超高层住宅的结构优化设计
【结构设计】超高层框架—核心筒结构的优化要点
超高层框架—核心筒结构的优化要点框架—核心筒结构是由核心筒与外围框架组成的一种结构形式.框架-核心筒结构因其良好的受力性能和内部空间的灵活性成为目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式,在超高层建筑中有着广泛的应用.超高层结构的经济性控制往往都是一个难题,博牛最近完成了几个超高层项目的优化咨询,结构整体的含钢量及含砼量均远低于当地一般水平,得到了甲方的高度认可.现总结其优化要点如下：1、减少核心筒内部小墙肢的数量核心筒内部小墙肢对结构整体刚度和受力贡献不大,在保证结构成立的前提下,可充分利用梁的承载能力,最大程度的减少内部小墙肢的数量.2、控制墙厚控制核心筒墙体厚度.在满足结构整体刚度以及墙体稳定性要求前提下尽量减薄墙体厚度.例如：7度区,150m~200m的超高层建筑,筒体外墙厚度350~600mm为宜,应根据轴压比由下而上收进.内筒墙体基本可取200mm.3、加强区以下可设置构造边缘构件底部加强区以下的约束边缘构件可调整.根据高规7.2.14条,底部加强区以下（即负一层和负二层）均可做构造边缘构件,为保证嵌固端边缘构件纵筋延续,负一层边缘构件的纵筋同第一层,但箍筋可以按构造边缘构件控制.负二层及以下层可全部设置构造边缘构件,而且抗震等级可按规范要求降低.4、核心筒角部约束边缘构件的优化根据高规9.2.2条,底部加强区以上的核心筒角部也应设置约束边缘构件,但应注意根据轴压比调整箍筋配置,以及非阴影区长度.5、控制框架柱截面在满足结构整体刚度要求的前提下,控制柱截面,混凝土强度等级可适当取高.框筒结构中的绝大部分框架柱都是构造配筋,减小柱截面也就减小了柱配筋.6、框架柱的体积配箍率框筒结构中,下部框架柱由于截面较大,剪跨比往往都小于2,属于短柱,其体积配箍率不小于1.2%,随着楼层往上柱截面的减小,在某一层以上,框架柱的剪跨比将大于2,此时应根据轴压比计算结果来确定柱的体积配箍率,精细化柱箍筋配置.7、尽量不要设置内柱如必须设置,则内柱与核心筒距离不宜太小,否则内柱与内筒间的框架梁剪力会非常大,受力不合理.8、次梁的布置形式次梁的布置应沿内筒向四周发射布置单向梁,如下图所示.这种方式传力途径清晰效率高,有利于控制主梁高度,确保结构净高.9、平面外的梁按次梁设计一端与核心筒平面外连接,另一端与外围主梁连接的梁,应按次梁设计.目前PKPM还无法自动修改,须手动调整抗震等级.最新版本的YJK已可以在参数设置中自动实现此功能.10、控制角部楼板加强范围根据高规9.1.4条,角部加强区域满足规范要求即可,不需要人为放大,也不需要以板块为单位,即可以在一块板内标注加强区域范围.。
【结构设计】超限高层结构设计优化要点汇总(干货!)
