第一篇
1高层建筑钢筋混凝土结构设计的灵魂
1.1高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性因地制宜，仔细研究当地的气候，例如在多风的地区需要抗风化的材料。严格遵循国家相关规定，确保规定的使用年限。1.2高层建筑钢筋混凝土结构的适用性保证通过使用钢筋混凝土结构的高层建筑的适用性，也就是确保它的宜居性，需要实现其在一定的情况下能够体现出抗压，抗震等特性，以及抵抗一系列因素的影响。
2高层建筑钢筋混凝土结构设计中关键问题
2.1短肢剪力墙的设计高层建筑设计短肢剪力墙具有功能性，但是，短肢剪力墙的设置需要遵照一定的规范，切不可在设计中频繁采用，也不能布设过多，应该在确保高层建筑抗震目标达到的范围内，尽量降低短肢剪力墙的设计数量，这样的设计可以降低后续高层建筑钢筋混凝土结构施工和处理过程中的难度。2.2结构体系的选择高层建筑对外形的要求不及传统建筑，但是要在满足建筑强度，稳定性前提下，对外形结构进行优化，对内部结构进行优化，设计出色的结构体系，并严格的付诸于施工。2.3结构高度的控制在高层建筑钢筋混凝土结构设计中常会出现超高的问题，这不利于高层建筑物抗震性能的实现，由于不同高度会出现不同级别的设计规范形式，因此，当结构高度出现变化时，特别是出现超高问题时，要重新进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计工作。
3高层建筑钢筋混凝土结构设计的要点
3.1高层建筑的混凝土工程技术高层建筑混凝土体量大,强度高。因此，混凝土工程技术需要加强重视。在施工过程中，需要对混凝土的温度、凝固时间及其材料配比做精确的测试实验，充分了解其性能与结构，这样才能保证浇筑的实际效果。还应使用一定数量的机器。国内目前的高泵程混凝土一般采用掺粉煤灰与化学外加剂的双掺技术。综合反映了掺合料技术、混凝土外加剂技术、配合比设计技术、泵管布置铺设技术、泵车操作技术和泵送设备,一次又一次突破混凝土泵送高度。3.2高强混凝土合理运用高强高性能混凝土具有综合优势，较先前的混凝土强度大幅度提高，这样在施工过程中能够减少结构的尺寸，增大房屋的内部空间，同样也减少了成本。高强高性能混凝土还具有高弹模、高耐久的特点，这样对于长远来向又能够节省成本。3.3提高耐久性与先前的适用性不同的是，耐久性要求的方面更加宽泛，不仅仅要求钢筋混凝土的结构具有抗腐蚀，抗压的特性，而且要求建筑在实际使用过程中能够在复杂的环境下依旧具有较高的可靠性。随着经济的发展，建筑材料成本降低，人们对建筑质量了解的也越来越多，这就要求钢筋混凝土结构高层建筑适于人类居住，并且对环境危害小。这样的建筑才能适应这个社会，才能在市场上取得一席之地。3.4加强概念设计高层建筑钢筋混凝土结构设计中应该多选择一些新颖的建筑样式，同时又要注意其抗震设计、抗风设计等基础要素。应该加强概念设计，在高层建筑钢筋混凝土结构的弹性设计上，尽量要满足延展性的需求，这是高层建筑钢筋混凝土结构设计发展的趋势。
4结束语
钢筋混凝土结构需要有才能的建筑行业者努力将施工技术精益求精，在精确的基础上，尽量减少地区差异，将我国建成城市化、国际化的国家。同时对具有地方特色的建筑进行保护和传承。在此，希望各位同行在建筑行业不断的总结出更加科学的施工技术，并积极的吸取国外先进的施工技术，向其他同行传播先进的技术，我们共同进步，为我国高层建筑的发展做出贡献。另外，在学习先进技术的同时，创新为施工技术的发展增添活力，只有不断创新，才能立于世界高层房屋建筑技术的前沿。
作者：钟涛 张东辉 单位：中国兵器工业集团北方工程设计研究院有限公司
第二篇
1概念设计
