發(fā)布時間：2023-07-24 16:32:21
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的超高層建筑結構設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：復雜高層；超高層；建筑結構設計
引 言
復雜高層與超高層與普通的高層建筑有所不同，必須引起設計人員的注意。隨著超高建筑物的不斷增加，雖然逐漸地暴露出一些設計方面存在的不足，但這些問題為人們在日后的超高建筑建設方面積累了一定的經(jīng)驗。為此，本文首先對復雜高層與超高層建筑與普通高層的差異進行比較，然后對復雜高層與超高層建筑的結構設計進行論述。
1 復雜高層與超高層建筑和普通高層建筑在結構設計上的區(qū)別
復雜高層與超高層建筑和普通建筑在結構設計上存在明顯的差異，一般普通高層的高度基本都建立在200m以內(nèi)，而復雜高層與超高層建筑的高度基本都在200米以上乃至上千米。對于普通高層，人們大多采用的是混凝土的結構設計，但復雜高層與超高層建筑在結構設計方面還可以選擇全鋼結構或者混合的結構設計。同時由于復雜高層與超高層建筑對消防以及機電設備的要求要更高一些，因此要考慮到避難層與機電設備層的設計。為避免地震等自然災害對建筑物的破壞，復雜高層與超高層建筑在平面形狀的選擇上較普通的高層建筑要少得多，并且要滿足《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》的抗震要求。另外復雜高層與超高層建筑需要考慮風載荷作用下舒適度的問題，而普通高層建筑無需考慮。
2 復雜高層與超高層建筑結構設計需要考慮的問題
2.1 抗震設防烈度
對于超過100m以上的建筑物，在不同強度的抗震設防烈度下，對于建筑物的高度要求也是不盡相同的。一般情況下，抗震設防烈度在8度的區(qū)域不適宜建設300m以上的建筑物，復雜高層與超高層建筑適合建設在抗震設防烈度在6度的地區(qū)。
2.2 結構方案
對于一個優(yōu)秀的建筑設計師來說，在設計中首先就要考慮到建筑物的結構方案問題，尤其對于復雜高層與超高層建筑來說，如果結構方案選擇不當，將會引起整個方案的調(diào)整，因此，在設計單位進行建筑方案設計時，需要有結構專業(yè)參與到設計當中。
2.3 結構類型
在復雜高層與超高層建筑結構類型的選擇上，人們不但要充分考慮到擬建方案所在地的巖土工程地質(zhì)條件，同時要考慮到該區(qū)域的抗震度要求。另外，為了節(jié)約建筑成本，人們還需要充分考慮到在工程造價問題以及施工的合理性問題，同等條件下選擇造價較低的合理的結構類型。
2.4 關注舒適度和施工過程
2.4.1 高層建筑水平振動舒適度
復雜高層與超高層建筑因其結構較柔，設計時，除保證結構安全外，還需滿足室內(nèi)居住人群的舒適度要求，高層混凝土規(guī)程、高鋼規(guī)程均提出了明確的設計要求，需對高層建筑物在順風向和橫風向頂點最大加速度進行控制。復雜高層建筑需講行舒適度分析，對混凝土結構阻尼比宜取0.02，對混合結構、鋼結構阻尼比可根據(jù)情況取0.01～0.02舒適度驗算時，可取10年重現(xiàn)期下風壓值進行。高層混凝土規(guī)程和高鋼規(guī)對舒適度驗算的要求，公寓類建筑（如住宅、公寓）和公共建筑（如辦公、旅館）因功能不同，其水平振動指標限值也有所不同。當水平振動舒適度不滿足或為進一步提高舒適度水平時，可采用增設TMD（可調(diào)質(zhì)量阻尼器），TLD（可調(diào)液體阻尼器）等方法實現(xiàn)。
2.4.2 大跨、懸挑柔性樓蓋豎向振動舒適度控制
復雜高層建筑設計中常設計大跨度樓板、空中連橋、大跨懸挑等復雜建筑特征，此類部位由干結構豎向自振頻率較低，與行人激勵頻率相近，彼時需對樓蓋設計時的舒適度問題予以關注。高層混凝土規(guī)程要求樓蓋結構的豎向振動頻率不宜小于3Hz，且對不同豎向自振頻率下的樓蓋豎向振動舒適度峰值也提出了控制要求。因適用對象不同，住宅、辦公建筑、商場及走廊建筑的豎向振動峰值加速度限值亦不相同。
2.4.3 設計時應考慮施工建造過程的可實施性
設計人員在結構設計時，應注意復雜節(jié)點部位鋼筋及鋼材傳力的可靠性以及現(xiàn)場施工的可實施性。型鋼混凝土梁柱節(jié)點中主筋與型鋼相交時常用四種處理方法：①鋼筋繞討型鋼；②型鋼表面焊接鋼筋連接套筒；③鋼板上開洞穿鋼筋；④鋼筋與型鋼表面加勁板相焊接。復雜高層建筑施工方法會采取一些特殊工藝，如某塔采用“內(nèi)理型混凝土施工、造型中部增設水平臨時支撐桁架”見圖1。
3 復雜高層與超高層建筑的結構設計
3.1 風載荷
在復雜高層與超高層建筑的結構當中，由于建筑結構的第一自振周期與其所在地面卓越周期相差很大，隨著建筑物高度的不斷增加，風載荷的影響要遠遠大于地震對建筑物的影響，特別是對于一些比較柔的復雜高層與超高層建筑，風載荷是它結構設計中的控制因素。因此，人們有必要對風載荷進行專業(yè)的研究。一般情況下，我國規(guī)定風載荷的計算公式為Wk=βzμsμzW0，其中μz為風壓高度的變化系數(shù)。其中A類地面：μz=0.794Z0.24；B類地面：μz=0.479Z0.52；C類地面：μz=0.284Z0.40。在《建筑結構荷載規(guī)范》當中，對200m以上的復雜高層與超高層建筑也進行了相應的規(guī)范，其中就包括在對復雜高層與超高層建筑確定非圓形截面橫風向風振等效風荷載情況時，要求必須進行風洞試驗。它的主要目的在于通過試驗對建筑外形的空氣動力進行進一步優(yōu)化，同時確定圍護結構以及主體結構的風載荷的標準值，對設計整體進行優(yōu)化。
3.2 重力載荷
對于復雜高層與超高層建筑，在設計時要考慮到重力載荷的傳力情況，實現(xiàn)合理的傳力途徑，因此在設計時對于重力載荷的途徑要盡可能地直接明了，同時要充分考慮到因建筑外圈框架和核心筒之間軸壓比之間的差異而造成的變形差對水平構件產(chǎn)生的影響。一般采用一些施工的處理方法連接框架與核心筒。
3.3 混合結構的設計
在復雜高層與超高層的建筑當中，很多時候都會采用混合結構設計，混合結構分為三種，而在實際中常用的是圓鋼管或者是矩形鋼管的混凝土框架與鋼筋混凝土核心筒的混合結構，以及型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土核心筒（內(nèi)外框梁為鋼梁或型鋼混凝土梁）的混合結構兩種。每種結構類型在設計上對鋼材用量的需要也不盡相同。在設計中，要考慮到對型鋼、圓鋼管混凝土中柱鋼骨的含鋼量，嚴格按照技術規(guī)程的要求進行控制，同時，在鋼筋混凝土的核心筒要設置型鋼柱，這樣就可以確保型鋼混凝土、筒體延性相同，從而促使它們兩者之間的豎向變形減小。對于結構抗側剛度無法滿足變形需要的混合結構，人們采取相應措施進行彌補。比如，設置水平伸臂桁架的加強層，或利用避難層或設備層在外框或外框筒周邊設置環(huán)狀桁架。
4 復雜高層與超高層建筑結構設計的關鍵點
4.1 構造設計要合理
在對復雜高層與超高層建筑物進行設計時，必須保證構造的設計謹慎并合理，重點要注意對一些薄弱的部位進行加強，避免出現(xiàn)薄弱層，充分考慮到溫度應力對建筑物的影響以及建筑物的抗震能力，注意構件的延性以及鋼筋的錨固長度，在對平面和立面進行布置時要確保平整均勻。
4.2 計算簡圖要合適
計算簡圖是對建筑物結構進行計算的基礎，它直接關系到復雜高層與超高層建筑的結構安全。為了保證結構的安全性，人們必須從計算簡圖抓起，慎重研究，合理選擇，對于存在于計算簡圖中的誤差，要保證其值控制在技術規(guī)程允許的范圍內(nèi)。
4.3 結構方案選擇要合理
建筑方案的合理性取決于結構方案是否合理，因此，在選擇結構方案時不但要充分考慮到經(jīng)濟因素，還要充分考慮方案的結構形式和結構體系，同時能夠充分結合設計要求、材料、施工以及自然因素等來確定結構方案，確保結構方案的合理性。
4.4 基礎方案選擇要合理
在進行基礎方案的設計中，設計師要考慮到載荷的分布情況，工程所在的自然因素、地質(zhì)條件，施工方的施工條件，周圍建筑物對所設計建筑物造成的影響等各方面因素，以此來確保基礎方案的選擇既經(jīng)濟又合理，達到最優(yōu)效果。
5 結束語