超限高层结构设计优化要点汇总（干货！）随着经济的发展,我国的高层建筑越来越多,越来越高,各大城市的地标建筑也多以超高层建筑为主.然而,超限高层建筑的专项审查工作往往占据了设计阶段的大量时间,且其直接奠定了后期的结构造价.在此分享关于超限高层项目的优化要点.超限高层建筑工程是指超出国家规范、规定所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程,体型特别不规则的高层建筑工程,以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程.具体判别标准详见《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》建质【2015】67号.需要注意的是,对于一些处于超限与否边界附近的建筑工程最好提前与审图机构,审查专家提前沟通好是否需要进行超限审查,以免造成时间上的延误.（1）结构体系结构体系的选取需经过严格比选.常见的各种结构体系优缺点如下表所示：结构体系优点缺点混凝土框架+核心筒造价经济、施工方便自重大、截面大、浪费空间型钢混凝土框架+核心筒结构抗震性能优良造价高钢管混凝土柱+核心筒延性延性好；柱截面较小造价高于型钢混凝土最终采用何种体系可综合考虑时间成本、施工成本、经济效益等方面.（2）风速剖面与风振分析《高规》4．2.7条规定：房屋高度大于200m或有下列情况之一时,宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载：I.平面形状或立面形状复杂；II.立面开洞或连体建筑III.周围地形和环境较复杂.超限高层建筑分为高度超限和不规则性超限,所以往往需要进行风洞试验.由于风具有明显的地域性,且其强度和方向具有显著的方向性,利用这些特点可以有效降低结构和幕墙的造价.对于高度超过300~400m的超高层建筑,风沿高度方向变化的特性对结构设计影响很大,因此针对具体工程确定适用的最优风速剖面,而不仅依赖于《荷载规范》提供的指数变化曲线,能够有效降低风力作用,取得显著的经济效益.（3）设计地震动参数依据《防震减灾法》：“地震安全性评价单位应当对地震安全性评价报告的质量负责”.一般来说,安评报告提供的结构设计地震动参数往往偏大,将导致结构成本明显增加.通常小震应全部采用安评参数或全部用规范参数,对二者的基底剪力加以比较,按不利情况采用.中、大震计算一般采用规范参数.从而在保证结构安全的同时节约结构造价.此外,采用规范参数时需注意在不同类别场地分界附近的设计特征周期内插,如下图所示.之前笔者参与的北京某超限高层办公项目,8度区Ⅲ类场地,设计地震分组第一组,小震规范谱特征周期Tg=0.45s.因工程场地等效剪切波速接近分界线值,经内插特征周期减小为0.42s,地震作用约降低8%.（4）长周期结构的剪重比在2010版超限审查要求中对剪重比的规定比较严格,在2015版进行了放松,其规定如下：“结构总地震剪力以及各层的地震剪力与其以上各层总重力荷载代表值的比值,应符合抗震规范的要求,Ⅲ、Ⅳ类场地时尚宜适当增加.当结构底部计算的总地震剪力偏小需调整时,其以上各层的剪力、位移也均应适当调整.基本周期大于6s的结构,计算的底部剪力系数比规定值低20%以内,基本周期3.5～5s的结构比规定值低15%以内,即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行设计.基本周期在5～6s 的结构可以插值采用.6度（0.05g）设防且基本周期大于5s的结构,当计算的底部剪力系数比规定值低但按底部剪力系数0.8%换算的层间位移满足规范要求时,即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行抗震承载力验算.”此时,通常来讲可以满足要求.如果还是不能达到最小地震剪力要求,可以通过修改反应谱曲线的方法来使结构达到一定的设计剪重比,或通过位移值来控制结构变形.（5）周期折减系数《高规》4.3.17条对周期折减系数做了具体规定,但对于超高层建筑,若拘泥于规范给定的数值范围很可能造成巨大的浪费.一定要根据工程实际情况,隔墙的布置数量、隔墙材料等综合取值.例如,还是前述笔者说的北京某超限办公项目,框架-核心筒结构,规范给定的数值是0.7~0.8,但考虑到该工程隔墙较少,将周期折减系数取为0.90~0.95,地震作用约降低15%！（6）设计材料的选取I.混凝土高强混凝土：目前国内规范的混凝土最高强度等级为Ｃ8０,实际可生产的最高等级为C150,因此在设计上对于超高层建筑优先考虑高强度混凝土,既能节省材料,又能节省空间.II.