引論：我們?yōu)槟砹?3篇超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，高層建筑已經(jīng)無法滿足社會(huì)發(fā)展的需求，超高層建筑就逐漸出現(xiàn)在人們的視線中，并且大范圍的擴(kuò)展，在我國的各個(gè)城市的角落，都能看到超高層的建筑。超高層建筑之所以發(fā)展的如此的迅速，有兩個(gè)方面的原因，一是由于城市的發(fā)展的需要，需要超高層建筑作為城市的形象，另一個(gè)最主要的原因，還是由于土地資源的緊張，從而不斷的研究建筑物的高度緩解土地短缺的壓力。因此，本文重點(diǎn)介紹了有關(guān)超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)的問題。下面就對(duì)超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行具體的分析。
1 超高層建筑與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的區(qū)別分析
首先，在建筑物高度的設(shè)計(jì)上，一般超高層建筑的高度超過100m到幾百米之間，而高層建筑的高度一般在100m之內(nèi)。超高層建筑物的結(jié)構(gòu)類型比高層建筑物的結(jié)構(gòu)類型要多。超高層建筑物的平面形狀一般為方形，而高層建筑物的平面形狀的選擇比較多。超高層建筑物的基礎(chǔ)形式一般為等厚板筏基和箱基，而沒有高層建筑物所用的梁板筏基。超高層建筑物一般不采用復(fù)合地基，而高層建筑基本上采用的是復(fù)合地基。在對(duì)超高層建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候如果建筑物超過200m需要滿足在風(fēng)荷作用下的舒適度的相關(guān)要求，而對(duì)高層建筑物的設(shè)計(jì)一般不考慮上述的因素。
2 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要考慮的因素分析
在進(jìn)行超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于結(jié)構(gòu)類型的選擇需要充分的考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件及其對(duì)抗震目標(biāo)的設(shè)定等。對(duì)于地質(zhì)的條件，在擬建筑基地需要具備能夠采用天然地基的條件，并且具有抗震設(shè)防烈度較低的特點(diǎn)。因此，在建筑結(jié)構(gòu)上，可以優(yōu)先的考慮鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。如果在地震高發(fā)區(qū)應(yīng)該優(yōu)先考慮鋼結(jié)構(gòu)及其混合結(jié)構(gòu)。對(duì)于抗震方面的考慮主要是要確定抗震性能的目標(biāo)。要求超高層建筑物的豎向構(gòu)件承載力需要達(dá)到在中震的時(shí)候能夠不被破壞，在這樣情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)很難達(dá)到抗震的目標(biāo)，因此，需要鋼結(jié)構(gòu)或者混合結(jié)構(gòu)；另外對(duì)于結(jié)構(gòu)類型的選擇上，需要充分的考慮經(jīng)濟(jì)條件。在一般的工程建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)類型造價(jià)比較低，全鋼的結(jié)構(gòu)類型是最貴的，因此，應(yīng)根據(jù)超高層建筑物的經(jīng)濟(jì)上的條件進(jìn)行合理的選擇。現(xiàn)在超高層建筑結(jié)構(gòu)多采用鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土核心筒這種混合型的結(jié)構(gòu)。因其這種混合結(jié)構(gòu)與全鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)要便宜，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度要好，因此，被廣泛的應(yīng)用與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
3 超高層建筑結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
在超高層建筑物，一般有多層地下室，超高層建筑物基礎(chǔ)埋置的深度需要滿足穩(wěn)定性的要求。而對(duì)于一些地區(qū)的基巖埋藏較淺的特點(diǎn)，無法建構(gòu)多層的地下室，需要設(shè)置嵌巖錨桿進(jìn)而滿足穩(wěn)定性的要求。超高層建筑物的地基基礎(chǔ)的形式需要根據(jù)建筑場地工程地質(zhì)的條件，在滿足其穩(wěn)定性的要求的情況下，還需要滿足其沉降和變形設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)超高層建筑物的基底砌置在黏性土層或者海沉積的土層的時(shí)候，而這種土層的地基承載力不能夠滿足變形設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要應(yīng)用合理的用樁基方案。當(dāng)超高層建筑物在40層以上的時(shí)候，而基底砌置在厚度較大的卵石層的時(shí)候，這種基底的承載力特征值以及壓縮模量都比較高，因此，需要考慮天然地基的方案。如果基底砌置在中風(fēng)化以及微風(fēng)化基巖上的時(shí)候，都需要采用天然地基的方法。
3.1 天然地基基礎(chǔ)
在卵石層或者微風(fēng)化基巖上的地基都需要天然地基的方法。但是其基礎(chǔ)的形式是不同的，當(dāng)基底是卵石層的時(shí)候，一般采用等厚板筏形的基礎(chǔ)。等厚板筏基在板厚的要求上，應(yīng)該具有非常大的剛度，從而使基底的壓力能夠均勻的分布，從而減小外框以及內(nèi)筒的沉降變形，在設(shè)計(jì)時(shí)，等厚板筏基的板厚取外框以及內(nèi)筒之間的跨度應(yīng)該保持在四分之一左右。超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于基底砌置在微風(fēng)化的基巖上，這種基巖承載力的特征值是比較高。因此，外框柱應(yīng)該采用立基礎(chǔ)，內(nèi)筒應(yīng)該采用條形基礎(chǔ)或者等厚板筏形的基礎(chǔ)。并且，由于微風(fēng)化基巖的剛度非常的大，在荷載作用下沉降以及變形比較微小，因此，在地下室的底板厚應(yīng)該按照構(gòu)造的設(shè)置以及按照巖石裂隙水有關(guān)的水浮力進(jìn)行計(jì)算。在基巖上獨(dú)立柱的基礎(chǔ)，通常情況下，為了使施工不破壞基巖達(dá)到整體性的效果，一般采用人工挖孔樁的方式進(jìn)行開挖。
3.2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
對(duì)于超高層建筑物樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，主要考慮樁基底承受的壓力比較大，從而要求單樁豎向能夠承載很高的壓力。因此，我們?cè)趯?duì)超高層建筑物的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候一般采用大直徑鉆孔灌注樁以及采用大直徑人工挖孔擴(kuò)底灌注樁。對(duì)于選擇樁端持力層上，最主要的是應(yīng)該充分的考慮層厚較大以及密實(shí)的卵石層或者微風(fēng)化基巖，從而減少樁端的沉降和變形。在對(duì)超高層建筑物樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要的原則是，應(yīng)該集中布于柱下及墻下。如果在進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的是端承樁或者摩擦端承樁，因?yàn)閱螛敦Q向的承載力特征值比較高，因此，需要的樁數(shù)比較少，可以布于柱下以及墻下。如果對(duì)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)采用的是端承摩擦樁或者摩擦樁，因?yàn)閱螛敦Q向承載力的特征值比較低，因此需要整個(gè)基底都采用滿布樁才能夠滿足其穩(wěn)定性和不變形的要求。對(duì)于上述所探討了不同的布樁形式，樁承臺(tái)板的厚度上是不同的，滿布樁于柱下以及墻下承臺(tái)厚度需要沖切進(jìn)行確定。并且超高層建筑物的地下室底板的厚度可以小于外框和以及筒承臺(tái)的厚度。對(duì)于滿布樁承臺(tái)的厚度需要和天然地基基礎(chǔ)的等厚板筏基的要求一樣，承臺(tái)板應(yīng)該具有很大的剛度，從而以便基底承臺(tái)樁能夠承受相當(dāng)大的壓力。由此可見，一般承臺(tái)板的厚度并不是由沖切所決定的。有關(guān)滿布樁等厚板承臺(tái)內(nèi)力方面的計(jì)算，可以根據(jù)單樁豎向的承載力及其平均反力進(jìn)行計(jì)算，這樣計(jì)算出來的結(jié)果比較符合工程受力的實(shí)際情況。另外，對(duì)于鉆孔灌注成孔的方法，在以往，一般采用的反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行施工，但是現(xiàn)在對(duì)于樁長一般采用的是旋挖鉆機(jī)，其施工的速度比較快，尤其是樁端沉渣厚度很小，進(jìn)而能夠確保鉆孔樁的施工質(zhì)量。這種鉆機(jī)在實(shí)際的工程實(shí)施中，凡是有條件的都應(yīng)該優(yōu)先采用這種鉆機(jī)。
4 結(jié)束語
本文對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)方面的研究與探討，通過了解超高層建筑與高層建筑在實(shí)際的設(shè)計(jì)中的區(qū)別，從而能夠更加的清楚在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該針對(duì)于高程建筑設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)。通過分析在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的需要考慮的因素，進(jìn)一步了解了超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該把握哪些重點(diǎn)的問題。并且具體的分析了超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，全面了解其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。通過本文的分析，能夠?yàn)槿蘸蟮某邔咏ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一些理論性的參考價(jià)值，進(jìn)一步促進(jìn)超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠更加的科學(xué)和合理。
參考文獻(xiàn)
[1]陳天虹，林英舜，王鵬罛，超高層建筑中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題[J]，建筑技術(shù)，2006（05）
篇2
1)從房屋高度上，超高層建筑的房屋高度在100m以上直至有幾百米甚至上千米的設(shè)想，而一般高層建筑的房屋高度則是在100m以下。
2)超高層建筑由于消防的要求，須設(shè)置避難層，以保證遇到火災(zāi)時(shí)人員疏散的安全。由于機(jī)電設(shè)備使用的要求，還需要設(shè)置設(shè)備層。一般超高層建筑是兩者兼而使用，而對(duì)于更高的多功能使用的超高層建筑，它不只每15層設(shè)一個(gè)避難層兼設(shè)備層即可，還需要設(shè)有機(jī)電設(shè)備層。對(duì)于這些安放有設(shè)備的樓層設(shè)計(jì)除考慮實(shí)際的荷載之外，更需考慮設(shè)備的振動(dòng)對(duì)相鄰樓層使用的影響。同時(shí),這些樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為提高結(jié)構(gòu)的整體剛度，可用來設(shè)置結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層。這與一般高層建筑設(shè)計(jì)是不相同的。
3)超高層建筑的結(jié)構(gòu)類型選擇上相對(duì)要廣，除鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，還有全鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。而一般高層建筑結(jié)構(gòu)除了特殊條件需要者外，多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
4）超高層建筑的平面形狀多為方形或近似，對(duì)于矩形平面其長寬比也是在2以內(nèi)，尤其抗震設(shè)防的高烈度地區(qū)更應(yīng)采用規(guī)則對(duì)稱平面。否則，在地震作用時(shí)由于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大，易受到損壞。而一般高層建筑平面形狀選擇余地要大。
5）超高層建筑的基礎(chǔ)形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面為框架-核心筒或筒中筒，基本沒有一般高層建筑中所采用的梁板筏基。同時(shí)，由于基底壓力大要求地基承載力很高，除了基巖埋藏較淺可選擇天然地基外，一般均采用樁基。另外，超高層建筑基本不采用復(fù)合地基，而一般高層建筑則有采用。
6）房屋高度超過150m的超高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的使用條件，滿足風(fēng)荷作用下舒適度要求，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度的控制滿足相關(guān)規(guī)定要求，而高層建筑設(shè)計(jì)不需要考慮。
2 超高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
超高層建筑一般多設(shè)二層或更多層的地下室，其基礎(chǔ)的埋置深度均能滿足穩(wěn)定要求。而對(duì)于基巖埋藏較淺無法建造多層地下室不能滿足埋置深度要求的，則可設(shè)置嵌巖錨桿來滿足穩(wěn)定要求。其基礎(chǔ)形式應(yīng)據(jù)場地的巖土工程地質(zhì)條件，在滿足地基承載力的同時(shí)也滿足沉降變形設(shè)計(jì)的要求。一般當(dāng)基底砌置在第四紀(jì)沖、洪積的黏性土層或海相沉積的土層時(shí)，其地基承載力不能滿足且地基剛度也不能滿足變形要求，因此，需采用樁基方案。而房屋高度在150m左右且房屋樓層約40層左右的超高層建筑，當(dāng)基底砌置在第四紀(jì)厚度較大且密實(shí)的砂、卵石層時(shí)，一般承載力特征值和壓縮模量都很高，則可考慮采用天然地基方案。對(duì)于基底砌置在中風(fēng)化或微風(fēng)化的基巖上的情況，則無論房屋高度多大，均為天然地基方案。
1）天然地基基礎(chǔ)。上述兩種情況下的天然地基方案，其基礎(chǔ)形式是各不相同的。對(duì)于基底砌置在砂、卵石層的基礎(chǔ)，多是采用等厚板筏形基礎(chǔ)。但也有工程采用箱形基礎(chǔ)，主要利用作為消防水池，如155m高的北京國貿(mào)中心一期寫字樓工程。由于該工程有3層地下室只是最下1層是箱基，而其他1層、2層不是，故總稱為箱筏聯(lián)合基礎(chǔ)。等厚板筏基的板厚應(yīng)具有較大的剛度，以使基底壓力均勻分布以及減小外框（筒）和內(nèi)筒的沉降變形差異，通常設(shè)計(jì)的等厚板筏基的板厚取外框和內(nèi)筒之間跨度的1／4左右。而對(duì)于基底砌置在中風(fēng)化或微風(fēng)化的基巖上，由于基巖承載力特征值很高，則外框柱可采用獨(dú)立基礎(chǔ)，內(nèi)筒可采用條形基礎(chǔ)或等厚板筏形基礎(chǔ)。如某地區(qū)工程基底的中風(fēng)化泥巖和中風(fēng)化砂巖的承載力特征值分別為2650kPa和10380kPa，就可按上述的基礎(chǔ)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于中風(fēng)化或微風(fēng)化基巖剛度很大，荷載作用下沉降變形甚微，所以地下室底板厚可按構(gòu)造設(shè)置或按巖石裂隙水的水浮力計(jì)算考慮。在基巖上的獨(dú)立柱基礎(chǔ)，一般為使施工開挖不破壞基巖的整體性，多采用人工挖孔樁的開挖方式施工。
2)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。超高層建筑的樁基礎(chǔ)，由于基底壓力大，要求的單樁豎向承載力較高，因此，均采用大直徑鉆孔灌注樁或有條件的工程場地采用大直徑人工挖孔擴(kuò)底灌注樁。樁端持力層的選擇應(yīng)考慮層厚較大和密實(shí)的砂、卵石層或中風(fēng)化、微風(fēng)化基巖，以減少樁端沉降變形。關(guān)于樁的布置總原則應(yīng)集中布于柱下和墻下，但不同的樁型布樁的結(jié)果是各不相同的。如果設(shè)計(jì)采用的是端承樁或是摩擦端承樁，由于單樁豎向承載力特征值很高，所需樁數(shù)要少，則可布于柱下和墻下；如果設(shè)計(jì)采用的是端承摩擦樁或摩擦樁，由于單樁豎向承載力特征值相對(duì)要低，則往往整個(gè)基底承臺(tái)下需要滿布樁方能滿足設(shè)計(jì)承載力和變形控制的要求。上述兩種不同的布樁方式，其樁承臺(tái)板的厚度是各不相同的：布樁于柱下或墻下的承臺(tái)厚度一般由沖切確定，且地下室的底板厚度可小于外框和內(nèi)筒承臺(tái)厚度，按構(gòu)造或水浮力產(chǎn)生的底板內(nèi)力計(jì)算要求確定；而對(duì)于滿布樁的承臺(tái)厚度應(yīng)如同天然地基基礎(chǔ)中的等厚板筏基一樣，承臺(tái)板應(yīng)具有較大的剛度以使基底承臺(tái)樁均勻受力，因此承臺(tái)板的厚度一般不是由沖切確定。這種滿布樁的等厚板承臺(tái)的內(nèi)力計(jì)算，可根據(jù)樁的單樁豎向承載力的實(shí)際平均反力并按剛性方案的倒樓蓋計(jì)算，這樣是符合實(shí)際工程受力狀態(tài)的。