1.1地下结构设计高层建筑的基础埋深一般较深，所以一般情况下都地下设施，对于地下设施的抗震性能不能忽视，它对于高层建筑的稳定有重要作用，在设计的过程中要考虑到抗震设计，设计时结构工程师要根据地下结构的不同情况进行相应的抗震设计。对于嵌固端设置的位置不同所造成的对于计算结果的影响要充分考虑。高层建筑基础应该有满足要求的埋置深度，在一些设计图纸上，有些高层建筑从地上部分到地下部分用变形缝来彻底分开，这就造成高层建筑基础的埋深甚至没有埋深，这很容易造成地震时建筑物的滑移、整体倾斜，这个问题值得关注。此外，对于高宽比较大的高层建筑来说应尽可能的采用深基础，通常采用配有钢筋的桩作基础，此处的钢筋的锚固长度要尽量大，桩土摩擦力就使得桩的抗拔性非好，可以有效地防止高层结构的倾覆。1.2剪力墙结构在剪力墙的端部应设置端柱等边缘构件，这些边缘构件可以作为约束柱，在高层建筑结构的刚度比较小但层间位移与顶点位移比较大时，应加大暗柱的截面，此时边缘构件可以起到很大的作用，当剪力墙的截面面积和楼层面积的比值比较大时但房屋高度比较小的情况下，端部的暗柱所起的作用就比较小。为了提高剪力墙的变形性能防止发生破坏，当剪力墙的截面比较长时应尽量设置弱连梁，将墙体分为多肢墙或者单肢墙，设置连梁时不能太强，否则在水平地震的作用下会使墙肢出现全面受拉，容易造成危险。当连梁太弱以致墙肢变成单肢墙时，由于单肢墙的延性差并且仅有一道抗震防线，降低了它的可靠性。实际设计中要注意对连梁的刚度进行折减，防止剪力墙中的连梁超过截面的允许值。短肢剪力墙一般指墙肢的截面高厚比为5～8的墙，它在高层建筑中的应用有很多限制。为了减少后期工作的麻烦，在设计中应尽量减少短肢剪力墙的采用。1.3防止结构超高高层建筑对于结构的总体高度有严格的限制，新规范中将旧规范中的原限制高度设为A级高度建筑，并且增加了B级高度建筑。在实际设计中要对结构的高度严格注意，否则会给设计方法和后续的处理措施带来大的变化。在设计过程中应尽量避免由于改变结构类型略是忽略高度限制所导致设计不能通过审核的情况的发生，否则会对工期以及造价等规划造成巨大影响。1.4控制柱的轴压比在钢筋混凝土高层建筑结构设计中，为了防止受拉钢筋未屈服时混凝土已被压碎，在设计中通常需要限制柱的轴压比而使柱子处于较大偏压的状态，有些设计人员为了控制柱的轴压比而增大柱的截面积，由于柱的纵向钢筋为构造配筋，这就使得采用高强度的混凝土时也不能明显减小柱的断面尺寸。柱的塑性变形的能力小导致它的结构延性差，在遇到地震等灾害时它所能吸收的地震的能量少，这就使得它的结构容易受到破坏。如果在结构中采用强柱弱梁设计，就可以很大程度上减少柱子屈服的可能性。
2结构计算与分析
在概念设计完成以后，对工程的结构进行分析与计算是影响工程质量的另一关键因素，下面从一些重要方面对它进行分析。2.1确定抗震等级在钢筋混凝土高层建筑结构设计中抗震是一个重要的参考方面，需要充分考虑以提高它的可靠性。对于普通的高层建筑，可以按照《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关规定来确定建筑的抗震等级和相应的设计要求，相应的的裙楼的抗震等级参照于主体建筑的抗震等级，对于那些复杂的高层建筑也要按照相关的规定来确定，当地下建筑的顶板是上部建筑的嵌固部位时，通常地下一层的抗震等级应该和上部建筑一致，地下一层以下建筑的抗震等级可以相应降低。2.2非结构构件的设计在钢筋混凝土高层建筑结构设计中，对于那些不作为主体的承重骨架体系只是出于建筑的美观或者功能要求而存在的非结构构件，对它们进行设计时要充分的考虑，对于它们可能引发的安全或者其他方面的问题要实现分析，充分考虑到高层建筑的地震作用和其他方面的影响，设计时严格遵守新规范中的对于非结构构件的处理方法。2.3确定自振周期的折减系数自振周期的折减系数与建筑结构的隔墙的数目有关，隔墙的数目对于建筑结构的整体刚度有重要影响，按相关规定当隔墙多时折减系数应该取小值，而当隔墙的数量少时应该加大拆减系数。对于高层建筑结构的填充墙，设计时应尽量选择质量轻的材料来减少建筑的自重，而建筑自重和水平方向的地震力大小成正比，所以这会增加高层建筑结构的抗震性能。
3基础设计
基础设计是整个高层设计中的重点，基础设计的水平对于建筑的主体结构的设计有直接影响，同时基础设计对于整个工程造价起着决定性因素。在它的设计过程中要注意以下问题，高层建筑的基础采用筏板基础时不能无条件地按照倒楼盖方法进行设计计算，要严格参照基础按倒楼盖法进行计算的适用条件；在工程采用设置沉降后再浇带的措施时，为了确定后浇带混凝土的浇注时间，在完成高层建筑高、低层间的沉降差的计算后需要了解浇带对于沉降差的释放情况，这就需要设计人员要对工程地质的条件有相当的了解。此外，在地基的基础设计中要参照地方性规范，由于我国不同地区地质条件复杂程度各不相同，很难对各地的地基基础做出详细一致规定，这就要求设计人员要对当地的规范进行深入理解，做出恰当的设计。