復雜高層與超高層建筑是社會發(fā)展的必然結果，隨著科技進步，越來越多的復雜高層與超高層建筑將會逐漸亮相于城市之中，我們雖然在復雜高層與超高層建筑當中取得了一定的成績，但仍需我們不斷研究與改進，使復雜高層與超高層建筑的結構設計更加完美，發(fā)展更為迅速。
參考文獻
[1]陳曉丹.超高層建筑設計中需要注意的問題[J].企業(yè)技術開發(fā).2011（01）：24～25.
關鍵詞 ：超高層建筑 結構設計 結構體系 整體傾斜
引言
一般情況下，高層的建筑概念設計有很多種，但對于加強高層建筑抗震能力的概念設計則運用的比較廣泛。超高層建筑的設計以及施工通常都要耗費更多的財力和物力，因此控制好超高層建筑的質(zhì)量和抗震效果至關重要。但如何設計高層建筑結構的方法卻是不確定的，在這個過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關的外部因素。本文主要介紹的就是關于超高層建筑在進行結構設計時應當注意的問題，并作出提升超高層建筑結構設計質(zhì)量的相關建議。
一、 關于超高層建筑的結構設計特點以及相關要點
（一） 重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾
由于超高層建筑相對于其他類型的建筑具有不同的特性，使得其建筑結構的設計也具有自身的一些特點。首先，超高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此，隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢，作用在豎向構件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對于基礎的承載力也就提出了更高的要求。與此同時，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，超高層建筑的高度較高，使得風作用效應加大；而風力的加大也就使得合力作用點的位置變高，從而使其對于建筑物產(chǎn)生的作用效應也就變得更大。另一方面，超高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應的被升高，建筑的結構自重也相應的加大，此時在地震作用下就將導致薄弱部位加速破壞。
（二） 豎向構件產(chǎn)生的縮短變形差對結構內(nèi)力的影響增大
受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構件總壓縮量的構成部分。通常情況下，受力變形都會在瞬時間完成，并且變形量能夠根據(jù)胡克定律進行大致的測量。而干縮變形所需要的時間則相對較長，通過相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時最長的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過公式進行相應的計算。而受到構件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響，使得在超高層建筑中豎向構件產(chǎn)生的縮短變形差對于結構內(nèi)力的影響也逐漸變大。
（三） 傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高
超高層建筑由于在建設的過程中，高度不斷上升使得側向風力引起的傾覆力矩也會不斷增加，隨之而來的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會采用增加基礎埋深以及加大基礎寬度或者是采取抗拔樁基等手段來達到保證整體穩(wěn)定性的需求，來強化整體的穩(wěn)定性。
（四） 防火防災的重要性顯現(xiàn)，建筑物的重要性等級升高
與此同時，在進行超高層建筑的結構設計時應當著重考慮防火防災的功效，凸顯出防火放防災的重要作用。這是由于超高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大，高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外，在出現(xiàn)地震等坍塌性事故時，需要較長的疏散時間，但超高層建筑大多采用鋼筋混凝土結構，在長時間的疏散過程中極易發(fā)生其他的安全事故。與此同時，超高層建筑的投資一般都比較巨大，并且在所屬區(qū)域一般都應是當做代表性建筑來建造的。所以超高層建筑無論是在經(jīng)濟上，還是在文化乃至政治上都具有較強的影響。為此，在進行超高層結構的設計時務必要強化結構設計的可靠性，強化建筑的整體性能質(zhì)量。
（五） 控制風振加速度符合人體舒適度要求
一般情況下，風力的作用效果都會隨著高度的升高而不斷加強，在超高層建筑中風力的作用效果尤為明顯。但是風振作用過于顯著會影響到人們的舒適度，不利于人們的工作和生活，因此如何處理好風振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結構設計的重要問題。為此，必須控制好頂層的最大加速度，使其滿足規(guī)定的限值。此外還要掌控好由風振帶來的扭轉(zhuǎn)加速度，通常情況下不應該超過標定的限值。與此同時，鑒于超高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護結構表面上的風載標準也迅速增大，所以圍護結構必須進行抗風設計。
二、 超高層建筑結構設計的具體方法
進行超高層建筑的結構設計不僅要掌握好相關的要點，了解相關的結構特征，還要在具體的結構設計上合理的利用設計方法。首先，根據(jù)超高層建筑的自身特點就要做到減輕自重，減少地震作用。在這方面通?？梢圆捎酶邚姸容p質(zhì)材料，全鋼結構以及輕質(zhì)隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結構自重，減小地震作用的效果。其次，就要降低風作用的水平力。降低風作用水平力的主要手段可以從減小迎風面積、降低風力形心以及選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀來實現(xiàn)。其中為了減小迎風面積可以采用正方形的平面形式，如果計算對角線方向的迎風面寬則可以采用圓形的平面形式。而降低風力形心的方式主要可以通過采用下大上小的立面體型來實現(xiàn)，這種方式不僅可以有效的減小高風壓在高處的迎風面積，也可以通過降低風作用的重心來使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。與此同時，還應做到減少振動耗散輸入能量。在這方面主要可以采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來實現(xiàn)。還要選擇耗能、減振的結構體系，像利用偏心支撐的鋼結構具有耗能的水平段，使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。最后需要完成的就是加強抗震措施。為了強化超高層建筑的抗震能力，就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計算簡圖，科學的分析地震作用以及相關的受力情況。大多數(shù)情況下，圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設計過程中也需要考慮到相應的問題。例如，要注意到結構平面形狀是否做到對稱，是否設置了多道抗震防線以及是否在滿足了強度等方面的需求后采用了延性更好的結構材料等。此外，為了保證結構設計的科學性還應利用多個權威程序進行核算對比，使計算出的結果更加具有科學性和說服力。并且在設計上應當盡量向智能化方向偏轉(zhuǎn)，增強對于結構設計的可控性。
結束語
超高層建筑結構的設計對于建筑的整體效果和實際功能質(zhì)量具有重要的影響，但是適合的設計方法卻也不是單一的。在進行設計方法以及方案的選擇上，可以根據(jù)建筑的實際特點和需要來進行有針對性的選用。但終歸來說，應當通過科學的設計方法使超高層建筑具備安全、舒適以及適用等方面的特征，達到相應的設計要求，滿足社會以及公眾的需要。
參考文獻：
[1]邱倉虎，劉建平，張宇華，謝詩溶，杜文博. 對超高層建筑結構設計中幾個問題的實踐與思考[J]. 建筑結構，2012，07：22-26.
