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前言
随着我国经济的进步，高层建筑已经无法满足社会发展的需求，超高层建筑就逐渐出现在人们的视线中，并且大范围的扩展，在我国的各个城市的角落，都能看到超高层的建筑。超高层建筑之所以发展的如此的迅速，有两个方面的原因，一是由于城市的发展的需要，需要超高层建筑作为城市的形象，另一个最主要的原因，还是由于土地资源的紧张，从而不断的研究建筑物的高度缓解土地短缺的压力。因此，本文重点介绍了有关超高层建筑结构设计的相关的问题。下面就对超高层结构设计进行具体的分析。
1 超高层建筑与高层建筑结构设计中的区别分析
首先，在建筑物高度的设计上，一般超高层建筑的高度超过100m到几百米之间，而高层建筑的高度一般在100m之内。超高层建筑物的结构类型比高层建筑物的结构类型要多。超高层建筑物的平面形状一般为方形，而高层建筑物的平面形状的选择比较多。超高层建筑物的基础形式一般为等厚板筏基和箱基，而没有高层建筑物所用的梁板筏基。超高层建筑物一般不采用复合地基，而高层建筑基本上采用的是复合地基。在对超高层建筑物进行设计的时候如果建筑物超过200m需要满足在风荷作用下的舒适度的相关要求，而对高层建筑物的设计一般不考虑上述的因素。
2 超高层建筑结构设计中主要考虑的因素分析
在进行超高层结构设计中对于结构类型的选择需要充分的考虑当地地质条件及其对抗震目标的设定等。对于地质的条件，在拟建筑基地需要具备能够采用天然地基的条件，并且具有抗震设防烈度较低的特点。因此，在建筑结构上，可以优先的考虑钢筋混凝土的结构。如果在地震高发区应该优先考虑钢结构及其混合结构。对于抗震方面的考虑主要是要确定抗震性能的目标。要求超高层建筑物的竖向构件承载力需要达到在中震的时候能够不被破坏，在这样情况下，钢筋混凝土结构很难达到抗震的目标，因此，需要钢结构或者混合结构；另外对于结构类型的选择上，需要充分的考虑经济条件。在一般的工程建筑中，钢筋混凝土结构类型造价比较低，全钢的结构类型是最贵的，因此，应根据超高层建筑物的经济上的条件进行合理的选择。现在超高层建筑结构多采用钢筋混凝土柱、钢筋混凝土核心筒这种混合型的结构。因其这种混合结构与全钢结构造价要便宜，与钢筋混凝土结构刚度要好，因此，被广泛的应用与超高层建筑结构设计中。
3 超高层建筑结构中的基础设计
在超高层建筑物，一般有多层地下室，超高层建筑物基础埋置的深度需要满足稳定性的要求。而对于一些地区的基岩埋藏较浅的特点，无法建构多层的地下室，需要设置嵌岩锚杆进而满足稳定性的要求。超高层建筑物的地基基础的形式需要根据建筑场地工程地质的条件，在满足其稳定性的要求的情况下，还需要满足其沉降和变形设计的要求。当超高层建筑物的基底砌置在黏性土层或者海沉积的土层的时候，而这种土层的地基承载力不能够满足变形设计的时候，需要应用合理的用桩基方案。当超高层建筑物在40层以上的时候，而基底砌置在厚度较大的卵石层的时候，这种基底的承载力特征值以及压缩模量都比较高，因此，需要考虑天然地基的方案。如果基底砌置在中风化以及微风化基岩上的时候，都需要采用天然地基的方法。
3.1 天然地基基础
在卵石层或者微风化基岩上的地基都需要天然地基的方法。但是其基础的形式是不同的，当基底是卵石层的时候，一般采用等厚板筏形的基础。等厚板筏基在板厚的要求上，应该具有非常大的刚度，从而使基底的压力能够均匀的分布，从而减小外框以及内筒的沉降变形，在设计时，等厚板筏基的板厚取外框以及内筒之间的跨度应该保持在四分之一左右。超高层建筑物的结构设计中对于基底砌置在微风化的基岩上，这种基岩承载力的特征值是比较高。因此，外框柱应该采用立基础，内筒应该采用条形基础或者等厚板筏形的基础。并且，由于微风化基岩的刚度非常的大，在荷载作用下沉降以及变形比较微小，因此，在地下室的底板厚应该按照构造的设置以及按照岩石裂隙水有关的水浮力进行计算。在基岩上独立柱的基础，通常情况下，为了使施工不破坏基岩达到整体性的效果，一般采用人工挖孔桩的方式进行开挖。
3.2 桩基础设计
对于超高层建筑物桩基础的设计，主要考虑桩基底承受的压力比较大，从而要求单桩竖向能够承载很高的压力。因此，我们在对超高层建筑物的桩基础设计的时候一般采用大直径钻孔灌注桩以及采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。对于选择桩端持力层上，最主要的是应该充分的考虑层厚较大以及密实的卵石层或者微风化基岩，从而减少桩端的沉降和变形。在对超高层建筑物桩基础设计的主要的原则是，应该集中布于柱下及墙下。如果在进行桩基础设计的时候采用的是端承桩或者摩擦端承桩，因为单桩竖向的承载力特征值比较高，因此，需要的桩数比较少，可以布于柱下以及墙下。如果对桩基础的设计采用的是端承摩擦桩或者摩擦桩，因为单桩竖向承载力的特征值比较低，因此需要整个基底都采用满布桩才能够满足其稳定性和不变形的要求。对于上述所探讨了不同的布桩形式，桩承台板的厚度上是不同的，满布桩于柱下以及墙下承台厚度需要冲切进行确定。并且超高层建筑物的地下室底板的厚度可以小于外框和以及筒承台的厚度。对于满布桩承台的厚度需要和天然地基基础的等厚板筏基的要求一样，承台板应该具有很大的刚度，从而以便基底承台桩能够承受相当大的压力。由此可见，一般承台板的厚度并不是由冲切所决定的。有关满布桩等厚板承台内力方面的计算，可以根据单桩竖向的承载力及其平均反力进行计算，这样计算出来的结果比较符合工程受力的实际情况。另外，对于钻孔灌注成孔的方法，在以往，一般采用的反循环钻机进行施工，但是现在对于桩长一般采用的是旋挖钻机，其施工的速度比较快，尤其是桩端沉渣厚度很小，进而能够确保钻孔桩的施工质量。这种钻机在实际的工程实施中，凡是有条件的都应该优先采用这种钻机。
4 结束语
本文对超高层建筑结构设计进行了相关方面的研究与探讨，通过了解超高层建筑与高层建筑在实际的设计中的区别，从而能够更加的清楚在超高层建筑结构设计中应该针对于高程建筑设计的不同点。通过分析在超高层建筑结构设计中的需要考虑的因素，进一步了解了超高层建筑结构设计中应该把握哪些重点的问题。并且具体的分析了超高层建筑结构设计中的基础设计，全面了解其基础设计中的设计要点。通过本文的分析，能够为日后的超高层建筑结构设计提供一些理论性的参考价值，进一步促进超高层建筑结构设计能够更加的科学和合理。
参考文献
[1]陈天虹，林英舜，王鹏罛，超高层建筑中结构概念设计的几个问题[J]，建筑技术，2006（05）
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1)从房屋高度上，超高层建筑的房屋高度在100m以上直至有几百米甚至上千米的设想，而一般高层建筑的房屋高度则是在100m以下。
2)超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证遇到火灾时人员疏散的安全。由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼而使用，而对于更高的多功能使用的超高层建筑，它不只每15层设一个避难层兼设备层即可，还需要设有机电设备层。对于这些安放有设备的楼层设计除考虑实际的荷载之外，更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响。同时,这些楼层的结构设计,为提高结构的整体刚度，可用来设置结构加强层。这与一般高层建筑设计是不相同的。
3)超高层建筑的结构类型选择上相对要广，除钢筋混凝土结构外，还有全钢结构和混合结构。而一般高层建筑结构除了特殊条件需要者外，多为钢筋混凝土结构。
4）超高层建筑的平面形状多为方形或近似，对于矩形平面其长宽比也是在2以内，尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。而一般高层建筑平面形状选择余地要大。
5）超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面为框架-核心筒或筒中筒，基本没有一般高层建筑中所采用的梁板筏基。同时，由于基底压力大要求地基承载力很高，除了基岩埋藏较浅可选择天然地基外，一般均采用桩基。另外，超高层建筑基本不采用复合地基，而一般高层建筑则有采用。
6）房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求，而高层建筑设计不需要考虑。
2 超高层建筑结构的基础设计
超高层建筑一般多设二层或更多层的地下室，其基础的埋置深度均能满足稳定要求。而对于基岩埋藏较浅无法建造多层地下室不能满足埋置深度要求的，则可设置嵌岩锚杆来满足稳定要求。其基础形式应据场地的岩土工程地质条件，在满足地基承载力的同时也满足沉降变形设计的要求。一般当基底砌置在第四纪冲、洪积的黏性土层或海相沉积的土层时，其地基承载力不能满足且地基刚度也不能满足变形要求，因此，需采用桩基方案。而房屋高度在150m左右且房屋楼层约40层左右的超高层建筑，当基底砌置在第四纪厚度较大且密实的砂、卵石层时，一般承载力特征值和压缩模量都很高，则可考虑采用天然地基方案。对于基底砌置在中风化或微风化的基岩上的情况，则无论房屋高度多大，均为天然地基方案。
1）天然地基基础。上述两种情况下的天然地基方案，其基础形式是各不相同的。对于基底砌置在砂、卵石层的基础，多是采用等厚板筏形基础。但也有工程采用箱形基础，主要利用作为消防水池，如155m高的北京国贸中心一期写字楼工程。由于该工程有3层地下室只是最下1层是箱基，而其他1层、2层不是，故总称为箱筏联合基础。等厚板筏基的板厚应具有较大的刚度，以使基底压力均匀分布以及减小外框（筒）和内筒的沉降变形差异，通常设计的等厚板筏基的板厚取外框和内筒之间跨度的1／4左右。而对于基底砌置在中风化或微风化的基岩上，由于基岩承载力特征值很高，则外框柱可采用独立基础，内筒可采用条形基础或等厚板筏形基础。如某地区工程基底的中风化泥岩和中风化砂岩的承载力特征值分别为2650kPa和10380kPa，就可按上述的基础形式进行设计。同时，由于中风化或微风化基岩刚度很大，荷载作用下沉降变形甚微，所以地下室底板厚可按构造设置或按岩石裂隙水的水浮力计算考虑。在基岩上的独立柱基础，一般为使施工开挖不破坏基岩的整体性，多采用人工挖孔桩的开挖方式施工。