4总结
钢筋混凝土高层建筑的结构设计是一个复杂的过程，在它的设计过程中存在着许多问题，设计的过程中要严格参照相关规范，加强设计创新，尽可能的采用新技术和新方法，促进设计水平的提高。
作者：钱祝 单位：中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司
第三篇
1本工程结构设计及分析
1.1建筑、结构设计主要特点1.1.1结构设计主要特点(1)由于平面呈U形且较狭长，楼层的最大弹性水平位移和层间位移大于该层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1．2倍，最大为1．50倍。(2)2层、3层结构平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%，按《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)［1］(简称抗规)第3．4．2条，属于平面凹凸不规则。(3)从5层起，建筑立面从U形的两顶端向底部口斜向收缩，从7层起，端部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%，按抗规第3．4．2条及《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)［2］(简称高规)第4．4．5条，属竖向、侧向刚度不规则。(4)从3层起，南面外立面外倾，最大外倾尺寸为8．4m，为后部框架梁跨度的0．84倍，按高规第4．4．5条，属结构竖向不规则。综上所述，软件大厦主体结构为体型复杂、平面及竖向均不规则的特别不规则高层建筑结构［1］。受苏州市住房和城乡建设局委托，由部分专家组成的审查小组对该工程进行了抗震设防专项审查，主要审查意见如下:1)U形平面上部楼层平面长度与宽度之比远大于6，平面突出部分长度与宽度之比也远大于2，但本工程又不便设缝，因此建议加强端部框架的配筋，框架柱轴压比适当减小，提高结构的延性;2)斜柱柱端部位，应考虑水平分力对结构的不利影响;3)建议对本工程进行弹性时程分析。1.1.2结构设计采取的措施根据抗震审查意见，结合本工程特点，该项目结构设计采取的措施如下:(1)计算分析采用了多个不同的模型程序进行计算。本工程结构设计，一是采用了以壳元理论为基础构造的墙元模型的SATWE多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件，整体模型见图7;二是采用了广义协调墙元模型的PMSAP特殊多、高层建筑结构分析与设计软件;三是采用了先进有限元模型和自定义接口技术的复杂结构分析与设计软件ETABS。(2)调整质心、刚心位置，在底部1～3层通过在适当位置增加剪力墙及调整剪力墙厚度等方法，使质心与刚心尽可能接近。(3)在U形平面的端部和底部都加了一定数量的剪力墙，使扭转位移比控制在1．5以内。(4)对于建筑的顶部收缩，结构上设斜向框架梁，并适当加厚斜屋面板厚，使屋面立面的变化成为一个渐变的过程。(5)对于2层和3层楼面U形中部板，适当加厚该部分的板厚及配筋。(6)对于3层以上南立面外倾，结构上充分考虑外倾柱对内框架梁柱的影响，框架梁按拉弯构件设计，经计算，外倾柱在框架梁内产生的最大拉力约为398kN。(7)对U形平面底部拐角柱轴压比过大的情况，可采用型钢混凝土柱，提高柱的竖向及侧向变形能力。加设型钢混凝土柱后，计算所得的最大轴压比为0.82。(8)由于本工程多数框架为单跨，为提高其抗震性能［2］，同时考虑到部分楼层框架柱承担的倾覆弯矩大于50%，因此框架的抗震等级为三级。(9)考虑本工程平面形状的不规则，地震作用按多方向地震作用及双向地震作用计算。软件大厦整体结构采用SATWE，PMSAP及ETABS软件的计算总信息汇总详见表1。从表中可以看出，整体结构采用3个程序计算的主要指标是基本吻合的，且整体计算结果均满足规范［2］要求。