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[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。
關(guān)鍵詞:框架 － 核心筒結(jié)構(gòu)體系; 超高層; 抗震性能分析; 動力彈塑性時程分析
中圖分類號：TU323.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 工程概況
本工程為一幢超高層綜合寫字樓( 圖 1) 。主樓結(jié)構(gòu)平面尺寸為 34. 6 × 34. 6 ( m) ，核心筒尺寸為 12. 6 ×15. 1 ( m) 。主樓地下 5 層( 高 20. 4 m) ，地上 47層( 結(jié)構(gòu)出地面高度 179. 6 m) ，其中裙房共 7 層( 高 34. 5m) 。除避難層層高為 3. 9 m 外，其余標(biāo)準(zhǔn)層層高均為3. 4m。抗震設(shè)防烈度為 6 度，基本地震加速度為 0. 05 g，設(shè)計地震分組為第一組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類。結(jié)構(gòu)抗震等級為二級。主樓基本風(fēng)壓按 100 年重現(xiàn)期風(fēng)壓值 0. 45 kPa 考慮，地面粗糙度為 B 類。
圖 1 建筑效果圖
2 結(jié)構(gòu)抗震超限情況及性能設(shè)計目標(biāo)
本工程為高度超限的高層結(jié)構(gòu)。設(shè)計時采用兩階段的抗震設(shè)計并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施來滿足三個水準(zhǔn)的要求，抗震設(shè)計在滿足國家及地方規(guī)范的基礎(chǔ)上，根據(jù)性能化抗震設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計，并采取表 1 的性能控制目標(biāo)。
表 1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能目標(biāo)
3 結(jié)構(gòu)抗震性能計算分析
分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)在多遇地震，設(shè)防地震及罕遇地震作用情況下分析。
3. 1 多遇地震下結(jié)構(gòu)性能分析
3. 1. 1 多遇地震下振型分解反應(yīng)譜法計算分析
采用扭轉(zhuǎn)歐聯(lián)振型分解反應(yīng)譜法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下彈性分析，在強制剛性樓板假定條件下采用 STAWE，ETABS 及 MIDAS － Building 進(jìn)行對比計算分析，控制結(jié)構(gòu)的位移比、位移角、周期比、剛度比，抗傾覆及整體穩(wěn)定等指標(biāo)。上述不同力學(xué)模型計算結(jié)果表明，主要控制指標(biāo)結(jié)果相近，未出現(xiàn)異常。表 2 ～3 為周期及位移角計算結(jié)果比較。
表 2 結(jié)構(gòu)周期及振型
表 3 風(fēng)和地震作用所得層間位移角
3. 1. 2 多遇地震下彈性動力時程分析
根據(jù)擬建場地特性選取了 2 組天然地震波，1 組人工波作為時程分析的輸入。3 組地震波的反應(yīng)譜與《抗規(guī)》標(biāo)準(zhǔn)地震反應(yīng)譜的基本吻合，結(jié)構(gòu)前三周期點上地震波反應(yīng)譜的平均值與《抗規(guī)》標(biāo)準(zhǔn)地震反應(yīng)譜相差均在 20% 以內(nèi)。多遇地震彈性時程分析所得結(jié)構(gòu)底部剪力峰值與按照《抗規(guī)》振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行分析所得的底部剪力的對比情況，可見單組地震波輸入所得的底部剪力峰值均在《抗規(guī)》振型分解反應(yīng)譜法( CQC) 的 65 ～135% 之間，3 組地震波結(jié)果的平均值與《抗規(guī)》振型分解反應(yīng)譜法( CQC) 結(jié)果之差在 20%以內(nèi)。滿足高規(guī)要求。
表 4 時程分析底部剪力與 CQC 反應(yīng)譜法對比
多遇地震時程分析時地震波主分量峰值統(tǒng)一取為18cm / s2。3 組地震波時程結(jié)果的平均值與 CQC 法的結(jié)果吻合較好，單組地震波計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力峰值的最小值達(dá)到了反應(yīng)譜法底部剪力的 89%。X 主向時 3 組地震波時程計算所得的結(jié)構(gòu)最大層間位移角包絡(luò)值為 1/2034，Y主向時該值為 1/2012，均小于按照規(guī)范規(guī)定計算所得限值1 /680。多遇地震作用下結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的設(shè)計均取時程分析和反應(yīng)譜方法的較大值，對反應(yīng)譜方法的計算結(jié)果采用相應(yīng)樓層地震力放大的方法來調(diào)整樓層地震剪力。最終計算結(jié)果均能滿足規(guī)范要求。
3. 2 設(shè)防地震下結(jié)構(gòu)性能分析
3. 2. 1 設(shè)防地震下振型分解反應(yīng)譜法計算分析
采用中國建筑科學(xué)研究院研制的多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件 SATWE 進(jìn)行結(jié)構(gòu)的中震彈性和中震不屈服設(shè)計。場地特性參考《抗規(guī)》規(guī)定取值，場地特征周期為 0. 35 s，水平地震影響系數(shù)最大值取為 0. 12( 對應(yīng)于 5%阻尼比) 。
( 1) 位移分析。設(shè)防地震反應(yīng)譜分析得到的結(jié)構(gòu)兩個主向的層間位移角 X 向最大層間位移角為 1/673，位于第34 層; Y 向最大層間位移角為 1 /720，位于第 34 層，均小于性能目標(biāo)設(shè)定的設(shè)防地震下層間位移角限值 1/340。
( 2) 承載力分析。
1) 設(shè)防地震作用下 2 號樓核心筒剪力墻按照正截面承載力不屈服進(jìn)行設(shè)計，其受剪承載力滿足下式要求:
γGSGE+ γEhS*Ekh≤ Rd/ γRE
