浅析高宽比超限高层建筑结构设计_张大伟
高宽比超限高层建筑设计
高宽比超限高层建筑设计摘要：为了最大限度的获取土地的经济效益，建筑开始进军第三维空间，并且愈演愈烈，高宽比超限的高层建筑在现在社会是越来越常见，本文结合笔者的实践经验对某高宽比超限的高层建筑进行计算和分析，并对该建筑进行了合理的设计，从而为以后同类建筑的设计人员提供参考。
关键字：高宽比超限;计算分析;抗震加强措施1 工程概况某栋高层建筑层数为28，其中局部层数为31，另带负2层得地下室，此建筑除地上第一层高为3.6米外，一层以上的各层高度均为3.9米。
本建筑主体高83.4米，计算宽度为12.1米，其结构为现浇混凝土剪力墙，其平面为矩形，如图1所示，为标准层平面图。
建筑外墙厚度为300毫米，建筑地上1、2、3层内墙的厚度是250毫米，其上各层内墙厚度均为200毫米，在建筑的中央部分，由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护形成中央核心筒的厚度均为250毫米，建筑抗震设防烈度应为8级，基本地震加速度为0.20倍的重力加速度，地震分组为第二组，特征周期0.4s，Ⅱ类场地。
2 地质概况本工程所在地自上而下的岩体组成依次为杂填土、黄土状粉土、粉细砂、卵石层，其中卵石层位于地下7.0—8.5米，并且其分布中密，地基能够承载500千帕的作用力，在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值即面向模量为50兆帕。
此处地下水管位置较深，在进行设计时，可不考虑其影响。
3结构设计本工程建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为8，丙类(0.20g,第二组)；此建筑设计使用年限为50。
3.1 上部结构选型本工程上部结构是全现浇混凝土剪力墙结构，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3 - 2002 规定，该建筑结构属于A级高度钢筋混凝土高层结构。
剪力墙抗震等级为一级。
嵌固端选取±0.000楼板处；本工程中建筑的高宽比为83.4/12.0=6.89。
3.2 基础和持力层选型根据建筑所在地的地理位置和地质条件可知，本工程建筑适宜采用平板式筏形基础，即在本建筑地表上，将场地平整后用压路机将地表土碾压密实，然后在持力层上，浇筑钢筋混凝土平板，本建筑的持力层为卵石层，筏板厚度为1. 50米，基础深度为9.60米，与建筑高的比值约等于1/8.69，满足有关规范中大于1/15的要求。
高层建筑结构设计高宽比问题的思考
高层建筑结构设计高宽比问题的思考摘要：近年来，随着高层建筑及住宅建筑的大力兴建，建筑体型越来越新颖,“超薄建筑”大量涌现，这就结构设计者带来了很大的挑战。
本文结合笔者多年的工程实践，对高层建筑结构设计高宽比的问题，展开了分析探讨。
关健词：高层建筑结构设计高宽比1关于宽度计算对于高宽比中的宽度,虽然《混凝土高规》4.2.3条的条文解释已有说明,但在具体执行中,仍存在各种不同的理解,摘录探讨如下:1.1最小宽度一般理解为平面的最小进深,常有设计人员将《混凝土高规》条文解释中的“最小投影宽度”理解为各方向的最小宽度。
由于采用最小宽度将忽略平面短向的突出物,使得平面整体刚度并未得到体现。
因此这一理解与《混凝土高规》的条文解释中关于“最小投影宽度”的说明并不符合,且偏于保守。
1.2加权平均宽度加权平均宽度即按结构平面各凹凸部分分段加权后的平均宽度。
B=ΣLiBi/ΣLi(1)式(1)中:Li—分段长度;Bi—分段宽度。
虽然在一定程度上考虑了平面凹凸后的综合宽度。
但其属于平面加权的数学概念,没有直接与结构抗侧刚度发生关联。
仍属于偏保守的计算方法。
1.3最小投影宽度这是《混凝土高规》条文解释提出的计算方法,《混凝土高规》4.2.3条文解释中提到“在复杂体型的高层建筑中,如何计算高宽比是比较难以确定的问题。
一般场合,可按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比”,“对于不宜采用最小投影宽度计算高宽比的情况,应由设计人员根据实际情况确定合理的计算方法”。
