力是设计主要因素，风荷载大部分情况成了水平力主导作用。
2.轴向变形的因素
由于楼房的自重而产生的轴向压应力会导致楼房的中柱产生出较大轴向变形，会直接导致连续梁的中间支座处负弯矩值直接减小，从而导致跨中正弯矩值与端支座的负弯矩值增大。
3.侧移做为控制指标
超高层的建筑结构侧移随着高度增加会迅速的增大（侧移量和楼层之间高度四次方是正比关系），所以控制结构侧移是超高层建筑结构设计的关键指标。
4.抗震设计的要求更高
超高层的建筑属于重点设防，抗震措施须按相应的规范要求加强。
（二）造型设计
建筑造型现代、简洁。主楼在进深方向上分解为三部分，通过实、虚、实的组合使楼体形体感增强，同时建筑元素以竖向线条为母题，使楼体感觉更为挺拔。裙房延续主楼的竖向线条，与主楼在建筑语汇上统一。
三、总体结构设计
（一）结构选型
在实际工程中多采用钢筋混凝土框架一核心筒结构，虽然其结构承载能力和抗变形能力比筒中筒结构差，但避免了结构竖向抗侧力构件的转换。由于很多情况结构侧向位移难满足限值要求，可利用建筑避难层，设置钢筋混凝土桁架的结构加强层。结构加强层是一把双刃剑，虽然可提高结构抗侧移刚度，也使得结构竖向刚度突变，所以结构加强层及相邻层按《高规》要求进行了加强处理。
（二）超限措施
在工程结构平面形状宜规则、刚度和承载力分布宜均匀，竖向体型也宜规则和均匀、结构抗侧力构件宜上下连续贯通。
由于结构高度超限、而且首层层高较高，超限应对措施把首层及下部若干层的结构抗侧力构件作为加强的重点：下部多层框架柱采用钢管混凝土组合柱，底部几层根据要求核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，首层抗震等级提高一级。钢管混凝土柱有着卓越的承载能力和变形能力，但其防腐和防火材料不仅造价较高还有时效性，需考虑今后的维修保养，钢管混凝土叠合柱及钢管混凝土组合柱可弥补这方面的缺陷。核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，以解决由于首层层高较大，使得剪力墙端部应力集中的问题，并提高剪力墙的承载能力和抗变形能力。
四、钢管混凝土组合柱的梁柱节点
在工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土，而框架梁则采用普通钢筋混凝土，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点成为工程中难点之一。目前常用的连接节点有：钢牛腿法、双梁法、环梁法、钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法等。现介绍在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点，为连接节点的设计提供多一种选择。
（一）钢管开小孔的连接节点构造。钢管上开穿钢筋小孔的连接节点做法要点如下：
1.钢管开小孔：小孔直径D=钢筋直径+10mm，小孔水平间距：3×D，小孔垂直间距=2×D；
2.钢管水平加强环：梁顶面和梁底面各设置一道，环板宽度：钢管混凝土柱时，取0.10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时，取65～100mm；环板厚度=0.5t且≥16mm（t为钢管壁厚）；
3.钢管竖向短加劲肋：紧贴水平加强环，肋宽=环板宽一15mm，肋厚=环厚，长度为200mm，布置在梁开孔部位的两侧和中间；
4.梁钢筋尽量采用直径较大的HRB400级钢筋，以减少钢管开孔数量。在钢管混凝土叠合柱时，部分梁钢筋可以在钢筋混凝土柱区域穿过。
（二）钢管开小孔连接节点的优点
1.钢管开小孔后对钢管截面削弱不大，梁钢筋穿过小孔后剩余的缝隙很小，钢管对管芯混凝土的约束力基本没减少，不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力。
2.梁钢筋直接穿过钢管后，梁可以可靠的传递内力，梁长范围内的刚度保持不变，结构受力分析与实际相同。
3.在设置水平加强环和竖向短加劲肋补强后，钢管在节点区是连续的，节点的刚性不受影响，满足“强节点弱构件”的要求。
4.现场施工较方便，即使圆弧形梁钢筋也可顺利穿过；
5.节点补强所用材料比钢牛腿法和钢管开大洞法减少很多，造价较低。