篇3
復(fù)雜高層建筑；超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)類型
隨著我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，復(fù)雜高層與超高層建筑工程的項(xiàng)目建設(shè)需求越來越大。然而，其建設(shè)設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜程度也在不斷加深，尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是保障建筑物使用安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。對(duì)于復(fù)雜高層建筑或者是超高層建筑，要根據(jù)它們所承受的不同強(qiáng)度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇
1.1結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇在設(shè)計(jì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的過程中，結(jié)構(gòu)方案選擇的合理性是決定其建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵。對(duì)于復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇，如果沒有根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行，就很容易導(dǎo)致建設(shè)后期中的調(diào)整。這就在一定程度上增加了復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，從而為建筑設(shè)計(jì)單位帶來較大的修改工作量和經(jīng)濟(jì)損失。因而，復(fù)雜高層與超高層建筑的設(shè)計(jì)單位在結(jié)構(gòu)方案的選擇過程中，應(yīng)充分結(jié)合相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)知識(shí)，并將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中。對(duì)于結(jié)構(gòu)類型的選擇，設(shè)計(jì)人員不僅要將工程建設(shè)地的巖土工程地質(zhì)條件考慮在內(nèi)，還要將抗震設(shè)防烈度的要求考慮在內(nèi)。這樣才能降低工程建設(shè)企業(yè)復(fù)雜高層與超高層建筑工程的造價(jià)。由此可以看出，在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型時(shí)，需要認(rèn)真考慮工程的造價(jià)和施工的合理性。
1.2結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇要點(diǎn)結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇應(yīng)注重復(fù)雜高層與超高層建筑的概念設(shè)計(jì)。由大量的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，在復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要盡可能地提升建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性，保證建筑工程結(jié)構(gòu)的傳力途徑直接而清晰，尤其是結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力的傳力途徑。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)成為研究人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1抗震設(shè)防烈度復(fù)雜高層與超高層建筑抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)是保證建筑物使用安全的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。對(duì)于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)其承受的不同強(qiáng)度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。然而，由于建筑物高度是不同的，這就意味著在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要依據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。一般情況下，復(fù)雜高層與超高層建筑高度均超過300m，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就不適合將其設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“八”的區(qū)域，而更適合設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“六”的區(qū)域。由此可以看出，在設(shè)計(jì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要綜合考慮抗震設(shè)防烈度的具體情況。這樣做，不僅可以有效減少建設(shè)誤差，還可以保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。此外，提高復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震技術(shù)水平，能夠在一定程度上增強(qiáng)建筑物的經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從細(xì)節(jié)出發(fā)，秉承“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。只有這樣，才能有效保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
2.2結(jié)構(gòu)舒適度確保復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度是樹立“以人為本”重要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法來說，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)是相對(duì)柔軟的。因而，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，不僅要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，更要滿足建筑物使用人群對(duì)舒適度的要求。這就意味著要對(duì)高層建筑的高鋼規(guī)程和混凝土規(guī)程作出明確的設(shè)計(jì)要求。這一過程是使高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到順風(fēng)向和橫風(fēng)向頂點(diǎn)的最大加速度的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。結(jié)構(gòu)舒適度分析是復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分。具體內(nèi)容包括以下兩方面：①對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計(jì)的阻尼比最好取0.05；②對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計(jì)的阻尼比要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況控制在0.01～0.02之間。此外，從復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)用途來看，公共建筑的水平振動(dòng)指標(biāo)限值與公寓類建筑的指標(biāo)限制存在較大的差異，因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑使用功能的不同進(jìn)行差異性設(shè)計(jì)，比如可以通過優(yōu)化TMD技術(shù)或TLD技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這樣一來，就可以在復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度不合格的情況下，進(jìn)一步提升建筑物的舒適度水平。
2.3施工過程可行性是對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問題，否則，即使設(shè)計(jì)得再合理、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用得再多，也無法滿足實(shí)際建設(shè)要求。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮鋼材的傳力效果以及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位鋼筋的可靠性、施工建設(shè)的可操作性。這也是設(shè)計(jì)人員在對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中必將會(huì)涉及到的問題。要想解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處主筋相交的問題，可采用以下四種設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)：①將鋼筋與其表面的加勁板進(jìn)行焊接處理；②將鋼筋繞過型鋼；③通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋；④在型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)要求越來越高，因此，可以采取一些特殊的施工工藝，這也是保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有效措施。
3結(jié)束語
總而言之，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是將結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型、抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)舒適度以及施工的具體過程考慮在內(nèi)，同時(shí)，還要將提高建筑構(gòu)件的材料利用效率和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。這是因?yàn)樯鲜鰞?nèi)容是提升復(fù)雜高層與超高層建筑質(zhì)量的重要保障。由此可以看出，復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所有過程的實(shí)現(xiàn)都離不開設(shè)計(jì)人員對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的全面了解。
參考文獻(xiàn)
［1］劉軍進(jìn)，肖從真，王翠坤，等.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2011（11）：34-40.
篇4
一．引言
目前我國復(fù)雜高層建筑與超高層建筑的蓬勃發(fā)展,從一定程度上反映了我國的建筑事業(yè)在向前發(fā)展。復(fù)雜高層建筑與超高層建筑能夠發(fā)展的如此迅速，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建筑事業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。原因一方面是有些城市希望擁有一棟棟的高大的形象建筑，除此之外，還應(yīng)該是因?yàn)楦邔雍统邔咏ㄖ梢栽谟行娣e的土地上發(fā)揮出最大的使用效益。建造高層建筑以及超高層建筑需要的費(fèi)用要比一般建筑高很多。盡管如此，依然不會(huì)阻擋我們高層建筑的前進(jìn)步伐，因?yàn)槲覈慕ㄔO(shè)發(fā)展需要它們。它們可以讓土地使用率提高，因此高層建筑發(fā)展速度快就成為必然的現(xiàn)象。
二． 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
（一）設(shè)計(jì)方略
1.超高層建筑設(shè)置避難層是消防的必然要求和選擇，這樣可以保證遇到火災(zāi)時(shí)人員得到及時(shí)的疏散。與此同時(shí)設(shè)置設(shè)備層也是對(duì)于機(jī)電設(shè)備使用的要求。一般超高層建筑要求是說可以兩者兼而使用，但是對(duì)于更高的多功能使用的超高層建筑，要求不一樣了。必須每15層設(shè)一個(gè)避難層兼設(shè)備層。當(dāng)然了，還需要設(shè)有機(jī)電設(shè)備層。這就是說不但要考慮實(shí)際的荷載情況之外，還需要對(duì)設(shè)備的振動(dòng)對(duì)相鄰樓層使用的影響進(jìn)行合理科學(xué)的考察。樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要,我們可以通過設(shè)置結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層，以此來提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。
2.超高層建筑的結(jié)構(gòu)類型選擇上要廣泛選擇，也就是說除了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，全鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)也是包括在內(nèi)的重要結(jié)構(gòu)內(nèi)容。
3.超高層建筑的平面形狀多為方形或近似方形，對(duì)于矩形平面其長寬比也要在要求之內(nèi)，抗震設(shè)防的高烈度地區(qū)更要注意，應(yīng)該采用規(guī)則對(duì)稱平面。要不然的話會(huì)出現(xiàn)地震時(shí)候的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，效應(yīng)太大，會(huì)直接影響建筑結(jié)構(gòu)。
4.超高層建筑的基礎(chǔ)形式包括等厚板筏基和箱基，一般不存在高層建筑中的梁板筏基。我們都知道，基底壓力很大，這就要求建筑有很高的地基承載力，一般情況下基巖埋藏較淺。也就是說可以選擇可選擇天然地基，其他的一般均采用樁基。
5.房屋高度超過150m的超高層建筑結(jié)構(gòu)要有良好的使用條件，這為了滿足風(fēng)荷作用下舒適度要求，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度的控制滿足相關(guān)規(guī)定要求。
（二）注意事項(xiàng)
1.提高結(jié)構(gòu)的抗震性能
抗震設(shè)防烈度與結(jié)構(gòu)體系的選用密切相關(guān)的。要滿足三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防性能目標(biāo)，原因是地震作用太大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸大，用材指標(biāo)要求變高了。這就會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)也增加。對(duì)于超高層建筑房屋住宅必須要經(jīng)抗震設(shè)防專限審查批準(zhǔn)后方可進(jìn)入正式設(shè)計(jì)。
2.根據(jù)建場地的巖土工程地質(zhì)條件和抗震性能目標(biāo)的確定進(jìn)而來選擇出合適的超高層建筑結(jié)構(gòu)體系。同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)的合理性，總之綜合考慮是關(guān)鍵。
3.建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系協(xié)調(diào)好。才能選擇出合理的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)工作。
4.風(fēng)作用水平力的降低 。
4.1迎風(fēng)面積正方形平面形式要減小，最小的就是橫向迎風(fēng)面；我們?cè)谟?jì)算對(duì)角線方向的迎風(fēng)面寬時(shí)候，圓形平面是最小的一面；風(fēng)力降低最直接的方式就是在立面上適當(dāng)位置開洞瀉風(fēng)。