2)桩基础设计。超高层建筑的桩基础，由于基底压力大，要求的单桩竖向承载力较高，因此，均采用大直径钻孔灌注桩或有条件的工程场地采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。桩端持力层的选择应考虑层厚较大和密实的砂、卵石层或中风化、微风化基岩，以减少桩端沉降变形。关于桩的布置总原则应集中布于柱下和墙下，但不同的桩型布桩的结果是各不相同的。如果设计采用的是端承桩或是摩擦端承桩，由于单桩竖向承载力特征值很高，所需桩数要少，则可布于柱下和墙下；如果设计采用的是端承摩擦桩或摩擦桩，由于单桩竖向承载力特征值相对要低，则往往整个基底承台下需要满布桩方能满足设计承载力和变形控制的要求。上述两种不同的布桩方式，其桩承台板的厚度是各不相同的：布桩于柱下或墙下的承台厚度一般由冲切确定，且地下室的底板厚度可小于外框和内筒承台厚度，按构造或水浮力产生的底板内力计算要求确定；而对于满布桩的承台厚度应如同天然地基基础中的等厚板筏基一样，承台板应具有较大的刚度以使基底承台桩均匀受力，因此承台板的厚度一般不是由冲切确定。这种满布桩的等厚板承台的内力计算，可根据桩的单桩竖向承载力的实际平均反力并按刚性方案的倒楼盖计算，这样是符合实际工程受力状态的。
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复杂高层建筑；超高层建筑；结构设计；结构类型
随着我国市场经济发展进程的不断加快，复杂高层与超高层建筑工程的项目建设需求越来越大。然而，其建设设计过程的复杂程度也在不断加深，尤其是结构设计。做好结构设计工作是保障建筑物使用安全性和经济性的关键。对于复杂高层建筑或者是超高层建筑，要根据它们所承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。
1建筑结构设计方案的选择
1.1结构方案和结构类型的选择在设计复杂高层与超高层建筑结构的过程中，结构方案选择的合理性是决定其建设质量的关键。对于复杂高层与超高层建筑结构方案的选择，如果没有根据实际工程情况进行，就很容易导致建设后期中的调整。这就在一定程度上增加了复杂高层与超高层建筑结构的设计难度，从而为建筑设计单位带来较大的修改工作量和经济损失。因而，复杂高层与超高层建筑的设计单位在结构方案的选择过程中，应充分结合相关的建筑结构专业知识，并将其应用到设计当中。对于结构类型的选择，设计人员不仅要将工程建设地的岩土工程地质条件考虑在内，还要将抗震设防烈度的要求考虑在内。这样才能降低工程建设企业复杂高层与超高层建筑工程的造价。由此可以看出，在选择结构设计类型时，需要认真考虑工程的造价和施工的合理性。
1.2结构方案和结构类型的选择要点结构方案和结构类型的选择应注重复杂高层与超高层建筑的概念设计。由大量的设计实践经验得出，在复杂高层与超高层建筑的结构设计过程中，要尽可能地提升建筑结构的均匀性和规则性，保证建筑工程结构的传力途径直接而清晰，尤其是结构竖向和抗侧力的传力途径。随着建筑行业的快速发展和科学技术的不断进步，如何实现可持续发展的建设目标已经成为研究人员重点关注的问题。
2建筑结构设计要点
2.1抗震设防烈度复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300m，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。由此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。因此，设计人员应从细节出发，秉承“以人为本”的设计理念。只有这样，才能有效保障人民群众的生命财产安全。
2.2结构舒适度确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：①对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；②对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01～0.02之间。此外，从复杂高层与超高层建筑的建设用途来看，公共建筑的水平振动指标限值与公寓类建筑的指标限制存在较大的差异，因此，设计人员要根据建筑使用功能的不同进行差异性设计，比如可以通过优化TMD技术或TLD技术来实现。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。
2.3施工过程可行性是对复杂高层与超高层建筑结构进行设计时必须要考虑的问题，否则，即使设计得再合理、先进技术应用得再多，也无法满足实际建设要求。因此，设计人员在设计的过程中，要充分考虑钢材的传力效果以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工建设的可操作性。这也是设计人员在对复杂高层与超高层建筑进行结构设计的过程中必将会涉及到的问题。要想解决型钢与其混凝土梁柱节点处主筋相交的问题，可采用以下四种设计方法对其进行有针对性的设计：①将钢筋与其表面的加劲板进行焊接处理；②将钢筋绕过型钢；③通过在钢板上开洞的方式来穿钢筋；④在型钢与其混凝土梁柱节点表面焊接钢筋、连接套筒。由于复杂高层与超高层建筑的建设要求越来越高，因此，可以采取一些特殊的施工工艺，这也是保证建筑结构稳定的有效措施。
3结束语
总而言之，复杂高层与超高层建筑的结构设计要点是将结构方案和结构类型、抗震设防烈度、结构舒适度以及施工的具体过程考虑在内，同时，还要将提高建筑构件的材料利用效率和结构设计的可行性作为设计重点。这是因为上述内容是提升复杂高层与超高层建筑质量的重要保障。由此可以看出，复杂高层与超高层建筑结构设计所有过程的实现都离不开设计人员对工程建设项目的全面了解。
参考文献
［1］刘军进，肖从真，王翠坤，等.复杂高层与超高层建筑结构设计要点［J］.建筑结构，2011（11）：34-40.
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一．引言
目前我国复杂高层建筑与超高层建筑的蓬勃发展,从一定程度上反映了我国的建筑事业在向前发展。复杂高层建筑与超高层建筑能够发展的如此迅速，也是经济发展和建筑事业发展的必然结果。原因一方面是有些城市希望拥有一栋栋的高大的形象建筑，除此之外，还应该是因为高层和超高层建筑可以在有效面积的土地上发挥出最大的使用效益。建造高层建筑以及超高层建筑需要的费用要比一般建筑高很多。尽管如此，依然不会阻挡我们高层建筑的前进步伐，因为我国的建设发展需要它们。它们可以让土地使用率提高，因此高层建筑发展速度快就成为必然的现象。
二． 超高层建筑结构设计方法
（一）设计方略
1.超高层建筑设置避难层是消防的必然要求和选择，这样可以保证遇到火灾时人员得到及时的疏散。与此同时设置设备层也是对于机电设备使用的要求。一般超高层建筑要求是说可以两者兼而使用，但是对于更高的多功能使用的超高层建筑，要求不一样了。必须每15层设一个避难层兼设备层。当然了，还需要设有机电设备层。这就是说不但要考虑实际的荷载情况之外，还需要对设备的振动对相邻楼层使用的影响进行合理科学的考察。楼层的结构设计很重要,我们可以通过设置结构加强层，以此来提高结构的整体刚度。
2.超高层建筑的结构类型选择上要广泛选择，也就是说除了钢筋混凝土结构外，全钢结构和混合结构也是包括在内的重要结构内容。
3.超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形，对于矩形平面其长宽比也要在要求之内，抗震设防的高烈度地区更要注意，应该采用规则对称平面。要不然的话会出现地震时候的扭转效应，效应太大，会直接影响建筑结构。
4.超高层建筑的基础形式包括等厚板筏基和箱基，一般不存在高层建筑中的梁板筏基。我们都知道，基底压力很大，这就要求建筑有很高的地基承载力，一般情况下基岩埋藏较浅。也就是说可以选择可选择天然地基，其他的一般均采用桩基。
5.房屋高度超过150m的超高层建筑结构要有良好的使用条件，这为了满足风荷作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。
（二）注意事项
1.提高结构的抗震性能
抗震设防烈度与结构体系的选用密切相关的。要满足三个水准的设防性能目标，原因是地震作用太大，导致结构构件截面尺寸大，用材指标要求变高了。这就会导致工程造价也增加。对于超高层建筑房屋住宅必须要经抗震设防专限审查批准后方可进入正式设计。
2.根据建场地的岩土工程地质条件和抗震性能目标的确定进而来选择出合适的超高层建筑结构体系。同时还要考虑经济的合理性，总之综合考虑是关键。
3.建筑与结构的关系协调好。才能选择出合理的结构布置设计工作。
4.风作用水平力的降低 。
4.1迎风面积正方形平面形式要减小，最小的就是横向迎风面；我们在计算对角线方向的迎风面宽时候，圆形平面是最小的一面；风力降低最直接的方式就是在立面上适当位置开洞泻风。
4.2风力形心降低很关键。下大上小的立面体型要学会采用，也就是说要学会减小高风压迎风面积，特别指的是在高处的。这样可以使得重心降低，降低风的作用，可以做到减小建筑物底部的倾覆总弯矩。不仅如此还可以增大抵抗矩。这说的就是下大上小的立面体型对建筑底部的影响，可以让其稳定性得到提高，如巴黎的埃菲尔铁塔。
4.3 建筑平面形状可以选用体型系数较小的。圆形平面正多边形平面正方形平面，这属于体型系数从小到大可选择下列平面顺序。外形是采用流线光滑，避免建筑形式变得凹凸多变，体型系数可以减小整体和局部风压。
4.4 震动减小，输入能量耗散是重要的。采用阻尼装置是可行的，还可以加大阻尼比，降低震动影响，如台北国际金融中心大厦。
4.5剪重比。现在超高层建筑设计中对于剪重比的要求越来越严格，在实践重要的超高层建筑，剪重比的要求甚至还要更高。一方面，对6度区的最小剪重比要求是新增加的，然而严格的一刀切剪重比要求，也会存在一些问题。
4.6剪力墙的稳定性，新的高规征求意见稿对于墙体最小厚度要满足稳定性的要求强调了，但是规定的分析方法不够细致，墙体的水平无支长度是首先要考虑的问题，但是它并没有考虑到这里，也没有考虑到一边有翼墙，另一边没有的情况；只考虑了层高的楼层约束，是相对于沿着层高方向来的。还没有更好的考虑核心筒内部墙肢，可能几十层都没有楼板约束的情况，特别是当两边都是电梯井时。对于体稳定的简化计算公式无法涵盖这些情况的特殊性。