五、剪力墙平面外对梁端嵌固作用分析
框架一核心筒结构，部分框架粱要支撑在剪力墙平面外方向。影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用的主要因素：墙平面外对粱端嵌固作用的有效长度、墙线刚度与梁线刚度之比和墙在该层的轴压力等等。目前常用的计算分析软件虽然具有墙元平面外刚度分析功能，但未考虑墙平面外对梁端嵌固作用的有效长度，当遇到墙肢很长或筒体墙肢空间刚度很大情况时，计算分析软件会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用，使得梁端负弯矩计算值要大于实际值。
六、核心筒外墙的连梁设计
核心筒外墙的连粱纵筋计算超筋是非常普遍的情况。《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，连梁属于深弯粱和深粱的范畴，其正截面承载力计算时，已不符合平截面假定，不能按杆系考虑。《高规》对连梁设计的具体要求是“强墙弱梁”和“强剪弱弯”，但实际施工中还要取决于设计者的理解和经验。工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线’和“强墙弱梁”的要求。
七、结束语
超高层建筑物合理的结构设计至关重要。在达到高层建筑结构的安全性及经济性。重视概念设计，确定合理的结构方案，采取有针对性的技术措施，应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性，重视中震和大震下的结构安全性能。
参考文献：
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《高层民用建筑钢结构结构技术规程》JGJ99-98
超高层建筑结构设计篇10
随着经济的迅速发展，超高层建筑越来越多，并且向着普遍化、更超高化、功能综合化、管理智能化、环境生态化的方向发展，高层建筑的设计问题变得日益突出。设计人员不仅要掌握先进的设计方法及各种先进软件，还要掌握高层建筑的设计原理、设计特点、体系选择、抗震设计等方面的知识，如此才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。
1 超高层建筑结构体系类型及减震、抗震结构设计的基本原则
1.1超高层建筑的结构体系类型
超限高层建筑的类型主要有大底盘、大裙房、多塔楼建筑带有外挑、悬挑层的建筑。超限高层建筑经常采用的结构体系有钢筋混凝土框架―核心筒结构, 它的整体性、抗侧刚度好；混凝土钢框架结构, 具有自重轻、断面小、承载力大的优势； 随着技术的发展, 在高层住宅中也出现了新的结构体系, 如现浇框架―短肢剪力墙、现浇框支― 短肢剪力墙。
1.2 超高层建筑减震、抗震结构设计的基本原则
1.2.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。
（1）结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。
（2）对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
（3）承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.2.2 尽可能设置多道抗震防线
（1）一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架- 剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成。
（2）强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
（3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
1.2.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力
（1）构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
（2）要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