条文解释明确了以“最小投影宽度”作为高宽比计算指标,但并未明确复杂情况下“合理的计算方法”的具体内容。
由于结构平面短向突出部分占结构纵向长度的比例可大可小,若采取投影宽度将得到同一结果,显然不能完全体现与刚度关联的原则。
另外,“最小投影宽度”也未解释悬挑构件是否应列入高宽比计算范围,容易造成误解。
王亚勇、戴国莹在《建筑抗震设计规范疑问解答》中也阐述了对最小投影宽度的理解。
浅谈高宽比超限高层剪力墙结构设计要点
实验与研究0 引言居住空间的舒适性是人们追求的目标，为了更好的通风、采光等条件，薄型建筑出现得越来越多，这对于结构工程师在房屋高宽比抗震性能研究和高宽比超限抗震加强措施方面的要求也越来越高。
高宽比的控制不仅体现在经济性上，其限值也不是一个简单的经验性宏观数据，而且与结构整个体系的设计密不可分。
钢筋混凝土剪力墙结构作为优选的结构型式之一，主要受力构件剪力墙的设计不仅要遵循短肢剪力墙较少、外纵墙宜全部落地、确定合理抗震性能目标的总体设计，还应采取比规范、规程更严的抗震措施和抗震构造措施，才能保证结构在各个地震水准下可靠的安全性和功能性。
1 规范要求实际工程中常会遇到高宽比超限的结构。
当8度区的高层板式建筑(住宅或酒店)进深为14~16m时，只要结构稍微有些设计高度，就会面临高宽比超限问题。
高宽比是衡量结构抗侧刚度、整体稳定性、抗倾覆能力、承载能力和经济合理性的一个宏观指标，可以对结构形体的合理性作一个初步判断。
《高层混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）第3.3.2条对高层建筑最大高宽比的限值与结构型式有关，不再区分A级高度和B级高度高层。
目前来看，这个限值的经济性、合理性是经过许多实际工程检验认可的。
《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（以下简称《超限审查要点》）中虽未对高宽比有明确限值，但在实际的超限审查中会予以考虑。
近年来，甘肃省超高层住宅建筑越来越多，针对这一情况，出台了《甘肃省钢筋混凝土高层建筑结构高宽比超限抗震措施暂行规定》（以下简称《暂行规定》），解决了房屋高宽比较大时设计人员无相应的设计依据、采用的计算分析方法及措施差异较大、审查人员缺乏统一的定量审查标注等问题，就高宽比适用范围、设计原则、总体设计、抗震验算、构造措施提出了统一规定。
同时，甘肃省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会还编写了《板式超高层住宅剪力墙结构高宽比超限抗震加强措施控制指标表》，规定了高宽比范围比2012年版《高规》限制大于1、小于4情况的抗震加强措施。
浅析高宽比超限高层建筑结构设计
地下 ２层 ， 地上 ３ Ｏ层 ， 地下 ２层 为 战时核 六级 人 防 ，
②卵石层 ， ③ 砂岩层 。②层 卵石层 顶埋 深 ９ ． ７ ０～ １ ３ ． ３ ０ ｍ， 层面稳定 ， 中密 一 密实， ＝ ５ ０ ０ ｋ Ｐ ａ 。场地 地下 水位埋 深在 ６ ． ０～ ７ ． ０ ｍ范 围内， 对 混凝 土 结 构
表１ 多遇地震 作用下整体计算结果
根据上述整体计算 结果 ， Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 、 Ｐ Ｍ Ｓ Ａ Ｐ计算 结果基本相 同， 结果均符合规范规定的合理范围内。
４ ． ２ 多遇 地震 作 用 下的结 构弹 性动 力 时程分 析
条人工模拟加速度时程曲线 Ｒ Ｈ １ Ｔ Ｇ ０ ４ ５ 进行结构弹 性 动力 时程 分析 。时程 分析 所 用地震 加 速度 时程 的 最大值为 ７ ０ ｃ ｍ ／ ｓ 。经计算得这三条波及平均基底
析， 并 采取多重 构造措施 ， 以达到对结构整体刚度 、 抗倾 覆能力 、 整体稳定、 承载能力和经济合理性 的宏 观控制。
关键词 ： 高宽 比超限 ； 结 构分析 ； 弹性 动力 时程 分析 ； 弹 塑性 分析 ； ｇ ｇ 造措施
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ １ ． ４ １
１ 工程概况
３ 设计要求及结构选型
２ 设 计依据及 条件
２ ． １ 自然 条 件
