超高层建筑结构竖向变形估算

高层和超高层建筑抗倾覆验算在当今城市发展的进程中，高层和超高层建筑如雨后春笋般涌现。

这些高耸入云的建筑不仅是城市现代化的象征，更是工程技术的杰作。

然而，要确保这些建筑的安全和稳定，抗倾覆验算是至关重要的环节。

首先，我们来理解一下什么是抗倾覆验算。

简单来说，抗倾覆验算就是检验建筑物在受到各种外力作用时，是否会发生倾覆倒塌的危险。

对于高层和超高层建筑，由于其高度大、重心高、受风荷载和地震作用等影响较大，抗倾覆性能就显得尤为关键。

那么，为什么高层和超高层建筑需要进行抗倾覆验算呢？这是因为这类建筑在使用过程中会面临多种复杂的荷载情况。

比如，风荷载在高层和超高层建筑中所产生的影响不可小觑。

强风可能会对建筑物的侧面施加巨大的压力，从而产生倾覆力矩。

地震作用也是一个重要因素，地震波的传播会导致建筑物产生水平和竖向的振动，可能使建筑物失去平衡。

此外，建筑物自身的重量分布不均匀、基础不均匀沉降等也会增加倾覆的风险。

在进行抗倾覆验算时，需要考虑多个方面的因素。

首先是荷载的确定。

这包括恒载、活载、风荷载以及地震作用等。

恒载通常是建筑物的自重以及固定在建筑物上的永久性设备的重量。

活载则是建筑物在使用过程中人员、家具等可移动荷载。

风荷载的计算需要考虑建筑物所在地区的基本风压、风振系数、体型系数等参数。

地震作用的计算则要根据建筑物所在地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度等因素来确定。

其次，基础的设计和稳定性也是抗倾覆验算的重要内容。

基础是建筑物与地基之间的连接部分，它承受着建筑物的全部荷载，并将其传递到地基中。

对于高层和超高层建筑，通常会采用桩基础、筏板基础等形式。

在设计基础时，需要考虑地基的承载力、变形特性以及基础与上部结构的协同工作性能。

同时，要确保基础具有足够的抗滑移和抗倾覆能力。

另外，建筑物的结构体系和刚度分布也会影响其抗倾覆性能。

常见的高层和超高层建筑结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。

不同的结构体系具有不同的受力特点和抗倾覆能力。

超高层建筑变形控制1.竖向变形控制一般的多层利高层建筑相比，超高层结构的设计除了需要在结构体系选择、抗震设计、抗风设计等方面有更高的要求之外，还需要考虑非荷载作用下的结构变形和内力分析。

非荷载作用主要包括温度作用和混凝土的收缩、徐变以及地基的不均匀沉降等。

由于超高层结构高度可能在两三百米以上，以及不同竖向构件在压应力水平、材料等方面存在明显差异，还有混凝土材料的徐变、收缩等非荷载作用时，因此超高层结构必然产生不可忽视的竖向变形及差异。

在国外，二十世纪七十年代以后，高层建筑的竖向变形筹问题逐渐引起人们的注意。

美国的Russell H G等人对两幢钢筋混凝十高层建筑竖向变形进行了跟踪测试，其中高197m的Lake Point Tower，经过3年后柱的最大轴向变形超过了200mm；高262m的Water Tower Place经过五年后柱与墙的轴向变形差超过23mm，虽然该建筑在层13～14设有刚性转换层，第32层为刚度很大的设备层，但竖向构件间的轴向变形差异依然很明显。

这些与时间和环境相关的超高层结构竖向构件变形及差异，将使相邻的结构构件及非结构构件产生附加应力，还可能影响设备的安装使用。

国内外的研究者对结构的竖向变形及著异问题进行了分析和探讨。

杨丽、郭忠恭研究了钢筋泓凝土构件徐变和收缩的有关理论和公式，得竖向构件由于徐变和收缩产生的非弹性缩短，认为超过lOOm 的高层混凝十结构应该考虑徐变和收缩的影响。