4.2風(fēng)力形心降低很關(guān)鍵。下大上小的立面體型要學(xué)會(huì)采用，也就是說要學(xué)會(huì)減小高風(fēng)壓迎風(fēng)面積，特別指的是在高處的。這樣可以使得重心降低，降低風(fēng)的作用，可以做到減小建筑物底部的傾覆總彎矩。不僅如此還可以增大抵抗矩。這說的就是下大上小的立面體型對(duì)建筑底部的影響，可以讓其穩(wěn)定性得到提高，如巴黎的埃菲爾鐵塔。
4.3 建筑平面形狀可以選用體型系數(shù)較小的。圓形平面正多邊形平面正方形平面，這屬于體型系數(shù)從小到大可選擇下列平面順序。外形是采用流線光滑，避免建筑形式變得凹凸多變，體型系數(shù)可以減小整體和局部風(fēng)壓。
4.4 震動(dòng)減小，輸入能量耗散是重要的。采用阻尼裝置是可行的，還可以加大阻尼比，降低震動(dòng)影響，如臺(tái)北國際金融中心大廈。
4.5剪重比。現(xiàn)在超高層建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于剪重比的要求越來越嚴(yán)格，在實(shí)踐重要的超高層建筑，剪重比的要求甚至還要更高。一方面，對(duì)6度區(qū)的最小剪重比要求是新增加的，然而嚴(yán)格的一刀切剪重比要求，也會(huì)存在一些問題。
4.6剪力墻的穩(wěn)定性，新的高規(guī)征求意見稿對(duì)于墻體最小厚度要滿足穩(wěn)定性的要求強(qiáng)調(diào)了，但是規(guī)定的分析方法不夠細(xì)致，墻體的水平無支長度是首先要考慮的問題，但是它并沒有考慮到這里，也沒有考慮到一邊有翼墻，另一邊沒有的情況；只考慮了層高的樓層約束，是相對(duì)于沿著層高方向來的。還沒有更好的考慮核心筒內(nèi)部墻肢，可能幾十層都沒有樓板約束的情況，特別是當(dāng)兩邊都是電梯井時(shí)。對(duì)于體穩(wěn)定的簡化計(jì)算公式無法涵蓋這些情況的特殊性。
5.結(jié)構(gòu)材料選用
超高層建筑結(jié)構(gòu)材料的首選是要求：更輕、更強(qiáng)、更具有延性的材料。可以作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要材料包括鋼筋混凝土、型鋼混凝土、鋼管混凝土和純鋼材；而玻璃幕墻、鋁合金幕墻鋼塑復(fù)合板材等是用于外墻維護(hù)的；輕質(zhì)隔斷是屬于內(nèi)部隔墻用的；樓層面常選用壓型鋼板加混凝土面層，并在的鋼承重構(gòu)件表面加涂防火涂料。 其實(shí)，現(xiàn)如今超高層建筑的不斷向前發(fā)展，這就說明我國的復(fù)雜高層已經(jīng)超高層建筑設(shè)計(jì)技術(shù)有了很大提高，可以說已經(jīng)走在了世界前沿水平。 三 如何做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
合理選擇構(gòu)方案
一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系是關(guān)鍵。受力明確，傳力簡捷是結(jié)構(gòu)體系要做到的。不同結(jié)構(gòu)體系在同一結(jié)構(gòu)單元不可以混用，地震區(qū)應(yīng)做到平面和豎向規(guī)則的注意。總之，各種情況都要進(jìn)行綜合分析，充分協(xié)調(diào)很重要，在只有這樣才能選擇好結(jié)構(gòu)方案，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。
四．結(jié)束語
我國國民經(jīng)濟(jì)的在不斷的向前發(fā)展，我國的高層建筑以及超高層建筑的發(fā)展也是時(shí)代的要求和必然選擇。復(fù)雜高層建筑與超高層建筑的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著的成果，建筑工程設(shè)計(jì)者們?cè)跒檫@樣的成果高興的同時(shí)，還應(yīng)該不斷的努力提高技術(shù)水平，減少同發(fā)達(dá)國家的差距，爭創(chuàng)更優(yōu)秀的成果。為共同提高超高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平而奮斗。
高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性非常之重要，在實(shí)際的設(shè)計(jì)的過程中，工程師們應(yīng)該要重視概念設(shè)計(jì)，并且能夠制定出一套合理可行的結(jié)構(gòu)方案，安全性與經(jīng)濟(jì)性并存。采取技術(shù)措施要有針對(duì)性，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)分析計(jì)算準(zhǔn)確性和設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理性，讓中震和大震下的結(jié)構(gòu)安全性能得到重視。總而言之結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)全面的系統(tǒng)性工作。需要扎實(shí)的理論知識(shí)，靈活創(chuàng)新的思維。在工作態(tài)度上要做到嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的。千里之行始于足下，建筑工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該從一個(gè)個(gè)基本的構(gòu)件做起，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的意義，只有這樣我們的建筑事業(yè)才會(huì)更美好 ！
參考文獻(xiàn)：
[1]范紹芝.侯家健.連體高層建筑結(jié)構(gòu)研究綜述.建筑結(jié)構(gòu).2009年8月
篇5
隨著城市化進(jìn)程的加快，高層和超高層建筑數(shù)量不斷增加，在滿足城市發(fā)展需要的同時(shí)，也在一定程度上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性、持久性以及安全性提出了更高的要求。由于建筑結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到高層建筑的整體性能及使用功能，因此在設(shè)計(jì)過程中必須對(duì)之予以重視。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中必須通過多種技術(shù)手段，從多個(gè)途徑突出混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工的整體效果。
1、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制因素
建筑載荷的選取是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要工作，對(duì)于大多數(shù)高層建筑而言，可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷規(guī)范中的相關(guān)要求予以確定。其次則需要對(duì)其他的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響因素進(jìn)行分析，確定對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施。
1.1 風(fēng)載荷
對(duì)于復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于其高層容易受到風(fēng)載荷的影響，尤其是一些超高層建筑，其主要控制的因素就是風(fēng)載荷。例如，臺(tái)北的101大樓設(shè)計(jì)過程中，不但參考了當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，而且還委托加拿大相關(guān)設(shè)計(jì)公司進(jìn)行了相關(guān)的風(fēng)洞試驗(yàn)，以提高該建筑的抗風(fēng)載能力。在試驗(yàn)過程中，設(shè)計(jì)了一個(gè)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(yàn)，驗(yàn)證建筑在不同風(fēng)況下的受力情況。
1.2 地震力
對(duì)于地震力的預(yù)測，當(dāng)前的技術(shù)條件存在一定的限制，難以對(duì)之進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)算。即使對(duì)地震有深入研究的日本，以無法準(zhǔn)確的預(yù)算地震的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)。所以，高層建筑設(shè)計(jì)過程中尤其要注意抗地震力的設(shè)計(jì)。同時(shí)，還需要考慮建筑主樓、裙樓在地震力作用下的不同反應(yīng)。
1.3 地基基礎(chǔ)
對(duì)于復(fù)雜高層建筑與超高層建筑，地基基礎(chǔ)發(fā)揮了十分重要的作用。在實(shí)際的施工過程中藥根據(jù)不同的地基形態(tài)采取穩(wěn)定性強(qiáng)的地基結(jié)構(gòu)。例如，對(duì)于深厚的軟地基，高層建筑地基必須選擇使用樁筏基礎(chǔ)或者樁箱基礎(chǔ)。同時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況采取對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)措施：使用深度不大的年輕巖基，通過將現(xiàn)澆混凝土樁基深入巖層中的方式為建筑提供基礎(chǔ)支撐；對(duì)于深度較大的巖層，例如在地面100m以下，可以利用巖層上層常見的層狀沖積土，使用框格式的地下連續(xù)墻為建筑提供基礎(chǔ)支撐；對(duì)于地下基層條件較好的地層，可以采用筏形基礎(chǔ)即可。在地基設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇對(duì)應(yīng)的組合式基礎(chǔ)方案，最終確定一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最高的方案。
1.4 建筑功能使用需求
所有的建筑都是以滿足其使用功能需要而建設(shè)的，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須以此條件為基礎(chǔ)，這是一個(gè)不能忽視的問題。在設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到建筑的藝術(shù)性、使用功能需要以及經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面的要求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)還必須保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能夠在既有施工技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)，而且保證當(dāng)前的建筑材料必須達(dá)到設(shè)計(jì)使用需求，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的一個(gè)重要因素。
3、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略
3.1 合理減小框架中的柱距與梁距
（1） 減小柱距
建筑框架是將梁、柱通過剛性連接的方式組合而成的剛性體系，整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的抗推剛度受梁、柱截面與數(shù)量的直接影響，通過減小柱距能夠有效的提高整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的剛度。
（2） 減小粱距
通過增加框架中梁的數(shù)量，不但可以減小框架在載荷作用下的總變形，而且還可以增加柱子在軸力作用下形成的力偶，使得其能夠更好的抵抗結(jié)構(gòu)體系的總力矩。
3.2 充分發(fā)揮梁柱的組合效果
通過簡單的減小柱距、梁距，雖然能夠在一定程度上達(dá)到提高框架體系抗推剛度的目的，但是不能從根本上改善框架的整體效能。這時(shí)結(jié)合增加梁、柱數(shù)量的方式，不但能有效增加框架的整體抗推剛度，而且還能夠提高框架的抗風(fēng)載荷能力。
3.3 采用彎一剪雙重結(jié)構(gòu)體系
彎一剪雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，就是指通過采用彎曲型與剪切型兩種不同變形性質(zhì)的構(gòu)件形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系。兩種不同類型的構(gòu)建通過在各個(gè)不同樓板中聯(lián)系起來進(jìn)行協(xié)同工作，明顯減小了整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移與下部各樓層的層間位移。
（1） 框一墻體系
在水平力的作用下，單獨(dú)的框架整體變形是典型的剪切變形，其上部層間側(cè)移相對(duì)較小，而下部的層間側(cè)移則較大。而單獨(dú)的剪力墻則是彎曲型變形，其層間側(cè)移為上部大、下部小。在采用框一剪雙重體系之后，可以將各樓層樓板聯(lián)系起來，使得框架與剪力墻能夠協(xié)同承受載荷，從而確保了框架與剪力墻變形的一致性，提高了結(jié)構(gòu)的抗載荷能力了。
（2） 框一撐體系
合理設(shè)計(jì)的框架一支撐體系同樣可以收到與框一墻體系相當(dāng)?shù)男Ч醋罱K達(dá)到減小結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移與最大層間位移的目的。
（3） 筒中筒體系
筒中筒體系的構(gòu)建原理與上述兩種結(jié)構(gòu)體系類似，但是其起到的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)效果更好。
3.4 合理設(shè)置剛臂
對(duì)于建筑平面是方形布置的高樓，當(dāng)采用芯筒一框架體系時(shí)，因?yàn)榇蟛糠值膫?cè)向力是由芯筒來承擔(dān)的，這使得整棟建筑的側(cè)移曲線基本上是由芯筒的變形直接控制的。在水平載荷的作用下，芯筒以彎曲變形為主。同時(shí)，由于芯筒的平面尺寸還受到建筑的豎向服務(wù)性設(shè)施面積影響，直接造成了芯筒的高度與寬度比值較大的問題。為了達(dá)到減小建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移的目的，可以在高層建筑中每相隔十來層布置一個(gè)設(shè)備層，在其中添加桁架，形成剛臂。這樣將能夠使得芯筒與的框架柱連接為一體，使得結(jié)構(gòu)的外柱也可以參與到結(jié)構(gòu)的整體抗彎體系中，有效的一直了芯筒各個(gè)水平截面，尤其是頂部截面的傾斜，有效減少了建筑各個(gè)島層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。
結(jié)語
復(fù)雜高層與超高層建筑設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響綜合性極強(qiáng)的工作，尤其是在滿足建筑使用功能需求的同時(shí)，還要滿足高層建筑的建設(shè)環(huán)境需要，通過全盤考慮的方式采取嚴(yán)格的設(shè)計(jì)措施和設(shè)計(jì)途徑，基于建筑混凝土整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多項(xiàng)要求，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。除此之外，還必須重視施工過程中的材料選擇控制，例如鋼筋的合理配置等。另外，還必須考慮施工現(xiàn)場的運(yùn)輸條件以及養(yǎng)護(hù)作業(yè)技術(shù)水平等，確保施工條件能夠有效的支撐起建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，使得建筑結(jié)構(gòu)體系達(dá)到對(duì)應(yīng)的要求。
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在超高層建筑設(shè)計(jì)上面，需要兼顧高層建筑的水平位移與高層在垂直方向造成的垂直荷載力。在具體的超高層設(shè)計(jì)過程中，由于外力造成的水平荷載是高層建筑最需要考慮的因素，在對(duì)超高層進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要首先對(duì)超高層的承載范圍確定清楚，控制在一定的數(shù)值范圍之內(nèi)，也就是說，在超高層的設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)核心就是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗壓設(shè)計(jì)計(jì)算。
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
一般分為鋼筋混凝土設(shè)計(jì)、鋼與混凝土組合設(shè)計(jì)。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(jì)分為混凝土的設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)與鋼組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。就目前來說，我國的超高層建筑結(jié)構(gòu)基本上都是采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
