超高层住宅设计模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇超高层住宅设计，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：TU241文献标识码： A

1 工程概况

某超高层住宅项目处于大连市东港区，场地北侧为大连万达公馆，南侧与维湾广场隔长江路相望，东临辽宁省检验检疫局。本工程总建筑面积22.96万m2，地上建筑面积18.14万m2，地下建筑面积4.82万m2。共两层地下室，其中地下二层为车库及设备用房，地下一、二层局部为核6、常6级甲类防空地下室，地上建筑包括两栋独栋商业及三栋超高层住宅。超高层住宅首层局部挑空为大堂部分， 2～50层为住宅部分，标准层层高3.3米，建筑总高度为167.10m；塔楼分别在15、27、39层设3个避难层。

2 结构体系

2.1上部结构

本工程地上部分主体结构为50层，室外地面至主屋面高度为167.95m。

主体结构采用钢筋混凝土剪力墙结构。剪力墙墙厚根据计算确定，一般墙肢厚度详见表1。标准层平面结构布置图见图1。

主要墙体厚度 表1

图1标准层平面结构布置图

2.2地基基础设计

根据场地地质勘察报告分析，本工程采用桩筏基础，桩端持力层座落于中风化板岩层，桩型采用机械成孔桩，饱和单轴抗压强度标准值，桩径1.4m，单桩承载力特征值为14000kN，筏板厚度2.4米，基础埋深12.3m。单独地下室部分及独栋商业部分基础坐落于强风化板岩层上，地基承载力特征值fak=400 kPa。裙楼地下室部分采用独立柱基础防水底板，防水板厚0.5m。在塔楼与地下室之间设置施工后浇带以减小二者之间的差异沉降。由于抗浮水位较高，经复核，单独地下室部分结构自重无法满足整体抗浮要求，故在上述区域采用抗浮锚杆以抵抗较大的水浮力。

3上部结构超限情况及性能目标

3.1超限情况

1．高度超限

高度超限，主体高度167.95m，超过《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规定的B级钢筋混凝土剪力墙结构适用的最大高度150米的要求，属于超B级高度超限高层。

2．平面不规则

建筑二层楼面局部开大洞，楼板不连续，导致该层平面不规则。

3．扭转不规则

塔楼在地震作用下和风荷载作用下，最大弹性层间位移角与平均层间位移角的比值存在大于1.2但小于1.5的情况，为扭转不规则。

3.2性能目标

参照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）及《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）有关结构抗震性能设计的参考方法，本工程具体性能目标设定见表2。

抗震性能设计目标 表2

4 结构设计与计算

4.1 设计参数

本工程结构安全等级为二级；基础设计等级为甲级；抗震设防类别为丙类；抗震设防烈度为7度[1]；设计基本地震加速度值为0.1g；设计地震分组为第二组；水平地震影响系数最大值为0.105（多遇地震作用下）（安评报告提供）；Ⅱ 类场地（场地特征周期为0.35 s）；结构阻尼比： 0.05。剪力墙抗震等级为一级。基本风压为0.65kN/m2（50年重现期），地面粗糙度类别为A类。

4.2 多遇地震下振型分解反应谱法计算分析

本工程采用中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部编制的SATWE（2011年1月版）和韩国MIDAS IT Inc.公司编制的MIDAS Building（2011版）两种不同的空间有限元分析与设计软件进行了结构整体计算分析。分析按照二层地下室并附带相关联部分结构进行结构嵌固条件分析计算。验算通过后按无地下室模型进行结构整体计算分析。多遇地震作用和风荷载按两个主轴方向作用，同时考虑5%偶然偏心地震作用下的扭转影响及双向地震作用之最不利作用。

工程计算的整体建筑空间模型见图2，剖面示意见图3。

图2整体空间模型图3剖面图

从整体计算结果（表3）可以看出，各软件计算的结构总质量、剪重比比较接近，满足现行规范的要求。结果说明各程序在计算结构动力特性方面较为精准，程序之间具有可比性。计算主要结果见表4、5。

整体结构总质量、基底剪力比较表 表3

顶点最大位移与层间位移角表5

4.3弹性动力时程分析

弹性动力时程分析采用SATWE进行计算，选用的地震波为场地地震安全性评价报告提供的50年超越概率为63%的一条人工波α63-2和分析软件内存的两条适合本工程场地土的两条地震波XH-1和XH-2，单个波的总地震剪力不小于振型分解反应谱方法计算结果的65%，三条波计算所得的结构基底剪力平均值平均值不小于振型分解反应谱方法计算结果80%，满足规范要求。对于顶部楼层的剪力大于反应谱计算的部分，结构设计时将取用三条时程波的包络值，在反应谱基础上将内力放大调整，进行构件补充计算。

4.4中震弹性和中震不屈服分析

在进行多遇地震弹性计算的基础上，本工程进行了中震弹性验算，计算目标是底部加强区剪力墙受剪保持弹性状态，部分连梁可以进入塑性阶段，并通过调整梁刚度折减，适当增加剪力墙安全度。此外进行了中震不屈服结构验算，计算目标是剪力墙偏拉偏压保持不屈服状态，验算墙肢是否出现全截面受拉，部分连梁可以进入塑性阶段。上述计算均采用特征周期0.35，水平地震影响系数0.23。

4.5 静力弹塑性分析

本工程采用PUSH&EPDA对主体结构进行了X向和Y向推覆计算,荷载加载形式为CQC。其性能点的基底剪力、顶点位移为、阻尼比、最大层间位移角见表6。罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性变形验算满足规范1/120要求。X、Y向推覆能力谱与需求谱曲线见图4-5。

结构性能点相关参数 表6

图4X向推覆能力谱与需求谱曲线 图5Y向推覆能力谱与需求谱曲线

4.6结构舒适度验算

按照10年重现期的风荷载计算结构顶点横风向及顺风向的结构顶点加速度，本工程的计算结果为：顺风向0.060 m/s2，横风向0.147 m/s2，满足规范0.15m/s2的限值。

4.7超限加强措施

控制墙肢轴压比不大于0.50，南北窗间墙处按分离框架柱进行补充计算分析，并按两模型包络值进行配筋设计。剪力墙底部加强区取为一层～六层，过渡层取为七层～八层，采用一级抗震等级；对大堂处局部穿层肢墙采取特一级抗震构造措施，并在一、二层增设钢骨加强。在底部中震受拉（拉应力标准值大于ftk）处墙肢增设型钢，以型钢抵抗全部拉力，且型钢配置高于受拉区域二层，并采取特一级抗震构造措施。需构造加强的节点（转角墙、横墙、南北窗间墙，内墙支撑多梁的端节点）的约束边缘构件上延至轴压比0.30处（25层）。在楼板局部不连续处加大两侧板厚，并配置上、下双向通长钢筋，同时周边剪力墙设暗梁，以增大水平刚度。罕遇地震作用时，底部加强区内的部分墙肢进入塑性状态，施工图设计时增加设置型钢或加大配筋等加强措施，以提高墙肢延性及抗倒塌能力。

5结论

通过两个不同软件对整体结构的计算分析，互为验证后，结构的刚度与变形特性满足规范规定的限制要求，按设定的性能目标及相应措施，通过对超高层复杂结构进行弹性、弹塑性分析，实现预期的性能目标，采用比规范要求更高的抗震措施对重要的构件做适当的加强。

参 考 文 献

[1] GB50011-2010 建筑抗震设计规范 [S] 北京：中国建筑工业出版社, 2010。

[2] 孙建超，徐培福，肖从真，等。钢板-混凝土组合剪力墙受检试验研究[J]. 建筑结构，2008，38(6):1-6.