（3）要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
（4）在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2 超高层建筑结构的减震控制技术
目前, 我国和世界各国普遍采用的抗震体系和方法是传统的抗震体系和方法, 即对基础固结于地面的建筑结构物适当调整其结构的刚度, 允许结构构件( 如梁、柱、墙、节点等) 在地震时进入非弹性状态, 并具有较大的延性, 使结构物"裂而不倒"。这种抗震设计原则, 在很多情况下是有效的, 但也还存一些问题和局限性。
因此在实施抗震设防时,必须寻找一种既安全(在突发的超烈度地震中不破坏、不倒塌) ,又适用(适用于不同烈度、不同建筑结构类型,既保护建筑结构, 又保护建筑物内部的仪器设备) ,又经济(不增加建筑造价)的新的抗震新体系, 这就是建筑结构减震控制新体系。这样, 隔震体系、消能减震体系、结构被动及主动控制体系就应运而生了。而由于隔震、消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性, 即明显有效减震( 能使结构地震反应衰减至40%~10% 或更低)、安全、简单、经济及适应性广等,它将作为一种崭新的抗震体系和理论, 必将引起专家们的关注。
隔震和减震体系类型主要有:隔震、摩擦耗能体系、被动控制体系、主动控制体系和混合控制体系。
3 超高层建筑结构的抗震设计
3.1建筑体型和结构体系
超高层建筑平面和立面的选定, 和结构的可行性、经济性密切相关。由于高层建筑是以水平荷载为主要控制荷载, 所以在抗震设计中为达到“ 小震不坏, 大震不倒” 的设计原则, 应力求平面布置简单、规则和对称, 避免有应力集中的凹角、收缩和楼、电梯间的偏置, 尽量减少扭转的影响。在风力作用下则要求建筑物外形选择合理, 提高结构的刚度。圆形、椭圆形、正多边形, 都可以大大减少风荷载影响。采用刚度较大的建筑, 可以减少风振影响和避免建筑物较大的位移。同时为了使结构具有良好的受力特性, 并满足建筑上的使用要求, 还必须选择一个合适的结构体系。
3.2适宜的刚度
在超高层建筑结构设计中, 恰如其分地确定建筑物的刚度是十分重要的。建筑物的刚度既不宜过大,结构刚度越大, 自振周期就越短, 建筑物的截面及自重也越大, 地震时受到的地震力也越大。
但也不宜将建筑物结构设计的过柔。过柔的建筑, 在风力或地震力的作用下, 会产生过大的位移及变形, 因此影响建筑物的强度、稳定性和使用性。此外, 通过调整刚度可避免地震时建筑物的震动与场地土的震动特性相同而引起共振, 造成建筑物严重破坏或倒塌。
3.3结构计算
3.3.1确定总的结构计算层及划分计算标准层
在项目中由于地下室为车库（含6级人防）,主楼的中心为筒体之外均为大统间, 所以把地下室作为一层计算。
3.3.2周期折减系数
在框架剪力墙结构中, 结构的自振周期一般采用计算的方法确定, 由于在计算中只考虑了主要承重结构（梁、柱和剪力墙）的刚度, 而刚度很大的砌体填充墙的刚度在计算中未反映, 仅考虑其荷载作用。因此计算所得的周期较实际周期长。如果按此计算地震力偏小, 偏于不安全。所以必须对计算周期进行调整折减。
3.3.3连梁刚度折减系数
剪力墙中的连梁跨度小, 截面高度大, 因此连梁的刚度也大。在地震力作用下其弯矩、剪力很大, 难以按弹性分析结果去设计。现考虑到地震时允许连梁局部开裂, 可采用连梁刚度折减系数βy 。最低可取到0.55。
3.3.4连梁高度的取法
连梁的高度一般情况下为洞口顶至上层楼面,或下层洞口至上层洞口底。但有时当上下两层层高不同并且洞口离地、楼面距离不统一时, 往往会出现连梁高度大于层高高度的现先。
3.3.5梁扭矩的折减系数
由于在结构受力计算中, 没能考虑楼板的作用。梁的计算扭矩远大于实际所承担的扭矩, 特别是对于现浇楼板结构，因此应对梁扭矩折减，折减取值范围0.4-1.0。
3.3.6计算时构件刚度及配筋超限的调整
为了使结构受力合理可行, 需要进行结构调整。使其具有合适的刚度和内力。当刚度过大时, 可采用减小构件截面尺寸的方法或开洞的方法加以解决。结构计算的孔洞开设位置, 可结合剪力墙的受力特性来进行。一般单肢剪力墙长度不宜大于8m。
3.4墙肢端部配筋的调整