2．2超高層建筑體系選用原則
在對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行選取的時(shí)候，必須要按照經(jīng)濟(jì)性、合理性、安全性的原則來進(jìn)行選擇作為高層建筑結(jié)構(gòu)的體系。不過，超高層的設(shè)計(jì)還要依據(jù)建筑物的使用要求與高層的施工環(huán)境來確定其體系的選用。與此同時(shí)，超高層建筑結(jié)構(gòu)在選取時(shí)還要具有較高的承受壓力的能力。
2．3超高層的結(jié)構(gòu)材料分析
當(dāng)前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層中的應(yīng)用非常廣泛，對(duì)于材料的選擇必須要按照超高層設(shè)計(jì)的依據(jù)進(jìn)行。原則是要求盡力發(fā)揮鋼筋混凝土的材料性能。鋼混結(jié)構(gòu)由于具有耐久性能、防火能力以及結(jié)構(gòu)剛度大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用。不過，在設(shè)計(jì)過程中必須要考慮混凝土構(gòu)件的截面尺寸問題，以保證空間結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。就目前來看，鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在高層建筑中的使用率將會(huì)進(jìn)一步提升。但需要進(jìn)一步開展混合結(jié)構(gòu)體系的抗風(fēng)、抗震性能研究，研究工作主要有兩個(gè)方面的內(nèi)容:一方面是混合、組合結(jié)構(gòu)的抗震性能研究，如阻尼系數(shù)的確定、整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能等;其次，針對(duì)組合構(gòu)件以及組合構(gòu)件之間銜接及構(gòu)造關(guān)系要進(jìn)行相關(guān)研究。由于混合結(jié)構(gòu)體系比較復(fù)雜，大多包含巨型柱和斜撐等大型構(gòu)建，各種組合柱、梁、樓板等體型復(fù)雜，因此需要結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用，對(duì)各種新型組合構(gòu)件進(jìn)行更加深入細(xì)致的研究，才能真正的將復(fù)雜化的混合結(jié)構(gòu)運(yùn)用到實(shí)際工程中去。
2．4超高層結(jié)構(gòu)體系選擇
針對(duì)超高層建筑框架結(jié)構(gòu)體系的選擇主要分為:1)框架結(jié)構(gòu)體系。所謂的框架結(jié)構(gòu)就是說在結(jié)構(gòu)的橫向與縱向都利用混凝土梁柱組成一個(gè)整體的框架結(jié)構(gòu)，而且可以同時(shí)承受水平與豎向的荷載。單純的單一框架結(jié)構(gòu)布置非常靈活，因此空間結(jié)構(gòu)非常的大，是目前使用最為廣泛的高層建筑。2)剪力墻結(jié)構(gòu)體系。所謂的剪力墻結(jié)構(gòu)體系就是縱橫向的剪力墻來承受建筑結(jié)構(gòu)的水平與豎向荷載的建筑結(jié)構(gòu)體系。采用剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑物的整體抗震能力具有很大的提高。3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。框架—剪力墻就是指兼有框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，這樣就使框架剪力墻結(jié)構(gòu)不僅僅能夠變得空間靈活，還能有很強(qiáng)的抗側(cè)移能力。框架—剪力墻布置數(shù)量不如剪力墻結(jié)構(gòu)多，數(shù)量決定了其抗側(cè)力的能力較低。不過剪力墻的數(shù)量超過一定值后就會(huì)影響經(jīng)濟(jì)性。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題分析及對(duì)策
3．1扭轉(zhuǎn)問題
在超高層建筑結(jié)構(gòu)中，其設(shè)計(jì)的中心點(diǎn)就是剛度、幾何形心點(diǎn)和結(jié)構(gòu)的重心點(diǎn)，不過，當(dāng)對(duì)超高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，很難將超高層的幾何形心、剛度與結(jié)構(gòu)的重心點(diǎn)進(jìn)行整合，因此，就會(huì)使得超高層在設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況。為了解決這個(gè)扭轉(zhuǎn)的問題，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)于超高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要選取最合理的平面結(jié)構(gòu)布置圖，力求三個(gè)中心點(diǎn)能夠重合。
3．2受力性能的問題
在超高層建筑方案的選取中，在初步選擇建筑方案時(shí)，建筑師很少會(huì)對(duì)高層建筑的具體結(jié)構(gòu)特征來進(jìn)行考慮，而是將重點(diǎn)放在了建筑物的空間結(jié)構(gòu)上，這樣就容易使得超高層建筑在設(shè)計(jì)上出現(xiàn)一些不合理的受力。所以說，在對(duì)超高層進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要明確選擇結(jié)構(gòu)體系，在方案選取上，要對(duì)主要的承重部位的布置與數(shù)量進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3．3超高的問題
目前，超高層建筑結(jié)構(gòu)有明顯的超高、超重現(xiàn)象存在。在我國，出于建筑結(jié)構(gòu)的抗震需要，對(duì)于超高層建筑的層高有很明確的規(guī)定。所以說，在對(duì)超高層進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑設(shè)計(jì)師會(huì)輕易忽略這一問題，從而導(dǎo)致審圖不通過，這就需要在設(shè)計(jì)完成后，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)與審圖，杜絕在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)超高的現(xiàn)象。
3．4嵌固端的設(shè)置問題
在當(dāng)前的超高層建筑設(shè)計(jì)中，一般來說都會(huì)有地下室，這樣就使得超高層的嵌固端位于地下室的頂板處。在針對(duì)嵌固端的設(shè)置問題上，很多情況下設(shè)計(jì)師常常會(huì)忽略這類問題導(dǎo)致的后期效應(yīng)，就使得在后期經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)針對(duì)嵌固端問題的修正，如果修正不及時(shí)，就會(huì)對(duì)嵌固端的安全性造成不良的影響，為安全留下了隱患。
3．5防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)
目前，我國關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的試驗(yàn)分析與理論研究還不多。現(xiàn)行規(guī)范所確定的基本目標(biāo)就是防止建筑物發(fā)生地震時(shí)倒塌，確保人的生命不受損失。汶川地震中，按現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計(jì)和建造的高層建筑，雖然在地震中沒有連續(xù)倒塌、保障了人們的生命安全，但是其填充墻等受力構(gòu)建破壞對(duì)建筑物內(nèi)部的設(shè)備、物品的損壞間接造成了財(cái)產(chǎn)損失。對(duì)于高層建筑的非受力構(gòu)建倒塌問題需要引起人們的關(guān)注，作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要引起重視，對(duì)于非地震造成的倒塌，例如飛機(jī)撞擊、爆炸、火災(zāi)等不可抗拒的災(zāi)難，如何在設(shè)計(jì)時(shí)予以考慮等等，都是下一步研究的重點(diǎn)。
4基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)確實(shí)是超高層的一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)與重點(diǎn)，與此同時(shí)也是關(guān)系到整個(gè)超高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性的重要一環(huán)。所以說，在進(jìn)行超高層設(shè)計(jì)時(shí)，必須要保證超高層建筑的埋置深度，地基的變形系數(shù)與穩(wěn)固要求必須要符合相關(guān)規(guī)定要求。在采用樁筏時(shí)，對(duì)于其埋置深度必須要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行。與此同時(shí)，對(duì)于超高層的施工現(xiàn)場場地問題，要注意與相鄰建筑物的相互關(guān)系，保證基坑開挖后對(duì)于相鄰建筑物的影響不會(huì)造成不良后果，實(shí)時(shí)監(jiān)測其變化過程。
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1972年8月在美國賓夕法尼亞洲的伯利恒市召開的國際高層建筑會(huì)議上，專門討論并提出高層建筑的分類和定義。
第一類高層建筑：9-16層（高度到50米）；
第二類高層建筑：17-25層（高度到75米）；
第三類高層建筑：26-40層（最高到100米）；
超高層建筑：40層以上（高度100米以上）。
在我國，民用建筑按地上層數(shù)或高度分類劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 住宅建筑按層數(shù)分類：一層至三層為低層住宅，四層至六層為多層住宅，七層至九層為中高層住宅，十層及十層以上為高層住宅；
2 除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者為單層和多層建筑，大于24m者為高層建筑（不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑）；
3 建筑高度大于等于1OOm的民用建筑為超高層建筑。
二、超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
超高層的結(jié)構(gòu)體系選擇與低層、多層的建筑相比，超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得十分重要。不同的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇可以對(duì)建筑的樓層數(shù)目、平面布置、施工技術(shù)要求、各種管道的布置及投資多少等產(chǎn)生最為直接的影響。
（一）超高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1.水平力的主要因素
樓房的自重與樓面的載荷在豎向放人構(gòu)件中所產(chǎn)生的彎矩與軸力大小僅僅是與樓房的高度一次方形成正比，但是水平載荷對(duì)與建筑所產(chǎn)生的傾覆力矩以及軸力的大小則是與樓房的高度二次方形成正比。因此在超高層的建筑設(shè)計(jì)中，水平力是設(shè)計(jì)主要因素，風(fēng)荷載大部分情況成了水平力主導(dǎo)作用。
2.軸向變形的因素
由于樓房的自重而產(chǎn)生的軸向壓應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致樓房的中柱產(chǎn)生出較大軸向變形，會(huì)直接導(dǎo)致連續(xù)梁的中間支座處負(fù)彎矩值直接減小，從而導(dǎo)致跨中正彎矩值與端支座的負(fù)彎矩值增大。
3.側(cè)移做為控制指標(biāo)
超高層的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移隨著高度增加會(huì)迅速的增大（側(cè)移量和樓層之間高度四次方是正比關(guān)系），所以控制結(jié)構(gòu)側(cè)移是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)。
4.抗震設(shè)計(jì)的要求更高
超高層的建筑屬于重點(diǎn)設(shè)防，抗震措施須按相應(yīng)的規(guī)范要求加強(qiáng)。
（二）造型設(shè)計(jì)
建筑造型現(xiàn)代、簡潔。主樓在進(jìn)深方向上分解為三部分，通過實(shí)、虛、實(shí)的組合使樓體形體感增強(qiáng)，同時(shí)建筑元素以豎向線條為母題，使樓體感覺更為挺拔。裙房延續(xù)主樓的豎向線條，與主樓在建筑語匯上統(tǒng)一。
三、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（一）結(jié)構(gòu)選型
在實(shí)際工程中多采用鋼筋混凝土框架一核心筒結(jié)構(gòu)，雖然其結(jié)構(gòu)承載能力和抗變形能力比筒中筒結(jié)構(gòu)差，但避免了結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的轉(zhuǎn)換。由于很多情況結(jié)構(gòu)側(cè)向位移難滿足限值要求，可利用建筑避難層，設(shè)置鋼筋混凝土桁架的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層。結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層是一把雙刃劍，雖然可提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度，也使得結(jié)構(gòu)豎向剛度突變，所以結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層及相鄰層按《高規(guī)》要求進(jìn)行了加強(qiáng)處理。
（二）超限措施
在工程結(jié)構(gòu)平面形狀宜規(guī)則、剛度和承載力分布宜均勻，豎向體型也宜規(guī)則和均勻、結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。
由于結(jié)構(gòu)高度超限、而且首層層高較高，超限應(yīng)對(duì)措施把首層及下部若干層的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件作為加強(qiáng)的重點(diǎn)：下部多層框架柱采用鋼管混凝土組合柱，底部幾層根據(jù)要求核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱，首層抗震等級(jí)提高一級(jí)。鋼管混凝土柱有著卓越的承載能力和變形能力，但其防腐和防火材料不僅造價(jià)較高還有時(shí)效性，需考慮今后的維修保養(yǎng)，鋼管混凝土疊合柱及鋼管混凝土組合柱可彌補(bǔ)這方面的缺陷。核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱，以解決由于首層層高較大，使得剪力墻端部應(yīng)力集中的問題，并提高剪力墻的承載能力和抗變形能力。
四、鋼管混凝土組合柱的梁柱節(jié)點(diǎn)
在工程中往往僅在框架柱中采用鋼管混凝土，而框架梁則采用普通鋼筋混凝土，鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土梁的連接節(jié)點(diǎn)成為工程中難點(diǎn)之一。目前常用的連接節(jié)點(diǎn)有：鋼牛腿法、雙梁法、環(huán)梁法、鋼管開大洞后補(bǔ)強(qiáng)法及純鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)法等。現(xiàn)介紹在鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節(jié)點(diǎn)，為連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)提供多一種選擇。
（一）鋼管開小孔的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節(jié)點(diǎn)做法要點(diǎn)如下：
1.鋼管開小孔：小孔直徑D=鋼筋直徑+10mm，小孔水平間距：3×D，小孔垂直間距=2×D；
2.鋼管水平加強(qiáng)環(huán)：梁頂面和梁底面各設(shè)置一道，環(huán)板寬度：鋼管混凝土柱時(shí)，取0.10倍鋼管直徑、鋼管混凝土疊合柱時(shí)，取65～100mm；環(huán)板厚度=0.5t且≥16mm（t為鋼管壁厚）；
3.鋼管豎向短加勁肋：緊貼水平加強(qiáng)環(huán)，肋寬=環(huán)板寬一15mm，肋厚=環(huán)厚，長度為200mm，布置在梁開孔部位的兩側(cè)和中間；
4.梁鋼筋盡量采用直徑較大的HRB400級(jí)鋼筋，以減少鋼管開孔數(shù)量。在鋼管混凝土疊合柱時(shí)，部分梁鋼筋可以在鋼筋混凝土柱區(qū)域穿過。
（二）鋼管開小孔連接節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)