[3] JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S]北京：中国建筑工业出版社, 2010

篇2

一、工程概况

福州万科金域花园位于福建省福州市闽江北岸中央商务中心，地块南临江滨西大道，东临二环西路、尤溪洲大桥。建筑用地由两个地块组成，北边B-8块用地面积为12790 m?，绿地面积为2713.7㎡，地上63层，建筑高度约180米；南边B-10块用地面积为12607㎡，绿地面积3635.6㎡，地上58层，建筑高度约150米；建筑结构形式为框剪结构，建筑设计使用年限均为50年，抗震设防烈度为6度。

二、设计理念

（1）根据福州市的总体规划设计思想，以现代生态型居住小区为设计框架，强调人与自然的协调，创建可持续发展的高品位的社区环境，营造21世纪“绿色生态家园”。

（2）改善福州市城市形象，创造出良好的居住与生态环境，实现人与自然的和谐共生，促进社会文化生态环境与居住环境三者的有机结合。

（3）提升城市品位，以创造宜人宜居的生活环境为规划价值导向。

（4）在整体设计上，充分利用现有用地，并满足城市规划要求。在设计中把基地的自然环境的组织结构和住宅区内部的人造环境结构，建筑结构组织起来，成为一个统一的结构体系。

（5）在单体设计上，采用新古典主义风格，用简洁明快的手法，达到整体、和谐的艺术效果，丰富了立面及城市景观。

（6）注重节能设计。采用节能材料和设备，采取必要的保温隔热措施。

三、建筑设计要点

3.1建筑空间布局

（1）建筑主要为超高层，由于建筑布置前后和左右间距较大，这样有利于小区的日照。另外，建筑空间布置的不规则，形成韵律和变化，不仅美化城市的环境，而且满足小区景观的视线要求。

（2）建筑户型的选用体现人性化原则，满足市场需求。户型设计面积均在120平方米左右，十字户型以两个点的形式南北对称。因南边面临景色优美的闽江，因此在住宅的总体高度上，北边的住宅比南边的高。既满足城市设计要求的天际景观线，同时最大程度的满足更多住户的景观视线。

（3）建筑朝向以南北向为主，建筑南北排间距较宽，充分满足住宅私密性的要求，有效避免了相互间对视，日照方面也让每户得到了足够的阳光。

3.2 功能设计

功能设计是住宅设计根本的着手点。住宅内不同功能的空间在布置上应紧凑合理，交通联系应方便简捷，又要有相对的独立性，各得其所。住宅内使用功能有二个分区：一是公共活动区（如起居室、餐厅、厨房）宜布置在住宅入口处，便于对外往来；二是私密休息区（如卧室、书房）应布置在住宅的深处，以保证个人行为的私密性不受外界影响。这些分区各有明确的使用功能，在设计中要正确处理这二个功能区的关系，满足各部分的功能要求，使之动静分区、公私分区、洁污分区，不致相互干扰，保障生活规律。此外，在合理安排各部分功能的同时还要做到流线顺畅，交通面积紧凑集中。

3.3 套型设计

在建筑起居室设计时，应注意以下几点：

（1）厅内设计不能有太多的门和洞口，则会因没有足够长度的延续墙面影响家具布置，还会因有人在厅内来回穿行而干扰会客、视听、休闲等公共性活动。由于厅内活动人数相对较多，又是家庭的聚焦点，所以还应有良好的日照和视域。

（2）卧室要设计低窗台凸窗，这样能够增大居室空间感，使阳光更加充分，宽敞的窗台便于放置绿色植物，调节气候、扩大视野，使人感到温馨。

（3）厨卫设计应综合考虑操作顺序、设备安装、管线布置的要求，要有足够的面积和尺度以保证设备、家具合理配置的需要，此外还应有良好的自然通风和直接采光。卫生间应尽量做到浴、厕与洗漱、洗衣分离，以减少使用干扰。阳台是人们接触室外空气阳光的主要活动场所，设计时应加大阳台进深，有利于进行健身活动。厨房与餐厅要紧邻，端上菜肴和拆除餐具就会方便。

3.4 外墙造型设计

外部造型的基本形态虽然取决于建筑平面的布局，但立面处理也很重要。现在家庭都是封闭阳台，到处看到的都是一串串玻璃匣子，生硬呆板，没有一点生气。其实，住宅立面可装饰的还是挺多的，如风格设计，颜色搭配和艺术装饰等等。

外墙面色彩的合理搭配与周围环境的协调才能营造出典雅优美的感观效果。本建筑外立面设计借鉴经典的新古典主义风格，避免了都市的拥挤，压力和冷酷的建筑环境，超越了“欧陆风”的生硬与“现代简约”的粗糙。在传统美学的规范之下，高层造型比例严谨，设计精细，品位典雅。充分运用现代的材质及造型工艺，使作品既具有传统建筑之美感，又融汇现代科技之灵性，具有明显的时代特征。如阳台、楼梯入口、窗台等都可作为造型的艺术点缀，利用阳台的凹凸、窗眉、腰线、屋顶造型等都能产生很好的造型效果。建筑外墙采用质轻高效的屋面保温材料和黄色外墙砖搭配晶莹剔透的玻璃材料，给人以清新，雅致、稳重的感觉。住宅大部分均为南北朝向，体现安全高效与节能策略，见图1。

3.5 道路交通与竖向设计

道路是居住区的构成框架。主要起到疏散居住区交通的功能。本项目基地四面临路，且中间也规划贯穿基地的规划路，所以交通方便。而车行出入口是设置在东边规划路上，南北地块各一个。地下车库出入口西边设置两个，结合地块西边的道路，作为住宅停车的主要流线。东边的地下车库出入口，则是方便商业车流停车的。超高层住宅的人行出入口各设置在南北两边，住宅根据规划要点的要求，退线让南北边规划路有足够的距离，人流线先进入各自的入口广场，然后再进入到各自的入户大堂。这样尽量减少对商业界的影响，做到人流与车流的分流。

另外，道路设计本身也是构成居住区的一道风景线。在进行居住区道路设计时，我们有必要对道路的曲直、宽窄、分幅、绿化等

进行综合考虑以赋予道路美的形式。比如，与直线型道路相比，曲线型道路所呈现的是不对称的画面构成。随着视点的移动景观逐渐展现出来，因此更具含蓄美，但过多的曲折变化反而会产生矫揉造作的感觉。道路两边的植物配景手法可交替使用，或贴近密植形成林荫道，或远距种植形成有层次的缓坡。

3.6 绿化景观设计

长期以来，绿化的规划设计应抛弃以往过分注重人工构筑物，过分重视建筑小品的传统，尽量提高绿化面积，注重发挥绿色植物净化大气、防风、防尘、防噪的作用。本社区绿化与景观设计亮点在于点、线、轴的结合。点的设计体现在两地块入口区预留大块面积做广场，结合城市绿化广场设计，在广场中有树阵与景观树为主，南边地块保留地形原有的大榕树，同时结合景观水体营造入口空间，让住宅有个皇者风范的入口。线的设计主要体现在两栋高层之间，裙房镂空形成的景观大线。轴的设计体现在地块中心的规划道路上，此贯穿地块的道路形成了两地块景观点和景观线的严整对称，去除过多繁琐的景观构筑物设计，采取更人性化、更加细腻生态的轴对称设计手法，让整个社区在活泼中更显气派。同时对于社区构筑物角隅部分的植物配置也需精心处理。在配置植物时还需充分考虑植物的季节变化，使住区环境一年四季形成不同的植物景观特点，不一定要做到四季有花可赏，但必须充分体现季节的特色，为人们创造出安静、舒适、优美的社区居住环境。

四、结束语

综上所述，在超高层住宅建筑设计时，应做到功能分区合理、室内交通便捷、干扰小，套型方便实用、灵活多样，空间能充分利用和应变能力更强，造型丰富有特点，居住环境舒适，更加人性化有归属领域感，从而为我们创造出一个真正体现生态、节能为目标的实用型住宅。

篇3

Abstract: For the super high-rise building fire with fire spread fast, difficult evacuation, rescue difficult, fire hidden trouble is much, mainly according to the national "prevention, combining prevention with elimination" approach, starting from the global project, based on the characteristics of high-rise building with reliable fire protection measures, to ensure the safety of. Combined with the engineering design case - Kunming Jinshang Chun Park 10, 11 building (project name "new village 10, 11"), the super high-rise residential distribution system, distribution lines and cable selection, household fire detector set, the refuge floor weak electricity system, emergency evacuation lighting design aspects are briefly introduced and discussion.