【關鍵詞】超高層建筑；SRC型鋼柱；結構設計中的問題；施工方法
1 超高層建筑結構設計應考慮的問題
1.1 采用SRC柱時，柱中型鋼下端的埋置部位問題
高層及超高層建筑地下室的層數(shù)依據(jù)基礎埋深、使用功能、地質(zhì)條件綜合確定，少則二至三層，多則四層及以上。如果地下室的豎向剛度和水平剛度能滿足《抗規(guī)》6.1.14條和《高規(guī)》5.3.7條的相關要求，那么，地下室的頂板可作為上部結構的嵌固部位，即是說計算時可以地下室的頂板為固定端對上部結構(懸臂體)進行抗震、抗風等進行整體計算?！犊挂?guī)》6.1.3條和《高規(guī)》4.8.5條規(guī)定，當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。超高層建筑結構的底層柱及抗震墻，因要考慮延性和降低軸壓比等技術因素，同時又要從使用上考慮盡可能減少豎向構件截面，以爭取更大的使用率等非技術因素，往往采用SRC柱。如果為多層地下室，且嵌固端在首層，那么，在不考慮延性因素，軸壓比能滿足要求的前提下地下一層以下的柱是否可不設SRC柱。
筆者認為，對超高層建筑結構SRC柱中的型鋼應錨固到基礎中，錨固在地下一層以下的柱中存在不安全因素，原因是：對帶有地下室的高層建筑來說，目前計算時通用的做法是：考慮土體或大底盤對地下室的側向約束，將地下室剛度進行放大。因此，將地下室頂板作為上部結構嵌固部位計算，和實際結構變形相比存在一定誤差。某些超高層項目，出于多種理由本應將生根于基礎面或基礎中的SRC中的型鋼，移至地下一層以下柱中，此做法，有待商榷[3]。
1.2 地基規(guī)范允許的基礎整體傾斜對超高層建筑的整體穩(wěn)定性影響問題
《地基規(guī)范》3.0.4.2條規(guī)定：計算地基變形時，傳至基礎底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用。相應的限值應為地基變形允許值。同時，《地基規(guī)范》5.3.4條對建筑物的地基變形允許值規(guī)定如下：多層和兩層建筑的整體傾斜，當高度高于100m時，建筑物的地基變形允許值為0.002，也就是1/500。超高層建筑的基礎一般為剛性基礎，如果忽略高層建筑地下室的埋深、地下室外墻因土壓力產(chǎn)生的摩擦力等要素對整體傾斜產(chǎn)生的約束作用。那么，上部結構也將有1/500的傾斜。
目前，大家公認重力二階效應，一般由兩部分組成。一是構件自身撓曲引起的附加重力效應，叫效應；二是結構在水平荷載或水平地震作用下產(chǎn)生側移變位后，重力荷載由于該側移而引起的附加效益，即效應。對一般高層建筑結構而言，效應的影響相對較小，一般能夠忽略不計，由于結構側移和重力荷載引起的效應相對較為明顯，可使結構的內(nèi)力和位移增加，位移較大時甚至導致結構失穩(wěn)。故重力二階效應實際上是效應。也即現(xiàn)行《抗規(guī)》與《高規(guī)》涉及的效應[4]。
高層和超高層建筑結構只要有水平側移，就會引起重力荷載作用下的側移二階效應。其大小及結構側移和重力荷載自身大小直接相關。高層和超高層建筑基礎的整體傾斜，從理論上講，會使高層建筑結構產(chǎn)生水平側移，也會引起效應。現(xiàn)行《高規(guī)》或《抗規(guī)》有關涉及效應的規(guī)定中，似未明確考慮規(guī)范允許的基礎整體傾斜對結構側移的累積效應。作者認為，對超高層建筑來說，一般高寬比比較大，效應敏感。其結構彈性計算與彈塑性變形計算時，結構側移中應考慮地基規(guī)范允許的基礎整體傾斜值的累積側移，同時考慮由此對結構整體穩(wěn)定性的影響。
2 超高層建筑SRC型鋼柱的施工方法
筆者所在工程主體結構地上43層，地下2層，嵌固位置為地下2層底板, 主體結構采用框架-核心筒結構，主體結構柱采用SRC型鋼混凝土柱，鋼骨柱為十字型截面，截面型號十900×500×20×28。根據(jù)本工程的特點，確定了如下的施工方法：
2.1 第一段鋼骨柱及上部鋼骨柱的吊裝
安裝前要對予埋件進行復測，并在基礎上進行放線。根據(jù)鋼骨柱的底標高調(diào)整好螺桿上的螺帽。然后鋼骨柱直接安裝就位。當由于螺桿長度影響，螺帽無法調(diào)整時，可以在基礎上設置墊板進行墊平，就是在鋼骨柱四角設置墊板，并由測量人員跟蹤抄平，使鋼骨柱直接安裝就位即可。每組墊板宜不多于4塊。墊板與基礎面和柱底面的接觸應平整、緊密。鋼骨柱用汽車吊吊升到位后，首先將鋼骨柱底板穿入地腳螺栓，放置在調(diào)節(jié)好的螺帽上，并將柱的四面中心線與基礎放線中心線對齊吻合，四面兼顧，中心線對準或已使偏差控制在規(guī)范許可的范圍以內(nèi)時，穿上壓板，將螺栓擰緊，并在鋼骨柱四周及時拉設纜風繩確保其穩(wěn)固，此時即為完成鋼骨柱的就位工作。當鋼骨柱吊裝并校正完畢后，及時利用纜風繩進行固定，保證鋼骨柱的穩(wěn)定，同時通知土建單位對地腳進行扎筋、（二次）澆灌等施工，對鋼骨柱進一步穩(wěn)固。
上部鋼骨柱的安裝與首段鋼骨柱的安裝不同點在于柱腳的連接固定方式上不同。上部鋼骨柱吊點設置在鋼骨柱的上部,利用四個臨時連接耳板作為吊點。吊裝前，下節(jié)鋼骨柱頂面和本節(jié)鋼骨柱底面的渣土和浮銹要清除干凈，保證上下節(jié)鋼骨柱對接面接觸頂緊。
2.2 鋼柱校正
鋼柱的校正主要有鋼柱錯口校正、鋼柱軸線校正、垂直度校正及鋼柱標高的調(diào)整。第一節(jié)柱柱腳的位移調(diào)整以基面中線與柱身中線對齊為標準，如有偏差，用千斤頂往反方向調(diào)整，千斤頂?shù)姆醋饔檬芰c可作用在勁性柱腳插筋的根部。第一節(jié)柱校正到位后用攬風繩拉住柱頂耳板與底板固定或用角鋼與柱身焊接并支撐在混凝土地面上，且將柱底板與墊塊圍焊，以防柱鋼筋施工過程中對鋼柱的垂直度的影響[1]；
上部柱校正完后應用馬板在柱接頭處將上段柱與下段柱相對固定，待鋼柱對接焊完后將馬板割掉；
鋼柱標高的調(diào)整：對于標高偏差超規(guī)范的鋼柱須對標高進行調(diào)整，對于標高偏差較大的須在加工廠進行調(diào)整，偏差較小的可以在現(xiàn)場調(diào)整，一般調(diào)整方法是在鋼柱接頭位置加墊鐵；
鋼柱軸線校正到正確位置后，進行鋼柱垂直度復核，確保鋼柱垂直度在規(guī)范允許范圍內(nèi)；
鋼柱垂直度的校正采用兩臺經(jīng)緯儀分別置于相互垂直的軸線控制線上（借用1m線），精確對中整平后，后視前方的同一軸線控制線，并固定照準部，然后縱轉(zhuǎn)望遠鏡，照準鋼柱頭上的標尺并讀數(shù)，與設計控制值相比后，判斷校正方向并指揮吊裝人員對鋼柱進行校正，直到兩個正交方向上均校正到正確位置。
2.3 鋼骨柱垂直度校正及焊接偏差預留值
用兩臺經(jīng)緯儀從柱的縱橫兩個軸向同時觀測，依靠千斤頂進行調(diào)整。柱底部依靠攬風繩葫蘆高速柱頂部，無誤后固定柱腳，并牢固栓緊攬風繩。
由于鋼骨柱接頭焊接后會有一定收縮，因此鋼骨柱在垂直度校正時必須預留焊接收縮值，外側柱的垂直度誤差，以向外側傾斜3mm 控制預留焊接收縮量，高層的外側柱在安裝時外側無攬繩拉點，所以在安放柱時有意識的將柱向外側傾，內(nèi)側系上攬風繩，既保證安全性又保證容易調(diào)整的狀態(tài)。
2.4 檢查驗收
鋼骨柱吊裝校正好后，通知監(jiān)理單位驗收構件校正結果，驗收合格后進行下道焊接工序，焊接校正等工序施工完畢，在自檢合格的基礎上，通知監(jiān)理單位、土建單位以及第三方檢測機構進行現(xiàn)場檢查，并做好相應的資料和影像記錄[2]。
3 總結
應該根據(jù)超高層建筑結構設計實踐，充分考慮超高層建筑結構設計中的問題，同時積極探析SRC型鋼柱的施工方法,進而確保超高層建筑能夠順利發(fā)展。
參考文獻:
[1]GB50009-2001 建筑結構荷載規(guī)范.
[2]劉大海.高層建筑結構方案優(yōu)選.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.
關鍵詞：基本原則；控制技術；抗震設計
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，超高層建筑越來越多，并且向著普遍化、更超高化、功能綜合化、管理智能化、環(huán)境生態(tài)化的方向發(fā)展，高層建筑的設計問題變得日益突出。設計人員不僅要掌握先進的設計方法及各種先進軟件，還要掌握高層建筑的設計原理、設計特點、體系選擇、抗震設計等方面的知識，如此才能使設計達到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。
1 超高層建筑結構體系類型及減震、抗震結構設計的基本原則
1.1超高層建筑的結構體系類型
超限高層建筑的類型主要有大底盤、大裙房、多塔樓建筑帶有外挑、懸挑層的建筑。超限高層建筑經(jīng)常采用的結構體系有鋼筋混凝土框架―核心筒結構, 它的整體性、抗側剛度好；混凝土鋼框架結構, 具有自重輕、斷面小、承載力大的優(yōu)勢； 隨著技術的發(fā)展, 在高層住宅中也出現(xiàn)了新的結構體系, 如現(xiàn)澆框架―短肢剪力墻、現(xiàn)澆框支― 短肢剪力墻。
1.2 超高層建筑減震、抗震結構設計的基本原則
1.2.1 結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。
（1）結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。
（2）對可能造成結構的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。
（3）承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
1.2.2 盡可能設置多道抗震防線
（1）一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協(xié)同工作。例如框架- 剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成。
（2）強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌?？拐鸾Y構體系應有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，以使結構能吸收和耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。
（3）適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震設計中某一部分結構設計超強，可能造成結構的其他部位相對薄弱，因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.2.3 對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力
（1）構件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。
（2）要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內(nèi)力重分布導致塑性變形的集中。
（3）要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。
（4）在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。
2 超高層建筑結構的減震控制技術
目前, 我國和世界各國普遍采用的抗震體系和方法是傳統(tǒng)的抗震體系和方法, 即對基礎固結于地面的建筑結構物適當調(diào)整其結構的剛度, 允許結構構件( 如梁、柱、墻、節(jié)點等) 在地震時進入非彈性狀態(tài), 并具有較大的延性, 使結構物"裂而不倒"。這種抗震設計原則, 在很多情況下是有效的, 但也還存一些問題和局限性。
因此在實施抗震設防時,必須尋找一種既安全(在突發(fā)的超烈度地震中不破壞、不倒塌) ,又適用(適用于不同烈度、不同建筑結構類型,既保護建筑結構, 又保護建筑物內(nèi)部的儀器設備) ,又經(jīng)濟(不增加建筑造價)的新的抗震新體系, 這就是建筑結構減震控制新體系。這樣, 隔震體系、消能減震體系、結構被動及主動控制體系就應運而生了。而由于隔震、消能和各種減震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性, 即明顯有效減震( 能使結構地震反應衰減至40%~10% 或更低)、安全、簡單、經(jīng)濟及適應性廣等,它將作為一種嶄新的抗震體系和理論, 必將引起專家們的關注。
隔震和減震體系類型主要有:隔震、摩擦耗能體系、被動控制體系、主動控制體系和混合控制體系。
3 超高層建筑結構的抗震設計
3.1建筑體型和結構體系
超高層建筑平面和立面的選定, 和結構的可行性、經(jīng)濟性密切相關。由于高層建筑是以水平荷載為主要控制荷載, 所以在抗震設計中為達到“ 小震不壞, 大震不倒” 的設計原則, 應力求平面布置簡單、規(guī)則和對稱, 避免有應力集中的凹角、收縮和樓、電梯間的偏置, 盡量減少扭轉(zhuǎn)的影響。在風力作用下則要求建筑物外形選擇合理, 提高結構的剛度。圓形、橢圓形、正多邊形, 都可以大大減少風荷載影響。采用剛度較大的建筑, 可以減少風振影響和避免建筑物較大的位移。同時為了使結構具有良好的受力特性, 并滿足建筑上的使用要求, 還必須選擇一個合適的結構體系。
3.2適宜的剛度
在超高層建筑結構設計中, 恰如其分地確定建筑物的剛度是十分重要的。建筑物的剛度既不宜過大,結構剛度越大, 自振周期就越短, 建筑物的截面及自重也越大, 地震時受到的地震力也越大。
但也不宜將建筑物結構設計的過柔。過柔的建筑, 在風力或地震力的作用下, 會產(chǎn)生過大的位移及變形, 因此影響建筑物的強度、穩(wěn)定性和使用性。此外, 通過調(diào)整剛度可避免地震時建筑物的震動與場地土的震動特性相同而引起共振, 造成建筑物嚴重破壞或倒塌。
3.3結構計算
3.3.1確定總的結構計算層及劃分計算標準層
在項目中由于地下室為車庫（含6級人防）,主樓的中心為筒體之外均為大統(tǒng)間, 所以把地下室作為一層計算。
3.3.2周期折減系數(shù)
在框架剪力墻結構中, 結構的自振周期一般采用計算的方法確定, 由于在計算中只考慮了主要承重結構（梁、柱和剪力墻）的剛度, 而剛度很大的砌體填充墻的剛度在計算中未反映, 僅考慮其荷載作用。因此計算所得的周期較實際周期長。如果按此計算地震力偏小, 偏于不安全。所以必須對計算周期進行調(diào)整折減。
3.3.3連梁剛度折減系數(shù)
剪力墻中的連梁跨度小, 截面高度大, 因此連梁的剛度也大。在地震力作用下其彎矩、剪力很大, 難以按彈性分析結果去設計?，F(xiàn)考慮到地震時允許連梁局部開裂, 可采用連梁剛度折減系數(shù)βy 。最低可取到0.55。
3.3.4連梁高度的取法
連梁的高度一般情況下為洞口頂至上層樓面,或下層洞口至上層洞口底。但有時當上下兩層層高不同并且洞口離地、樓面距離不統(tǒng)一時, 往往會出現(xiàn)連梁高度大于層高高度的現(xiàn)先。
3.3.5梁扭矩的折減系數(shù)
由于在結構受力計算中, 沒能考慮樓板的作用。梁的計算扭矩遠大于實際所承擔的扭矩, 特別是對于現(xiàn)澆樓板結構，因此應對梁扭矩折減，折減取值范圍0.4-1.0。