在地震力作用下, 墙肢端部钢筋是主要受力钢筋, 由偏压、偏拉计算决定。当计算值较小, 按构造配置。当若干个墙肢交汇于一点时, 局部配筋则会太多,而使设计困难, 为此必须进行相应的调整。
4 结束语
随着经济的发展及社会需求的多样性，建筑的高度越来越高，体型变得更加复杂，并且建筑设计追求多功能、多变的使用空间及丰富的立面设计效果。因此，就常采用复杂高层建筑结构体系，从而使超高层建筑抗震工作成为结构设计的重点。
参考文献：
超高层建筑结构设计篇11
Keywords: overrun highrise shock resistance structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某超限高层建筑，总建筑面积为4.897万㎡。本工程地下3层，地上39层，地上通过抗震缝分为两栋楼，房屋高度120.10米，采用部分框支剪力墙结构体系，其中部分剪力墙在2层转换。地基基础设计等级甲级。混凝土结构的环境类别为一类，相应地，混凝土结构的裂缝控制等级为Ⅲ级。
2 建筑结构选型与布置
（1）建筑规则为平面扭转不规则；平面凹凸不规则；布置不均匀；结构层第2层为转换层，竖向构件布置不连续； 其他不规则（局部穿层柱）。
（2）超限类型：本工程高度超限；扭转不规则、凹凸不规则、构件间断（带转换结构）；
其他不规则（局部穿层柱）。
（3）抗震等级：本工程地上剪力墙抗震等级为一级，地下则同首层一样；地上框支框架抗震等级为特一级，地下二、三层则是逐层降低一级。
3 结构参数
（1）楼层自由度为3（刚性楼板）。
（2）周期调整系数：0.9。
（3）主楼结构总重：5.72万吨（SATWE）。
（4）基底地震总剪力：32581 KN（X向）36421 KN（Y向）（SATWE）。
（5）扭转位移比：X向1.17 ；Y向1.28。
（6）转换层的上下刚度比：0.6027。
（7）最大轴压比：n=0.85。
（8）最大层位移角为1/1176，在17层（SATWE）。
4 结果计算与分析
通过结构计算软件(PKPM系列结构分析软件SATWE模块，中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制)分析，得到了以下的结果：
（1）在风荷载及地震作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。
（2）墙、柱的轴压比均符合《建筑抗震设计规范》和《高规》的要求，转换层以上柱子轴压比小于［0.85］，框支柱轴压比小于［0.6］。
（3）按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δμ/h =1/941满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.6.3条要求的1/800。
（4）塔楼满足（JGJ3-2002）关于复杂高层建筑结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比最大值为0.729，不大于0.85的规定。
（5）塔楼满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于复杂高层建筑各楼层的最大层间位移不应大于该楼层两端层间位移平均值的1.4倍的规定。
（6）除转换层外，塔楼各层均满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于各楼层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%，并不小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%的规定。
（7）塔楼满足（JGJ3-2002）第E.0.2条关于转换层上部结构与下部结构的等效侧向刚度不应大于 1.3 的规定。
（8）除转换层外，塔楼各层均满足（JGJ3-2002）第4.4.3条关于楼层层间受剪承载力不宜小于相邻上一层的80% 的规定。
（9）塔楼满足（JGJ3-2002）第3.3.5条关于按时程曲线计算所得的结构底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的规定。