Key words: high-rise residential building;;; refuge; design

中图分类号：B032.2

前言

在消防术语中，超高层建筑是指高度超过100米的建筑。高耸入云的超高层建筑，可以说是给消防部门带来不小的考验。据说如何顺利将消防用水送达几百米高度上出现的火情点，是令消防人员最为头痛的问题。超高层建筑不同于一般的低矮建筑，火灾发生时，超高层建筑主要依靠自身的消防措施来保障安全。消防部门云梯车所能达到的高度一般不超过100米，如果超高层建筑出现火灾，很难靠外部力量救援。所以，在超高层住宅消防设计中，应遵循“预防为主、防消结合”的方针，合理进行总体布局，严格遵守相关规范，设计合理、可靠的消防安全措施，以保障人民的生命和财产安全。

负荷等级划分

本工程为大底盘地下室之上的两栋44层住宅塔楼，建筑高度136.6米，为一类超高层住宅楼，按规范规定划分，其电梯及消防设备、应急疏散照明、公共通道照明、避难间照明等用电负荷为一级负荷，其中11栋消防监控室（转为10、11栋配置，兼作视频安防监控机房）用电负荷为一级特别重要负荷，其余则为三级负荷。

供配电系统设计

本工程综合考虑设计规范要求，以及城市供电电网的实际情况，由附近城区变电所引两路独立10KV高压电源向设于地下一层的多座小区10KV变电所（分地块规模设置）供电，承担工程中全部动力照明、消防设备、弱电机房等的全部用电负荷，二路电源同时供电，分列运行，互为备用，满足非消防一级负荷（如客梯、生活加压泵、公共通道照明等）的供电可靠性要求。对于消防一级负荷，其备用电源为地下室附设的消防专用柴油发电机组，以确保消防设备供电更高可靠性要求。消防设备配电系统设计采用放射式或树干-放射式（竖向公共通道照明、应急疏散照明主干）混合供电模式，末端均采用双电源切换箱、屏，对所有消防动力设备负荷采用两路独立电源电缆末级切换方式供电，并满足消防规范规定的消防用电设备在火灾发生期间的最少持续供电时间的设计要求。对11栋消防监控室设备负荷则在机房另外增设一台15KVAUPS电源（供电持续时间要求不少于3小时），以确保不间断供电。配电系统除消防动力设备设置仅设短路非过载及火灾漏电监测保护外，其余均设过载、短路、漏电、分励、过压等配电保护。

配电干线电缆选择与敷设

由于超高层建筑发生火灾的因素较多，扑救难度大，因此超高层建筑应立足于自防自救，采取可靠的防火措施，选用可靠的防火电缆，以达到预防火灾、逃生自救的目的。现行 GB 50045—95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》及 JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》对超高层民用建筑电气防火电缆的选择作了严格的规定，对建筑高度超过100m的高层建筑，消防供电干线及支线要求采用矿物绝缘电缆、耐火电缆；对于消防设备如消防水泵、消防送风机、排烟风机、消防电梯及应急照明等，在火灾发生时必须继续工作，相应的供电线路敷设应保证安全可靠，避免因供电线路的损坏而影响消防设备的正常功能。

篇4

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

目前，从整个建筑发展形势上来看，高层建筑在所占建筑类型中的比例会越来越大。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。因此就未来的发展前景来看，建筑高层或超高层住宅是今后整个建筑行业的重点。而近年来，随着中国经济和社会的发展的发展，高层或超高层建筑将越来越多的出现在人们的视野当中。所以，高层或超高层建筑结构优化设计的重要性就显得越来越重要。

结构优化设计的基本原理

所谓结构优化设计，就是指在满足工程结构的基本条件下按预定目标设计结构建造方案并找出最优方案的设计方法。应该怎样做好结构优化设计：首先，要选择合理的结构方案，其决定了整个设计的好坏成败。因为对同一个建筑设计而言，结构设计的方案是多种多样的，而选择不同方案会对工程质量和工程造价产生不同的影响。其次，进行正确的结构计算，一体化计算机结构设计程序的应用和完善，帮助结构工程师能越来越轻松的进行计算分析，使得结构设计更加经济和合理。再次，要提高材料的利用率，因为结构设计的目的就是花尽可能少的钱，做最安全适用建筑，这就要求结构设计时对材料选用要合理，利用要充分。还有，要正确合理的运用和理解《规范》，其是我们设计中必须遵循的标准，是国家技术经济政策，科技水平以及工程实践经验的总结。

二、超高层住宅结构设计的基本要求

满足舒适性的要求。住宅建筑设计应为住户起居舒适性的要求提供条件，例如，多种户型要灵活分隔室内的空间，人居的热光声的环境等要求，给居住的人创造一个舒适的环境。结构方案还应该考虑到住户在日后改变分隔的空间的可能性，当采用剪力墙结构的时候，宜采用大开间的布置。

满足经济性的要求。结构设计时应根据房屋的建造地点、层数多少、平立面体形，在满足耐久性、安全性和舒适性要求的前提下采用经济又合理的结构体系，在构件设计中应该精打细算，要严格执行规范构造要求，注意避免不必要的铺张浪费。尤其是在地基基础设计中更要注意此方案的经济比较，因为地基基础的设计方案是否合理对房屋造价非常重要。

满足耐久性和安全性要求。住宅实行商品化后，应为住户的耐用消费品，使用寿命长是区别其他消费品的最大特点。因此，结构耐久性和安全性是住宅结构设计最基本的要求。结构体系的选择以及材料的选用，都应有利于抗风抗震，以及使用寿命期间改造维修的可能性。

超高层建筑中的优化设计方案

房屋结构抗震性设计。在工程图纸设计过程中，房屋结构按抗震设防分类，房屋抗震等级可根据房屋高度、烈度以及结构类型按国家《抗震规范》确定。地震震力振型组合数据对建筑应当不考虑耦联扭转计算；当振型数大于3 的时候，应取3 的整数倍计算，但数据不能大于建筑物层数；当房屋层数不大于2 时，振型数则可取房屋层数。对于不规则房屋的结构，应考虑扭耦联转，对高层房屋建筑来说，振型数应取不小于9；房屋结构层数多或房屋结构刚度突变系数大的话，振型数则应多取，例如结构中含多塔结构或顶部有小塔楼和转换层等，振型数应取不小于12 的数，但其大小仍不能大于房屋总层数3 倍，除非其含有弹性定义的楼板，而且采取总刚性分析的时候，振型数才能够取的更大。

耐久性的优化设计。在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证高层建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求。但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降。对一般高层混凝土结构设计来说，低造价和省材料设计都应为满意的结构设计，但随着人们生活水平的提高和在实际工程中，有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时，设计者们就要放弃对经济的单纯追求。所以当选以高层混凝土结构优化为设计的主要目的时，就应依据设计所要面对的关键性问题，分清主次，选多目标或单目标来实施优化，达到满意效果。

合理使用高强钢筋与高强混凝土。高层建筑的总造价一般都包括框架结构材料、施工和基础的物料费用等，其中用钢量以及构筑件截面积对房屋造价影响较大，故在建筑设计中合理使用高强混凝土与高强度钢筋可有效降低用钢量，节约建筑成本。若高层建筑设计位于厚软的地基上，那么由于坐落在地基上的荷载大，合理使用高强钢筋和高强混凝土来优化构件的截面积，减轻结构重量，将会显著降低工程造价及基础设施施工难度，取得较好经济效果。对于震区的高层楼房来说，地震力作用的大小与建筑物的自重相关，人为地减轻建筑物的自重，降低结构在地震的荷载，可提高建筑物的安全性。在设计中高效地使用高强钢筋及高强混凝土，能快速有效的缩小梁墙板柱等构件截面积，达到建筑造价目的。

房屋结构周期性折减系数。房屋框架结构和顶盖等结构设计中，因为填充墙体存在使结构实际表现刚度大于设计计算刚度，计算周期也会大于实际周期，所以当算出结构剪力偏小时，会使房屋的某些结构不安全，而应该对房屋结构计算周期适当的进行折减，这样能达到很好的效果，但是对于房屋框架结构，计算的周期不宜折减或折减系数取小。