建筑抗震设 防类别 为丙类 ， 建筑结构安全等级 为二级 ， 设计使用年 限为 ５ ０年 ， 地基基础设计等级 为甲级 。结构采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构 ， 剪 力墙抗震等级为一级。基 础采用 混凝土平板式 筏
基本 风 压 Ｗ ０ ＝０ ． ３ ３ ｋ Ｎ ／ ｍ ２ ；基本 雪 压 ｓ ０ ＝０ ． １ ５
浅析高宽比超限高层建筑结构设计
浅析高宽比超限高层建筑结构设计摘要：高层建筑的高宽比是对结构整体刚度、抗倾覆能力、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。
近年来，高层住宅建筑中为了追求更好的朝向和较好的通风效果，提高房屋建筑品质，提高土地的利用率，获取较高的经济效益，“超薄建筑”越来越多，高宽比超限的高层建筑大量涌现。
高宽比超限给设计带来了一定的计算分析难度，在设计过程中需要对高宽比超限结构采取一定的加强措施。
关键词：高宽比算法；高宽比超限；计算分析，抗震加强措施1、建筑的高宽比的算法房屋的高宽比为室外地面以上房屋高度H与建筑平面宽度B之比。
当建筑平面为非矩形时，平面宽度可取等效宽度Bt，Bt=3.5r，r为结构平面（不计外挑部分）最小回转半径，对突出建筑平面很小的局部结构，一般不应计算在内。
对带裙楼的高层建筑，当主裙楼相关范围内的面积和刚度超过其上部塔楼面积和刚度的2.5和2.0倍时，计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙楼以上塔楼结构考虑。
2、高宽比超限结构的总体设计、计算分析方法及参数控制原则2.1高宽比超限结构的总体设计《高层建筑混凝土结构技术规程》规定了对不同的结构体系在不同的抗震设防烈度下适用的最大高宽比。
针对高宽比超限的结构建议采用平面、竖向基本规则的非复杂高层建筑结构，尽量采用适用高度更高的结构体系。
对剪力墙结构剪力墙应全部落地，不应采用短肢剪力墙较多的剪力墙结构，尽量少布置单片孤立的剪力墙；对框架—剪力墙结构应布置足够数量的剪力墙，剪力墙的间距宜偏严要求，在规定的水平力作用下，底层框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的40%，且框架设计按强柱弱梁设计，以保证结构的多道抗震防线。
房屋地下室宜适当扩大，房屋的底层或底部几层想外扩大，提高抗倾覆能力，基础埋深一定满足规范的要求，条件许可时加大埋深，确保整体稳定，必要时设置一定量的抗拔桩。
2.2高宽比超限结构的计算分析方法及参数控制原则高宽比超限目前在大部分地区并不属于超限审查内容，一般采用常规的抗震设计方法，必要时可以采用两个不同的三维空间分析软件进行结构整体内力、位移计算和弹性动力时程分析补充计算；对上部结构的关键构件可以考虑采用抗震性能设计方法；应进行罕遇地震作用下结构整体抗倾覆验算，对地基基础关键部位的承载力进行验算。
高度和高宽比超限的高层建筑抗震设计
高度和高宽比超限的高层建筑抗震设计高层建筑是现代城市的标志性建筑之一，因其在城市空间中的地位、视觉效果、居住、商业和办公等功能上的重要性，受到人们广泛关注。
然而，如何把高层建筑的抗震安全水平提高到最高点，减少人员伤亡和财产损失，是一个长期困扰高层建筑设计者的难题。
在国家的大力支持下，自1970年代以来，我国的高层建筑抗震安全水平逐步提高，许多新技术和新材料得以应用于抗震设计中。
但是，一些高度和高宽比超限的高层建筑依然存在抗震安全问题，本文将从理论和实践两个方面，对这种情况下的抗震设计进行分析和探讨。
一、理论分析高层建筑的抗震设计需要先从理论方面进行深入的研究和探讨。
以下是理论分析的几个关键点。
1. 高度和高宽比的概念根据《建筑结构设计规范》中的定义，高度是指从地面或起点到建筑顶部的距离。
建筑物的高度越高，其地震力越大，对于抗震设计来说，高度是一个非常重要的控制参数。
高宽比是指建筑物的高度与基底的最大横截面宽度之比。
高宽比的大小直接决定了建筑物的抗震性能。
2. 抗震设计的基本思路一般来说，高层建筑的抗震设计基本思路是：以控制建筑物结构的变形为主，通过设计合理的结构布局、选用适当的结构形式和材料等综合措施，确保在地震作用下建筑物各构件处于可控状态，减少损失。