1.鋼管開小孔后對(duì)鋼管截面削弱不大，梁鋼筋穿過小孔后剩余的縫隙很小，鋼管對(duì)管芯混凝土的約束力基本沒減少，不影響鋼管混凝土柱的承載能力和變形能力。
2.梁鋼筋直接穿過鋼管后，梁可以可靠的傳遞內(nèi)力，梁長范圍內(nèi)的剛度保持不變，結(jié)構(gòu)受力分析與實(shí)際相同。
3.在設(shè)置水平加強(qiáng)環(huán)和豎向短加勁肋補(bǔ)強(qiáng)后，鋼管在節(jié)點(diǎn)區(qū)是連續(xù)的，節(jié)點(diǎn)的剛性不受影響，滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的要求。
4.現(xiàn)場施工較方便，即使圓弧形梁鋼筋也可順利穿過；
5.節(jié)點(diǎn)補(bǔ)強(qiáng)所用材料比鋼牛腿法和鋼管開大洞法減少很多，造價(jià)較低。
五、剪力墻平面外對(duì)梁端嵌固作用分析
框架一核心筒結(jié)構(gòu)，部分框架粱要支撐在剪力墻平面外方向。影響剪力墻平面外對(duì)梁端嵌固作用的主要因素：墻平面外對(duì)粱端嵌固作用的有效長度、墻線剛度與梁線剛度之比和墻在該層的軸壓力等等。目前常用的計(jì)算分析軟件雖然具有墻元平面外剛度分析功能，但未考慮墻平面外對(duì)梁端嵌固作用的有效長度，當(dāng)遇到墻肢很長或筒體墻肢空間剛度很大情況時(shí)，計(jì)算分析軟件會(huì)高估了墻平面外對(duì)梁端的嵌固作用，使得梁端負(fù)彎矩計(jì)算值要大于實(shí)際值。
六、核心筒外墻的連梁設(shè)計(jì)
核心筒外墻的連粱縱筋計(jì)算超筋是非常普遍的情況。《高規(guī)》規(guī)定，跨高比小于5時(shí)按連梁考慮，連梁屬于深彎粱和深粱的范疇，其正截面承載力計(jì)算時(shí)，已不符合平截面假定，不能按桿系考慮。《高規(guī)》對(duì)連梁設(shè)計(jì)的具體要求是“強(qiáng)墻弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”，但實(shí)際施工中還要取決于設(shè)計(jì)者的理解和經(jīng)驗(yàn)。工程核心筒外墻的連梁按《高規(guī)》要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，除連梁均配置了交叉暗撐外，對(duì)非底部加強(qiáng)部位剪力墻的邊緣構(gòu)件也進(jìn)行了加強(qiáng)處理，以滿足“多道抗震防線’和“強(qiáng)墻弱梁”的要求。
七、結(jié)束語
超高層建筑物合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在達(dá)到高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性及經(jīng)濟(jì)性。重視概念設(shè)計(jì)，確定合理的結(jié)構(gòu)方案，采取有針對(duì)性的技術(shù)措施，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)分析計(jì)算準(zhǔn)確性和設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理性，重視中震和大震下的結(jié)構(gòu)安全性能。
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《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98
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“歐華中心”位于蘇州工業(yè)園中央?yún)^(qū)星都街與蘇華路交叉口東南角地塊，地處金雞湖與中央公園東西向景觀主軸南側(cè)。南臨相門塘，西依星都街，北接城市地鐵主干道蘇華路。項(xiàng)目定位為蘇州新城中央?yún)^(qū)商務(wù)中心。該項(xiàng)目建成后將使工業(yè)園中心區(qū)得到國際化提升，成為蘇州國際都市化的標(biāo)志性建筑之一。
“歐華中心”項(xiàng)目用地面積8491.65m2，總建筑面積約95600㎡，其中地下三層建筑面積19100㎡，地上建筑面積76500㎡。
地上建筑由1棟超高層建筑和4層裙樓組成。（見圖1）
圖1 總平面圖
1.1建筑設(shè)計(jì)
“歐華中心”地面三十六層，地下三層。
地下一～二層除北側(cè)設(shè)置少量商業(yè)用房外，主要為設(shè)備及機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車庫。地下三層為機(jī)動(dòng)車庫。
地面裙房一～四層為商業(yè)用房；商務(wù)主樓六～二十層為辦公用房；二十二～三十六層為酒店及公寓式酒店。五、二十一層為避難層。
商務(wù)主樓平面為長方形。核心于中部，電梯根據(jù)樓層的不同分區(qū)收分。核心體中部在酒店區(qū)域形成通高中庭，提供住店客人明亮及新奇的內(nèi)部環(huán)境。
1.2造型設(shè)計(jì)
建筑造型現(xiàn)代、簡潔。
主樓在進(jìn)深方向上分解為三部分，通過實(shí)、虛、實(shí)的組合使樓體形體感增強(qiáng)，同時(shí)建筑元素以豎向線條為母題，使樓體感覺更為挺拔。裙房延續(xù)了主樓的豎向線條，與主樓在建筑語匯上統(tǒng)一。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
主樓為綜合樓，第1層商業(yè)為商業(yè)部分層高5.7m，第2～4層為商業(yè)部分層高為5m，第5層避難（設(shè)備）層層高4.8m，第6～20層為辦公區(qū)層高為3.9m，第21層避難（設(shè)備）層層高4.8m，第22～35層為酒店部分層高為3.3m，第36層層高4.5m，頂層高度4.5m。基礎(chǔ)埋置深度大于建筑高度的1/18，結(jié)構(gòu)體系為鋼管混凝土混合框架——鋼骨混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。考慮到核心筒中電梯井周圍設(shè)置剪力墻，核心筒寬度約10米，約為總高度的1/15，滿足規(guī)范要求，裙房以上高寬比約為3.5，結(jié)構(gòu)的幾個(gè)重要控制值均在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，平面不規(guī)則及超長處設(shè)置后澆帶分開，使得結(jié)構(gòu)平面簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻；豎向體型均勻，屬A級(jí)高度鋼筋混凝土超高層結(jié)構(gòu)。
2.2地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地下室體量大，平面剛度又相差懸殊，結(jié)合建筑的功能在主樓與裙房間設(shè)置施工后澆帶，可有效減少結(jié)構(gòu)的不均勻沉降和平面尺寸過大而產(chǎn)生的溫度裂縫，又避免了設(shè)置沉降（溫度）縫后建筑構(gòu)造復(fù)雜使用面積減少等不足。在地下室部分構(gòu)件混凝土中摻加混凝土微膨脹劑，減少混凝土的收縮和徐變，以減少溫度應(yīng)力及結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。地下室抗?jié)B強(qiáng)度等級(jí)P8，防水等級(jí)為二級(jí)。
2.3地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
核心筒下擬采用樁筏基礎(chǔ)，其余采用柱下、剪力墻下樁基獨(dú)立承臺(tái)，電梯井下局部厚筏承臺(tái)的結(jié)構(gòu)體系。使上部荷載與樁基形成自平衡體系，在滿足豎向承載力的同時(shí)也能較好地控制變形。各承臺(tái)之間用連系梁連接，地下室底板采用剛性防水板，在地下停車位較大的空間處增加梁，減小板的撓度。所有連梁的剛度和板的厚度通過局部承載和地下水浮力計(jì)算確定。
2.4結(jié)構(gòu)分析
結(jié)構(gòu)分析程序：整體計(jì)算采用中國建筑科學(xué)研究院 PKPM系列軟件（2008年5月版），對(duì)于超高層建筑結(jié)構(gòu)同時(shí)用中國建筑科學(xué)研究院PMSAP進(jìn)行復(fù)核，鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)采用同濟(jì)大學(xué)MTS建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
2.5主要結(jié)構(gòu)材料
填充墻砌體采用新型輕質(zhì)墻體材料，其強(qiáng)度不低于Mu3.0，砌筑砂漿不低于M5.0，混凝土強(qiáng)度等級(jí)豎向構(gòu)件C55～C30，樓板C40～C30，鋼筋采用HPB235（Ⅰ級(jí)）與HRB400（Ⅲ級(jí)），鋼材采用Q345B、C與Q235B。
3關(guān)鍵技術(shù)與側(cè)重點(diǎn)分析
3.1關(guān)鍵技術(shù)問題與特殊技術(shù)
3.1.1對(duì)超高層建筑，對(duì)比分析計(jì)算、全面衡量，采用了新型的結(jié)構(gòu)形式：鋼管混凝土混合框架——鋼骨混凝土核心筒的混合結(jié)構(gòu)；
3.1.2三層地下室，共12.8m，基礎(chǔ)埋置深度大于總建筑高度的1/18，基底深度大，加強(qiáng)抗浮計(jì)算與措施，溫度和沉降后澆帶的設(shè)置。
3.1.3地下室抗浮措施主要為抗浮計(jì)算合理確定底板厚度和設(shè)置抗拔樁。
3.1.4施工特殊要求以及其它需要說明的問題。
a）三層地下室基坑支護(hù)，合理的施工組織設(shè)計(jì)，基坑地下水排水，地下室跨雨季施工措施，地下室施工后澆帶，防水處理等等方面應(yīng)注意滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求；
b）超高層混合結(jié)構(gòu)的施工，施工難度大，工種及穿插配合較多，核心筒與鋼框架變形差的控制；
c）合理設(shè)置施工堆載和控制施工荷載。
3.2側(cè)重點(diǎn)分析
該項(xiàng)目有三個(gè)側(cè)重點(diǎn)：
3.2.1本工程建筑體量較大，建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類（乙類），據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施(即按抗震設(shè)防烈度為7度的要求加強(qiáng)其抗震措施)，根據(jù)規(guī)范要求，應(yīng)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。
3.2.2筒體尺寸較小，整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)剛度較小，周期較大，從建筑功能上考慮，可以在21層避難層做一個(gè)加強(qiáng)層，可以使結(jié)構(gòu)周期大大減小，但是增加加強(qiáng)層之后，加強(qiáng)層下面一層同加強(qiáng)層的側(cè)向剛度比值略小于0.4，形成一個(gè)薄弱層，豎向布置超限，需要做超限分析，最終考慮取消加強(qiáng)層。
3.2.3樁位布置
主樓面積較小，筒體下及主樓其他柱下樁取不同長度，均采取后注漿，減小筒體下筏板面積，減小筏板配筋；有三層地下室，考慮水浮力對(duì)樁基的有利影響；裙房抗拔短樁布置在基礎(chǔ)梁下，作為基礎(chǔ)梁計(jì)算模型的有利集中力，并控制基礎(chǔ)梁的撓度，同時(shí)減小基礎(chǔ)梁配筋量。
4新技術(shù)的推廣和應(yīng)用
為執(zhí)行國家建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，積極推廣建設(shè)部推廣的建筑十大新技術(shù)，根據(jù)本工程的實(shí)際情況，在保證工程總造價(jià)不超出投資限額的情況下積極推廣使用建筑新技術(shù)和新材料，本工程采用以下新技術(shù)新材料：
4.1使用高強(qiáng)度鋼筋。樓層梁采用HRB400鋼和HRB335鋼。采用高強(qiáng)度鋼筋，充分利用鋼筋的抗拉性能，減少鋼筋用量，減小構(gòu)件配筋率，節(jié)約工程造價(jià)，總體經(jīng)濟(jì)效益明顯。
4.2豎向鋼筋接駁采用埋弧對(duì)焊或機(jī)械連接，可保證鋼筋的連接接頭的質(zhì)量。
4.3采用高強(qiáng)和高性能混凝土。下部樓層柱及剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C55；地下室底板、外側(cè)墻及后澆帶采用微膨脹抗?jié)B混凝土，以增加混凝土的抗裂性能，取得較好的防水效果。
4.4砌體采用新型輕質(zhì)墻砌體材料，減輕結(jié)構(gòu)自重，減少地震作用，降低基礎(chǔ)造價(jià)。
5結(jié)束語
總而言之，對(duì)于超高層建筑物來說，合理安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最基本的要求。為保證復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性及經(jīng)濟(jì)性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重以下幾個(gè)方面：首先重視概念設(shè)計(jì)，確定合理的結(jié)構(gòu)方案，采取有針對(duì)性的技術(shù)措施；第二，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)分析計(jì)算準(zhǔn)確性和設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理性；第三，重視中震和大震下的結(jié)構(gòu)安全性能；第四，關(guān)注舒適度及施工過程的影響及可實(shí)施性。
參考文獻(xiàn)：
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篇9
1.抗震設(shè)防烈度。對(duì)于超過一百米以上并且承受不同強(qiáng)度的抗震設(shè)防烈度的建筑物，所被要求建筑物的高度同樣是不盡相同的。通常情況下，三百米及以上的建筑物不適合建在抗震設(shè)防烈度為八度的區(qū)域，因此，復(fù)雜性高層以及超高層建筑更加適合建設(shè)在六度抗震設(shè)防烈度的地區(qū)。綜合考慮以上因素，在建設(shè)復(fù)雜高層以及超高層建筑時(shí)，就應(yīng)該將該地區(qū)的抗震設(shè)防烈度考慮在內(nèi)，以免造成技術(shù)錯(cuò)誤，防止人民的生命財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生不該有的損失。作為一名設(shè)計(jì)師，就應(yīng)該十分重視抗震技術(shù)，提高高層建筑的質(zhì)量，包括建筑的安全性以及經(jīng)濟(jì)性，從建筑的細(xì)部處理出發(fā)，堅(jiān)持以人為本的原則，才能切實(shí)有效地保障人民群眾的財(cái)產(chǎn)安全。
2.結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)類型。想要成為一名優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)師，首先一定要考慮到在設(shè)計(jì)中的建筑物結(jié)構(gòu)方案的問題，特別是復(fù)雜性高層以及超高層建筑，結(jié)構(gòu)方案的不合理選擇，很容易導(dǎo)致整個(gè)方案的調(diào)整，產(chǎn)生許多不必要的麻煩，給設(shè)計(jì)單位帶來損失。因此，設(shè)計(jì)單位就應(yīng)該在進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)的同時(shí)，具備結(jié)構(gòu)專業(yè)知識(shí)，并將其參與到設(shè)計(jì)當(dāng)中。與此同時(shí)，在高層結(jié)構(gòu)類型的選擇上，設(shè)計(jì)師不僅僅要將方案所在地自身巖土工程地質(zhì)條件充分考慮在內(nèi)，而且要充分考慮所在地的抗震度要求。除此之外，為了可以更好地節(jié)約建筑成本，工程造價(jià)問題和施工合理性問題也應(yīng)該充分考慮在內(nèi)，同等條件下，當(dāng)然青睞造價(jià)較低的方案。
3.關(guān)注舒適度和施工過程。(1)高層建筑水平振動(dòng)舒適度。通常來說，復(fù)雜性高層以及超高層建筑的結(jié)構(gòu)比較柔軟，因此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了要保證結(jié)構(gòu)安全之外，更多的是需要滿足居住人群對(duì)于建筑舒適度的要求；當(dāng)然對(duì)于高鋼規(guī)程以及高層混凝土規(guī)程同樣提出明確的設(shè)計(jì)要求，這就需要設(shè)計(jì)師及時(shí)控制，特別是在高層建筑物已經(jīng)達(dá)到順風(fēng)向與橫風(fēng)向頂點(diǎn)的最大加速度。進(jìn)行舒適度分析是復(fù)雜高層建筑進(jìn)行分析的主要任務(wù)，對(duì)于混凝土的結(jié)構(gòu)，阻尼比最好取0.02，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)，其阻尼比可以根據(jù)實(shí)際情況在0.01~0.02之間取。公共建筑與公寓類建筑相比，水平振動(dòng)指標(biāo)限值也有很大的區(qū)別，其主要原因就是功能的不同。增設(shè)TMD或者TLD可以在水平振動(dòng)舒適度不合格的情況下，進(jìn)一步提高舒適度水平。(2)在設(shè)計(jì)的同時(shí)應(yīng)考慮建造過程的可實(shí)施性。及時(shí)注意鋼材傳力以及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位鋼筋的可靠性、施工的可實(shí)施性，這是設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)必須要做到的。通常來說，有四種處理的方法來解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)中主筋相交的問題：①鋼筋與表面的加勁板焊接；②鋼筋繞過型鋼；③鋼板上開洞穿鋼筋；④其表面的焊接鋼筋和連接套筒。復(fù)雜的高層建筑則會(huì)在施工方法上采取另外一些特殊的工藝。