5.结构材料选用
超高层建筑结构材料的首选是要求：更轻、更强、更具有延性的材料。可以作为结构构件的主要材料包括钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土和纯钢材；而玻璃幕墙、铝合金幕墙钢塑复合板材等是用于外墙维护的；轻质隔断是属于内部隔墙用的；楼层面常选用压型钢板加混凝土面层，并在的钢承重构件表面加涂防火涂料。 其实，现如今超高层建筑的不断向前发展，这就说明我国的复杂高层已经超高层建筑设计技术有了很大提高，可以说已经走在了世界前沿水平。 三 如何做好高层建筑结构设计
合理选择构方案
一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，一个切实可行的结构形式和结构体系是关键。受力明确，传力简捷是结构体系要做到的。不同结构体系在同一结构单元不可以混用，地震区应做到平面和竖向规则的注意。总之，各种情况都要进行综合分析，充分协调很重要，在只有这样才能选择好结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。
四．结束语
我国国民经济的在不断的向前发展，我国的高层建筑以及超高层建筑的发展也是时代的要求和必然选择。复杂高层建筑与超高层建筑的发展已经取得了显著的成果，建筑工程设计者们在为这样的成果高兴的同时，还应该不断的努力提高技术水平，减少同发达国家的差距，争创更优秀的成果。为共同提高超高建筑结构的设计水平而奋斗。
高层建筑物结构设计的合理性非常之重要，在实际的设计的过程中，工程师们应该要重视概念设计，并且能够制定出一套合理可行的结构方案，安全性与经济性并存。采取技术措施要有针对性，应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性，让中震和大震下的结构安全性能得到重视。总而言之结构设计是个全面的系统性工作。需要扎实的理论知识，灵活创新的思维。在工作态度上要做到严肃认真负责的。千里之行始于足下，建筑工程设计人员在设计的过程中应该从一个个基本的构件做起，深刻理解规范和规程的意义，只有这样我们的建筑事业才会更美好 ！
参考文献：
[1]范绍芝.侯家健.连体高层建筑结构研究综述.建筑结构.2009年8月
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随着城市化进程的加快，高层和超高层建筑数量不断增加，在满足城市发展需要的同时，也在一定程度上对建筑结构的可靠性、安全性、持久性以及安全性提出了更高的要求。由于建筑结构直接关系到高层建筑的整体性能及使用功能，因此在设计过程中必须对之予以重视。在实际的设计过程中必须通过多种技术手段，从多个途径突出混凝土建筑结构施工的整体效果。
1、复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素
建筑载荷的选取是建筑结构设计的首要工作，对于大多数高层建筑而言，可以根据建筑结构设计载荷规范中的相关要求予以确定。其次则需要对其他的建筑结构设计影响因素进行分析，确定对应的结构设计措施。
1.1 风载荷
对于复杂高层与超高层建筑结构的设计，由于其高层容易受到风载荷的影响，尤其是一些超高层建筑，其主要控制的因素就是风载荷。例如，台北的101大楼设计过程中，不但参考了当地的相关设计规范，而且还委托加拿大相关设计公司进行了相关的风洞试验，以提高该建筑的抗风载能力。在试验过程中，设计了一个以1：500为比例的模型在半径为600m的风场环境中进行试验，验证建筑在不同风况下的受力情况。
1.2 地震力
对于地震力的预测，当前的技术条件存在一定的限制，难以对之进行准确预算。即使对地震有深入研究的日本，以无法准确的预算地震的发生时间、地点。所以，高层建筑设计过程中尤其要注意抗地震力的设计。同时，还需要考虑建筑主楼、裙楼在地震力作用下的不同反应。
1.3 地基基础
对于复杂高层建筑与超高层建筑，地基基础发挥了十分重要的作用。在实际的施工过程中药根据不同的地基形态采取稳定性强的地基结构。例如，对于深厚的软地基，高层建筑地基必须选择使用桩筏基础或者桩箱基础。同时，可以根据实际的地质情况采取对应的基础措施：使用深度不大的年轻岩基，通过将现浇混凝土桩基深入岩层中的方式为建筑提供基础支撑；对于深度较大的岩层，例如在地面100m以下，可以利用岩层上层常见的层状冲积土，使用框格式的地下连续墙为建筑提供基础支撑；对于地下基层条件较好的地层，可以采用筏形基础即可。在地基设计过程中，应该根据不同的地质情况选择对应的组合式基础方案，最终确定一个技术经济性最高的方案。
1.4 建筑功能使用需求
所有的建筑都是以满足其使用功能需要而建设的，因此建筑结构设计必须以此条件为基础，这是一个不能忽视的问题。在设计过程中，需要考虑到建筑的艺术性、使用功能需要以及经济性等多个方面的要求。同时，在设计时还必须保证所设计的结构能够在既有施工技术条件下实现，而且保证当前的建筑材料必须达到设计使用需求，这是建筑结构设计需要控制的一个重要因素。
3、复杂高层与超高层建筑结构设计策略
3.1 合理减小框架中的柱距与梁距
（1） 减小柱距
建筑框架是将梁、柱通过刚性连接的方式组合而成的刚性体系，整个结构体系的抗推刚度受梁、柱截面与数量的直接影响，通过减小柱距能够有效的提高整个结构体系的刚度。
（2） 减小粱距
通过增加框架中梁的数量，不但可以减小框架在载荷作用下的总变形，而且还可以增加柱子在轴力作用下形成的力偶，使得其能够更好的抵抗结构体系的总力矩。
3.2 充分发挥梁柱的组合效果
通过简单的减小柱距、梁距，虽然能够在一定程度上达到提高框架体系抗推刚度的目的，但是不能从根本上改善框架的整体效能。这时结合增加梁、柱数量的方式，不但能有效增加框架的整体抗推刚度，而且还能够提高框架的抗风载荷能力。
3.3 采用弯一剪双重结构体系
弯一剪双重抗侧力结构体系，就是指通过采用弯曲型与剪切型两种不同变形性质的构件形成一个完整的结构体系。两种不同类型的构建通过在各个不同楼板中联系起来进行协同工作，明显减小了整个建筑结构的顶点位移与下部各楼层的层间位移。
（1） 框一墙体系
在水平力的作用下，单独的框架整体变形是典型的剪切变形，其上部层间侧移相对较小，而下部的层间侧移则较大。而单独的剪力墙则是弯曲型变形，其层间侧移为上部大、下部小。在采用框一剪双重体系之后，可以将各楼层楼板联系起来，使得框架与剪力墙能够协同承受载荷，从而确保了框架与剪力墙变形的一致性，提高了结构的抗载荷能力了。
（2） 框一撑体系
合理设计的框架一支撑体系同样可以收到与框一墙体系相当的效果，即最终达到减小结构顶点侧移与最大层间位移的目的。
（3） 筒中筒体系
筒中筒体系的构建原理与上述两种结构体系类似，但是其起到的结构增强效果更好。
3.4 合理设置刚臂
对于建筑平面是方形布置的高楼，当采用芯筒一框架体系时，因为大部分的侧向力是由芯筒来承担的，这使得整栋建筑的侧移曲线基本上是由芯筒的变形直接控制的。在水平载荷的作用下，芯筒以弯曲变形为主。同时，由于芯筒的平面尺寸还受到建筑的竖向服务性设施面积影响，直接造成了芯筒的高度与宽度比值较大的问题。为了达到减小建筑结构侧移的目的，可以在高层建筑中每相隔十来层布置一个设备层，在其中添加桁架，形成刚臂。这样将能够使得芯筒与的框架柱连接为一体，使得结构的外柱也可以参与到结构的整体抗弯体系中，有效的一直了芯筒各个水平截面，尤其是顶部截面的倾斜，有效减少了建筑各个岛层建筑结构的侧向位移。
结语
复杂高层与超高层建筑设计过程中，结构设计是影响综合性极强的工作，尤其是在满足建筑使用功能需求的同时，还要满足高层建筑的建设环境需要，通过全盘考虑的方式采取严格的设计措施和设计途径，基于建筑混凝土整体结构设计的多项要求，提高建筑结构的整体稳定性。除此之外，还必须重视施工过程中的材料选择控制，例如钢筋的合理配置等。另外，还必须考虑施工现场的运输条件以及养护作业技术水平等，确保施工条件能够有效的支撑起建筑的结构设计体系，使得建筑结构体系达到对应的要求。
篇6
在超高层建筑设计上面，需要兼顾高层建筑的水平位移与高层在垂直方向造成的垂直荷载力。在具体的超高层设计过程中，由于外力造成的水平荷载是高层建筑最需要考虑的因素，在对超高层进行建筑结构设计的时候，必须要首先对超高层的承载范围确定清楚，控制在一定的数值范围之内，也就是说，在超高层的设计中，其设计核心就是对建筑结构的抗压设计计算。
2超高层建筑结构体系的选择
2．1超高层结构体系分类
一般分为钢筋混凝土设计、钢与混凝土组合设计。由于超高层建筑结构体系的不同，可以将超高层建筑结构的设计分为混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计等。就目前来说，我国的超高层建筑结构基本上都是采用的钢筋混凝土结构。
2．2超高层建筑体系选用原则
在对超高层建筑结构进行选取的时候，必须要按照经济性、合理性、安全性的原则来进行选择作为高层建筑结构的体系。不过，超高层的设计还要依据建筑物的使用要求与高层的施工环境来确定其体系的选用。与此同时，超高层建筑结构在选取时还要具有较高的承受压力的能力。
2．3超高层的结构材料分析
当前，钢筋混凝土结构在超高层中的应用非常广泛，对于材料的选择必须要按照超高层设计的依据进行。原则是要求尽力发挥钢筋混凝土的材料性能。钢混结构由于具有耐久性能、防火能力以及结构刚度大等优点被广泛采用。不过，在设计过程中必须要考虑混凝土构件的截面尺寸问题，以保证空间结构的最优化设计。就目前来看，钢—混凝土混合结构的应用在高层建筑中的使用率将会进一步提升。但需要进一步开展混合结构体系的抗风、抗震性能研究，研究工作主要有两个方面的内容:一方面是混合、组合结构的抗震性能研究，如阻尼系数的确定、整体结构稳定性能等;其次，针对组合构件以及组合构件之间衔接及构造关系要进行相关研究。由于混合结构体系比较复杂，大多包含巨型柱和斜撑等大型构建，各种组合柱、梁、楼板等体型复杂，因此需要结合工程实际应用，对各种新型组合构件进行更加深入细致的研究，才能真正的将复杂化的混合结构运用到实际工程中去。