地下室的层数处理。多层房屋框架结构房屋一般都设置地下室结构。由于隔墙较少，故常采用的是板筏基础。设计计算时将上部结构与地下层数结合在一起，并在图纸中按实际的地下室的层数计算。如此一来，计算基础底板以及地基纵向荷载可一次设计完成。同时通过侧层移刚度性系数比较，可以调整和判断房屋相应嵌固位置，适当加固构造措施，保证楼板最小配筋率和厚度。当房屋结构纵向不规则时，要验算其最薄弱层。

总结

随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。因此就未来的发展前景来看，建筑高层或超高层住宅是今后整个建筑行业的重点。而近年来，随着中国经济和社会的发展的发展，高层或超高层建筑将越来越多的出现在人们的视野当中。所以，高层或超高层建筑结构优化设计的重要性就显得越来越重要。

参考文献

[1] 杨益妮。 结构设计对建筑工程造价的影响因素分析[J]. 科技信息. 2010(28)

[2] 赵健生，刘瑛，王栋，刘希泉，宁宁。 青岛某住宅小区9号楼工程结构优化设计[J]. 青岛理工大学学报. 2009(06)

[3] 刘礼联。 小高层住宅短肢剪力墙结构设计优化措施分析探讨[J]. 中外建筑. 2010(05)

篇5

一、工程概况

二、基础设计

根据岩土工程勘察报告及场地地震安全性评价报告知该场地为中软土，为了避免塔楼与塔楼外地下室产生的沉降差异，经过方案比较后对塔楼基础采用钻（冲）孔灌注桩，持力层为微风化岩层，微风化岩单轴抗压强度14MPa。其中桩芯砼强度等级C35，桩径1200mm，单桩竖向承载力特征值约10000kN，桩长24～40米，底板承台厚3000mm。基础埋深11米，满足高规条文不少于房屋高度1/18的要求。两层地下室采用柱下单独基础，以强风化层（局部硬塑粘土层）为持力层，地下室底板（相对标高-9.0m）厚度700mm，地下室顶板厚度180mm。塔楼外地下室底板承受水浮力较大，采用抗拔锚杆抵抗地下水浮力，锚杆抗拔力特征值360kN，设计水位取室外道路路面。

三、结构设计

该工程主体结构抗侧体系为钢筋混凝土剪力墙结构，梁板混凝土等级C45～C25，剪力墙混凝土等级为C55～C35。剪力墙抗震等级为一级（短肢剪力墙抗震等级为特一级）；无上部结构地下室部分框架结构的抗震等级为三级。

四、构造加强措施

（一）本工程5号楼单体高度为抗震设防7度地区超B级高度，因此在抗震构造方面有针对性地采取了如下措施：

1）为加强底部剪力墙的截面强度，本工程除了严格控制落地剪力墙的轴压比不超过0.50外，还采取比规范更为严格的构造措施：适当提高剪力墙底部加强部位水平及竖向分布筋配筋率至0.6%；约束边缘构件配筋率提高至2.0%，向上逐步过渡至1.5%。

2）标准层以上楼梯、电梯筒周边连接薄弱处楼板加厚至120、150mm，加强楼梯、电梯筒周边板的配筋，板筋双层双向贯通布置，并加强边梁的配筋及构造。

3）剪力墙底部加强部位，每两层设置一道配筋加强带（暗梁），以提高剪力墙底部加强部位的延性。

（二）罕遇地震、中震时的弹性地震作用下落地剪力墙承载力复核：

2）适当提高结构抗震性能要求，采用中震的地震影响系数对结构作中震作用下的弹性内力分析，采用材料强度设计值，对底部加强部位剪力墙强度验算，以确保重要构件在中震时处于弹性工作状态。经验算， 5号楼X、Y方向落地剪力墙在中震地震作用下的弹性剪应力水平分别为0.584MPa（0.028 fc）和0.551MPa（0.026fc），均满足不大于0.176fc的要求。

五、结束语

本工程5号楼为超B级高度建筑，设计人通过较为详细的计算分析，使得各项控制性指标都能够满足相关规范的要求。针对超限情况，设计中对部分重要结构计算分析结果进行了复核和对整体结构构造措施方面进行加强处理，保证整体结构实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”三阶段设防水准，结构整体安全可靠，关键构件具有足够的延性，从而确保了结构的抗震安全性。本文相关结果可供类似结构设计参考。

篇6

Abstract: due to the building function and the needs of the city planning, and construction land nervous, in recent years the domestic high-level building layer of more and more, highly increase constantly, and residential building height also then rise, this project is a tall building under construction for. According to the engineering example, the paper introduces the structure of the performance design, super-tall calculation analysis and aseismatic measures, such as design process of the similar engineering structure design to have the certain reference value.

Keywords: overrun, box a framework, seismic measures

中图分类号： U452.2+8 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

本项目基地位于深圳华侨城东部，临近OCT-LOFT创意产业园区及OCT当代艺术中心，周围均为高层居住及低层商业建筑。本工程地下设2层地下室。地上一层为商业及车库，二层为架空屋顶花园，三层设梁式转换结构，裙房平面尺寸约67x127m。裙房以上为2栋单体塔楼，标准层层高3.0m，塔楼分南北两塔：南塔楼长26m，宽25m，高约120m，为B级高度建筑；北塔楼长66.4米，宽26米，高约150米，为超B级高度建筑。根据建筑形式、使用功能和结构受力要求，采用部分框支剪力墙结构。通过转换，给予裙房较大空间，满足商业建筑使用功能。

本工程设计基准期为50年，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，地震分组为第一组，抗震设防类别为丙类，结构安全等级为二级。结构基本风压取100年一遇的w0=0.90kN/ m2，进行承载力分析；重现期为50年时w0=0.75kN/ m2，进行结构刚度分析；重现期为10年时w0=0.45kN/ m2，进行正常使用状态下的舒适性分析。地面粗糙度C类。

2 结构体系

南塔楼及北塔楼结构均沿中线左右对称。南楼电梯间形成筒体，位于标准层结构的正中心；北楼体量较大，在左右各设置一个电梯间筒体。其余部位剪力墙在X及Y方向均形成完整的抗侧力体系。电梯间筒体及四周、角部剪力墙直接落地，中间部分剪力墙在三层通过转换梁直接支承于框支墙柱。框支层及以上楼盖采用钢筋混凝土梁板式结构。结构布置图见图1，2，3。

南楼转换层以下剪力墙最大厚度为400，标准层以上分别为300~200；北楼转换层以下剪力墙最大厚度为500，标准层以上分别为450~200。竖向构件的混凝土等级由框支层的C60向上逐渐降低至C30。竖向构件抗震等级：负二层抗震等级为二级；负一层~二层框支框架为特一级，落地墙及连梁为一级；转换层以上构件为一级。

3 结构分析

本工程根据建质[2010]109 号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对规范涉及结构不规则性的条文进行了检查。本工程有多项超限。

1） 塔楼结构高度超限检查：

本工程属于框支剪力墙结构，南北两塔高度均超过100米，属于超限结构。

2） 塔楼结构一般规则性超限检查：

A．扭转不规则：根据satwe模型分析，考虑偶然偏心地震作用时，楼层最大位移比Y方向最大位移与层平均位移的比值: 南楼Y方向为1.34(第3层第1塔)及北楼Y方向为1.27(第3层第1塔)，均介于1.2~1.4区间，属扭转不规则结构；

B. 凹凸不规则（北楼）：根据结构平面显示，属于“平面凹凸尺寸大于相应边长的30%”的范围；

C.楼板不连续（南楼）：电梯间区域开洞较大，多数楼层有效宽度小于50%；

D.尺寸突变、多塔：有南、北两个塔楼，在二层楼面连为整体，属于多塔结构；

E. 构件间断：本工程南北两塔均为三层楼面进行转换。

4 抗震性能目标及规范要求

本工程多项超限，故将辅以基于性能的设计方法来评价结构在偶遇地震和罕遇地震下的性能。1）性能目标的设定。综合考虑超高程度和不规则程度,本工程选用性能目标C作为结构抗震设防的性能目标。即:小震下满足性能水准1的要求，中震满足性能水准2的要求，大震下满足性能水准3的要求。2)构件延性控制。本工程重要构件满足中震弹性要求，其弹性剪应力水平皆控制在0.2fck以内。