高层建筑中，核心筒、角柱、边柱的竖向变形差异来自多个方面。

在竖向荷载作用下，各个部位垂直构件的截面轴向应力有高有低。

在结构施工时，核心筒施工往往先于周边框架柱施工，造成结构各部分受荷时间有先有后。

加上混凝土的弹性压缩、收缩、徐变以及温度变化等因素影响，最终会使得结构构件产生可观的竖向变形及变形差异。

这些变形将给设备安装带来不利影响，同时也会在结构中产生附加力矩。

一般而言，当结构超过30层或总高度大于100m时，在施工中就应当对此进行考虑。

超高层建筑竖向变形控制1.变形差产生原因和危害与一般的多层利高层建筑相比，超高层结构的设计除了需要在结构体系选择、抗震设计、抗风设计等方面有更高的要求之外，还需要考虑非荷载作用下的结构变形和内力分析。

非荷载作用主要包括温度作用和混凝土的收缩、徐变以及地基的不均匀沉降等。

由于超高层结构高度可能在两三百米以上，以及不同竖向构件在压应力水平、材料等方面存在明显差异，还有混凝土材料的徐变、收缩等非荷载作用时，因此超高层结构必然产生不可忽视的竖向变形及差异。

在超高层建筑中，核心筒、角柱、边柱的竖向变形差异来自多个方面。

在竖向荷载作用下，各个部位垂直构件的截面轴向应力有高有低。

在结构施工时，核心筒施工往往先于周边框架柱施工，造成结构各部分受荷时间有先有后。

加上混凝土的弹性压缩、收缩、徐变以及温度变化等因素影响，最终会使得结构构件产生可观的竖向变形及变形差异。

这些变形将给设备安装带来不利影响，同时也会在结构中产生附加力矩。

常规结构设计中重力荷载一般采用线弹性静力分析，结构一次生成，荷载一次施加，然后与活荷载、风、地震等荷载进行线性组合，而没有考虑结构的刚度、荷载是逐步完成的，实际上结构生成和重力荷载的施加是一个逐层生成的过程。

对于超高层建筑结构，不考虑整个结构随着施工过程逐层找平，重力荷载逐层施加这一实际结构生成状况，将使得上部结构过早参与下部结构的变形协调，引起结构尤其是上部结构变形和内力畸形。

2.国内外工程研究现状在国外，二十世纪七十年代以后，高层建筑的竖向变形筹问题逐渐引起人们的注意。

美国的Russell H G等人对两幢钢筋混凝十高层建筑竖向变形进行了跟踪测试，其中高197m的Lake Point Tower，经过3年后柱的最大轴向变形超过了200mm；高262m的Water Tower Place经过五年后柱与墙的轴向变形差超过23mm，虽然该建筑在层13～14设有刚性转换层，第32层为刚度很大的设备层，但竖向构件间的轴向变形差异依然很明显。

高层混凝土框架—核心筒结构竖向变形差数值分析摘要:以中山国际金融中心工程为依托,运用有限元程序SAP2000进行考虑结构时变特性的模拟分析,得出了结构最大竖向变形差发生在结构中部位置,合理的安排施工周期可以减小施工期间结构的竖向变形差。

关键词:框架-核心筒竖向变形数值分析处于施工期间的混凝土框架-核心筒结构是一个边界条件、结构刚度、几何形状、材料性能等不断变化的时变结构体系,而且结构竖向受力构件(柱和剪力墙)的变形包括混凝土的弹性变形、收缩和徐变。