5 大震弹塑性分析
采用PERFORM-3D软件对结构进行弹塑性时程分析得到以下结论：
（1） 对结构输入峰值加速度为220gal的ELCentro波和安评波，进行双向地震作用的计算，结构竖立不倒，反应历程中最大层间位移角小于1/120，满足规范要求；
（2）连梁和框架梁出现弯曲塑性铰，梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀，计算结果显示柱未出现屈服，框支墙柱、框支梁在大震下未出现塑性铰或钢筋不发生屈服；
（3）层间位移角曲线不存在突变的情形；
（4） 综合以上，认为该结构能够满足“大震不倒”的设防目标和本工程罕遇地震作用下的抗震性能目标。
6 结构超限的抗震加强措施
（一） 超限情况
（1）房屋高度120.10米，超过《高层建筑混凝土结构技术规程》4.2.2规定的钢筋混凝土部分框支剪力墙结构房屋最大适用高度A级最大高度100米、B级120米的限值；
（2）本工程首层（二层楼面）设置梁式转换结构，属于竖向抗侧力构件不连续的竖向不规则结构；
（3）标准层在水平地震考虑质量偶然偏心作用下，结构楼层的扭转位移比大于1.2，属于扭转不规则的平面不规则结构；
（4）标准层楼板存在凹凸不规则，属于凹凸不规则的平面不规则结构。
（5）局部穿层柱，属于其它不规则类别。
（二）针对本工程超限情况，采取了以下措施：
（1）采用SATWE软件进行了弹性时程分析，三条波基底剪力的平均值小于规范反应谱的相应值，说明规范反应谱的计算结果是偏于安全的。
（2）对结构在设防烈度地震作用下的分析结果表明，个别框支墙柱需按中震弹性及小震计算结果进行包络设计,可满足中震弹性的抗震性能目标；标准层个别剪力墙需按中震不屈服计算结果及小震计算结果进行包络设计，可满足中震不屈服的抗震性能目标；中部楼层部分连梁、框架梁出现屈服，通过实配钢筋并考虑放大，可满足少数连梁、框架梁屈服的抗震性能指标。可以满足“中震可修”的抗震设防目标和本工程的抗震性能目标要求。
（3）用PERFORM-3D进行了结构在大震作用下的弹塑性动力时程分析。弹塑性时程分析结果表明，连梁和框架梁出现弯曲塑性铰，梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀，计算结果显示柱未出现屈服，框支墙柱和框支梁在大震下未出现塑性铰或钢筋不发生屈服；反应历程中最大层间位移角小于1/120，满足规范要求。本工程可以满足规范“大震不倒”的抗震设防要求和本工程的抗震性能目标要求。
（4）针对结构薄弱部位采取比规范更严格的配筋构造。提高底部加强部位剪力墙约束边缘构件纵向钢筋最小配筋率及底部楼层剪力墙竖向、水平分布筋配筋率，提高局部穿层柱的配筋率，局部穿层柱在转换层以上一层的中震弹性纵筋计算结果大于小震计算结果，故按中震弹性及小震进行包络设计，以提高其承载力和抗震安全性，提高结构在罕遇地震作用下的抗震性能。
7 结束语
综上所述，在超限高层建筑设计中，除应遵守现有技术标准的要求外，还有结构抗震计算分析和结构抗震构造措施等特殊要求。通过以上分析，本超限高层建筑均满足规范的相应规定和本工程抗震设防目标的要求。
参考文献
超高层建筑结构设计篇12
（一）基于性能的抗震设计能否满足抗震性能目标
小震作用一般采用规范规定的振型分解反应谱法或者弹性动力时程法对结构进行计算分析，中震一般采用弹性计算并采用结构构件的屈服判断分析法进行判断控制，大震采用静力弹塑性的Pushover推覆分析及动力弹塑性分析分别进行计算，以判断结构是否达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”各阶段相应的抗震目标。
（二）考虑可能的风载作用控制并验算风作用下舒适度
虽然风荷载作用并不属于抗震超限审查的必须项目，但基于高层超限结构工程的经验来看，由于高度较大的超高层周期较大，往往由风而不是地震起控制作用，故根据建筑结构周期的特点建议对超限设计分析时，加入风载的分析内容。具体分析指标时要分析其它一些受相邻超高层建筑物风扰影响的超高层建筑的风洞试验的结果，如根据超限结构工程可能会发生横风作用大于顺风而起控制的情况，应结合工程超限结构及体型特点，预估即使由横向风作用控制，比对应方向顺风作用的增大值会不会超出，在超限计算中，应对两个方向的风压值分别乘以1.3的放大系数进行相应的位移和强度计算，以此来考虑可能起控制的横向风作用和最佳舒适度。