3.3.6計算時構件剛度及配筋超限的調(diào)整
為了使結構受力合理可行, 需要進行結構調(diào)整。使其具有合適的剛度和內(nèi)力。當剛度過大時, 可采用減小構件截面尺寸的方法或開洞的方法加以解決。結構計算的孔洞開設位置, 可結合剪力墻的受力特性來進行。一般單肢剪力墻長度不宜大于8m。
3.4墻肢端部配筋的調(diào)整
在地震力作用下, 墻肢端部鋼筋是主要受力鋼筋, 由偏壓、偏拉計算決定。當計算值較小, 按構造配置。當若干個墻肢交匯于一點時, 局部配筋則會太多,而使設計困難, 為此必須進行相應的調(diào)整。
4 結束語
隨著經(jīng)濟的發(fā)展及社會需求的多樣性，建筑的高度越來越高，體型變得更加復雜，并且建筑設計追求多功能、多變的使用空間及豐富的立面設計效果。因此，就常采用復雜高層建筑結構體系，從而使超高層建筑抗震工作成為結構設計的重點。
參考文獻：
[1] 李洪愷.高層建筑結構抗震設計之我見[J].科技與企業(yè)，2012，(13).
【關鍵詞】隔震建筑物；結構設計；超高層
1、隔震建筑的形式
1.1基礎隔震
基礎隔震是建筑抗震新技術家族中的佼佼者，大量試驗研究及多次強震實踐表明，基礎隔震以其極少的投資換取很大的安全系數(shù)。基礎滑動隔震效果受地面運動頻率特性的影響較小，幾乎不會發(fā)生共振現(xiàn)象。
所謂基礎隔震，就是在建筑物的基礎與上部結構之間增設高度很矮，具有足夠可靠性的隔震層，控制地面運動向上部結構傳遞，地震時其能量可反饋到地面或由隔震層吸收，以大大減小結構及構件的地震反應，確保建筑物的整體安全，其內(nèi)部設備不發(fā)生破壞或喪失使用功能，室內(nèi)人員不遭受傷害也不會有強烈震感。同時，還可防止結構內(nèi)部的次生災害。主震后無需避震疏散，即使發(fā)生罕遇大震隔震房屋也不會倒塌。
1.2基地隔震形式
1）夾層橡膠墊隔震裝置用于隔震裝置的橡膠墊塊，可用天然橡膠，也可用人工合成橡膠（氯丁膠）。為提高墊塊的垂直承載力和豎向剛度，橡膠墊塊一般由橡膠片與薄銅板疊合而成.
2）鉛芯橡膠支座這樣就使支座具有足夠的初始剛度，在風荷來和制動力等常見載荷作用下保持具有足夠的剛度，以滿足正常使用要求，但強地震發(fā)生時，裝置柔性滑動，體系進入消能狀態(tài)。
3）滾珠（或滾軸）隔震有自復位能力的；有加銅拉桿風穩(wěn)定裝置；橫向油壓千斤頂位的。另外，還有加消能裝置的，消能裝置有軟消能桿剪，鉛擠壓消能器，油阻尼器，光阻尼器等。
1.3中間層隔震
在基礎以上的中間樓層設置隔震層，下部結構同普通建筑物一樣直接與地基接觸，因此它不存在基礎隔震建筑的底部體積和墻體數(shù)量問題，但隔震層以下的樓層需要做抗震處理。在市區(qū)場地不太寬裕時，可把隔震層設計在地面以上，在空中變形有利于節(jié)約用地，同時也能有效減少地基的挖土量。
1.4懸掛隔震
懸掛隔震使將結構的全部或大部分質(zhì)量懸掛起來，是地震動傳遞不到主體質(zhì)量上，產(chǎn)生較小的慣性力，從而起到隔震作用。懸掛結構在橋梁、火電廠鍋爐架等方面有大量應用。著名的43層香港匯豐銀行新大樓采用的就是懸掛結構。
2、耐震建筑與隔震建筑造價比較
由統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，隔震建筑物與耐震建筑物造價比較，建筑物高度在25m以下，隔震建筑物造價約為耐震建筑物造價之105%～109%；建筑物高度在25m～31m，隔震建筑物造價約為耐震建筑物造價之102%～104%；建筑物高度在31m以上，隔震建筑物造價約為耐震建筑物造價之99%～103%。
另比較隔震建筑物結構造價比較，辦公室隔震建筑物之結構費用約占建筑物費用之18%，旅館建筑隔震建筑物之結構費用約占建筑物費用之13%，醫(yī)院隔震建筑物之結構費用約占建筑物費用之8%。顯示越重要之建筑物，采用隔震建筑物設計，結構費用相對最經(jīng)濟。
3、超高層建筑結構的隔震設計要求與步驟
針對超高層建筑結構的隔震設計，需要嚴格按照有關高層建筑規(guī)范條例的相關內(nèi)容，結合建筑物所在環(huán)境的實際情況，遵循隔震設計的一般要求，采取合理的設計步驟，確保超高層隔震建筑物的結構設計達到最優(yōu)化的效果。
3.1隔震設計要求
（1）設計方案：建筑結構的隔震設計，應根據(jù)建筑抗震設防類別、抗震設防烈度、場地條件、建筑結構方案和建筑使用要求，與建筑抗震的設計方案進行技術、經(jīng)濟可行性的對比分析后，確定其設計方案。（2）設防目標：采用隔震設計的房屋建筑，其抗震設防目標應高于抗震建筑。在水平地震方面，隔震結構具有比抗震結構至少高0.5個設防烈度的抗震安全儲備。豎向抗震措施不應降低。（3）隔震部件：設計文件上應注明對隔震部件的性能要求；隔震部件的設計參數(shù)和耐久性應由試驗確定；并在安裝前對工程中所有各種類型和規(guī)格的部件原型進行抽樣檢測，每種類型和每一規(guī)格的數(shù)量不應少于3個，抽樣檢測的合格率應為100%。
3.2隔震設計步驟
（1）結構隔震控制目標的確定。依據(jù)設防烈度或地震危險性場地條件以及工程的重要性，確定設防標準。（2）結構設計。確定上部結構方案與結構布置，初步確定上部結構構件尺寸及材料強度等級。由于設置了隔震層，上部結構所受地震作用降低很多。因此，對柱子軸壓比的限制可適當降低，柱子的截面也可適當減少。這部分設計內(nèi)容與非隔震建筑相同。（3）隔震裝置的選用。根據(jù)隔震裝置的承載力、剛度、變形等性能要求和規(guī)定，確定隔震支座的類型、個數(shù)和隔震支座的尺寸、布置并進行隔震支座設計。（4）結構隔震體系動力參數(shù)的確定。選擇隔震結構動力計算分析模型，確定結構的剛度、自振周期、阻尼比等動力參數(shù)。（5）結構隔震控制驗算。計算結構地震作用和結構的加速度、速度、位移、隔震的水平位移、支座軸力等地震反應，確認是否滿足設防標準。
4、超高層隔震建筑物設計技術
超高層隔震建筑物設計技術主要有下列關鍵因素：
4.1長周期建筑物之隔震效果
隔震建筑物之最優(yōu)越抗震效果即在延長建筑物基本振動周期，但高層建筑物基本振動周期往往超過3秒，隔震后即使將建筑物基本振動周期拉長至5秒以上，由反應譜顯示，兩者加速度反應相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反應，則有其貢獻。
4.2傾覆作用造成隔震組件受拉力
隔震組件設計時必須考慮拉力作用，因此拉力試驗成為規(guī)范修訂之首要任務。
4.3風力作用
隔震層設計時必須考慮地震力作用，但是小地震或風力作用，隔震組件是否發(fā)揮功能？仍有待深入探討。
5、隔震應用的注意事項
5.1隔震實際上會使原有結構的固有周期演唱，在下列情況下不宜采用隔震設計：
①基礎土層不穩(wěn)定；
②下部結構變性大，原有結構的固有周期比較長；
③位于軟弱場地，延長周期可能引起共振；
④制作中出現(xiàn)負反力；
5.2隔震裝置必須具有足夠的初始剛度，這樣能滿足正常使用要求。當強震發(fā)生時，裝置柔性消震，體系進入消能狀態(tài)。
5.3隔震裝置能使結構在基礎面上柔性滑動，在地震來時這樣必然會產(chǎn)生很大的位移。為減低結構的位移反應，隔震裝置應提供較大的阻尼，具有較大的消能能力。
6、結語
我國也是世界上多地震的國家之一，百分之七十八的國土面積都需要進行抗震設防，而隔震技術則是一種經(jīng)濟有效的防震減災技術。雖然，它的體制還西藥進一步健全，但由其原理名了、結構簡單、造價低等技術優(yōu)勢，必然會在日后得到長足的發(fā)展，但就現(xiàn)有技術水平還未能達到可以安全面對最大等級的地震水平，所以，就目前情況而言，我們更要對人們的生命財產(chǎn)負責，采取更為保守的作為。