在此基础上，根据建筑物的高度和高宽比，结合地震波的性质和频谱规律，控制建筑物结构响应的峰值加速度、位移和能量等参数，从而保证建筑物的抗震安全性。
3. 针对高度和高宽比超限的抗震设计高度和高宽比超限的高层建筑，在抗震设计中需要通过设置控制节点、加强节点构造细节、加强构件截面及抗震加固等手段来提高其抗震安全性。
在选取配置荷载时，应根据建筑物的高度和高宽比，选用与标准规范适应的高层建筑的黑土或白云石谷场地、按照不同地震烈度要求确定基本加速度，同时根据变形控制理论要求，按适当的变形限值确定等效静力荷载。
二、实践探讨高度和高宽比超限的高层建筑的抗震设计还需要从实践中积累经验，不断总结，才能得到不断提高。
高宽比超限高层建筑结构设计
高宽比超限高层建筑结构设计丁张祥(南京总医院ꎬ江苏㊀南京２１００００)收稿日期:２０１８－０６－２２作者简介:丁张祥(１９８１－)ꎬ男ꎬ江苏海安人ꎬ助理工程师ꎬ研究方向:建筑工程管理ꎮ摘㊀要:随着近几年经济的快速发展以及随之而来的对土地的最大限度利用的需求提高ꎬ越来越多的超高层建筑涌现出来ꎮ另一方面ꎬ由于住宅建筑使用功能上的限制ꎬ往往造成结构高宽比很大ꎮ本文对某高宽比超限工程实例进行了较为全面的分析ꎬ并采取多种构造措施ꎬ以满足结构刚度㊁承载能力的要求ꎮ关键词:高宽比超限ꎻ超限高层ꎻ结构设计中图分类号:ＴＵ９７３文献标志码:Ａ文章编号:１６７２－４０１１(２０１８)０７－００５３－０２ＤＯＩ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １６７２－４０１１ ２０１８ ０７ ０２５１㊀程概况本工程位于安徽省合肥市ꎬ共６３层ꎬ高度为２００.５ｍꎬ地下部分为大型四层的地下室ꎬ用作自行车库㊁机动车库和设备用房等ꎮ１~５层为商业用房ꎬ６层以上为住宅部分ꎬ住宅塔楼采用钢筋混凝土剪力墙结构体系ꎮ其典型结构平面布置图见图１ꎮ图１㊀典型结构平面布置图结构的抗震设防烈度为７度ꎬ设计地震基本加速度０.１０ｇꎬ设计地震分组为第一组ꎬ场地类别为ＩＩ类ꎮ根据当地安平报告ꎬ多遇地震影响系数取为０.０８３ꎬ罕遇地震影响系数０.５０ꎬ特征周期取为０.４０ꎮ２㊀高宽比判断根据«高层建筑混凝土结构技术规程»(ＪＣＪ３ ２０１０)ꎬ在抗震设防烈度为７度地区ꎬ剪力墙结构(Ｂ级)的最大高度限制为１５０ｍꎮ本建筑的塔楼地面以上至结构屋面高度为２００.５ｍꎬ高度明显超过了现有规范限值ꎮ剪力墙结构的最大高宽比限制为６ꎬ结构高宽比为超９.３ꎬ高宽比也超限ꎮ住宅塔楼由双拼的两个单元结构组成ꎮ塔楼结构带有５层高的裙房ꎮ塔楼结构由于平面不规则ꎬ在确定结构高宽比时采用广东省«高层建筑混凝土结构技术规程»(以下简称«高规»)补充规定中介绍的一种方法ꎮ 当建筑平面非矩形时ꎬ可取平面的等效宽度Ｂ＝３.５ｒꎬｒ为建筑平面(不计外挑部分)最小回转半径结构 ꎮ高宽比各种信息见表１ꎮ表１高宽比信息裙房以下㊀㊀㊀裙房以上典型宽度等效宽度最大宽度最小宽度折边后宽度宽度/ｍ２１.５５１９.０９２１.５５１２.６０２３.９９２高宽比(整体)９.３０４１０.５０９.３０４１５.９８.３５高宽比(裙房以上)９.０５８.０２１３.７７.２３㊀结构设计３.１㊀嵌固端的选取根据«高规»规定ꎬ选择地上结构外扩不超过三跨的地下室范围计算其嵌固端楼层刚度比ꎬ本结构地下一层与首层侧向刚度比为２.６８７ꎬ满足规范不宜小于２的要求ꎬ可将地下室顶板作为上部结构嵌固部位ꎮ３.２㊀弹性计算结果按照«高规»规定ꎬ需要采用两种不同程序对结构分别进行计算分析ꎮ针对本工程ꎬ选取了ＳＡＴＷＥ和ＰＭＳＡＰ两种软件进行了结构的重力荷载静力分析㊁弹性反应谱分析㊁多遇地震时程分析以及风荷载分析ꎬ并对不同软件的周期与振型㊁塔楼的反力㊁基底剪力及倾覆力矩㊁剪重比㊁位移㊁层间位移角㊁扭转位移比㊁楼层刚度比等分析结果进行对比ꎮ３.２.１㊀计算参数楼层层数:６３层地震作用:单向＋偶然偏心(ʃ５％)/双向地震作用计算:振型分解反应谱法/弹性时程分析补充计算地震作用方向:ＸꎬＹ方向地震作用振型组合数:２４地震效应计算方法:考虑扭转耦连ꎬＣＱＣ法小震周期折减:０.９活荷载折减:按规范折减地震作用效应分析时连梁刚度折减系数:０.７３５梁扭矩折减系数:０.４中梁刚度放大系数:２.０边梁刚度放大系数:１.５结构起算层:ʃ０.０００自重调整系数:１.０楼板假定:刚性楼板(局部开洞较大的边缘区域为弹性楼板)结构阻尼比:０.