高层建筑地下室结构的抗震设计
高层建筑地下室结构的抗震设计
摘要：随着我国经济的快速发展，在城市中涌现出越来越多带地下室的高层建筑，由于其结构设计难度较大，一直是我们在进行建筑总体结构设计时面临的重要问题。本文首先简要介绍了几种地下室结构抗震类型，分析其重点难点,深入探讨了设置有地下室高层建筑抗震墙底部加强部位高度问题，以期为广大同行提供一些借鉴和参考。
关键词：高层建筑、地下室结构设计、抗震设计
一、前言
高层建筑地下式结构抗震的好坏将会对建筑整体抗震性能有直接影响。想要加强高层建整体抗震性能，必须要确保地下室与地上部分的筑墙的一致性。而且地下室的埋深也有要求，地下室的埋深要大于地上部分的高度时，其层数可不予考虑，这时算高度时才可从上部地面开始算。为了提高抗震性能，顶板必须要求可作为上部结构的嵌固部位。如果地下室顶板为无梁楼盖和顶板内外板标高超过梁高变化引起错层这两种情况时，应进行一定的处理使其能够作为上部结构的嵌固部位。
二、地下室结构抗震类型选择
一般来讲，高层建筑地下室结构的抗震设计结构类型有框架结构、抗震墙结构、框架结构、框架――抗震墙结构以及有多层、空旷地下室的内筒外框或筒中筒结构五种结构。
1、框架结构
有地下室的框架结构，如果地下室纵横抗震墙较多，而且层刚度比上部结构层刚度的1.5倍要大，在抗震验算过程中，上部结构的嵌固部位可选择地下室结构的顶部，反之则要延伸加强范围至墓面。可分别计算上部结构与地下室结构，如图3所示。
圈1 框架结构
在±0处一、二级框架柱要对弯矩增大系数进行考虑，地下室内框架柱加强范圈的弯矩设计值至少为上部结构柱的弯矩设计值。
2、抗震墙结构
如果高层抗震墙结构的地下室深度较小，地下室结构的层刚度约等于上部结构层刚度。在抗震验算过程中，可取基础顶面为嵌固部位，从基面开始为加强部位(图1)。如果地下室有较大深度，地下室结构的层刚度大于上部结构层刚度的1.5倍、上部结构屈服超强而地下室结构依旧可以处于弹性的情况下，可取±0处为嵌固部位，如图2为加强部位。
圈2 抗震结构KL≈KU
圈3 抗震墙结构KL≥1.5KU
3、框架结构
有地下室的框架结构，如果地下室纵横抗震墙较多，而且其层刚度要比上部结构层刚度的1.5倍大时，在抗震验算过程中，可取地下室结构的顶部为上部结构的嵌固部位，反之延伸加强范围应至墓面。可分别上部结构和地下室结构，如图3。
圈3框架结构
在±0处一、二级框架柱要对弯矩增大系数加以考虑，地下室内框架柱加强范围的弯矩设计值至少为上部结构柱的弯矩设计值。
4、框架――抗震墙结构
类似于框架结构，如果地下室的层刚度要比上部结构层刚度的1.5倍大，可取地下室结构的顶部为上部结构的嵌固部位，反之需延伸抗震墙的加强范围至基础，如图4所示。
圈4框架抗震结构
5、有多层、空旷地下室的内筒外框或筒中筒结构
如果地下室的顶板具有较好整体性和平面内刚度，且地下室的外墙及筒体可以承受上部结构屈服超强通过地下室顶板传来的地震作用，进行抗震验算可取地下室顶面为上部结构的嵌固部位，如图5所示。
圈5 核心筒一框架(或筒中筒)结构
三、设置有地下室高层建筑抗震墙底部加强部位高度
我国于2008年出版的《建筑抗震设计规范》中有相关规定：
（1）部分框支抗震墙结构的抗震墙:框支层以及以上两层,落地抗震墙总高度的1/8取以上两者较大值。
（2）带大底盘的高层以及裙房与主楼相连的高层:取地下室顶板以上抗震墙总高度的1/8,向下延伸一层到地下一层。高出大底盘顶板或裙房顶板至少一层。
（3）其它结构抗震墙:抗震墙总高度的1/8, 底部两层；取以上两者的较大值。
以上我们要加以重视的是针对部分框支抗震墙结构、大底盘结构的抗震墙底部加强部位的高度，《抗震规范》提出的要求是≤15m,在底部大空间有较多层数、大底盘有较大高度的情况下,一般和其它控制条件产生矛盾 ,所以笔者建议取消以上≤15m的要求。此外，《抗震规范》并未对有关抗震墙高度的问题进行明确规定,但是抗震墙高度对底部加强区高度有重要影响,所以在工程中难以操作操作,例如建筑施工时在进行半截高度抗震墙设置时,抗震墙高度取值明显缺少合理性。出于对工程中面临的回填土对地下室结构的约束作用等因素的考虑,笔者认为应该由房屋高度代替抗震墙高度确定底部加强部位高度,如此便能概念明了,便于操作。
图6 抗震墙结构底部加强区高度
1、如果地下室无法作为上部结构的嵌固端而需嵌固在地下其它楼层,实际嵌固部位所在楼层以及以上的地下室楼层(相对应地面以上结构的部分)的抗震等级,可取为与地上结构相同。嵌固部位以下可
按上述(1)采用。
2、如果地下室顶板作为上部结构嵌固端,地下一层的抗震等级应等同于上部结构,地下一层以下可逐渐降低一级抗震等级；就重点设防类(乙类)建筑而言,六度时最低为四级,七度时最低为三级,八度时最低为二级,九度必须要专门研究。无上部结构部分的地下室,可针对实际情况选择三级或四级；就标准设防类(丙类)建筑而言,六、七度时最低为四级,八度最低为三级,九度时最低为二级；九度以外,范围较大的上部结构以外地下室结构可采用三～四级。
3、如果地下室为大底盘其上有不止一个独立塔楼,当嵌固部位在地下室顶板时,地下一层高层部分和受高层部分影响的部分其抗震等级要等于高层部分底部结构抗震等级。按照上述(1)方法确定地下一层其余部分以及地下二层以下各层抗震等级。在规范没有确定地下一层受高层部分影响范围前,应根据工程实际情况采用一倍主楼对应尺寸和基础埋深较大值进行设计。下图7为具体抗震等级的确定。
图7 高层建筑地下室抗震等级示意
四、结语
综上所述，随着科技的飞速发展，现代高层建筑的地下工程也越来越庞大，部分地下工程投资甚至已经超过了地上工程投资，所以不管从技术层面还是从经济层面讲我们都需要对地下室结构设计进行
更深层次的研究，不断提升设计水平，以达到技术与经济同步、安全与适用协调。地下建筑设计过程较为复杂，作为设计者设计过程除了要确保经济合理安全可靠外，还要达到地下室结构的要求，要多方面进行考虑，确保地下室正常使用。
参考文献：
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杨照夫：《金马同盛大厦地下室结构设计分析》，《科技创新导报》，2009年24期
陈远森：《浅议高层建筑地下室结构设计中应注意的几个问题》，《黑龙江科技信息》， 2008年29期
都军花梁丽芳：《建筑工程中地下室结构设计探讨》，《中国高新技术企业》， 2009年09期
黄勇：《高层地下室结构设计及抗震》，《城市建设理论研究》，2011年08期
