超限结构设计要点.

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.。

超限建筑结构设计方法
超限建筑结构设计是指在建筑设计中，由于某些原因，如建筑功能、造型等需要，使得建筑结构的某个或某些参数超过了规范的限制。

这种设计方法通常需要更加精细和复杂的计算分析，以确保建筑的安全性和稳定性。

对于超限高层建筑结构抗震设计，主要有两种思路：一是按照我国规范进行小震作用下的结构强度设计和薄弱层验算，同时提高结构构件的抗震等级并采取严格的构造要求；二是通过性能设计方法证明结构达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。

近年来，基于性能的抗震设计已经成为建筑结构抗震设计的一个重要发展方向，它使得抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡。

此外，设计单位在完成超限建筑结构设计后，应自行判断所设计的工程是否超限。

施工图审查单位应对工程是否超限进行审查判定。

当对具体工程超限界定有不同意见时，可以报请相关专家组织进行讨论裁定。

在实际应用中，超限建筑结构设计需要结合各种分析软件，如PKPM、SAUSG等，进行结构选型、经济性比对、抗震设计、专项分析和超限报告编制等模块的研究。

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点第一章总则第一条为进一步做好超限高层建筑工程抗震设防专项审查工作，确保审查质量，根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号)，制定本技术要点。

第二条本技术要点所指超限高层建筑工程包括：(一) 高度超限工程：指房屋高度超过规定，包括超过《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度，超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高层混凝土结构规程》)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。

(二) 规则性超限工程：指房屋高度不超过规定，但建筑结构布置属于《抗震规范》、《高层混凝土结构规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。

(三)屋盖超限工程：指屋盖的跨度、长度或结构形式超出《抗震规范》第10章及《空间网格结构技术规程》、《索结构技术规程》等空间结构规程规定的大型公共建筑工程（不含骨架支承式膜结构和空气支承膜结构）。

超限高层建筑工程具体范围详见附件1。

第三条本技术要点第二条规定的超限高层建筑工程，属于下列情况的，建议委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行抗震设防专项审查：(一) 高度超过《高层混凝土结构规程》B级高度的混凝土结构，高度超过《高层混凝土结构规程》第11章最大适用高度的混合结构；(二) 高度超过规定的错层结构，塔体显著不同的连体结构，同时具有转换层、加强层、错层、连体四种类型中三种的复杂结构，高度超过《抗震规范》规定且转换层位置超过《高层混凝土结构规程》规定层数的混凝土结构，高度超过《抗震规范》规定且水平和竖向均特别不规则的建筑结构；(三) 超过《抗震规范》第8章适用范围的钢结构；(四)跨度或长度超过《抗震规范》第10章适用范围的大跨屋盖结构；(五) 其他各地认为审查难度较大的超限高层建筑工程。

第四条对主体结构总高度超过350m的超限高层建筑工程的抗震设防专项审查，应满足以下要求：(一)从严把握抗震设防的各项技术性指标；(二)全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行的抗震设防专项审查，应会同工程所在地省级超限高层建筑工程抗震设防专家委员会共同开展，或在当地超限高层建筑工程抗震设防专家委员会工作的基础上开展。

分析超限复杂高层的建筑结构设计摘要：超限高层建筑以其独特的艺术表现力和空间利用效率，受到社会各界的广泛关注。

本文首先探讨了超限复杂高层建筑结构设计的特点，并对超限复杂高层建筑的结构设计要点进行细致分析，为超限高层建筑结构设计工作的开展和抗震性能的提高提供资料参考。

关键词：超限复杂高层；建筑结构设计；特点；要点超限高层就是指超过规范要求限制的高层建筑，由于超限高层建筑结构非常复杂，因而在超限高层建筑设计中，必须采用科学、精细的设计方法，并通过相关部门的专业审查，才能投入建设。

超限高层建筑的剪力墙结构和梁式转换设计，都与普通高层建筑有着明显的区别。

正因如此，超限高层建筑必须对其抗震能力进行精确计算和设计，才能确保其抗震性能符合相关规定要求。

在建筑功能需求越来越多样化的今天，超限高层建筑设计案例越来越多。

随着超限高层建筑结构设计水平的提高，这种建筑样式的安全性、多功能性和体型多样性也受到社会和人们的认可。

但为了确保建筑结构设计质量和建筑安全，在超限高层建筑设计中，仍然要建筑结构设计，确保其抗震性能、抗扭转性能达到相关规定和规范要求。

一、超限复杂高层结构设计的特点现如今，超限高层建筑已经发展出很多不同的样式和结构类型，这些不同的样式和结构类型有着各自鲜明的特点，并能够满足设计师和项目业主单位对建筑独特造型和艺术风格的追求。

具体来说，现代的超限高层建筑结构的复杂性主要分为高度超限、结构平面布置不规则和结构竖向布置不规则几种。

超限高层建筑的设计，必须在严格的计算和分析下才能实现。

在超限高层建筑结构设计中，最难以解决的问题就是超限高层建筑的抗震设计。

笔者对超限高层建筑结构设计的特点进行总结分析，超限高层结构设计的特点主要包含以下方面。

1、设计师要重视和建筑师的沟通超限高层建筑相比于普通和复杂高层建筑，由于其需要进行复杂的计算，不仅是对建筑设计师专业技术的挑战，还需要建筑师能够完美的完成建筑设计。