參考文獻：
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[2]權吉柱，熊仲明. 隔震結構等代體系的力學模型[J]. 工程抗震與加固改造. 2006功（06
[3]周錫元 中國建筑結構抗震研究和實踐六十年建筑結構 2009/09
關鍵詞：超限高層建筑，抗震設計，建筑結構
Abstract: This paper introduces the general situation of Guangzhou urban village reconstruction project of high-rise building project, the center for out-of-codes structure are analyzed, and puts forward some measures for structure design and anti-seismic structure, and the structure calculation and analysis, has a certain reference value.
Key words: high-rise building, seismic design, building structure
中圖分類號: TU3 文獻標識碼：A文章編號：
1 工程概況
本項目建筑用地面積9934m2，總建筑面積為78862m2，其中地下建筑面積10652m2。本工程為高層建筑，地面以上31層，建筑物總高度為86.8米。地面以下2層，主要為停車庫及設備用房，其中地下2層為核六級人防地下室。
2 結構布置、選型和材料
2.1 結構體系
工程采用部分框支抗震墻結構體系。結構的主要抗側力構件為抗震墻，以提供結構的抗側及抗扭剛度。
2.2 樓蓋體系
根據(jù)結構體系特點、使用要求和施工條件，本工程均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板體系，整體性良好。
(1）地下室底板采用平板結構，板厚h＝550mm；地下室負一層樓板采用平板結構，板厚h＝250mm,柱帽厚h=700mm；首層（地下室頂板）采用梁板結構，板厚h＝180mm；塔樓地上部分板厚為100~150mm，屋面層板厚h＝120~150mm。
(2）加強薄弱部位連廊板配筋，來抵抗連廊兩邊樓層變形不均時的應力差引起的開裂。
(3）轉(zhuǎn)換層樓板厚h＝180mm，雙層雙向配筋，以承擔較大的水平力轉(zhuǎn)移。
(4）核心筒旁樓板薄弱處，樓板加厚至h＝150mm并雙層雙向配筋。
2.3結構縫的設置
工程地下室根據(jù)建筑功能使用、防水及結構耐久性的要求，為避免設縫削弱結構的整體性及對防水、通風等建筑構造帶來的困難，地下室結構不設置伸縮縫。地上部分相鄰塔樓之間設置防震縫，防震縫寬250mm。
2.4計算嵌固層的確定
工程地下室頂板采用梁板結構，結構地上一層的側向剛度小于地下一層相關部位樓層側向剛度的0.5倍，故本工程計算嵌固層確定為地下室頂板，該層樓板厚度為180mm，并采用雙層雙向配筋加強。
2.5 結構轉(zhuǎn)換層型式
根據(jù)建筑功能的要求，本工程部分局部結構豎向構件上下不連續(xù)貫通，需要進行豎向構件轉(zhuǎn)換?？紤]工程實際情況，在不影響建筑功能使用的前提下，在地下室頂板及二層樓面設置轉(zhuǎn)換梁進行豎向構件轉(zhuǎn)換，部分轉(zhuǎn)換梁因剪力較大、層高受限，采用型鋼混凝土組合梁。
2.6 主要構件尺寸
(1)抗震墻：
地下室位置抗震墻厚度均為400mm；塔樓位置抗震墻，除首層抗震墻厚度為400mm，其余樓層剪力墻厚度均為200mm。
(2)框支柱
采用鋼筋混凝土柱，有1500X1200，1450X800，1200X1200，1200X800。其中部分采用型鋼混凝土柱（僅用于型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁兩端的轉(zhuǎn)換柱）
(3)轉(zhuǎn)換梁
采用型鋼混凝土梁1000X2000,采用鋼筋混凝土梁800X2000,800X1800
2.7基礎類型
根據(jù)地質(zhì)勘探資料，本工程采用旋挖樁基礎，基礎入中風化砂礫巖深度為3~8米，直徑分別為0.8米、1.2米、1.6米、1.8米。
3 結構超限類型和程度
3.1 特殊類型高層建筑
工程采用部分框支抗震墻結構體系，不屬于《建筑抗震設計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》暫未列入的其他高層建筑結構。
3.2 高度超限判別
工程建筑物高88.6米，按照《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3－2002）4.2.2條：框支抗震結構7度A級高度鋼筋混凝土高層建筑適用的最大高度為100m，本工程屬A級高度高層建筑結構。
3.3 超限情況總結
工程1棟、4棟采用部分框支抗震墻結構，存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)、構件間斷、局部穿層柱等不規(guī)則5項；2棟、3棟采用抗震墻結構，存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)、局部穿層柱等不規(guī)則4項，四棟建筑均屬A級高度的超限高層建筑。
4 抗震設防要求及抗震性能目標
4.1 抗震設防目標
根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）的要求，建筑結構以“三個水準”為抗震設防目標，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。各階段抗震設防水準的具體表述如表4.1。
表4.1抗震設防目標要求
4.2 結構關鍵抗側力構件抗震性能目標
根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）的要求及工程的實際情況，本工程在多遇地震（小震）下滿足抗震性能第1水準的要求，在設防地震（中震）下滿足抗震性能第3水準的要求，在罕遇地震（大震）下滿足抗震性能第4水準的要求，各性能水準結構預期的震后性能狀況如表4.2。
表4.2 各性能水準結構預期的震后性能狀況
注：“普通豎向構件”是指“關鍵構件”之外的豎向構件；“關鍵構件”是指該構件的失效可能引起結構的連續(xù)破壞或危及生命安全的嚴重破壞；“耗能構件”包括框架梁、剪力墻連梁及耗能支撐等。
5彈性計算結果及分析
5.1工程的整體計算
由于本工程為超限高層建筑，根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》第5.1.13條規(guī)定，采用兩個不同力學模型的空間分析程序進行計算分析，選用中國建筑科學研究院編制的SATWE軟件（簡化墻元模型，2008版）和深圳市廣廈科技有限公司編制的GSSAP軟件（細分墻元模型，14.0版）。結構計算考慮偶然偏心地震作用、雙向地震作用、扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)及施工模擬。根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》第3.3.4條和第5.1.13條規(guī)定，采用彈性時程分析程序?qū)ㄖ镌诙嘤龅卣鹱饔眠M行補充驗算。
5.2 結構的彈性時程分析
根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-2002）第5.1.13條規(guī)定，本工程采用了彈性時程分析方法進行了補充計算。