2．4超高层结构体系选择
针对超高层建筑框架结构体系的选择主要分为:1)框架结构体系。所谓的框架结构就是说在结构的横向与纵向都利用混凝土梁柱组成一个整体的框架结构，而且可以同时承受水平与竖向的荷载。单纯的单一框架结构布置非常灵活，因此空间结构非常的大，是目前使用最为广泛的高层建筑。2)剪力墙结构体系。所谓的剪力墙结构体系就是纵横向的剪力墙来承受建筑结构的水平与竖向荷载的建筑结构体系。采用剪力墙结构对于建筑物的整体抗震能力具有很大的提高。3)框架—剪力墙结构。框架—剪力墙就是指兼有框架结构与剪力墙结构的优点，这样就使框架剪力墙结构不仅仅能够变得空间灵活，还能有很强的抗侧移能力。框架—剪力墙布置数量不如剪力墙结构多，数量决定了其抗侧力的能力较低。不过剪力墙的数量超过一定值后就会影响经济性。
3高层建筑结构设计的问题分析及对策
3．1扭转问题
在超高层建筑结构中，其设计的中心点就是刚度、几何形心点和结构的重心点，不过，当对超高层结构进行设计时，很难将超高层的几何形心、刚度与结构的重心点进行整合，因此，就会使得超高层在设计时出现扭转的情况。为了解决这个扭转的问题，作为结构设计者对于超高层的建筑结构设计要选取最合理的平面结构布置图，力求三个中心点能够重合。
3．2受力性能的问题
在超高层建筑方案的选取中，在初步选择建筑方案时，建筑师很少会对高层建筑的具体结构特征来进行考虑，而是将重点放在了建筑物的空间结构上，这样就容易使得超高层建筑在设计上出现一些不合理的受力。所以说，在对超高层进行设计时，必须要明确选择结构体系，在方案选取上，要对主要的承重部位的布置与数量进行整体优化设计。
3．3超高的问题
目前，超高层建筑结构有明显的超高、超重现象存在。在我国，出于建筑结构的抗震需要，对于超高层建筑的层高有很明确的规定。所以说，在对超高层进行建筑设计时，建筑设计师会轻易忽略这一问题，从而导致审图不通过，这就需要在设计完成后，对设计方案进行重新的设计与审图，杜绝在超高层建筑结构设计中出现超高的现象。
3．4嵌固端的设置问题
在当前的超高层建筑设计中，一般来说都会有地下室，这样就使得超高层的嵌固端位于地下室的顶板处。在针对嵌固端的设置问题上，很多情况下设计师常常会忽略这类问题导致的后期效应，就使得在后期经常会出现针对嵌固端问题的修正，如果修正不及时，就会对嵌固端的安全性造成不良的影响，为安全留下了隐患。
3．5防连续倒塌设计
目前，我国关于高层建筑结构连续倒塌的试验分析与理论研究还不多。现行规范所确定的基本目标就是防止建筑物发生地震时倒塌，确保人的生命不受损失。汶川地震中，按现行抗震规范设计和建造的高层建筑，虽然在地震中没有连续倒塌、保障了人们的生命安全，但是其填充墙等受力构建破坏对建筑物内部的设备、物品的损坏间接造成了财产损失。对于高层建筑的非受力构建倒塌问题需要引起人们的关注，作为建筑结构设计师要引起重视，对于非地震造成的倒塌，例如飞机撞击、爆炸、火灾等不可抗拒的灾难，如何在设计时予以考虑等等，都是下一步研究的重点。
4基础设计
基础设计确实是超高层的一个设计难点与重点，与此同时也是关系到整个超高层建筑结构的安全性的重要一环。所以说，在进行超高层设计时，必须要保证超高层建筑的埋置深度，地基的变形系数与稳固要求必须要符合相关规定要求。在采用桩筏时，对于其埋置深度必须要按照相关的规定进行。与此同时，对于超高层的施工现场场地问题，要注意与相邻建筑物的相互关系，保证基坑开挖后对于相邻建筑物的影响不会造成不良后果，实时监测其变化过程。
篇7
1972年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义。
第一类高层建筑：9-16层（高度到50米）；
第二类高层建筑：17-25层（高度到75米）；
第三类高层建筑：26-40层（最高到100米）；
超高层建筑：40层以上（高度100米以上）。
在我国，民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定：
1 住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；
2 除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑（不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑）；
3 建筑高度大于等于1OOm的民用建筑为超高层建筑。
二、超高层建筑的结构设计特点
超高层的结构体系选择与低层、多层的建筑相比，超高层建筑的结构设计显得十分重要。不同的建筑结构体系选择可以对建筑的楼层数目、平面布置、施工技术要求、各种管道的布置及投资多少等产生最为直接的影响。
（一）超高层的建筑结构设计的特点
1.水平力的主要因素
楼房的自重与楼面的载荷在竖向放人构件中所产生的弯矩与轴力大小仅仅是与楼房的高度一次方形成正比，但是水平载荷对与建筑所产生的倾覆力矩以及轴力的大小则是与楼房的高度二次方形成正比。因此在超高层的建筑设计中，水平力是设计主要因素，风荷载大部分情况成了水平力主导作用。
2.轴向变形的因素
由于楼房的自重而产生的轴向压应力会导致楼房的中柱产生出较大轴向变形，会直接导致连续梁的中间支座处负弯矩值直接减小，从而导致跨中正弯矩值与端支座的负弯矩值增大。
3.侧移做为控制指标
超高层的建筑结构侧移随着高度增加会迅速的增大（侧移量和楼层之间高度四次方是正比关系），所以控制结构侧移是超高层建筑结构设计的关键指标。
4.抗震设计的要求更高
超高层的建筑属于重点设防，抗震措施须按相应的规范要求加强。
（二）造型设计
建筑造型现代、简洁。主楼在进深方向上分解为三部分，通过实、虚、实的组合使楼体形体感增强，同时建筑元素以竖向线条为母题，使楼体感觉更为挺拔。裙房延续主楼的竖向线条，与主楼在建筑语汇上统一。
三、总体结构设计
（一）结构选型
在实际工程中多采用钢筋混凝土框架一核心筒结构，虽然其结构承载能力和抗变形能力比筒中筒结构差，但避免了结构竖向抗侧力构件的转换。由于很多情况结构侧向位移难满足限值要求，可利用建筑避难层，设置钢筋混凝土桁架的结构加强层。结构加强层是一把双刃剑，虽然可提高结构抗侧移刚度，也使得结构竖向刚度突变，所以结构加强层及相邻层按《高规》要求进行了加强处理。
（二）超限措施
在工程结构平面形状宜规则、刚度和承载力分布宜均匀，竖向体型也宜规则和均匀、结构抗侧力构件宜上下连续贯通。
由于结构高度超限、而且首层层高较高，超限应对措施把首层及下部若干层的结构抗侧力构件作为加强的重点：下部多层框架柱采用钢管混凝土组合柱，底部几层根据要求核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，首层抗震等级提高一级。钢管混凝土柱有着卓越的承载能力和变形能力，但其防腐和防火材料不仅造价较高还有时效性，需考虑今后的维修保养，钢管混凝土叠合柱及钢管混凝土组合柱可弥补这方面的缺陷。核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，以解决由于首层层高较大，使得剪力墙端部应力集中的问题，并提高剪力墙的承载能力和抗变形能力。
四、钢管混凝土组合柱的梁柱节点
在工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土，而框架梁则采用普通钢筋混凝土，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点成为工程中难点之一。目前常用的连接节点有：钢牛腿法、双梁法、环梁法、钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法等。现介绍在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点，为连接节点的设计提供多一种选择。
（一）钢管开小孔的连接节点构造。钢管上开穿钢筋小孔的连接节点做法要点如下：
1.钢管开小孔：小孔直径D=钢筋直径+10mm，小孔水平间距：3×D，小孔垂直间距=2×D；
2.钢管水平加强环：梁顶面和梁底面各设置一道，环板宽度：钢管混凝土柱时，取0.10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时，取65～100mm；环板厚度=0.5t且≥16mm（t为钢管壁厚）；
3.钢管竖向短加劲肋：紧贴水平加强环，肋宽=环板宽一15mm，肋厚=环厚，长度为200mm，布置在梁开孔部位的两侧和中间；
4.梁钢筋尽量采用直径较大的HRB400级钢筋，以减少钢管开孔数量。在钢管混凝土叠合柱时，部分梁钢筋可以在钢筋混凝土柱区域穿过。
（二）钢管开小孔连接节点的优点
1.钢管开小孔后对钢管截面削弱不大，梁钢筋穿过小孔后剩余的缝隙很小，钢管对管芯混凝土的约束力基本没减少，不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力。
2.梁钢筋直接穿过钢管后，梁可以可靠的传递内力，梁长范围内的刚度保持不变，结构受力分析与实际相同。
3.在设置水平加强环和竖向短加劲肋补强后，钢管在节点区是连续的，节点的刚性不受影响，满足“强节点弱构件”的要求。
4.现场施工较方便，即使圆弧形梁钢筋也可顺利穿过；
5.节点补强所用材料比钢牛腿法和钢管开大洞法减少很多，造价较低。
五、剪力墙平面外对梁端嵌固作用分析
框架一核心筒结构，部分框架粱要支撑在剪力墙平面外方向。影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用的主要因素：墙平面外对粱端嵌固作用的有效长度、墙线刚度与梁线刚度之比和墙在该层的轴压力等等。目前常用的计算分析软件虽然具有墙元平面外刚度分析功能，但未考虑墙平面外对梁端嵌固作用的有效长度，当遇到墙肢很长或筒体墙肢空间刚度很大情况时，计算分析软件会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用，使得梁端负弯矩计算值要大于实际值。
六、核心筒外墙的连梁设计