三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
1.注重概念設(shè)計(jì)。通過大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們可以總結(jié)出，在復(fù)雜超高建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該要重視建筑的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)該重視以下環(huán)節(jié)：（1）應(yīng)該盡可能地提升建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性以及均勻性；（2）確保結(jié)構(gòu)的傳力途徑清晰而又直接，特別是抗側(cè)力以及結(jié)構(gòu)豎向的傳力途徑；（3）在設(shè)計(jì)上，將結(jié)構(gòu)的完整性保持在一個(gè)較高的水平上；（4）節(jié)能減排的意識(shí)要滲透進(jìn)設(shè)計(jì)，能夠建立一個(gè)比較合理的耗能機(jī)制；（5）重點(diǎn)提高建筑構(gòu)件材料利用效率與結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)的受力完整性。在這里，所有過程的實(shí)現(xiàn)，都是離不開建造師與工程師較好地溝通與交流的，只有溝通，才能將建筑與結(jié)構(gòu)相統(tǒng)一。
2.科學(xué)、合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。大量的理論與實(shí)踐證明，正確地選擇了合理的抗側(cè)力體系，可以更有效地保證復(fù)雜高層以及超高層建筑結(jié)構(gòu)的安全。因此，在選擇上要特別注意以下因素：（1）與建筑的實(shí)際高度相結(jié)合，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。（2）對(duì)于建筑設(shè)計(jì)上，最大可能地保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的構(gòu)件之間的互相聯(lián)結(jié)。（3）對(duì)于采用多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的情況下，綜合分析結(jié)構(gòu)體系的效用，正確估計(jì)和評(píng)判各自的貢獻(xiàn)度。
篇10
一、高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
首先，重視建筑物結(jié)構(gòu)的水平荷載，防止地震力以及風(fēng)載對(duì)建筑物造成影響。高層建筑與超高層建筑的自重以及樓面的荷載所引起的彎矩及軸力僅僅與建筑物總高度的一次方成正比。而建筑物的水平荷載所產(chǎn)生的力矩與軸力相對(duì)較大，與建筑物高度的二次方成正比；另外，對(duì)于一定高度的建筑來講豎直方向的荷載時(shí)一個(gè)固定值，而水平方向的荷載，由于受到地震以及風(fēng)荷載的作用，會(huì)隨著建筑物的結(jié)構(gòu)特征的不同而發(fā)生較大的變化，可見水平方向的荷載作用力在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性。
其次，重視建筑結(jié)構(gòu)的軸向變形。在高層以及超高層建筑中，柱體會(huì)因?yàn)檩^大的豎向荷載而產(chǎn)生較大的軸向變形，此變形會(huì)嚴(yán)重影響到連續(xù)梁的彎矩大小，使得連續(xù)梁的中間支撐位置的負(fù)彎矩值變小，正彎矩值變大，兩端的支撐位置處的負(fù)彎矩值也隨之變大；建筑中預(yù)制的構(gòu)件長度要根據(jù)軸向的變形值進(jìn)行調(diào)整與制作，因此建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的軸向變形時(shí)，下料的長度會(huì)受到嚴(yán)重的影響；另外，建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生軸向變形時(shí)還會(huì)對(duì)建筑構(gòu)件的剪力以及側(cè)移值的大小造成影響，使其產(chǎn)生影響到建筑物整體安全的結(jié)果。
第三，失穩(wěn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要控制目標(biāo)。與多層建筑相比，高層與超高層建筑對(duì)側(cè)移的大小控制是尤為重要的，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處。建筑物的高度越大，水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)側(cè)移值會(huì)越來越大，對(duì)此進(jìn)行控制是尤為重要的，要將側(cè)移值控制在規(guī)定的安全范圍內(nèi)。
最后，重視對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能化設(shè)計(jì)。使高層及超高層建筑和多層建筑的結(jié)構(gòu)提高關(guān)鍵部位的抗震能力、變形能力，因此當(dāng)發(fā)生地震或者是風(fēng)荷載作用時(shí)發(fā)生變形的情況會(huì)更多、更嚴(yán)重。要想提高高層及超高層建筑的變形能力，使其在塑性變形后能力不減，避免在地震中發(fā)生房屋倒塌的現(xiàn)象，必須在對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，注意對(duì)結(jié)構(gòu)延性的設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的措施來提高結(jié)構(gòu)的延性，最終達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的目的。
二、高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑技術(shù)趨于成熟，數(shù)量也越來越多，為了便于建筑規(guī)范的執(zhí)行，將建筑物分為A級(jí)與B級(jí)的高層建筑。通常情況下，A級(jí)建筑物只要按照現(xiàn)行的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，但是對(duì)B級(jí)建筑物在結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)時(shí)，要求要更嚴(yán)格，下面對(duì)常用的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行闡述。
首先，有框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)高度局限較大，在高烈度地區(qū)做到規(guī)范限值時(shí)，構(gòu)件的截面過大，影響使用且不經(jīng)濟(jì)，也不滿足國家規(guī)范多道設(shè)防的理念，所以出現(xiàn)框架——剪力墻體系。框架剪力墻體系實(shí)現(xiàn)了多道設(shè)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載力、剛度和延性，也能滿足使用的需求，只需在建筑物的適當(dāng)位置設(shè)置一定比例的剪力墻，從而達(dá)到使結(jié)構(gòu)在豎向和水平的布置具有合理的承載力和剛度，更合理的滿足規(guī)范的要求。使用靈活，一般用于對(duì)空間使用有要求的建筑，如辦公、車庫等公共建筑，在此結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)體系所扮演的角色各不相同的但又不可分開，剪力墻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載作用。框架剪力墻體系所呈現(xiàn)的位移形式為彎剪型。在水平方向承受的作用力，剪力墻與框架通過剛度較強(qiáng)的樓板和連續(xù)梁組成到一起，形成相互合作的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)很多，是結(jié)構(gòu)整體的側(cè)向高度增大，水平方向的位移減小，框架所承受水平方向的剪力明顯減小，且豎向方向的內(nèi)力分布也變得均勻。因此，框架剪力墻體系的建筑物的框架體系低于建筑物的能建高度。
其次，剪力墻體系。高層及超高層建筑物的受力結(jié)構(gòu)是由剪力墻結(jié)構(gòu)替代的，且全部由此替代為剪力墻體系。在此體系中，單片的剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中承受了所有水平方面的作用力以及垂直方向的荷載作用力。由于剪力墻體系的結(jié)構(gòu)為剛性，因此位移時(shí)出現(xiàn)的曲線形式為彎曲型。剪力墻體系的優(yōu)點(diǎn)很多，具有較高的強(qiáng)度與剛度，延性良好，力的傳遞均勻，具有一定的整體性，此體系的建筑物坍塌現(xiàn)象少，被廣泛應(yīng)用在高層及超高層建筑中，能建高度較大，大于框架剪力墻體系以及剪力墻體系。
第三，全剪力墻結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)所承受的橫向荷載與豎向荷載都是剪力墻，沒有框架柱結(jié)構(gòu)。此建筑結(jié)構(gòu)適用于高層建筑中，并且選用此建筑結(jié)構(gòu)建筑的樓層可以比框架剪力墻結(jié)構(gòu)高。此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于成本造價(jià)高，內(nèi)部的空間不可以進(jìn)行任意的分割。在實(shí)際的工程建筑中，設(shè)計(jì)者首先要對(duì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行考慮，若此結(jié)構(gòu)無法滿足建筑的要求，則選擇全剪力墻結(jié)構(gòu)。
第四，避難層的設(shè)置。對(duì)于高層建筑以及超高層建筑來講，避難層的設(shè)置是非常必要的，因?yàn)橐坏└邔咏ㄖ约俺邔咏ㄖl(fā)生火災(zāi)時(shí)可以進(jìn)行避難，因?yàn)楸茈y層的空間大，通風(fēng)好。通常情況下，當(dāng)建筑物的高度達(dá)到一百米后，便要在建筑物內(nèi)進(jìn)行避難層的設(shè)置，以便于消防安全。避難層的設(shè)置位是有規(guī)定的，第一層與避難層的設(shè)置層數(shù)不能超過十五層；面積的設(shè)計(jì)要滿足人員的避難要求；要在避難層處設(shè)置消防電梯口；避難層要配備全套的消防設(shè)備等。
最后，筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)采用的筒體為抗側(cè)力構(gòu)件，此建筑體系所包含的形式較多，如單筒體型式、筒中筒型式、筒體框架型式等。筒體體系包含了實(shí)、空腹體兩種類型，屬于空間式的受力構(gòu)件。實(shí)腹筒屬于三維豎向的結(jié)構(gòu)單體，由曲面或者是平面墻圍成。空腹筒則是由密排柱與開孔形式的鋼筋混凝土外墻構(gòu)成或者是由密排柱與窗裙梁構(gòu)成。筒體體系的剛度與強(qiáng)度都比較大，各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力均勻且合理，抗震能力與抗風(fēng)能力比較強(qiáng)，此體系通常用在超高層建筑中或者是跨度大、強(qiáng)度高的建筑中。
三、制作與安裝
首先，對(duì)測量工具以及鋼尺的量具進(jìn)行統(tǒng)一。對(duì)高層建筑以及超高層建筑進(jìn)行施工時(shí)，所涉及到的環(huán)節(jié)較多，如土建、機(jī)械設(shè)備的安裝、鋼結(jié)構(gòu)等，對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行施工時(shí)，所應(yīng)用到的測量工具以及鋼尺要進(jìn)行統(tǒng)一，要按照國家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行量具的選擇，使得各類測量按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，提高建筑物的整體質(zhì)量。
其次，對(duì)軸線、地腳螺栓以及標(biāo)高進(jìn)行定位。對(duì)鋼柱的軸線進(jìn)行定位時(shí)，要根據(jù)施工的場地面積進(jìn)行選擇，對(duì)建筑物的內(nèi)、外部進(jìn)行軸線的控制。對(duì)工程高度為一百米的建筑要設(shè)置兩個(gè)控制樁，便于激光儀以及經(jīng)緯儀的位置設(shè)置，位置的選擇要堅(jiān)持以可視與通視為原則。
對(duì)鋼柱的長度以及大小進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要能夠滿足運(yùn)輸與搬運(yùn)，通常每節(jié)的層數(shù)設(shè)計(jì)在二層或者是三層，對(duì)每一節(jié)鋼柱進(jìn)行安裝時(shí)，要堅(jiān)決避免使用下一節(jié)鋼柱的地位軸線，必須使用由地面引入高空的軸線，這樣可以確保安裝的準(zhǔn)確性，避免累計(jì)誤差的產(chǎn)生。
第三，鋼柱的制作與安裝。高層建筑及超高層建筑物的豎向結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件為鋼柱，對(duì)其進(jìn)行加工時(shí)，要嚴(yán)格按照國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，嚴(yán)格控制其制作與安裝的質(zhì)量。
最后，框架梁的安裝與制作。高層建筑或者是超高層建筑的框架梁鋼型式通常采用H型的，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)與框架梁之間的連接使用剛性連接的形式，鋼柱是貫通的，因此要在框架梁的兩端進(jìn)行加勁肋的橫向設(shè)置。
為確保框架梁與鋼柱安裝的質(zhì)量，使其節(jié)點(diǎn)處的延性良好，提高連接的可靠性，使得建筑物的高度精準(zhǔn)，在對(duì)建筑進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)該對(duì)框架梁的所在位置進(jìn)行懸臂梁的設(shè)置，對(duì)懸臂梁與鋼柱進(jìn)行連接時(shí)，焊接的剖口處要采用熔透焊縫，對(duì)腹板處采用的焊接形式為貼角焊縫。框架梁與鋼柱進(jìn)行連接時(shí)，采用的焊接方式為襯板式的全熔透焊縫，對(duì)腹板使用強(qiáng)度較高的螺栓進(jìn)行連接。
對(duì)腹板進(jìn)行連接時(shí)，螺栓孔的位置選擇是非常重要的，要確保其精準(zhǔn)度。進(jìn)行制孔時(shí)，工藝分為模板制孔與多軸數(shù)控鉆孔兩種，模板制孔的精準(zhǔn)性較低，后者的制孔精準(zhǔn)度較高，因此在施工條件允許的情況下選擇后者進(jìn)行制孔。采用模板進(jìn)行制孔時(shí)，要確保模板的精度，這樣才可以使得螺栓的組裝滿足施工的安裝孔精度要求。若鉆孔的位置出現(xiàn)偏差，必須使用鉸刀進(jìn)行孔的擴(kuò)孔，堅(jiān)決避免使用氣割進(jìn)行擴(kuò)孔處理，否則將會(huì)造成嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。
四、樓蓋的設(shè)計(jì)
對(duì)于高層建筑以及超高層建筑來講，對(duì)樓蓋的平面剛度要求是非常嚴(yán)格的，是確保鋼柱與其它豎向構(gòu)件保持協(xié)調(diào)變形的基礎(chǔ)。通常對(duì)樓板以及樓蓋進(jìn)行選擇時(shí)，采用現(xiàn)澆混凝土形式或者是壓型鋼板，厚度要在一百五十毫米以上。目前，在使用鋼承混凝土形式進(jìn)行樓板與樓蓋的設(shè)置時(shí)，忽略了其形式與梁柱的作用，因?yàn)槠溆?jì)算原理不清晰，計(jì)算繁瑣，從而按照平面形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使得計(jì)算出的值無法滿足建筑安全的需求，因此采取此形式時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算。
結(jié)束語
綜上所述，高層以及超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要，直接關(guān)系著建筑物的質(zhì)量與使用功能，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要重視各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，控制其質(zhì)量，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足建筑的整體要求。
參考文獻(xiàn)
[1]吳華君.論樓面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2012（5）.
