超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞：超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1 超高層建筑與一般高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的差異

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(chǎng)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(chǎng)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。

我國在20世紀(jì)80年代后期，為了提高鉆孔灌注樁的豎向受壓承載力，經(jīng)過科學(xué)試驗(yàn)開始在工程上應(yīng)用后注漿鉆孔灌注樁并取得了很好的成果。這種后注漿鉆孔灌注樁不僅單樁豎向承載力得到大幅度的提高，而且樁端沉降變形減小，在樁基工程中已被廣泛采用。現(xiàn)有樁基設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)后注漿鉆孔灌注樁單樁相對(duì)普通鉆孔灌注樁的單樁豎向承載力提高系數(shù)已有明確規(guī)定，總體來說與各地巖土工程地質(zhì)條件有關(guān)。像某地區(qū)樁端持力層為卵石、園礫層，樁側(cè)為黏性土層和砂卵石層，其提高值接近普通鉆孔灌注樁的兩倍，但必須是由具有后注漿技術(shù)資質(zhì)的專業(yè)公司施工。從工程造價(jià)上講，采用后注漿鉆孔灌注樁總的工程費(fèi)用可降低25％左右。因此，該樁型是超高層建筑樁基設(shè)計(jì)中采用的合理樁型。另外，關(guān)于鉆孔灌注的成孔方法，以往均采用反循環(huán)鉆機(jī)施工，而現(xiàn)在對(duì)于一定的樁長采用旋挖鉆機(jī)，施工速度快，特別是樁端沉渣厚度很小甚至幾乎沒有，從而有效的保證了鉆孔樁的施工質(zhì)量。這種鉆機(jī)是在工程實(shí)施中凡有條件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用的鉆機(jī)。某項(xiàng)目的1期、2期工程超高層寫字樓和公寓樓全部采用后注漿鉆孔灌注樁并采用旋挖鉆機(jī)成孔，后注漿技術(shù)為中國建筑科學(xué)院地基基礎(chǔ)研究所專利技術(shù)并由他們實(shí)施完成。該工程的主裙樓間雖荷載差異很大，設(shè)計(jì)中考慮到采用后注漿鉆孔灌注樁均不設(shè)置沉降后澆帶，建成投入使用后，地基差異沉降實(shí)測(cè)值均在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)并與地基所地基的沉降計(jì)算分析結(jié)果基本吻合。

超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第2篇

關(guān)鍵詞：高層；超高層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；風(fēng)載荷

0、引言

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(chǎng)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(cè)，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(jiǎn)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(chǎng)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。

參考文獻(xiàn)

超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第3篇

關(guān)鍵詞：超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；難點(diǎn)分析；新技術(shù)

1工程概況

“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(jiǎn)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(jiǎn)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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《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010

《鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50017-2003

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001(2008年版）

《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98

《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 159:2004

《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》YB 9082-2006

《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS 230：2008

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94-2008

超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞:住宅建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；SATWE軟件；抗震性能

中圖分類號(hào)： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

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(chǎng)地類別為Ⅲ類，場(chǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(chǎng)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。

參考文獻(xiàn)

超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第5篇

一工程概況的地基基礎(chǔ)

某項(xiàng)目地上建筑面積為13.45萬m，地下建筑面積為4.3萬m，總建筑面積為17.75萬m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，本工程場(chǎng)地地基土層為第四紀(jì)沖海積的黏土和淤泥層，基底巖性為侏羅紀(jì)熔結(jié)凝灰?guī)r，場(chǎng)地內(nèi)無液化土層。賓館塔樓柱下荷載最大達(dá)3.8×104kn，商務(wù)塔樓柱下荷載最大達(dá)3.5×104kn，采用大直徑灌注樁，平板式樁筏基礎(chǔ)。經(jīng)優(yōu)化比較，樁徑 700～1100較為合理。商務(wù)樓和賓館塔樓下筏板厚度為3m，其他位置底板采用厚板式，板厚為1.2m。針對(duì)本工程塔樓和輔樓預(yù)期存在的沉降差異問題，在各塔樓與輔房之間設(shè)置后澆帶，并配合相應(yīng)的后澆帶處理措施和大體積混凝土澆筑措施，解決了超長結(jié)構(gòu)混凝土的收縮裂縫問題和塔樓與輔樓間的沉降差異在基礎(chǔ)底板中產(chǎn)生過大內(nèi)力的問題。