核心筒外墙的连粱纵筋计算超筋是非常普遍的情况。《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，连梁属于深弯粱和深粱的范畴，其正截面承载力计算时，已不符合平截面假定，不能按杆系考虑。《高规》对连梁设计的具体要求是“强墙弱梁”和“强剪弱弯”，但实际施工中还要取决于设计者的理解和经验。工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线’和“强墙弱梁”的要求。
七、结束语
超高层建筑物合理的结构设计至关重要。在达到高层建筑结构的安全性及经济性。重视概念设计，确定合理的结构方案，采取有针对性的技术措施，应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性，重视中震和大震下的结构安全性能。
参考文献：
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《高层民用建筑钢结构结构技术规程》JGJ99-98
篇8
“欧华中心”位于苏州工业园中央区星都街与苏华路交叉口东南角地块，地处金鸡湖与中央公园东西向景观主轴南侧。南临相门塘，西依星都街，北接城市地铁主干道苏华路。项目定位为苏州新城中央区商务中心。该项目建成后将使工业园中心区得到国际化提升，成为苏州国际都市化的标志性建筑之一。
“欧华中心”项目用地面积8491.65m2，总建筑面积约95600㎡，其中地下三层建筑面积19100㎡，地上建筑面积76500㎡。
地上建筑由1栋超高层建筑和4层裙楼组成。（见图1）
图1 总平面图
1.1建筑设计
“欧华中心”地面三十六层，地下三层。
地下一～二层除北侧设置少量商业用房外，主要为设备及机动车、非机动车库。地下三层为机动车库。
地面裙房一～四层为商业用房；商务主楼六～二十层为办公用房；二十二～三十六层为酒店及公寓式酒店。五、二十一层为避难层。
商务主楼平面为长方形。核心于中部，电梯根据楼层的不同分区收分。核心体中部在酒店区域形成通高中庭，提供住店客人明亮及新奇的内部环境。
1.2造型设计
建筑造型现代、简洁。
主楼在进深方向上分解为三部分，通过实、虚、实的组合使楼体形体感增强，同时建筑元素以竖向线条为母题，使楼体感觉更为挺拔。裙房延续了主楼的竖向线条，与主楼在建筑语汇上统一。
2结构设计
2.1上部结构设计
主楼为综合楼，第1层商业为商业部分层高5.7m，第2～4层为商业部分层高为5m，第5层避难（设备）层层高4.8m，第6～20层为办公区层高为3.9m，第21层避难（设备）层层高4.8m，第22～35层为酒店部分层高为3.3m，第36层层高4.5m，顶层高度4.5m。基础埋置深度大于建筑高度的1/18，结构体系为钢管混凝土混合框架——钢骨混凝土核心筒结构。考虑到核心筒中电梯井周围设置剪力墙，核心筒宽度约10米，约为总高度的1/15，满足规范要求，裙房以上高宽比约为3.5，结构的几个重要控制值均在规范允许的范围内，平面不规则及超长处设置后浇带分开，使得结构平面简单、规则，刚度和承载力分布均匀；竖向体型均匀，属A级高度钢筋混凝土超高层结构。
2.2地下室结构设计
地下室体量大，平面刚度又相差悬殊，结合建筑的功能在主楼与裙房间设置施工后浇带，可有效减少结构的不均匀沉降和平面尺寸过大而产生的温度裂缝，又避免了设置沉降（温度）缝后建筑构造复杂使用面积减少等不足。在地下室部分构件混凝土中掺加混凝土微膨胀剂，减少混凝土的收缩和徐变，以减少温度应力及结构裂缝的产生。地下室抗渗强度等级P8，防水等级为二级。
2.3地基基础设计
核心筒下拟采用桩筏基础，其余采用柱下、剪力墙下桩基独立承台，电梯井下局部厚筏承台的结构体系。使上部荷载与桩基形成自平衡体系，在满足竖向承载力的同时也能较好地控制变形。各承台之间用连系梁连接，地下室底板采用刚性防水板，在地下停车位较大的空间处增加梁，减小板的挠度。所有连梁的刚度和板的厚度通过局部承载和地下水浮力计算确定。
2.4结构分析
结构分析程序：整体计算采用中国建筑科学研究院 PKPM系列软件（2008年5月版），对于超高层建筑结构同时用中国建筑科学研究院PMSAP进行复核，钢结构节点设计采用同济大学MTS建筑钢结构设计系统。
2.5主要结构材料
填充墙砌体采用新型轻质墙体材料，其强度不低于Mu3.0，砌筑砂浆不低于M5.0，混凝土强度等级竖向构件C55～C30，楼板C40～C30，钢筋采用HPB235（Ⅰ级）与HRB400（Ⅲ级），钢材采用Q345B、C与Q235B。
3关键技术与侧重点分析
3.1关键技术问题与特殊技术
3.1.1对超高层建筑，对比分析计算、全面衡量，采用了新型的结构形式：钢管混凝土混合框架——钢骨混凝土核心筒的混合结构；
3.1.2三层地下室，共12.8m，基础埋置深度大于总建筑高度的1/18，基底深度大，加强抗浮计算与措施，温度和沉降后浇带的设置。
3.1.3地下室抗浮措施主要为抗浮计算合理确定底板厚度和设置抗拔桩。
3.1.4施工特殊要求以及其它需要说明的问题。
a）三层地下室基坑支护，合理的施工组织设计，基坑地下水排水，地下室跨雨季施工措施，地下室施工后浇带，防水处理等等方面应注意满足规范及设计要求；
b）超高层混合结构的施工，施工难度大，工种及穿插配合较多，核心筒与钢框架变形差的控制；
c）合理设置施工堆载和控制施工荷载。
3.2侧重点分析
该项目有三个侧重点：
3.2.1本工程建筑体量较大，建筑抗震设防类别为重点设防类（乙类），据《建筑工程抗震设防分类标准》，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施(即按抗震设防烈度为7度的要求加强其抗震措施)，根据规范要求，应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
3.2.2筒体尺寸较小，整个建筑结构刚度较小，周期较大，从建筑功能上考虑，可以在21层避难层做一个加强层，可以使结构周期大大减小，但是增加加强层之后，加强层下面一层同加强层的侧向刚度比值略小于0.4，形成一个薄弱层，竖向布置超限，需要做超限分析，最终考虑取消加强层。
3.2.3桩位布置
主楼面积较小，筒体下及主楼其他柱下桩取不同长度，均采取后注浆，减小筒体下筏板面积，减小筏板配筋；有三层地下室，考虑水浮力对桩基的有利影响；裙房抗拔短桩布置在基础梁下，作为基础梁计算模型的有利集中力，并控制基础梁的挠度，同时减小基础梁配筋量。
4新技术的推广和应用
为执行国家建筑技术经济政策，积极推广建设部推广的建筑十大新技术，根据本工程的实际情况，在保证工程总造价不超出投资限额的情况下积极推广使用建筑新技术和新材料，本工程采用以下新技术新材料：
4.1使用高强度钢筋。楼层梁采用HRB400钢和HRB335钢。采用高强度钢筋，充分利用钢筋的抗拉性能，减少钢筋用量，减小构件配筋率，节约工程造价，总体经济效益明显。
4.2竖向钢筋接驳采用埋弧对焊或机械连接，可保证钢筋的连接接头的质量。
4.3采用高强和高性能混凝土。下部楼层柱及剪力墙混凝土强度等级采用C55；地下室底板、外侧墙及后浇带采用微膨胀抗渗混凝土，以增加混凝土的抗裂性能，取得较好的防水效果。
4.4砌体采用新型轻质墙砌体材料，减轻结构自重，减少地震作用，降低基础造价。
5结束语
总而言之，对于超高层建筑物来说，合理安全的结构设计是最基本的要求。为保证复杂高层建筑结构的安全性及经济性，在结构设计时应注重以下几个方面：首先重视概念设计，确定合理的结构方案，采取有针对性的技术措施；第二，应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性；第三，重视中震和大震下的结构安全性能；第四，关注舒适度及施工过程的影响及可实施性。
参考文献：
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068－2001
《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010
《钢结构技术规范》GB50017-2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版）
《高层民用建筑钢结构结构技术规程》JGJ99-98
《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS 159:2004
《钢骨混凝土结构技术规程》YB 9082-2006
《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》CECS 230：2008
篇9
1.抗震设防烈度。对于超过一百米以上并且承受不同强度的抗震设防烈度的建筑物，所被要求建筑物的高度同样是不尽相同的。通常情况下，三百米及以上的建筑物不适合建在抗震设防烈度为八度的区域，因此，复杂性高层以及超高层建筑更加适合建设在六度抗震设防烈度的地区。综合考虑以上因素，在建设复杂高层以及超高层建筑时，就应该将该地区的抗震设防烈度考虑在内，以免造成技术错误，防止人民的生命财产产生不该有的损失。作为一名设计师，就应该十分重视抗震技术，提高高层建筑的质量，包括建筑的安全性以及经济性，从建筑的细部处理出发，坚持以人为本的原则，才能切实有效地保障人民群众的财产安全。
2.结构方案与结构类型。想要成为一名优秀的建筑设计师，首先一定要考虑到在设计中的建筑物结构方案的问题，特别是复杂性高层以及超高层建筑，结构方案的不合理选择，很容易导致整个方案的调整，产生许多不必要的麻烦，给设计单位带来损失。因此，设计单位就应该在进行建筑方案设计的同时，具备结构专业知识，并将其参与到设计当中。与此同时，在高层结构类型的选择上，设计师不仅仅要将方案所在地自身岩土工程地质条件充分考虑在内，而且要充分考虑所在地的抗震度要求。除此之外，为了可以更好地节约建筑成本，工程造价问题和施工合理性问题也应该充分考虑在内，同等条件下，当然青睐造价较低的方案。