5 结构计算分析结果

1)在弹性阶段，使用SATWE，MIDAS两个不同力学模型的三维空间分析程序对结构体系进行常遇地震下的静力计算分析，互相校核计算结果，确保总体计算结果吻合，确保局部构件的分析判断一致；并对结构进行弹性动力时程分析，求得结构的周期比、位移比、位移角、抗侧刚度等总体指标满足相关规范要求。

使用SATWE软件进行的弹性时程分析结果显示：七条波（5条天然波+2条人工波）基底剪力的平均值小于规范反应谱的相应值，说明规范反应谱的计算结果是偏于安全的。

2)弹塑性阶段，分析模型采用CSI公司的Perform-3D三维结构非线性分析与性能评估软件完成。Perform-3D在结构弹塑性分析中可以直接利用纤维模型对剪力墙进行模拟，提高结构分析的准确性。采用Perform-3D建立三维弹塑性分析模型，对结构进行弹塑性时程分析，得到该结构在相当于设防标准的大震作用下的反应，依据性能设计的要求判断该结构的抗震性能水准，论证该结构是否满足“大震不倒”。

根据场地分类和安评报告,选择ELcentro波和人工波。对结构输入峰值加速度为220gal的地震波，进行双向地震作用的计算，结构竖立不倒，反应历程中最大层间位移角小于1/120，满足规范要求；框支墙柱、框支梁在大震下未出现塑性铰或钢筋不发生屈服；标准层较多框架梁和连梁在大震下发生屈服，变形水平为IO（立即使用）或LS（生命安全），未达到CP点（防止倒塌），满足抗震性能目标。以上结果表明，结构布置合理，能够满足“大震不倒”的设防目标和本工程罕遇地震作用下的抗震性能目标。

3)采用MIDAS 软件对楼板的应力分析，结果表明，地震作用下楼板的面内剪应力较小，楼板的剪力满足承载力验算条件。

6 超限设计的抗震加强措施及对策

1)分别采用PKPM系列的SATWE、PMSAP结构空间分析程序和MIDAS空间分析软件程序进行对比校核计算，计算时采用“安评报告”提供的地震动参数。

2)通过几种程序分析,本工程薄弱层极有可能出现在转换层及其上一层,故设计时着重加强这两层的抗震构造,主要采用以下几点:a.采用“框支框架+落地剪力墙和筒体”的结构体系,框支框架的抗震等级提高至特一级；b.针对结构薄弱部位采取比规范更严格的配筋构造，提高框支柱以及底部加强部位剪力墙约束边缘构件纵向钢筋最小配筋率，提高底部楼层剪力墙竖向、水平分布筋配筋率。通过这些措施以提高其承载力和抗震安全性，提高结构在罕遇地震作用下的抗震性能。

3)由于本工程高度超限及体型不规则超限，为保证结构的安全，本次设计中提高了重要结构构件的安全度水平，对于框支墙柱、框支梁按中震弹性设计；底部加强部位剪力墙按中震抗剪弹性、抗弯不屈服设计；非底部加强部位剪力墙墙肢不屈服设计。标准层部分连梁、框架梁出现轻微弯曲屈服，满足“中震可修”的抗震设防目标和本工程的抗震性能目标要求。

4）针对本工程存在多塔的情况，依据高规JGJ3-2010 有关多塔的规定，构件均取单塔及多塔计算的不利值进行包络设计，二层楼面楼板加强，板厚度不小于150mm，配筋双层双向。

5）转换层的框支梁作为拉弯构件设计,设计中转换层楼板采用弹性膜模拟，以考虑转换梁中轴力的不利影响。转换层楼板采用双层双向配筋，每层每方向贯通钢筋配筋率不宜小于0.35%，且在楼板及孔洞边缘处结合边梁设置予以加强。转换梁之间通过较强次梁连接，加强其整体性。

6）验算按10年一遇的风荷载作用下结构顶点最大加速度amax，满足舒适度要求。

7）加强洞口周边及结构构件：加厚洞口周围楼板厚至150mm，采用双层双向配筋。北楼局部与电梯筒体的拉板加厚至200mm。

7 结束语

1) 为避免由于上下部结构形式的改变所引起的刚度改变及进而产生的震害不利因素，必须重视转换层结构及楼板刚度的重要性，上部结构的水平剪力只有通过具有足够刚度的转换层楼板，才能较好地传递给转换层。转换层及其上一层一般情况下皆为结构的薄弱层，最大位移角及最大内力突变都出现在这里，设计时应重点加强此部位，保证其具有足够的刚度和承载力。

2）连接多塔的楼层宜加强。

3)根据工程特点选定不同的性能目标设计。对于特定结构的重要部位如本工程的框支框架，按提高抗震等级及采取屈服判定的方式保证处于弹性状态；部分构件在地震作用下不屈服；部分选定构件屈服但可修。这也是保证结构在罕遇地震下实现“中震不坏、大震不倒”目标的重要措施。

参考文献:

[1]建质[2010]109号，超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点。

篇7

1.为什么越来越多的国家热衷于超高层建筑

生活在现代城市中的人们对于高层建筑不会陌生，随着经济的发展和城市的进步，现代化的城市理念为人们所接受，为了体现城市高度发展的特点，在建筑上，一座座摩天大厦拔地而起，成了现代城市中一道独特的风景线。很多人会发出这样的疑问：为什么越来越多的国家热衷于建设这种超高层建筑呢？我想究其原因，无外乎这样几种：

首先，城市的高速发展，决定了发展速度越快的城市就会吸引更多的外来人口，纵观整个世界，超级都市成了对于那些发展飞速的城市的称呼，向国外的纽约，伦敦，国内的有北京，上海和广州。这些城市的发展在一个国家中，甚至在世界上都是数一数二的，自然会吸引大量的人口在这样的城市中生存。而吸引人口之后，问题就出现了，城市的面积就那么大，增加的这部分人在哪里居住呢？所以，发展立体空间的理论应运而生，越来越多的额城市在解决城市人口问题时，最先想到的就是建设高层的建筑。

其次，和传统的三四层的小楼房相比，摩天大楼有着更为华丽的外表，更能代表一个城市发展，甚至很多城市的摩天大楼已经成了一个城市的地标，所以，在这种虚荣心得驱使之下，越来越多的城市加入了建设高层建筑的大军中，尤其在中国，似乎越来越狂热。

最后，为了节省城市的用地，综合性办公楼被带入城市的建设中。我们知道，过去单位的建筑形式往往是独门独院。但是，随着城市的发展，城市的用地越来越紧张，为了节约城市的用地，建设综合性的办公楼，即我们常说的写字楼，成了城市建设过程中的首选。这在现在的城市中非常普遍，往往一个写字楼中，有很多家企业或办事处，这种建筑模式不仅节约了空间，同时也建筑的现代化发展做出了贡献。

2.我国超高层建筑的现状

纵观我国的超高层建筑，却也存在这很多的问题，主要体现在以下几个方面：

2.1我国的超高层建筑经济花费高。

我们知道建设高层建筑甚至超高层建筑的目的就是为了解决城市土地紧张的问题，但是我国的超高层建筑在整体的施工过程中，工程预算非常高，据报告显示，建一栋200米的高层建筑的花销比建两栋100米的高层建筑的花销还要多，这就说明，我们在超高层建筑的建设过程中，已经偏离了预期的目标。

2.2实用性不强。

这个问题在现代的城市建设中很常见。很多超高层建筑在建成之后都是通过征收租金的方式来维持建筑物本身的日常的开支，但是，城市中的很多的超高层建筑的闲置率非常高，通常五六十层的高层建筑的入住率还不到一半，闲置的楼层得不到利用，就会减少相当多的资金收入。并且，像这样的超高层建筑，其日常的维护与管理的开支是一笔不小的数字，因此，这也成了我国建筑行业在管理方面的一个缺口。