０５重力二阶效应(Ｐ－Δ效应):弹性分析时考虑ꎬ弹塑性分析时考虑楼层水平地震剪力调整:最小剪重比为１.２０％ꎮ３.２.２㊀周期和振型各自选取前１２个振型结果见表２表２几个振型结果周期信息ＳＡＴＷＥＰＭＳＡＰＴ１/ｓ５.４９５.３４Ｔ２/ｓ５.２２５.２４Ｔ３/ｓ４.０６３.９２Ｔ４/ｓ１.７４１.６４Ｔ５/ｓ１.２５１.２０Ｔ６/ｓ１.１２１.０７Ｔ７/ｓ０.８９０.８３Ｔ８/ｓ０.５５０.５３Ｔ９/ｓ０.５５０.５２Ｔ１０/ｓ０.５１０.４９Ｔ１１/ｓ０.３８０.３６Ｔ１２/ｓ０.３３０.３１Ｔ３/Ｔ１０.７４０.７３㊀㊀用两个软件计算得到的前三振型依次是Ｘ向平动㊁Ｙ向平动和转动ꎬ周期基本一致ꎮ且第一扭转振型周期与第一平动周期的比值小于规范限值０.８５ꎮ３.２.３㊀地震质量和结构荷载(见表３)表３地震质量和结构荷载ｋＮＳＡＴＷＥＰＭＳＡＰ恒载１２５５８６２.１９１２５６３０５活载１７１２４７.８４１７１４１２重力荷载代表值１３４１４８６.０９１３４２０１１㊀㊀注:不包括ʃ０ ０００以下部分３.２.４㊀总风力和地震作用采用两种软件对结构在多遇地震烈度(小震)下的地震作用及５０年一遇风荷载作用下的楼层剪力及楼层倾覆弯矩进行分析比较ꎬ基底剪力与倾覆弯矩的对比见表４~５ꎮ表４Ｘ方向基底剪力及倾覆弯矩软件ＳＡＴＷＥＰＭＳＡＰ地震力小震基底剪力/ｋＮ１６７４６.６２１７１２２基底剪重比１.２５％１.２８％倾覆力矩/(ｋＮ ｍ)２００１３１２.４５６２０７１１８２风荷载(５０ｙ)基底剪力/ｋＮ６４１８.６６７３０.６２５倾覆力矩/(ｋＮ ｍ)８１８９６６.１８３４３９７.９８１表５Ｙ方向基底剪力与倾覆弯矩软件ＳＡＴＷＥＰＭＳＡＰ地震力小震基底剪力/ｋＮ１７５３２.６０１８１７４基底剪重比１.３１％１.３５％倾覆力矩/(ｋＮ ｍ)１７９３４４４.００１８８３７３５风力(５０ｙ)基底剪力/ｋＮ１７２４２.３１７６３７.１５２倾覆力矩/(ｋＮ ｍ)２１３１０６４.８２１７６７２０.９５３.２.５㊀层间位移角地震及风荷载(按５０年重现期)作用下ꎬ结构的层间位移角见表６ꎮ表６楼层最大层间位移角软件ＳＡＴＷＥＰＭＳＡＰ荷载作用方向Ｘ向Ｙ向Ｘ向Ｙ向风载最大层间位移角１/２２５１１/８３０１/２２３５１/７８２位置－层数３１４７３２５２规范限值１/６６６１/６６６１/６６６１/６６６小震最大层间位移角１/８６６１/９０６１/９２３１/８８４位置－层数３２５３３４５４规范限值１/６６６１/６６６１/６６６１/６６６㊀㊀在风及地震作用下ꎬ结构层间最大层间位移角满足现有规范要求ꎮ３.３㊀计算结果分析两种软件(ＳＡＴＷＥ和ＰＭＳＡＰ)的计算结果基本一致ꎬ结构的整体刚度㊁构件强度以及剪力墙㊁柱的轴压比等指标均能满足规范的规定限值要求ꎮ结构在风及多遇地震作用下ꎬ能保持良好的抗侧性能和抗扭转能力ꎬ主要指标均满足极限状态设计和抗震设计第一阶段的结构性能目标要求ꎮ３.４㊀针对超限情况的结构设计和相应措施本结构采用全部落地的剪力墙结构ꎬ在房型布置条件允许的前提下ꎬ尽量增大结构宽度ꎬ降低高宽比ꎮ剪力墙抗震等级为特一级ꎬ轴压比ꎬ配筋率等控制指标在特一级的要求上进一步严格要求ꎮ轴压比在底部加强区范围内控制在０.４５ꎬ且墙肢角部布置一定数量的型钢ꎬ增强剪力墙的延性ꎮ剪力墙厚度及混凝土强度等级按高度分区逐步减薄或降低ꎬ楼层高度尽量均匀变化ꎬ避免出现刚度和承载力突变的楼层ꎮ底部加强区延伸至裙房屋顶以上一层ꎬ约束边缘构件延伸至轴压比０.２以下ꎮ本工程的高宽比超过９.３ꎬ超出了«高规»表３.３.２规定的Ｂ级高度钢筋混凝土高层建筑适用的最大高宽比６的要求ꎮ高宽比较大ꎬ容易导致结构横向刚度和承载力偏弱ꎬ整体稳定不易满足ꎮ本工程在进行结构布置时ꎬ剪力墙尽量均匀布置ꎬ水平作用传递直接明确ꎬ增强了结构横向刚度ꎮ同时ꎬ补充坐标轴转动４５ʎꎬ和结构局部抗侧力构件自成体系的包络设计的验算ꎮ计算结果表明ꎬ在地震作用下及风荷载作用下最大值层间位移角均能满足规范要求ꎮ在增加底部加强区墙肢厚度和布置一定数量型钢后ꎬ在设防地震荷载作用下ꎬ墙肢的拉应力小于２倍的混凝土抗拔强度标准值ꎮ４㊀结㊀论经过合理的构件布置并采取针对性的加强措施ꎬ可以满足大高宽比超Ｂ类高度建筑的强度㊁刚度的规范要求ꎮ[ＩＤ:００６３２４]参考文献:[１]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部.高层建筑混凝土结构技术规程:ＪＧＪ３ ２０１０[Ｓ].北京:中国建筑工业出版社ꎬ２０１０.[２]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范:ＧＢ５００１１ ２０１０[Ｓ].北京:中国建筑工业出版社ꎬ２０１０.[３]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范:ＧＢ５００１０ ２０１０[Ｓ].北京:中国建筑工业出版社ꎬ２０１０.４５。