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高层建筑地下室结构设计实例分析 高层建筑地下室结构设计实例分析 摘要：结合工程实例，笔者从地下室基础、顶板、侧壁、底板四方面介绍高层建筑地下室的结构设计，可供相关专业技术人员参考。 关键词：高层建筑、地下室、结构设计、基础、顶板、侧壁、底板 中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 某住宅建筑高度为 53.6m，主体结构为18 层，采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下室为 1 层，主要当车库使用。该工程采用了预应力管桩，持力层为强风化岩或中风化岩，单桩承载力特征值为1700kN，地下室底板采用平板式筏，抗浮水头 5m。该建筑的抗震设计类别为丙类，抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为0.10g。主体结构中框架和剪力墙的抗震等级都是三级，框支柱、框支梁为二级抗震等级。地下室平时用于车库使用，战时可为人防工程，人防设计等级为6级。 2 地下室结构设计 2. 1 地下室基础设计 根据本工程地质报告的情况，本工程采用预应力管桩基础，持力层为强风化岩或中风化岩，500mm直径管桩单桩承载力特征值 1700kN，岩层承载力较高，可满足沉降的要求。 2. 2 地下室顶板设计 本工程地下室顶板上设计了园林景观，需覆土0.5m，同时考虑到设备管线的高度及其保护土层厚度，最后确定覆土厚度为1.1m。 1）主楼室内部分地下室顶板设计 主楼室内部分的地下室顶板适宜考虑施工阶段的承载力验算，因此考虑施工荷载后楼板荷载取为5kN/m2。 2）园林景观顶板设计
园林景观部分除考虑覆土的重量外，尚需考虑景观、道路及附属设施的荷载；本工程景观部分荷载取值为 4kN/m2，消防车道部分荷载较大，按照规范的要求应为 35kN/m2，但考虑到本工程地下室顶板上有1.1m 的覆土，荷载经过扩散后实际传导到梁板上的荷载已大大减小，经计算扩散后消防荷载取值可按 20kN/m2考虑。 3）人防地下室的荷载取值 由地下室一层为人防地下室，所以对于本工程中的露天顶板要考虑到爆动荷载影响，但鉴于人防地下室顶板的爆动等效荷载要比消防车作用的板面等效荷载大，因此人防地下室顶板的荷载按照六级人防顶板的等效荷载考虑，取750kN/m2，但在设计中不同时考虑这两种荷载的组合，仅需按人防爆动等效荷载进行地下室顶板计算。 2. 3 地下室侧壁设计 1）进行地下室侧壁设计时，侧壁主要考虑的荷载有：结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等，由于侧壁受有多种荷载共同作用，受力较为复杂，为了简化计算，在设计中可作如图 1 所示的合理的简化。 本工程地面活荷载取为q=10kN/m2，则折算土的厚度应为h= 10/18=0.56m，等代土压力采用公式σ0=γ1h1ka计算。侧向土压力对于地下水位以上的土压力采用公式σs1=γh2ka，对于地下水位以下的土压力则采用公式σs2=γh3ka计算。经计算地下室 1 层的侧壁板厚取为 350mm。 2）侧壁的构造要求是，在与土壤接触的侧壁混凝土保护层取为40mm，地下室内部的混凝土则取为 15mm。把地下室侧壁的水平钢筋配置在外侧，而竖向钢筋配置在侧壁内侧。为了有效控制本地下室的侧壁混凝土开裂，混凝土强度等级并不宜取得高，以减小混凝土的收缩应力，工程混凝土强度等级取为 C30。同时，本工程还设置了多道后浇带，有效的减小了地下室混凝土开裂。 2. 4 地下室底板设计 1）地下室底板主要以抗渗和抗浮计算为主，地下水位按50a 一遇考虑取在室外地坪，抗浮水头 5m，抗渗等级 P6。地下室底板所处土层为淤泥及淤泥质土，承载力较低不能作为持力层，故本次设计地
1.从结构的体系上来分,常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有:_框架结构, 力墙结构, _框架 -剪力墙_结构, _筒体_结构,悬挂结构和巨型框架结构。 2.一般高层建筑的基本风压取 感的高层建筑, 采用 _100_年一遇的风压值; 在没有 _100_年一遇的风压资料时, 可近视用取 _50_年一遇的基本风压乘以 1.1的增大系数采用。 3.震级―― 地震的级别,说明某次地震本身产生的能量大小 地震烈度―― 指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度 基本烈度―― 指某一地区今后一定时期内,在一般场地条件下可能遭受的最大烈度设防烈度―― 一般按基本烈度采用,对重要建筑物,报批后,提高一度采用 4. 《建筑抗震设计规范》中规定, 设防烈度为度及度以上的地区, 建筑物必须进行抗震设计。 5.详细说明三水准抗震设计目标。 小震不坏:小震作用下应维持在弹性状态,一般不损坏或不需修理仍可继续使用中震可修:中震作用下,局部进入塑性状态,可能有一定损坏,修复后可继续使用大震不倒:强震作用下,不应倒塌或发生危及生命的严重破坏 6.设防烈度相当于 _B _ A 、小震 B 、中震 C 、中震 7.用《高层建筑结构》中介绍的框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的内力和位移的近似计算方法,一般计算的是这些结构在__下的内力和位移。 A 小震 B 中震 C 大震
8. 在建筑结构抗震设计过程中, 根据建筑物使用功能的重要性不同, 采取不同的抗震设防标准。请问建筑物分为哪几个抗震设防类别? 甲:高于本地区设防烈度,属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑乙:按本地区设防烈度,属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑 丙:除甲乙丁外的一般建筑 丁:属抗震次要建筑,一般仍按本地区的设防烈度 9. 下列高层建筑需要考虑竖向地震作用。 (D A 8°抗震设计时 B 跨度较大时 C 有长悬臂构件时 D 9°抗震设计 10. 什么样的高层建筑结构须计算双向水平地震作用下的扭转影响? 对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过 100m 的高层建筑结构 11. 结构的自振周期越大,结构的刚度越 _小_,结构受到的地震作用越 _小_。 12. 高层建筑设计一般要限制结构的高宽比(H/B ,为什么?房屋高度 H 是如何计算的? 高层建筑设计中,除了要保证结构有足够的承载力和刚度外,还要注意限制位移 的大小,一般将高层建筑结构的高宽比 H/B控制在 6以下。详细参考 P26表 2.2 房屋高度指室外地面至主要屋面的高度,不包括局部突出屋面部分的高度,而房屋宽度指所考虑方向的最小投影宽度。 13. 高层建筑结构设计采用的三个基本假定是什么? 弹性变形假定