（三）根据高层超限结构构件和刚度需求分析温差效应
由于高层竖向构件筒体、柱截面和刚度较大，不可避免要对现浇混凝土楼盖梁板沿水平方向的温差变形产生较大的约束，从而各自产生相应的约束内力，称为水平温差效应。实际设计中主要考虑由楼屋盖中面在施工和使用时与混凝土终凝时温度的差值对结构所引起的附加内力。
（四）针对超限分析要考虑混凝土徐变收缩对结构的影响
徐变收缩是混凝土固有的特性，钢结构则不存在徐变收缩问题，混凝土随着作用在其上的压应力时间持续，将持续发生变形－徐变变形。一般来看。超限高层建筑由于竖向构件高度大，其徐变变形累计大，并通常伴随着收缩变形同时发生，这样两种变形的叠加，将使整个超高层建筑竖向构件后期非荷载直接引起的塑性变形达到一个量级，会接近甚至超过荷载直接引起的弹性变形而不容忽视，可能会对部分结构构件和非结构构件造成较大的不利影响，因此实践工程设计时要对混凝土徐变收缩的影响进行量化分析，评估其不利影响的程度，以判断是否需采取相应对策，以为建筑结构和非结构构件提供可靠的质量保证。
二、高层结构超限设计中主体问题的解决措施
采用基于性能的抗震设计方法，对结构是否达到小、中、大三个阶段的抗震性能目标进行量化分析判断，在考虑竖向荷载、风和小震的作用时，采用规范方法进行计算和设计，构件基本不超筋，则可基本保证结构构件处于弹性阶段，实现小震作用时结构“处于弹性，结构完好、无损伤”的第一阶段抗震性能水准。
对中震作用，采用弹性计算，选用中震的地震反应谱曲线，计算中荷载及材料的分项系数、抗震承载力调整系数均取1.0，不考虑地震作用的内力放大调整，并取材料的强度为标准值，当这时构件的地震作用组合效应不大于按强度标准值计算的抗震承载力，则可判断构件为中震不屈服。
竖向构件及与外框柱及内筒剪力墙面内相交的主要框架梁均不出现屈服，梁均不出现受剪屈服，在小震及屈服判别地震作用1时，所有梁不出现受弯屈服；在判别地震作用2及中震时，核心筒连梁仅出现程度较轻的屈服（主要表现为面筋配筋率略>2.5%），可判断为轻微的损伤；另，右侧的边框架梁在中震下也出现轻微屈服，经将梁宽度适当加大后，即可满足该梁中震不屈服。实际设计时，将按小震和中震两者的较大值对构件进行配筋，这样则能实现中震作用下结构“重要构件不屈服，其它构件部分允许受弯屈服，可修复使用”的第二阶段抗震性能水准。
对大震作用，则可以采用相应软件对结构进行静力弹塑性分析（Pushover）及用接口程序BEPTA进行模型的前处理和准备工作后通过分析软件对结构进行动力弹塑性分析。按弹塑性程序计算所反映的塑性发展程度来对构件以至整个结构进行相应的性能评价。
针对高层超限建筑结构特点，对工程进行超限设计时，除超限审查本身所要求的抗震方面的内容外，还应对风载作用、温差效应、混凝土徐变收缩的影响、解决钢管柱与混凝土内筒间竖向压缩变形差对框架梁产生过大附加内力的对应措施等进行分析，虽然这些因素并非抗震超限审查的必须内容，但确都属于高层超限结构能否真正实施所必须分析和解决的问题。
三、总结
当进行采用软件在施工模拟进行分析中，应综合考虑在施工阶段由主体结构去承受后加的恒载、活载、风载及地震等作用，计算中同时考虑混凝土与钢管混凝土徐变收缩的等影响的诸多因素，才能确保满足高层超限结构设计的要求。
参考文献：
超高层建筑结构设计篇13
太古汇为太古汇广州发展有限公司在广州市天河路与天河东路交汇处的西北角建造的大型综合式项目。本项目的净用地面积为43980平方米，总建筑面积约为457584 平方米。项目包括三座塔楼：一号塔楼为一座主体39层高的办公楼，二号塔楼为一座主体29层高的办公楼，酒店A为一座主体28层高的酒店；一座约58米高的文化中心(包括剧院、图书馆、展览厅等)，及用作商场、电影院、宴会厅、停车场的裙楼及四层地库。地库深度为21米，开挖深度约为23米。
办公楼1为太古汇项目最高的一栋塔楼，其中主体结构高度182.6米，并在顶部设29.4米钢结构屋顶，建筑总高度212米。主体结构采用混凝土框架－核心筒结构体系。办公楼1平面大致成正方形；东南及西北角做切角设计，切角尺寸每层变化，营造出弧形建筑立面；同时为配合弧形外立面，办公楼1东南及西北角4根柱子设计为斜柱，最大斜率约6°。办公楼1标准层层高4.2米；一层大堂部分贯通二层，层高达14米；四层层高8.4米，中段设两个设备层/避难层，层高达8.1m。
