高層建筑結構設計要點匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇高層建筑結構設計要點范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

一、轉換層的功能與設計原則

（一）轉換層的功能

1、建筑功能

利用轉換層結構可以為高層建筑提供寬闊的室內空間和出入口。

2、結構功能

高層建筑利用轉換層可以實現上下部結構的轉換，上部的剪力墻結構更適合于民用住宅結構，而下部框架結構由于可以具有較大的內部空間，更適宜商用。通過轉換層將兩者有效的融合為一體，確保了高層建筑結構的多樣化。

3、軸線及上下層柱網轉換

利用轉換層進行結構設計時，在其不改變上下結構形式的情況下，可以通過對軸線及上下層柱網的改變，實現下部柱距的擴大，以大柱網的形式滿足下部大空間的需求。

4、錯位布置

在進行上下結構轉換時，可以對上部結構和下部結構的軸線和柱網軸線進行錯位布置。

（二）設計原則

高層建筑由于自身重量較大，所以對其穩定性和抗震性具有較高的要求，但在進行轉換層設置時，極易導致豎向剛度突變的發生，從而導致高層建筑結構的抗震性能受到較大的影響，所以在進行轉換層設計時需要遵循利用直接落地的豎向構件、宜低不宜高、宜小不宜大的諸多原則。即在進行轉換層設置時，由于豎向構件會對剛度和結構的抗震性能帶來突變，所以需要選擇直接落地的豎向構件來進行設置；在進行轉換層設置時，盡量選擇高層建筑豎向位置較低的地方；同時為了確保所設置的轉換層結構型式能夠具有更明確的傳力路徑，所以需要對轉換層結構進行優化，這樣對于結構設計和施工都會有一定的益處；在轉換時需要對剛度進行適度的控制，不宜過大，這樣不僅有利于建筑物的安全性，而且也會帶來較好的經濟性。

二、結構轉換層的類型及設計方法論述

高層建筑結構轉換層可以分為四種類型：梁式轉換層、厚板式轉換層、箱式轉換層和桁架式轉換層。

（一）梁式轉換層

特點：梁式轉換層分為托柱形式轉換梁截面設計和托墻形式轉換梁截面設計，這兩者是按功能不同來進行劃分的。

1、托柱形式轉換梁截面設計

當轉換梁承接的是上部的普通框架時，可以按照普通的截面設計進行配筋計算，因為這時的轉換梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一樣的，但是，當轉換梁承受的是上部斜桿框架時，就應該按偏心受拉構件進行截面尺寸設計，因為，此時的轉換面承受的是軸向拉力。

2、托墻形式轉換梁截面設計

在轉換梁的施工過程中，力學問題是一個關鍵問題，必須要予以重視，當轉換梁承受上部的墻體是小墻體時，要采取普通梁的截面設計方法進行配筋計算，且縱向的鋼筋也可以放置在轉換梁的底部，像普通梁那樣布置就可以了；當轉換梁承受的是上部墻體且滿跨不開洞時，轉換梁應采取的截面設計方法是深梁截面設計方法，它的受力特點和破壞形態表現為深梁，不過此時的轉換梁跨中較大范圍的內力較大，所以其縱向的鋼筋就不應該彎曲或者截斷了；當轉換梁承托上部墻體滿跨或者不滿跨時，但是剪力墻長度比較大時，應該采取的轉換梁設計方法是深梁截面設計方法。

（二）箱型轉換結構

當轉換梁的截面較大時，可以在轉換梁的梁頂和梁底同時設置一層樓板，遍布全層，使得整個樓層都構成“箱子”形式，也因此被稱為“箱型轉換層。

箱型轉換結構也是高層建筑設計中較為常用的一種結構形式，在設計過程中主要要注意支撐體系的合理設置，這是保證建筑施工質量的重要前提，主要特點有：層高大、自重大、混凝土強度高、結構受力比較復雜、墻柱模板支設困難等，主要優點是轉換層本身的整體性非常好，但是，它也有其缺點，就是它直接占用了整個樓層的面積，使得這個樓層不能再有其他用途，只能當做設備層使用，還有一個缺點就是上面所提出的自重大、造價高，這也是在實際應用當中很少使用的原因。

（三）厚板式轉換層

這種厚板厚梁式轉換結構主要優點是布置靈活，整體性比較好，當上、下柱網線錯開比較多很難用梁來承托時就需要采取這種形式，做成厚板，厚板的厚度也可以根據上下的結構以及柱網尺寸而定，但是這種厚板式轉換層的自重很大，地震作用大，耗費材料多，不僅耗費資金而且還容易發生震害，所以這種方法采用的也不是很多。

厚板式轉換層可以采用T B SA 等的三維空間分析程序對整體進行內力分析，主要是轉換板的不規則邊界，這樣一般會采用有效單元法進行內力分析，還可以采用復雜樓板有限元分析軟件進行進一步計算，還可以對板進行在豎向壓力荷載作用下的受彎和局部壓力等的計算。

（四）桁架式轉換層

桁架可以分為兩種，一種是空腹桁架，另一種是實腹桁架，這種桁架式轉換層主要是由梁式轉換層結構轉換而來的，與梁式轉換層相比它的受力更加明確、整體性好、抗震能力強、框支柱柱頂彎矩和剪力更加小一點，這是它主要的優點，但是缺點也比較明顯，施工難度大，更加復雜、節點設計難度大?？梢詫ζ溥M行整體結構的內力分析，當高層建筑的下部為大商場時，需要的空間必須要大，上部則是居住辦公等的小空間，這時就可以采用桁架式轉換層，特別是在需要設置管道時，更要采取這種方式，一般采用桁架式轉換層時應該滿層進行布置，而且上弦節點要與上部密柱中心對齊。桁架式轉換層的重量比較小，所以也減小了下部框架的承重負荷。

三、帶轉換層的高層建筑結構設計要點

（一）轉換層結構布置

據相關研究已經顯示，在底部的轉換層中，如果其位置越高，它的上下高度的突變就會越大，轉換層的上下內力的傳遞途徑，其突變也會加劇，落地的剪力墻以及其他墻體就容易出現裂縫現象，框支柱內力加大，使得轉換層的上部其附近的一些墻體就會被破壞。所以說，轉換層的位置如果過于高，就會對抗震產生不利的影響。按照相關的研究結果顯示，轉換構件能夠運用箱形結構、斜撐、厚板、轉換大梁等形式，在地震區對于一些轉換厚板的使用經驗是比較少的，可以在一些非地震區采用，在一些大空間的地下室中，因為其周圍有著約束的作用，而地震的反應也低于上部的框支結構，所以，在 7 度到 8 度地區的地震設計的一些地下室就能夠采用這種厚板轉換層。

（二）轉換層豎向布置

轉換結構可以根據結構的傳力以及建筑的功能需要，沿著層高的建筑方向靈活布置，也可以符合建筑功能要求的基礎上，能夠在樓層的局部來設置轉換層，而且自身的空間可以作為一種技術設備層，也可以作為一種正常的使用層，但是前提是要保證轉換層的剛度，這樣來防止剛度的過分懸殊。

（三）轉換層抗震設計

為了進一步的保證設計的準確性與安全性，規定在一些框支剪力墻其轉換層的位置如果是設置在第三層以上，那么框支柱以及剪力墻其底部的抗震等級要提高一級，如果已經是特一級就不再需要提高，而對于底部的框架來說，如果其為密柱框架，其抗震等級就不用再提高。轉換層其構件在水平地震作用下的內力要將其調整，如果是八度的抗震設計，就要對豎向地震的影響需要考慮。

（四）轉換層樓板設計

轉換層將框支剪力墻分成上下兩部分，對于這兩者來說，其受力情況是有一定差距的，在上部的樓層中，因為外荷載而產生的水平力，有自己的分配原則，它是根據剪力墻的剛度來進行的。在下部樓層中，框支柱的剛度與落地的剪力墻的剛度也是不同的，后者承擔著水平剪力，也就是說，在轉換層處荷載的分配不是很均勻。轉換層其樓板具有比較重的任務，轉換樓板其自身的變形大、受力大，應該要保持足夠的剛度來完成對于自己任務的支撐。

參考文獻

篇（2）

中圖分類號：TU208 文獻標識碼： A

前言

高層建筑的出現是科技發展、社會進步、建筑行業提升的重要標志，當前，國家和城市發展越迅速，高層建筑的數量和層次就越高，很多大城市已經開始了超高層建筑的設計和施工，并已經逐漸成為一種社會和行業發展的趨勢。在這樣的趨勢下，高層建筑結構設計工作就顯得尤為重要，在設計工作中要通過科學的手段、統籌的方法和高超的技巧將設計的合理性、安全性和需要的廣泛性和差異性有效地統合在一起，滿足從行業到社會，從個人到集體，從需要到發展等各方面的需要。當前，各界為建筑行業提出了做好高層建筑結構設計的要求，因此，在高層建筑結構設計中要了解高層建筑結構的特點，注意設計中的要點，重點對高層建筑結構的扭轉和受力性能進行關注，在堅持安全、質量和經濟的原則下，提升高層建筑結構設計的水平。