( 1)式中，γG和 γEh分別為重力荷載代表值和水平地震作用地震作用效應(yīng)的分項系數(shù); γRE
為抗震承載力調(diào)整系數(shù); SGE和 S*Ekh分別為重力荷載代表值效應(yīng)和未經(jīng)調(diào)整的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng); Rd為承載力設(shè)計值。計算表明，2 號樓結(jié)構(gòu)核心筒剪力墻均能滿足性能目標(biāo)的要求。
2) 設(shè)防地震作用下框架柱按彈性設(shè)計。分析表明，所有框架柱均能滿足式( 1) 的要求。
3) 設(shè)防地震作用下框架梁按正截面承載力不屈服進(jìn)行設(shè)計。
4) 驗算表明，鋼筋混凝土連梁受剪承載力均滿足下式，達(dá)到性能目標(biāo)要求:
SGE+ S*Ekh≤ Rk
( 2)式中，Rk為按照材料強度標(biāo)準(zhǔn)值計算的截面受剪承載力，其余符號同式( 1) 。
3. 2. 2 設(shè)防地震下非線性動力彈塑性計算分析
計算程序為中國建筑科學(xué)研究院研制的 EPDA 結(jié)構(gòu)動力彈塑性分析程序。梁、柱等構(gòu)件采用纖維束模型模擬其彈塑性性質(zhì)，剪力墻則采用非線性殼單元模擬。設(shè)防地震下的結(jié)構(gòu)非線性時程分析采用 2 組天然地震波和 1 組人工波共 3 組地震波作為輸入。地震波水平主分量的加速度峰值按照《抗規(guī)》的規(guī)定調(diào)整為 0. 05g，水平次方向的加速度峰值調(diào)整為 0. 0425g。結(jié)構(gòu)阻尼比仍取為 0. 05。鑒于目前地震工程學(xué)科的研究尚存諸多課題有待解決，以及適宜的地震動加速度記錄較少，處理非線性時程分析位移結(jié)果時仍需參考多遇地震的彈性反應(yīng)譜分析結(jié)果。具體做法是: 將彈塑性分析得到的結(jié)構(gòu)某部位在某地震波下的彈塑性位移與該部位在該地震加速度記錄下的多遇地震位移之比作為彈塑性位移放大系數(shù); 多組地震波的彈塑性位移放大系數(shù)包絡(luò)值與結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)譜方法得到的該部位位移之積作為其結(jié)構(gòu)彈塑性位移。本報告中對設(shè)防地震和罕遇地震非線性時程分析所得結(jié)構(gòu)位移結(jié)果均采用這一處理方法。
設(shè)防地震作用下的彈塑性層間位移角 X 主向和 Y 主向時最大層間位移角分別為1/453( 第 27 層) 和 1/563( 第 28層) ，分別為規(guī)范彈性層間位移角限值的 1. 50 倍和 1. 21 倍，均小于設(shè)防地震水準(zhǔn)下結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)所定位移角限值 1/340。
設(shè)防地震作用下各組地震波 X 向底部剪力峰值與相應(yīng)多遇地震水準(zhǔn)時底部剪力峰值之比的平均值為 2. 04，Y 向為 2. 13。設(shè)防地震和多遇地震的主分量加速度峰值之比為2. 72。X 主向和 Y 主向設(shè)防地震作用下結(jié)構(gòu)底部剪力峰值與相應(yīng)的多遇地震作用下結(jié)構(gòu)底部剪力峰值之比均小于加速度峰值之比，表明結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震作用下部分連梁出現(xiàn)塑性鉸后，結(jié)構(gòu)剛度有所下降，結(jié)構(gòu)部分耗能機制已經(jīng)形成，吸收的地震作用較相應(yīng)的彈性結(jié)構(gòu)有所減小。
3. 3 罕遇地震下結(jié)構(gòu)性能分析
罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的層間位移角計算方法同設(shè)防地震時的情況，即以各組地震波罕遇水準(zhǔn)輸入得到的結(jié)果與相應(yīng)多遇地震輸入結(jié)果的比值的包絡(luò)值和多遇地震彈性反應(yīng)譜分析的結(jié)果的乘積作為罕遇地震下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。結(jié)構(gòu)罕遇地震下 X 向和 Y 向最大層間位移角出現(xiàn)在27 層，達(dá)到1 /189; Y 向最大樓層層間位移角為 1 /207( 28 層) 。罕遇地震下最大層間位移角均小于罕遇地震水準(zhǔn)時結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)所定限值 1/170。
各組地震波 X 向底部剪力峰值與相應(yīng)多遇地震水準(zhǔn)時底部剪力峰值之比的平均值為 3. 48，Y 向為 3. 83。罕遇地震和多遇地震的主分量加速度峰值之比為 6. 94。X 主向和
Y 主向罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)底部剪力峰值與相應(yīng)的多遇地震作用下結(jié)構(gòu)底部剪力峰值之比均明顯小于加速度峰值之比，表明結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下塑性發(fā)展程度較為顯著，結(jié)構(gòu)剛度下降較多，地震輸入能量大多被進(jìn)入塑性階段的構(gòu)件耗散。
( 1) 為提高結(jié)構(gòu)核心筒剪力墻在罕遇地震下的抗剪能力。各片剪力墻的承擔(dān)的剪力值均偏于安全地采用罕遇地震彈性反應(yīng)譜分析的結(jié)果; 剪力墻的截面控制條件采用下式:
VGE+ V*EK≤ 0. 15βcfckbh0( 3)
式中，VGE和V*EK分別為重力荷載代表值和地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的構(gòu)件剪力，βc為混凝土強度影響系數(shù)，fck為混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值，b 和 h0分別為構(gòu)件截面寬度和有效高度。驗算表明，所有剪力墻均能滿足式( 3) 的要求。
( 2) 罕遇地震下混凝土框架柱正截面承載力滿足公式( 2) ，斜截面承載力滿足公式( 1) 。均達(dá)到了性能目標(biāo)的要求。外框架的大部分梁已經(jīng)進(jìn)入屈服階段。滿足性能目標(biāo)的要求。
( 3) 罕遇地震下部分鋼筋混凝土連梁已屈服。經(jīng)驗算，其抗剪能力滿足下式的要求:
( 4)
式中符號意義同公式( 3) 。罕遇地震下連梁不會發(fā)生剪切控制型的破壞，保證了連梁良好的受彎耗能能力，達(dá)到性能目標(biāo)的要求。
關(guān)鍵詞：B級高度框架核心筒超限高層抗震性能設(shè)計
中圖分類號： TU352.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1. 工程簡介
本項目位于江蘇省南通市新城區(qū)核心位置，毗鄰中央CBD中南世紀(jì)城，地上建筑共分為6棟樓（1#~6#），包括綜合商業(yè)、超高層酒店、高層商辦、文化產(chǎn)業(yè)、超市及地下車庫。項目總建筑面積約24.15萬平方米（地上約18.85萬，地下約5.3萬）；2號樓超高層酒店地上單體總建筑面積約5.6萬平方米，位于整體大地下室之上，抗震設(shè)防烈度為7度（南通為6度設(shè)防區(qū)域，因本工程為大型公建，故按7度設(shè)防）；抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類)；結(jié)構(gòu)形式為框架核心筒結(jié)構(gòu)；框架及核心筒抗震等級均為一級。
2．超高層酒店結(jié)構(gòu)基本形式
本工程由裙房與塔樓構(gòu)成，二者連為整體，無抗震縫。塔樓部分采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)，重力荷載主要由鋼筋混凝土樓蓋傳到核心筒以及周邊的框架上，然后由核心筒、框架把重力荷載傳到基礎(chǔ)。
裙房部分較低，采用僅設(shè)置框架柱即可滿足計算要求。
側(cè)向荷載：地震作用和風(fēng)荷載由外框架和核心筒把作用力和荷載傳到基礎(chǔ)。
裙房層平面：平面長x寬=100.6mx 30.0m。
標(biāo)準(zhǔn)層平面：平面長x寬=46.9mx 30.0m。
核心筒長20.6m，寬9.6米，核心筒的總高與寬度的比值為148.6/9.6=15.5；Y向剛度相對較弱，如何加強Y向剛度為主要控制要點，針對這一不足，根據(jù)核心筒墻體的布置特點，采取了適當(dāng)增加翼墻厚度，充分發(fā)揮組合墻體整體效應(yīng)，提高核心筒在Y向的抗側(cè)剛度；
Y向邊榀框架不連通，對Y向位移控制不利；框架柱的截面變化盡量有利于Y向位移控制，X向收進(jìn)；
裙房高度主屋面高度15.7m，為塔樓高度的0.106
上部塔樓質(zhì)心與裙房底盤質(zhì)心偏差約為11m，為底盤長度的11%
3．結(jié)構(gòu)布置特點
3.1 底部平面尺度狹長： 2#底部商業(yè)單體長寬約為100mX30m，長方向超過規(guī)范限值較多，對單體長度超長的結(jié)構(gòu)設(shè)計，需采取有效措施防止由于混凝土收縮和溫度應(yīng)力造成的建筑物開裂；板面設(shè)置貫通溫度鋼筋，單層單向配筋率不小于0.15%，加強樓板防裂性能，施工期間在適當(dāng)位置設(shè)置施工后澆帶，后澆帶內(nèi)板鋼筋均按搭接處理，以釋放混凝土早期收縮應(yīng)力，選擇合適的溫度條件封閉后澆帶，盡量減少溫度應(yīng)力對正常使用的影響；適當(dāng)加強受溫度應(yīng)力影響較大的構(gòu)件配筋。
3.2B級高層：酒店總高度約148.65m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，根據(jù)《南通市建設(shè)工程抗震設(shè)防管理辦法》的相關(guān)規(guī)定，此結(jié)構(gòu)單體應(yīng)按七度標(biāo)準(zhǔn)抗震設(shè)防，按規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，屬于B級高度的高層建筑；根據(jù)《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)〔2010〕109號）》的相關(guān)規(guī)定，屬需進(jìn)行“超限高層抗震專項審查”的超限高層建筑。
3.3 立面收進(jìn)變化大：底部商業(yè)大部分為三層，局部四層，收進(jìn)尺度較大，但收進(jìn)部分高度與房屋高度之比不大于0.2，不屬于結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則；大底盤的偏心率不大于15%，不屬于豎向不規(guī)則范圍。
3.4 局部開洞：酒店入口設(shè)置二層通高大堂，局部開洞，形成二根穿層柱，設(shè)計時應(yīng)核對穿層柱的計算長度系數(shù)，柱配筋應(yīng)滿足長度系數(shù)修正后計算結(jié)果。
3.5 大量短柱：建筑總高度較高，單柱荷載較大，大量框架柱的柱凈高與截面高度之比不大于4，柱箍筋應(yīng)按規(guī)范要求全高加密。
4．結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
4.1 計算程序及主要參數(shù)：主體結(jié)構(gòu)采用由中國建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件SATWE》（2010版）進(jìn)行整體分析，北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司開發(fā)的《三維建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計軟件MIDAS》（版本號：V2011）進(jìn)行補充計算，其中小震反應(yīng)譜計算采用SATWE和MIDAS，小震彈性時程計算采用SATWE。多遇地震下參數(shù)選取按規(guī)范參數(shù)與安評參數(shù)計算的基底剪力較大者采用，經(jīng)比較安評參數(shù)基底剪力較大，故多遇地震動參數(shù)按安評采用。
主要計算參數(shù)詳見下表：
4.2SATWE與MIDAS計算結(jié)果匯總：
4.2.1 結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布：
SATWE：結(jié)構(gòu)總質(zhì)量10.88萬噸，恒載9.97萬噸，活載0.91萬噸，平均每平方米恒載1.588噸，每平方米活載0.122噸。
MIDAS：結(jié)構(gòu)總質(zhì)量10.88萬噸，恒載9.97萬噸，活載0.91萬噸，平均每平方米恒載1.588噸，每平方米活載0.122噸。
4.2.2 結(jié)構(gòu)周期及位移指標(biāo)：
周期指標(biāo)：
4.3 小震彈性時程分析結(jié)果