刍议超限高层建筑结构设计中要注意的问题
刍议超限高层建筑结构设计中要注意的问题【摘要】高层建筑结构设计中存在诸多问题需要注意。
在地基处理方面，应充分考虑地质条件和承载能力，确保建筑物稳固支撑。
在结构体系选择上，要根据建筑高度和形状选择合适的结构形式，保证建筑物结构安全可靠。
抗震设计和风载设计也是设计过程中不可忽视的部分，需要根据当地气候和地震条件进行合理设计，提高建筑物的抗灾能力。
材料选用也至关重要，应选择耐久性高、强度大的材料，确保建筑物长期稳定运行。
在超限高层建筑结构设计中需注意地基处理、结构体系选择、抗震设计、风载设计和材料选用等方面，以确保建筑物的安全性和稳定性。
展望未来，随着技术的不断发展，希望能够在设计中更加科学、精准地解决相关问题，打造更加安全可靠的高层建筑。
【关键词】超限高层建筑、结构设计、地基处理、结构体系选择、抗震设计、风载设计、材料选用、引言、正文、结论、意义、背景、目的、总结、展望1. 引言1.1 意义在当今社会，超限高层建筑的建设已经成为城市发展的重要标志之一。
超限高层建筑不仅能够提高城市的地标性和竞争力，同时也可以有效利用有限的土地资源，解决城市人口密集问题。
超限高层建筑的结构设计存在诸多挑战和难点，需要设计人员在设计过程中高度关注，确保建筑结构的安全性和稳定性。
具体而言，超限高层建筑结构设计中要注意的问题包括地基处理、结构体系选择、抗震设计、风载设计和材料选用等方面。
地基处理是超限高层建筑结构设计中至关重要的环节，必须根据地质条件和建筑荷载进行合理处理，确保建筑物的稳定性和安全性。
结构体系选择需要考虑到建筑结构的整体性和稳定性，同时兼顾建筑美学和经济性。
抗震设计和风载设计是超限高层建筑结构设计中必不可少的考虑因素，必须根据建筑所处地区的地震和风力情况合理设计建筑结构，确保建筑物在极端天气条件下的安全性。
材料选用则需要根据建筑结构的承载能力和使用要求选择适当的材料，确保结构的牢固性和耐久性。
超限高层建筑结构设计中的这些问题都至关重要，设计人员必须在设计过程中认真对待，不容忽视。
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最小楼层与上 1 层的抗剪承载力之比值（ 层号）
最大弹性层间位移角（ 层号） （ 不考虑偶然偏心）
最大位移与层平均位移的比值（ 层号）
最大层间位移与平均层间位移的比值（ 层号）
CQC
X 向基底剪力（ kN） 6184． 1 7570． 8 7359． 8 7038． 2 7552． 33
Vx / Vcx 0． 82 1． 00 0． 97 0． 93 ———
Y 向基底剪力（ kN） 6668． 4 6896． 1 7164． 3 6909． 6 7380． 72
Vy / Vcy 0． 90 0． 93 0． 97 0． 94 ———
是不同制造商的电子血压计，其软件完全不同，其测
1． 3 血压计不能正常充气加压
量结果的稳定性与准确性也相差甚远； 二是未经校
1） 气门芯上的开口较小，使通气不畅，可将开 准，或未定期校准； 三是使用方法不当。各类电子血
口剪大； 2） 金属开关阀门堵塞，检查看开关阀进气 压计在功能上差异不大，主要是外形结构上有所不
不坏、中 震 可 修、大 震 不 倒 ”的 设 防 目 标，提 出 了 比
规范、规 程 规 定 更 高 的 抗 震 措 施，是 对“三 水 准、两
阶段设计”的一种补充，提高了超限高层建筑的“大
震不倒”的可靠性。
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甘肃科技
第 29 卷
慢下降，即水银平面不能稳定在某一刻度。维修方 管制度，最好专人负责。