一、高層建筑的結構特點

1、重視對待軸向變形。高層建筑中，由于豎向負荷較大的原因，可能會引起在柱中較大程度上的變形，從而對連續梁、彎矩產生比較大的影響，該影響包括兩個方面：一方面是，會增大端支座負彎矩的數值或者是增大跨中正彎矩的數值，另一方面是，減小連續梁中間支座的負彎矩值。除了這兩方面的影響外，還會影響預測構件的側移和剪力，以及影響構件的下料長度，對于對構件的側移和剪力的影響，將其和構件豎向變形相比較，就會得出較為不安全的結果；對于對預測構件下料長度的影響，可以采取根據計算軸向變形數值，然后針對性的對下料長度進行調整分配。

2、重要的高層建筑結構設計指標是結構延性。高層建筑和低層建筑的區別之一就是：在建筑結構方面，高層建筑的結構較柔和，同時也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進人高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結構設計時采取恰當合理的措施，達到保障高層建筑結構具有應對較大沖擊的延性。

3、高層建筑結構設計的決定性因素是水平荷載。一方面，對于大多數的高層建筑樓房來說，豎向荷載基本上是定值，而水平荷載，比如地震作用和風負載，荷載值隨著高層建筑結構動力特性的不同而發生較大程度上的浮動變化；另一方面是，由于高層建筑樓房自身的重量和樓面引起的彎矩和軸力的數值，與建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷載產生的傾覆力矩和引起的軸力與建筑物高度的二次方成正比。

三、高層建筑結構設計的要點

1、高層建筑的構造措施

高層建筑結構設計中要重點對剪力、壓力、柱體等相關結構和特性進行強化，同時要加強彎力矩的防護，提高拉力的大小，提升構造梁的性能，要注意對薄弱部位的加強，特別重點考慮的構造要點有：延性、溫度應力、薄弱層厚度，鋼筋錨固長度，抗震結構層次等主要環節，要達到高層建筑結構的設計合理化，就必須做好上述構造方面的設計。

2、高層建筑結構的計算簡圖

計算簡圖是高層建筑結構設計和高層建筑結構計算時的中要基礎，因此，需要選擇適宜的高層建筑結構計算簡圖。在計算簡圖中要對高層建筑結構的剛節點和鉸節點進行重點把握，同時要控制計算簡圖的誤差，使其限定在高層建筑結構設計的允許范圍中。在高層建筑結構計算簡圖的應以中要對構造的重點防護措施進行強化，這樣有利于控制高層建筑結構的穩定。

3、高層建筑結構的方案

結構方案的經濟性、科學性和合理性是整個高層建筑結構設計的關鍵，要采用高層建筑結構的合理形式和經濟形式，這樣可以使高層建筑結構得主要性能和要求達到相應的設計。在方案中要注意豎向和水平向的規則，同時，要注意在同一結構單元內不能應用同樣結構體系和方式，以避免高層建筑結構出現問題。

4、高層建筑的基礎方案

在高層建筑結構進行基礎設計師要重點考慮高層建筑結構的荷載分布、高層建筑工程的地質條件、高層建筑的施工條件。設計高層建筑結構時要重點考慮到對地基潛力的挖掘，因此，在高層建筑結構設計階段要對工程地質勘查報告的內容和技術參數進行重點了解，以便形成具有科學性和合理性的高層建筑結構基礎方案。

四、高層建筑結構設計的基本要求

1、高層建筑結構設計的規則性

高層建筑結構設計應符合抗震概念設計的要求，應采用規則的設計方案，不應采用嚴重不規則的結構體系。高層建筑結構設計應該具備多道抗震防線；具有合理的承載力和剛度分布的結構水平和豎向布置，避免因扭轉和突變效應造成局部薄弱部位。

2、高層建筑結構設計的平面規則布置

高層建筑結構平面布置需要能抵抗豎向和水平荷載，對稱均勻，明確受力，傳力直接，減少扭轉的影響。在地震作用下，建筑的平面要簡單規則，在風力作用下可以適當放寬要求。建筑的抗震設防要求建筑的平面形狀宜對稱、簡單、規則，才能達到減震的目的。

五、高層建筑結構設計問題的防范和處理

1、高層建筑結構設計中的扭轉問題

在進行結構設計時，我們需要建筑的三心盡可能匯于一點，即三心合一。高層建筑結構設計的扭轉問題就是指建筑的三心在結構設計過程中未達到統一，結構在水平荷載的作用下發生扭轉振動的效應。

2、高層建筑結構的受力性能

對于高層建筑物最初的方案設計，建筑師考慮更多的是應該是它的受力性能，而不是詳細地確定它的具體結構。沉降縫兩側單元層數不同時，由于高層的影響，低層的傾斜往往很大，因此沉降縫寬度可按高層單元的縫寬要求來確定。

3、高層建筑結構設計中的其它問題

一是，剪力墻的墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應采取在墻與梁相交處設置扶壁柱或暗柱，或在墻內設置型鋼等至少一種措施，減小梁端部彎距對墻的不利影響。二是，對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求，同時增加了最小面積配箍率的要求。三是，嚴格要求各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高。四是，地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。

六、結束語

綜合全文，近些年我國的高層建筑建設行業迅速發展，而高層建筑結構設計是高層建筑建設行業的關鍵因素，高層建筑建設行業的進一步發展，使得對高層建筑結構設計質量的要求越來越高。高層建筑結構設計質量好壞直接影響到整個高層建筑是否具有安全性，直接影響到高層建筑建設行業是否達到可持續發展。本文從高層建筑結構設計的原則人手，對高層建筑結構設計的特點進行詳細的概述，進而引出高層建筑結構設計中應該注意的問題，并對這些問題進行簡單的概括。

[參考文獻]

篇（3）

Abstract: with the development of land resources, the growing tension, high-rise building more and more as the choice in the urban construction and development of a kind of form of construction, and the design of the building structure changes more and more, building type and function more and more complex, high-rise building structure design also has become more and more high building structure engineering design work of the difficult points and key. So the article through the structure design of a high-rise building, and discusses the design put forward that should be paid attention in the main points, for everyone to discuss and study.

Keywords: high building; Structure design; Design choice; points

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號

前言

高層建筑是社會經濟發展和科技進步的產物。隨著大城市的發展，城市用地緊張，市區地價日益高漲，促使近代高層建筑的出現，電梯的發明更使高層建筑越建越高。宏偉的高層建筑是經濟實力的象征，具有重要的宣傳效應，在日益激烈的商業競爭中，更扮演了重要的角色。

一、 高層建筑結構體系的選擇分析

高層建筑結構是否合理、經濟的關鍵就是高層建筑抗側力結構體系的選擇是否合理，抗側力結構體系有框架、剪力墻、框架－剪力墻、框架－核心筒、筒中筒等。對結構選型來說，沒有普遍使用的選擇標準，往往是隨著建筑的環境、功能要求有所變化，每一選擇都有其優劣這就需要結構工程師認真地對比和考慮。例如：框架結構建筑平面布置靈活，構件類型少，設計和施工都較簡單，但其抗側剛度小，當建筑較高時，梁柱截面大，影響室內使用空間；剪力墻結構整體性好，抗側剛度大，側移小，但其平面布置不靈活，一般適用住宅及旅館；而框架－剪力墻結構則綜合了框架結構和剪力墻結構的優點，并可以設計成雙重抗側力體系，框架－剪力墻結構設計中要注意的就是剪力墻的布置要均勻，剛心與質心重合或相近，且剪力墻數量不宜過多，滿足規范的側移限值即好?？蚣埽诵耐驳氖芰π阅芘c框架－剪力墻相同，由于外框架間距大，使得建筑空間大而靈活，采光好，是高層公共建筑和辦公用房的理想選擇，在高度較高時，還可以加伸臂減小側移。筒中筒結構由于柱距小近年已較少應用。

二、 高層建筑結構設計特點

2.1水平荷載成為決定因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2.2 軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。

2.3側移成為控制指標。與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

2.4結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

三、 高層建筑結構設計的基本原則

3.1以承載力、剛度、延性為主導目標，實施多道防線、剛柔結合的結構形式。即應具有一定大的剛度和承載力來抵御風荷載和小震，隨著第一道防線破壞，結構變柔后仍有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來抵御未來可能遭遇的罕遇大震。

3.2 在對結構進行分析計算時，應該運用最簡單、最直接、概念最清楚的計算方法，將結構的受力與傳力途徑設計成簡單、直接、明確。盡可能避免出現以抗扭為主導的關鍵性傳力構件。

3.3 盡可能使結構平面布置的正交抗側力剛度中心(簡稱剛心)和建筑物表面力(風力)作用中心或質量重心(質心)靠近或重合，以避免或減小在風荷載或地震作用下產生的扭轉效應。

3.4建筑物豎向布置的抗側力剛度構件也最好設計成均勻、連續，避免出現軟弱層和上下層間的剪切剛度、彎曲剛度和軸壓剛度的突變。

3.5 應重視上部結構與其支承結構整體共同作用的機理，即傳力與受力結構兩者之間的共同作用；例如，在高層建筑的箱基和筏基的底板設計中，計算軟件無法進行上部結構－地下室－地基基礎的相互作用分析，計算出來的底板內力遠遠大于底板實際受到的內力。