高层住宅建筑的基础结构设计 摘要：随着我国建设经济的不断发展，高层住宅建筑越来越普遍，不仅缓解了城市的建设用地，还最大程度运用了空间，高层住宅建筑基础结构的设计是项比较复杂系统的工程，本文就高层住宅建筑的基础结构设计进行了分析讨论。 关键词：高层住宅；建筑；基础结构；设计 Abstract: With the continuous development of China’s construction economy, high-rise residential buildings is becoming increasingly common, not only to ease the city construction land, but also maximizing the space, the design of high-rise residential building infrastructure is a complex systems engineering, this articlethe basic structural design of high-rise residential buildings are analyzed and discussed. Keywords: high-rise residential; buildings; infrastructure; design 随着我国社会经济发展，城市化进程加快，越来越多的高层住宅建筑被建设，这种高层住宅建筑不仅有效缓解了城市用地面积，还最大化地运用了空间，随着人们生活水平提高及科技迅速发展，人们对高层住宅建筑要求越来越高，进行高层住宅建筑设计时，对其合理性及经济性的把握是很重要的。 一、基础结构设计概述 1.高层住宅总体指标控制 在高层住宅建筑设计时，要对地震及风荷载作用下的水平位移限值进行计算，从而判断其结构抗震是否符合要求，并对地震及风荷载作用之下建筑物底部的剪力及总弯矩进行判断，还有自振周期及结构振型曲线等均应进行计算判断，这些相关的总体指标能够对高层住宅建筑进行总体判别，当周期太短及刚度太大时，会造成地震效应增大，并导致不必要材料浪费，可刚度太小的话，结构变形就会增大，影响其使用性能。对结构布置扭转实施控制时，需要考虑偶然偏心对地震作用的影响，高层住宅建筑竖向构件最大层间位移及水平位移不能比该建筑楼层平均值1.2倍要大，对于顶层构件可暂不考虑。 2.高层住宅建筑中的基础结构设计 在基础结构设计的时候，要注意构件延性，可依据相关规范进行梁内恰当钢筋的配置，现在短肢剪力墙高层住宅为满足埋置深度要求，通常会设置地下室，其基础所采用的是桩筏基础，对桩给予合理选型，能够对整个高层住宅地下室设计经济性产生很大影响。在基础选型上可进行方案比较，并选出较为合理经
大底盘多塔楼高层建筑、地下商场、地下车库建筑以及大跨空间、多层地下结构的出现，在目前住宅小区建设以及大型公建项目中都占有非常重要的地位，其面积可达总竣工建筑面积的10%。大底盘高层建筑由于上部结构塔楼相对大底盘地下结构刚度大，荷载不均匀，基底反力不均匀，基础底板的均匀变形，设计不当会引起基础开裂。除此，之外，大底盘高层建筑地下室结构还有一些关键设计需要重点关注。 一、大底盘高层建筑地下室结构类型及设计要点说明 根据地下室层数及地下室与主楼连接方式通常可分为5种结构类型，我们以地下车库结构为例说明，即与主楼断开单层地下车库、与主楼断开双层地下车库、与主楼相连单层地下车库、与主楼相连双层地下车库、地上一层、地下一层大平台式车库五种。 （1）与主楼断开单层车库 一种是车库与主楼完全脱开，仅以通道相连。另一种是车库和主楼各为单体，结构计算相对简单。设计时应注意车库埋深大于主楼基础埋深时，应尽量使主楼外墙与车库外墙净距增加。如无条件时，车库与主楼间应设有效支护，并交代先施工车库后施工主楼，车库基坑开挖时不应使主楼基底土受到扰动。【7度设防】车库一般为丙类建筑，抗震等级为四级[1]。7度Ⅰ、Ⅱ类场地丙类建筑不需进行地震作用计算。中柱最小总配筋率应增加0.2%。 （2）与主楼断开双层车库 一种是车库与主楼完全脱开，仅以通道相连。另一种车库和主楼各位单体，结构计算相对简单。车库自重远不足以抗浮，车库底板配筋基本由水浮力控制。设计时应注意在设计前摸清主楼边界与车库边界关系。确定主楼基础埋深时，应考虑主楼与车库边界距离，保证施工的可行性。注明基础施工顺序：先车库后主楼。 （3）与主楼相连单层车库 车库与多栋主楼相连形成大底盘。设计时应注意嵌固部位设在主楼地下室顶板时，应注意主楼顶板与车库顶板高差不能太大（最好≤0.8m）。嵌固部位设在基底时，上部结构应按多塔模型复核构件配筋。车库柱配筋应考虑0.2Q0剪力调整。主楼顶板与车库顶板间应设加腋，便于传递地震力。主楼相关范围内抗震等级应同主楼抗震等级。 （4）与主楼相连双层车库 双层车库与多栋主楼相连形成大底盘。 （5）地上一层、地下一层大平台式车库 主要特点：车库分地下一层，地上一层。地上车库周边一般设置沿街商铺。小区景观设在地上车库顶板上。主楼范围在地下、地上一层、大平台均有入口大堂。主楼范围在大平台处底部架空。设计时为避免地面二层以上形成多塔结构，大平台层应合理分缝，避开景观水池、避开小区变用户变、防止塔楼偏置。主楼剪力墙布置应充分考虑架空层及大堂的效果。±0.0处楼板无覆土且不设缝形成超长结构，应采取防裂措施。 二、大底盘多塔结构地下室设计要点 1、嵌固部位的位置与地下室抗震等级的关联 主楼±0.0结构板作为嵌固部位时，主楼地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。具体条文参见《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.5条及其条文说明[2]。此处“相关范围”一般指：主楼周边1~2跨的地下室范围。 主楼基础底板作为嵌固部位时，车库除满足自身要求的抗震等级外，相关范围的抗震等级不应小于主楼的抗震等级。具体条文参见《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.6条及其条文说明以及《建筑抗震设计规范》第6.1.3-2条及其条文说明。此处“相关范围”一般指：主楼周边外延3跨且不小于20m。