3.关注舒适度和施工过程。(1)高层建筑水平振动舒适度。通常来说，复杂性高层以及超高层建筑的结构比较柔软，因此，在设计的时候，除了要保证结构安全之外，更多的是需要满足居住人群对于建筑舒适度的要求；当然对于高钢规程以及高层混凝土规程同样提出明确的设计要求，这就需要设计师及时控制，特别是在高层建筑物已经达到顺风向与横风向顶点的最大加速度。进行舒适度分析是复杂高层建筑进行分析的主要任务，对于混凝土的结构，阻尼比最好取0.02，对于钢结构以及混合结构，其阻尼比可以根据实际情况在0.01~0.02之间取。公共建筑与公寓类建筑相比，水平振动指标限值也有很大的区别，其主要原因就是功能的不同。增设TMD或者TLD可以在水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提高舒适度水平。(2)在设计的同时应考虑建造过程的可实施性。及时注意钢材传力以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工的可实施性，这是设计人员在结构设计的同时必须要做到的。通常来说，有四种处理的方法来解决型钢与其混凝土梁柱节点中主筋相交的问题：①钢筋与表面的加劲板焊接；②钢筋绕过型钢；③钢板上开洞穿钢筋；④其表面的焊接钢筋和连接套筒。复杂的高层建筑则会在施工方法上采取另外一些特殊的工艺。
三、设计要点分析
1.注重概念设计。通过大量的实践经验，我们可以总结出，在复杂超高建筑的结构设计上，应该要重视建筑的结构概念设计，尤其应该重视以下环节：（1）应该尽可能地提升建筑结构的规则性以及均匀性；（2）确保结构的传力途径清晰而又直接，特别是抗侧力以及结构竖向的传力途径；（3）在设计上，将结构的完整性保持在一个较高的水平上；（4）节能减排的意识要渗透进设计，能够建立一个比较合理的耗能机制；（5）重点提高建筑构件材料利用效率与结构，保证结构的受力完整性。在这里，所有过程的实现，都是离不开建造师与工程师较好地沟通与交流的，只有沟通，才能将建筑与结构相统一。
2.科学、合理选择结构抗侧力体系。大量的理论与实践证明，正确地选择了合理的抗侧力体系，可以更有效地保证复杂高层以及超高层建筑结构的安全。因此，在选择上要特别注意以下因素：（1）与建筑的实际高度相结合，选择合理的结构体系。（2）对于建筑设计上，最大可能地保证结构抗侧力的构件之间的互相联结。（3）对于采用多重抗侧力结构的情况下，综合分析结构体系的效用，正确估计和评判各自的贡献度。
篇10
一、高层与超高层建筑结构设计的特点
首先，重视建筑物结构的水平荷载，防止地震力以及风载对建筑物造成影响。高层建筑与超高层建筑的自重以及楼面的荷载所引起的弯矩及轴力仅仅与建筑物总高度的一次方成正比。而建筑物的水平荷载所产生的力矩与轴力相对较大，与建筑物高度的二次方成正比；另外，对于一定高度的建筑来讲竖直方向的荷载时一个固定值，而水平方向的荷载，由于受到地震以及风荷载的作用，会随着建筑物的结构特征的不同而发生较大的变化，可见水平方向的荷载作用力在结构设计中的重要性。
其次，重视建筑结构的轴向变形。在高层以及超高层建筑中，柱体会因为较大的竖向荷载而产生较大的轴向变形，此变形会严重影响到连续梁的弯矩大小，使得连续梁的中间支撑位置的负弯矩值变小，正弯矩值变大，两端的支撑位置处的负弯矩值也随之变大；建筑中预制的构件长度要根据轴向的变形值进行调整与制作，因此建筑结构发生较大的轴向变形时，下料的长度会受到严重的影响；另外，建筑结构发生轴向变形时还会对建筑构件的剪力以及侧移值的大小造成影响，使其产生影响到建筑物整体安全的结果。
第三，失稳是结构设计中的主要控制目标。与多层建筑相比，高层与超高层建筑对侧移的大小控制是尤为重要的，是建筑结构设计的关键之处。建筑物的高度越大，水平荷载作用下的结构侧移值会越来越大，对此进行控制是尤为重要的，要将侧移值控制在规定的安全范围内。
最后，重视对建筑结构的抗震性能化设计。使高层及超高层建筑和多层建筑的结构提高关键部位的抗震能力、变形能力，因此当发生地震或者是风荷载作用时发生变形的情况会更多、更严重。要想提高高层及超高层建筑的变形能力，使其在塑性变形后能力不减，避免在地震中发生房屋倒塌的现象，必须在对建筑的结构进行设计时，注意对结构延性的设计，采取相应的措施来提高结构的延性，最终达到提高建筑结构质量的目的。
二、高层及超高层建筑的结构体系
随着我国建筑业的不断发展，建筑技术趋于成熟，数量也越来越多，为了便于建筑规范的执行，将建筑物分为A级与B级的高层建筑。通常情况下，A级建筑物只要按照现行的规定进行设计即可，但是对B级建筑物在结构体系的设计时，要求要更严格，下面对常用的结构体系进行阐述。
首先，有框架结构，框架结构高度局限较大，在高烈度地区做到规范限值时，构件的截面过大，影响使用且不经济，也不满足国家规范多道设防的理念，所以出现框架——剪力墙体系。框架剪力墙体系实现了多道设防的理念，在建筑物的高度上比框架有所提高，大大的提高了建筑的承载力、刚度和延性，也能满足使用的需求，只需在建筑物的适当位置设置一定比例的剪力墙，从而达到使结构在竖向和水平的布置具有合理的承载力和刚度，更合理的满足规范的要求。使用灵活，一般用于对空间使用有要求的建筑，如办公、车库等公共建筑，在此结构中，两个体系所扮演的角色各不相同的但又不可分开，剪力墙起到承受水平方向剪力的作用，框架起到承受垂直方向的荷载作用。框架剪力墙体系所呈现的位移形式为弯剪型。在水平方向承受的作用力，剪力墙与框架通过刚度较强的楼板和连续梁组成到一起，形成相互合作的结构体系。剪力墙在建筑结构中的设计优点很多，是结构整体的侧向高度增大，水平方向的位移减小，框架所承受水平方向的剪力明显减小，且竖向方向的内力分布也变得均匀。因此，框架剪力墙体系的建筑物的框架体系低于建筑物的能建高度。
其次，剪力墙体系。高层及超高层建筑物的受力结构是由剪力墙结构替代的，且全部由此替代为剪力墙体系。在此体系中，单片的剪力墙在建筑结构中承受了所有水平方面的作用力以及垂直方向的荷载作用力。由于剪力墙体系的结构为刚性，因此位移时出现的曲线形式为弯曲型。剪力墙体系的优点很多，具有较高的强度与刚度，延性良好，力的传递均匀，具有一定的整体性，此体系的建筑物坍塌现象少，被广泛应用在高层及超高层建筑中，能建高度较大，大于框架剪力墙体系以及剪力墙体系。
第三，全剪力墙结构。此结构所承受的横向荷载与竖向荷载都是剪力墙，没有框架柱结构。此建筑结构适用于高层建筑中，并且选用此建筑结构建筑的楼层可以比框架剪力墙结构高。此结构的缺点在于成本造价高，内部的空间不可以进行任意的分割。在实际的工程建筑中，设计者首先要对框架剪力墙结构进行考虑，若此结构无法满足建筑的要求，则选择全剪力墙结构。
第四，避难层的设置。对于高层建筑以及超高层建筑来讲，避难层的设置是非常必要的，因为一旦高层建筑以及超高层建筑发生火灾时可以进行避难，因为避难层的空间大，通风好。通常情况下，当建筑物的高度达到一百米后，便要在建筑物内进行避难层的设置，以便于消防安全。避难层的设置位是有规定的，第一层与避难层的设置层数不能超过十五层；面积的设计要满足人员的避难要求；要在避难层处设置消防电梯口；避难层要配备全套的消防设备等。
最后，筒体结构。筒体结构采用的筒体为抗侧力构件，此建筑体系所包含的形式较多，如单筒体型式、筒中筒型式、筒体框架型式等。筒体体系包含了实、空腹体两种类型，属于空间式的受力构件。实腹筒属于三维竖向的结构单体，由曲面或者是平面墙围成。空腹筒则是由密排柱与开孔形式的钢筋混凝土外墙构成或者是由密排柱与窗裙梁构成。筒体体系的刚度与强度都比较大，各个结构构件受力均匀且合理，抗震能力与抗风能力比较强，此体系通常用在超高层建筑中或者是跨度大、强度高的建筑中。
三、制作与安装
首先，对测量工具以及钢尺的量具进行统一。对高层建筑以及超高层建筑进行施工时，所涉及到的环节较多，如土建、机械设备的安装、钢结构等，对这些环节进行施工时，所应用到的测量工具以及钢尺要进行统一，要按照国家的相关规定进行量具的选择，使得各类测量按照统一标准进行，提高建筑物的整体质量。
其次，对轴线、地脚螺栓以及标高进行定位。对钢柱的轴线进行定位时，要根据施工的场地面积进行选择，对建筑物的内、外部进行轴线的控制。对工程高度为一百米的建筑要设置两个控制桩，便于激光仪以及经纬仪的位置设置，位置的选择要坚持以可视与通视为原则。
对钢柱的长度以及大小进行设计时，要能够满足运输与搬运，通常每节的层数设计在二层或者是三层，对每一节钢柱进行安装时，要坚决避免使用下一节钢柱的地位轴线，必须使用由地面引入高空的轴线，这样可以确保安装的准确性，避免累计误差的产生。
第三，钢柱的制作与安装。高层建筑及超高层建筑物的竖向结构的主要构件为钢柱，对其进行加工时，要严格按照国家的规范标准进行，严格控制其制作与安装的质量。
最后，框架梁的安装与制作。高层建筑或者是超高层建筑的框架梁钢型式通常采用H型的，对钢结构与框架梁之间的连接使用刚性连接的形式，钢柱是贯通的，因此要在框架梁的两端进行加劲肋的横向设置。
为确保框架梁与钢柱安装的质量，使其节点处的延性良好，提高连接的可靠性，使得建筑物的高度精准，在对建筑进行施工时，应该对框架梁的所在位置进行悬臂梁的设置，对悬臂梁与钢柱进行连接时，焊接的剖口处要采用熔透焊缝，对腹板处采用的焊接形式为贴角焊缝。框架梁与钢柱进行连接时，采用的焊接方式为衬板式的全熔透焊缝，对腹板使用强度较高的螺栓进行连接。
对腹板进行连接时，螺栓孔的位置选择是非常重要的，要确保其精准度。进行制孔时，工艺分为模板制孔与多轴数控钻孔两种，模板制孔的精准性较低，后者的制孔精准度较高，因此在施工条件允许的情况下选择后者进行制孔。采用模板进行制孔时，要确保模板的精度，这样才可以使得螺栓的组装满足施工的安装孔精度要求。若钻孔的位置出现偏差，必须使用铰刀进行孔的扩孔，坚决避免使用气割进行扩孔处理，否则将会造成严重的工程质量事故。
四、楼盖的设计
对于高层建筑以及超高层建筑来讲，对楼盖的平面刚度要求是非常严格的，是确保钢柱与其它竖向构件保持协调变形的基础。通常对楼板以及楼盖进行选择时，采用现浇混凝土形式或者是压型钢板，厚度要在一百五十毫米以上。目前，在使用钢承混凝土形式进行楼板与楼盖的设置时，忽略了其形式与梁柱的作用，因为其计算原理不清晰，计算繁琐，从而按照平面形式进行设计，从而使得计算出的值无法满足建筑安全的需求，因此采取此形式时，必须对其进行细致的计算。
结束语
综上所述，高层以及超高层建筑的结构设计尤为重要，直接关系着建筑物的质量与使用功能，在进行结构设计时，要重视各个环节的设计，控制其质量，使得结构设计满足建筑的整体要求。
参考文献
[1]吴华君.论楼面裂缝产生原因及防治措施[J].建筑技术开发，2012（5）.
