高层建筑结构设计要点汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇高层建筑结构设计要点范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

中图分类号：TU208文献标识码： A

一、转换层的功能与设计原则

（一）转换层的功能

1、建筑功能

利用转换层结构可以为高层建筑提供宽阔的室内空间和出入口。

2、结构功能

高层建筑利用转换层可以实现上下部结构的转换，上部的剪力墙结构更适合于民用住宅结构，而下部框架结构由于可以具有较大的内部空间，更适宜商用。通过转换层将两者有效的融合为一体，确保了高层建筑结构的多样化。

3、轴线及上下层柱网转换

利用转换层进行结构设计时，在其不改变上下结构形式的情况下，可以通过对轴线及上下层柱网的改变，实现下部柱距的扩大，以大柱网的形式满足下部大空间的需求。

4、错位布置

在进行上下结构转换时，可以对上部结构和下部结构的轴线和柱网轴线进行错位布置。

（二）设计原则

高层建筑由于自身重量较大，所以对其稳定性和抗震性具有较高的要求，但在进行转换层设置时，极易导致竖向刚度突变的发生，从而导致高层建筑结构的抗震性能受到较大的影响，所以在进行转换层设计时需要遵循利用直接落地的竖向构件、宜低不宜高、宜小不宜大的诸多原则。即在进行转换层设置时，由于竖向构件会对刚度和结构的抗震性能带来突变，所以需要选择直接落地的竖向构件来进行设置；在进行转换层设置时，尽量选择高层建筑竖向位置较低的地方；同时为了确保所设置的转换层结构型式能够具有更明确的传力路径，所以需要对转换层结构进行优化，这样对于结构设计和施工都会有一定的益处；在转换时需要对刚度进行适度的控制，不宜过大，这样不仅有利于建筑物的安全性，而且也会带来较好的经济性。

二、结构转换层的类型及设计方法论述

高层建筑结构转换层可以分为四种类型：梁式转换层、厚板式转换层、箱式转换层和桁架式转换层。

（一）梁式转换层

特点：梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计，这两者是按功能不同来进行划分的。

1、托柱形式转换梁截面设计

当转换梁承接的是上部的普通框架时，可以按照普通的截面设计进行配筋计算，因为这时的转换梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一样的，但是，当转换梁承受的是上部斜杆框架时，就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计，因为，此时的转换面承受的是轴向拉力。

2、托墙形式转换梁截面设计

在转换梁的施工过程中，力学问题是一个关键问题，必须要予以重视，当转换梁承受上部的墙体是小墙体时，要采取普通梁的截面设计方法进行配筋计算，且纵向的钢筋也可以放置在转换梁的底部，像普通梁那样布置就可以了；当转换梁承受的是上部墙体且满跨不开洞时，转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法，它的受力特点和破坏形态表现为深梁，不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大，所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了；当转换梁承托上部墙体满跨或者不满跨时，但是剪力墙长度比较大时，应该采取的转换梁设计方法是深梁截面设计方法。

（二）箱型转换结构

当转换梁的截面较大时，可以在转换梁的梁顶和梁底同时设置一层楼板，遍布全层，使得整个楼层都构成“箱子”形式，也因此被称为“箱型转换层。

箱型转换结构也是高层建筑设计中较为常用的一种结构形式，在设计过程中主要要注意支撑体系的合理设置，这是保证建筑施工质量的重要前提，主要特点有：层高大、自重大、混凝土强度高、结构受力比较复杂、墙柱模板支设困难等，主要优点是转换层本身的整体性非常好，但是，它也有其缺点，就是它直接占用了整个楼层的面积，使得这个楼层不能再有其他用途，只能当做设备层使用，还有一个缺点就是上面所提出的自重大、造价高，这也是在实际应用当中很少使用的原因。

（三）厚板式转换层

这种厚板厚梁式转换结构主要优点是布置灵活，整体性比较好，当上、下柱网线错开比较多很难用梁来承托时就需要采取这种形式，做成厚板，厚板的厚度也可以根据上下的结构以及柱网尺寸而定，但是这种厚板式转换层的自重很大，地震作用大，耗费材料多，不仅耗费资金而且还容易发生震害，所以这种方法采用的也不是很多。

厚板式转换层可以采用T B SA 等的三维空间分析程序对整体进行内力分析，主要是转换板的不规则边界，这样一般会采用有效单元法进行内力分析，还可以采用复杂楼板有限元分析软件进行进一步计算，还可以对板进行在竖向压力荷载作用下的受弯和局部压力等的计算。

（四）桁架式转换层

桁架可以分为两种，一种是空腹桁架，另一种是实腹桁架，这种桁架式转换层主要是由梁式转换层结构转换而来的，与梁式转换层相比它的受力更加明确、整体性好、抗震能力强、框支柱柱顶弯矩和剪力更加小一点，这是它主要的优点，但是缺点也比较明显，施工难度大，更加复杂、节点设计难度大。可以对其进行整体结构的内力分析，当高层建筑的下部为大商场时，需要的空间必须要大，上部则是居住办公等的小空间，这时就可以采用桁架式转换层，特别是在需要设置管道时，更要采取这种方式，一般采用桁架式转换层时应该满层进行布置，而且上弦节点要与上部密柱中心对齐。桁架式转换层的重量比较小，所以也减小了下部框架的承重负荷。

三、带转换层的高层建筑结构设计要点

（一）转换层结构布置

据相关研究已经显示，在底部的转换层中，如果其位置越高，它的上下高度的突变就会越大，转换层的上下内力的传递途径，其突变也会加剧，落地的剪力墙以及其他墙体就容易出现裂缝现象，框支柱内力加大，使得转换层的上部其附近的一些墙体就会被破坏。所以说，转换层的位置如果过于高，就会对抗震产生不利的影响。按照相关的研究结果显示，转换构件能够运用箱形结构、斜撑、厚板、转换大梁等形式，在地震区对于一些转换厚板的使用经验是比较少的，可以在一些非地震区采用，在一些大空间的地下室中，因为其周围有着约束的作用，而地震的反应也低于上部的框支结构，所以，在 7 度到 8 度地区的地震设计的一些地下室就能够采用这种厚板转换层。

（二）转换层竖向布置

转换结构可以根据结构的传力以及建筑的功能需要，沿着层高的建筑方向灵活布置，也可以符合建筑功能要求的基础上，能够在楼层的局部来设置转换层，而且自身的空间可以作为一种技术设备层，也可以作为一种正常的使用层，但是前提是要保证转换层的刚度，这样来防止刚度的过分悬殊。

（三）转换层抗震设计

为了进一步的保证设计的准确性与安全性，规定在一些框支剪力墙其转换层的位置如果是设置在第三层以上，那么框支柱以及剪力墙其底部的抗震等级要提高一级，如果已经是特一级就不再需要提高，而对于底部的框架来说，如果其为密柱框架，其抗震等级就不用再提高。转换层其构件在水平地震作用下的内力要将其调整，如果是八度的抗震设计，就要对竖向地震的影响需要考虑。

（四）转换层楼板设计

转换层将框支剪力墙分成上下两部分，对于这两者来说，其受力情况是有一定差距的，在上部的楼层中，因为外荷载而产生的水平力，有自己的分配原则，它是根据剪力墙的刚度来进行的。在下部楼层中，框支柱的刚度与落地的剪力墙的刚度也是不同的，后者承担着水平剪力，也就是说，在转换层处荷载的分配不是很均匀。转换层其楼板具有比较重的任务，转换楼板其自身的变形大、受力大，应该要保持足够的刚度来完成对于自己任务的支撑。

参考文献

篇（2）

中图分类号：TU208 文献标识码： A

前言

高层建筑的出现是科技发展、社会进步、建筑行业提升的重要标志，当前，国家和城市发展越迅速，高层建筑的数量和层次就越高，很多大城市已经开始了超高层建筑的设计和施工，并已经逐渐成为一种社会和行业发展的趋势。在这样的趋势下，高层建筑结构设计工作就显得尤为重要，在设计工作中要通过科学的手段、统筹的方法和高超的技巧将设计的合理性、安全性和需要的广泛性和差异性有效地统合在一起，满足从行业到社会，从个人到集体，从需要到发展等各方面的需要。当前，各界为建筑行业提出了做好高层建筑结构设计的要求，因此，在高层建筑结构设计中要了解高层建筑结构的特点，注意设计中的要点，重点对高层建筑结构的扭转和受力性能进行关注，在坚持安全、质量和经济的原则下，提升高层建筑结构设计的水平。