二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算

⑴結(jié)構(gòu)體系。塔樓外框架柱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，鋼筋混凝土柱外框架體系將作為有效的承重支撐，大部分豎向荷載通過軸力方式向下傳遞，而混凝土核心筒除了承受豎向荷載外，其主要功能是提供強(qiáng)大的抗側(cè)力能力。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：6度區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架一核心筒結(jié)構(gòu)適用的最大高度為150m，本工程兩塔樓的房屋高度均為161.1in，僅超過11.1m；本工程屬b級(jí)高度，而《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：6度區(qū)框架一核心筒結(jié)構(gòu)b級(jí)高度建筑的最大適用高度為210m，還有48.9m才超限；大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊的存在使得本工程屬于特殊類型的高層建筑(大跨度連體)。但由于本工程塔樓高寬比h／b為4.4并不大，兩塔樓的平面及豎向結(jié)構(gòu)特性變化較少，且連廊與塔樓采用弱連接，對(duì)塔樓耦合影響小。計(jì)算分析結(jié)果也表明無異常薄弱層出現(xiàn)，且以風(fēng)荷載為控制水平作用。綜上所述，本工程有兩項(xiàng)輕微超限，設(shè)計(jì)時(shí)采取必要的抗震加強(qiáng)措施，在技術(shù)上是可行的，順利通過設(shè)計(jì)審。

⑵彈性計(jì)算。本工程采用中國建筑科學(xué)研究院編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件sat–we》、《特殊多、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件pm—sap))及美國csi公司的國際通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件etabs等三個(gè)程序進(jìn)行整體計(jì)算，均采用抗震耦聯(lián)分析并考慮偶然偏心。用satwe程序進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。兩塔樓的自振特性計(jì)算結(jié)果見表1和表2，三個(gè)軟件的計(jì)算結(jié)果較接近，從側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)模型和分析的正確性。結(jié)構(gòu)的主要振型以平動(dòng)為主，扭轉(zhuǎn)為主的第1自振周期與平動(dòng)為主的第1自振周期之比，賓館塔樓分別為0．577、0．605、0．538，商務(wù)塔樓分別為0．593、0．603、0．529，均小于0．85，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(jgj3—2002)》的要求。

風(fēng)荷載及多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)計(jì)算是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及多遇地震作用下結(jié)構(gòu)最大點(diǎn)位移和最大的層間位移角，可見在風(fēng)荷載和地震作用下的層間位移角度均小于規(guī)范限值。兩塔樓產(chǎn)生的最大屋面位移及最大層間位移角均是x方向風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的，其中商務(wù)塔樓最屋面位移為93．44mm，最大層間位移角為1／1537；賓館塔樓最大屋面位移為82．83mm，最大層間位移角為1／1743。最大層間位移角均小乎規(guī)范所規(guī)定的限值1／800。本工程塔樓屬于風(fēng)荷載為控制水平作用，在考慮偶然偏心影響的水平地震作用下，樓層豎向構(gòu)件最大水平位移和層間位移與其平均值之比小于規(guī)范限值，說明結(jié)構(gòu)具有很好的抗扭剛度。

地震作用下樓層剪重比也是結(jié)構(gòu)整體分析的重要內(nèi)容，計(jì)算結(jié)果表明，兩塔樓各層x方向和y方向的層間地震剪力均滿足規(guī)范的最小剪重比要求。賓館塔基底框架和核心筒的x方向傾覆力矩分別為2.83×105kn•m，6.55x105kn•m；y方向傾覆力矩分別為2.66×105kn•m，8.09×105kn•m。商務(wù)塔基底框架和核心筒的x方向傾覆力矩分別為3.21×105kn•m，6.08×105kn•m；y方向傾覆力矩分別為2.37×105kn•m，7.66×105kn•m。核心筒所占傾覆力矩沿結(jié)構(gòu)高度始終大于總地震傾覆力矩的50％，表明對(duì)于整體結(jié)構(gòu)安全度是可靠的。