根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010第5.1.2條規(guī)定，本建筑為一般不規(guī)則高層結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行彈性動力時程分析。計算分析時采用由PKPM提供的2條天然波和1條人工波，分別為RH3TG055（人工波），TH3TG055（天然波），TH4TG055（天然波），三條地震波均包括X，Y兩個方向的輸入分量，主次方向峰值加速度比值為1：0.85。
時程法結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計算結(jié)果：
地震波時程特性與CQC對比結(jié)果：
結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)體系無明顯薄弱層，且每條時程曲線計算得到的結(jié)構(gòu)底部剪力均大于CQC法的65%，三組時程曲線計算得到的底部剪力平均值大于CQC法計算得到的底部剪力的80%，彈性時程分析結(jié)果滿足規(guī)范要求。
5． 構(gòu)件抗震設(shè)計性能目標(biāo)
針對不同結(jié)構(gòu)部位的重要程度，設(shè)計采用了不同的抗震性能目標(biāo)，如下：
6．結(jié)構(gòu)超限設(shè)計及計算措施
1）、地震參數(shù)選取按“安評參數(shù)”及“規(guī)范參數(shù)”計算后基底剪力大者取用。
2）、嚴(yán)格按規(guī)范要求控制剪力墻、框架柱的軸壓比（剪壓比），保證剪力墻、框架柱的延性，從而提高整個結(jié)構(gòu)的變形能力。
3）、裙房屋面層樓板按規(guī)范要求加厚，并采用雙層雙向配筋加強。
4）、底部加強區(qū)墻體中震受拉，鋼筋配置按中震不屈服控制，鋼筋連接采用機械“A”級接頭予以加強。
5）、穿層柱采用全高設(shè)置箍筋增強其延性設(shè)計，滿足中震彈性。
6）、內(nèi)隔墻采用輕質(zhì)填充墻，盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重，減小地震作用。
7）、對裙房層頂層樓板補充應(yīng)力計算，并根據(jù)計算結(jié)果采取中震不屈服進(jìn)行加強。
8）、對穿層柱的設(shè)計剪力和彎矩取值不小于該層其它柱的剪力和彎矩設(shè)計值。
9）、對關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行抗震性能化設(shè)計，滿足抗震性能目標(biāo)要求。
10）、采用PUSH對結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的彈塑性靜力時程分析，以考察結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的抗震性能，對分析中發(fā)現(xiàn)的薄弱部位采取相應(yīng)的加強措施，保證重要部位不屈服，并控制整體結(jié)構(gòu)的塑性變形滿足規(guī)范1/100要求。
7．結(jié)語
本文概述了對該B級高度塔樓結(jié)構(gòu)體系的研究、線彈性分析、彈性時程分析及構(gòu)件的驗算。各層面的分析結(jié)果表明目前的結(jié)構(gòu)方案可以滿足本文中所制定的目標(biāo)，各項性能指標(biāo)均符合國家現(xiàn)行規(guī)范要求，該工程結(jié)構(gòu)體系成立，是安全可行的。主要的分析結(jié)論如下：
（1）該結(jié)構(gòu)整移指標(biāo)為地震荷載控制，小震作用下的最大層間位移角為1/902，風(fēng)荷載下的最大層間位移角為1/1412，均滿足規(guī)范小于1/800的要求；大震作用下最大彈塑形層間位移角為1/228，滿足規(guī)范小于1/100的要求。
（2）筒體剪力墻滿足中震抗剪彈性、中震抗彎不屈服及大震作用下截面限制的要求。
（3）躍層的框架柱滿足中震抗剪彈性、中震抗彎不屈服的要求。
參考文獻(xiàn)：
1.《南通市建設(shè)工程抗震設(shè)防管理辦法》（通政發(fā)〔2009〕39號）
2.《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)[2010]109號）
3. 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010-2010)
【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。基礎(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
關(guān)鍵詞：超高層；復(fù)雜高層；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計要點
1超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求
（1）科學(xué)分析構(gòu)造。在設(shè)計超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)過程中，設(shè)計人員需要對建筑的整體構(gòu)造進(jìn)行合理設(shè)計，嚴(yán)格遵循實用性與穩(wěn)定性的原則，對結(jié)構(gòu)設(shè)計細(xì)節(jié)加以高度重視，加固設(shè)計部分應(yīng)力符合集中的部位。同時設(shè)計人員需要綜合分析外界的環(huán)境因素，如風(fēng)向風(fēng)力、溫度變化等，以免建筑物出現(xiàn)形變和側(cè)移等問題，確保構(gòu)造的穩(wěn)定性[1]。此外，設(shè)計人員需要準(zhǔn)確把握建筑材料的性能，尤其是材料的形變能力和延展性，以便因材料質(zhì)量問題而影響建筑構(gòu)造的使用性能。（2）優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)方案的選擇是超高層及復(fù)雜高層建筑建設(shè)的前提與基礎(chǔ)，因此設(shè)計人員需要以工程實際情況為依據(jù)，科學(xué)確定結(jié)構(gòu)方案，在確保結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)好建筑成本投入及結(jié)構(gòu)優(yōu)化之間的關(guān)系。