PMSAP 0． 98 0． 60
21 2． 138368 1． 901966 1． 255513
0． 587 X 向： 98． 20% Y 向： 96． 30% X 向： 3． 82% Y 向： 3． 56% X 向： 7564． 3 Y 向： 7053． 7
X 向： 6． 46 Y 向： 3． 38
1） 用电子血压计测量血压前应休息数分钟，减
入的水银充分进入水银壶内，水银加至规定的刻度 少身体不适因素对血压的影响；
线即可； 2） 并无水银泄露，出现此现象则很有可能
2） 测量血压最常用的部位是上肢肱动脉，所以
是玻璃管内壁、水银或者是橡胶垫太脏。因为水银 测量时手掌朝上，将袖带平整的缠于上臂中部，袖带
2 设计依据及条件
2． 1 自然条件 基本风压 w0 = 0． 33kN / m2 ； 基本雪压 s0 = 0． 15
kN / m2 ； 地面粗糙度为 C 类； 场地类别为 II 类。 2． 2 工程地质及水文地质
该场地地层自上而下依次分布为： ①杂填土层，
②卵石层，③ 砂岩 层。② 层 卵 石 层 顶 埋 深 9． 70 ～ 13． 30m，层面稳定，中密 － 密实，fak = 500kPa。场地 地下水位埋深在 6． 0 ～ 7． 0m 范围内，对混凝土结构 具有中等 － 强腐蚀性。 2． 3 地震作用
弹性时程分析计算结果显示，每条时程曲线计 算所得结构底部剪力小于振型分解反应谱法计算结
第 20 期
张大伟等： 浅析高宽比超限高层建筑结构设计
141
果的 65% ，三条时程曲线计算所得结构底部剪力的 平均值不小于振型分解反应谱法计算结果的 80% 。 三条时程曲线计算所得结构的位移、位移角、剪力、 弯矩的平均值均小于振型分解反应谱法。由此可 知，振型分解反应谱法的计算结果满足要求。 4． 3 罕遇地震作用下的结构分析（ 弹塑性静力分析）
0% X 向： 8． 29 Y 向： 6． 85 X 向： 1． 01（ 5F） Y 向： 1． 02（ 5F） X 向： 0． 98（ 1F） Y 向： 1． 00（ 1F） X 向： 1 /1136（ 16F） Y 向： 1 /1102（ 18F） X 向： 1． 083（ 30F） Y 向： 1． 198（ 1F） X 向： 1． 131（ 30F） Y 向： 1． 198（ 1F）
抗震设防烈度为 8°，设计基本地震加速度值为 0． 20g，设计地震分组为第三组，多遇地震影响系数 最大值为 0． 16，罕遇地震影响系数最大值为0． 90， 特征周期值为 0． 45s。
3 设计要求及结构选型
建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级 为二级，设计使用年限为 50 年，地基基础设计等级 为甲级。结构采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，剪 力墙抗震等级为一级。基础采用混凝土平板式筏 基，持力层为②层卵石。标准层结构平面布置如图 1 所示。Βιβλιοθήκη 球擦拭干净或者用纱布过滤。
后使袖带高度距离与心脏保持在同一水平位置；
关于汞柱式血压计的维修，还要注重维修人员
4） 测量结果如果偏离正常值太大，就休息一会
的个人防护问题，这里需要特别注意的是： 1） 修理 等待重新测量，不要着急换另一侧胳膊测量。
汞柱式血压计的房间要专用且保证良好的通风； 2） 参考文献：
法： 在加压后，分别折叠压紧各段橡胶管，观察水银
是否下降，逐段排除并查出漏气的部位。1） 橡胶管 2 电子血压计常见故障及使用注意事项
或气囊破损漏气则需要更换橡胶管或气囊； 2） 橡胶
管的结头或者阀门漏气这及时更换或者清洗； 3） 气
影响电子血压计测量结果准确性的因素有： 一
门芯漏气更换新的气门芯配件。
SATWE 0． 98 0． 60 21 2． 2691 2． 0297 1． 2940 0． 570
X 向： 99． 50% Y 向： 99． 85% X 向： 3． 70% Y 向： 3． 62% X 向： 7552． 33 Y 向： 7380． 72
X 向： 8． 79 Y 向： 5． 28