一、高层建筑的结构特点

1、重视对待轴向变形。高层建筑中，由于竖向负荷较大的原因，可能会引起在柱中较大程度上的变形，从而对连续梁、弯矩产生比较大的影响，该影响包括两个方面：一方面是，会增大端支座负弯矩的数值或者是增大跨中正弯矩的数值，另一方面是，减小连续梁中间支座的负弯矩值。除了这两方面的影响外，还会影响预测构件的侧移和剪力，以及影响构件的下料长度，对于对构件的侧移和剪力的影响，将其和构件竖向变形相比较，就会得出较为不安全的结果；对于对预测构件下料长度的影响，可以采取根据计算轴向变形数值，然后针对性的对下料长度进行调整分配。

2、重要的高层建筑结构设计指标是结构延性。高层建筑和低层建筑的区别之一就是：在建筑结构方面，高层建筑的结构较柔和，同时也就保障在地震作用下高层建筑的变形更大。为了避免高层建筑在遭受较大冲击后，在进人高层建筑塑性变形阶段的前提下，高层建筑仍可以具有较强的变形能力，也就是避免高层建筑的倒塌，需要在高层建筑结构设计时采取恰当合理的措施，达到保障高层建筑结构具有应对较大冲击的延性。

3、高层建筑结构设计的决定性因素是水平荷载。一方面，对于大多数的高层建筑楼房来说，竖向荷载基本上是定值，而水平荷载，比如地震作用和风负载，荷载值随着高层建筑结构动力特性的不同而发生较大程度上的浮动变化；另一方面是，由于高层建筑楼房自身的重量和楼面引起的弯矩和轴力的数值，与建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷载产生的倾覆力矩和引起的轴力与建筑物高度的二次方成正比。

三、高层建筑结构设计的要点

1、高层建筑的构造措施

高层建筑结构设计中要重点对剪力、压力、柱体等相关结构和特性进行强化，同时要加强弯力矩的防护，提高拉力的大小，提升构造梁的性能，要注意对薄弱部位的加强，特别重点考虑的构造要点有：延性、温度应力、薄弱层厚度，钢筋锚固长度，抗震结构层次等主要环节，要达到高层建筑结构的设计合理化，就必须做好上述构造方面的设计。

2、高层建筑结构的计算简图

计算简图是高层建筑结构设计和高层建筑结构计算时的中要基础，因此，需要选择适宜的高层建筑结构计算简图。在计算简图中要对高层建筑结构的刚节点和铰节点进行重点把握，同时要控制计算简图的误差，使其限定在高层建筑结构设计的允许范围中。在高层建筑结构计算简图的应以中要对构造的重点防护措施进行强化，这样有利于控制高层建筑结构的稳定。

3、高层建筑结构的方案

结构方案的经济性、科学性和合理性是整个高层建筑结构设计的关键，要采用高层建筑结构的合理形式和经济形式，这样可以使高层建筑结构得主要性能和要求达到相应的设计。在方案中要注意竖向和水平向的规则，同时，要注意在同一结构单元内不能应用同样结构体系和方式，以避免高层建筑结构出现问题。

4、高层建筑的基础方案

在高层建筑结构进行基础设计师要重点考虑高层建筑结构的荷载分布、高层建筑工程的地质条件、高层建筑的施工条件。设计高层建筑结构时要重点考虑到对地基潜力的挖掘，因此，在高层建筑结构设计阶段要对工程地质勘查报告的内容和技术参数进行重点了解，以便形成具有科学性和合理性的高层建筑结构基础方案。

四、高层建筑结构设计的基本要求

1、高层建筑结构设计的规则性

高层建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，应采用规则的设计方案，不应采用严重不规则的结构体系。高层建筑结构设计应该具备多道抗震防线；具有合理的承载力和刚度分布的结构水平和竖向布置，避免因扭转和突变效应造成局部薄弱部位。

2、高层建筑结构设计的平面规则布置

高层建筑结构平面布置需要能抵抗竖向和水平荷载，对称均匀，明确受力，传力直接，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑的平面要简单规则，在风力作用下可以适当放宽要求。建筑的抗震设防要求建筑的平面形状宜对称、简单、规则，才能达到减震的目的。

五、高层建筑结构设计问题的防范和处理

1、高层建筑结构设计中的扭转问题

在进行结构设计时，我们需要建筑的三心尽可能汇于一点，即三心合一。高层建筑结构设计的扭转问题就是指建筑的三心在结构设计过程中未达到统一，结构在水平荷载的作用下发生扭转振动的效应。

2、高层建筑结构的受力性能

对于高层建筑物最初的方案设计，建筑师考虑更多的是应该是它的受力性能，而不是详细地确定它的具体结构。沉降缝两侧单元层数不同时，由于高层的影响，低层的倾斜往往很大，因此沉降缝宽度可按高层单元的缝宽要求来确定。

3、高层建筑结构设计中的其它问题

一是，剪力墙的墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱，或在墙内设置型钢等至少一种措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。二是，对各抗震等级框支梁纵向钢筋的最小配筋率提高了要求，同时增加了最小面积配箍率的要求。三是，严格要求各抗震等级剪力墙在各种情况下的厚度与层高。四是，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。

六、结束语

综合全文，近些年我国的高层建筑建设行业迅速发展，而高层建筑结构设计是高层建筑建设行业的关键因素，高层建筑建设行业的进一步发展，使得对高层建筑结构设计质量的要求越来越高。高层建筑结构设计质量好坏直接影响到整个高层建筑是否具有安全性，直接影响到高层建筑建设行业是否达到可持续发展。本文从高层建筑结构设计的原则人手，对高层建筑结构设计的特点进行详细的概述，进而引出高层建筑结构设计中应该注意的问题，并对这些问题进行简单的概括。

[参考文献]

篇（3）

Abstract: with the development of land resources, the growing tension, high-rise building more and more as the choice in the urban construction and development of a kind of form of construction, and the design of the building structure changes more and more, building type and function more and more complex, high-rise building structure design also has become more and more high building structure engineering design work of the difficult points and key. So the article through the structure design of a high-rise building, and discusses the design put forward that should be paid attention in the main points, for everyone to discuss and study.

Keywords: high building; Structure design; Design choice; points

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号

前言

高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。

一、 高层建筑结构体系的选择分析

高层建筑结构是否合理、经济的关键就是高层建筑抗侧力结构体系的选择是否合理，抗侧力结构体系有框架、剪力墙、框架－剪力墙、框架－核心筒、筒中筒等。对结构选型来说，没有普遍使用的选择标准，往往是随着建筑的环境、功能要求有所变化，每一选择都有其优劣这就需要结构工程师认真地对比和考虑。例如：框架结构建筑平面布置灵活，构件类型少，设计和施工都较简单，但其抗侧刚度小，当建筑较高时，梁柱截面大，影响室内使用空间；剪力墙结构整体性好，抗侧刚度大，侧移小，但其平面布置不灵活，一般适用住宅及旅馆；而框架－剪力墙结构则综合了框架结构和剪力墙结构的优点，并可以设计成双重抗侧力体系，框架－剪力墙结构设计中要注意的就是剪力墙的布置要均匀，刚心与质心重合或相近，且剪力墙数量不宜过多，满足规范的侧移限值即好。框架－核心筒的受力性能与框架－剪力墙相同，由于外框架间距大，使得建筑空间大而灵活，采光好，是高层公共建筑和办公用房的理想选择，在高度较高时，还可以加伸臂减小侧移。筒中筒结构由于柱距小近年已较少应用。

二、 高层建筑结构设计特点

2.1水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2 轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

2.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2.4结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

三、 高层建筑结构设计的基本原则

3.1以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的结构形式。即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，随着第一道防线破坏，结构变柔后仍有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。

3.2 在对结构进行分析计算时，应该运用最简单、最直接、概念最清楚的计算方法，将结构的受力与传力途径设计成简单、直接、明确。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。

3.3 尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度中心(简称刚心)和建筑物表面力(风力)作用中心或质量重心(质心)靠近或重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应。