考虑上述条件和有限元软件的实现程度,采用SAP2000建立计算施工期结构竖向变形的有限元模型进行分析。

1 工程概况中山国际金融中心工程由中国建筑第五工程局有限公司承建。

地下室二层为人防、局部功能房以及停车场,一至六层为商用、高级影院、休闲娱乐场所、宴会厅及酒店会所等,七层为避难层,七层以上两栋塔楼分别为高级办公楼及五星级酒店。

总用地面积28973m2,总建筑面积30万m2,其中地下面积为42038.1m2,总建筑高度为209m。

建筑的设计使用年限为50年,抗震设防烈度为7度,其中框架和剪力墙抗震等级为一级。

结构形式为混凝土框架-核心筒结构,塔楼外围柱为劲性H型钢钢筋混凝土柱,基础采用冲孔灌注桩。

2 高层混凝土框架-核心筒结构施工过程的模拟计算目前高层结构考虑施工过程的模拟计算方法主要由两种:荷载分层叠加法和施工阶段叠加法。

荷载分层叠加法的原理是一次形成整体结构,然后分层施加荷载,将各层施加荷载对结构的变形(节点位移)进行线性叠加,最后得到整体结构的变形(整体结构的节点位移)。

但该方法一次形成整体刚度矩阵,这与实际施工过程不相符。

本文采用施工阶段叠加法进行分析。

施工阶段叠加法以每一层为一个施工段,反映了建筑的整个施工过程,并且考虑了每层施工完毕后的施工找平因素的影响,与建筑实际形成过程比较相符。

3 模拟分析模型3.1 材料定义根据工程实际,采用SAP2000中的concrete材料定义4个强度等级的混凝土:C60、C50、C40、C30。

论高层建筑结构层间位移角限值的控制魏琏王森上海魏琏工程结构设计事务所（深圳部）[摘要]本文在对结构位移构成分析的基础上，论述了不同结构类型竖向构件楼层处截面转角、层间位移及受力层间位移的变化规律，提出了高层建筑层间位移限值的合理建议。

AbstractOn the basis of analysis of the structural displacement component, this paper investigates the characteristic of vertical member rotation angle at floor plan, inter-story displacement angle and physical inter-story displacement angle of different structural types. Based upon the above study, suggestion on suitable control value of inter-story displacement angle and physical inter-story displacement angle for different tall buildings is presented.[关键词]高层建筑，建筑结构，层间位移角，受力层间位移角Key WordsTall building, Building structure，Inter-story displacement angle, Physical inter-story displacement angle一、前言高层建筑结构设计往往由变形要求而非受力要求所控制，因而世界各国结构设计规范都对高层建筑的顶点位移角或层间位移角限值有所规定。

近年来，世界上不少国家都在发展高度很高的超高层建筑，有的已建或在建的一些超高层建筑高度达到500m，日美等国甚至在筹划建造更高的建筑，因此超高层建筑在风和地震作用下的变形限值控制成为结构设计上一个关键的问题。

中华人民共和国行业标准建筑变形测量规范Code for deformation measurementof building and structureJGJ8—2007J719—2007批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2 0 0 8 年3月1日中华人民共和国建设部公告第710号建设部关于发布行业标准《建筑变形测量规范》的公告现批准《建筑变形测量规范》为行业标准，编号为JGJ 8—2007，自2008年3月1日起实施。

其中，第3．0．1、3．0．11条为强制性条文，必须严格执行。

原行业标准《建筑变形测量规程》JGJ／T 8—97同时废止。

本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

中华人民共和国建设部2007年9月4日前言根据建设部建标[2004]66号文的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国外先进标准，在广泛征求意见的基础上，对原《建筑变形测量规程》JGJ／T 8—97进行了修订。

本规范的主要技术内容是：1．总则；2．术语、符号和代号；3．基本规定；4．变形控制测量；5．沉降观测；6．位移观测；7．特殊变形观测；8．数据处理分析；9．成果整理与质量检查验收。

修订的内容是：1．将标准的名称修订为《建筑变形测量规范》；2．增加了第2、7、9章和第4．5、4．8、6．4节及附录C；3．将原第2章作较大的修改后成为目前的第3章；4．将原第3、4章修改并合并为目前的第4章；5．在第4、5、6章中分别增加“一般规定”一节；6．将原第6章中的日照变形观测、风振观测和裂缝观测放人第7章；7．对原第7章作了较大的修改和扩充后成为目前的第8章；8．对有关技术要求和作业方法等作了较为全面的修订；9．设置了强制性条文。

本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由建设部负责管理和对强制性条文进行解释，由主编单位负责具体技术内容的解释。

本规范主编单位：建设综合勘察研究设计院(北京东直门内大街177号，邮政编码：100007)本规范参编单位：上海岩土工程勘察设计研究院有限公司西北综合勘察设计研究院南京工业大学深圳市勘察测绘院有限公司中国有色金属工业西安勘察设计研究院北京市测绘设计研究院武汉市勘测设计研究院广州市城市规划勘测设计研究院长沙市勘测设计研究院重庆市勘测院北京威远图数据开发有限公司本规范主要起草人：王丹陆学智张肇基潘庆林王双龙王百发刘广盈张凤录严小平欧海平戴建清谢征海陈宜金孙焰1 总则1．0．1为了在建筑变形测量中贯彻执行国家有关技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规范。

第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2广西九洲国际项目竖向变形计算及监测分析丁少润，杨子越（华南理工大学建筑设计研究院有限公司，广州510641）［摘要］本文介绍了广西九洲国际项目考虑实际施工加载顺序、混凝土收缩徐变的施工仿真分析，并将竖向变形的计算结果与现场监测数据进行对比分析。