篇11
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，城鎮(zhèn)人口日益增加，致使城市住房建設(shè)用地較為緊張，超高層住宅建筑的建設(shè)也日益增加。目前，超高層住宅建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的變化愈加明顯，許多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案逐漸被超高層住宅建筑工程所采用。同時(shí)住宅建筑結(jié)構(gòu)類型與使用功能越來越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化，對(duì)住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的要求也不斷提高。在超高層建筑建設(shè)過程中，部分建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)并不是十分合理，加上工程設(shè)計(jì)人員容易出現(xiàn)一些概念性的錯(cuò)誤，給建筑的質(zhì)量安全和使用帶來了一定的安全隱患。因此，如何提高超高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，就成為了工程設(shè)計(jì)人員面臨的一項(xiàng)難題。
1 工程概況
某高層住宅建筑面積為29000.4m2，地下1層，地上43層，大屋面高度138.02m。本工程結(jié)構(gòu)體系采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，120m＜高度＜150m，屬于B級(jí)高度建筑，樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋砼梁板體系。
建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年。所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場地類別為Ⅲ類，場地特征周期為0.55s，地震影響系數(shù)最大值采用0.08，上部結(jié)構(gòu)阻尼比0.05。建筑類別調(diào)整后用于抗震驗(yàn)算的烈度為7度，用于確定抗震等級(jí)的烈度為7度，剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)。
2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
本工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，主樓基礎(chǔ)采用沖鉆孔灌注樁，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，樁直徑為1100mm，單樁豎向承載力特征值為8000kN；樁端持力層中風(fēng)化凝灰?guī)r(11)層，樁身全斷面進(jìn)入持力層≥1100mm，樁長約50m。樁基全面施工前應(yīng)進(jìn)行試打樁及靜載試驗(yàn)工作，以確定樁基施工的控制條件和樁豎向抗壓承載力特征值。
承臺(tái)按抗沖切、剪切計(jì)算厚度為2700mm，承臺(tái)面標(biāo)高為－5.200，基礎(chǔ)埋置深度為7.7m(從室外地面起算)。
3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 超限情況的認(rèn)定
參照建設(shè)部建質(zhì)［2006］220號(hào)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》附錄一“超限高層建筑工程主要范圍的參照簡表”，結(jié)合本工程實(shí)際逐條判別，將存在超限的情況匯總?cè)缦隆?/p>
(1)附表一，房屋高度方面
設(shè)防烈度為7度，剪力墻結(jié)構(gòu)，總高度138.05m＞［120m］，超限。
(2)同時(shí)具有附表二所列三項(xiàng)及三項(xiàng)以上不規(guī)則的高層建筑(因篇幅所限，本文不再詳細(xì)列出)。
第一項(xiàng)．扭轉(zhuǎn)不規(guī)則:考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比＞1.2但＜1.3，雖然本條超限，但僅此一項(xiàng)。所以本工程不屬于附表二所列的超限高層。
(3)具有附表三某一項(xiàng)不規(guī)則的高層建筑工程。根據(jù)SATWE計(jì)算結(jié)果分析、判別，本工程亦不屬于表三所列的超限高層。
綜上所述，本工程只屬于高度超限的超高層建筑。
3.2 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本工程為剪力墻結(jié)構(gòu)，120m＜高度＜150m，屬于B級(jí)高度建筑，按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3－2002)(以下簡稱高規(guī))5.1.13條規(guī)定:
(1)應(yīng)采用至少兩個(gè)不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算。
(2)應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行整體補(bǔ)充計(jì)算。
根據(jù)《高規(guī)》要求，本工程采用的時(shí)程分析計(jì)算程序?yàn)镻KPM系列的SATWE軟件，并采用PMSAP軟件進(jìn)行對(duì)比分析。
本工程屬于純剪結(jié)構(gòu)，作為抗側(cè)力構(gòu)件的剪力墻，選用正確的結(jié)構(gòu)分析程序尤為重要。SATWE對(duì)剪力墻采用墻元模型來分析其受力狀態(tài)，這種模型的計(jì)算精度比薄壁柱單元高，所以我省大多數(shù)工程的結(jié)構(gòu)計(jì)算都選用SATWE程序。實(shí)際上就有限元理論目前的發(fā)展水平來看，用殼元來模擬剪力墻的受力狀態(tài)是比較切合實(shí)際的，因?yàn)闅ぴ图袅σ粯樱扔衅矫鎯?nèi)剛度，又有平面外剛度。實(shí)際工程中的剪力墻幾何尺寸、洞口大小及其空間位置等都有較大的隨意性。為了降低剪力墻的幾何描述和殼元單元?jiǎng)澐值碾y度，SATWE借鑒了SAP84的墻元概念，在四節(jié)點(diǎn)等參平面殼元的基礎(chǔ)上，采用靜力凝聚原理構(gòu)造了一種通用墻元，減少了部分剪力墻因墻元細(xì)分而增加的內(nèi)部自由度和數(shù)據(jù)處理量，雖然提高了分析效率，卻影響了剪力墻的分析精度。此外，從理論上講，如果對(duì)樓板采用平面板元或殼元來模擬其真實(shí)的受力狀態(tài)和剛度，對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析比較精確，但是這樣處理會(huì)增加許多計(jì)算工作。在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)分析中，多采用“樓板平面內(nèi)無限剛”假定，以達(dá)到減少自由度，簡化結(jié)構(gòu)分析的目的，這對(duì)于某些工程可能導(dǎo)致較大的計(jì)算誤差。SATWE對(duì)于樓板采用了以下幾種假定:(1)樓板平面內(nèi)無限剛；(2)樓板分塊平面內(nèi)無限剛；(3)樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶有彈性連接板；(4)樓板為彈性連接板。對(duì)彈性樓板實(shí)際上是以PMCAD前處理數(shù)據(jù)中的一個(gè)房間的樓板作為一個(gè)超單元，內(nèi)部自由度被凝聚了，計(jì)算結(jié)果具有一定的近似性，某種程度上影響了分析精度。根據(jù)高規(guī)要求，本工程應(yīng)采用兩個(gè)不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算，由于PMSAP對(duì)剪力墻和樓板都采用了比較精確的有限元分析，單元模型更接近結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀態(tài)，雖然數(shù)據(jù)處理量大大增加，但其分析精度卻比SATWE高。用PMSAP軟件對(duì)SATWE程序的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、校核，是比較可信的。
SATWE和PMSAP兩個(gè)程序均采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，彈性時(shí)程分析法計(jì)算結(jié)果作為振型分解反應(yīng)譜法的補(bǔ)充。
程分析主要結(jié)果匯總?cè)缦?
表1 結(jié)構(gòu)模態(tài)信息
表2 地震荷載(反應(yīng)譜法)和風(fēng)荷載下計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)最大響應(yīng)
多遇地震時(shí)彈性時(shí)程分析所取的地面運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)程的最大值為35cm/s2。針對(duì)報(bào)告中提供的實(shí)際強(qiáng)震記錄和人工模擬的加速度時(shí)程曲線，根據(jù)08版抗震規(guī)范要求，本工程選擇了兩條天然波和一條人工波。這三條波的時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力均大于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的65%，且三條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值亦大于振型分解反應(yīng)譜法(以下簡稱CQC)計(jì)算結(jié)果的80%。由此可見本工程選擇的地震波是滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的。
SATWE和PMSAP時(shí)程分析的樓層剪力曲線如(圖1、圖2)所示。
圖1 SATWE時(shí)程分析樓層剪力圖
圖2 PMSAP時(shí)程分析樓層剪力圖
比較上圖振型分解反應(yīng)譜法(CQC)計(jì)算的樓層剪力曲線圖，在大部分樓層基本能包絡(luò)時(shí)程分析曲線，僅電算34層以上CQC法計(jì)算樓層剪力略小于時(shí)程分析的結(jié)果。由此可見振型分解反應(yīng)譜法用于本工程的抗震分析是安全可靠的。設(shè)計(jì)中仍以振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果為主，并將34層以上部分指定為薄弱層，該部分樓層地震剪力予以放大。這一方案也得到了本工程超限高層審查與會(huì)專家的認(rèn)可。
比較PMSAP和SATWE計(jì)算出的基底剪力非常接近，其余參數(shù)如周期、結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量、地震荷載和風(fēng)荷載下計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)最大響應(yīng)位移、地震下的剪重比等都比較接近，說明用這兩個(gè)程序做計(jì)算分析是可以互相校核的。
3 抗震性能設(shè)計(jì)
本工程綜合考慮設(shè)防烈度，場地條件，房屋高度，不規(guī)則的部位和程度等因素，本工程只屬于高度超限的超高層建筑，且高度只超過A級(jí)而未超過B級(jí)，故將本工程預(yù)期抗震性能目標(biāo)定位在“D”級(jí)，即為小震下滿足性能水準(zhǔn)1的要求，中震滿足性能水準(zhǔn)4的要求，大震下滿足性能水準(zhǔn)5的要求。
普通的高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基于小振彈性設(shè)計(jì)，對(duì)于本超高層結(jié)構(gòu)作為主要承重構(gòu)件的剪力墻，尤其是底部加強(qiáng)區(qū)需要提高其抗震承載能力。根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”的要求，剪力墻也需要有更高的抗震安全儲(chǔ)備，所以本工程剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)采用中震設(shè)計(jì)。具體措施如下:
(1)根據(jù)安評(píng)報(bào)告中震設(shè)計(jì)的地震影響系數(shù)最大值采用0.23，不考慮與抗震等級(jí)有關(guān)的內(nèi)力增大系數(shù)(即剪力墻抗震等級(jí)定為四級(jí))，不計(jì)入風(fēng)荷載的組合效應(yīng)。
(2)抗剪驗(yàn)算按中震彈性設(shè)計(jì)，考慮重力荷載與地震作用組合的分項(xiàng)系數(shù)，材料強(qiáng)度取設(shè)計(jì)值，考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)。計(jì)算結(jié)果作為剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)水平筋的配筋依據(jù)。
(3)抗彎驗(yàn)算按中震不屈服設(shè)計(jì)，不考慮重力荷載與地震作用組合的分項(xiàng)系數(shù)，材料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)。計(jì)算結(jié)果作為剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)約束邊緣構(gòu)件豎向鋼筋的配筋依據(jù)。
本工程通過對(duì)關(guān)鍵構(gòu)件剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)進(jìn)行中震設(shè)計(jì)，即抗彎承載力按中震不屈服復(fù)核，抗剪承載力按中震彈性復(fù)核，結(jié)構(gòu)能滿足性能水準(zhǔn)1、4的要求，預(yù)估結(jié)構(gòu)在大震作用下能滿足性能水準(zhǔn)5的要求。各性能水準(zhǔn)目標(biāo)具體描述如下:
性能水準(zhǔn)1:結(jié)構(gòu)在遭受多遇地震后完好，無損傷，一般不需修理即可繼續(xù)使用，人們不會(huì)因結(jié)構(gòu)損傷造成傷害，可安全出入和使用。
性能水準(zhǔn)4:遭受設(shè)防烈度地震后結(jié)構(gòu)的重要部位構(gòu)件輕微損壞，出現(xiàn)輕微裂縫，其他部位普通構(gòu)件及耗能構(gòu)件發(fā)生中等損害。
性能水準(zhǔn)5:結(jié)構(gòu)在預(yù)估的罕遇地震下發(fā)生比較嚴(yán)重的損壞，耗能構(gòu)件及部分普通構(gòu)件損壞比較嚴(yán)重，關(guān)鍵構(gòu)件中等損壞，有明顯裂縫，結(jié)構(gòu)需要排險(xiǎn)大修。
4 結(jié)論
通過工程實(shí)例分析超高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：①PMSAP和SATWE計(jì)算結(jié)果的比較表明了SATWE計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基本可靠的；②采用合理的方法對(duì)部分樓層剪力進(jìn)行了調(diào)整，能夠有效確保工程抗震分析安全、可靠；③對(duì)剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)采用中震設(shè)計(jì)，能夠滿足住宅建筑的抗震需要。
篇12
引言：基礎(chǔ)是整個(gè)建筑工程的重要部分，其重要性在結(jié)構(gòu)、占比、造價(jià)、工時(shí)上有著全面的體現(xiàn)，是建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)和施工單位高度重視的關(guān)鍵部位和環(huán)節(jié)。超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中只有通過全面了解情況、優(yōu)化基礎(chǔ)選型、全面科學(xué)計(jì)算等工作才能夠確保超高層建筑基礎(chǔ)的安全性和功能，同時(shí)確保超高層建筑基礎(chǔ)工程造價(jià)的可控和降低。在超高層建筑基礎(chǔ)實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中要對(duì)基礎(chǔ)選型影響因素進(jìn)行控制，堅(jiān)持基礎(chǔ)選型的原則，通過對(duì)超高層建筑框架結(jié)構(gòu)、箱(筏)和樁箱(筏)種類基礎(chǔ)的有效設(shè)計(jì)和全面控制，實(shí)現(xiàn)超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，促進(jìn)超高層建筑基礎(chǔ)功能的完善，真正完成超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、全面性的目標(biāo)。
一、超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
（1）選擇適合的基礎(chǔ)方案
應(yīng)該根據(jù)工程的上部載荷分布和結(jié)構(gòu)類型，地質(zhì)條件，施工條件以及相鄰的建筑物影響等各種因素進(jìn)行綜合性分析，選擇既合理又經(jīng)濟(jì)的方案，必要時(shí)要進(jìn)行地基變形演算，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要最大限度地發(fā)揮地基的潛力。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該參考臨近建筑資料和進(jìn)行現(xiàn)場查看，要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，一般情況下，在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部適合用兩種不同的類型。
（2）對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確分析
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普遍運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是，往往不同的軟件會(huì)得出不同的計(jì)算結(jié)果。所以，對(duì)于程序的適用條件、范圍等設(shè)計(jì)師應(yīng)該進(jìn)行全面的了解。因?yàn)檐浖旧碛腥毕荨⑷斯ぽ斎胗姓`或者程序與結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況不相符合，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)造成錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，所以，在拿到電算結(jié)構(gòu)時(shí)要求結(jié)構(gòu)工程師要慎重校對(duì)，認(rèn)真進(jìn)行分析，做出合理的判斷。
（3）選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖
.為了保證結(jié)構(gòu)的安全，在選擇計(jì)算簡圖時(shí)要選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖。如果計(jì)算簡圖選用不當(dāng)，則會(huì)造成結(jié)構(gòu)安全隱患，要有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證計(jì)算簡圖。為了減少計(jì)算簡圖的誤差，實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該保證在設(shè)計(jì)所允許的范圍之內(nèi)，因?yàn)槠洳荒苁羌兇獾膭偨Y(jié)點(diǎn)。
（4）采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)壓若拉、. 強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、.注意構(gòu)件的延性性能原則是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要始終牢記的。要注意鋼筋的錨固長度，特別是鋼筋執(zhí)行段錨固的長度。要加強(qiáng)薄弱部位，考慮溫度應(yīng)力的影響。
（5）合理選擇結(jié)構(gòu)方案
要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)形式，一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案是一個(gè)合理設(shè)計(jì)的保證。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該傳力簡捷，受力明確。地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系。總之，必須綜合分析工程的材料、施工條件、設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境等，并且要與水、電、建筑等專業(yè)進(jìn)行充分的協(xié)商，以此為基礎(chǔ)確定結(jié)構(gòu)方案，為結(jié)構(gòu)選型，最好進(jìn)行多方案比較后選用較為優(yōu)秀的.