3.4建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，避免出现软弱层和上下层间的剪切刚度、弯曲刚度和轴压刚度的突变。

3.5 应重视上部结构与其支承结构整体共同作用的机理，即传力与受力结构两者之间的共同作用；例如，在高层建筑的箱基和筏基的底板设计中，计算软件无法进行上部结构－地下室－地基基础的相互作用分析，计算出来的底板内力远远大于底板实际受到的内力。

四 高层建筑结构设计的设计方法要求

4.1屋面活荷载取值

框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年，不打算修改。但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到0.5kN/m2。《钢结构设计规范》征求意见稿规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6。门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有克扣荷载情况，今后应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“挖潜”。

4.2屋脊垂度要控制

框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不明确，它可能讲课时说过不包括屋脊点垂度。现在了解到，美国是计算的。他们作框架分析，一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。现在打算做个规定，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。

4.3钢柱换砼柱

少数单位设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。还有的单位，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。建筑结构是一门科学，如果不按科学办事，是要吃苦头的。今后国家要执行建筑法，实行强制性条款，违反其中一项，出了工程事故，是要受罚的。

五 高层建筑结构设计应注意的要点

在高层建筑的抗震设计中，概念设计的思想也得到延伸，所以结构工程师必须对结构地震破坏机理有深刻的认识，对地震试验研究成果有一定的理解，这样才能从概念上作出判断，并采取措施。我国的抗震设防目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。抗震结构构件必须有足够大的承载能力，足够的刚度、延性和耗能能力，以达到抗震设防目标。在同一地震作用下，刚度小的结构变形大，刚度大的结构变形小，所以，对同种材料而言，钢筋混凝土框架结构比设置了剪力墙的钢筋混凝土结构震害严重。另外，建筑的体型和结构总体布置也是在抗震设计值得特别重视的，平面形状上宜简单、对称、避免过多的外伸、内凹、避免细腰形和角部重叠平面；电梯、楼梯的布置尽量避免布置在端角和凹凸处；避免错层布置等。建筑立面也应是规则、均匀、从上到下外形变化不大，没有过多的外挑内收，避免突变。还有一点就是建筑的非结构构件与建筑主体结构必须存在可靠连接，使其在地震时不脱落，以免发生倒塌伤人。

六 结论

随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式，材料，力学分析模型都将日趋复杂多元，为了满足市场的要求，高层建筑结构设计师必须严格执行设计标准，根据工程实地情况选择合理的结构方式，注意高层建筑结构设计的难点和要点，为后期的施工打下良好的基础。

参考文献

[1]肖峻．高层建筑结构分析与设计[J]．中化建设，2008，（12）．

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中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

我国经济的发展带动建筑业的快速腾飞，同时建筑技术也有了质的飞跃。高层建筑通过合理利用有限的土地面积，发展无限的空间并进行合理的利用，给城市用地紧张缓解城市人口压力带来了福音，并一跃成为建筑的主流导向，俨然已成为城市高度发展的标志。高层建筑结构建筑层数多、结构的复杂程度大、施工困难、管理复杂、工序繁多、建设周期长、质量难以保证等诸多的特殊性，给设计施工带来了许多不便。本文从高层建筑结构设计角度出发，针对高层建筑结构的特点和设计中存在的问题，分析总结了设计中的要点和应注意事项，提出了设计要点的控制措施，为相关结构设计人员提供借鉴和参考。

2 高层建筑结构设计特点分析

水平荷载、轴向变形、结构侧移和结构延性是目前高层建筑结构设计中需要非常重视的设计关键环节，下面进行一一分析和讨论：

1)水平荷载。之所以将水平荷载认定为高层建筑的决定因素，是因为水平荷载对高层建筑结构安全性的影响已经超过的竖向荷载对结构安全的影响。竖向荷载包括结构自重和作用在其上的使用荷载，它所产生的轴力和弯矩的大小，只与建筑高度的一次方成正比，与此同时，水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩、和由此引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比。因此，随着高度的增加，很小的水平荷载作用就会引起较大的倾覆力矩和轴力，而且水平荷载主要是由风荷载和地震水平分力来产生，这些力的数值大小都是不确定性的，动态的。也就是说，水平荷载大小随着结构动力特点的不同幅度变化较大。因此，水平荷载已成为高层建筑安全性能的一个主要决定性因素之一。

2)轴向变形。轴向变形对结构的影响表现在连续梁支座的安全和预测构件的下料长度方面。在高层建筑结构中，竖向荷载较大，从而导致柱中的挠度较大，这会对连续梁的弯矩产生直接的影响，导致连续梁跨中正弯矩和端支座负弯矩增大。而中间支座附近的负弯矩减小，危及到连续梁的安全性能。预测构件的下料长度，也会受较大的轴向变形所影响，因而要求在计算下料长度时，要根据轴向变形的计算数值大小，进行下料长度的调整，否则会引起不安全后果。结构构件的剪力值大小也受到轴向变形的影响，在进行构件竖向变形比较后，得到的结果可能安全度不够。

3)结构侧向位移。高层建筑和低层建筑的几何变形相比，侧向位移是需要在结构设计中认真重视的关键所在。随着高度的不断增加，侧向位移的大小受水平荷载影响很明显，水平荷载越大，侧向位移越大，对结构的安全影响就越大。因此，规定一个安全的容许范围，设计计算要将侧向位移控制在此范围内，减少高层建筑结构的安全影响。

4)结构延性。延性是建筑结构的一项重要的设计指标，高层建筑结构与低层建筑结构相比，更具有柔韧性和延展性，建筑结构的整体变形相对更大一些。在风力、地震力的水平作用下，高层建筑结构先处于弹性状态，如果作用力的大小超过了弹性极限，那么结构就会进入塑性变形阶段，此时的变形无法恢复，如果继续破坏就会达到破坏阶段，为此要在塑性阶段保证结构具有持久性，也就是采取适当的措施，加大结构的延性，避免结构受损破坏。

3 高层建筑结构设计的要点分析控制

3.1 重视结构的高度

结构的总体高度受规范标准的影响，主要体现在抗震规范、高层混凝土技术规范中。新规范对高度、超高等进行了严格的划分，A级高度和B级高度，在高层建筑结构设计中，之前的一些处理方法和措施都有一定的改变，而且高度越高，结构安全影响因素越多，如果忽略这些问题，就会产生非常大的风险。实际工程中如果忽略此问题，施工图的审查过程将受到限制，造成重新设计，如果进行专家论证继而影响工期、造价等一连串的规划设计施工，给项目带来很大麻烦。高度达到一定的程度，建筑结构会发生质的变化，比如安全指标、力学模型选择、荷载、材料等

3.2 选择合理的结构体系

建筑结构体系有很多种，钢结构、钢筋混凝土结构是目前主流的结构形式，选取哪一种是结构设计人员要面临的抉择，不能随意选取。结构转换层和加强层的设置影响到结构体系的直接选取，在结构体系之间或者柱间距发生变化时，就需要设计转换层，直接的影响就是结构的刚度突变，影响到相邻的柱构件的受力情况，剪力增大导致很难实现转换层与体系连接处的强柱弱梁。因此，在需要转换层或者加强层的设计中，结构体系的刚度要低，避免刚度发生太大变化，根据我国的建材市场产品性能和品种，可以使用钢骨混结构、钢管混结构或者钢结构。

3.3 考虑结构的细节问题

结构的设计要重视保证结构的规则性、剪力墙和嵌固端的设置。平面规则的建筑结构给设计施工带来方便，而且规范要求建筑物不能采用不规则的方案，在平面规则性也做了严格的限值。为的就是避免在后期的施工图设计造成不必要的麻烦和不便。短肢剪力墙是设计中受到限制最多的，因此在设计中要避免出现短肢剪力墙，如果出现，要符合各种要求。嵌固端一般出现在地下室顶板处，人防的顶板位置。嵌固端的设计需要按照规范要求进行，例如，嵌固端上下层的刚度比值的选取、抗震等级一致的要求、嵌固端和抗震缝的相对位置要求，如不满足要求，会对工程产生严重影响。因此要重视嵌固端的设计。