名词解释： 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力 P效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。填空：1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002) 规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物 称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋 面的高度。2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用， 技术先进，经济合理，方便施工。 3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高 层结构，错层结构，多塔楼结构。 4．8度、9度抗震烈度 设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震 作用。 5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙 结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系，板柱 —剪力墙结构体系；水平向承重体系有现浇楼盖体系，叠 合楼盖体系，预制板楼盖体系，组合楼盖体系。 6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中 心尽可能靠近，以减少扭转效应。 7．《高层建筑混凝土结 构技术规程》JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高 度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震 设计的高层民用建筑结构。 9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪 力墙结构、框架—剪力墙结构。 1．地基是指支承基础的土体，天然地基是指基础直接建造 在未经处理的天然土层上的地基。 2．当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m，且可用普通开 挖基坑排水方法建造的基础，一般称为浅基础。 3，为了增强基础的整体性，常在垂直于条形基础的另一个 方向每隔一定距离设置拉梁，将条形基础联系起来。 4．基础的埋置深度一般不宜小于0.5m，且基础顶面应低于 设计地面100mm以上，以免基础外露。 5．在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏 形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或 桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的 1/18—1/20。 6．当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑 的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。 7．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙 房一侧设置后浇带，其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。 8．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带 时，应进行地基变形验算。 9．基床系数即地基在任一点发生单位沉降时，在该处单位 面积上所需施加压力值。 10．偏心受压基础的基底压应力应满足maxpaf2.1 、af 和2 min maxppp 的要求，同时还应防止基础转动过 大。 11．在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布 较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反 力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算。当 不满足上述要求时，宜按弹性地基梁计算。 12．十字交叉条形基础在设计时，忽略地基梁扭转变形和 相邻节点集中荷载的影响，根据静力平衡条件和变形协调 条件，进行各类节点竖向荷载的分配计算。 13．在高层建筑中利用较深的基础做地下室，可充分利用 地下空间，也有基础补偿概念。如果每㎡基础面积上墙体 长度≮400mm，且墙体水平截面总面积不小于基础面积的 1/10，且基础高度不小于3m，就可形成箱形基础。 1．高层建筑结构主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用等。 2．目前，我国钢筋混凝土高层建筑框架、框架—剪力墙结 构体系单位面积的重量（恒载与活荷载）大约为12～14kN ／m2 ；剪力墙、筒体结构体系为14～16kN／m2 。 3．在框架设计中，一般将竖向活荷载按满载考虑，不再一 一考虑活荷载的不利布置。如果活荷载较大，可按满载布 置荷载所得的框架梁跨中弯矩乘以1.1～1.2的系数加以放 大，以考虑活荷载不利分布所产生的影响。 4．抗震设计时高层建筑按其使用功能的重要性可分为甲类 建筑、乙类建筑、丙类建筑等三类。 5．高层建筑应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方 法：①高度不超过40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高 度分布比较均匀的建筑物，可采用底部剪力法；②高度超 过40m的高层建筑物一般采用振型分解反应谱方法；③刚 度与质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物等，宜采 用时程分析法进行补充计算。