本工程為帶轉(zhuǎn)換層的復雜高層建筑，抗震設防烈度為7度，根據(jù)《高規(guī)》第3.3.4條第3款、第3.3.5條和第5.1.13條第3款的規(guī)定及《建筑抗震設計規(guī)范》的要求，需進行彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算。輸入地震波為兩組實際地震記錄（SATWE軟件選波），并在由《場地地震安全性評價報告》提供的地震波中選取一條場地合成人工波USER3輸入SATWE進行彈性動力時程分析。進行彈性動力分析時按7度地震Ⅱ類土，50年時限內(nèi)超越概率為63.2%（小震），阻尼比為0.05考慮。
5.3 結構的中震驗算
對設防烈度地震（中震）作用下，除普通樓板、次梁以外所有結構構件的承載力，根據(jù)其抗震性能目標，按最不利荷載組合進行驗算，但不考慮規(guī)范規(guī)定的構件內(nèi)力增大、調(diào)整系數(shù)。根據(jù)《場地地震安評報告》，在計算設防烈度地震作用時，水平最大地震影響系數(shù)αmax＝0.239，阻尼比ξ= 0.05。墻、柱在中震作用下未出現(xiàn)屈服，部分樓層的個別連梁、框架梁的配筋需求比多遇地震作用下的需求要高，僅小部分連梁和框架梁出現(xiàn)屈服情況。
5.4 樓板應力分析
為滿足抗震性能目標的要求，確保中震作用下樓板能可靠地傳遞水平力，針對模型結構標準層樓板大開洞等樓板平面不規(guī)則的情況，采用PMSAP進行中震作用下彈性樓板應力分析，計算結果顯示各工況下主應力與剪切應力均較小，只有在樓板開洞邊角和與剪力墻角交接的地方出現(xiàn)的應力較大,是需要注意加強的部位，凡是拉應力大于混凝土抗拉強度處，均由鋼筋承擔拉力。6超限處理主要措施
6.1設計和構造措施
(1)本工程的框支柱和轉(zhuǎn)換梁是本工程的重要構件，因此，按中震彈性、大震不屈服性能目標進行設計，在部分構件中設置型鋼，增強了構件在地震下的承載力和延性?？蛑е妮S壓比在0.6以內(nèi)。
(2)本工程中抗震墻是主要的抗側力構件，所以應該提高關鍵部位墻肢的延性，使抗側剛度和結構延性更好地匹配，達到有效地協(xié)同抗震。
a) 抗震墻墻肢軸壓比控制按“高規(guī)”要求不大于0.6。
b) 底部加強區(qū)剪力墻抗震等級為二級，墻身水平和豎向分布筋配筋底部加強部位最小配筋率0.25％；約束邊緣構件豎筋最小配筋率為1.05％，體積配箍率不小于1.7％（箍筋采用Ⅱ級鋼）。
c) 抗震墻底部加強區(qū)滿足大震不屈服性能目標。
(3)轉(zhuǎn)換層樓板取h＝180mm，每層每方向的配筋率不小于0.25％。轉(zhuǎn)換層以上一層樓板、樓板局部不連續(xù)的樓層樓板，板厚均為h＝150mm，每層每方向的配筋率不小于0.25％。
6.2計算手段
(1)設計時分別采用兩個空間結構分析程序SATWE和GSSAP進行計算，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)和偶然偏心地震作用；對關鍵構件如轉(zhuǎn)換柱、轉(zhuǎn)換梁等采用兩個計算程序的計算結果的包絡值進行設計。
(2)按規(guī)范要求，選用兩組II類場地上的地震波和一組《地震安全性評價報告》所提供的場地人工波，對結構作彈性時程分析，并將結果與反應譜分析結果相比較。
(3)對關鍵構件進行中震彈性驗算，了解其抗震性能，并采取相應加強措施。
(4)針對上述超限情況，采用PUSHOVER對本工程結構進行罕遇地震下的彈塑性靜力分析，以確定結構能否滿足第二階段抗震設防水準要求，并對薄弱構件制定相應的加強措施。
7 結語
關鍵詞：超限高層建筑防震設防結構設計
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(zhuǎn)換。地基基礎設計等級甲級?；炷两Y構的環(huán)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(huán)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(guī)則為平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；平面凹凸不規(guī)則；布置不均勻；結構層第2層為轉(zhuǎn)換層，豎向構件布置不連續(xù)； 其他不規(guī)則（局部穿層柱）。
（3）本工程為現(xiàn)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(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、構件間斷（帶轉(zhuǎn)換結構）；
其他不規(guī)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(diào)整系數(shù)：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(zhuǎn)位移比：X向1.17 ；Y向1.28。
（7）轉(zhuǎn)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(nèi)力，側向位移小于采用振型分解反應譜法的構件內(nèi)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(guī)范的要求。
（2）墻、柱的軸壓比均符合《建筑抗震設計規(guī)范》和《高規(guī)》的要求，轉(zhuǎn)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(guī)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(zhuǎn)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(guī)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(guī)定。
（6）除轉(zhuǎn)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(guī)定。
（7）塔樓滿足（JGJ3-2002）第E.0.2條關于轉(zhuǎn)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(guī)定。
（8）除轉(zhuǎn)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(guī)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(guī)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χ⒖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(qū)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(xiàn)屈服，通過實配鋼筋并考慮放大，可滿足少數(shù)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(guī)范要求；