3.4 考虑结构抗震

高层建筑结构极易出现三心不重合的情况，即产生结构的扭转效应。若受到地震的作用，会加剧结构的破坏，而且会影响到邻近建筑物的安全。结构抗震是设计中必不可少的环节，尤其是高层建筑。结构的应力集中，会影响对结构安全性能，常出现在凹凸的拐角处，要引起重视，避免出现这种情况，或者采取补救措施来减小这种应力集中现象。高层建筑结构在竖向极易出现刚度突变和薄弱层，因此在进行抗震设计时要注意防震缝的设置，是设计时容易忽视的问题。抗震设计规范提出的三大设防、两阶段设计，要引起设计人员的重视，具体可以参考抗震规范的要求进行。

4 结束语

高层建筑结构设计因建筑的高度变化越发复杂，而结构设计本身也是一项复杂的工作。因此，设计人员要针对高层建筑的结构特点和主要安全影响因素进行重点考虑，在严格按照规范要求的基础上进行合理的结构体系选择、高度的控制、细节的重视以及抗震的安全标准设计，同时要根据具体情况进行概念上的设计，由此作为出发点按部就班的设计，重视上述要点的设计，提高高层建筑在设计上的质量和安全性能。

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一、高层建筑结构设计特点

1、水平作用是决定因素

首先，因为结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力及弯矩的数值，仅仅和建筑高度的一次方成正比，但是水平作用对结构产生的倾覆力矩和在竖向构件中引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比；另外，对一些一定高度的建筑来说，竖向荷载基本上是固定值，但作为水平作用的地震作用和风荷载却是不确定的。

2、侧移是控制指标

和多层建筑不同，高层建筑结构设计中的结构侧移是关键因素。随着建筑高度的不断增长，水平作用下结构的侧移变形也随之迅速增加，结构顶点侧移与建筑高度的四次方成正比。所以结构在水平荷载作用下的侧移必须要控制在一定限度之内。

3、结构延性成为重要设计指标

延性是指构件和结构屈服后，在承载能力不降低或基本不降低的情况下，具有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比来表示。受弯构件会随着荷载的增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，出现非弹性变形。然后受拉钢筋屈服，受压区高度降低，受压区混凝土被压碎，最后导致构件被破坏。

4、轴向变形也不容轻视

在高层建筑中，竖向荷载数值会较大，会在柱中引起很大的轴向变形，从而导致对连续梁弯矩产生一系列的影响，使连续梁中间支座处的负弯矩值变小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值变大，对预制构件的下料长度也会产生影响，这就要求依据轴向变形计算值，对下料的长短做出相应调整；另外对构件剪力和侧移也会产生影响。不考虑构件竖向变形与考虑构件竖向变形相比较，计算结果会偏于不安全。

二、高层建筑结构设计问题

1、设计人员基础知识薄弱

在部分小型设计公司，有一些设计人员根本不了解施工工艺流程，离开设计图库和计算机作业根本不能设计和画图，缺乏施工现场设计代表的经验，不能以专业知识及经验指导施工技术难题。类似于这样一些纯粹纸上谈兵的建筑图纸，充斥着低成本小型建筑项目市场，比如说拆迁项目返建等，最终导致建筑使用寿命缩短等大量技术隐患问题。

2、结构抗震概念设计不足，标准及规范推广应用落后。

在高层建筑结构设计中，普遍存在结构抗震概念设计不充分的情况。由于我国的地震带分布不一，部分省市对于结构抗震的要求较为忽视，导致结构抗震概念设计处于缓慢发展的状态。比起日本和美国等在结构抗震概念设计领域成果突出的国家，我国的抗震概念设计标准及规范的应用推广相对较为落后。

3、建筑物超高问题

随着建筑物高度的不断加大，在抗震性能和建筑质量方面都面临着更严峻的问题。出于高层建筑抗震性能的较高需要，规范对建筑物的高度作出了严格的规定，超高建筑在设计方面要确保满足抗震的要求。在目前的高层建筑市场中，仍然存在着建筑超高但没采取更严格的措施的问题。

4、短肢剪力墙的设置

短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

三、高层建筑结构设计要点

1、地基与基础设计

地基与基础设计已经得到结构工程师的重视，这不仅由于该阶段设计过程合理与否将直接影响到后期设计工作的进行，也是整个项目成本的决定性因素。因此，这个阶段，存在的问题可能会很严重，也甚至会造成不可估量的损失。高层建筑应根据整体布局来选可满足承载力和变形的要求、并可以调整不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量， 有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，基础设计应注意本地的规范的重要性。

2、建筑结构受力性能

对于最初的建筑设计，建筑师考虑更多的是建筑的空间组合，而不是详细地确定其具体的结构。建筑物底面建筑空间的形式在水平方向和垂直方向的稳定性是非常重要的，因为一些建筑物是由又大又重的组合物来组成，因此结构必须能将它本身的重量传至基础，结构的荷载总是向下作用于基础面的，而在建筑设计中的一个基本要求是要理清所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，因此在建筑设计阶段，就有必要对主要承重柱和承重墙的数量和分布做出整体构想。

3、建筑结构设计中的扭转问题

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一，这是是结构设计的要求。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中没有做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，要在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转效果的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于街景与建筑空间的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则T形、L形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将突出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构设计布局时，最大可能使建筑状态的结构是对称的。

4、建筑高度、高宽超限问题

现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规范限值，甚至个别建筑高度和高宽比均超出规范限值。在结构设计过程中，对于建筑的高度、长宽比和尺寸的复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑，应按超限高层建筑进行设计。同时，另一点不容忽视的问题是，建筑适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外，还与场地类别与结构是否规则等因素有关，当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时，其最大适用高度应适当降低。

5、抗震设计要求更高

高层建筑结构设计的抗震设防要求，需要正确计算正常使用时的竖向荷载和风荷载，应当具有良好的抗震性能。

6、概念设计和理论计算具有同等重要性

抗震设计有两部分：计算设计、概念设计。虽然分析手段在不断提高，分析的原则在不断完善，但由于抗震设计计算是在一定的假想条件下进行，而地震作用具有很大的复杂性和不确定性，同时地基土影响和结构体系本身都极复杂，因此理论分析计算很有可能会和实际情况相差甚远。特别是结构进入弹塑性阶段后，构件局部可能会开裂甚至破坏，此时就很难用常规的计算原理去分析结构。而高层建筑的概念设计，诸多实践证明，对建筑结构设计有着重要的意义。

结束语

高层建筑在现代经济体系中已经如此发达，结构设计的相关人员追求更加合理的力学模型和更新颖的建筑物结构形式，在这一个方向上经过高素质高知识结构的专业化人才不断探索，我们可以期待，高层建筑在城市中的应用将变得空前广阔。

参考文献

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前言

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。高层建筑得到了前所未有的发展，应用于建筑工程中的材料、形式、力学分析模式也越来越复杂，结构体系更是多种多样，高层建筑结构设计也成为了工程设计师所面临的一项重大课题。因此，为了能够满足建筑的功能需求，在对结构进行设计之前，对其中所涉及的要点进行探讨和分析是必不可少的，只有在充分掌握设计要点的基础上，才能够设计出符合建筑功能要求的整体结构。

1 建筑结构设计要点

高层建筑结构设计主要是指在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。建筑结构的设计特点主要可以分为以下几个方面：

1) 水平荷载是决定因素。水平荷载对高层建筑结构具有重要的作用，也是高层建筑结构设计中所主要考虑的因素。在高层建筑中，由于竖向荷载所引起的轴力与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载所引起的倾覆力矩及竖向构件的轴力与建筑高度的二次方成正比。由此可见，随着高层建筑高度的不断增加，这个值也会随之逐渐增大，对建筑结构的影响也必然会越来越大。

2) 结构延性成为重要设计指标。延性主要是在高层结构抗震设计中采用的，结构延性主要是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始至达到最大承载能力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。随着荷载的不断增加，受弯构件受拉位置的混凝土就会出现裂缝的情况，严重的还有可能导致构件被破坏。

3) 轴向变形也同样很重要。轴向变形在结构设计中也是不容忽视的。高层建筑中所涉及到的竖向荷载值往往都比较大，很容易引起柱中的轴向变形，从而对连续梁弯矩产生一定程度的影响，同时还会影响到预制构件的下料长度。因此，建筑设计师一定要对此给予高度的重视。