3.我国超高层建筑存在的问题

随着市场经济的逐步完善，我国整体的发展节奏 也在加快，超级都市的出现说明，我国在新时期的发展已经上升到一个新的高度，但是，在超高层建筑上，我国在发展上却存在诸多问题，在这里主要讨论两方面的内容，即关系到社会民生的问题：防火和节能。从我国的基本情况上看，预防火灾是关系到社会民生的大问题，居民的防火问题历来是我国政府工作的重点之一，可见，防火的重要性和必要性。节能，简而言之就是节约能源，我国的建筑面积高达400亿平方米，但是，我国的建筑物在节能建设上不足4%，每年在建筑行业的能源消耗量惊人。随着建筑行业的发展，防火和节能问题再一次引起了人们的热议。从众多的专业报告中可以看出，在这两方面，我国超高层建筑存在的问题是：

3.1建筑物防火安全没有做到位

9.11事件除了让人们知道了和平的重要性之外，更让美国人开始思考，超高层建筑物的防火问题，从9.11事件的研究报告可以看出，导致那么多的美国人丧生的原因是五角大楼的钢结构惹的祸。和美国不同的是，我国的建筑物结构采用的是混凝土结构，和钢结构相比，混凝土结构的建筑物的承受力更高，在大火的燃烧下，整体结构不容易变形，而9.11惨剧的发生，很大一部分原因就是钢结构在大红燃烧之下，变形导致整个大楼的坍塌，最终，惨剧发生。所以，现代化的超高层建筑的防火显得尤为重要，虽然，我国的混凝土结构可以有效的防治建筑物的变形，但是，在建筑物内部的防火设施的配置上，防火通道的建设上都不完善，例如，很多高层建筑中，灭火工具非常少，很多还已经老化。在紧急出的逃生通道上，由于楼层过高，全靠楼梯逃生，不仅速度慢，而且更加危险，对于救援人员来说，解救工作十分困难，2010年上海静安区的火灾事件就是一个教训，火灾发生时，很多人都是因为没有时间逃生，才葬身火海，可见，加强高层建筑的防火安全有多么重要。

3.2节能发展缓慢

上面提到过，我国的建筑面积多大400亿平方米，但是在建筑物中节能建设却不足4%，这个数字提醒着我们，我国每年消耗在建筑行业的能源数量之多，难以估计。建筑物盖得越高，能源的需求量就越大，怎样在能量供应充足的情况下，最大化的减少能源消耗被看做是我国建筑行业发展上的重大转折。而我国在节能建设上存在的问题是：首先，高层建筑的建筑材料的性能差，我国在建筑施工时，大多使用的是传统的建筑材料，传统的建筑材料在保温，防水等方面的效果否不是太理想。其次，一般超高层建筑中有大量的照明，电梯等设施，因此，如何减少设施消耗的能源也是一个亟待解决的问题。

4如何建设安全科学的超高层建筑

4.1转变传统的观念

如何实现安全科学的建设理念，我想，首先要做的就是转变传统的观念，我们要明确，高层建筑乃至超高层建筑其建设的目的是解决居住问题，在有限的空间中合理实现最大化的利用，而不是仅仅为了炫耀，所以，在土地情况处在可以控制的范围内时，可以适当的放缓超高层建筑的建设脚步。

4.2重视超高层建筑的防火

百姓的生命和财产安全是关系到社会民生的重大问题，因此，必须高度重视防火安全。除了在建筑物内设置灭火设施以外，对于超高层建筑来说，如何在火灾中迅速逃生是重中之重，以往的防火观念是，发生火灾时，是不能走电梯的，但是，如果在超高层建筑中完全凭借楼梯，是非常不现实的，所以，设计出在火灾中也可以乘坐的电梯是未来超高层建筑的一个发展趋势。

4.3利用节能理念发展超高层建筑的建设

首先，更多的选用新型的节能材料来完成施工建设。其次，增加建筑物维护结构的厚度，较少热能的流失，这是我国建筑物普遍存在的问题，和西方国家相比，我国建筑物的围护结构的厚度在80mm-90mm，比西方国家的围护结构的厚度少了160mm之多，所以，输送至建筑物中的热量，有很大一部分流散到建筑物外，造成了极大的浪费。最后，重视高层建筑物的节能设计的研究，力求为今后的高层建筑的发展提供理论支持。

4.4致力于建设舒适安全的超高层建筑

居民建筑物建设的目的是为了给居民提供一个安全的居所，所以，未来，我国的超高层建筑同样要秉承这种建筑理念，我们不能只注重建筑物的外表，更应该关注建筑物自身的性能。“能住”和“住好”是两个不同的概念，随着时代的发展，人们更加关注高层建筑物的安全和舒适的性能，只有在一个安全舒适的环境中居住，人们才能更加的放心，社会才能和谐发展。

当前，我国的超高层建筑在发展中仍然存在很多问题，但是这不妨碍我们去勾画美好的蓝图，因为，我们相信，在不远的将来，一定会实现安全舒适的居住梦想。

参考文献：

[1]李洋;;超限高层建筑给排水系统设计的特点[J];给水排水;2010年01期

篇8

一、工程概况

本工程位于广州市海珠区，总用地面积为9629平方米，地面基本平整，设计为高档住宅小区，该栋为61层的超高层住宅（A1栋）、地下3层，地上61层，建筑总高度199.70米，十四层、三十一层、四十七层为避难层，建筑物高宽比为5.7 。

二、结构选型

本工程根据标准层为高档住宅，采用全剪力墙结构，剪力墙作双向布置。局部剪力墙在地下室转换，这样既满足地下车库、首层架空的需要，同时满足上部住宅房间内墙柱不突出墙面的要求。

基础选型:根据工程地质勘察报告及本工程三层地下室的结构特点，基础采用基岩上的天然地基，持力层为中风化泥岩，土层承载力特征值fak≥2200KPa。

抗浮问题:本工程地下三层底板面标高为-12.5m，局部地下室局部柱仅靠自重及覆土重无法平衡丰水期地下水浮力，采用抗拔锚杆满足抗浮要求及减少底板跨度。

竖向构件尺寸:剪力墙（核心筒除外）从地下室至首层厚度为500～600mm，二层以上厚度为600～200mm。核心筒从地下室至八层厚度为 800mm。九层以上厚度为600～300mm。

地下室外壁：500～300mm。

楼盖结构体系:地下室底板采用平板式布置，板厚h=1000mm；地下一、二层楼盖结构采用平板式布置，h=400mm；地下室顶板（首层）结构采用梁板式布置，板厚h=200mm；二～六十一层楼盖结构采用梁板体系，板厚h=100mm～240 mm；天面层楼盖结构采用梁板体系，板厚h=120mm~240mm。

三、超限类型及采取措施

超限类型：本工程高度超过《高层建筑混凝土结构技术规程>（JGJ3-2002）》表4.2.2-2中关于全部落地剪力墙结构体系B级高度的要求，也超过《广东省实施（JGJ3-2002）补充规定》附件的表1中关于全部落地剪力墙结构最大适用高度的要求。

针对超限情况进行的分析验算和采取的加强措施 ：

分别采用SATWE、PKPM的PUSH和 ETABS 3个不同分析程序计算。

选取1组场地人工地震波和2组实际地震记录波对结构作小震弹性时程时析。

比较安评报告的反应谱曲线和规范反应谱曲线：按规范反应谱计算。

中震不屈服验算。

加强落地剪力墙的配筋。

底部加强部位及架空部位两者高度较大值剪力墙：特一级；其余层的抗震等级：一级；底部加强部位：-1～6层

利用剪力墙平面外受力提高抗扭刚度（厚度不小于350）。

验算罕遇地震作用下楼板薄弱位置的抗拉、抗剪强度。

采用PKPM的PUSH分析软件对结构进行罕遇地震下的Pushover分析，以验证结构能否满足大震阶段不倒塌的抗震设防水准要求。

四、静力结构分析与结果：

结构设计采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE和PMSAP以及金土木公司的ETABS分析软件。主要计算结果如下：