， 6．在计算地震作用时，建筑物重力荷载代表值为永久荷载 和有关可变荷载的组合值之和。 7．在地震区进行高层建筑结构设计时，要实现延性设计， 这一要求是通过抗震构造措施来实现的；对框架结构而言， 就是要实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固。 8．A级高度钢筋混凝土高层建筑结构平面布置时，平面宜 简单、规则、对称、减少偏心。 9．高层建筑结构通常要考虑承载力、侧移变形、稳定、倾 复等方面的验算 问答： 1．我国对高层建筑结构是如何定义的？ 答：我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2002)规定：10层及10层以上或房屋高度大 于28m的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室 外地面到房屋主要屋面的高度。 2．高层建筑结构有何受力特点？ 答：高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地 震力)，在建筑结构底部竖向力也很大。在高层建筑 中，可以认为柱的轴向力与层数为线性关系，水平力 近似为倒三角形分布，在水平力作用卞，结构底部弯 矩与高度平方成正比，顶点侧移与高度四次方成正 比。上述弯矩和侧移值，往往成为控制因素。另外， 高层建筑各构件受力复杂，对截面承载力和配筋要求 较高。
1．从结构的体系上来分，常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有：＿框架结构，剪力墙结构，＿框架-剪力墙＿结构，＿筒体＿结构，悬挂结构和巨型框架结构。 2．一般高层建筑的基本风压取＿50＿年一遇的基本风压。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，采用＿100＿年一遇的风压值；在没有＿100＿年一遇的风压资料时，可近视用取＿50＿年一遇的基本风压乘以1.1的增大系数采用。 3．震级――地震的级别，说明某次地震本身产生的能量大小 地震烈度――指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度 基本烈度――指某一地区今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭受的最大烈度设防烈度――一般按基本烈度采用，对重要建筑物，报批后，提高一度采用 4．《建筑抗震设计规范》中规定，设防烈度为＿6＿度及＿6＿度以上的地区，建筑物必须进行抗震设计。 5．详细说明三水准抗震设计目标。 小震不坏：小震作用下应维持在弹性状态，一般不损坏或不需修理仍可继续使用 中震可修：中震作用下，局部进入塑性状态，可能有一定损坏，修复后可继续使用大震不倒：强震作用下，不应倒塌或发生危及生命的严重破坏 6．设防烈度相当于＿B＿ A、小震 B 、中震C、中震 7．用《高层建筑结构》中介绍的框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构的内力和位移的近似计算方法，一般计算的是这些结构在＿＿下的内力和位移。 A 小震 B 中震C大震 8.在建筑结构抗震设计过程中，根据建筑物使用功能的重要性不同，采取不同的抗震设防 标准。请问建筑物分为哪几个抗震设防类别？ 甲：高于本地区设防烈度，属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑乙：按本地区设防烈度，属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑 丙：除甲乙丁外的一般建筑 丁：属抗震次要建筑，一般仍按本地区的设防烈度 9.下列高层建筑需要考虑竖向地震作用。（D） A 8°抗震设计时 B 跨度较大时 C 有长悬臂构件时 D 9°抗震设计
方案阶段 1.建设场地不能选在危险地段。 由于结构设计在建设场地的选择中一般是被动的接受方，因此，在结构方案及初步设计阶段， 应特别注重对建设场地的再判别。对不利地段，应根据不利程度采取相应的技术措施。 2.山地建筑尤其需要注意总平布置。 山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求, 因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程; 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡应留有足够的 距离, 其值应根据抗震设防烈度的高低确定, 并采取措施避免地震时地基基础破坏。当需要在 条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙 类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对设计地震动参数可能 产生的放大作用, 其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定, 在1.1~1.6 范围内采用。 此条为强条; 台地边缘建筑地震力放大系数也意味着单体建筑成本的增加。实际上, 有时边坡 支护的费用可能远远大于边坡上单体的费用。曾经有的方案设计单位布置总平时将 18~33层的高层布置在悬崖边缘或跨越十多米高的边坡, 这些都是对结构及地质不了解才会产生的错误。3.是否有地下室。 高层建筑宜设地下室；对无地下室的高层建筑，应满足规范对埋置深度的要求。 4.高度问题 室内外高差是多少，房屋高度是多少，房屋高度有没有超限。 5.结构高宽比问题 设计规定，6、7度抗震设防烈度时，框架- 剪力墙结构、剪力墙结构高宽比不宜超过 6。高 宽比控制的目的在于对高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性（主要影响结构 设计的经济性，对超高层建筑，当高宽比大于7时，结构设计难度大，费用高）的宏观控制。6.结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置。 采取必要的结构和施工措施尽量避免设置各类结构缝（伸缩缝、沉降缝、防震缝）。当必须设 置时，应符合现行规范有关缝的要求，并根据建筑使用要求、结构平面和竖向布置的情况、地 基情况、基础类型、结构刚度以及荷载、作用的差异、抗震要求等条件、综合考虑后确定。 各缝宜合并布置，并应按规范的规定采取可靠的构造措施和保证必要的缝宽，防止地震时发生 碰撞导致破坏。结构长度大于规范时, 应设置伸缩缝, 高层建筑结构伸缩缝的最大间距: 框架 结构为 55m, 剪力墙结构为 45m。 7.结构平面布置不规则问题