2 高层建筑的结构体系

设计师如果想要对建筑的结构进行科学合理的设计，就必须全面了解其体系的构成。就我国目前高层建筑的结构体系来看，主要包括以下几个方面:

1) 剪力墙体系。剪力墙主要是指承受风荷载或地震作用所产生的水平剪力的墙体。而剪力墙体系主要是受力主体结构全部都是由平面剪力墙的构件组成的一种体系。其不仅能够承担结构中水平构件所产生的竖向荷载，而且还能够承担外部因素所引起的振动作用，比如地震作用以及风力等。剪力墙本身具有较高的强度和刚度，同时具有一定的延性，是一种不错的结构体系。

2) 框架—剪力墙体系。由于剪力墙本身具有较好的强度和刚度，因此，在框架体系的强度和刚度达不到建筑使用需求的时候，往往会采取安装剪力墙的方法来代替部分框架，二者所形成的体系就是框架—剪力墙体系。其中，框架所承受的主要是垂直荷载的力量，剪力墙所承受的是水平剪力。剪力墙的设置不仅能够在很大程度上增强建筑的侧向刚度，使其水平位移变小，而且还能够使框架所受的力实现均匀分布。

3) 筒体体系。筒体结构体系由框架—剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的。筒体结构体系是将剪力墙或密柱框架集中到建筑的内部和而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，目前在高层建筑中被广泛应用。

4） 嵌固端的设置：由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

5) 结构的规则性：新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

3 高层建筑的结构分析

3.1 高层建筑结构分析的基本假定

在进行高层建筑结构分析基本假定的时候，结构分析人员通过采用弹性假定的方法来进行。目前，弹性的计算方法已经成为了工程上最为实用的结构分析方法。通常情况下，建筑结构在垂直荷载和风力的影响下，会处于一个弹性工作阶段，在这种条件下，这种弹性假定是基本符合现实情况的。但是如果遭受到地震和强台风作用的时候，建筑就会根据实际情况产生不同程度的位移，进入到弹塑性的工作阶段。此时工作人员如果按照弹性方法对内力和位移情况进行计算，那么其结果必然不能够充分反映结构的工作状态，因此，必须要采用弹塑性动力的分析方法进行分析。此外，刚性楼板假定也是高层建筑结构分析基本假定的内容之一。

我国目前有很多随着当今建筑结构的不断改革和创新，剪力墙成为了建筑结构设计不可缺少的重要形式。因为剪力墙结构的抗侧刚度比较大、侧移能力较小、良好的抗震效果相对而言比较良好。剪力墙结构在高层建筑的设计中应用越来越普遍，人们对剪力墙结构的要求随之越高。在原来的剪力墙基础上，我们可以结合框架结构优点和弊端，从而设计出一套灵活的剪力墙结构体系，提高当前建筑结构设计的水平，具体问题具体分析，最大程度上提高和优化整体结构的设计水平。

3.2 高层建筑结构静力分析方法

剪力墙的受力特性与变形状态一般都是由它的开洞情况造成的。一般剪力墙中，它的墙肢截面高度都是厚度的8 倍。短肢剪力墙的截面高度是厚度的6.5 倍左右。剪力墙结构的计算方法可以利用平面有限单元法。此方法具有精准性和高效性，适用于多种多样的剪力墙。它的一些弊端也是显而易见的，比如特殊开洞墙、框支墙的过渡层的设计情况相当复杂，容易出差错等。

剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。

剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

4 建筑结构工程特征

合理利用土地资源、空间和节约施工成本以及保证施工的质量，是高层建筑施工过程中的主要目的。所以具备良好的空间工作性能成为高层建筑设计的必然要求，我们可以利用剪力墙结构的双向布置，设计出完整的结构空间。结构体系的主要作用是提高建筑物抗震性能，完善设计的结构，从而保证剪力墙在应用过程中的最佳质量。

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1、引言

如今，城市规模不断增大，人口不断增加，使得城市住房建设用地高度紧张，加之人民对生活质量的高标准的追求，新建高层建筑是城市发展的必然趋势。这就必然给结构工程师们对高层建筑的设计带来了许多新的课题和更高的挑战。如何设计出舒适、安全、经济、美观，同时又要符合人们精神生活要求的建筑。满足人们生产和生活的需求，是结构设计师们必须要面对和需要解决的首要问题。掌握高层建筑结构设计的要点，正确处理高层建筑设计过程中出现的问题，是每个结构设计师所必须具备的基本素质。

2、高层建筑结构设计特点分析

2.1相对于多层建筑而言，高层结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

2.2高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形， 从而会对连续梁弯矩产生影响， 造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响， 要求根据轴向变形计算值， 对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较， 会得出偏于不安全的结果。

2.3 与多层建筑不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着建筑高度、层数的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2.4高层建筑自身重量和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，与建筑物高度成正比关系；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力，是与建筑物高度的二次方成正比；此外，对某一定高度建筑物而言，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

3、关于高层建筑结构设计要点的探讨

3.1钢筋混凝土抗震墙的延性和破坏形态与墙体的高宽比和超静定次数密切相关。

为了提高抗震墙的变形能力, 避免发生剪切破坏, 对于较长的抗震墙, 应该利用洞口设置弱连梁, 使墙体分为小开口墙、多肢墙或单肢墙, 并使每个墙段的高宽比不小于3。所谓弱连梁, 是指在地震作用下各层连梁的总约束弯矩不大于该墙段总地震弯矩的20%; 连梁不能太强, 以免水平地震作用下某个墙肢出现全截面受拉,这是比较危险的。但是, 考虑到耗能, 连梁又不能太弱, 连梁弱到成为一般小梁时, 墙肢就变成单肢墙, 而单肢墙的延性很差, 仅为多肢墙的一半, 且单肢墙仅具有一道抗震防线, 超静定次数少, 在地震作用下是很不利的。

在实际设计中, 对连梁的刚度都要进行折减, 这是因为剪力墙的刚度一般都很大, 在水平力作用下, 剪力墙中的连梁会因为很大的内力而超过截面允许值, 可靠的办法是让这些连梁先屈服, 要使连梁能形成塑性铰而不发生脆性破坏, 连梁首先就必须满足强剪弱弯的要求, 对连梁的刚度进行折减实际上就是降低其抗弯能力。

规范规定, 剪力墙在端部应设置暗柱、端柱等边缘构件。这些边缘构件的作用相当于砖混结构的约束柱, 当结构的刚度较小, 地震作用下层间位移和顶点位移较大时, 边缘构件所起的作用也就越大,此时暗柱的截面和配筋就应加大。

3.2在一般情况下, 地下室外墙所承受的主要荷载为结构自重、地面活载、侧向土压力等。在已建成的高层建筑中, 地下室外墙的墙厚和配筋相差很大, 在结构可靠与经济之间选择一个合理的平衡, 是一个值得探讨的课题。地下室外墙的受力状况与上部结构类型及平面布置有很大关系。当上部结构为框架结构时, 上部填充砌体及±0.00 楼板对地下室外墙顶端的约束程度很小, 此时可假定墙体顶端为铰接。当上部结构为钢筋混凝土剪力墙结构时, 剪力墙及±0.00 楼板对地下室外墙顶部的约束程度很大, 此时可假定墙壁顶端为固接。基础的刚度一般远大于墙体刚度, 所以墙的下端一般视为固定端。在实际情况中, 考虑到边界条件不十分明确, 为安全起见, 可对同一边界采用两种不同的假设, 如按端部固定计算墙端弯矩, 按端部铰接计算墙跨中弯矩。一般来讲, 当上部结构为框架时, 地下室外墙的墙厚和配筋要大些; 当上部结构为剪力墙时, 由于正压应力的存在, 墙体厚度和配筋相对要小些。计算表明, 外墙壁配筋满足裂缝宽度要求后, 一般能同时满足承载力计算和构造要求; 而当外墙配筋满足承载力计算时, 却不一定满足最大裂缝宽度允许值要求。