四 高層建筑結構設計的設計方法要求

4.1屋面活荷載取值

框架荷載取0.3kN/m2已經沿用多年，不打算修改。但屋面結構，包括屋面板和檁條，其活荷載要提高到0.5kN/m2。《鋼結構設計規范》征求意見稿規定不上人屋面的活荷載為0.5kN/m2，但構件的荷載面積大于60m2的可乘折減系數0.6。門式剛架一般符合此條件，所以可用0.3kN/m2，與鋼結構設計規范保持一致。國外這類，要考慮0.15-0.5N/m2的附加荷載，而我們無此規定，遇到超載情況，就要出安全問題?，F在有的框架梁太細，檁條太小，明顯有克扣荷載情況，今后應特別注意，決不允許在有限的活荷載中“挖潛”。

4.2屋脊垂度要控制

框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規定為1/180，除驗算坡面斜梁撓度外，是否要驗算跨中下垂度？過去不明確，它可能講課時說過不包括屋脊點垂度?，F在了解到，美國是計算的。他們作框架分析，一般是將構件分段，用等截面程序計算，每段都要計算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于要驗算跨中垂度?？缰写苟确从澄菝尕Q向剛度，剛度太小豎向變形就大。要的度本來就小，脊點下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過小，第一榀剛架與山墻間的屋面出現斜坡，使屋面變形。現在打算做個規定，剛架側移后，當山尖下垂對坡度影響較大時（例如使坡度小于1/20），要驗算山尖垂度，以便對屋面剛度進行控制。

4.3鋼柱換砼柱

少數單位設計的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與砼柱中的預埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節省鋼材和降低造價。在廠房中，的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架，但此時梁柱只能鉸接，不能剛接。多高層建筑中，鋼梁與墻的連接也是如此。因為混凝土是一種脆性材料，雖然構件可以通過配筋承受彎矩和剪力，但在連接部位，它的抗拉、抗沖切的性能很并，在外力作用下很容易松動和破壞。還有的單位，在門式剛架設計好之后，又根據業主要求將鋼柱換成砼柱，而梁截面不變。應當指出，砼柱加鋼梁作成排架是可以的，但將剛架的鋼柱換成砼柱，而鋼梁不變，是不行的。由于連接不同，構件內力也不同，要的工程斜梁很細，可能與此有關。建筑結構是一門科學，如果不按科學辦事，是要吃苦頭的。今后國家要執行建筑法，實行強制性條款，違反其中一項，出了工程事故，是要受罰的。

五 高層建筑結構設計應注意的要點

在高層建筑的抗震設計中，概念設計的思想也得到延伸，所以結構工程師必須對結構地震破壞機理有深刻的認識，對地震試驗研究成果有一定的理解，這樣才能從概念上作出判斷，并采取措施。我國的抗震設防目標是“小震不壞，中震可修，大震不倒”?？拐鸾Y構構件必須有足夠大的承載能力，足夠的剛度、延性和耗能能力，以達到抗震設防目標。在同一地震作用下，剛度小的結構變形大，剛度大的結構變形小，所以，對同種材料而言，鋼筋混凝土框架結構比設置了剪力墻的鋼筋混凝土結構震害嚴重。另外，建筑的體型和結構總體布置也是在抗震設計值得特別重視的，平面形狀上宜簡單、對稱、避免過多的外伸、內凹、避免細腰形和角部重疊平面；電梯、樓梯的布置盡量避免布置在端角和凹凸處；避免錯層布置等。建筑立面也應是規則、均勻、從上到下外形變化不大，沒有過多的外挑內收，避免突變。還有一點就是建筑的非結構構件與建筑主體結構必須存在可靠連接，使其在地震時不脫落，以免發生倒塌傷人。

六 結論

隨著高層建筑進一步的發展，滿足高層建筑的形式，材料，力學分析模型都將日趨復雜多元，為了滿足市場的要求，高層建筑結構設計師必須嚴格執行設計標準，根據工程實地情況選擇合理的結構方式，注意高層建筑結構設計的難點和要點，為后期的施工打下良好的基礎。

參考文獻

[1]肖峻．高層建筑結構分析與設計[J]．中化建設，2008，（12）．

篇（4）

中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

我國經濟的發展帶動建筑業的快速騰飛，同時建筑技術也有了質的飛躍。高層建筑通過合理利用有限的土地面積，發展無限的空間并進行合理的利用，給城市用地緊張緩解城市人口壓力帶來了福音，并一躍成為建筑的主流導向，儼然已成為城市高度發展的標志。高層建筑結構建筑層數多、結構的復雜程度大、施工困難、管理復雜、工序繁多、建設周期長、質量難以保證等諸多的特殊性，給設計施工帶來了許多不便。本文從高層建筑結構設計角度出發，針對高層建筑結構的特點和設計中存在的問題，分析總結了設計中的要點和應注意事項，提出了設計要點的控制措施，為相關結構設計人員提供借鑒和參考。

2 高層建筑結構設計特點分析

水平荷載、軸向變形、結構側移和結構延性是目前高層建筑結構設計中需要非常重視的設計關鍵環節，下面進行一一分析和討論：

1)水平荷載。之所以將水平荷載認定為高層建筑的決定因素，是因為水平荷載對高層建筑結構安全性的影響已經超過的豎向荷載對結構安全的影響。豎向荷載包括結構自重和作用在其上的使用荷載，它所產生的軸力和彎矩的大小，只與建筑高度的一次方成正比，與此同時，水平荷載對建筑結構產生的傾覆力矩、和由此引起的軸力，與建筑高度的兩次方成正比。因此，隨著高度的增加，很小的水平荷載作用就會引起較大的傾覆力矩和軸力，而且水平荷載主要是由風荷載和地震水平分力來產生，這些力的數值大小都是不確定性的，動態的。也就是說，水平荷載大小隨著結構動力特點的不同幅度變化較大。因此，水平荷載已成為高層建筑安全性能的一個主要決定性因素之一。

2)軸向變形。軸向變形對結構的影響表現在連續梁支座的安全和預測構件的下料長度方面。在高層建筑結構中，豎向荷載較大，從而導致柱中的撓度較大，這會對連續梁的彎矩產生直接的影響，導致連續梁跨中正彎矩和端支座負彎矩增大。而中間支座附近的負彎矩減小，危及到連續梁的安全性能。預測構件的下料長度，也會受較大的軸向變形所影響，因而要求在計算下料長度時，要根據軸向變形的計算數值大小，進行下料長度的調整，否則會引起不安全后果。結構構件的剪力值大小也受到軸向變形的影響，在進行構件豎向變形比較后，得到的結果可能安全度不夠。

3)結構側向位移。高層建筑和低層建筑的幾何變形相比，側向位移是需要在結構設計中認真重視的關鍵所在。隨著高度的不斷增加，側向位移的大小受水平荷載影響很明顯，水平荷載越大，側向位移越大，對結構的安全影響就越大。因此，規定一個安全的容許范圍，設計計算要將側向位移控制在此范圍內，減少高層建筑結構的安全影響。

4)結構延性。延性是建筑結構的一項重要的設計指標，高層建筑結構與低層建筑結構相比，更具有柔韌性和延展性，建筑結構的整體變形相對更大一些。在風力、地震力的水平作用下，高層建筑結構先處于彈性狀態，如果作用力的大小超過了彈性極限，那么結構就會進入塑性變形階段，此時的變形無法恢復，如果繼續破壞就會達到破壞階段，為此要在塑性階段保證結構具有持久性，也就是采取適當的措施，加大結構的延性，避免結構受損破壞。

3 高層建筑結構設計的要點分析控制

3.1 重視結構的高度

結構的總體高度受規范標準的影響，主要體現在抗震規范、高層混凝土技術規范中。新規范對高度、超高等進行了嚴格的劃分，A級高度和B級高度，在高層建筑結構設計中，之前的一些處理方法和措施都有一定的改變，而且高度越高，結構安全影響因素越多，如果忽略這些問題，就會產生非常大的風險。實際工程中如果忽略此問題，施工圖的審查過程將受到限制，造成重新設計，如果進行專家論證繼而影響工期、造價等一連串的規劃設計施工，給項目帶來很大麻煩。高度達到一定的程度，建筑結構會發生質的變化，比如安全指標、力學模型選擇、荷載、材料等

3.2 選擇合理的結構體系

建筑結構體系有很多種，鋼結構、鋼筋混凝土結構是目前主流的結構形式，選取哪一種是結構設計人員要面臨的抉擇，不能隨意選取。結構轉換層和加強層的設置影響到結構體系的直接選取，在結構體系之間或者柱間距發生變化時，就需要設計轉換層，直接的影響就是結構的剛度突變，影響到相鄰的柱構件的受力情況，剪力增大導致很難實現轉換層與體系連接處的強柱弱梁。因此，在需要轉換層或者加強層的設計中，結構體系的剛度要低，避免剛度發生太大變化，根據我國的建材市場產品性能和品種，可以使用鋼骨混結構、鋼管混結構或者鋼結構。