同時構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)的評價方案，在評價體系中納入相關(guān)的評價標(biāo)準(zhǔn)，如自然因素、施工工藝、工程材料和設(shè)計要求等，然后分析和對比超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，優(yōu)選出最佳方案，保證工程的有序?qū)嵤＃?）完善計算簡圖。在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，計算簡圖的目的就是為方案的選擇提供數(shù)據(jù)支撐，達(dá)到結(jié)構(gòu)精細(xì)化分析的目的。由于計算簡圖的完善與否直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理，因此在實際工作中，設(shè)計人員應(yīng)體現(xiàn)出計算簡圖的全面性與直觀性特征，對結(jié)構(gòu)簡圖的繪制誤差進(jìn)行科學(xué)控制，以便獲得關(guān)鍵性的內(nèi)容，真實準(zhǔn)確反映出工程的結(jié)構(gòu)信息，便于工程的順利開展。
2超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點具體表現(xiàn)為以下幾方面：（1）注重概念設(shè)計。在超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要高度注重概念設(shè)計，適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)的均勻性、完整性、規(guī)則性，保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力與豎向的傳力路徑相對直接與清晰；同時在設(shè)計中適當(dāng)融合節(jié)能和環(huán)保的理念，構(gòu)建切實可行的耗能機制，關(guān)注材料與結(jié)構(gòu)的利用率，保證結(jié)構(gòu)受力的完整性。（2）加強抗震設(shè)計。抗震設(shè)計保證超高層及復(fù)雜高層建筑安全性的前提與基礎(chǔ)，要想做好抗震設(shè)計應(yīng)做好如下幾點：①關(guān)注抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和質(zhì)量。由于地震作用方向的隨機性強，對地震荷載進(jìn)行準(zhǔn)確計算后，需要從構(gòu)件與結(jié)構(gòu)等方面出發(fā)，科學(xué)選用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，使剛心與形心相重合，提高結(jié)構(gòu)安全性能[2]。②認(rèn)真考慮抗震設(shè)防烈度。抗震設(shè)防烈度是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，在烈度設(shè)計中應(yīng)以建筑物最大承受強度大小為主，以此增強建筑物的安全性與經(jīng)濟性，有效減少建設(shè)誤差，保證人們的生命財產(chǎn)安全。③科學(xué)選擇建材。抗震設(shè)計材料應(yīng)具備材質(zhì)均勻、高強輕質(zhì)等特點，并且構(gòu)件連接應(yīng)有良好的延性、連續(xù)性、整體性，這樣才能有效消耗地震的能力，降低地震反應(yīng)，減少因地震造成的損失。④加強構(gòu)件強度。為了增強超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的抗變形能力和抗震性能，可以選擇強度較大的結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等。（3）合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。要想保證建筑的安全性，必須要對結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系進(jìn)行科學(xué)選擇，但是在選擇過程中需要注意幾點：①在實際設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)該高度重視相關(guān)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的聯(lián)系，使其形成統(tǒng)一和完整的整體。②如果建筑結(jié)構(gòu)中涉及諸多抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，則需要對其進(jìn)行認(rèn)真分析，科學(xué)評判其貢獻(xiàn)程度，對其效用進(jìn)行詳細(xì)考察[3]。③從建筑物實際高度出發(fā)，對所學(xué)的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行確定，如建筑物高度不超過100m，框架剪力墻、框架、剪力墻為最佳體系構(gòu)成；高度保持在100~200m的范圍內(nèi)，剪力墻和框架核心筒為最佳體系構(gòu)成；蓋度在200~300m的范圍內(nèi)，框架核心筒和和框架核心筒伸臂為最佳體系構(gòu)成；高度低于600m時，銜架、斜撐、組合體、筒中筒伸臂、巨型框架為最佳體系構(gòu)成。
3結(jié)束語
在超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要對其設(shè)計要點進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，從施工過程、抗震設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)方案等方面處罰，做到科學(xué)分析構(gòu)造、優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案、完善計算簡圖，并加強抗震設(shè)計，注重概念設(shè)計，合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。這樣才能提高材料的利用率，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，增強建筑的整體質(zhì)量和使用性能，達(dá)到良好的設(shè)計效果。
參考文獻(xiàn)
[1]吳榮德，李國方.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探析[J].住宅與房地產(chǎn)，2015，28：40.