钢材高层建筑结构用钢板：与普通结构用钢相比,各项指标均能满足要求,同时具有良好的机械性能与焊接性.在实际工程中可根据构件的重要性和具体部位选取合适钢材,以求达到最优的经济效果.（7）施工模拟可通过调整施工顺序人为控制结构的内力生成,将高内力消除,改善结构合理性,降低用钢量.（8）性能目标的合理设置性能目标的设置能够使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡,并由业主选择性能目标；对结构的抗震性能睡着进行深入的分析,并通过专家的评估论证.但是在实际的操作过程中往往发现好多工程的性能目标设置过于严格,类似于“有钱就是任性”,但实际上并不合适,只是白白带来了浪费.上述的无论采取何种措施或方法,最好都要事先向审查专家进行沟通交流,以避免在最终的审查中出现通不过或二次审查的情况.。
浅析高层建筑的结构优化设计
梁工程和高层与超高层建筑中 。 在强震国家 日本， 组合结构高层 建筑发展迅速 ， 钢筋混凝土组合柱应用广泛 。 由于钢管 内混凝土
处于三轴受压状态 ， 能提 高承载力 ， 从而可节约钢 材。随着混凝 土 强度 的提 高以及构造和施工技术上的改进 ，组合结构在高层
建 筑 中 的应 用 可 望 进 一 步 扩 大 。
钢 结构 ， 科技含 量也较高 ， 对环境污 染也较少 ， 已广泛应用 于冶 金、 造船、 电力 、 交通等 部门的建筑 中， 以迅猛 的势头进入 了桥 并
中， 更重要 的是必须进行很 多运 筹、 决策和规划 的工 作， 这些工 作 具有软科学的特点 。 所以， 工程设计应该是硬科学和软科学的 结合 ， 这就需要建立全面 的、 新的工程设计理论 。在土建工程 崭 设计 的前期 ， 有许多重大 的问题需要进行科学的决策 ， 包括工程 项 目的可行性论证 、 工程项 目的总体规划及功能优化 、 结构的造 型、 结构设防水平 的决策等 。所有这些前期的决策工作， 其影响 都远大于 目前 的以结构计算为主 的优化设计工作。
２ 工程优化设计理论的发展
２１ 工程 设计 软科 学的发 展 ．
实 际上 ， 人们在处理事物时都会遇到硬 、 软两种因素 。硬 因 素就是有实体的物质 系统中的一些因素；软因素就是精神意识 系统中的一些 因素。软科学和硬科学 的区分是相对 的， 不应该也 不 可能给 出截然划分 的界限。 目前 的工程设计主要侧重于力学 分析， 具有硬科学的性质 。 力学分析只是荷载决定后计算结构力
舒 适 的 生活 、 习 与 工作 环 境 空 间 。 学
土 结构具有整体性好 、 刚度 大、 移小、 位 舒适 度佳 、 耐腐蚀 、 耐高 温、 耐火 、 维护方便等优点。 此外， 即使是在美、 日等钢铁工业发达
南京金鹰天地广场超高层三塔连体结构分析与设计3篇
南京金鹰天地广场超高层三塔连体结构分析与设计3篇南京金鹰天地广场超高层三塔连体结构分析与设计1南京金鹰天地广场超高层三塔连体结构分析与设计南京金鹰天地广场位于南京市鼓楼区将军山路8号，是南京市中心地带的重要商业中心。
该建筑由三栋不同高度的塔楼及中央商业裙房组成，总建筑面积约20万平方米。
其中，西塔是55层、高290米的超高层建筑，是南方地区高度最高的超高层建筑之一。
该建筑的设计与施工由国内知名的建筑师与工程师团队完成。
本文将对其超高层三塔连体结构进行分析与设计。
一、整体结构设计南京金鹰天地广场的超高层三塔连体结构采用了异型空心钢结构。
设计师们在设计中融入了抗震、自重与风压等因素，力求将建筑的安全性与美观性兼顾。
其中，钢结构采用了空心和实心两种构造形式，使得三栋塔楼可以在高度上呈现出流畅的曲线。
这样的设计方案不仅增强了整个建筑的空间感，同时在光影角度也起到了一定的作用。
二、各个建筑结构的区别南京金鹰天地广场的三栋塔楼高度不同，造型各异，因此其结构设计也各有特点。
其中，西塔是最高的一栋，整个建筑高度与重量均超出其他两个塔楼。
为了增强西塔的刚度与稳定性，设计师们在其周围设计了一个六组合边形，有效地降低了弯曲应力。
同时，在设计中还采用了钢结构构件，使得整个建筑的重量能够更加均匀地承受荷载，并减轻施工难度。
另外，东塔和南塔的结构设计比较类似，主要采用了楼板上覆盖式钢梁，使得整体结构更加均匀。
同时，在防风、减震等设计方面也采用了相似的技术手段。
三、建筑师的设计意图在南京金鹰天地广场的设计中，建筑师们主要考虑到了人文与环境因素。
因此，除了结构的优化设计之外，他们还在外立面的设计上体现了大量的文化元素。
其中，金鹰的“鹰”造型，使得建筑结构非常凸显，同时静态与动态的结合呈现了一种融合之感。