3.3 考慮結構的細節問題

結構的設計要重視保證結構的規則性、剪力墻和嵌固端的設置。平面規則的建筑結構給設計施工帶來方便，而且規范要求建筑物不能采用不規則的方案，在平面規則性也做了嚴格的限值。為的就是避免在后期的施工圖設計造成不必要的麻煩和不便。短肢剪力墻是設計中受到限制最多的，因此在設計中要避免出現短肢剪力墻，如果出現，要符合各種要求。嵌固端一般出現在地下室頂板處，人防的頂板位置。嵌固端的設計需要按照規范要求進行，例如，嵌固端上下層的剛度比值的選取、抗震等級一致的要求、嵌固端和抗震縫的相對位置要求，如不滿足要求，會對工程產生嚴重影響。因此要重視嵌固端的設計。

3.4 考慮結構抗震

高層建筑結構極易出現三心不重合的情況，即產生結構的扭轉效應。若受到地震的作用，會加劇結構的破壞，而且會影響到鄰近建筑物的安全。結構抗震是設計中必不可少的環節，尤其是高層建筑。結構的應力集中，會影響對結構安全性能，常出現在凹凸的拐角處，要引起重視，避免出現這種情況，或者采取補救措施來減小這種應力集中現象。高層建筑結構在豎向極易出現剛度突變和薄弱層，因此在進行抗震設計時要注意防震縫的設置，是設計時容易忽視的問題?？拐鹪O計規范提出的三大設防、兩階段設計，要引起設計人員的重視，具體可以參考抗震規范的要求進行。

4 結束語

高層建筑結構設計因建筑的高度變化越發復雜，而結構設計本身也是一項復雜的工作。因此，設計人員要針對高層建筑的結構特點和主要安全影響因素進行重點考慮，在嚴格按照規范要求的基礎上進行合理的結構體系選擇、高度的控制、細節的重視以及抗震的安全標準設計，同時要根據具體情況進行概念上的設計，由此作為出發點按部就班的設計，重視上述要點的設計，提高高層建筑在設計上的質量和安全性能。

篇（5）

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

一、高層建筑結構設計特點

1、水平作用是決定因素

首先，因為結構自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力及彎矩的數值，僅僅和建筑高度的一次方成正比，但是水平作用對結構產生的傾覆力矩和在豎向構件中引起的軸力，與建筑高度的兩次方成正比；另外，對一些一定高度的建筑來說，豎向荷載基本上是固定值，但作為水平作用的地震作用和風荷載卻是不確定的。

2、側移是控制指標

和多層建筑不同，高層建筑結構設計中的結構側移是關鍵因素。隨著建筑高度的不斷增長，水平作用下結構的側移變形也隨之迅速增加，結構頂點側移與建筑高度的四次方成正比。所以結構在水平荷載作用下的側移必須要控制在一定限度之內。

3、結構延性成為重要設計指標

延性是指構件和結構屈服后，在承載能力不降低或基本不降低的情況下，具有足夠塑性變形能力的一種性能，一般用延性比來表示。受彎構件會隨著荷載的增加，首先受拉區混凝土出現裂縫，出現非彈性變形。然后受拉鋼筋屈服，受壓區高度降低，受壓區混凝土被壓碎，最后導致構件被破壞。

4、軸向變形也不容輕視

在高層建筑中，豎向荷載數值會較大，會在柱中引起很大的軸向變形，從而導致對連續梁彎矩產生一系列的影響，使連續梁中間支座處的負彎矩值變小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值變大，對預制構件的下料長度也會產生影響，這就要求依據軸向變形計算值，對下料的長短做出相應調整；另外對構件剪力和側移也會產生影響。不考慮構件豎向變形與考慮構件豎向變形相比較，計算結果會偏于不安全。

二、高層建筑結構設計問題

1、設計人員基礎知識薄弱

在部分小型設計公司，有一些設計人員根本不了解施工工藝流程，離開設計圖庫和計算機作業根本不能設計和畫圖，缺乏施工現場設計代表的經驗，不能以專業知識及經驗指導施工技術難題。類似于這樣一些純粹紙上談兵的建筑圖紙，充斥著低成本小型建筑項目市場，比如說拆遷項目返建等，最終導致建筑使用壽命縮短等大量技術隱患問題。

2、結構抗震概念設計不足，標準及規范推廣應用落后。

在高層建筑結構設計中，普遍存在結構抗震概念設計不充分的情況。由于我國的地震帶分布不一，部分省市對于結構抗震的要求較為忽視，導致結構抗震概念設計處于緩慢發展的狀態。比起日本和美國等在結構抗震概念設計領域成果突出的國家，我國的抗震概念設計標準及規范的應用推廣相對較為落后。

3、建筑物超高問題

隨著建筑物高度的不斷加大，在抗震性能和建筑質量方面都面臨著更嚴峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要，規范對建筑物的高度作出了嚴格的規定，超高建筑在設計方面要確保滿足抗震的要求。在目前的高層建筑市場中，仍然存在著建筑超高但沒采取更嚴格的措施的問題。

4、短肢剪力墻的設置

短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻。近年興起的短肢剪力墻結構，雖然有利于住宅建筑布置，也可減輕結構自重，但在高層住宅中，剪力墻肢不宜太短，因為短肢剪力墻的抗震性能較差，地震區應用經驗不多，為安全起見，高層建筑結構不應采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結構。

三、高層建筑結構設計要點

1、地基與基礎設計

地基與基礎設計已經得到結構工程師的重視，這不僅由于該階段設計過程合理與否將直接影響到后期設計工作的進行，也是整個項目成本的決定性因素。因此，這個階段，存在的問題可能會很嚴重，也甚至會造成不可估量的損失。高層建筑應根據整體布局來選可滿足承載力和變形的要求、并可以調整不均勻沉降的基礎形式。高層建筑宜設置地下室以減小地基的附加應力和沉降量， 有利于滿足天然地基的承載力和上部結構的整體穩定性。此外，基礎設計應注意本地的規范的重要性。

2、建筑結構受力性能

對于最初的建筑設計，建筑師考慮更多的是建筑的空間組合，而不是詳細地確定其具體的結構。建筑物底面建筑空間的形式在水平方向和垂直方向的穩定性是非常重要的，因為一些建筑物是由又大又重的組合物來組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至基礎，結構的荷載總是向下作用于基礎面的，而在建筑設計中的一個基本要求是要理清所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，因此在建筑設計階段，就有必要對主要承重柱和承重墻的數量和分布做出整體構想。

3、建筑結構設計中的扭轉問題

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一，這是是結構設計的要求。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中沒有做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，要在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉效果的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于街景與建筑空間的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則T形、L形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將突出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構設計布局時，最大可能使建筑狀態的結構是對稱的。

4、建筑高度、高寬超限問題

現行的規范、規程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些高層建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規范限值，甚至個別建筑高度和高寬比均超出規范限值。在結構設計過程中，對于建筑的高度、長寬比和尺寸的復雜程度超過現行規范、規程的高層建筑，應按超限高層建筑進行設計。同時，另一點不容忽視的問題是，建筑適用高度除與結構體系類型及抗震設防烈度有關外，還與場地類別與結構是否規則等因素有關，當位于Ⅳ類場地或結構平面與豎向布置不規則時，其最大適用高度應適當降低。

5、抗震設計要求更高

高層建筑結構設計的抗震設防要求，需要正確計算正常使用時的豎向荷載和風荷載，應當具有良好的抗震性能。

6、概念設計和理論計算具有同等重要性

抗震設計有兩部分：計算設計、概念設計。雖然分析手段在不斷提高，分析的原則在不斷完善，但由于抗震設計計算是在一定的假想條件下進行，而地震作用具有很大的復雜性和不確定性，同時地基土影響和結構體系本身都極復雜，因此理論分析計算很有可能會和實際情況相差甚遠。特別是結構進入彈塑性階段后，構件局部可能會開裂甚至破壞，此時就很難用常規的計算原理去分析結構。而高層建筑的概念設計，諸多實踐證明，對建筑結構設計有著重要的意義。

結束語

高層建筑在現代經濟體系中已經如此發達，結構設計的相關人員追求更加合理的力學模型和更新穎的建筑物結構形式，在這一個方向上經過高素質高知識結構的專業化人才不斷探索，我們可以期待，高層建筑在城市中的應用將變得空前廣闊。

參考文獻

篇（6）

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：

前言

高層建筑目前在我們的城市建設當中所占的比例是越來越大，而建筑結構設計方面的變化也越來越多，很多新興的結構設計方案以迅猛的速度呈現在我們的城市建設中。高層建筑得到了前所未有的發展，應用于建筑工程中的材料、形式、力學分析模式也越來越復雜，結構體系更是多種多樣，高層建筑結構設計也成為了工程設計師所面臨的一項重大課題。因此，為了能夠滿足建筑的功能需求，在對結構進行設計之前，對其中所涉及的要點進行探討和分析是必不可少的，只有在充分掌握設計要點的基礎上，才能夠設計出符合建筑功能要求的整體結構。

1 建筑結構設計要點

高層建筑結構設計主要是指在滿足安全、適用、耐久、經濟和施工可行的要求下，按有關設計標準的規定，對建筑結構進行總體布置、技術經濟分析、計算、構造和制圖工作，并尋求優化的過程。建筑結構的設計特點主要可以分為以下幾個方面：