⑶彈性時(shí)程分析。按照《巖土工程勘察報(bào)告》確定的場(chǎng)地類別，采用《工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》提供的地震動(dòng)參數(shù)，選擇兩組實(shí)際地震記錄波和一組人工模擬地震波進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。每條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力大于cqc法求得的底部剪力的65％，三條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于cqc法求得的底部剪力的80％。cqc法計(jì)算結(jié)果基本包絡(luò)三條時(shí)程曲線計(jì)算所得的平均值，僅在結(jié)構(gòu)頂部的少數(shù)樓層地震剪力偏小，說明設(shè)計(jì)反應(yīng)譜在長周期階段的人為調(diào)整以及計(jì)算中對(duì)高階振型的影響估計(jì)不足，設(shè)計(jì)時(shí)將對(duì)頂部樓層的地震剪力進(jìn)行調(diào)整，滿足對(duì)時(shí)程分析法的內(nèi)力包絡(luò)要求。除此以外，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和配筋可直接按cqc法計(jì)算結(jié)果采用。

⑷中震不屈服分析和動(dòng)力彈塑性分析。如前所述，本工程平面及豎向結(jié)構(gòu)特性變化較少，多遇地震下的計(jì)算結(jié)果也無超限情況出現(xiàn)，鑒于本工程建筑等級(jí)較高為確保結(jié)構(gòu)安全可靠，我們依然對(duì)其進(jìn)行了中震不屈服驗(yàn)算，使剪力墻、柱、連梁和框架梁等重要抗震構(gòu)件在中震作用下不屈服。

通過中震不屈服計(jì)算和判斷，兩塔樓結(jié)構(gòu)體系中豎向構(gòu)件在中震作用下保持著良好的彈性性能，而水

轉(zhuǎn)貼于

平構(gòu)件特別是連梁則有部分進(jìn)入屈服狀態(tài)，通過調(diào)整連梁和框架梁的配筋和對(duì)部分連梁截面進(jìn)行調(diào)整，才使所有主要水平構(gòu)件不進(jìn)入屈服狀態(tài)。這從設(shè)計(jì)上保證了中震不屈服的落實(shí)，體現(xiàn)了地震中各構(gòu)件的屈服順序基本上是首先連梁屈服，其次有部分框架梁屈服，而豎向構(gòu)件則未出現(xiàn)屈服情況。

三主要技術(shù)及措施

⑴空中連廊支承結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)措施。連廊弱連接支座留足連廊兩端活動(dòng)空間確保不出現(xiàn)下墜，采用抗拉鉸接萬向支座，并用側(cè)面限位器固定，確保水平荷載直接傳遞到塔樓主結(jié)構(gòu)。支承連廊的框架柱抗震等級(jí)提高為一級(jí)，以確保安全性。

⑵連廊及頂部塔樓結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)措施。連廊采用空間鋼結(jié)構(gòu)桁架，鋼筋混凝土樓板的形式，并進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。頂部蓮花座高度較高且外形復(fù)雜，采用將芯筒適度上升，外復(fù)鋼結(jié)構(gòu)形成蓮花座外形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能極大地減輕自重保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而有效克服鞭梢效應(yīng)，且施工方便。

⑶平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則抗震加強(qiáng)措施。主要采取調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的布置，使質(zhì)心與剛心盡量重合，并加大結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度，以減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)各樓層的位移比不大于1.4。例如由于塔樓平面存在局部凸出圓弧，部分樓層的x向最大水平位移與平均層間位移比值超b級(jí)高度的1.4，最大達(dá)到1.47，最終通過適當(dāng)加寬圓弧內(nèi)柱子x向柱寬，并加強(qiáng)兩柱聯(lián)系梁剛度得以解決。

⑷側(cè)向剛度不規(guī)則抗震加強(qiáng)措施。適當(dāng)加大立面變化處樓層的板厚及配筋，并采用雙層雙向配筋，加強(qiáng)與立面變化樓層相交的豎向構(gòu)件的配筋，如25層局部凸出圓弧結(jié)束，豎向構(gòu)件截面變化則避開25層，并適當(dāng)加強(qiáng)24～26層豎向構(gòu)件配筋。