同时，东塔、南塔、中间裙房的造型也分别采用了不同的建筑元素，如砖墙、玻璃幕墙等，呈现出一种多彩多姿的视觉效果。
四、总结南京金鹰天地广场的超高层三塔连体结构，既具有良好的建筑结构与安全性能，又体现了人文与环境意义。
某超高层剪力墙结构方案优化设计
３ １ 结构 布置 ．
舒 适度要求 ， 需要有 足够 的抗侧 刚度 ， 而建筑 平 面 中纵横 内墙 基 本 没有对齐 ， 给结构 布 置带来 一定 难度 。通过 大量 的电算 比较 ， 我 们采取 了以下措施 ： １ 在中部电梯井筒及分 隔墙处适 当设 置较长 的竖 向剪 力墙 ， ）
以资 比较 ， 主要有 以下三栋 ：
・１ ３・
ｂ按 ５ ． ０年重现期风压作用计算 ， 不考 虑连梁 刚度折减 ， 计算 我方收 集 了武汉 市及外 地类似项 目的结 构平 面布置及控 制参数 结果 表明 ， 此工况作用下绝大 多数 连梁 未出现超 筋情况 ； ｃ按 ｌ 重现期 基 本作 用验算 结构 顶 点的最 大加 速度 ， ． ０年 按 Ａ栋 ： 武昌区某超 高层住 宅。该项 目地处武 汉市武 昌区徐东
４ ０ １ ３００
宋化为（９５ ） 男， １７一 ， 高级 工程师 ， 一级注册结构师， 武汉正华建筑设计有限公 司， 湖北 武汉 ４０ １ ３００
２７ ２智 第 １年１ 月 ０卷 ３１ ０ ９
上 奇 ：超司 力 结 朱 化 计 王十等某 高 剪 ｌ 案Ｌ设ｌ 口 不 Ｉ ／ 口方 ｌ 舜＿ 墙 优 寸 层 国构 ／
比值 （ 偶然偏Ｉ 合 心）
Ｍ ｘ ／Ａ ｅ ａ－ Ｄ ｖ— Ｄ
１３ ．２
１２ ．４
２ 剪力 墙混凝 土等级见 图 ２ ） 。
３ 弹性时程分析补充计算 。 ）
本工程 采用 Ｓ Ｔ Ａ ＷＥ程 序进行 弹性 时程分析 ， 由于本工程 暂 无安评报告 ， 考 Ｃ Ｃ ６ ： ０４建 筑工 程抗震 性态 设计 通则 ， 参 Ｅ Ｓ １０ ２ ０
收 稿 日期 ：０ １０ — １ ２ １ —６ ０
现代超高层结构优化分析设计综述
现代超高层结构优化分析设计综述摘要：随着世界超高层建筑的建设越来越多，世界各主要城市地标建筑越来越高，工程难度越来越大，并且高楼出现垮塌事故也屡见不鲜。
基于此，本文主要概述了城市超高层发展发展的现状，及设计阶段建筑物的结构设计优化，及主要的结构分析方法。
例如结构优化设计按设计变量性质分为连续变量优化和离散变量优化。
以及建筑结构研究优化设计现状，具体包括单目标结构优化设计及多目标结构优化设计及高层建筑存在的问题和结构优化设计考虑的问题。
关键词：城市超高层发展现状超高层结构设计优化建筑结构优化设计现状1、世界超高层发展现状及发展趋势1.1世界超高层发展现状随着世界经济发张迅速，城镇化率越来越高，特大城市的超过层建筑也越来越多，高层建筑是随近代社会经济发展的需求，现代人民生活需要也逐渐向高度上发展，例如超高层的写字楼，巨型的电视塔，大城市人口越来越集中，资源集中化，导致城市中心用地缺少，加速了现代高层建筑发展。
高层建筑的发展需要当代科学技术的发展、轻质高强材料的性能要求的提高以及电气化、计算机在建筑中的广泛应用。
现世界学术氛围对以上学科有大力发展，技术水平有显著提高。
以下高楼是现代著名的高楼，建于 1883 年的美国芝加哥家庭保险公司大楼（Home Insurance Build-ing），12 层，55 m 高，是近代高层建筑的开端。
19 世纪末钢结构被应用到高层建筑中，使建筑物的高度超过了 100 m，1931 年纽约建造的帝国大厦（Em-pire State Building），102 层，381m 高，享有世界最高建筑荣誉长达 40 年之久。
20 世纪 50 年代以后，随着新材料、新工艺以及新的结构体系的发展，层数和高度都有大幅度的突破，建筑结构体系也呈多样化、复杂化。
截止2010 年 2 月，世界范围内，按从地面到塔尖（spire）的高度计算，已建成最高的高层建筑为阿拉伯联合酋长国迪拜的哈利法塔（BurjKhalifar），162 层，828 m高（见图 1）；我国台湾省的台北 101 购物中心（Taipei 101），101 层，508 m高（见图 2）；我国上海的上海中心大厦（Shanghai Tow-er），124 层，632 m 高。
超高层住宅结构优化设计
刍议超高层住宅的结构优化设计摘要：本文根据作者多年实践经验，结合某工程实例分析了超高层剪力墙结构设计与应用。
关键词：超高层住宅剪力墙计算1、工程概况本工程为超高层住宅小区,规划限高150m,总建筑面积45万m2左右,其中地下室12万m2,单层地下车库,地上17个单体塔楼,都是100 ~142m超高层,其中5#楼约为130m,7#、8#和16#、17#楼约为140m, 4#楼户型同5#楼,高约100m。