1) 水平荷載是決定因素。水平荷載對高層建筑結構具有重要的作用，也是高層建筑結構設計中所主要考慮的因素。在高層建筑中，由于豎向荷載所引起的軸力與建筑高度的一次方成正比，而水平荷載所引起的傾覆力矩及豎向構件的軸力與建筑高度的二次方成正比。由此可見，隨著高層建筑高度的不斷增加，這個值也會隨之逐漸增大，對建筑結構的影響也必然會越來越大。

2) 結構延性成為重要設計指標。延性主要是在高層結構抗震設計中采用的，結構延性主要是指材料的結構、構件或構件的某個截面從屈服開始至達到最大承載能力或達到以后而承載力還沒有顯著下降期間的變形能力。隨著荷載的不斷增加，受彎構件受拉位置的混凝土就會出現裂縫的情況，嚴重的還有可能導致構件被破壞。

3) 軸向變形也同樣很重要。軸向變形在結構設計中也是不容忽視的。高層建筑中所涉及到的豎向荷載值往往都比較大，很容易引起柱中的軸向變形，從而對連續梁彎矩產生一定程度的影響，同時還會影響到預制構件的下料長度。因此，建筑設計師一定要對此給予高度的重視。

2 高層建筑的結構體系

設計師如果想要對建筑的結構進行科學合理的設計，就必須全面了解其體系的構成。就我國目前高層建筑的結構體系來看，主要包括以下幾個方面:

1) 剪力墻體系。剪力墻主要是指承受風荷載或地震作用所產生的水平剪力的墻體。而剪力墻體系主要是受力主體結構全部都是由平面剪力墻的構件組成的一種體系。其不僅能夠承擔結構中水平構件所產生的豎向荷載，而且還能夠承擔外部因素所引起的振動作用，比如地震作用以及風力等。剪力墻本身具有較高的強度和剛度，同時具有一定的延性，是一種不錯的結構體系。

2) 框架—剪力墻體系。由于剪力墻本身具有較好的強度和剛度，因此，在框架體系的強度和剛度達不到建筑使用需求的時候，往往會采取安裝剪力墻的方法來代替部分框架，二者所形成的體系就是框架—剪力墻體系。其中，框架所承受的主要是垂直荷載的力量，剪力墻所承受的是水平剪力。剪力墻的設置不僅能夠在很大程度上增強建筑的側向剛度，使其水平位移變小，而且還能夠使框架所受的力實現均勻分布。

3) 筒體體系。筒體結構體系由框架—剪力墻結構與全剪力墻結構綜合演變和發展而來的。筒體結構體系是將剪力墻或密柱框架集中到建筑的內部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，目前在高層建筑中被廣泛應用。

4） 嵌固端的設置：由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

5) 結構的規則性：新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

3 高層建筑的結構分析

3.1 高層建筑結構分析的基本假定

在進行高層建筑結構分析基本假定的時候，結構分析人員通過采用彈性假定的方法來進行。目前，彈性的計算方法已經成為了工程上最為實用的結構分析方法。通常情況下，建筑結構在垂直荷載和風力的影響下，會處于一個彈性工作階段，在這種條件下，這種彈性假定是基本符合現實情況的。但是如果遭受到地震和強臺風作用的時候，建筑就會根據實際情況產生不同程度的位移，進入到彈塑性的工作階段。此時工作人員如果按照彈性方法對內力和位移情況進行計算，那么其結果必然不能夠充分反映結構的工作狀態，因此，必須要采用彈塑性動力的分析方法進行分析。此外，剛性樓板假定也是高層建筑結構分析基本假定的內容之一。

我國目前有很多隨著當今建筑結構的不斷改革和創新，剪力墻成為了建筑結構設計不可缺少的重要形式。因為剪力墻結構的抗側剛度比較大、側移能力較小、良好的抗震效果相對而言比較良好。剪力墻結構在高層建筑的設計中應用越來越普遍，人們對剪力墻結構的要求隨之越高。在原來的剪力墻基礎上，我們可以結合框架結構優點和弊端，從而設計出一套靈活的剪力墻結構體系，提高當前建筑結構設計的水平，具體問題具體分析，最大程度上提高和優化整體結構的設計水平。

3.2 高層建筑結構靜力分析方法

剪力墻的受力特性與變形狀態一般都是由它的開洞情況造成的。一般剪力墻中，它的墻肢截面高度都是厚度的8 倍。短肢剪力墻的截面高度是厚度的6.5 倍左右。剪力墻結構的計算方法可以利用平面有限單元法。此方法具有精準性和高效性，適用于多種多樣的剪力墻。它的一些弊端也是顯而易見的，比如特殊開洞墻、框支墻的過渡層的設計情況相當復雜，容易出差錯等。

剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。

剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。

4 建筑結構工程特征

合理利用土地資源、空間和節約施工成本以及保證施工的質量，是高層建筑施工過程中的主要目的。所以具備良好的空間工作性能成為高層建筑設計的必然要求，我們可以利用剪力墻結構的雙向布置，設計出完整的結構空間。結構體系的主要作用是提高建筑物抗震性能，完善設計的結構，從而保證剪力墻在應用過程中的最佳質量。

篇（7）

1、引言

如今，城市規模不斷增大，人口不斷增加，使得城市住房建設用地高度緊張，加之人民對生活質量的高標準的追求，新建高層建筑是城市發展的必然趨勢。這就必然給結構工程師們對高層建筑的設計帶來了許多新的課題和更高的挑戰。如何設計出舒適、安全、經濟、美觀，同時又要符合人們精神生活要求的建筑。滿足人們生產和生活的需求，是結構設計師們必須要面對和需要解決的首要問題。掌握高層建筑結構設計的要點，正確處理高層建筑設計過程中出現的問題，是每個結構設計師所必須具備的基本素質。

2、高層建筑結構設計特點分析

2.1相對于多層建筑而言，高層結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

2.2高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形， 從而會對連續梁彎矩產生影響， 造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響， 要求根據軸向變形計算值， 對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較， 會得出偏于不安全的結果。

2.3 與多層建筑不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度、層數的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

2.4高層建筑自身重量和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，與建筑物高度成正比關系；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與建筑物高度的二次方成正比；此外，對某一定高度建筑物而言，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

3、關于高層建筑結構設計要點的探討

3.1鋼筋混凝土抗震墻的延性和破壞形態與墻體的高寬比和超靜定次數密切相關。

為了提高抗震墻的變形能力, 避免發生剪切破壞, 對于較長的抗震墻, 應該利用洞口設置弱連梁, 使墻體分為小開口墻、多肢墻或單肢墻, 并使每個墻段的高寬比不小于3。所謂弱連梁, 是指在地震作用下各層連梁的總約束彎矩不大于該墻段總地震彎矩的20%; 連梁不能太強, 以免水平地震作用下某個墻肢出現全截面受拉,這是比較危險的。但是, 考慮到耗能, 連梁又不能太弱, 連梁弱到成為一般小梁時, 墻肢就變成單肢墻, 而單肢墻的延性很差, 僅為多肢墻的一半, 且單肢墻僅具有一道抗震防線, 超靜定次數少, 在地震作用下是很不利的。

在實際設計中, 對連梁的剛度都要進行折減, 這是因為剪力墻的剛度一般都很大, 在水平力作用下, 剪力墻中的連梁會因為很大的內力而超過截面允許值, 可靠的辦法是讓這些連梁先屈服, 要使連梁能形成塑性鉸而不發生脆性破壞, 連梁首先就必須滿足強剪弱彎的要求, 對連梁的剛度進行折減實際上就是降低其抗彎能力。

規范規定, 剪力墻在端部應設置暗柱、端柱等邊緣構件。這些邊緣構件的作用相當于磚混結構的約束柱, 當結構的剛度較小, 地震作用下層間位移和頂點位移較大時, 邊緣構件所起的作用也就越大,此時暗柱的截面和配筋就應加大。

3.2在一般情況下, 地下室外墻所承受的主要荷載為結構自重、地面活載、側向土壓力等。在已建成的高層建筑中, 地下室外墻的墻厚和配筋相差很大, 在結構可靠與經濟之間選擇一個合理的平衡, 是一個值得探討的課題。地下室外墻的受力狀況與上部結構類型及平面布置有很大關系。當上部結構為框架結構時, 上部填充砌體及±0.00 樓板對地下室外墻頂端的約束程度很小, 此時可假定墻體頂端為鉸接。當上部結構為鋼筋混凝土剪力墻結構時, 剪力墻及±0.00 樓板對地下室外墻頂部的約束程度很大, 此時可假定墻壁頂端為固接?；A的剛度一般遠大于墻體剛度, 所以墻的下端一般視為固定端。在實際情況中, 考慮到邊界條件不十分明確, 為安全起見, 可對同一邊界采用兩種不同的假設, 如按端部固定計算墻端彎矩, 按端部鉸接計算墻跨中彎矩。一般來講, 當上部結構為框架時, 地下室外墻的墻厚和配筋要大些; 當上部結構為剪力墻時, 由于正壓應力的存在, 墻體厚度和配筋相對要小些。計算表明, 外墻壁配筋滿足裂縫寬度要求后, 一般能同時滿足承載力計算和構造要求; 而當外墻配筋滿足承載力計算時, 卻不一定滿足最大裂縫寬度允許值要求。