为了提高超限高层建筑的设计和施工质量，在结构设计中要采用具有清晰传力途径、高校利用材料效率的结构体系，以为后期的施工图设计和配筋指标控制带来帮助。

钢结构长细比超限解决方法钢结构长细比是指结构中某个构件长度与其截面尺寸之比。

在设计和施工中，如果结构的长细比超过了规范的限制，会给结构的安全性和可靠性带来一定的挑战。

解决钢结构长细比超限问题是设计和施工过程中需要关注的重要任务。

在解决钢结构长细比超限问题时，可以从以下几个方面入手：1. 结构优化设计：通过对结构进行合理的优化设计，可以降低其长细比。

优化设计包括减小结构质量、调整构件尺寸和形状、改变构件连接方式等。

可以通过增加梁柱截面尺寸、采用高强度材料、增加支撑措施等方式来减小结构长细比。

2. 使用补强措施：对于已经建成的结构，可以通过增加补强措施来解决长细比超限问题。

可以在构件的侧面或底部增加支撑或加强板，增加结构的刚度和稳定性。

还可以采用加固材料如碳纤维布和钢板等进行捆扎加固，以提高结构的抗震性能。

3. 采用减荷措施：在某些情况下，可以通过减少结构的荷载来解决长细比超限问题。

在最不利的荷载组合下，可以降低荷载系数或实际施工荷载，从而减小结构的受力情况。

这需要谨慎分析和计算，确保结构在荷载减少后仍能满足强度和稳定性等方面的要求。

4. 引入附加支撑：在一些情况下，可以通过引入附加支撑来解决长细比超限问题。

附加支撑可以提供额外的剪切和扭转刚度，增强结构的整体稳定性。

可以增加水平支撑墙、剪力墙或斜撑等，以提高整体结构的承载能力和稳定性。

总结回顾：钢结构长细比超限是一个需要重视的问题，但可以通过一系列措施来解决。

优化设计、使用补强措施、采用减荷措施和引入附加支撑等方法可以有效地降低结构的长细比，提高其安全性和可靠性。

在设计和施工过程中，应根据具体情况选择合适的解决方法，并进行综合考虑和分析，确保结构的稳定性和可靠性。

个人观点和理解：钢结构长细比超限问题在实际工程中是一个常见而重要的挑战。

解决这个问题需要工程师具备深入的结构分析和设计知识，以及丰富的实践经验。

通过合理的结构优化设计、引入补强措施、采用减荷策略和引入附加支撑等方法，可以有效地解决钢结构长细比超限问题，提高结构的安全性和可靠性。

结构设计中的几个参数比1.轴压比目的：控制构件保持一定延性。

保证柱（墙）的塑性变形能力和保证结构的抗倒塌能力。

要求：详见规范（抗规柱6.3.6、墙6.4.5和混规柱11.4.16、墙11.7.16&17），限制各等级的剪力墙和框架（支）柱轴压比；注意：剪力墙的轴压比对应的荷载为重力荷载代表值的设计值；框架（支）柱轴压比对应的荷载为含水平荷载的工况组合，多为地震工况组合。

调节方法：1）程序调整：SATWE程序不能实现。

2）人工调整：增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。

2.扭转周期比目的：周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。

一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性要求：规范规定（高规3.4.5）：结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85振型判别方法：振型方向因子来判断，因子以50%作为分界。

注意：全国超限建筑抗震设防中，对周期比比值不足不是一项超限，广东抗震审查技术要求中无该条规定。

调节方法：一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。

周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。

3.有效质量参与系数目的：保证考虑充足的地震作用。

要求：详见规范（抗规5.2.2条文及高规5.1.13）计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。

调节方法：增加计算参与的振型数量。

4.刚重比目的：确定在水平荷载下，结构二阶效应不致过大，而引起稳定问题。

要求：详见规范（高规5.4）重力二阶效应及结构稳定注意：此处重力为重力荷载设计值，取1.2恒+1.4活。

浅谈超高层建筑结构的超限设计摘要：由于社会发展的需要，建筑物高度日渐增高，体型日渐复杂，结构设计的难度也越来越大。

本文通过一个工程实例，介绍一下超高层建筑结构超限设计的处理方法及思路，以供其他设计参考。

关键词：超高层建筑；结构设计；超限设计；一、前言随着城市化进程的加快，土地资源日益紧张，为了充分利用有限的土地资源，建筑物的层数及高度只能不断增加，越来越多的超高层建筑拔地而起，并且建筑为了兼顾美观及使用，往往体型也伴随着较多的不规则性。