按照规范[1,2]结构体系的适用范围,采用剪力墙结构体系。
剪力墙厚度:地下室、底层架空层370mm或400mm,标准层均为240mm。
100m左右超高层竖向构件混凝土等级为c40~c30; 140m左右超高层竖向构件混凝土等级c55~c30.梁板混凝土等级为c35~c30。
该工程设计基准期为50年,结构设计适用年限为50年。
抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,地震分组为第一组,设计特征周期为0.45s,抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二级。
场地类别为ⅲ类。
采用桩筏基础,主楼区域采用直径700、800、900、1000mm钻孔灌注桩,一层地下车库采用管桩满足抗拔要求。
2、结构概念设计高层建筑中,宜使结构平面内形状简单、规则、刚度和承载力均匀,根据高宽比选取合理的户型,结构平面布置应减少扭转的影响;高层建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。
结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用严重不规则的结构体系。
对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。
4#、5#、7#、8#、16#、17#楼平面见图1~图3,其中11#、12#楼和7#、8#相同,本工程不规则超限[3]内容见表1,因此应严格控制其它不规则指标,以避免成为复杂超限高层结构[3]。
尽管高层建筑结构抗震设计计算分析手段不断提高,分析原则不断完善,但由于地震作用的复杂和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。
高层建筑结构优化设计
浅析高层建筑结构优化设计[摘要]总结近年来设计实践中碰到的问题，比较分析超高层建筑结构设计的特点，说明在超高层建筑中结构设计的重要性，根据建筑物高度、使用功能等阐明了结构优化的意义 ,以及优化的方法和优化的途径 ,为结构设计者进行结构优化设计提供参考。
[关键词]高层建筑；优化设计; 结构方案;节约造价;有人认为 ,优化结构设计只是抽钢筋的问题 ,其实不然。
一栋建筑方案产生后 ,结构从选型和布置开始就存在优化与否的问题 ,再加之后续的精心设计、准确计算、合理选用等全过程的优化设计才能产生优化的结构。
如果仅是抽钢筋的概念 ,优化是非常有限的 ,因为所有设计依据同样的条件 ,遵循同一本规范 ,计算采用同样的软件 ,结果应该是一样的。
随着建筑事业的发展,建筑结构设计水平也相应地不断提高, 但是另一方面,由于技术原因而造成的质量低劣和浪费现象也时有发生,为此本文对近年来在工程实践中的体会和心得,主要是分析高层建筑的设计优化特点进行阐述,供参考讨论。
1 高层建筑结构受力特点对于低层建筑结构,通常以重力为代表的竖向荷载控制结构设计,但随着建筑物高度的增加, 高宽比的加大,尽管竖向荷载对结构设计仍产生重要影响,但水平荷载(风荷载及地震作用)对结构产生的影响愈来愈大,将成为结构设计时的主要控制因素,起着决定性的作用。
建筑物自重和楼屋面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩数值, 仅与楼房高度一次方成正比,对某一定的高度的楼房,竖向荷载大体上是定值,而水平荷载的数值是随着结构的动力特性不同而有较大幅度的变化,并且对结构产生的倾覆力矩以及在竖向构件中所引起的轴力是与建筑物高度的二次方成比例, 结构内力明显加大,结构侧向位移增加更快, 图（1）是结构内力(n 、m)、位移（）与建筑物高度(h ) 的关系。
弯矩和位移都成指数曲线上升。
所以对于高层建筑, 结构除了承受重力荷载外,还要负担较大的水平荷载。
而且随着建筑物高度的增加,水平作用愈益成为结构设计中的控制因素, 并将成为确定结构体系的关键性因素。
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超高层住宅的结构优化设计
发表时间：2018-12-18T09:57:20.123Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：康海洋[导读] 摘要：随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。