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随着我国社会经济建设的快速发展，城市化进程不断加快，城镇人口日益增加，致使城市住房建设用地较为紧张，超高层住宅建筑的建设也日益增加。目前，超高层住宅建筑内部结构设计方面的变化愈加明显，许多新兴的结构设计方案逐渐被超高层住宅建筑工程所采用。同时住宅建筑结构类型与使用功能越来越复杂，结构体系日趋多样化，对住宅建筑结构设计工作的要求也不断提高。在超高层建筑建设过程中，部分建筑的结构设计环节并不是十分合理，加上工程设计人员容易出现一些概念性的错误，给建筑的质量安全和使用带来了一定的安全隐患。因此，如何提高超高层住宅建筑结构设计水平，就成为了工程设计人员面临的一项难题。
1 工程概况
某高层住宅建筑面积为29000.4m2，地下1层，地上43层，大屋面高度138.02m。本工程结构体系采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，120m＜高度＜150m，属于B级高度建筑，楼盖为现浇钢筋砼梁板体系。
建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)，结构安全等级为二级，设计使用年限为50年。所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅲ类，场地特征周期为0.55s，地震影响系数最大值采用0.08，上部结构阻尼比0.05。建筑类别调整后用于抗震验算的烈度为7度，用于确定抗震等级的烈度为7度，剪力墙抗震等级为一级。
2 基础设计
本工程的基础设计等级为甲级，主楼基础采用冲钻孔灌注桩，桩身混凝土强度等级为C35，桩直径为1100mm，单桩竖向承载力特征值为8000kN；桩端持力层中风化凝灰岩(11)层，桩身全断面进入持力层≥1100mm，桩长约50m。桩基全面施工前应进行试打桩及静载试验工作，以确定桩基施工的控制条件和桩竖向抗压承载力特征值。
承台按抗冲切、剪切计算厚度为2700mm，承台面标高为－5.200，基础埋置深度为7.7m(从室外地面起算)。
3 上部结构设计
3.1 超限情况的认定
参照建设部建质［2006］220号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一“超限高层建筑工程主要范围的参照简表”，结合本工程实际逐条判别，将存在超限的情况汇总如下。
(1)附表一，房屋高度方面
设防烈度为7度，剪力墙结构，总高度138.05m＞［120m］，超限。
(2)同时具有附表二所列三项及三项以上不规则的高层建筑(因篇幅所限，本文不再详细列出)。
第一项．扭转不规则:考虑偶然偏心的扭转位移比＞1.2但＜1.3，虽然本条超限，但仅此一项。所以本工程不属于附表二所列的超限高层。
(3)具有附表三某一项不规则的高层建筑工程。根据SATWE计算结果分析、判别，本工程亦不属于表三所列的超限高层。
综上所述，本工程只属于高度超限的超高层建筑。
3.2 上部结构计算分析及结构设计
本工程为剪力墙结构，120m＜高度＜150m，属于B级高度建筑，按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3－2002)(以下简称高规)5.1.13条规定:
(1)应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算。
(2)应采用弹性时程分析法进行整体补充计算。
根据《高规》要求，本工程采用的时程分析计算程序为PKPM系列的SATWE软件，并采用PMSAP软件进行对比分析。
本工程属于纯剪结构，作为抗侧力构件的剪力墙，选用正确的结构分析程序尤为重要。SATWE对剪力墙采用墙元模型来分析其受力状态，这种模型的计算精度比薄壁柱单元高，所以我省大多数工程的结构计算都选用SATWE程序。实际上就有限元理论目前的发展水平来看，用壳元来模拟剪力墙的受力状态是比较切合实际的，因为壳元和剪力墙一样，既有平面内刚度，又有平面外刚度。实际工程中的剪力墙几何尺寸、洞口大小及其空间位置等都有较大的随意性。为了降低剪力墙的几何描述和壳元单元划分的难度，SATWE借鉴了SAP84的墙元概念，在四节点等参平面壳元的基础上，采用静力凝聚原理构造了一种通用墙元，减少了部分剪力墙因墙元细分而增加的内部自由度和数据处理量，虽然提高了分析效率，却影响了剪力墙的分析精度。此外，从理论上讲，如果对楼板采用平面板元或壳元来模拟其真实的受力状态和刚度，对结构整体计算分析比较精确，但是这样处理会增加许多计算工作。在实际工程结构分析中，多采用“楼板平面内无限刚”假定，以达到减少自由度，简化结构分析的目的，这对于某些工程可能导致较大的计算误差。SATWE对于楼板采用了以下几种假定:(1)楼板平面内无限刚；(2)楼板分块平面内无限刚；(3)楼板分块平面内无限刚，并带有弹性连接板；(4)楼板为弹性连接板。对弹性楼板实际上是以PMCAD前处理数据中的一个房间的楼板作为一个超单元，内部自由度被凝聚了，计算结果具有一定的近似性，某种程度上影响了分析精度。根据高规要求，本工程应采用两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算，由于PMSAP对剪力墙和楼板都采用了比较精确的有限元分析，单元模型更接近结构的真实受力状态，虽然数据处理量大大增加，但其分析精度却比SATWE高。用PMSAP软件对SATWE程序的计算结果进行分析、校核，是比较可信的。
SATWE和PMSAP两个程序均采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算，弹性时程分析法计算结果作为振型分解反应谱法的补充。
程分析主要结果汇总如下:
表1 结构模态信息
表2 地震荷载(反应谱法)和风荷载下计算得到的结构最大响应
多遇地震时弹性时程分析所取的地面运动加速度时程的最大值为35cm/s2。针对报告中提供的实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线，根据08版抗震规范要求，本工程选择了两条天然波和一条人工波。这三条波的时程曲线计算所得结构底部剪力均大于振型分解反应谱法计算结果的65%，且三条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值亦大于振型分解反应谱法(以下简称CQC)计算结果的80%。由此可见本工程选择的地震波是满足规范及设计要求的。
SATWE和PMSAP时程分析的楼层剪力曲线如(图1、图2)所示。
图1 SATWE时程分析楼层剪力图
图2 PMSAP时程分析楼层剪力图
比较上图振型分解反应谱法(CQC)计算的楼层剪力曲线图，在大部分楼层基本能包络时程分析曲线，仅电算34层以上CQC法计算楼层剪力略小于时程分析的结果。由此可见振型分解反应谱法用于本工程的抗震分析是安全可靠的。设计中仍以振型分解反应谱法计算结果为主，并将34层以上部分指定为薄弱层，该部分楼层地震剪力予以放大。这一方案也得到了本工程超限高层审查与会专家的认可。
比较PMSAP和SATWE计算出的基底剪力非常接近，其余参数如周期、结构的总质量、地震荷载和风荷载下计算得到的结构最大响应位移、地震下的剪重比等都比较接近，说明用这两个程序做计算分析是可以互相校核的。
3 抗震性能设计
本工程综合考虑设防烈度，场地条件，房屋高度，不规则的部位和程度等因素，本工程只属于高度超限的超高层建筑，且高度只超过A级而未超过B级，故将本工程预期抗震性能目标定位在“D”级，即为小震下满足性能水准1的要求，中震满足性能水准4的要求，大震下满足性能水准5的要求。
普通的高层结构抗震设计基于小振弹性设计，对于本超高层结构作为主要承重构件的剪力墙，尤其是底部加强区需要提高其抗震承载能力。根据抗震概念设计“强柱弱梁、强剪弱弯”的要求，剪力墙也需要有更高的抗震安全储备，所以本工程剪力墙底部加强区采用中震设计。具体措施如下:
(1)根据安评报告中震设计的地震影响系数最大值采用0.23，不考虑与抗震等级有关的内力增大系数(即剪力墙抗震等级定为四级)，不计入风荷载的组合效应。
(2)抗剪验算按中震弹性设计，考虑重力荷载与地震作用组合的分项系数，材料强度取设计值，考虑抗震承载力调整系数。计算结果作为剪力墙底部加强区水平筋的配筋依据。
(3)抗弯验算按中震不屈服设计，不考虑重力荷载与地震作用组合的分项系数，材料强度取标准值，不考虑抗震承载力调整系数。计算结果作为剪力墙底部加强区约束边缘构件竖向钢筋的配筋依据。
本工程通过对关键构件剪力墙底部加强区进行中震设计，即抗弯承载力按中震不屈服复核，抗剪承载力按中震弹性复核，结构能满足性能水准1、4的要求，预估结构在大震作用下能满足性能水准5的要求。各性能水准目标具体描述如下:
性能水准1:结构在遭受多遇地震后完好，无损伤，一般不需修理即可继续使用，人们不会因结构损伤造成伤害，可安全出入和使用。
性能水准4:遭受设防烈度地震后结构的重要部位构件轻微损坏，出现轻微裂缝，其他部位普通构件及耗能构件发生中等损害。
性能水准5:结构在预估的罕遇地震下发生比较严重的损坏，耗能构件及部分普通构件损坏比较严重，关键构件中等损坏，有明显裂缝，结构需要排险大修。
4 结论
通过工程实例分析超高层住宅建筑结构设计工作，可以得出以下几点结论：①PMSAP和SATWE计算结果的比较表明了SATWE计算结果进行结构设计是基本可靠的；②采用合理的方法对部分楼层剪力进行了调整，能够有效确保工程抗震分析安全、可靠；③对剪力墙底部加强区采用中震设计，能够满足住宅建筑的抗震需要。
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引言：基础是整个建筑工程的重要部分，其重要性在结构、占比、造价、工时上有着全面的体现，是建筑设计、建设和施工单位高度重视的关键部位和环节。超高层建筑基础设计工作中只有通过全面了解情况、优化基础选型、全面科学计算等工作才能够确保超高层建筑基础的安全性和功能，同时确保超高层建筑基础工程造价的可控和降低。在超高层建筑基础实际的设计工作中要对基础选型影响因素进行控制，坚持基础选型的原则，通过对超高层建筑框架结构、箱(筏)和桩箱(筏)种类基础的有效设计和全面控制，实现超高层建筑基础设计的目标，促进超高层建筑基础功能的完善，真正完成超高层建筑基础设计的系统性、全面性的目标。
一、超高层建筑结构设计原则
（1）选择适合的基础方案
应该根据工程的上部载荷分布和结构类型，地质条件，施工条件以及相邻的建筑物影响等各种因素进行综合性分析，选择既合理又经济的方案，必要时要进行地基变形演算，在进行设计时要最大限度地发挥地基的潜力。在进行基础设计时，应该参考临近建筑资料和进行现场查看，要有详细的地质勘查报告，一般情况下，在一个结构单元内部适合用两种不同的类型。
（2）对计算结构进行正确分析
高层建筑结构设计普遍运用计算机技术，但是，往往不同的软件会得出不同的计算结果。所以，对于程序的适用条件、范围等设计师应该进行全面的了解。因为软件本身有缺陷、人工输入有误或者程序与结构的实际情况不相符合，在计算机辅助设计时，都会造成错误的计算结果，所以，在拿到电算结构时要求结构工程师要慎重校对，认真进行分析，做出合理的判断。
（3）选用适当的计算简图
.为了保证结构的安全，在选择计算简图时要选择适当的计算简图。如果计算简图选用不当，则会造成结构安全隐患，要有相应的构造措施来保证计算简图。为了减少计算简图的误差，实际结构的节点应该保证在设计所允许的范围之内，因为其不能是纯粹的刚结点。
（4）采取相应的构造措施
强剪弱弯、强柱弱梁、强压若拉、. 强节点弱构件、.注意构件的延性性能原则是在结构设计中要始终牢记的。要注意钢筋的锚固长度，特别是钢筋执行段锚固的长度。要加强薄弱部位，考虑温度应力的影响。
（5）合理选择结构方案
要选择一个切实可行的结构体系与结构形式，一个经济合理的结构方案是一个合理设计的保证。结构体系应该传力简捷，受力明确。地震区应力求平面和竖向规则，同一结构单元不宜混用不同结构体系。总之，必须综合分析工程的材料、施工条件、设计要求、地理环境等，并且要与水、电、建筑等专业进行充分的协商，以此为基础确定结构方案，为结构选型，最好进行多方案比较后选用较为优秀的.