[2]胡先林.試論復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].建材與裝飾，2016，10：124~125.
【關(guān)鍵詞】：高層；超高層；建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計；
中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
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)該是因為高層和超高層建筑可以在有效面積的土地上發(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用要比一般建筑高很多。盡管如此，依然不會阻擋我們高層建筑的前進(jìn)步伐，因為我國的建設(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)計方法
（一）設(shè)計方略
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)時人員得到及時的疏散。與此同時設(shè)置設(shè)備層也是對于機電設(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)一個避難層兼設(shè)備層。當(dāng)然了，還需要設(shè)有機電設(shè)備層。這就是說不但要考慮實際的荷載情況之外，還需要對設(shè)備的振動對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)計很重要,我們可以通過設(shè)置結(jié)構(gòu)加強層，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)則對稱平面。要不然的話會出現(xiàn)地震時候的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，效應(yīng)太大，會直接影響建筑結(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)頂點最大加速度的控制滿足相關(guān)規(guī)定要求。
（二）注意事項
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。這就會導(dǎo)致工程造價也增加。對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。
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。同時還要考慮經(jīng)濟的合理性，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；我們在計算對角線方向的迎風(fēng)面寬時候，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)會采用，也就是說要學(xué)會減小高風(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，降低震動影響，如臺北國際金融中心大廈。
4.5剪重比。現(xiàn)在超高層建筑設(shè)計中對于剪重比的要求越來越嚴(yán)格，在實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)征求意見稿對于墻體最小厚度要滿足穩(wěn)定性的要求強調(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。對于體穩(wěn)定的簡化計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、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，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
合理選擇構(gòu)方案
一個合理的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，一個切實可行的結(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)計者們在為這樣的成果高興的同時，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)計水平而奮斗。
高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性非常之重要，在實際的設(shè)計的過程中，工程師們應(yīng)該要重視概念設(shè)計，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)濟性并存。采取技術(shù)措施要有針對性，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)分析計算準(zhǔn)確性和設(shè)計指標(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)計是個全面的系統(tǒng)性工作。需要扎實的理論知識，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)計人員在設(shè)計的過程中應(yīng)該從一個個基本的構(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)才會更美好 ！
參考文獻(xiàn)：
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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)：
【關(guān)鍵詞】超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計
1. 工程概況
太古匯為太古匯廣州發(fā)展有限公司在廣州市天河路與天河?xùn)|路交匯處的西北角建造的大型綜合式項目。本項目的凈用地面積為43980平方米，總建筑面積約為457584 平方米。項目包括三座塔樓：一號塔樓為一座主體39層高的辦公樓，二號塔樓為一座主體29層高的辦公樓，酒店A為一座主體28層高的酒店；一座約58米高的文化中心(包括劇院、圖書館、展覽廳等)，及用作商場、電影院、宴會廳、停車場的裙樓及四層地庫。地庫深度為21米，開挖深度約為23米。
辦公樓1為太古匯項目最高的一棟塔樓，其中主體結(jié)構(gòu)高度182.6米，并在頂部設(shè)29.4米鋼結(jié)構(gòu)屋頂，建筑總高度212米。主體結(jié)構(gòu)采用混凝土框架－核心筒結(jié)構(gòu)體系。辦公樓1平面大致成正方形；東南及西北角做切角設(shè)計，切角尺寸每層變化，營造出弧形建筑立面；同時為配合弧形外立面，辦公樓1東南及西北角4根柱子設(shè)計為斜柱，最大斜率約6°。辦公樓1標(biāo)準(zhǔn)層層高4.2米；一層大堂部分貫通二層，層高達(dá)14米；四層層高8.4米，中段設(shè)兩個設(shè)備層/避難層，層高達(dá)8.1m。
1）辦公樓1標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面圖
2）辦公樓1剖面圖
2. 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定
1）結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定
辦公樓結(jié)構(gòu)安全等級為二級；結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年；根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2004），辦公樓1為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）建筑。
2）高層建筑類別確定
根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)4.2.1條要求，鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和寬高比應(yīng)分為A級和B級。B級高度高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比可較A級適當(dāng)放寬，其結(jié)構(gòu)抗震等級、有關(guān)的計算和構(gòu)造措施應(yīng)相應(yīng)加嚴(yán)，并應(yīng)符合相關(guān)條文規(guī)定。