广州宝贤华瀚建筑工程设计有限公司 510000
摘要：随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。
在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。
与此同时，问题也随着超高层建筑工程的发展而体现了出来，其中超高层的结构优化设计问题尤为突出，只有优化了超高层的结构，才能使人们有一个舒适的居住环境。
基于此，本文对超高层的结构的优化设计进行了研究。
关键词：超高层的结构优化设计要求设计方案
引言
在顺应人们急剧增长的住房需求下，高层的结构形式从简单的层数和高度增长的基础上，逐步发展到对平面形状和空间体型的复杂化要求。
这不仅要求建筑满足功能多样，建筑风格提高，还要满足城市发展的景观需求。
高层在延续最初的结构形式和框架设计的基础上，还应对建筑中的相关因素进行优化设计，使得不仅满足基本的功能需求外，还能在设计水平上有进一步的提升。
一、工程概况
本工程为超高层小区,规划限高150m,总建筑面积45万m2左右,其中地下室12万m2,单层地下车库,地上17个单体塔楼,都是100 ~142m超高层,其中5#楼约为130m,7#、8#和16#、17#楼约为140m, 4#楼户型同5#楼,高约100m。
按照规范[1,2]结构体系的适用范围,采用剪力墙结构体系。
剪力墙厚度:地下室、底层架空层370mm或400mm,标准层均为240mm。
100m左右超高层竖向构件混凝土等级为C40~C30; 140m左右超高层竖向构件混凝土等级C55~C30.梁板混凝土等级为C35~C30。
该工程设计基准期为50年,结构设计适用年限为50年。
抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,地震分组为第一组,设计特征周期为0.45s,抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二级。
场地类别为Ⅲ类。
采用桩筏基础,主楼区域采用直径700、800、900、1000mm钻孔灌注桩,一层地下车库采用管桩满足抗拔要求。
二、结构计算设计及设计要点
结构侧移是高层结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。
另外,高层建筑随着高度增加、轻质高强材料的应用、新建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够强度,还要具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。
高层和超高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。
从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。
地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。
高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。
在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下,遵循对称、均匀、周边、拐角的原则,在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置,主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。
对结构薄弱部位如楼电梯周围,内庭院周围均设置了120mm 厚楼板,采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚<8∶1)按照高规要求予以加强,如满足最小配箍率和最小配筋率等。
本工程项目中仅16#和17#楼高度超限,应报本地超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
风荷载取值,考虑到以后城市建设的不断发展,位移计算时取0.45kN/m2,强度计算时取0.5 kN/m2。
三、超高层结构设计的基本要求
满足舒适性的要求。
建筑设计应为住户起居舒适性的要求提供条件，例如，多种户型要灵活分隔室内的空间，人居的热光声的环境等要求，给居住的人创造一个舒适的环境。
结构方案还应该考虑到住户在日后改变分隔的空间的可能性，当采用剪力墙结构的时候，宜采用大开间的布置。