高层建筑地下室常见结构问题分析 一、高层建筑地下室 高层建筑地下室主要包括外墙、顶板、底板及基础、出入口坡道、楼梯等。人防地下室，还包括人防口部。 （一）荷载 地下室结构荷载包括核爆动荷载（考虑人防）、上部建筑物自重、土压力、水压力及地下室自重等。规范给出了防空地下室不同部位应考虑的荷载组合，结构设计时依各工程的结构特点，根据规范要求进行荷载组合。地下室各部位参与组合的荷载分别为：顶板：顶板核爆动荷载标准值，顶板静荷载标准值。 侧墙：竖向，顶板传来的核爆动荷载标准值、静荷载标准值，上部建筑物自重标准值（仅有局部剪力墙部位），外墙自重标准值；横向，核爆动荷载产生的水平动荷载标准值、土压力、水压力。 内承重墙（柱）：顶板核爆动荷载标准值、静荷载标准值，上部建筑物自重，内承重墙自重标准值。应对比战时所增加的顶板核爆动荷载标准值与平时各楼层的活荷载标准值之和，由大的荷载起控制作用。 基础：底板核爆动荷载标准值，上部建筑物自重标准值，顶板传来静荷载标准值，地下室墙身自重标准值。防空地下室进行荷载组合时，主要解决核爆动荷载作用下如何确定同时存在的静载问题。 （二）顶板 地下室顶板是高层建筑上部结构的一个水平约束支座，其刚度越大，对上部结构的约束作用越好。因此，地下室顶板厚度不能太薄，一般取≥160mm。人防地下室顶板厚度还要满足人防要求。 根据《建筑抗震设计规范》，地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，对楼板厚度、混凝土强度等级、板配筋率、楼层侧向刚度等都有具体要求，且地下室层数不宜少于两层。规范还明确规定，作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构。这意味着高层建筑地下室层数或总深层不仅仅由地基基础埋深决定，还必须考虑上述因素。结构计算时应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应包括地下层。当出现以下情况时，地下室顶板不应作为上部结构的嵌固部位：（1）顶板室内外板面标高变化超过梁高范围形成错层，且未采取措施；（2）顶板为无梁楼盖。 （三）外墙 地下室外墙计算时应进行弯矩调幅，底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端）、考虑荷载分项系数、有多层地下室时应按多跨连续计算，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这类问题在地下车道中最为典型。车道侧壁为悬臂构件，底板抗弯能力不应小于侧壁底部。地面层开洞位置（如楼梯间）外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用。以上两种情况中，由于外墙支承条件不同，计算与设计不能与一般外墙相同。当顶板不在同一标高时，应注意外墙上部支座水平力的传递问题。 除垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大（如高层建筑外框架柱）之间外墙板块按双向板计算配筋外（此时框架柱尚应考虑外墙传来的水平荷载作用验算），其余外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载（轴力）较小的外墙扶壁柱内外侧主筋也应予以适当加强。外墙水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也予以适当加强，考虑外墙水平钢筋受力时应注
高层建筑结构设计规范思考分析 自2002年开始，建筑结构设计方面的新规范全面颁布实施已有六年多时间。规范条文本身应当只是做一些原则性的规定，让设计人员根据自己的理解和经验来掌握应用，但是规范中某些条文过于笼统，设计人员也难以把握。目前我国实行施工图审查制度，由于设计人员与审查人员对规范一些不够具体的条文规定的理解不同，常常会引起争议，而且少数设计人员或审查人员不考虑工程的实际情况，机械地执行规范。下面就高层建筑设计过程中遇到的一些问题，与同行们进行探讨。 关键词：结构设计；短肢剪力墙；新规范；《高规》；设计建议1 关于高层建筑高宽比 《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）对高层建筑适用的最大高宽比有明确要求，但在计算高宽比时，对建筑宽度的取法却无明确规定，在第4.2.3条的条文说明中指出“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”，对设计人员来说， 难以确定何为合理的计算方法，而且这是一个涉及建筑是否为超限高层建筑的敏感问题，应该有一个较为明确的取法，以便设计及审查人员掌握。 2 关于剪力墙的高厚比 新的《抗震规范》及《高规》对剪力墙高厚比的要求较“89规范”更高。通常在底部加强区，由于底部层高相对较高，剪力墙的厚度往往由高厚比确定，而不是由承载力或结构刚度确定，按《高规》第7.2.2条第4款的规定，当高厚比不满足要求时，如剪力墙所承受的竖向力不大，验算墙体稳定一般都能通过，因为剪力墙主要作为抗侧力构件使用。在按《高规》附录D计算墙体稳定时，规程列出了单片墙及T形、工字形剪力墙的计算方法，有些设计人员对在工程设计中常遇到的L形及I形剪力墙是否可按T形及工字形墙的公式进行计算拿不准。从原理分析，T形及工字形墙的稳定计算，考虑了一侧墙肢对另一向墙肢的支承作用，所以L形及I形墙，只要墙肢具有一定的长度，其作用是和T型及工字形墙完全相同的。但对于多长的墙肢才可视为有翼缘的问题，规程并没有明确规定，参照约束边缘构件的规定，翼墙长度小于其厚度3倍或端柱截面边长小于墙厚2倍时，视为无翼墙或无端柱。当按层高计算墙体稳定时，视其为支承边时，此规定可参考执行，但对较厚墙体，又不太合理，比如-300厚剪力墙，翼墙长度要大于900才可视为有支承，对一般层高而言，900墙肢在肢长方向有足够的刚度，完全可视为另一向墙肢的支承，因此，如果规定按一定的层高与肢长比来确定是否可视为支承应该更为合理，而不是肢长与肢厚比。