1、小震及风作用下的弹性分析

（1）自振周期及第一扭转平动周期比

结构的自振周期及周期比详表1，可见以扭转为主的第一周期与以平动为主的第一周期的比值≤0.85，满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第4.3.5条的要求。

（3）扭转位移比

用于判断结构扭转不规则性的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值详表3，可见最大的位移比与层间位移比均不大于1.20，属于《广东省实施（JGJ3-2002）补充规定》附件表4-2.2中的规则性结构。

（4）刚重比：刚重比 EJd /（H2ΣG）SATWE计算结果为X向1.9，Y向2.25，刚重比小于2.7，大于1.4 ，满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第5.4.4条对结构稳定性的要求，但仍考虑重力二阶效应的影响。

（5）侧向刚度比：最不利位置为首层，首层侧向刚度与相邻上层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值80％的比值之较小值X向为0.4883、Y向为0.4852；在设计计算时将其定义为薄弱层，地震剪力相应增大1.15倍

（6）.楼层抗剪承载力比值：各楼层层间抗侧力结构的受剪承载力与其上一层受剪承载力比值最小值X向为0.9，Y向为0.98，比值均≥0.75，满足《高规》第4.4.3条的要求。

以上考虑小震组合的弹性计算分析结果表明，本工程各项整体指标均能满足相关规范的有关要求或未超出规范规定的最大限值；墙柱的轴压比和各构件的强度及变形也均能满足规范的要求，完全能达到小震作用下“结构处于弹性状态，各构件完好、无损伤”的第一阶段的抗震性能目标。

2. 弹性中震作用下结构构件的屈服判别分析

按“屈服判别法”进行中震不屈服验算（验算时荷载分项系数取1.0，材料强度取标准值），分别按小震（αmax=0.08），屈服判别地震作用1（αmax=0.16），屈服判别地震作用2（αmax=0.20），中震（αmax=0.23）进行验算，从而检查和掌握本工程在中震作用时的抗震能力。验算结果表明，在上述四种情况下，本工程竖向构件均不出现屈服，梁均不出现受剪屈服，在小震及屈服判别地震作用1时，所有梁不出现受弯屈服；在判别地震作用2及中震时，部分跨高比较小的连梁渐次出现屈服（主要表现为面筋配筋率略>2.5%，配筋时控制连梁的抗剪承载力大于受弯承载力），仅出现轻微的损伤。故本工程能满足中震重要构件不屈服，所有构件不发生剪切破坏的抗震性能目标要求。

3.罕遇地震作用下静力弹塑性（Pushover）分析及结构抗震性能评价

Pushover分析是基于性能的抗震设计方法，以量化的计算结果来评价结构 “大震不倒” 的抗震性能目标。本工程采用软件：PKPM的PUSH分析软件。计算中关键步骤是构件细化分类，人工干预配筋。PKPM的PUSH分析软件性能控制点处的相关指标详表4，最大层间位移角小于1/120的规范限值；弹塑性层间位移角、结构顶部位移、结构塑性发展的过程及塑性发展的区域均符合要求,在性能控制点处，各栋剪力墙均未出现剪力铰，即剪力墙抗剪能力足够，不会发生剪切破坏 。 结构能够满足“大震不倒”的抗震设防要求。

五、结论：

分析结果表明：在多遇地震作用下本工程结构的第一扭转与平动周期比、侧向刚度、竖向规则性、扭转位移比等指标均符合现行规范的相关要求；中震作用下能满足“重要构件不屈服，所有构件先行不发生剪切破坏”的抗震性能目标；罕遇地震作用下能满足不倒塌，重要构件不发生严重损坏的设防要求，因此可以期望本工程的结构体系在遭遇地震作用时，能达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，同时亦能最大限度地满足建筑功能的要求。

参考文献：

1. 混凝土结构设计规范 . GB50010-2002.中国建筑工业出版社

2.建筑抗震设计规范 . GB50011-2001.中国建筑工业出版社

3. 高层建筑混凝土结构技术规程 . JGJ3-2002.中国建筑工业出版社

篇9

Abstract: along with the current super-tall residential construction projects has increased, architectural style becoming more diverse, overrun the structural design of the issues are becoming increasingly become the high-rise residential buildings of engineering difficulty. Combining with the project examples, from the off-gauge situations, the computation analysis, structure static elasto-plastic analysis, analysis and discusses the design of high-rise residential shear wall structure in the process of common problem.

Key word: overrun high-rise residential; Shear wall; Structure design; question

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

超限高层住宅建筑是指高度超高、体型复杂、跨度大、结构异常，国家现行规范和规程所没有包含的建筑工程，为了杜绝安全与质量的隐患，这类工程在设计初始阶段，就应当进行抗震设防的专项审查工作。剪力墙结构作为超限高层住宅中最为常用和主要的结构主体，对其相应设计问题的探讨与研究，对保证建筑工程的安全经济，以及抗震设防目标的实现都有着极为重要的现实意义。

一、工程概况

某工程总建筑面积达23万平方米，地上部分建筑为6栋41层住宅，地下部分3层，为停车场、人防室和设备用房。工程结构主体采用了剪力墙结构，各楼层的层高分别为负三层为4.3米，负二层为4.1米，负一层为4.4~6.1米，塔楼首层为10米，二层以上为3.45米，天面总标高为148米。

根据工程地质勘察技术报告和抗震设计规范，该场地设计地震分组为第一组，场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，场地土为Ⅱ类。勘察场地地形平坦，地层分布较为均匀，场地也较为稳定，无不良地质作用，是建筑抗震的有利地段。

二、超限情况处理

1、工程超限的问题

（1）该高层住宅工程的塔楼高度为148米，属于B级高度。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》中的规定，B级工程的建筑结构高宽比应控制在7以内，而该住宅工程的高宽比在7.3，略微超过了《高规》中的最大高宽比，没有符合该条规定。

（2）《高规》中规定了在开洞和凹入扣除以后，建筑工程的楼板的最小净宽度值在任一方向都应大于5米，而该工程的塔楼平面类型为凸型，属于楼板局部不连续，均不满足《高规》的规范。

（3）工程在首层和地下室为防止伸缩缝漏水问题，并没有设置伸缩缝，也超过了《高规》中对于伸缩缝最大间距的规定。

2、针对超限问题的设计处理

（1）剪力墙应合理布置，使建筑结构的质心和刚心能够尽量重合，并通过对楼层周边配筋和边梁截面的加强，以最大化的减少扭转变形和增加抗扭刚度。

（2）为保证尺寸较小的Y方向的侧向刚度，应沿该方向布置多道剪力墙，以满足规范的要求。需适当的增加剪力墙边缘约束构件的配筋率，以及底部加强部位在竖向和水平方向的配筋分布率，并严格控制剪力墙的轴压比，以符合规范的要求。

（3）该工程的标准层的墙厚为30~40厘米，因首层的高度较大，为满足侧向刚度和墙柱稳定的要求，可将首层的剪力墙的厚度增大为60~70厘米。因部分电梯和楼梯的剪力墙结构受到空间的限制无法加厚，则可进行降低该处层高和加设夹层楼板的设计处理。

（4）在地下室结构的设计方面，应充分对混凝土收缩有可能带来的不利影响进行评估和考虑，并可适当的提高地下室壁板构造的配筋率。同时还需加强对混凝土在浇筑后的养护管理，做好喷水保湿工作，并至少养护14天以上。

三、计算分析和对比

1、弹性时程分析

该工程采用了国建筑科学研究院编制的 SATWE 和PMSAP 两种程序进行同时计算分析、对比。为符合《高规》的要求，该工程对剪力墙在小震作用下的弹性时程进行了分析，每栋建筑选二组实际地震波和一组人工波进行计算对比。对弹性时程进行分析时，所输入的最大地震加速度为35cm/s2。相应各条地震波的特征值见下表1。