满足经济性的要求。
结构设计时应根据房屋的建造地点、层数多少、平立面体形，在满足耐久性、安全性和舒适性要求的前提下采用经济又合理的结构体系，在构件设计中应该精打细算，要严格执行规范构造要求，注意避免不必要的铺张浪费。
尤其是在地基基础设计中更要注意此方案的经济比较，因为地基基础的设计方案是否合理对房屋造价非常重要。
满足耐久性和安全性要求。
实行商品化后，应为住户的耐用消费品，使用寿命长是区别其他消费品的最大特点。
因此，结构耐久性和安全性是结构设计最基本的要求。
结构体系的选择以及材料的选用，都应有利于抗风抗震，以及使用寿命期间改造维修的可能性。
四、超高层建筑中的优化设计方案
房屋结构抗震性设计。
在工程图纸设计过程中，房屋结构按抗震设防分类，房屋抗震等级可根据房屋高度、烈度以及结构类型按国家《抗震规范》确定。
地震震力振型组合数据对建筑应当不考虑耦联扭转计算；当振型数大于3 的时候，应取3 的整数倍计算，但数据不能大于建筑物层数；当房屋层数不大于2 时，振型数则可取房屋层数。
对于不规则房屋的结构，应考虑扭耦联转，对高层房屋建筑来说，振型数应取不小于9；房屋结构层数多或房屋结构刚度突变系数大的话，振型数则应多取，例如结构中含多塔结构或顶部有小塔楼和转换层等，振型数应取不小于12 的数，但其大小仍不能大于房屋总层数3 倍，除非其含有弹性定义的楼板，而且采取总刚性分析的时候，振型数才能够取的更大。
耐久性的优化设计。
在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证高层建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求。
但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降。
对一般高层混凝土结构设计来说，低造价和省材料设计都应为满意的结构设计，但随着人们生活水平的提高和在实际工程中，有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时，设计者们就要放弃对经济的单纯追求。
所以当选以高层混凝土结构优化为设计的主要目的时，就应依据设计所要面对的关键性问题，分清主次，选多目标或单目标来实施优化，达到满意效果。
合理使用高强钢筋与高强混凝土。
高层建筑的总造价一般都包括框架结构材料、施工和基础的物料费用等，其中用钢量以及构筑件截面积对房屋造价影响较大，故在建筑设计中合理使用高强混凝土与高强度钢筋可有效降低用钢量，节约建筑成本。
若高层建筑设计位于厚软的地基上，那么由于坐落在地基上的荷载大，合理使用高强钢筋和高强混凝土来优化构件的截面积，减轻结构重量，将会显著降低工程造价及基础设施施工难度，取得较好经济效果。
对于震区的高层楼房来说，地震力作用的大小与建筑物的自重相关，人为地减轻建筑物的自重，降低结构在地震的荷载，可提高建筑物的安全性。
在设计中高效地使用高强钢筋及高强混凝土，能快速有效的缩小梁墙板柱等构件截面积，达到建筑造价目的。
房屋结构周期性折减系数。
房屋框架结构和顶盖等结构设计中，因为填充墙体存在使结构实际表现刚度大于设计计算刚度，计算周期也会大于实际周期，所以当算出结构剪力偏小时，会使房屋的某些结构不安全，而应该对房屋结构计算周期适当的进行折减，这样能达到很好的效果，但是对于房屋框架结构，计算的周期不宜折减或折减系数取小。
地下室的层数处理。
多层房屋框架结构房屋一般都设置地下室结构。
由于隔墙较少，故常采用的是板筏基础。
设计计算时将上部结构与地下层数结合在一起，并在图纸中按实际的地下室的层数计算。
如此一来，计算基础底板以及地基纵向荷载可一次设计完成。
同时通过侧层移刚度性系数比较，可以调整和判断房屋相应嵌固位置，适当加固构造措施，保证楼板最小配筋率和厚度。
当房屋结构纵向不规则时，要验算其最薄弱层。
结束语
在经济发展、人口增加、城市建设等多方面因素的推进下，我国高层住宅的建设呈现出发展的必要性和发展的可能性。
设计人员在熟悉掌握高层建筑的选型基础上，充分考虑建筑的成本、稳定性、功能性及耐久性的基本要求并进行合理优化的前提下，还应在满足和符合国家相关标准和规范的要求，在努力提高自身设计素质，对高层住宅的结构及美观进行合理优化，使我国的高层住宅在可预见的未来得到可持续发展，并达到更高的水平。
参考文献
[1]刘礼联.小高层住宅短肢剪力墙结构设计优化措施分析探讨.中外建筑.2011.08
[2]钱稼茹.高层建筑结构概念设计.北京:中国计划出版社.2016.07
[3]钱锋.可持续理念下的健康高层住宅设计.住宅设计.2014.05。