3.3對高層建筑來說, 在抗震設計中, 房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題。

對整個建筑進行抗傾覆穩定性驗算, 使地震作用下的傾覆力矩與相應的重力荷載在基礎與地基交界面上的合力作用點, 不應超出力矩作用方向抗傾覆構件基礎邊長的1/4。

加大建筑物下部幾層的寬度, 使其滿足規范高寬比的限值, 從而保證上部結構的穩定。

使基礎有足夠的埋置深度。有些裙樓和高層主樓從地上到地下用變形縫徹底分開, 導致主樓基礎埋深不夠, 地震時會使建筑物發生滑移、整體傾斜甚至傾覆。

對于高寬比很大的高層建筑, 建議采用樁基礎, 樁基礎鋼筋在承臺內的錨固長度要足夠大。因為樁是埋在土中的細長構件, 由于樁土摩擦力的存在, 樁的抗拔性能較好, 從而能很好地抵抗上部結構的傾覆。避免采用天然地基或復合地基上的淺基礎。

3.4對于框架柱來講, 軸壓比越小, 在往復水平荷載作用下其滯回曲線越豐滿, 其耗能能力越大、延性越好; 相反對于短柱, 在往復水平荷載作用下其滯回曲線呈較瘦的反S 形, 耗能能力降低、延性較差,呈剪切破壞。對高層建筑的底部柱而言, 為了滿足軸壓比限值的要求,將柱截面取得很大, 但是由于層高的限制, 就使得框架柱成為短柱。在實際工程設計中, 常采用以下幾種措施:

（1）框架柱的截面首先要滿足規范軸壓比的要求;

（2）采用高強混凝土、鋼管混凝土柱;

（3）使柱的軸壓比滿足規范限值要求。所以采取上述措施, 并符合強柱弱梁、強剪弱彎的原則后, 底層框架柱在地震時是能做到不發生剪切破壞的。

同一樓層中各柱要盡量等剛度。地震震害表明, 長短柱共存時, 很容易因構件剛度及受力大小懸殊而各個擊破, 先后依次破壞。

在框架體系或框筒體系中, 角柱的受力性能要比其它柱差。這是因為:

（1）在雙向剛接框架中, 角柱沿縱橫兩個方向都是單邊有梁, 即在重力荷載作用下, 角柱已處于雙向受彎狀態;

（2）在高層建筑中, 水平荷載引起較大的傾覆力矩, 框架整體彎曲時, 使角柱所受的附加軸力最大;

（3）結構的質心與剛心不可能完全重合, 在結構的扭轉振動過程中, 角柱的相對側移最大, 因此為了防止角柱的斜向壓彎及扭轉破壞, 不能使柱截面太小, 同時要特別注意箍筋的加密, 增加箍筋對受壓區混凝土的約束作用。但是不必刻意將角柱的截面增大。

3.5要使高層建筑在遭遇強烈地震時具有很強的抗倒塌能力, 最理想的辦法是使結構中所有的構件都具有很高的延性。然而在實際工程中很難完全做到這一點, 比較經濟的辦法是有選擇有重點的提高結構中重要構件的延性。在結構豎向, 對于剛度沿高度均勻分布的、體形較簡單的高層建筑, 應著重提高底層構件的延性; 對于大底盤高層建筑, 應著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構件的延性; 對于不規則立面的高層建筑, 應著重加強體形突變處樓層構件的延性。在結構平面位置上, 應該著重提高房屋周邊轉角處、平面突變處以及復雜平面各翼相接處構件的延性; 對偏心結構, 應加大房屋周邊特別是剛度較弱一側構件的延性; 對具有多道抗震防線抗側力構件, 應著重提高第一道抗震防線構件的延性。

要使結構能進入彈塑性狀態, 并能通過結構的塑性變形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震, 就必須做到“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱桿件”, 才能使結構在進入彈塑性狀態后形成合理的延性較大的屈服機制。在強震作用下, 結構的內力是按照各構件的實際承載力進行分配的, 而構件實際承載力的大小和構件截面的實際配筋有關。值得注意的一個問題是, 在實際設計時, 對某些構件的配筋進行放大調整, 形成了強梁弱柱、強桿件弱節點的不利情況, 這樣做的結果可以保證構件小震不壞, 但是因為沒有形成延性結構就不能保證大震不倒。因此在設計工作中, 必須注意構件截面縱向鋼筋的超配現象, 同時也要注意材料的超強問題。

篇（8）

引言

隨著我國國民經濟不斷發展和人民生活的迅速提高，業主及建筑師的創新藝術使得鋼筋混凝土高層建筑發展被廣泛應用。高層建筑結構設計給工程設計人員提出了更高的要求，下面就結構設計中的要點進行探討。

1 結構的設計過程

結構設計一般分為三個階段，結構方案．計算和施工圖設計階段。方案階段包括：根據建筑的重要性，建筑所在地的抗震設防烈度，工程地質勘查報告，建筑場地的類別及建筑的高度和層數來初步確定建筑的結構形式( 例如。磚混結構，框架結構，框剪結構，剪力墻結構，筒體結構，混合結構等等以及由這些結構來組合而成的結構形式)。確定了結構的形式之后就要根據不同結構形式的特點和要求來布置結構的承霞體系和受力構件。

結構計算階段包括：首先，荷載的計算。荷載包括外部荷載(例如，風荷載，雪荷載．施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等)和內部荷載(例如．結構的自黿荷載，使用荷載．裝修荷載等等) 上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。其次，構件的試算。根據計算出的荷載值，構造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。再次，內力的計算，根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算，包括彎矩，剪力。扭矩軸心壓力及拉力等等。最后．構件的計算。根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制(比如，軸壓比．剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等) 來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。

施工圖設計階段包括，根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。

2 高層建筑的結構體系

2.1 框架結構體系

從結構體系上看，早期多采用框架結構。由于它平面布置靈活，空間大，能適應較多功能的需要，因此成為高層建筑的主要結構形式。但是，框架結構的側向剛度較小，在一般節點連接情況下，當承受側向的風力或地震作用時，將會有較大的變形。因此，限制了這種結構形式的建造高度和層數。

2.2 剪力墻結構體系

為了滿足更高層數的要求，結合住宅、公寓和賓館對單開間的需求，出現了較高層數的剪力墻結構。剪力墻結構具有良好的側向剛度和規整的平面布置，按照功能要求，設置自下而上的現澆鋼筋混凝土剪力墻，對抵抗側向風力和地震作用是十分有利的，因此，它允許建造的高度遠遠高于框架結構。剪力墻結構的不足之處在于，平面布置的靈活性較差，使用上也受到一定限制。因此，它的適用范圍較小，僅適用于住宅、公寓和賓館等建筑。目前全國各地的大量高層住宅建筑，絕大多數均采用剪力墻結構。

2.3 框架―剪力墻結構體系

建筑功能要求有較大的靈活性，但同時又能滿足風和地震作用的考驗，取框架和剪力墻結構兩者之長，形成框架―剪力墻結構。框架結構具有布置靈活的優點，而剪力墻結構具有良好的抗側力能力，結合后的結構體系可滿足一般建筑功能要求，在適當位置設置一定數量的剪力墻，既是建筑布置需要，又是結構抗側力需要。因此，框架―剪力墻結構體系的適用范圍和適應的高度較寬，是一種較好的結構體系，已廣泛應用。

2.4 筒體結構

筒體結構是近年來發展起來的新體系，它的出現滿足了高層建筑更高層數的要求，包括單簡體、簡體―框架、筒中筒、多束筒等多種形式。筒體結構具有很好的整體性和抗側力性能，在平面布置和滿足功能要求方面也有明顯的優勢，為眾多高層和超高層建筑結構所采用。

3 抗震分析與設計在高層建筑的應用

在罕遇地震作用下，抗震結構都會部分進入塑性狀態。為了滿足大震作用下結構的功能要求，有必要研究和計算結構的彈塑性變形能力。當前國內外抗震設計的發展趨勢，是根據對結構在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進行設計，結構彈塑性分析成為抗震設計的必要的組成部分。我國現行抗震規范GB 50011―2001要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下(小震)，按反應譜理論計算地震作用。用彈性方法計算內力及位移。對于重要建筑或有特殊要求時，要用時程分析法補充計算，并進行罕遇地震作用下(大震)的變形驗算。

4 高層建筑結構的分析方法

4.1 基于常微分方程求解器的分析方法

對高層建筑結構分析，現在國內外學者已經開發研制了相當有效的常微分方程求解器(ordinary deferential equation solver)，功能很強，尤其自適應求解，可以滿足用戶預先對解答精度所指定的誤差限。我國清華大學包世華教授和袁駟教授在高層建筑結構分析中應用此方法，解決了高層建筑結構考慮樓板變形時靜力計算、動力計算和穩定計算。這些問題若完全用離散化方法求解，其計算量都極其巨大，用微分方程求解器法求解，因其方程組數目少，顯示出極大的優越性，在高層建筑結構分析中成功地運用此方法，具有獨到之處。