结构设计中的一次性加载模型，会过大的计算结构的竖向变形，使结构设计内力与实际受力产生较大的差异；分层刚度分层加载施工模拟的模型，相对于一次性加载模型更符合实际情况，但也未能反映结构的实际受力；施工仿真分析考虑施工找平、实际的施工次序及混凝土的收缩徐变，其竖向变形及结构受力计算结果更接近实际情况。

框架-核心筒超高层结构竖向构件的竖向变形量和竖向变形差最大值发生在结构的中上部楼层，徐变变形对总的竖向变形影响明显，而收缩变形几乎可忽略不计。

施工现场监测的楼层应变及施工完成后楼层实测层高与施工仿真分析结果基本相符，印证了理论分析的可靠性。

［关键词］框架-核心筒结构；施工仿真分析；施工找平；收缩徐变；竖向变形中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0836-06Vertical deformation calculation and analysis of monitoringdata of Jiuzhou International Project in GuangXiDING Shaorun, YANG Ziyue(Architectural design and Research Institute of SCUT Co., Ltd., Guangzhou 510641, China)Abstract: The construction simulation analysis of Jiuzhou International Project was introduced. This analysis takes into account the actual construction loading sequence and concrete shrinkage and creep, and compares the vertical deformation calculation results with the field monitoring data. Where in structural design, a one-time loading model will excessively calculates the vertical deformation of the structure, so that the internal forces used in the structural design is greatly different from the actual situation; a construction simulation model with stiffness and loading applied for each story is more in line with the actual situation than the one-time loading model, but it does not reflect the actual stress of the structure; the construction simulation analysis takes into account the construction leveling, the actual construction sequence, the shrinkage and creep of concrete, the calculation results of vertical deformation and structural stress are closest to the actual situation among the models mentioned above. The maximum value of vertical deformation difference between columns and corewall of frame-corewall structures occurs within the middle and upper floors of the structure.Creep deformation has a significant influence on the total vertical deformation, while shrinkage deformation is almost negligible. The monitored vertical strain at each story of the construction site and the measured floor height after the completion of the construction are basically consistent with the results of the construction simulation analysis, which confirms the reliability of the theoretical analysis.Keywords:frame-corewall structure; construction simulation analysis; construction leveling; shrinkage and creep;vertical deformation0 概述框架-核心筒结构是目前国内超高层建筑常用的结构型式，其框架柱一般采用钢管混凝土柱或型钢混凝土柱，框架柱在竖向荷载作用下的压应力水平高，竖向变形大，核心筒在竖向荷载作用下的压应力水平低，竖向变形小，这种竖向变形差异使联系柱与核心筒的水平构件（框架梁）产生附加内力，同时也导致竖向构件内力重分布。

《高层建筑结构设计》作业答案第1章概述思考题：1、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定的？答：高层建筑尚无统一的严格定义，不同国家、不同时期，对高层建筑定义也不同，但原则上是以层数和建筑高度来标定的。

如：德国规定22m以上的建筑物为高层建筑英国规定24.3m以上的建筑物为高层建筑美国规定24.6m以上或7层以上的建筑物为高层建筑法国规定居住建筑物高度在50m以上，其他建筑物高度在28m以上的建筑为高层建筑日本规定8层以上或者高度超过31m的建筑为高层建筑，而30层以上的旅馆、办公楼和20层以上的住宅为超高层；前苏联则把9层和9层以上视为高层建筑；联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年年会上建议将高层建筑为四类第一类高层建筑9～16层（高度不超过50m）；第二类高层建筑17～25层（高度不超过75m）；第三类高层建筑26～40层（高度不超过100m）；第四类高层建筑40层以上（高度超过100m以上，即超高层建筑）；JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：将10层及10层以上或高度超过28m的混凝土结构为高层民用建筑；JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》规定：10层及10层以上的住宅和约24m以上的其他民用建筑为高层建筑。

高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。

2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？答：高层建筑结构中轴力和结构高度成线性关系；弯矩和结构高度成二次方关系；位移和结构高度成四次方关系。

3、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？答：按功能材料分：①混凝土结构②钢结构③钢和混凝土的混合结构型式.4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？答：高层建筑的抗侧力类型主要有：框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。

中华人民共和国行业标准建筑变形测量规范Code for deformation measurementof building and structureJGJ8—2007J719—2007批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2 0 0 8 年3月1日中华人民共和国建设部公告第710号建设部关于发布行业标准《建筑变形测量规范》的公告现批准《建筑变形测量规范》为行业标准，编号为JGJ 8—2007，自2008年3月1日起实施。