1.2主要结构设计介绍1.2.1上部结构斜柱、斜框架设计本工程外侧框架柱底部为800×1000(内有型钢)矩形柱，1000～900圆柱;自3层起为800直柱+斜柱;中部为800圆柱;内侧为600～800的圆柱(包括裙房)。U形平面中部及两翼楼梯间剪力墙厚度为300mm。混凝土强度等级为C40～C30。本工程采用PK，SATWE软件对径向斜框架进行平面分析，采用SAP2000软件建立空间模型对该部分框架进行有限元分析，分析结果表明:(1)在平面框架计算中，由于斜柱的存在，在沿框架梁方向产生了附加的轴向拉力，该轴向拉力由两根直柱来承受，就如同在各层框架梁上加了一个附加水平力。由于剪力墙的存在和楼板刚度的模拟，PK和SATWE软件在计算本工程带斜柱框架的前提条件是不同的，因而两者的计算结果有差异。对两者计算结果进行对比，由于PK软件计算仅考虑其自身框架的受力和变形，计算内力相对较大，其结果用于设计斜框架是偏安全的。(2)在空间模型中，由于存在平面内刚度较大的楼板，因而各榀框架之间存在相互作用，附加水平力发生了重新分布，但各榀框架的刚度大致相同，弯矩图的总趋势未发生变化。当在中间榀设置了剪力墙后，由于剪力墙的面内刚度要远大于框架柱，平面内刚度较大的楼板将大部分水平力传递给了剪力墙，剪力墙的面内刚度越大，相应分配的附加水平力也就越多，斜柱产生的附加水平力对框架梁柱的影响也就越小。(3)通过以上分析可知，由于本工程存在平面内刚度较大的楼板及面内刚度较大的剪力墙，外倾斜框架的整体结构受力更为合理，其应力集中得到改善，抗震性能提高了;同时，由于剪力墙和楼板的参与工作，其本身的受力更为复杂，结构设计中应充分考虑斜框架对其的不利影响，特别是顶部楼层的楼板及屋面斜板，应进行应力分析，并适当加强板厚、双层双向配筋等;相应楼板四周不能开大洞，剪力墙边缘的楼板也应连续，以保证水平力能有效传递，与计算模型吻合，确保整体结构安全。(4)根据建筑立面要求，上部结构整体外倾角度约为9°，自3层楼面起新增斜柱与原框架柱在3～5层楼面间交汇重叠，使该部分框架柱受力复杂，特别是根部起柱部位应力集中，结构设计时采取如下措施:1)由于3层斜柱与落地框架柱重叠较多，整体计算时忽略其侧向刚度，即该层按单框架柱进行计算配筋，不考虑斜柱的有利作用，确保结构安全。2)自4层楼面起，斜柱与原框架柱仅在根部重叠200mm，整体计算中按两根框架柱计算其刚度及配筋，同时在重叠的根部按实际面积整体复核其受力及配筋［3］，确保该构件安全可靠。3)3层斜柱与落地框架柱重叠处纵筋按顶部计算结果配筋，同时延伸至相应部位3层楼面的框架梁内，确保其锚固牢靠;其箍筋按单柱计算结果配置［3］，并全柱加密，以保证其根部延性，提高其抗震性能。图8为斜柱根部构造详图。4)中部受力较大处落地框架柱采用型钢混凝土柱，型钢采用十字形截面，且延伸至4层楼面，提高其承载能力及整体抗倾覆能力，改善其受力性能，减缓该部位应力集中，确保整体结构安全。1.2.2整体结构抗倾覆设计本工程自3层起U形平面外侧整体悬挑3m，整体结构通过斜框架外倾约为9°，加上自5层起U形平面端部向底部45°斜向收缩，使整体结构质心上移、外移，整体结构倾覆力矩加大，结构设计中采取措施如下:(1)加强上部结构的整体拉结，加强斜向框架的抗震构造，充分考虑斜向框架与整体结构的协同工作，考虑外倾柱对内框架梁柱的影响;框架梁按拉弯构件设计，相应部位的楼板同时考虑由于斜柱拉力产生的不利影响。(2)加强上下层框架的连接，通过45°斜屋面形成斜向框架，使主体结构上下各层框架整体相连，改善其受力特性。(3)加强U形平面中部框架柱。该部分框架柱采用型钢混凝土，提高其承载能力及整体抗倾覆能力，同时加强2层和3层楼面U形部位中部板，适当加厚该部分的板厚及增大配筋，提高其整体抗倾覆能力。(4)作为上部结构整体抗倾覆的最大平衡部位———整个地下室，结构设计时重点加强其整体性，验算整体倾覆力矩对其的不利影响，同时加强地下室顶板的整体刚度及配筋。(5)加强本工程的竖向构件的承载能力，框架柱(包括斜框架柱)纵筋比计算加大一级以上，箍筋均采用10@100加强，以确保竖向构件承载力及延性，增加安全储备，提高其整体抗倾覆能力。