4.2 基于有限條法和樣條函數法的分析方法

在高層建筑中，經常會遇到幾何形狀和物理特性沿高度方向比較規則的情況，這樣的結構體系采用有限條法很有效。有限條法只需沿著某些方向采用簡單多項式，其他方向則為連續、可微且事先滿足條端邊界條件的級數。在采用有限條法時，合理地選擇結構計算模型，等效連續體的物理常數和條元的位移函數是提高精度、簡化計算的三個關鍵。樣條函數是分段多項式的一種，與一般有限單元法相比，它的位移模式曲線擬合度好、連續性及通用性強，系數矩陣稀疏、計算量小，且具有緊湊、收斂、完備和穩定等方面特征。因此，計算結果與試驗結果吻合良好，不失為一種較好的方法，在高層建筑中得到了應用。

4.3 基于分區廣義變分原理與分區混合有限元的分析方法

有限元，特別是雜交元和非協調元的發展，促進了分區廣義變分原理的研究。清華大學龍馭球教授在分區混合廣義變分原理基礎上提出了分區混合有限元法。它將彈性體分成勢能區和余能區，勢能區采用位移單元，以節點位移為基本未知量；余能區采用應力單元，以應力函數作為基本未知量，而區交界面通過引入附加的能量項在積分意義下滿足位移和力的連續條件，從而保證了收斂性，最后通過取總能量泛函為駐值建立分區混合有限元法基本方程。

4.4 基于最優化理論的結構分析方法

結構最優化設計是把數學上最優化理論結合計算機技術應用于結構設計的一種新型設計方法。它的出現，使設計者能從被動的分析、檢驗而進入主動“設計”。因而對于一定的空間要求，高層建筑結構的優化設計應以最小重量產生最大剛度，框架剪力墻結構中剪力墻的最優數量和最優布置是優化設計在高層建筑結構中應用的一個課題。

5 結語

總之，由于目前我國高層建筑發展迅速；機構設計中經常遇到各種問題，需要我們設計人員積累經驗，利用正確概念進行設計。而創新是結構工程師對設計、業主和社會的最大貢獻。所以，結構工程師必須在每一個工程項目的設計中都能做到不斷地探求自然法則，不懈地追求相對的最佳最優，要通過反思比較，在經驗積累中不斷提高自己的判斷力和創新力。

參考文獻：

[1]周炳章．20年來我國高層建筑結構及抗震技術的發展[J]．建筑技術，2004(1O)

[2]王全鳳．高層建筑結構力學分析的進展[J]．力學與實踐，1994，16(2)

篇（9）

Abstract: office design theory based on analysis of the particularity of the design of office buildings. Expounded the basic principles of the office building design, architectural design, structural design, the important principles and design methods. Summed up the office structure design concept, to meet the evolving needs of the community.

Keywords: high-rise buildings; office; structural design

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：

引言

高層辦公綜合樓建筑的主體結構體系只有多樣性，迄今為止主要有：框架、框粱剪力墻、剪力墻、筒體、筒中筒、束筒、筒框(筒體稀柱框架結構的簡稱)、帶支撐或帶剛臂(剛性加強層的簡稱)的筒框、巨形支撐等等；一幢高層建筑的主體結構可以由其中的某一個體系單獨構成，也可以由其中的某一個總至三個體系按不同比例組合而成?，F將深入探討關于辦公樓的結構設計要點，為同行提供參考借鑒。

高層結構的均勻對稱布置

對于實際工程中理想的絕對均勻對稱的高層建筑結構幾乎是不存在的，但是結構的均勻對稱有利于結構的抗震抗風，有利于結構在重力荷載下正常工作，它是一個好的高層建筑結構設計的重要標志。

（1）結構的對稱性。結構的對稱性內含于建筑之中，它主要指的是高層建筑中抗側力的上體結構的對稱。對稱的建筑如平向對稱的筒體框架結構、筒中筒結構、筒體結構、框剪結構、剪力墻結構、框架結構等，一般比較容易實現結構的利稱性。對于不對稱的建筑如平面形狀復雜的L型、T型等高層建筑，樓電梯間偏于平面一側或一角的高層建筑等，內含結構的基本對稱仍是有可能實現的，這主要取決于結構工程師結合建筑平面的功能和需要進行合理的結構布。如筒體、剪力墻的合理布置，可以設法調整結構的剛心與建筑物質心、平面的形心盡量接近，從而實現結構的基本對成。

對于結構的較大不對稱，將引起結構在水平側力作用下產生較大的扭轉變形，不利于結構抗側力，不利于非結構構件如填充墻的正常工作，同時要招致結構耗材、成本的較大增加。所以高層建筑的主體結構對稱性十分重要，要注意不可能條件下盡量予以滿足，這點在建筑平而布置中尤需特別加以注意。

（2）結構的均勻性。從工程實踐表明，對于高層建筑結構的均勻性書要體現在以下四個方面：高層建筑主體抗側力結構兩個主軸方向的剛度比較接近、變形特性比較相近：這是因為實際的高層建筑結構都是三維空間的，實際的地震荷載、風荷載具有任意的方向性；高層建筑主體抗側力結構兩個主軸方向的剛度比較均勻，就能具有比較良好的抗震抗風性能。高層建筑主體抗側力結構沿豎向斷面、構成變化比較均勻、不要突變。這里主要是指主體結構的層剪切剛度不要突變。這種均勻的高層建筑結構可以避免因薄弱層的破壞而引起的結構整體破壞，尤以強震區的高層建筑結構需特別注意。

另外高層建筑主體抗側力結構的平而布置，應注意同一主軸方向各片抗側力結構剛度盡量均勻，應避免在主體結構的布置中設置某一、二片剛度特別大而延性較差的結構，如長窄的實體剪力墻。此時，即使結構仍滿足對稱性和剛度的要求、但由于個別結構剛度巨大，地震發生時，將首先吸收極大的能量，應力特別集中，而容易首先招致破壞，從而引起整體結構的破壞。同一主軸方向的各片抗側力結構剛度均勻，水平荷載作用下應力分布將比較均勻，有利于結構抗震延件的實現。

（3）高層建筑主體抗側力結構的平面布置還應注意中央核心與周邊結構的剛度協調均勻，保證主體結構具有較好的抗扭剛度，以避免高層建筑物在地震或風的扭矩作用下產生過大的扭轉變形而引起結構或非結構構件的破壞。這是因為實際的建筑平面變化無窮，特別是相鄰未來建筑的影響，即使自身對稱的建筑，風荷載仍會產生較大的扭矩，有時將超出設計控制的范圍。

（4）對于豎向構件的布置。應盡量使豎向構件在垂直荷載作用下的壓應力水平接近均勻，以避免豎向構件之間壓應力的二次轉移。這點同樣可以應用于基礎設汁，要注意使基礎反力水平接近、剛度均勻。當然豎向構件在垂直荷載下壓應力水平(即軸壓比：豎向構件組合設計壓應力與該構件截面混凝土設計強度之比)絕對的一致是不可能的，但是豎向構件在垂直荷載下壓應力水平就已經有較大差異的高層結構顯然是不合理的。因為壓應力的二次轉移是以樓屋蓋梁板變形協調傳遞為代價的，勢必要使樓屋蓋梁板產生一定的附加二次內應力從而增加其用鋼量和斷面，造成材料的浪費和造價的增加。同時要指出的是，垂直荷載下豎向構件壓應力水平的調整協調十分復雜，它取決于整體結構的實際施工構成過程，實際的垂直荷載作用的時間、混凝土材料的徐變、收縮特性等，影響十分復雜，設計時很難事先予以準確的控制；因此到目前為止，尚無較好的軟件來實現這個復雜過程的準確計算反映。這反過來又極易給結構造成內在的隱患。所以對于垂直荷載下豎向構件壓應力水平接近均勻是最合理優化的結構選擇；實際的高層建筑結構設計應該也是不難能夠實現它的。

高層辦公綜合建筑結構的復雜性

3.1主體結構的轉換

對于下部商業空間、上部住宅公寓的綜合樓，下部商業空間通常希望采用比較規則的大柱網框架體系，上部住宅公寓為避免室內出現較大的柱子利于防火、防盜、隔音，改善使用條件，又通常希望采用大開間的剪力墻體系。這二種體系的結合，必然要產生左體結構由上部剪力墻結構到下部筒體框架或框架剪力墻結構的轉換。

對于上部酒店客房下部大堂、商務、會議、健身、商業等的綜合樓，下部建筑空間，通常希望采用規則的大柱網框架體系，上部酒店客房通常希望小柱網、薄壁柱，以減小房間內柱子尺寸，便利于客房室內布置，提高客房的使用標準，客房內也通常希望避免布置梁格，可提高室內凈高，避免吊頂、改善室內空間。這二種體系的結合，必然要產生主體結構中上部小柱網、薄壁柱到下部大柱網的轉換。從國內外這種主體結構的轉換已有大量成功的工程實例，事實證明，這些必要的轉換不僅具備建筑的合理性也具備結構的可行性，關鍵在于建筑師、結構工程師密切的配合和精心的設計。

3.2結構空間的滲透

由于建筑造型和建筑功能的需要，某些高層辦公樓、高層酒店建筑中，有時需要設置幾層高、甚至通高的共享空間，有時需要局部設有幾層通高的綠化空間，相應部分的樓蓋被抽空，通常高層建筑結構中基本常用的設計假定——剛性樓蓋假定難以實現，甚至使部分結構形成長、短柱，結構受力比較復雜。