其中，第3．0．1、3．0．11条为强制性条文，必须严格执行。

原行业标准《建筑变形测量规程》JGJ／T 8—97同时废止。

本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

中华人民共和国建设部2007年9月4日前言根据建设部建标[2004]66号文的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国外先进标准，在广泛征求意见的基础上，对原《建筑变形测量规程》JGJ／T 8—97进行了修订。

本规范的主要技术内容是：1．总则；2．术语、符号和代号；3．基本规定；4．变形控制测量；5．沉降观测；6．位移观测；7．特殊变形观测；8．数据处理分析；9．成果整理与质量检查验收。

修订的内容是：1．将标准的名称修订为《建筑变形测量规范》；2．增加了第2、7、9章和第4．5、4．8、6．4节及附录C；3．将原第2章作较大的修改后成为目前的第3章；4．将原第3、4章修改并合并为目前的第4章；5．在第4、5、6章中分别增加“一般规定”一节；6．将原第6章中的日照变形观测、风振观测和裂缝观测放人第7章；7．对原第7章作了较大的修改和扩充后成为目前的第8章；8．对有关技术要求和作业方法等作了较为全面的修订；9．设置了强制性条文。

本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由建设部负责管理和对强制性条文进行解释，由主编单位负责具体技术内容的解释。

本规范主编单位：建设综合勘察研究设计院(北京东直门内大街177号，邮政编码：100007)本规范参编单位：上海岩土工程勘察设计研究院有限公司西北综合勘察设计研究院南京工业大学深圳市勘察测绘院有限公司中国有色金属工业西安勘察设计研究院北京市测绘设计研究院武汉市勘测设计研究院广州市城市规划勘测设计研究院长沙市勘测设计研究院重庆市勘测院北京威远图数据开发有限公司本规范主要起草人：王丹陆学智张肇基潘庆林王双龙王百发刘广盈张凤录严小平欧海平戴建清谢征海陈宜金孙焰1 总则1．0．1为了在建筑变形测量中贯彻执行国家有关技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规范。

超高层竖向变形结构补偿控制施工工法一、前言随着城市化进程的加速，超高层建筑的设计和建造已成为当前建筑领域的热点问题。

然而，由于超高层建筑的高度和结构复杂性，对建筑施工过程的各项要求也相应提高。

而在超高层建筑的施工工程中，竖向变形常常是一个不容忽视的问题。

由此，针对超高层竖向变形结构而设计的补偿控制施工工法应运而生。

二、工法特点超高层竖向变形结构补偿控制施工工法主要特点在于可以有效地降低竖向变形带来的不利影响。

具体包括以下几点：1.补偿控制：超高层竖向变形结构补偿控制施工工法，通过采取有效的补偿措施控制竖向变形，从而保证建筑物的总体稳定性。

2.安全可靠：工法可以提高施工过程的安全性和稳定性，减少意外事件的发生概率。

3.高效节能：该工法在施工中可以达到高效和节能的目的，使得工期得到有效控制，更加便捷和经济。

4.施工管理：对施工过程的管理要求更加严格，并且需要专业的技能和经验支持。

三、适应范围超高层竖向变形结构补偿控制施工工法适用于超过100米以上的超高层建筑。

同时，施工单位需要拥有较高的技术实力和施工经验，才能更好的应用此项技术。

四、工艺原理该工法的工艺原理是通过在超高层建筑施工过程中针对竖向变形问题进行制定一套完整和科学的控制策略，来确保建筑物的稳定性和完整性。

其实现过程包括对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释。

其核心的技术措施包括：1.精密测量技术：采用高精度测量仪器对超高层建筑进行实时测量，从而及时掌握其竖向变形情况并作出反应和措施。

2.补偿控制技术：采用特定的补偿控制措施，在保证安全稳定的情况下进行有效的补偿，从而减少竖向变形的影响。

五、施工工艺超高层竖向变形结构补偿控制施工工法的施工过程可分为以下几个阶段：1.准备工作：施工单位需要根据超高层建筑的实际情况和要求，设计施工方案并进行施工前的准备。

包括高精度测量仪器的准备，施工人员的培训等。

2.测量工作：采用高精度测量仪器对超高层建筑进行实时测量，并将数据进行统计和分析，判断建筑物竖向变形的情况。