3.3对高层建筑来说, 在抗震设计中, 房屋的高宽比是一个需慎重考虑的问题。

对整个建筑进行抗倾覆稳定性验算, 使地震作用下的倾覆力矩与相应的重力荷载在基础与地基交界面上的合力作用点, 不应超出力矩作用方向抗倾覆构件基础边长的1/4。

加大建筑物下部几层的宽度, 使其满足规范高宽比的限值, 从而保证上部结构的稳定。

使基础有足够的埋置深度。有些裙楼和高层主楼从地上到地下用变形缝彻底分开, 导致主楼基础埋深不够, 地震时会使建筑物发生滑移、整体倾斜甚至倾覆。

对于高宽比很大的高层建筑, 建议采用桩基础, 桩基础钢筋在承台内的锚固长度要足够大。因为桩是埋在土中的细长构件, 由于桩土摩擦力的存在, 桩的抗拔性能较好, 从而能很好地抵抗上部结构的倾覆。避免采用天然地基或复合地基上的浅基础。

3.4对于框架柱来讲, 轴压比越小, 在往复水平荷载作用下其滞回曲线越丰满, 其耗能能力越大、延性越好; 相反对于短柱, 在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反S 形, 耗能能力降低、延性较差,呈剪切破坏。对高层建筑的底部柱而言, 为了满足轴压比限值的要求,将柱截面取得很大, 但是由于层高的限制, 就使得框架柱成为短柱。在实际工程设计中, 常采用以下几种措施:

（1）框架柱的截面首先要满足规范轴压比的要求;

（2）采用高强混凝土、钢管混凝土柱;

（3）使柱的轴压比满足规范限值要求。所以采取上述措施, 并符合强柱弱梁、强剪弱弯的原则后, 底层框架柱在地震时是能做到不发生剪切破坏的。

同一楼层中各柱要尽量等刚度。地震震害表明, 长短柱共存时, 很容易因构件刚度及受力大小悬殊而各个击破, 先后依次破坏。

在框架体系或框筒体系中, 角柱的受力性能要比其它柱差。这是因为:

（1）在双向刚接框架中, 角柱沿纵横两个方向都是单边有梁, 即在重力荷载作用下, 角柱已处于双向受弯状态;

（2）在高层建筑中, 水平荷载引起较大的倾覆力矩, 框架整体弯曲时, 使角柱所受的附加轴力最大;

（3）结构的质心与刚心不可能完全重合, 在结构的扭转振动过程中, 角柱的相对侧移最大, 因此为了防止角柱的斜向压弯及扭转破坏, 不能使柱截面太小, 同时要特别注意箍筋的加密, 增加箍筋对受压区混凝土的约束作用。但是不必刻意将角柱的截面增大。

3.5要使高层建筑在遭遇强烈地震时具有很强的抗倒塌能力, 最理想的办法是使结构中所有的构件都具有很高的延性。然而在实际工程中很难完全做到这一点, 比较经济的办法是有选择有重点的提高结构中重要构件的延性。在结构竖向, 对于刚度沿高度均匀分布的、体形较简单的高层建筑, 应着重提高底层构件的延性; 对于大底盘高层建筑, 应着重提高主楼与裙房顶面相衔接的楼层中构件的延性; 对于不规则立面的高层建筑, 应着重加强体形突变处楼层构件的延性。在结构平面位置上, 应该着重提高房屋周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处构件的延性; 对偏心结构, 应加大房屋周边特别是刚度较弱一侧构件的延性; 对具有多道抗震防线抗侧力构件, 应着重提高第一道抗震防线构件的延性。

要使结构能进入弹塑性状态, 并能通过结构的塑性变形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震, 就必须做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”, 才能使结构在进入弹塑性状态后形成合理的延性较大的屈服机制。在强震作用下, 结构的内力是按照各构件的实际承载力进行分配的, 而构件实际承载力的大小和构件截面的实际配筋有关。值得注意的一个问题是, 在实际设计时, 对某些构件的配筋进行放大调整, 形成了强梁弱柱、强杆件弱节点的不利情况, 这样做的结果可以保证构件小震不坏, 但是因为没有形成延性结构就不能保证大震不倒。因此在设计工作中, 必须注意构件截面纵向钢筋的超配现象, 同时也要注意材料的超强问题。

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引言

随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高，业主及建筑师的创新艺术使得钢筋混凝土高层建筑发展被广泛应用。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求，下面就结构设计中的要点进行探讨。

1 结构的设计过程

结构设计一般分为三个阶段，结构方案．计算和施工图设计阶段。方案阶段包括：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来初步确定建筑的结构形式( 例如。砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，筒体结构，混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承霞体系和受力构件。

结构计算阶段包括：首先，荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如，风荷载，雪荷载．施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等)和内部荷载(例如．结构的自鼋荷载，使用荷载．装修荷载等等) 上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力。扭矩轴心压力及拉力等等。最后．构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如，轴压比．剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等) 来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。

施工图设计阶段包括，根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先要符合结构计算的要求，同时还要符合规范中的构造要求，最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解。这样设计出的结构，才会是合理的结构。

2 高层建筑的结构体系

2.1 框架结构体系

从结构体系上看，早期多采用框架结构。由于它平面布置灵活，空间大，能适应较多功能的需要，因此成为高层建筑的主要结构形式。但是，框架结构的侧向刚度较小，在一般节点连接情况下，当承受侧向的风力或地震作用时，将会有较大的变形。因此，限制了这种结构形式的建造高度和层数。

2.2 剪力墙结构体系

为了满足更高层数的要求，结合住宅、公寓和宾馆对单开间的需求，出现了较高层数的剪力墙结构。剪力墙结构具有良好的侧向刚度和规整的平面布置，按照功能要求，设置自下而上的现浇钢筋混凝土剪力墙，对抵抗侧向风力和地震作用是十分有利的，因此，它允许建造的高度远远高于框架结构。剪力墙结构的不足之处在于，平面布置的灵活性较差，使用上也受到一定限制。因此，它的适用范围较小，仅适用于住宅、公寓和宾馆等建筑。目前全国各地的大量高层住宅建筑，绝大多数均采用剪力墙结构。

2.3 框架―剪力墙结构体系

建筑功能要求有较大的灵活性，但同时又能满足风和地震作用的考验，取框架和剪力墙结构两者之长，形成框架―剪力墙结构。框架结构具有布置灵活的优点，而剪力墙结构具有良好的抗侧力能力，结合后的结构体系可满足一般建筑功能要求，在适当位置设置一定数量的剪力墙，既是建筑布置需要，又是结构抗侧力需要。因此，框架―剪力墙结构体系的适用范围和适应的高度较宽，是一种较好的结构体系，已广泛应用。

2.4 筒体结构

筒体结构是近年来发展起来的新体系，它的出现满足了高层建筑更高层数的要求，包括单简体、简体―框架、筒中筒、多束筒等多种形式。筒体结构具有很好的整体性和抗侧力性能，在平面布置和满足功能要求方面也有明显的优势，为众多高层和超高层建筑结构所采用。

3 抗震分析与设计在高层建筑的应用

在罕遇地震作用下，抗震结构都会部分进入塑性状态。为了满足大震作用下结构的功能要求，有必要研究和计算结构的弹塑性变形能力。当前国内外抗震设计的发展趋势，是根据对结构在不同超越概率水平的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性分析成为抗震设计的必要的组成部分。我国现行抗震规范GB 50011―2001要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下(小震)，按反应谱理论计算地震作用。用弹性方法计算内力及位移。对于重要建筑或有特殊要求时，要用时程分析法补充计算，并进行罕遇地震作用下(大震)的变形验算。

4 高层建筑结构的分析方法

4.1 基于常微分方程求解器的分析方法

对高层建筑结构分析，现在国内外学者已经开发研制了相当有效的常微分方程求解器(ordinary deferential equation solver)，功能很强，尤其自适应求解，可以满足用户预先对解答精度所指定的误差限。我国清华大学包世华教授和袁驷教授在高层建筑结构分析中应用此方法，解决了高层建筑结构考虑楼板变形时静力计算、动力计算和稳定计算。这些问题若完全用离散化方法求解，其计算量都极其巨大，用微分方程求解器法求解，因其方程组数目少，显示出极大的优越性，在高层建筑结构分析中成功地运用此方法，具有独到之处。