辦公樓結構節點形式

對于辦公樓采取現澆鋼筋混凝土結構情況時，鋼筋混凝土結構一般適宜設汁成剛性連續節點，即節點具有轉功的約束，此時施工簡便，結構整休性好；同時結構各部分構件受力較均勻，有利于充分發揮所有結構構件的抗側力作用從而提高結構的抗側剛度。對于鋼結構或鋼很凝土組合結構，則其水平構件、文撐構件與柱、墻之間的連接一般適宜設計成鉸節點，即節點僅能傳遞剪力，具有平動約束，而無轉動約束。此時的節點一般由梁腹板與柱節點外伸連接板螺栓連接或焊接構成，施工快捷簡便，節省工地勞動力，這在勞動力昂貴的西方發達國家尤其適用：此時梁可按簡支設計，支撐可按軸心受力構體設計，受力十分明確。但是相對來說，此時結構的整體抗側剛度相比連續節點的結構整體剛度要有所減弱，而且需要有專門的抗側力結構體系如支撐、抗彎框架等來構成結構的整體抗側剛度，以保證結構的抗側力工作以及結構的整體穩定性。

結語

高層辦公綜合樓建筑結構的多樣性發展，為建筑師、結構工程師對高層建筑結構體系、材料、構造的優化選擇提供了可能。建筑師從事高層辦公綜合樓建筑設計時，思路要開闊、概念要清楚，選取適合具體工程命題的結構體系、形式、材料、構造的選擇并不具有唯一性，而是可以從多種選擇中作出抉擇。結構工程師從事高層建筑結構設計時，同樣應該理解、支持和幫助建筑師針對不同的建筑功能作出切合實際的合理的結構體系、形式、材料、構造的選擇。

參考文獻：

篇（10）

Abstract: the paper mainly with an engineering example, in view of some overrun highrise structure design key points are analyzed, and the main structure of the building from the selection, structure calculation and result, and seismic fortification, etc, this essay aims at strengthening high-rise structure design level and ensure the quality of the construction and security.

Keywords: overrun highrise shock resistance structure design

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A 文章編號：

一．工程概況

某超限高層建筑，總建筑面積為4.797萬。本工程地下3層，地上39層，地上通過抗震縫分為兩棟樓，房屋高度120.18米，采用部分框支剪力墻結構體系，其中部分剪力墻在2層轉換。地基基礎設計等級甲級。混凝土結構的環境類別為一類及二a類，相應地，混凝土結構的裂縫控制等級為Ⅲ級（對一、二a類環境分別為wlim=0.3mm及0.2mm）。混凝土受彎構件的撓度限值按跨度由小到大依次為l/200、l/250。建筑場地類別Ⅱ類，抗震設防烈度Ⅶ度，設計基本地震加速度值為0.10 g。

二．建筑結構選型

（1）主樓高度（±0.00以上）120.13m，地面以上結構層為39層，其中出屋面3層，高度為8.8m。

（2）建筑規則為平面扭轉不規則；平面凹凸不規則；布置不均勻；結構層第2層為轉換層，豎向構件布置不連續； 其他不規則（局部穿層柱）。

（3）本工程為現澆鋼筋混凝土結構，樓蓋整體性好。

（4）結構類型：框架―剪力墻結構，屬于復雜類型。

（5）超限類型：本工程高度超限；扭轉不規則、凹凸不規則、構件間斷（帶轉換結構）；

其他不規則（局部穿層柱）。

（6）抗震等級：本工程地上剪力墻抗震等級為一級，地下則同首層一樣；地上框支框架抗震等級為特一級，地下二、三層則是逐層降低一級。

三．結構結果分析

（1）計算軟件：PKPM系列結構分析軟件SATWE模塊，中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部編制。

（2）樓層自由度為3（剛性樓板）。

（3）周期調整系數：0.9。

（4）主樓結構總重： 5.72萬噸（SATWE）。

（5）基底地震總剪力：32581 KN（X向）36421 KN（Y向）（SATWE）。

（6）扭轉位移比：X向1.17 ；Y向1.28。

（7）轉換層的上下剛度比：0.6027。

（8）最大軸壓比：n=0.85。

（9）最大層位移角為1/1176，在17層（SATWE）。

（10）時程分析采用人1/1176工模擬的加速度時程曲線，選用了兩組實測波和一組場地人工波進行彈性動力時程分析。彈性階段的時程分析，構件內力，側向位移小于采用振型分解反應譜法的構件內力和側向位移。

四．結果計算

（1）在風荷載及地震作用下各構件的強度和變形均滿足有關規范的要求。

（2）墻、柱的軸壓比均符合《建筑抗震設計規范》和《高規》的要求，轉換層以上柱子軸壓比小于［0.85］，框支柱軸壓比小于［0.6］。

（3）按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比Δμ/h =1/941滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）第4.6.3條要求的1/800。

（4）塔樓滿足（JGJ3-2002）關于復雜高層建筑結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比最大值為0.729，不大于0.85的規定。

（5）塔樓滿足（GB50011-2001）第3.4.2條關于復雜高層建筑各樓層的最大層間位移不應大于該樓層兩端層間位移平均值的1.4倍的規定。

（6）除轉換層外，塔樓各層均滿足（GB50011-2001）第3.4.2條關于各樓層的側向剛度不小于相鄰上一層的70%，并不小于其上相鄰三層側向剛度平均值的80%的規定。

（7）塔樓滿足（JGJ3-2002）第E.0.2條關于轉換層上部結構與下部結構的等效側向剛度不應大于 1.3 的規定。

（8）除轉換層外，塔樓各層均滿足（JGJ3-2002）第4.4.3條關于樓層層間受剪承載力不宜小于相鄰上一層的80% 的規定。

（9）塔樓滿足（JGJ3-2002）第3.3.5條關于按時程曲線計算所得的結構底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的規定。

五．屈服判別法分析

按本工程在設防烈度地震作用下的抗震性能目標的要求，對其進行中震屈服判別分析，以判別結構在中震作用下的抗震性能?？蛑χ⒖蛑Я涸谠O防烈度地震作用下的抗震性能為中震彈性，標準層剪力墻的抗震性能為中震不屈服，連梁、框架梁的抗震性能為中震少量屈服，判別結果如下：

（1）框支墻柱、框支梁：個別構件需按中震彈性及小震計算結果進行包絡設計,可滿足中震彈性的抗震性能目標。

（2）底部加強區剪力墻：個別構件需按中震彈性計算結果進行設計,可滿足中震抗剪彈性的抗震性能指標。

（3）標準層剪力墻: 個別剪力墻需按中震不屈服計算結果及小震計算結果進行包絡設計，可滿足中震不屈服的抗震性能目標。

（4）連梁、框架梁: 中部樓層部分連梁、框架梁出現屈服，通過實配鋼筋并考慮放大，可滿足少數連梁、框架梁屈服的抗震性能指標。

六．大震彈塑性分析

采用PERFORM-3D軟件對結構進行彈塑性時程分析得到以下結論：

（1） 對結構輸入峰值加速度為220gal的ELCentro波和安評波，進行雙向地震作用的計算，結構豎立不倒，反應歷程中最大層間位移角小于1/120，滿足規范要求；

（2）連梁和框架梁出現彎曲塑性鉸，梁端塑性鉸在各個樓層分布較為均勻，計算結果顯示柱未出現屈服，框支墻柱、框支梁在大震下未出現塑性鉸或鋼筋不發生屈服；

（3）層間位移角曲線不存在突變的情形；

（4） 綜合以上，認為該結構能夠滿足“大震不倒”的設防目標和本工程罕遇地震作用下的抗震性能目標。

七．結構超限的抗震加強措施

（一） 超限情況

（1）房屋高度120.18米，超過《高層建筑混凝土結構技術規程》4.2.2規定的鋼筋混凝土部分框支剪力墻結構房屋最大適用高度A級最大高度100米、B級120米的限值；

（2）本工程首層（二層樓面）設置梁式轉換結構，屬于豎向抗側力構件不連續的豎向不規則結構；

（3）標準層在水平地震考慮質量偶然偏心作用下，結構樓層的扭轉位移比大于1.2，屬于扭轉不規則的平面不規則結構；

（4）標準層樓板存在凹凸不規則，屬于凹凸不規則的平面不規則結構。

（5）局部穿層柱，屬于其它不規則類別。

（二）針對本工程超限情況，采取了以下措施：

（1）采用三個不同力學模型的空間分析程序SATWE、MIDAS GEN、ETABS進行分析計算，互相校核計算結果，確?？傮w計算結果吻合，確保局部構件的分析判斷一致。

（2）采用SATWE軟件進行了彈性時程分析，三條波基底剪力的平均值小于規范反應譜的相應值，說明規范反應譜的計算結果是偏于安全的。

（3）對結構在設防烈度地震作用下的分析結果表明，個別框支墻柱需按中震彈性及小震計算結果進行包絡設計,可滿足中震彈性的抗震性能目標。

（4）用PERFORM-3D進行了結構在大震作用下的彈塑性動力時程分析。

（5）采用ETABS軟件對樓板的應力分析結果表明，地震作用下樓板的面內剪應力較小，樓板的剪力滿足承載力驗算條件，可以認為本工程樓板在常遇地震作用下處于彈性狀態。