(6)主体结构U形平面中部结合建筑功能布置剪力墙，同时加强其配筋，提供整体受力性能。该部分基础采用整体筏板基础，筏板厚度为1600mm，并结合电梯基坑整体降低1450mm，增加埋深，加强型钢柱的柱脚锚固，提高整体抗倾覆能力，确保整体结构安全。1.2.2主楼与裙房及纯地下室间沉降差异设计本工程主楼部分荷载较大，而裙房部分特别是纯地下室部分在正常使用期间荷载较小，在洪水位作用下甚至需考虑抗拔作用，因此两者沉降差异较大，基础设计时具体考虑如下:(1)主楼与裙房采用不同的桩径及桩长，即主楼部分采用600的管桩，桩长23m，而裙房采用500的管桩，桩长19m，适当减小两者沉降差。(2)施工期间主体结构与纯地下室间设置沉降后浇带，根据施工期间沉降观测结果，待主体结构沉降基本稳定后再封闭，以释放两者间大部分的沉降差异(按60%～70%考虑)。(3)采用桩筏模式及桩承台模式分别计算沉降，按最不利工况考虑其沉降差异，主体结构与纯地下室相连跨框架考虑抵抗剩余的沉降差(按30%～40%考虑)。(4)加强相邻部位的地下室顶板的刚度和配筋，加强整个地下室的整体性，以减小不均匀沉降对其的不利影响。目前该建筑已投入使用多年，主体结构完好，未出现裂缝或渗漏等。
2整体结构弹性时程分析
本工程利用PMSAP软件对整体结构采用弹性时程分析法进行了多遇地震下的补充计算。按6度区的峰值加速度18cm/s2考虑双向水平地震作用(比例为1∶0．85)，不考虑竖向地震作用。计算结果表明，3条波的底部剪力计算平均值达到反应谱法结果的80%，每条波的底部计算剪力大于反应谱法结果的65%，满足规范［2］要求。主要计算结果如图9，10所示。
3整体结构静力弹塑性分析
本工程利用PKPMCAD系列软件EPDA＆PUSH对整体结构采用弹塑性静力推覆分析(Pushover法)的补充计算。计算结果表明，X，Y向性能点的最大弹塑性层间位移角均满足规范［2］要求。主要计算结果如图11～13所示。
4斜柱根部节点有限元分析
由于3层斜柱与落地框架柱基本重叠，4层斜柱与原框架柱仅在根部重叠200mm，故整体计算时3层未考虑斜柱刚度的有利作用、4层按两根框架柱计入侧向刚度，与实际节点构造不完全吻合。为保证斜柱根部结构安全，结合框架柱底部全部受压的特点，利用ANSYS软件，按实际节点进行建模分析，梁柱均采用实体单元Solid95，节点分析考虑了恒载、活载、风载和地震等主要荷载作用，且偏于安全未计入钢筋的有利作用。图14为3层和4层斜柱的有限元模型及应力云图。斜柱根部节点有限元分析结果表明，3层斜柱底部与落地框架柱重叠处混凝土压应力较大，近核心区最大压应力基本为13．3MPa，局部最大值为15．6MPa，均小于C40混凝土的轴心抗压强度设计值(19．1MPa)，满足规范［3］要求。另外，施工图设计时该部位按实际面积复核斜柱根部的纵筋并加强配筋构造，且全柱加密箍筋，以进一步提高其抗震性能，确保关键构件安全可靠。
5结论
以苏州科技城软件大厦为工程实例，详细介绍了特别不规则高层建筑抗震设计的特点及采取的相关措施，通过多软件计算分析，得出了以下结论:(1)对于平面不规则高层建筑的抗震设计，应结合其特点合理布置剪力墙，控制整体结构扭转位移比在1．5以内。(2)对于竖向不规则高层建筑的抗震设计，应结合其特点控制剪力墙位置及厚度，调整刚心位置，使其与质心尽可能接近。(3)对于整体外倾的复杂高层建筑，应进行整体结构的抗倾覆设计，注重加强上部结构及地下室的整体性，并采取有效措施控制不均匀沉降，确保主体结构安全。(4)对于斜柱和斜框架，应采用多种软件进行分析对比，斜柱与落地柱重叠部位应补充有限元分析，按实际面积复核其纵筋并加强配筋构造，且全柱加密箍筋，以进一步提高其抗震性能，确保关键构件安全可靠。(5)对特别不规则复杂结构，必须用两个以上不同力学模型的程序进行分析计算比较;整体结构宜进行弹性时程分析及静力弹塑性分析等，以满足规范要求。
作者：袁雪芬 戴雅萍 廉浩良 曹霖 单位：苏州设计研究院股份有限公司
第四篇
1保证结构分析计算的准确性和设计指标的合理性
