浅析超高层建筑结构设计要点

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1、浅析超高层建筑结构设计要点　　摘要：随着城市中高层以及超高层建筑的崛起，对建筑设计的要求越来越高，不仅仅在外观上，还在乎功能以及质量。本文从超高层建筑的结构设计、注意事项、选用材料等方面介绍了超高层建筑结构设计过程中应注意的要点。关键字：超高层建筑；结构设计；结构体系；要点中图分类号：TU208文献标识码：A随着技术进步和经济发展，超高层建筑不断涌现，作为现代城市中的地标，超高层建筑正不断地改变着城市的经济结构与景观，除此之外，超高层建筑能在有效面积的土地上，提高土地使用率，得以发挥它最大的经济

2、效益。1超高层建筑结构设计方法1.1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。61.2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

3、，还有全钢结构和混合结构。1.3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。1.4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，超高层建筑基础不采用复合地基。1.5房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条

4、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。61.6超高层建筑结构设计一般都需要进行抗震设防专项审查。《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）、《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》）中的B级高度房屋就规定需要进行抗震设防专项审查，还有超过《高规》中第11章混合结构设计规定的房屋高度也需要进行抗震设防专项审查。即便是采用全钢结构，超过《抗规》第8章规定的房屋高度时，同样需要进行抗设防专项审查。这是因为超过现有规范规定房屋高度，还没有这样的工程经验，只有经过国

5、内专家的评估和论证，必要时还须进行振动模型试验，才能确保工程的安全。2超高层建筑需要注意事项2.1提高结构的抗震性能现在的《抗规》和《高规》中已明确规定，结构体系的选用与抗震设防烈度相关。因为地震作用太大，要满足三个水准的设防性能目标，其结构构件截面尺寸大，用材指标很高，，并导致工程造价也相当高。如一座房屋高度为150m的框架-核心筒结构，抗震设防烈度6度区是《高规》中的A级高度房屋且为正常设计；而在抗震设防烈度8度区是《高规》中的B级高度房且高度还超限，需经抗震设防专限审查批准后方可进入正式设

6、计。另外，在结构类型上，前者可采用钢筋混凝土结构，而后者则需采用混合结构。2.2超高层建筑结构体系中结构类型的选择，应据拟建场地的岩土工程地质条件和抗震性能目标的确定及经济的合理性综合考虑。2.3选择合理的结构布置,协调好建筑与结构的关系。2.4降低风作用水平力2.4.1减小迎风面积正方形平面形式，横向迎风面最小；如计算对角线方向的迎风面宽，则圆形平面最小；在立面上适当位置开洞泻风（如上海环球金融中心大厦），风力降低更直接。2.4.2降低风力形心6采用下大上小的立面体型，即减小高风压在高处的迎风

7、面积，又降低风作用重心，使建筑物底部的倾覆总弯矩减小。同时下大上小的立面体型对建筑底部来说增大了抵抗矩，提高了稳定性，如巴黎的埃菲尔铁塔。2.4.3选用体型系数较小的建筑平面形状。体型系数从小到大可选择下列平面顺序：圆形平面→正多边形平面→正方形平面，采用流线光滑的外形，避免凹凸多变的建筑形式，减小整体和局部风压的体型系数。2.5减小震动，耗散输入能量。采用阻尼装置或加大阻尼比，减小震动影响，如台北国际金融中心大厦。2.6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，在实践中一般要求剪

8、重比不满足规范要求的楼层不能超过1/3总层数，并且地震力需要全楼放大，放大系数不超过1.3，重要的超高层建筑，剪重比的要求甚至还要更高。另一方面，新增加了对6度区的最小剪重比要求（0.08），然而过严的一刀切剪重比要求，也产生了以下几个问题：2.6.1同样周期很长的超高层，座落在上海就可以，而放在重庆就不满足设计要求，因为上海Tg大，计算地震力也大。这样推理下去，就产生矛盾了，本来在上海遇到地震会倒，但是在重庆不会倒的楼，却允许建在上海。2.6.2高层钢结构很难满足剪重比的设计要求62.7框架-