辦公樓1為框架－核心筒結(jié)構(gòu)，7度設(shè)防。根據(jù)“高規(guī)”表4.2.1-1，A級高度，7度抗震框架－核心筒結(jié)構(gòu)的最大適用高度為130米；根據(jù)“高規(guī)”表4.2.1-2，相同條件B級高度的最大高度為180米；辦公樓1主體結(jié)構(gòu)高度182.6米，屬于超B級高度超限高層。同時，由于辦公樓1采用型鋼混凝土柱設(shè)計，根據(jù)《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》（DBJ/T15-46-2005）表10.1.2規(guī)定，型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)的最大適用高度為190米，本工程并未超限，所以，辦公樓1仍按B級高度高層建筑進(jìn)行設(shè)計。
3）抗震等級確定
根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)表4.8.3規(guī)定，B級高度，7度設(shè)防的框架－核心筒結(jié)構(gòu)的框架及核心筒抗震等級均為一級。
3. 設(shè)計荷載
1）樓面設(shè)計荷載
樓面設(shè)計荷載基本上按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值，然而有部份位置按太古匯廣州發(fā)展有限公司要求增加活荷載。本項目的附加恒載及活載取值見下表。
2）風(fēng)荷載
a)規(guī)范取值
根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2006）規(guī)定，廣州市地區(qū)50年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓為0.50KN/m2 ; 100年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓為0.60KN/m2。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)第3.2.2條要求，對于對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，基本風(fēng)壓按100年重現(xiàn)期風(fēng)壓值考慮。根據(jù)“高規(guī)”附錄規(guī)定，辦公樓1屬于對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，基本風(fēng)壓需按100年重現(xiàn)期風(fēng)壓值考慮。同時，根據(jù)《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》（DBJ/T15-46-2005）第2.2.2條，計算高層結(jié)構(gòu)水平位移時，按照50年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值計算。
結(jié)合上述規(guī)范，辦公樓1計算位移時，按50年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值計算；進(jìn)行截面及配筋設(shè)計時，按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值計算。
b)風(fēng)洞實驗
本項目聘請加拿大的RWDI風(fēng)洞測試顧問進(jìn)行風(fēng)洞測試，以驗證風(fēng)荷載及塔樓結(jié)構(gòu)是否符合舒適度之要求。有關(guān)風(fēng)荷載方面，風(fēng)洞試驗得出結(jié)構(gòu)風(fēng)壓小于規(guī)范要求，故此采用規(guī)范風(fēng)壓作結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計。有關(guān)行人舒適度方面，風(fēng)洞模型于太古匯項目周邊及范圍之內(nèi)共設(shè)有76個測試點用以分析行人舒適度。結(jié)果顯示，于受風(fēng)情況下，太古匯及周邊的行人舒適度滿意(超過80%時間，不論坐下或站立，都會感到舒適)；行人不會因烈風(fēng)受到安全威脅(不會出現(xiàn)強于88km/hr風(fēng)速的烈風(fēng))。
3）地震荷載
a)規(guī)范取值
計算地震影響時，辦公樓1采用考慮扭轉(zhuǎn)耦連的振型分解反應(yīng)譜法，主要采用設(shè)計參數(shù)如下：
抗震設(shè)防烈度 7度
地震影響系數(shù)最大值 多遇地震 αmax=0.08*
罕遇地震 αmax=0.50
抗震設(shè)防類別 丙類
安全等級 二級
地震的分組 第一組
場地類別 II
設(shè)計基本地震加速度值 0.10g
特征周期 0.35s
同時根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)5.1.13條要求，本工程采用時程分析法進(jìn)行多遇地震下的補充計算。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜高層；超高層；結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計要點
在高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，面臨的問題十分復(fù)雜，與普通建筑相比，高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作難度更高。為了解決高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難題，有必要對復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進(jìn)行探討研究，這對我國城市發(fā)展以及建筑行業(yè)的發(fā)展都將起到重要的意義。
1、復(fù)雜高層和超高層建筑與普通建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的區(qū)別
復(fù)雜高層和超高層建筑與普通建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上具有很大的不同，普通高層建筑的高度一般不超過200m，而復(fù)雜高層和超高層建筑的高度通常在200m以上，甚至可達(dá)到上千米。另一方面，普通高層建筑大多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而復(fù)雜高層和超高層建筑通常采用混合結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。此外，在復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，需要面對抗震要求、風(fēng)荷載、舒適度、避難層、機電設(shè)備層、施工因素等一系列難題，可見復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計難度要遠(yuǎn)大于普通高層建筑。
2、進(jìn)行復(fù)雜高層建筑與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時需考慮的問題
2.1設(shè)計方案方面的問題
在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候第一步就要對建筑物的結(jié)構(gòu)方案問題進(jìn)行重要的思考。特別是對于那些復(fù)雜高層與超高層建筑來說，如果因為在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的時候沒有恰當(dāng)?shù)倪x擇，那么就很容易引起整個結(jié)構(gòu)設(shè)計方案大幅度的調(diào)整。正因如此，設(shè)計單位在對建筑物進(jìn)行設(shè)計方案的制定時，不僅僅要把專業(yè)的東西結(jié)合進(jìn)去，還要對去其他地區(qū)的實例進(jìn)行考察，結(jié)合多方面的東西，來對方案進(jìn)行有效的確立。
2.2建筑結(jié)構(gòu)類型方面的問題
對復(fù)雜高層建筑與超高層建筑在展開選擇結(jié)構(gòu)類型的時候，結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者不僅僅要對建筑所在的地區(qū)的抗震度進(jìn)行充分的考慮，還應(yīng)該對建筑地區(qū)的外部環(huán)境的地質(zhì)進(jìn)行合理有效的分析。不僅如此，在一個方面還應(yīng)該大量的減少建筑成本，對建筑工程造價問題進(jìn)行充分合理的考慮，如果條件一樣的話盡量選擇成本比較低的借建筑結(jié)構(gòu)。
3、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
3.1嚴(yán)格選擇合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系