4.2 基于有限条法和样条函数法的分析方法

在高层建筑中，经常会遇到几何形状和物理特性沿高度方向比较规则的情况，这样的结构体系采用有限条法很有效。有限条法只需沿着某些方向采用简单多项式，其他方向则为连续、可微且事先满足条端边界条件的级数。在采用有限条法时，合理地选择结构计算模型，等效连续体的物理常数和条元的位移函数是提高精度、简化计算的三个关键。样条函数是分段多项式的一种，与一般有限单元法相比，它的位移模式曲线拟合度好、连续性及通用性强，系数矩阵稀疏、计算量小，且具有紧凑、收敛、完备和稳定等方面特征。因此，计算结果与试验结果吻合良好，不失为一种较好的方法，在高层建筑中得到了应用。

4.3 基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法

有限元，特别是杂交元和非协调元的发展，促进了分区广义变分原理的研究。清华大学龙驭球教授在分区混合广义变分原理基础上提出了分区混合有限元法。它将弹性体分成势能区和余能区，势能区采用位移单元，以节点位移为基本未知量；余能区采用应力单元，以应力函数作为基本未知量，而区交界面通过引入附加的能量项在积分意义下满足位移和力的连续条件，从而保证了收敛性，最后通过取总能量泛函为驻值建立分区混合有限元法基本方程。

4.4 基于最优化理论的结构分析方法

结构最优化设计是把数学上最优化理论结合计算机技术应用于结构设计的一种新型设计方法。它的出现，使设计者能从被动的分析、检验而进入主动“设计”。因而对于一定的空间要求，高层建筑结构的优化设计应以最小重量产生最大刚度，框架剪力墙结构中剪力墙的最优数量和最优布置是优化设计在高层建筑结构中应用的一个课题。

5 结语

总之，由于目前我国高层建筑发展迅速；机构设计中经常遇到各种问题，需要我们设计人员积累经验，利用正确概念进行设计。而创新是结构工程师对设计、业主和社会的最大贡献。所以，结构工程师必须在每一个工程项目的设计中都能做到不断地探求自然法则，不懈地追求相对的最佳最优，要通过反思比较，在经验积累中不断提高自己的判断力和创新力。

参考文献：

[1]周炳章．20年来我国高层建筑结构及抗震技术的发展[J]．建筑技术，2004(1O)

[2]王全凤．高层建筑结构力学分析的进展[J]．力学与实践，1994，16(2)

篇（9）

Abstract: office design theory based on analysis of the particularity of the design of office buildings. Expounded the basic principles of the office building design, architectural design, structural design, the important principles and design methods. Summed up the office structure design concept, to meet the evolving needs of the community.

Keywords: high-rise buildings; office; structural design

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

引言

高层办公综合楼建筑的主体结构体系只有多样性，迄今为止主要有：框架、框粱剪力墙、剪力墙、筒体、筒中筒、束筒、筒框(筒体稀柱框架结构的简称)、带支撑或带刚臂(刚性加强层的简称)的筒框、巨形支撑等等；一幢高层建筑的主体结构可以由其中的某一个体系单独构成，也可以由其中的某一个总至三个体系按不同比例组合而成。现将深入探讨关于办公楼的结构设计要点，为同行提供参考借鉴。

高层结构的均匀对称布置

对于实际工程中理想的绝对均匀对称的高层建筑结构几乎是不存在的，但是结构的均匀对称有利于结构的抗震抗风，有利于结构在重力荷载下正常工作，它是一个好的高层建筑结构设计的重要标志。

（1）结构的对称性。结构的对称性内含于建筑之中，它主要指的是高层建筑中抗侧力的上体结构的对称。对称的建筑如平向对称的筒体框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、剪力墙结构、框架结构等，一般比较容易实现结构的利称性。对于不对称的建筑如平面形状复杂的L型、T型等高层建筑，楼电梯间偏于平面一侧或一角的高层建筑等，内含结构的基本对称仍是有可能实现的，这主要取决于结构工程师结合建筑平面的功能和需要进行合理的结构布。如筒体、剪力墙的合理布置，可以设法调整结构的刚心与建筑物质心、平面的形心尽量接近，从而实现结构的基本对成。

对于结构的较大不对称，将引起结构在水平侧力作用下产生较大的扭转变形，不利于结构抗侧力，不利于非结构构件如填充墙的正常工作，同时要招致结构耗材、成本的较大增加。所以高层建筑的主体结构对称性十分重要，要注意不可能条件下尽量予以满足，这点在建筑平而布置中尤需特别加以注意。

（2）结构的均匀性。从工程实践表明，对于高层建筑结构的均匀性书要体现在以下四个方面：高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较接近、变形特性比较相近：这是因为实际的高层建筑结构都是三维空间的，实际的地震荷载、风荷载具有任意的方向性；高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀，就能具有比较良好的抗震抗风性能。高层建筑主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀、不要突变。这里主要是指主体结构的层剪切刚度不要突变。这种均匀的高层建筑结构可以避免因薄弱层的破坏而引起的结构整体破坏，尤以强震区的高层建筑结构需特别注意。

另外高层建筑主体抗侧力结构的平而布置，应注意同一主轴方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀，应避免在主体结构的布置中设置某一、二片刚度特别大而延性较差的结构，如长窄的实体剪力墙。此时，即使结构仍满足对称性和刚度的要求、但由于个别结构刚度巨大，地震发生时，将首先吸收极大的能量，应力特别集中，而容易首先招致破坏，从而引起整体结构的破坏。同一主轴方向的各片抗侧力结构刚度均匀，水平荷载作用下应力分布将比较均匀，有利于结构抗震延件的实现。

（3）高层建筑主体抗侧力结构的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀，保证主体结构具有较好的抗扭刚度，以避免高层建筑物在地震或风的扭矩作用下产生过大的扭转变形而引起结构或非结构构件的破坏。这是因为实际的建筑平面变化无穷，特别是相邻未来建筑的影响，即使自身对称的建筑，风荷载仍会产生较大的扭矩，有时将超出设计控制的范围。

（4）对于竖向构件的布置。应尽量使竖向构件在垂直荷载作用下的压应力水平接近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移。这点同样可以应用于基础设汁，要注意使基础反力水平接近、刚度均匀。当然竖向构件在垂直荷载下压应力水平(即轴压比：竖向构件组合设计压应力与该构件截面混凝土设计强度之比)绝对的一致是不可能的，但是竖向构件在垂直荷载下压应力水平就已经有较大差异的高层结构显然是不合理的。因为压应力的二次转移是以楼屋盖梁板变形协调传递为代价的，势必要使楼屋盖梁板产生一定的附加二次内应力从而增加其用钢量和断面，造成材料的浪费和造价的增加。同时要指出的是，垂直荷载下竖向构件压应力水平的调整协调十分复杂，它取决于整体结构的实际施工构成过程，实际的垂直荷载作用的时间、混凝土材料的徐变、收缩特性等，影响十分复杂，设计时很难事先予以准确的控制；因此到目前为止，尚无较好的软件来实现这个复杂过程的准确计算反映。这反过来又极易给结构造成内在的隐患。所以对于垂直荷载下竖向构件压应力水平接近均匀是最合理优化的结构选择；实际的高层建筑结构设计应该也是不难能够实现它的。

高层办公综合建筑结构的复杂性

3.1主体结构的转换

对于下部商业空间、上部住宅公寓的综合楼，下部商业空间通常希望采用比较规则的大柱网框架体系，上部住宅公寓为避免室内出现较大的柱子利于防火、防盗、隔音，改善使用条件，又通常希望采用大开间的剪力墙体系。这二种体系的结合，必然要产生左体结构由上部剪力墙结构到下部筒体框架或框架剪力墙结构的转换。

对于上部酒店客房下部大堂、商务、会议、健身、商业等的综合楼，下部建筑空间，通常希望采用规则的大柱网框架体系，上部酒店客房通常希望小柱网、薄壁柱，以减小房间内柱子尺寸，便利于客房室内布置，提高客房的使用标准，客房内也通常希望避免布置梁格，可提高室内净高，避免吊顶、改善室内空间。这二种体系的结合，必然要产生主体结构中上部小柱网、薄壁柱到下部大柱网的转换。从国内外这种主体结构的转换已有大量成功的工程实例，事实证明，这些必要的转换不仅具备建筑的合理性也具备结构的可行性，关键在于建筑师、结构工程师密切的配合和精心的设计。