1.1荷载计算建筑物的高度不断增加，重力荷载呈直线上升，继而对竖向构建柱、墙上轴压力相应增加，对基础承载力的要求也相应提高。建筑设计的安全性主要集中在结构设计的荷载选取。高层建筑荷载要根据计算规范和建筑的影响因素来进行确定。1.1.1地震荷载地震荷载是复杂高层、超高层经常计算的结构分析值。超高层建筑结构自振周期经常在6.0~9.0s之间。而抗震规范中地震影响系数曲线通常只到6.0s，地震荷载可以将直线倾斜下降段从6.0s延伸至10s取用。1.1.2风荷载建筑高度增加，风载标准值也增大，在90m的高空，风速有15m/s，300~400m高空，风速可达到30m/s。所以楼层越高，风力对大楼产生的风荷载越大。所以要对维护结构进行抗风设计，比如用结构玻璃来代理玻璃幕墙围护，满足强度要求。有些高层建筑的主要影响因素就是风荷载。风荷载计算经常采用100年重现期的风荷载对构件承载力进行设计，采用50重现期的风荷载对构件承载力进行控制。对于200m以上的高层建筑要进行风洞试验。比如台北101大楼，委托加拿大设计师设计一个1：500比例模型在半径为600m的风场环境中进行风洞试验，提高建筑的抗风载能力。2.2自振周期计算我国复杂高层、超高层建筑发展迅速，以前的结构自振周期和建筑物层数挂钩的经验公式不适用于当前的超高层建筑。自振周期首先根据抗震防烈度、建筑高度进行抛物线拟合计算，再结合其他因素来综合计算。
3抗震措施
超高层建筑加强抗震除了准确计算地震荷载也要从结构、构件、抗震防线等多方面来重视中震和大震的结构安全性能。因为地震作用方向具有随机性，所以选择对称性、多向同性布置的抗侧力结构体系有利于形心和刚心的重合，比如圆形、正多边形、正方形等平面形状；竖向构件很容易侧力荷载形成薄弱部位，减弱抗震强度。所以要加强构件的强度。设置多道抗震防线，能够满足“大震不倒”的设防要求；采用钢结构、混凝土结构、型钢混凝土结构提高抗震性能和变形能力。
3消防设计
采用全钢、幕墙围护等高强轻质材料来减轻自重，从而减小地震作用。但是全钢结构导热系数大、耐火性差，很容易引起火灾。再加上建筑结构复杂，建筑内管线设备多，很容易埋下安全隐患。建筑楼层较高，内部空气抽力大，一旦发生火灾事故，还容易造成火灾快速蔓延。超高层的消防难点有火灾荷载大、火势蔓延迅速、人员疏散困难、救援难度大等。所以在超高层建筑设计的过程中一定要注意防火、防灾设计。采用不然、难燃性建筑材料，增加安全通道数量，增设火灾自动报警器，保证消防通道密封性，增加消防专用电梯数量，提高消防专用电梯安全性能，重视危险系数较高的楼层和单元的消防设计。
4垂直交通设计
高层建筑也普通高层建筑之间一个最大的区别是垂直交通和管道设备集中在一起，又称做“核心筒”。核心筒的设计要平衡采光、节能、易于维护等多方面的要求，所以设计难度较大。随着建筑技术的飞跃发展，超高层建筑逐步演化出中央核心筒的空间构成模式。不仅能够将电梯、楼梯、卫生间等服务区域向平面中央集中，节省空间，还能试功能区域有良好的采光、视线范围、交通环境。核心筒的承受剪力和抗剪力较大，需要一个刚度来支撑这些强度。中央核心筒处于建筑的几何中央位置，建筑的质量重心、刚度重心、型体核心三心重合，有利于结构受力和抗震。当然，不同条件的超高层建筑需要不同的布局方式，针对于“内核式布局”的是“外核式布局”，也能够适应某些条件下的空间构成。超高层建筑高、体量大，支撑高层的地基要有足够的强度，大多采用深地基。
5供电稳定性
为超高层建筑，安全性必然是供电系统设计所需要格外注意的地方，其次是供电可靠性。配电系统的设计上，需考虑多回路供电及备用发电机组的配置。因超高建筑的高度，变配电房可以考虑设置在塔楼中部的楼层，以减少低压配电的损耗。备用柴油发电机设置于地库层，供电电压采用10kV输出，再经变压器降压至低压配电，保证配电至塔楼的高层。
6其他要点