在计算剪力墙高厚比时，新规范对于层高的取值也不够明确，对有地下室的结构，底层层高取为±0.00地面到一层楼面间的高度，而对于无地下室的小高层建筑，由于基础有一定的埋深要求，如果计算高度取基础至二层楼板面的高度，则计算高度一般达到3.0+0.6（高差）+1.4（基顶埋深）=5.0m，如果底层为商场，则计算高度更大，这样势必会增加剪力墙的厚度，特别是对一字形墙，能否考虑 首层刚性地面对墙体稳定的有利影响，譬如可否取到刚性地面以下500mm，这是一个值得探讨的问题。 3 关于计算方法及参数取值 建筑结构在进行内力和位移计算时，除了选择合理的结构分析模型和适用的结构计算程序外，对计算方法、参数取值也要准确把握。计算程序中的各种参数在应用时只要理解程序说明，一般比较容易掌握，而计算方法的选择，则要充分理解规范条文，并结合工程实际，灵活运用。《抗震规范》第5.1.1条的第2、3款规定“有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。”对第2款而言，按笔者理解，这类所谓的斜交抗
高层建筑抗震设计原则及应注意的问题 摘要：高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生，笔者认为，首先要正确判定短柱，然后对短柱采取一些构造措施或处理，提高短柱的延性和抗震性能。 关键词：高层建筑抗震设计措施 0引言 结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。 1高层建筑抗震结构设计的基本原则 1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。 1.2尽可能设置多道抗震防线①一个抗震结构体系应由若干个延性较
好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架
—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。 1.3对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。 2高层建筑抗震设计常见的问题
高层建筑结构抗震设计分析 发表时间：2018-10-01T20:10:54.120Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：梁江 [导读] 摘要：随着高层建筑的增多，结构抗震分析和设计已越来越重要。由于高层建筑层数多、高度较高，结构也比一般的建筑复杂很多，一旦遭遇地震，将会受到巨大的损失。 身份证号码：45040319811025xxxx 摘要：随着高层建筑的增多，结构抗震分析和设计已越来越重要。由于高层建筑层数多、高度较高，结构也比一般的建筑复杂很多，一旦遭遇地震，将会受到巨大的损失。因此做好高层建筑结构的抗震设计，对提升高层建筑抵御地震的能力有着重要的意义。 关键词：高层建筑；建筑结构；抗震设计 前沿 高层建筑作为一道美丽的城市风景，近些年来，随着经济的发展和城市建设的蓬勃发展，高层建筑越来越受到人们的喜爱。但是高层建筑在结构设计方面的问题比普通的工程设计更复杂、更庞大。如果前期的结构设计做的不好，就很有可能影响到建筑工程的后期施工，甚至有可能留下一定的安全隐患。因此，做好高层建筑结构的抗震设计研究和分析就显得至关重要。 一、高层建筑结构抗震设计的必要性 1、建筑结构的抗震设计概念 现在谈到建筑结构的抗震设计，就是考验建筑的抗震能力，给人们提供最大安全性建筑的一种设计方案。我国建立这么多年，也发生过很多大型地震，给国家和人民带来了巨大地损失。但是在这么多次地震中，国家的相关部门总结了很多工程建筑的经验，就是以这些经验作为抗震设计的基础，来不断完善建筑的结构体系。现在随着科技的发展，我国在建筑结构的抗震设计的研究领域中有了很大的突破，也在一些高层建筑上应用相关研究成果，在不断地实践过程中，但还是存在相关的问题予以研究并解决。 2、加强高层建筑结构抗震设计是必经之路 自从产生了建筑结构抗震的概念后，高层建筑结构设计更应该把抗震元素考虑在内。因为我国本身就是处于地震带多的国家，这几年来也频繁地发生地震，我国大多数地区的高层建筑的抗震能力差，都出现多处裂缝及崩塌的现象。正是上述原因，加强高层建筑结构的抗震设计是当务之急。现在在抗震设计中，并不是简简单单地分析计算就可以的，要重视概念设计，这才能保证结构的安全性和可靠性，地震时震动的周期是个变数，在设计中一定得考虑到这个概念，在高层结构计算时，一定要保证数据的精确性、再将地震的因素考虑在内，才能更好地做高层建筑结构的抗震设计。 二、高层建筑抗震设计分析方法 1、场地和地基的选择 建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。 2、建筑结构的规则性 在进行建筑结构设计的过程当中，应该尽可能的做到规则，尤其是抗侧力结构应该尽可能的简单化，从而保证可靠性和承载力分布的均匀性。建筑结构的平面布置应该选择形状比较规则的图形，这样在发生地震的时候能够确保建筑整体的承载力均匀分布。应该尽可能的避免不规则的结构平面，造成建筑结构质心和刚心出现交错，这样一旦出现地震，一些和刚心距离比较大，刚度不足的构件就会发生侧移，受到较大的地震力的影响，有可能因为承受不住而发生损坏，最终导致建筑由于某个构件的损坏而发生倾斜和倒塌。为了防止抗侧力结构横向刚度突然出现变化，应该使垂直方向的抗侧力的截面积从上到下逐渐的递减。 3、建筑结构材料的选取 除了结构设计之外，高层建筑的结构材料质量的高低以及选择的正确与否都会对抗震效果产生直接的影响。高层建筑的结构抗震设计在本质上就是对建筑中各个构件的延性进行整体的协调和把握，最后总使建筑整体在发生地震的时候能够保持稳定。在钢筋的使用上应该尽可能的选择韧性较高的产品。垂直方向受力钢筋应该选择热轧钢筋，等级至少达到HRB400级和HRB335级，而箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋。在进行建筑材料的选择过程当中应该充分考虑抗震的性能，但是在实际的建设过程当中还要兼顾建筑的成本和造价控制，尽可能通过科学合理的设计在，用尽可能少的材料达到最佳的抗震效果，在二者之间寻找一个最佳的位置。 4、隔震和消能减震设计 对于一些有特殊要求的高层建筑，除了一般的抗震设计之外，还需要进行隔振以及消能减震设计，从而达到最佳的抗战效果。