二、超高层建筑基础选型工作的要点
2.1超高层建筑基础选型的影响因素
2.1.1超高层建筑上部结构对基础选型的影响
上部结构对超高层建筑基础类型、深度、浮力等参数存在着直接的影响，由于上部结构种类的不同，会引起超高层建筑基础荷载大小和分布的不同，要在设计超高层建筑基础予以注意。同时，不同类型的超高层建筑上部结构会因自身的类型不同而产生不同的沉降幅度和变形幅度，因此，带来超高层建筑基础形式上的不同。地下室的种类和形状也会对基础选型有一定影响，要在设计超高层建筑基础时做以重点考量。
2.1.2地质条件对超高层建筑基础选型的影响
地质条件中两项情况对超高层建筑基础选型影响最为显著，一是，地基持力层情况，持力层是承受超高层建筑基础负荷的土层，要根据持力层承载能力大小和压缩模量变化幅度选择超高层建筑基础类型；二是，穿越土层基本状况，应该根据土层中地下水影响和桩基穿越能力的大小选择超高层建筑基础的类型。
2.1.3周围环境因素对超高层建筑基础选型的影响
一是，超高层建筑施工的振动和噪声要对基础带来各种影响，因此需要对此加以控制和预防，以便超高层建筑基础能够持久、稳定和安全。二是，超高层建筑施工中的空间因素也会给基础类型带来一定的影响，要选择既利于施工有利于稳定的超高层建筑基础类型。三是，超高层建筑施工中挤土效应，超高层建筑基础桩基的入土和挤土会产生挤土效益，这会对周边建筑和地下管网造成影响，应该从最小影响原则出发，优先选择挤土效应最小的桩基方式进行超高层建筑基础施工。
2.1.4超高层建筑基础桩种类的影响
不同种类的基础桩有着不同的尺寸，应该从持力层性质、安全性要求、超高层建筑负荷等主要方面确定基础桩的类型和规格，使其满足超高层建筑总体施工建设的需要。
2.1.5超高层建筑基础施工的工期
工期是设计超高层建筑基础类型的重要参考参数，要在确保超高层建筑基础施工速度、施工质量和施工效益的基础上形成最为科学的施工
工期，实现超高层建筑总体价值的全面兼顾。
2.2超高层建筑基础选型的基本原则
超高层建筑基础选型应该坚持的原则有：一是，多样式原则，超高层建筑基础设计单位应该全面掌握各种超高层建筑基础类型，并有针对性地选择社会和综合价值较高的超高层建筑基础类型。二是，经济性原则，超高层建筑基础设计要追求最佳的经济效益，因此，设计超高层建筑基础时要考虑到成本控制、施工进度的重要因素，全面提高超高层建筑基础设计和施工的经济性。三是，总体优化原则，超高层建筑基础设计单位要对各种设计综合起来，将各种设计的优势集中起来，形成优化的超高层建筑基础设计，以实现超高层建筑建设的基本目标。
三、超高层建筑基础设计的方法
当前超高层建筑基础设计采用上部结构与地基、基础共同作用的分析方法,这种方法中地基、基础、上部结构之间同时满足接触点的静力平衡以及接触点的变形协调两个条件,即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体。这种从整体上进行相互作用的分析方法难度较大,计算量庞大,对计算机的性能及存储量要求较高,只在较复杂或大型基础设计时,按目前可行的方法考虑地基-基础-上部结构的相互作用。共同作用分析方法的进步之处仅在于它考虑了上部结构的刚度，这一优势是传统设计方式所不具备的。
四、做好超高层建筑基础设计的要点
1框架结构基础设计的要点
在超高层框架结构基础设计时,基础宜柔不宜刚;若地基土为高压缩性,则基础宜刚;当采用桩基时,可考虑采用变刚度布桩的方式(如改变基础中部桩径或桩长、加密中部布桩),以调整地基或桩基的竖向支承刚度,使差异沉降减到最小,从而减小基础或承台的内力。
2箱(筏)基础设计的要点
对超高层建筑箱(筏)基础设计时,考虑上部结构参与工作有利于降低箱基的整体弯曲应力。建议采用共同工作整体分析进行计算,这样算得的整体弯曲箱基底板钢筋应力才比较符合实际;另外,共同作用使得上部结构下面几层边柱(墙)出现较大内力,采用常规设计方法时应提高边柱(边墙)的内力。
3桩箱(筏)基础设计的要点
超高层建筑桩箱(筏)基础上部荷载满布，可采用变刚度布桩的方式,调整桩基的竖向支承刚度,从而调整桩顶反力分布;若考虑利用桩间土分担上部荷载,充分发挥箱(筏)底桩间土的承载力,可适当增加基础中部桩的间距;另外,若上部结构为剪力墙,则桩宜沿剪力墙轴线布置,这样与
满堂布桩相比可以大大减小底板的厚度。
参考文献
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传统的建筑防震技术主要是以加强建筑物的刚性和韧性之间的配合度来实现的,而近年来,我国开始引进国外的先进技术,采用了隔震的防震新技术,并结合我国的实际建筑施工水平进行了改良。目前以我国的建筑隔震结构设计技术水平来讲,主要的隔震技术方式是基础隔震,除此之外,还有中间隔震和悬挂隔震等技术方式。在实际的超高层建筑工程结构设计中,对于隔震的技术方式选用还需要结合具体建筑工程的要求来确定。
1. 隔震技术的应用
自我国引进隔震建筑物结构设计技术以来, 就在高层建筑工程中得到了广泛应用,并且随着技术人员的不断改进与创新,目前隔震技术除了能够在建筑工程建造设计中发挥重大作用,还能够对已经建设完工的高层建筑进行隔震结构改造,以提高现有高层建筑的抗震性能。一般来讲,隔震结构层可以设计在高层建筑的不同位置, 如防火层或设备层的结构部位,或者基础层和中间层也可以,甚至在高层建筑的顶层也能起到良好的抗震加固效果。
2. 隔震建筑物
隔震建筑物是指在建筑物结构中的某个层面采用了隔震层的加固技术, 这种隔震层装置是各种侧向劲度较小的隔震组件相互作用而形成的。其目的是为了加长整个隔震建筑物的周期,以消减外力作用在建筑物上的影响。其作用原理是因为在加长了建筑物的周期以后,会增大建筑物的位移,再加上各种消能组件的作用,就可以大幅度增高结构的阻尼比,而实现减少建筑位移量的目的。
3. 基础隔震技术
基础隔震技术是目前我国高层建筑抗震技术中应用最广泛, 也是效果最好的抗震加固技术,并且基础隔震的技术成本较低,但在隔震功能上却发挥巨大的效应,因地震而引起的地面运动频率对于基础隔震效果的影响非常小,共振现象的发生频率非常小,可以忽略不计。
3.1 基础隔震的概念
通常所指的基础隔震是指在建筑物的结构设计中, 为建筑基础与上部结构之间加设一层高度不大但有足够可靠的隔震设置,用以吸收由地面运动所带来的作用力,从而减少建筑上部结构中受到的地震影响,保证建筑物的稳定和安全,保护建筑物内部的人群和设备不受伤害,也有效制止了因整体结构破坏而引起的次生灾害。
3.2 基础隔震设计中需要注意的问题
由于基础隔震层要充分吸收建筑周边的所有地面运动作用力, 因此,在设计中,最好要将隔震层的面积范围稍大于建筑基础的范围,因此,在建筑施工中,要保证施工场地足够宽绰。在设置隔震层周边的挡土墙时,由于在其上部会产生墙外狭道等现象,因此在设计中要充分考虑到这一部分结构在地震作用中是否会发生位移而引起其他不良问题的出现。
3.3 基础隔震结构体系动力分析
在高烈度区地震波影响下, 高层隔震结构体系的上部结构弯曲变形已开始占了较大部分,在高烈度地区应用橡胶隔震结构,结构中的隔震支座可能会出现一定的拉应力或者非线性变形,但是结构整体是安全的。对于高层隔震结构体系,上部结构的倾覆弯矩较大,水平地震作用会引起隔震层的转动,结构的垂直荷载也较大,隔震层可能产生明显的竖向变形。对于这种情况, 隔震结构的地震反应不仅要按多质点平动体系进行分析,并且要考虑结构的摆动。因此应采用多质点平动加摆动计算模型,如图1 所示。
图1 基础隔震体系多质点平动加摆动动力分析模型
4. 中间层隔震技术
在实际的建筑工程中, 尤其是在城市中心的地区进行高层或超高层建筑施工时,往往会受到地面施工空间的限制,这时候也可以采用中间层隔震技术。这种隔震建筑物的结构可以分为三部分,即隔震层以下的建筑结构包括建筑基础、隔震层、隔震层以上的建筑结构。
5. 悬挂隔震技术
悬挂隔震技术是利用一定的装置将建筑物整体结构或大部分结构悬挂起来,以达到在地震时,地面运动作用不到建筑主体结构上的目的,从而实现有效抗震。但这种隔震技术结构中,悬杆所要承受的荷载较大,必须用高强钢来实现,但高强钢的柔性较差,容易在较大的垂直作用力下断裂。
6. 超高层建筑结构的隔震设计
针对超高层建筑结构的隔震设计,需要严格按照有关高层建筑规范条例的相关内容,结合建筑物所在环境的实际情况,遵循隔震设计的一般要求,采取合理的设计步骤,确保超高层隔震建筑物的结构设计达到最优化的效果。
6.1 隔震设计要求
(1)设计方案:建筑结构的隔震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与建筑抗震的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后,确定其设计方案。(2)设防目标:采用隔震设计的房屋建筑,其抗震设防目标应高于抗震建筑。在水平地震方面,隔震结构具有比抗震结构至少高0.5 个设防烈度的抗震安全储备。竖向抗震措施不应降低。(3)隔震部件:设计文件上应注明对隔震部件的性能要求;隔震部件的设计参数和耐久性应由试验确定;并在安装前对工程中所有各种类型和规格的部件原型进行抽样检测,每种类型和每一规格的数量不应少于3 个,抽样检测的合格率应为100%;设置隔震部件的部位,除按计算确定外,应采取便于检查和替换的措施。
6.2 隔震设计步骤
(1)结构隔震控制目标的确定。依据设防烈度或地震危险性场地条件以及工程的重要性,确定设防标准。(2)结构设计。确定上部结构方案与结构布置,初步确定上部结构构件尺寸及材料强度等级。由于设置了隔震层,上部结构所受地震作用降低很多。因此,对柱子轴压比的限制可适当降低,柱子的截面也可适当减少。这部分设计内容与非隔震建筑相同。(3)隔震装置的选用。根据隔震装置的承载力、刚度、变形等性能要求和规定,确定隔震支座的类型、个数和隔震支座的尺寸、布置并进行隔震支座设计。(4)结构隔震体系动力参数的确定。选择隔震结构动力计算分析模型,确定结构的刚度、自振周期、阻尼比等动力参数。(5)结构隔震控制验算。计算结构地震作用和结构的加速度、速度、位移、隔震的水平位移、支座轴力等地震反应,确认是否满足设防标准。
7.超高层隔震建筑物设计技术
超高层隔震建筑物设计技术主要有下列关键因素：
7.1长周期建筑物之隔震效果
隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期，但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒，隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上，由反应谱显示，两者加速度反应相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反应，则有其贡献。
7.2 倾覆作用造成隔震组件受拉力
隔震组件设计时必须考虑拉力作用，因此拉力试验成为规范修订之首要任务。
7.3风力作用
隔震层设计时必须考虑地震力作用，但是小地震或风力作用，隔震组件是否发挥功能？仍有待深入探讨。
8. 结束语
隔震建筑结构设计是目前抗震效果较为理想的技术方法,但其设计技术仍有很大的发展空间,还需要技术人员不断提高技术水平,完善技术方法，使我国的高层建筑抗震性能得到更进一步的加强。