（1）加强端部构件，提高抗扭刚度，减少结构扭转效应。（2）复杂高层、超高层建筑高度高，侧向力引起的倾覆力矩也大，所以要选择适当的结构抗侧力体系，提高抗倾覆要求，合理设置伸臂桁架和腰桁架。（3）超高层建筑后期维护费用较高，在设计时要考虑经济性。采用高品质优良材料，采用节能工艺、设备等，优化建筑位置及朝向设计，优化围护结构墙体设计来降低能耗。（4）现代计算机信息计算技术应用普遍。在复杂高层、超高层建筑设计的时候可采用多个软件程序进行计算比较，比如SATWE/TATA等，能够验证薄弱部位，还能对重要构件补充有限元分析计算，使计算结果更为可靠。（5）采用智能化设计，提高结构可控性。应用传感器、质量驱动装置、可调刚度体系和计算机组成主动控制体系，提供可变侧向刚度，控制地震反应等。（6）选择质量轻、强度高、延性强的材料。外围围护多采用玻璃幕墙、铝合金幕墙等；内部多采用轻质隔断；楼屋面多选用压型钢板加混凝土层面。
7总结
复杂高层、超高层建筑因为其自身特点给建筑本身带来很多不稳定和不安全因素。在建筑设计过程中要实际问题实际分析，根据建筑特点来展开相应环节的加强。
作者：周琦 万罗斌 单位：南昌轨道交通设计研究院有限公司 江西同济建筑咨询有限公司
第五篇
1超限结构设计的常见主要问题
在超限结构设计中常见的问题有：大量使用钢-混凝土混合结构；结构体系怪异，结构平面特别不规则。有些工程两个主轴方向刚度差异很大，平面布置明显不对称，扭转地震效应严重；对时程分析的波形、数量、计算参数和计算结果的判断，普遍掌握不好；少数工程严重超高，高宽比较大，总体刚度偏柔；超高较多且有明显薄弱层的工程，未进行弹塑性变形验算。对薄弱层的薄弱程度判断不准确；有的工程未判明结构的抗震薄弱部位，抗震措施不落实；对楼层刚度突变，未做为软弱层予以认真分析；对不同软件计算结果的比较不够，不能依据实际结构与计算模型的差异来判断计算结果；对加强层的数量、位置、型式及所造成的刚度突变等，未进行认真分析；以及对转换层和关键构件的抗震安全要求不明确。
2超限高层结构设计要点
2.1结构的超高问题在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。2.2避免严重不规则设计考虑结构的规则性，超高时建筑结构规则性的要求应从严掌握，在新规范与旧规范对比下，新规范在这方面做了较大的变动，增添了一定的限制条件，如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等。由此，在设计过程中：应采取有效措施妥善地处理结构布置、防震缝设置、转换层和水平加强层、薄弱层和薄弱部位、主楼与裙房共同协同工作等；结构基本周期和变形特征应控制在规范设定的合理范围内；楼层最大层间位移应符合规范限值要求；值得注意的是，当计算的最大层间位移角小于规范限值的40%时，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松；应有明确的多道抗震防线；对混合结构、钢支撑框架结构的钢框架，其重要连接节点应保证使结构有足够的冗余度，形成多道抗侧力体系；多塔、连体、错层以及带转换层、加强层等复杂结构，应减少不规则类型和不规则程度；不宜超过《高规》最大适用高度。2.3计算结果的工程判断在建筑结构分析与计算阶段，要准确、高效地对工程项目进行内力分析并按照规范的要求进行设计与处理，做好工程设计中的每一步工作。抗震墙与框架剪力分配、最大层间位移的位置和分布。结构各层最小地震剪力系数要求，Ⅲ、Ⅳ类场地条件时尚宜适当提高。结构时程分析输入地震波要求，当取七组及以上的时程曲线时，取计算结构的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。2.4基于性能的抗震设计方法超限高层建筑结构在不同水准地震下的性能水准以及性能目标的示意图见图1，参考门进杰等在分析了我国目前抗震规范中的地震作用水平的基础上提出四个地震水平（表1所示）和结构性能水平（表2所示），在结构设计中，采用基于性能的抗震设计方法，首先应满足最小地震剪力系数、混凝土构件最小配筋、轴压比、剪压比、钢构件最大长细比要求，避免部分结构或构件破坏导致整体结构丧失承载能力；不应同时采用多塔、连体、错层、带转换层以及带加强层等五种类型中的三种以上的复杂类型。按超限的程度，对关键构件和薄弱部位采取比规范更严格的抗震措施。如：中震弹性设计、大震下抗震承载力验算。当房屋超过《高规》B级高度、或房屋高度、平面和竖向规则性等三方面均不满足规范规定时，应进行专项试验研究、改变结构类型、改变结构材料或采用抗震新技术等。应根据烈度、超限程度和在结构中所处部位，提高抗震等级、内力调整、轴压比、剪压比、钢材的材质等要求，确实提高结构延性。尤其要注意控制柱、墙的轴压比和钢结构构件长细比等。根据结构的实际情况，采用增设芯柱、约束边缘构件、型钢混凝土、钢管混凝土构件、钢结构等提高延性的措施和消能减震新技术。对抗震薄弱部位应从承载力和构造两方面加强。