（2）連梁和框架梁出現(xiàn)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(xiàn)屈服，框支墻柱、框支梁在大震下未出現(xiàn)塑性鉸或鋼筋不發(fā)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(guī)程》4.2.2規(guī)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(zhuǎn)換結構，屬于豎向抗側力構件不連續(xù)的豎向不規(guī)則結構；
（3）標準層在水平地震考慮質(zhì)量偶然偏心作用下，結構樓層的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的平面不規(guī)則結構；
（4）標準層樓板存在凹凸不規(guī)則，屬于凹凸不規(guī)則的平面不規(guī)則結構。
（5）局部穿層柱，屬于其它不規(guī)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，確保總體計算結果吻合，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(guī)范反應譜的相應值，說明規(guī)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(nèi)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(tài)。
（6）針對結構薄弱部位采取比規(guī)范更嚴格的配筋構造。
關鍵詞：超限高層；可靠度；轉(zhuǎn)換梁
超限高層建筑工程是指超出國家和地方現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程所規(guī)定的適用高度和適用結構類型的高層建筑工程，結構布置特別不規(guī)則的高層建筑工程，以及有關的政府管理機構文件中規(guī)定應當進行抗震專項審查的高層建筑工程[1]。超限高層建筑工程的認定主要從三大方面認定：建筑物高度，建筑物規(guī)則性和建筑物跨度，其中建筑物規(guī)則性超限又分為平面規(guī)則性超限和豎向規(guī)則性超限。
結構的可靠度是指結構在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率[2]?？煽慷鹊脑O計是人們對在工程實踐中影響工程結構設計、施工及使用過程中可靠性，即安全性、適用性和耐久性的不確定性因素認識的基礎上逐漸發(fā)展起來的。
1 工程概況
本工程位于廣州市珠江新城，建筑用地面積4201㎡，總建筑面積為59099㎡，其中地上建筑面積46360㎡，地下建筑面積12739㎡，地面以上39層，建筑物總高度為128米。地面以下3層，主要為停車庫及設備用房，其中地下3層及地下二層局部為核六級人防地下室。
本工程的設計基準期為50年，結構的設計使用年限為50年。建筑結構安全等級為二級，建筑結構防火等級為一級；地基基礎的設計等級為甲級。
本工程抗震設防烈度為七度，Ⅱ類場地，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.10g，特征周期0.35s，抗震設防分類為丙類。
2 結構布置及計算分析
本工程地下室頂板采用梁板結構，樓板厚度為180-200mm，地下室位置抗震墻厚度為600mm，樓、電梯間200mm。塔樓位置抗震墻，首層抗震墻厚度為600mm，樓、電梯間200mm，其余樓層剪力墻厚度為200～400mm?？蛑е捎娩摻罨炷林?，有1000×1000，800×1000，1000×1200。轉(zhuǎn)換梁采用混凝土梁800×2200。剪力墻及框支柱混凝土強度等級從C60～C30，梁板混凝土等級為C30～C25。本工程采用剪力墻結構，由于建筑使用功能的要求，局部結構豎向構件上下不連續(xù)貫通，需要進行豎向構件轉(zhuǎn)換?？紤]工程實際情況，在不影響建筑功能使用的前提下，在二層樓面設置轉(zhuǎn)換梁進行豎向構件轉(zhuǎn)換。
選用中國建筑科學研究院編制的SATWE軟件，并考慮偶然偏心地震作用、雙向地震作用、扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)及施工模擬，對結構進行計算分析。結構自振周期分別為3.98s，3.46s，3.06s，第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動周期之比小于0.85。在50年一遇風荷載作用下最大層間位移角為1/1240。按規(guī)范計算的反應譜地震荷載下最大層間位移角為1/1070。考慮±5%偶然偏心下最大扭轉(zhuǎn)位移比為1.33。因此本工程存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、局部剪力墻轉(zhuǎn)換3項不規(guī)則，屬B級高度的超限高層建筑。
3 轉(zhuǎn)換梁可靠度分析
結構可靠是指結構在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力，安全性、適用性和耐久性總稱為結構的可靠性。與這一概念相對應，結構在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率稱為結構可靠度。結構可靠度是結構可靠性的概率度量。
根據(jù)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準GB 50068-2001》結構構件的可靠度宜采用可靠指標度量。在結構安全等級為二級，破壞類型為脆性破壞時，結構構件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標不宜小于3.7[3]。因此本工程中鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換梁的可靠指標不宜小于3.7。
可靠度計算方法目前主要有一次二階矩法，JC法，蒙特卡洛法，響應面法等。本文結合通用有限元軟件ANSYS，利用其可靠度模塊，采用實用的響應面法計算轉(zhuǎn)換梁的可靠度[4]。其具體計算流程為：
（1）通過ANSYS中的APDL語言，創(chuàng)建宏文件，建立有限元分析模型，并劃分網(wǎng)格，求解。在建立有限元模型時，需選取合適的單元進行分析。本文考慮轉(zhuǎn)換梁和上部墻體共同工作，梁柱選用Beam188單元，墻體選用SHELL63單元。
（2）進入后處理/POST1模塊，提取轉(zhuǎn)換梁的拉力N及彎矩M，并定義結構的功能函數(shù)。受壓縱筋面積 取受拉縱筋面積 的0.3倍，小偏心受拉的結構極限狀態(tài)方程為=0。大偏心受拉。
（3）定義隨機變量[5]。
（4）執(zhí)行循環(huán)，擬合響應面函數(shù)。
（5）通過ANSYS響應面計算，采用最小二乘法擬合出結構的響應面函數(shù)Z。
（6）執(zhí)行蒙特卡洛模擬，估算結構可靠指標。
通過計算分析，轉(zhuǎn)換梁的可靠指標β為4.254，滿足工程要求。
4 結論
本文結合具體工程，利用通用有限元軟件ANSYS及響應面法，分析了框支轉(zhuǎn)換梁的可靠度，通用有限元軟件分析結構可靠度將在工程領域得到更廣泛的應用。
參考文獻
[1] 呂西林.超限高層建筑工程抗震設計指南[M].上海：同濟大學出版社，2009
[2] 趙國藩.工程結構可靠性理論與應用[M].大連：大連理工大學出版社，1996
[3] GB50153-2008工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準[s].北京：北京科文圖書業(yè)信息技術有限公司，2009