表1结构分析结果

下图1是时程分析所得计算结果绘制的是在X、Y方向最大楼层剪力曲线，图形显示了各栋住宅所选波形。

图1时程分析主要计算结果图

分析图1曲线，可见楼层的最大位移曲线在X、Y方向变化光滑、平稳、连续，曲线的变化趋势也符合剪力墙结构的变化形态，在顶点处的位移峰值比较合理，表面了整体结构分布均匀、刚度适中，无明显的扭转偏移；在层间最大位移角曲线无较大的收进和突出，表面了结构的竖向刚度变化均匀，没有明显的薄弱层。

2、中震弹性验算

该工程还采用SATWE程序对中震进行了不屈服验算，其抗震设防的目标是允许结构轻微受损，上部结构允许局部受弯屈服，竖向构件底部加强部位不屈服。在验算时，多遇地震影响系数的最大取值为0.23，并控制结构最大层间位移角在1/400以内。验算结果表明，墙肢截面和其它构件的抗剪承载力均符合中震不屈服的设计要求。

三、结构静力弹塑性分析

该工程采用了PKPM程序中的EPDA模块对结构进行了静力弹塑性分析（Pushover analysis），评估了结构在罕遇地震作用下的抗震能力，并根据计算的结果评价了结构在地震作用下的弹塑性状态。实现了结构在地震作用下的薄弱部位与屈服部位的寻找，并基本寻找到了结构在地震作用下各个部位的屈服顺序。

本工程同时从构件的塑性变形程度和结构的整体性能这两个方面来评价了结构的安全性，构件的塑性变形主要通过构建塑性铰的变形发展程度来进行评估；而整体性能则通过顶点位移、最大层间位移角、顶点位移角、剪重比、基底剪力等进行评估。通过结构静力弹塑性分析，结构在罕遇地震下通过内力重分布，使结构的抗震性能达到规范所规定的抗震设防目标。

总结：

在高层住宅的建设开发中，结构设计是相当重要的一个环节，它与建筑、设备、规划和施工等各个环节都紧密相连。在该工程中，通过科学的计算分析和合理的构造，解决了相应的在结构设计中的难题，使建筑既符合了变形特性和结构刚度的相应规范，也满足了抗震设防的要求。

参考文献：

[1] 施金平，张晖.益中花园1号楼超限高层结构设计[J].结构工程师，2009（6）.

篇10

一、高层建筑结构设计体系与技术应用

1.高层建筑结构设计中基于抗震设计技术的应用

当前来看，减震控制技术研究与应用在我国高层建筑中有了较大进展。隔振技术较为成熟，在工程中有一定应用，主要用于高烈度的多层、小高层建筑，如北京通惠家园地铁枢纽建筑，甘肃陇南将橡胶隔振垫用于砖混结构楼房。目前，多项采用隔振技术的房屋建筑正在设计建造中。

消能减震技术近年来在新建高层建筑工程中开始得到应用，如北京银泰中心主塔楼、上海世贸国际广场、深圳大梅沙酒店等采用了黏滞流体阻尼器，主动控制技术在我国超高层建筑中首次得到应用是上海环球金融中心第90层两台各重250吨的质量阻尼器，它将有效地减小建筑结构在风和地震时的反应。

2.高层建筑结构设计中基于抗风设计技术的应用

随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已经成为控制结构安全性和实用性的关键因素。我国目前的建筑荷载规范尚不能完全满足实际工程的需要，应增加横风向响应和等效静力风荷载、干扰效应、居住者舒适度判据等内容。

3.高层建筑结构设计中基于消防设计技术的应用

一个常识是，按照设计标准，高于24米的建筑属于高层建筑，高于50米的建筑属于超高层建筑。曾有城市安全部门做过一个试验，让一名身强体壮的消防员从第33层跑到第1层，用了35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩，所需时间肯定会更长。而火借风势，30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来，在高层、超高层建筑中人们跑到楼外逃生的可能性几乎为零。因此，基于超高层建筑结构体系中抗高温、防火方面的设计成为最重要的一个指标（以下以北京国贸三期工程为例）。

国贸三期。该工程总建筑面积54万平方米，主塔楼总高330米，地上层数为74层，地下为4层，钢结构截面大、单件重、连接复杂，总用钢量达5万多吨，抗震等级8级，设计难度和施工难度为世界超高层建筑结构领域所罕见，是目前北京的第一高楼。美国“911”事件后，施工承建方：“中建一局集团建设发展有限公司”对国贸三期设计方案作了相应调整。为了保证建筑物未来的安全性，在经过论证和修改后，该楼的建筑方案采用了4万吨钢筋、18万立方米混凝土与5.5万吨钢结构组合形成的钢骨型钢混凝土结构，并采用耐燃时间高达3小时的防火涂料对钢结构进行防火处理。这样设计的结果是，大楼能够有效地减少飞行器撞击所带来的损害，提高大楼自身的耐火性能。而按照此前的设计方案，该大楼全部由钢结构组成，一旦遇到同样问题，钢结构会因高温快速熔化，导致主楼快速坍塌。

二、高层建筑住宅结构设计面临的挑战

随着住宅产业化形势的不断发展，随着我国超高层住宅的响应政策的出台，未来，无疑会给本土设计行业及承建方带来了巨大的挑战。随着经济社会的发展，作为二三线城市出现的一幢幢拔地而起的超高层建筑。这种建筑不仅对开发商是一种全新的挑战，对房地产这条产业链上的设计行业、承建行业也将带来全新的改变。

1.未来住宅产业化下高层建筑结构设计技术亟待提升

相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格；超高建筑物中每隔一定距离须加设避难层；在施工设计上的要求更加严格，尤其是对消防、防震、防风的指标要求很高，例如对玻璃等建筑材料的选择格外严格，同时由于高处的湿度、风力影响等特殊要求，也给设计、施工带来了很高的难度。

由于超高层住宅建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免地存在，在结构设计中一方面考虑异型柱的使用，另一方面在户型设计中要充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用。再有，高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。

2.高层建筑结构抗震、风设计专业性人员缺失、经验严重缺乏

近年来，虽然国内外对高层和超高层建筑钢结构、混凝土结构和钢混凝土结构的抗震设计理论均进行了一些研究，也已取得了一批较深入和较实用的研究成果。但是，由于地震作用、各类结构体系的空间作用、弹塑性性能以及“大震”作用的破坏机理等方面的复杂性，使得对超高层建筑抗震设计理论还需要从许多方面进行深入研究。这种复杂性在我国各大城市尤其突出。超高层建筑的出现，无疑将我国的抗震研究工作推上了一个全新的领域。“之前虽然很多建筑设计公司也将抗震作为建筑设计中的重要部分，但随着超高层建筑的出现，不得不迫使建筑设计和承建行业以及相关的地震研究机构发生变革。”因为我国的建筑历史上没有超高层住宅且经验还尚浅，尤为二三级城市，政府出台的相关超高层政策对我国的建筑设计行业、建筑业、地震研究等有关地产的所有产业都将起到划时代的推进，它将被载入史册。随着高速发展的中国住宅产业化进程不断推进，太需要这方面的经验了。

三、高层建筑结构设计未来的展望

由于高层住宅不但在结构设计、基础工程设计、主体结构设计、建筑设备安装工程设计方面，给排水工程、通风空调系统、建筑消防等方面都在一定程度上提高了难度和复杂程度。超高层建筑的问世，必将给我国的设计行业，尤其是承建行业带来全新的格局。尽管目前还达不到洗牌的程度，但也将是一场残酷的淘汰赛。而要改变这样的局面，求变将是唯一的出路。

依旧以国贸三期工程为例，国贸三期属于超高层建筑，构件有大型化、异型化的特点，致使施工技术和施工精度要求都非常高。工程的施工遇到并解决了许多普通超高层钢结构施工中没有出现过的问题，尤其是针对倾斜结构的安装、钢板墙的安装、腰桁架的安装等一系列施工技术，是对我国复杂高层钢结构施工技术的有力补充，同时对国内建筑结构设计行业的持续发展起到了积极作用。