0% X 向： 6． 82 Y 向： 5． 90 X 向： 1． 0111（ 5F） Y 向： 1． 0205（ 5F） X 向： 0． 97（ 1F） Y 向： 0． 93（ 1F） X 向： 1 /1132（ 14F） Y 向： 1 /1067（ 19F） X 向： 1． 10（ 30F） Y 向： 1． 22（ 1F） X 向： 1． 14（ 30F） Y 向： 1． 24（ 3F）
5 构造措施
1） 多遇地震作用下弹性层间位移角限值控制 不大于 1 /1050； 罕遇地震作用下宽度方向弹塑性层 间位移角限值结构不大于 1 /135；
2） 罕遇地震作用下的筏形基础底面零应力区 不超过基础底面面积的 25% ；
6 结语
对于高宽 比 超 限 的 高 层 建 筑，为 了 实 现“小 震
钢筋配筋率不小于 0． 3% ，底部加强部位纵向外墙 不小于 0． 35% ；
5） 剪力墙约束边缘构件从基础底板以上设置， 设置高度在高规 7． 2． 14 条基础上再向上延伸一层， 纵向外墙 约 束 边 缘 构 件 配 筋 率 不 小 于1． 30% （ 一 级） 。配箍特征值增大 10% ；
6） 跨高比小于 2． 5 的连梁，设置斜向交叉钢筋。
1 工程概况
兰州某高层综合楼，位于兰州市城关区段家滩。 地下 2 层，地上 30 层，地下 2 层为战时核六级人防， 层高 5． 10m； 地下 1 层为地下车库，层高 4． 80m； 1 ～ 5 层均为开放式办公，层高均 4． 20m； 5 层以上均为 住宅，层高均 2． 90m。室内外高差 0． 30m，房屋高度 为 93． 80m。建筑长度为 27． 40m，建筑宽度为15． 50 m，等效宽度 14． 81m（ Bt = 3． 5r，r 为结构平面不计 外挑部分最小回转半径） ，高宽比 6． 34。
第 29 卷 第 20 期 2013 年 10 月
甘肃科技 Gansu Science and Technology
Vol. 29 No. 20 Oct. 2013
浅析高宽比超限高层建筑结构设计
张大伟，雷引弟，祁 鑫
（ 甘肃土木工程科学研究院，甘肃 兰州 730020）
摘 要： 为了最大限度地获取土地的经济效益，建筑充分利用高度空间，“超薄建筑”大量涌现，高宽比超限高层建筑 越来越常见。结合某工程实例，依据相关规范规定对高宽比限制大于 1 但不大于 2 者高层建筑进行了抗震验算和分 析，并采取多重构造措施，以达到对结构整体刚度、抗倾覆能力、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。 关键词： 高宽比超限； 结构分析； 弹性动力时程分析； 弹塑性分析； 构造措施 中图分类号： TU311． 41
图 1 标准层结构平面布置
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甘肃科技
第 29 卷
4 结构分析
1） 多层及高层建筑结构空间有限元分析与设 计软件（ 墙元模型） SATWE（ 2010 版） ；
4． 1 多遇地震作用下的结构分析
2） 复杂多高层建筑结构分析与设计软件（ 广义
多遇地震作用下结构的弹性整体计算采用两个 协调墙元模型） PMSAP（ 2010 版） 。
没有及时回到水银壶中。处理方法： 将玻璃管卸下， 下缘松紧适度，缠得过紧，测得的血压偏低，过松则
用专用玻璃刷或一根长细铁丝一端拧上小棉球，另 测得血压偏高；
一端穿出玻璃管，牵拉棉球擦拭玻璃管内壁，或更换
3） 正确的测量姿势，最好坐端正测量，身体不
胶垫片。若是水银脏可把水银倒在瓶中，用酒精棉 能紧张也不要说话，肘部不能离开桌面，上臂缠袖带
建筑场地特征周期为 0． 45s，选用两条实际强 剪力在 X、Y 向所计算的基底剪力见表 2。
震记录加速度时程曲线 TH3TG045、TH4TG045 和一
表 2 ＲH1TG045、TH3TG045、TH4TG045 及平均基底剪力在 X、Y 向的计算结果
地震波名 ＲH1TG045 TH3TG045 TH4TG045 平均基底剪力
罕遇地震作用下结构的弹塑性整体计算采用多 层及高层建筑结构弹塑性静力分析软件 EPDA。计 算假定采用刚性楼板假定，荷载类型选择倒三角形 荷载，材料强度采用标准值，弹塑性分析中的配筋数 据来自 SATWE 软件的小震计算结果。Y 向的能力 曲线、需求曲线及防倒塌验算结构如图 2 所示。