对于超高层建筑结构设计，需针对超限情况采取对应的补充计算分析，并采取一定的加强措施，来保证建筑物的安全性。

二、工程实例1.工程概况本工程为超高层住宅小区，总建筑面积30.2万㎡，地上22.4万㎡，地下7.8万㎡。

由9栋塔楼组成，设2层地下室，塔楼高度为148.75m~158.95m，地下室高度为10.48m。

本文主要介绍其中1栋塔楼结构超限情况及处理方法。

本工程基本地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。

50年重现期的基本风压为Wo=0.5kN/㎡，承载力计算时按基本风压的1.1倍采用，地面粗糙度类别为C类。

塔楼主体采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系，隔墙采用蒸压加气混凝土砌块，塔楼外墙采用铝模砼墙。

墙混凝土强度等级为 C60～C30，梁板为C30；钢筋采用HRB400；嵌固端为基础面。

各楼层构件主要截面分别如下：地下室底板采用平板结构，塔楼底板1500mm，塔楼外底板厚度500mm；地下室顶板，塔楼范围外采用无梁楼盖体系，板厚400mm，塔楼范围内梁板结构，板厚160mm；塔楼标准层楼板厚度为 100～150mm。

剪力墙厚 450mm ~200mm；框架梁截面200mm×400mm～250mm×1595mm，次梁为200mm×300mm～200mm×605mm。

基础采用直径1.1m直径钻（冲）孔灌注桩，有效桩长约30~35m，单桩竖向承载力特征值12000kN，桩身混凝土强度C45，持力层为<4-4>微风化花岗岩层。

超限高层建筑结构设计重难点分析城市对建筑结构设计的要求逐渐提升，不仅要求实用与美观共存，更要满足城市人口不断增加对居住环境的要求。

因此，为满足居民与经济发展对建筑的要求，产生了超限高层建筑结构设计，不仅可以节约土地空间，更成为城市的靓丽风景线，满足城市化发展的需求。

标签：超限高层;建筑结构设计;重难点为满足城市化发展对建筑结构设计的需求，本文针对新时期超限高层建筑结构设计中的重难点进行主要分析，以促进城市超限高层建筑效率，满足城市人口的迫切需求，从而提高城市化发展进程。

1 超限高层建筑结构体系概述在高层建筑中，抗侧力结构体系的选择与组成成为高层建筑结构设计的首要考虑及决策重点。

当抗侧力体系决定后，水平构件体系的大格局便已确定，当然楼盖布置的细节也可再进一步进行推敲，因其其也有可能会反过来对抗侧力体系产生影响。

目前应用于高层建筑的主要结构体系主要有以下几种：1.1框架结构。

其基本组成构件为梁与柱，框架结构的优点是建筑平面布置较为灵活，结构受力简洁而清晰，施工也较为方便;且在抗震设计中，其延性较好，耗能能力也较强，因此，具有很好的抗震性能。

通常使用的柱网间为5-9m，而当采用预应力和钢骨混凝土的结构时，柱距大于等于15。

如果建筑物较高时，应该考虑建筑结构设计的主控因素（风荷载和地震作用），其缺点是抗侧刚度较弱，所以需要设计较大截面的梁、柱才能满足变形要求，这样会影响建筑的使用空间;另一个考虑对象是非结构构件的填充墙，其变形性能比框架差很远，且框架结构变形较大时，容易损坏。

1.2剪力墙结构。

其最大特点就是抗侧刚度大和承载力高。

一般而言，布置合理的剪力墙结构，会有较强的抗震和抗风能力。

在众多大地震中，剪力墙结构出现破坏的较少，表现出了其良好的抗震性能。

而其缺点则是自重大和刚性大以及延性差，并且对水平荷载也只能“硬碰硬”，所以剪力墙结构的周期较短，地震惯性力也较大。

剪力墙的间距一般较小，为3-8m，因此，其平面布置不够灵活，建筑空间受限制。

结构设计中的8个参数比(超限)调节方法-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN结构设计中的几个参数比1.轴压比目的：控制构件保持一定延性。

保证柱（墙）的塑性变形能力和保证结构的抗倒塌能力。

要求：详见规范（抗规柱6.3.6、墙和混规柱、墙&17），限制各等级的剪力墙和框架（支）柱轴压比；注意：剪力墙的轴压比对应的荷载为重力荷载代表值的设计值；框架（支）柱轴压比对应的荷载为含水平荷载的工况组合，多为地震工况组合。

调节方法：1）程序调整：SATWE程序不能实现。

2）人工调整：增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。

2.扭转周期比目的：周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。

一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性要求：规范规定（高规3.4.5）：结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于振型判别方法：振型方向因子来判断，因子以50%作为分界。

注意：全国超限建筑抗震设防中，对周期比比值不足不是一项超限，广东抗震审查技术要求中无该条规定。

调节方法：一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。

周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。

3.有效质量参与系数目的：保证考虑充足的地震作用。

要求：详见规范（抗规5.2.2条文及高规）计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。

调节方法：增加计算参与的振型数量。

4.刚重比目的：确定在水平荷载下，结构二阶效应不致过大，而引起稳定问题。

要求：详见规范（高规）重力二阶效应及结构稳定注意：此处重力为重力荷载设计值，取恒+活。