首先在场地和地基的选择上应该尽可能的选择密实度较高的地基，从而在地震发生的时候能够有效的减少地震能量对建筑的破坏，减少共振发生的可能性。根据建筑的实际需要设计建筑的隔震系数，选择相应的隔震支座，同时考虑风力对建筑所产生的载荷。在建筑构件的选择上应该使用延性较好的材料，从而减少地震能量对建筑的破坏。 5、抗侧力体系的优化 对一般性构造的高楼，刚比柔好，采用刚性结构方案的高楼，不仅主体结构破坏轻，而且由于地震时的结构变形小，隔墙，围护墙等非结构部件将得到保护，破坏也会减轻。提高结构的超静定次数，在地震时能够出现的塑性铰就多，能耗散的地震能量也就越多，结构就愈能经受住较强地震而不倒塌。改善结构屈服机制，使结构破坏十按照整体屈服机制进行，而不是楼层屈服机制。设计结构时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯，强压弱拉的原则。在进行结构设计时，应该选定构件中轴力小的水平杆件，作为主要耗能杆件，并尽可能使其发生弯曲耗能。从而使整个构件具备较大的延性和耗能能力。 6、常用的加固设计 为了有效的提高建筑结构的抗震能力，应该根据建筑结构的实际情况采取相应的加固措施，在进行加固方法选择的时候应该具体考虑以下几个方面的因素：第一，对于一些机构设计存在缺陷的情况，应该根据实际情况增加构件进行加固，或者是采取具有较高抗震能力的
目录 一、超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异 (2) 二、结构设计特点 (3) 2.1 重力荷载迅速增大 (3) 2.2 控制建筑物的水平位移成为主要矛盾 (4) 2.2.1 风作用效应加大 (4) 2.2.2 地震作用效应加大 (4) 2.3 P△效应成为不可忽视的问题 (4) 2.4 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大 (5) 2.5 倾覆力矩增大。整体稳定性要求提高 (5) 2.6 防火、防灾的重要性凸现 (5) 2.7 建筑物的重要性等级提高 (6) 2.8 控制风振加速度符合人体舒适度要求 (6) 2.9 围护结构必须进行抗风设计 (6) 三、结构设计方法 (6) 3.1 减轻自重减小地震作用 (7) 3.2 降低风作用水平力 (7) 3.2.1减小迎风面积 (7) 3.2.2 降低风力形心 (7) 3.2.3 选用体型系数较小的建筑平面形状 (7) 3.3 减少振动。耗散输入能量 (7) 3．4加强抗震措施 (7) 3.4.1 选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图 (8) 3.4.2 采用多个权威程序(如SATWE、TAT、SAP2000等)进行计算比较 (8) 3.4.3 进行小模型风洞试验，获取有关风载作用参数 (9) 3.4.4 采用智能化设计，提高结构的可控性 (9) 3.4.5 提高节点连接的可靠度 (9) 3.5超高建筑结构类型中的混合结构设计 (9) 3.5.1 混合结构的结构类型 (9) 3.5.2 型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制 (10) 四、高层建筑结构方案选择的主要考虑因素 (11) 4.1 抗震设防烈度是超高层结构体系选用首要考虑因素之一 (11) 4.2 超高层建筑方案，应受到结构方案的制约 (11) 4.3 超高层建筑结构体系中结构类型的选择 (12) 4.3.1 拟建场地的岩土工程地质条件的影响 (12) 4.3.2 抗震性能目标的影响 (12) 4.3.3 采用合理的结构类型，应考虑经济上的合理性 (13) 4.3.4 施工的合理性的影响 (14) 五、关于结构的抗侧刚度问题 (15) 六超高层建筑结构的基础设计 (16) 6.1 天然地基基础 (17) 6.2 桩基础设计 (18)
高层建筑结构设计要点分析 摘要：我国高层建筑数量逐年增加，建设规模也在不断扩大。建筑结构的安全 稳定性是评价高层建筑性能最基本、最重要的指标。影响建筑结构安全稳定的因 素很多，包括设计阶段设计结构的安全性、施工阶段的施工质量和验收后的维护。其中，设计阶段对高层建筑结构安全影响最大。由于高层建筑的竖向荷载远大于 多层建筑，且高层建筑主体结构较大，受风面积较大，建筑物本身也会受到水平 荷载的影响，因此，如何在设计阶段预防结构安全问题已成为设计阶段的一个重 要问题。 关键词：高层建筑；结构设计；要点；分析 导言： 近年来，随着我国经济的不断发展，城市建筑越来越复杂。城市建设中出现了许多新的 设计方案。在高层建筑的结构设计中，既要满足市场需求，又要满足规范要求，还要对高层 建筑进行必要的抗震设计和结构设计，在这种形式下，高层建筑结构的设计就显得极为重要。本文结合工作实践，主要论述了高层建筑结构设计的原则及注意问题。 1高层建筑结构的特征 高层建筑具有不同于多层或单层的结构和功能特点，直接影响到高层建筑的结构设计。 高层建筑结构复杂，层数多，建筑材料多样，且使用人员集中的场所，加上复杂的内部体系，使得高层建筑的结构安全成为人们关注的焦点。目前，我国高层建筑多为钢筋混凝土结构。 一般说来，结构体系有四种：高层建筑框架结构体系，采用柱、梁和基础结构形成基本框架。在此基础上，施工完成。结构空间设计灵活，但抗侧力差。对于采用剪力墙结构体系的高层 建筑，结构采用混凝土剪力墙，增加了建筑物的抗剪强度和刚度，但施工相对复杂；框架-剪 力墙高层建筑是高层建筑中最常用的结构形式，它包含了以上两种结构体系，避免了单一结 构的缺点。在功能上，对于不同的高层建筑，其使用功能会有很大的不同。有高层住宅、商 业高层建筑和商住高层建筑，建筑设计标准不同。如何选择高层建筑的结构体系，优化结构 设计，保证施工，已成为高层建筑施工的重中之重。 2高层建筑结构设计中存在的问题 2.1设计中嵌固端位置选取问题 在高层建筑设计过程中，预埋端部位置的选择关系到设计的合理性和安全性。预埋端的 位置选择对整个高层建筑的结构设计至关重要。在一些设计中，简单地将地下室屋顶作为建 筑物的预埋端，这是非常不合理的，也是当前结构设计中的主要问题。另外，地下室顶板刚 度没有精确计算，如楼层存在大开孔，导致地下室顶板刚度损失，使得屋面作为预埋端的条 件不足，很可能造成结构安全隐患。 2.2 设计中结构扭转问题 高层建筑的高度决定了在设计过程中，内外结构都会受到诸多因素的影响，特别是质量 中心、刚度中心和几何中心很难保持在一个统一的位置，从而造成高层建筑结构扭转的安全 隐患。