1）办公楼1标准层结构平面图
2）办公楼1剖面图
2. 设计标准确定
1）结构设计标准确定
办公楼结构安全等级为二级；结构设计使用年限为50年；根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004），办公楼1为标准设防类（丙类）建筑。
2）高层建筑类别确定
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)4.2.1条要求，钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和宽高比应分为A级和B级。B级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较A级适当放宽，其结构抗震等级、有关的计算和构造措施应相应加严，并应符合相关条文规定。
办公楼1为框架－核心筒结构，7度设防。根据“高规”表4.2.1-1，A级高度，7度抗震框架－核心筒结构的最大适用高度为130米；根据“高规”表4.2.1-2，相同条件B级高度的最大高度为180米；办公楼1主体结构高度182.6米，属于超B级高度超限高层。同时，由于办公楼1采用型钢混凝土柱设计，根据《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)补充规定》（DBJ/T15-46-2005）表10.1.2规定，型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体结构的最大适用高度为190米，本工程并未超限，所以，办公楼1仍按B级高度高层建筑进行设计。
3）抗震等级确定
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.8.3规定，B级高度，7度设防的框架－核心筒结构的框架及核心筒抗震等级均为一级。
3. 设计荷载
1）楼面设计荷载
楼面设计荷载基本上按照建筑结构荷载规范取值，然而有部份位置按太古汇广州发展有限公司要求增加活荷载。本项目的附加恒载及活载取值见下表。
2）风荷载
a)规范取值
根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2006）规定，广州市地区50年重现期基本风压为0.50KN/m2 ; 100年重现期基本风压为0.60KN/m2。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第3.2.2条要求，对于对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压按100年重现期风压值考虑。根据“高规”附录规定，办公楼1属于对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压需按100年重现期风压值考虑。同时，根据《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)补充规定》（DBJ/T15-46-2005）第2.2.2条，计算高层结构水平位移时，按照50年重现期的风压值计算。
结合上述规范，办公楼1计算位移时，按50年重现期的风压值计算；进行截面及配筋设计时，按100年重现期的风压值计算。
b)风洞实验
本项目聘请加拿大的RWDI风洞测试顾问进行风洞测试，以验证风荷载及塔楼结构是否符合舒适度之要求。有关风荷载方面，风洞试验得出结构风压小于规范要求，故此采用规范风压作结构分析及设计。有关行人舒适度方面，风洞模型于太古汇项目周边及范围之内共设有76个测试点用以分析行人舒适度。结果显示，于受风情况下，太古汇及周边的行人舒适度满意(超过80%时间，不论坐下或站立，都会感到舒适)；行人不会因烈风受到安全威胁(不会出现强于88km/hr风速的烈风)。
3）地震荷载
a)规范取值
计算地震影响时，办公楼1采用考虑扭转耦连的振型分解反应谱法，主要采用设计参数如下：
抗震设防烈度 7度
地震影响系数最大值 多遇地震 αmax=0.08*
罕遇地震 αmax=0.50
抗震设防类别 丙类
安全等级 二级
地震的分组 第一组
场地类别 II
设计基本地震加速度值 0.10g
特征周期 0.35s