3.2结构空间的渗透

由于建筑造型和建筑功能的需要，某些高层办公楼、高层酒店建筑中，有时需要设置几层高、甚至通高的共享空间，有时需要局部设有几层通高的绿化空间，相应部分的楼盖被抽空，通常高层建筑结构中基本常用的设计假定——刚性楼盖假定难以实现，甚至使部分结构形成长、短柱，结构受力比较复杂。

办公楼结构节点形式

对于办公楼采取现浇钢筋混凝土结构情况时，钢筋混凝土结构一般适宜设汁成刚性连续节点，即节点具有转功的约束，此时施工简便，结构整休性好；同时结构各部分构件受力较均匀，有利于充分发挥所有结构构件的抗侧力作用从而提高结构的抗侧刚度。对于钢结构或钢很凝土组合结构，则其水平构件、文撑构件与柱、墙之间的连接一般适宜设计成铰节点，即节点仅能传递剪力，具有平动约束，而无转动约束。此时的节点一般由梁腹板与柱节点外伸连接板螺栓连接或焊接构成，施工快捷简便，节省工地劳动力，这在劳动力昂贵的西方发达国家尤其适用：此时梁可按简支设计，支撑可按轴心受力构体设计，受力十分明确。但是相对来说，此时结构的整体抗侧刚度相比连续节点的结构整体刚度要有所减弱，而且需要有专门的抗侧力结构体系如支撑、抗弯框架等来构成结构的整体抗侧刚度，以保证结构的抗侧力工作以及结构的整体稳定性。

结语

高层办公综合楼建筑结构的多样性发展，为建筑师、结构工程师对高层建筑结构体系、材料、构造的优化选择提供了可能。建筑师从事高层办公综合楼建筑设计时，思路要开阔、概念要清楚，选取适合具体工程命题的结构体系、形式、材料、构造的选择并不具有唯一性，而是可以从多种选择中作出抉择。结构工程师从事高层建筑结构设计时，同样应该理解、支持和帮助建筑师针对不同的建筑功能作出切合实际的合理的结构体系、形式、材料、构造的选择。

参考文献：

篇（10）

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

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：

一．工程概况

某超限高层建筑，总建筑面积为4.797万。本工程地下3层，地上39层，地上通过抗震缝分为两栋楼，房屋高度120.18米，采用部分框支剪力墙结构体系，其中部分剪力墙在2层转换。地基基础设计等级甲级。混凝土结构的环境类别为一类及二a类，相应地，混凝土结构的裂缝控制等级为Ⅲ级（对一、二a类环境分别为wlim=0.3mm及0.2mm）。混凝土受弯构件的挠度限值按跨度由小到大依次为l/200、l/250。建筑场地类别Ⅱ类，抗震设防烈度Ⅶ度，设计基本地震加速度值为0.10 g。

二．建筑结构选型

（1）主楼高度（±0.00以上）120.13m，地面以上结构层为39层，其中出屋面3层，高度为8.8m。

（2）建筑规则为平面扭转不规则；平面凹凸不规则；布置不均匀；结构层第2层为转换层，竖向构件布置不连续； 其他不规则（局部穿层柱）。

（3）本工程为现浇钢筋混凝土结构，楼盖整体性好。

（4）结构类型：框架―剪力墙结构，属于复杂类型。

（5）超限类型：本工程高度超限；扭转不规则、凹凸不规则、构件间断（带转换结构）；

其他不规则（局部穿层柱）。

（6）抗震等级：本工程地上剪力墙抗震等级为一级，地下则同首层一样；地上框支框架抗震等级为特一级，地下二、三层则是逐层降低一级。

三．结构结果分析

（1）计算软件：PKPM系列结构分析软件SATWE模块，中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制。

（2）楼层自由度为3（刚性楼板）。

（3）周期调整系数：0.9。

（4）主楼结构总重： 5.72万吨（SATWE）。

（5）基底地震总剪力：32581 KN（X向）36421 KN（Y向）（SATWE）。

（6）扭转位移比：X向1.17 ；Y向1.28。

（7）转换层的上下刚度比：0.6027。

（8）最大轴压比：n=0.85。

（9）最大层位移角为1/1176，在17层（SATWE）。

（10）时程分析采用人1/1176工模拟的加速度时程曲线，选用了两组实测波和一组场地人工波进行弹性动力时程分析。弹性阶段的时程分析，构件内力，侧向位移小于采用振型分解反应谱法的构件内力和侧向位移。

四．结果计算

（1）在风荷载及地震作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。

（2）墙、柱的轴压比均符合《建筑抗震设计规范》和《高规》的要求，转换层以上柱子轴压比小于［0.85］，框支柱轴压比小于［0.6］。

（3）按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δμ/h =1/941满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.6.3条要求的1/800。

（4）塔楼满足（JGJ3-2002）关于复杂高层建筑结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比最大值为0.729，不大于0.85的规定。

（5）塔楼满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于复杂高层建筑各楼层的最大层间位移不应大于该楼层两端层间位移平均值的1.4倍的规定。

（6）除转换层外，塔楼各层均满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于各楼层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%，并不小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%的规定。

（7）塔楼满足（JGJ3-2002）第E.0.2条关于转换层上部结构与下部结构的等效侧向刚度不应大于 1.3 的规定。

（8）除转换层外，塔楼各层均满足（JGJ3-2002）第4.4.3条关于楼层层间受剪承载力不宜小于相邻上一层的80% 的规定。

（9）塔楼满足（JGJ3-2002）第3.3.5条关于按时程曲线计算所得的结构底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的规定。

五．屈服判别法分析

按本工程在设防烈度地震作用下的抗震性能目标的要求，对其进行中震屈服判别分析，以判别结构在中震作用下的抗震性能。框支墙柱、框支梁在设防烈度地震作用下的抗震性能为中震弹性，标准层剪力墙的抗震性能为中震不屈服，连梁、框架梁的抗震性能为中震少量屈服，判别结果如下：

（1）框支墙柱、框支梁：个别构件需按中震弹性及小震计算结果进行包络设计,可满足中震弹性的抗震性能目标。

（2）底部加强区剪力墙：个别构件需按中震弹性计算结果进行设计,可满足中震抗剪弹性的抗震性能指标。

（3）标准层剪力墙: 个别剪力墙需按中震不屈服计算结果及小震计算结果进行包络设计，可满足中震不屈服的抗震性能目标。

（4）连梁、框架梁: 中部楼层部分连梁、框架梁出现屈服，通过实配钢筋并考虑放大，可满足少数连梁、框架梁屈服的抗震性能指标。

六．大震弹塑性分析

采用PERFORM-3D软件对结构进行弹塑性时程分析得到以下结论：

（1） 对结构输入峰值加速度为220gal的ELCentro波和安评波，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；

（2）连梁和框架梁出现弯曲塑性铰，梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀，计算结果显示柱未出现屈服，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；

（3）层间位移角曲线不存在突变的情形；

（4） 综合以上，认为该结构能够满足“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。

七．结构超限的抗震加强措施

（一） 超限情况

（1）房屋高度120.18米，超过《高层建筑混凝土结构技术规程》4.2.2规定的钢筋混凝土部分框支剪力墙结构房屋最大适用高度A级最大高度100米、B级120米的限值；

（2）本工程首层（二层楼面）设置梁式转换结构，属于竖向抗侧力构件不连续的竖向不规则结构；

（3）标准层在水平地震考虑质量偶然偏心作用下，结构楼层的扭转位移比大于1.2，属于扭转不规则的平面不规则结构；

（4）标准层楼板存在凹凸不规则，属于凹凸不规则的平面不规则结构。

（5）局部穿层柱，属于其它不规则类别。

（二）针对本工程超限情况，采取了以下措施：

（1）采用三个不同力学模型的空间分析程序SATWE、MIDAS GEN、ETABS进行分析计算，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。

（2）采用SATWE软件进行了弹性时程分析，三条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。

（3）对结构在设防烈度地震作用下的分析结果表明，个别框支墙柱需按中震弹性及小震计算结果进行包络设计,可满足中震弹性的抗震性能目标。

（4）用PERFORM-3D进行了结构在大震作用下的弹塑性动力时程分析。

（5）采用ETABS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，可以认为本工程楼板在常遇地震作用下处于弹性状态。