二、超高層建筑基礎(chǔ)選型工作的要點(diǎn)
2.1超高層建筑基礎(chǔ)選型的影響因素
2.1.1超高層建筑上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)選型的影響
上部結(jié)構(gòu)對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)類型、深度、浮力等參數(shù)存在著直接的影響，由于上部結(jié)構(gòu)種類的不同，會(huì)引起超高層建筑基礎(chǔ)荷載大小和分布的不同，要在設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)予以注意。同時(shí)，不同類型的超高層建筑上部結(jié)構(gòu)會(huì)因自身的類型不同而產(chǎn)生不同的沉降幅度和變形幅度，因此，帶來超高層建筑基礎(chǔ)形式上的不同。地下室的種類和形狀也會(huì)對(duì)基礎(chǔ)選型有一定影響，要在設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)時(shí)做以重點(diǎn)考量。
2.1.2地質(zhì)條件對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)選型的影響
地質(zhì)條件中兩項(xiàng)情況對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)選型影響最為顯著，一是，地基持力層情況，持力層是承受超高層建筑基礎(chǔ)負(fù)荷的土層，要根據(jù)持力層承載能力大小和壓縮模量變化幅度選擇超高層建筑基礎(chǔ)類型；二是，穿越土層基本狀況，應(yīng)該根據(jù)土層中地下水影響和樁基穿越能力的大小選擇超高層建筑基礎(chǔ)的類型。
2.1.3周圍環(huán)境因素對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)選型的影響
一是，超高層建筑施工的振動(dòng)和噪聲要對(duì)基礎(chǔ)帶來各種影響，因此需要對(duì)此加以控制和預(yù)防，以便超高層建筑基礎(chǔ)能夠持久、穩(wěn)定和安全。二是，超高層建筑施工中的空間因素也會(huì)給基礎(chǔ)類型帶來一定的影響，要選擇既利于施工有利于穩(wěn)定的超高層建筑基礎(chǔ)類型。三是，超高層建筑施工中擠土效應(yīng)，超高層建筑基礎(chǔ)樁基的入土和擠土?xí)a(chǎn)生擠土效益，這會(huì)對(duì)周邊建筑和地下管網(wǎng)造成影響，應(yīng)該從最小影響原則出發(fā)，優(yōu)先選擇擠土效應(yīng)最小的樁基方式進(jìn)行超高層建筑基礎(chǔ)施工。
2.1.4超高層建筑基礎(chǔ)樁種類的影響
不同種類的基礎(chǔ)樁有著不同的尺寸，應(yīng)該從持力層性質(zhì)、安全性要求、超高層建筑負(fù)荷等主要方面確定基礎(chǔ)樁的類型和規(guī)格，使其滿足超高層建筑總體施工建設(shè)的需要。
2.1.5超高層建筑基礎(chǔ)施工的工期
工期是設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)類型的重要參考參數(shù)，要在確保超高層建筑基礎(chǔ)施工速度、施工質(zhì)量和施工效益的基礎(chǔ)上形成最為科學(xué)的施工
工期，實(shí)現(xiàn)超高層建筑總體價(jià)值的全面兼顧。
2.2超高層建筑基礎(chǔ)選型的基本原則
超高層建筑基礎(chǔ)選型應(yīng)該堅(jiān)持的原則有：一是，多樣式原則，超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單位應(yīng)該全面掌握各種超高層建筑基礎(chǔ)類型，并有針對(duì)性地選擇社會(huì)和綜合價(jià)值較高的超高層建筑基礎(chǔ)類型。二是，經(jīng)濟(jì)性原則，超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要追求最佳的經(jīng)濟(jì)效益，因此，設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)時(shí)要考慮到成本控制、施工進(jìn)度的重要因素，全面提高超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)濟(jì)性。三是，總體優(yōu)化原則，超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單位要對(duì)各種設(shè)計(jì)綜合起來，將各種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢集中起來，形成優(yōu)化的超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)超高層建筑建設(shè)的基本目標(biāo)。
三、超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方法
當(dāng)前超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用上部結(jié)構(gòu)與地基、基礎(chǔ)共同作用的分析方法,這種方法中地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)之間同時(shí)滿足接觸點(diǎn)的靜力平衡以及接觸點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件,即將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者看成是一個(gè)彼此協(xié)調(diào)的整體。這種從整體上進(jìn)行相互作用的分析方法難度較大,計(jì)算量龐大,對(duì)計(jì)算機(jī)的性能及存儲(chǔ)量要求較高,只在較復(fù)雜或大型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),按目前可行的方法考慮地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的相互作用。共同作用分析方法的進(jìn)步之處僅在于它考慮了上部結(jié)構(gòu)的剛度，這一優(yōu)勢是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式所不具備的。
四、做好超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
1框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
在超高層框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),基礎(chǔ)宜柔不宜剛;若地基土為高壓縮性,則基礎(chǔ)宜剛;當(dāng)采用樁基時(shí),可考慮采用變剛度布樁的方式(如改變基礎(chǔ)中部樁徑或樁長、加密中部布樁),以調(diào)整地基或樁基的豎向支承剛度,使差異沉降減到最小,從而減小基礎(chǔ)或承臺(tái)的內(nèi)力。
2箱(筏)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
對(duì)超高層建筑箱(筏)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),考慮上部結(jié)構(gòu)參與工作有利于降低箱基的整體彎曲應(yīng)力。建議采用共同工作整體分析進(jìn)行計(jì)算,這樣算得的整體彎曲箱基底板鋼筋應(yīng)力才比較符合實(shí)際;另外,共同作用使得上部結(jié)構(gòu)下面幾層邊柱(墻)出現(xiàn)較大內(nèi)力,采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)應(yīng)提高邊柱(邊墻)的內(nèi)力。
3樁箱(筏)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
超高層建筑樁箱(筏)基礎(chǔ)上部荷載滿布，可采用變剛度布樁的方式,調(diào)整樁基的豎向支承剛度,從而調(diào)整樁頂反力分布;若考慮利用樁間土分擔(dān)上部荷載,充分發(fā)揮箱(筏)底樁間土的承載力,可適當(dāng)增加基礎(chǔ)中部樁的間距;另外,若上部結(jié)構(gòu)為剪力墻,則樁宜沿剪力墻軸線布置,這樣與
滿堂布樁相比可以大大減小底板的厚度。
參考文獻(xiàn)
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[2]王榮彥,徐玲俊,張亞敏.鄭州東區(qū)超高層建筑基礎(chǔ)選型探討[J].巖土工程界,2005(12)
篇13
傳統(tǒng)的建筑防震技術(shù)主要是以加強(qiáng)建筑物的剛性和韌性之間的配合度來實(shí)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(shí)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(jì)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(shí)際的超高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,對(duì)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(jì)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(jì)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(jì)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(gè)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(gè)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?yàn)樵诩娱L了建筑物的周期以后,會(huì)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(shí)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(yùn)動(dòng)頻率對(duì)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(jì)。
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(jì)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(yùn)動(dòng)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(jì)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(yùn)動(dòng)作用力, 因此,在設(shè)計(jì)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(shí),由于在其上部會(huì)產(chǎn)生墻外狹道等現(xiàn)象,因此在設(shè)計(jì)中要充分考慮到這一部分結(jié)構(gòu)在地震作用中是否會(huì)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(dòng)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(huì)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(duì)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(huì)引起隔震層的轉(zhuǎn)動(dòng),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(duì)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(diǎn)平動(dòng)體系進(jìn)行分析,并且要考慮結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)。因此應(yīng)采用多質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)加擺動(dòng)計(jì)算模型,如圖1 所示。
圖1 基礎(chǔ)隔震體系多質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)加擺動(dòng)動(dòng)力分析模型
4. 中間層隔震技術(shù)
在實(shí)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(shí),往往會(huì)受到地面施工空間的限制,這時(shí)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(shí),地面運(yùn)動(dòng)作用不到建筑主體結(jié)構(gòu)上的目的,從而實(shí)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(qiáng)鋼來實(shí)現(xiàn),但高強(qiáng)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(jì)
針對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計(jì),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(shí)際情況,遵循隔震設(shè)計(jì)的一般要求,采取合理的設(shè)計(jì)步驟,確保超高層隔震建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化的效果。
6.1 隔震設(shè)計(jì)要求
(1)設(shè)計(jì)方案:建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計(jì),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(jì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性的對(duì)比分析后,確定其設(shè)計(jì)方案。(2)設(shè)防目標(biāo):采用隔震設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)防烈度的抗震安全儲(chǔ)備。豎向抗震措施不應(yīng)降低。(3)隔震部件:設(shè)計(jì)文件上應(yīng)注明對(duì)隔震部件的性能要求;隔震部件的設(shè)計(jì)參數(shù)和耐久性應(yīng)由試驗(yàn)確定;并在安裝前對(duì)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(gè),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(jì)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(jì)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(xiǎn)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(jì)。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(qiáng)度等級(jí)。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(duì)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(jì)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(gè)數(shù)和隔震支座的尺寸、布置并進(jìn)行隔震支座設(shè)計(jì)。(4)結(jié)構(gòu)隔震體系動(dòng)力參數(shù)的確定。選擇隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算分析模型,確定結(jié)構(gòu)的剛度、自振周期、阻尼比等動(dòng)力參數(shù)。(5)結(jié)構(gòu)隔震控制驗(yàn)算。計(jì)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(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：
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(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)。
7.2 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)。
7.3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。
8. 結(jié)束語
隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是目前抗震效果較為理想的技術(shù)方法,但其設(shè)計(jì)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(qiáng)。