不同高度的高層建筑物，所采用的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系也各不同，不同高度建筑物常用的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系也不盡相同。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件能有效結(jié)合為一個整體，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計過程中，如果采用多層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，那么應(yīng)分析每種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的作用，要根據(jù)其作用的不同，對抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)的布置。在條件允許時，復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)該盡量做到相互連接，增強結(jié)構(gòu)整體性，如可以通過伸臂桁架將核心筒和框架柱相互組合，例如廣州東塔及其組合抗側(cè)力體系，該建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，就是通過伸臂桁架將核心筒和框架柱相互連接。另外也可以將通過環(huán)帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體，進(jìn)而形成巨型框架，此外還有深圳平安大廈及其組合抗側(cè)力體系，該建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，就是通過環(huán)帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體。此外，也可以將縱橫向墻體相互組合，形成組砼筒體或者組合墻，此抗側(cè)力體系均可用于復(fù)雜高層和超高層建筑。
3.2概念設(shè)計的重要性
從以往的建筑工程中得出的經(jīng)驗，對于復(fù)雜高層和超高層建筑，應(yīng)重視在其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計上的重要性，主要應(yīng)重視以下幾點：
（1）控制好建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
（2）保證建筑結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力有直接且有效的傳力途徑。
（3）保證建筑工程結(jié)構(gòu)的整體性。
（4）在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要保證綠色環(huán)保、節(jié)約能源。
建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計要想滿足以上幾點，需要結(jié)構(gòu)工程師和各專業(yè)設(shè)計之間的共同努力協(xié)作，只有協(xié)作好才能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，保證工程質(zhì)量。
3.3控制結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)及計算結(jié)果的合理性
（1）合理選擇分析軟件
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中已經(jīng)普遍采用了信息化技術(shù)，目前計算機軟件的種類十分繁多，各個軟件的側(cè)重點也不盡相同，因此，設(shè)計人員應(yīng)該對各種軟件有所了解，根據(jù)工程項目的實際情況，選擇科學(xué)適用的計算機軟件。
（2）充分考慮荷載作用
1）地震荷載
在復(fù)雜高層和超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮地震荷載的問題。對建筑施工場地進(jìn)行地震安全性評價，結(jié)合安評內(nèi)容并與規(guī)范規(guī)定采用的地震力合理對比，小震時應(yīng)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計，同時根據(jù)規(guī)范要求合理選用地震波。
2）風(fēng)荷載
在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，風(fēng)荷載對建筑物的影響很大，隨著建筑物高度的增加，其風(fēng)荷載也在不斷的增加，對于建筑高度超過200m以上的建筑物，應(yīng)進(jìn)行風(fēng)洞試驗。
（3）合理控制關(guān)鍵設(shè)計指標(biāo)
一定要合理控制各項關(guān)鍵設(shè)計指標(biāo)，包括剪重比、自振周期、位移比、層間位移角、側(cè)向剛度比與抗剪承載力比、核心筒和框架部分剪力與彎矩分配、單位面積下的重力荷載代表值、整體穩(wěn)定性驗算等等。
3.4結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化分析
（1）在進(jìn)行方案設(shè)計時，必須有結(jié)構(gòu)專業(yè)的人員參與其中。
（2）復(fù)雜高層和超高層建筑在選擇結(jié)構(gòu)類型時，一定要充分考慮工程所建地的工程地質(zhì)情況。
（3）要考慮工程的造價成本問題，在保證安全、質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能選擇造價較低的結(jié)構(gòu)類型。
（4）要重視抗震設(shè)計，在復(fù)雜高層和超高層建筑的抗震方案設(shè)計過程中，要慎重的選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震材料，應(yīng)有效控制地震發(fā)生時樓層間的位移限值，通過對發(fā)生改變的建筑構(gòu)件和建筑層間的位移進(jìn)行分析，得出構(gòu)件的變形值，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震方案。
3.5工程施工過程對設(shè)計的要求
在進(jìn)行設(shè)計的過程中一定要充分考慮施工因素的影響，如在復(fù)雜高層和超高層建筑中，豎向構(gòu)件的壓縮變形會使建筑物的外形發(fā)生改變，而且影響建筑的內(nèi)力分布。因此，為了避免建筑的外形發(fā)生改變，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，保證施工過程的安全，應(yīng)對復(fù)雜高層和超高層建筑進(jìn)行施工過程模擬和預(yù)變形演練。另外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要注意復(fù)雜節(jié)點部位鋼筋及鋼材傳力的可靠性，同時要考慮現(xiàn)場施工的可實施性。如在型鋼混凝土梁柱節(jié)點中主筋與型鋼相交時，通常采取以下4種處理措施：型鋼表面焊接鋼筋連接套筒；鋼筋繞過型鋼；鋼筋與型鋼表面加勁板相焊連；鋼板上開洞穿鋼筋等。在實際設(shè)計中，一定要合理選擇處理措施，保證現(xiàn)場施工的可實施性。
4、結(jié)束語
綜上所述，復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特別關(guān)鍵，它直接關(guān)系到建筑物的質(zhì)量和安全。所以我們在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一定要綜合考慮建筑物的抗側(cè)力性，只有確保建筑結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定才能保證建筑的安全。概念設(shè)計在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，占有很重要的比重，概念設(shè)計是否合理決定著高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，每個環(huán)節(jié)的設(shè)計都應(yīng)高度重視，從而使建筑結(jié)構(gòu)體系達(dá)到安全穩(wěn)定，滿足人們的使用功能要求。本文主要對復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點提出幾點建議，希望對相關(guān)設(shè)計工作有所幫助。
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