3结束语
超限高层建筑结构设计是一项非常长期、复杂的工作，针对超限高层建筑的结构设计，设计机构应结合自身的设计力量和专业公司技术，以及社会咨询和审查意见等资源，要联合建设方和建筑师进行研究、评估与协商，更需要认真的研究、系统的思考和科学的工作。
作者：江棹荣 单位：佛山南方建筑设计院有限公司
第六篇
1结构选型
1.1规则性问题在规则性问题上新规范与旧规范之间的差异较大，新规范在规则性问题上添加了较多的条件限制，例如，嵌固端在上下层的刚度比、平面规则性问题等。另外新规范中对此类问题通过强制性规定进行了明确“不规则的设计方案不能够应用到建筑的结构设计中。”所以，工程师在进行主结构设计的过程中需要对新规范中所限定的条件进行严格把控，避免由于设计初期的问题影响后期施工图。1.2结构超高在相关建筑规范中，针对结构的高度都会进行严格的控制，这种限制在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，在新规范中要求较为明确。在实际工程设计中，会多少忽略某些问题，这种由于结构类型变更而产生的问题会使得结构类型出现变更，从而施工图不能够通过审查，因而造成了需要重新设计以及专家论证等问题，这会极大的影响工程的进度以及工程造价，同时会对工程造成整体影响。1.3设置嵌固端高层建筑由于其建筑结构特点，一般都会在地下有两层或者两层以上的人防结构或者地下室，而地下结构的顶板则可以使用嵌固端，同时在人防顶板处也可以设置嵌固端，所以在嵌固端的设置上，工程师往往会在设计中忽视其设置不当所带来的问题。1.4设置短肢剪力墙短肢剪力墙截面高厚壁在新规范中在新规范中的规定为5至8，并且根据需要在高层建筑结构设计中针对短肢剪力墙添加了限制，并且需要根据实际的经验、数据。所以高层建筑设计过程中，工程师需要减少该结构的使用，以此减少不必要的设计问题。
2基础设计所产生的问题
建筑质量保证的基础便是建筑的地基以及建筑基础，因此结构工程师往往会更加重视建筑的基础设计，主要原因不仅仅是基础设计会对整个设计造成影响。一个建筑的基础质量好坏会直接决定工程的整体质量，并且会直接决定工程的造价。所以在基础设计阶段，任何错误的出现都会引发不可预估的损失。地方性规范是地基设计中需要注意的重点之一。
3结构计算与分析问题
在结构计算与分析阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。3.1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有多种，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个合理、哪个可以作为参考，哪个意义不大，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。3.2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响，振型数目是否足够，在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。3.3非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大，因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
4结束语
综上所述，作为一个多元化、复杂多变且周期较长的过程，钢筋混凝土设计中高层结构设计必须保证其结果的可靠性，避免设计中出现错误以及遗漏，任何问题都会使得设计出现不稳定因素，且加大了设计的复杂度。希望通过以上观点同广大同仁进行交流，促进我国建筑事业的发展。
作者：王美玲 刘振全 单位：河北冶金建设集团勘察设计有限公司
