高层建筑高宽比取值依据

0 引言随着科学技术的不断发展，高层建筑研究发展的现状中的结构技术得到了显著的提升，如引入高性能混凝土，使用钢结构和预制构件等新型材料和技术，提高了建筑的抗震性和结构稳定性，使得高层建筑的高宽比得到有效控制[1]。

传统的建筑设计理念追求建筑物的平面尺寸最大化，对高度的控制相对较低。

而现代建筑设计倡导绿色、智能、可持续发展等理念，综合考虑建筑的整体效益和城市发展规划，更加注重高度与宽度的合理搭配，以确保建筑的安全性和舒适性[2]。

城市规划和限高政策对高层建筑的高宽比进行了严格的控制，根据城市的整体布局和功能定位，规定了不同区域和街区的建筑高度和比例范围，以保持城市的整体风貌和空间格局的协调统一[3]。

控制高层建筑的高宽比是一个综合考虑工程技术、设计理念、城市规划和限高政策等多个方面因素的过程。

前沿技术的应用为控制高层建筑的高宽比提供了新的可能性。

例如，使用新型材料和建筑技术，如超高强度混凝土、钢材和玻璃纤维增强复合材料等，使建筑物的重量得到有效控制，从而实现更高的高宽比，以满足建筑安全、城市规划和环境要求的需求。

1 工程概况1.1 建筑工程概况本文以漳州市水仙花苑舒锦里高层建筑为例，如图1所示。

分析钢筋混凝土高层建筑结构高宽比的宏观控制对策，不断完善与改进高层建筑结构经济性的高宽比控制的发展趋势。

漳州市水仙花苑舒锦里为一高层住宅小区，包括13栋高层住宅，其中1#、2#、7#～10#标准层相同，6#、11#～15#标准层相同。

本小区地下室为1～2层大底盘地下室，其中1#～8#塔楼及其周边为两层地下室，其余主楼及周边为一层地下室。

各栋主楼1～2层为商业，三层及以上部分为住宅。

1#～3#主楼之间、5#与6#之间、7#与8#之间、9#与10#之间、11#与12#之间、13#与15#之间分别有两层的商业及设备用房。

图1 漳州市水仙花苑舒锦里建筑总平面图1.2 结构工程概况本工程的建筑结构安全等级为二级，所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.15g，设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类，特征周期Tg=0.40s；二层局部商业及设备用房采用框架结构，框架抗震等级为三级；高层住宅采用含少量框架柱的剪力墙结构，框架的抗震等级为三级，剪力墙的抗震等级为三级；50年一遇的基本风压取值0.6kN/m 2， 地面粗糙度为C 类，风载体型系数按规范取值为1.35～1.4。

第一节结构模型输入及参数设置1、总信息：1.1水平力与整体坐标系夹角：0根据抗规（GB50011-2001）5.1.1条规定，“一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向的抗侧力构件承担；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用”。

当计算地震夹角大于15度时，给出水平力与整体坐标系的夹角（逆时针为正），程序改变整体坐标系，但不增加工况数。

同时，该参数不仅对地震作用起作用，对风荷载同样起作用。

通常情况下，当Satwe文本信息“周期、振型、地震力”中地震作用最大方向与设计假定大于15度（包括X、Y两个方向）时，应将此方向重新输入到该参数进行计算。

注意事项：（1）为避免填入该角度后图形旋转带来的不便，也可以将最不利地震作用方向在多方向水平地震参数中输入。

（2）本参数不是规范要求的，供设计人员选用。

（3）本参数也可以考虑最大风力作用的方向，但需要用户自行设定多个角度进行计算，比较多次计算结构取最不利值。

1.2混凝土容重：26本参数用于程序近似考虑其没有自动计算的结构面层重量。

同时由于程序未自动扣除梁板重叠区域的结构荷载，因而该参数主要近似计算竖向构件的面层重量。

通常对于框架结构取26；框架-剪力墙结构取27；剪力墙结构，取28。

注意事项：如果结构分析是不想考虑混凝土构件自重荷载，可以填0。

1.3钢容重：78一般情况下取78，当考虑饰面设计时可以适当增加。

1.4裙房层数：按实际填入1.混凝土高规（JGJ3-2002）第4.8.6条规定：与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级，主楼结构在裙房顶部上下各一层应适当加强抗震措施。

2.同时抗规（GB50011-2001）6.1.10条条文说明要求：带有大底盘的高层抗震墙（筒体）结构，抗震墙的底部加强部位可取地下室顶板以上H/8，向下延伸一层，大底盘顶板以上至少包括一层。

建筑方案高宽比建筑方案的高宽比是指建筑物在平面布局中高度与宽度之间的比例关系。

高宽比不仅仅决定了建筑物的外观形态，还直接影响到建筑物的功能性、空间利用效率以及建筑结构的设计与稳定性。

在设计建筑方案时，高宽比的选择是一个关键因素，它需要考虑到多方面的因素并寻找最佳平衡点。

首先，高宽比对建筑物的外观形态有着重要影响。

建筑物的高宽比决定了其在视觉上的纵横比例，直接决定了建筑物是否显得高大、宏伟，或者矮胖、庸俗。

通常情况下，较大的高宽比会让建筑物显得更加豪华、气派，适合于一些宏伟、庄重的场所，比如宫殿、国会大厦等。

而较小的高宽比则更加适合于一些亲近自然、融入环境的建筑，比如别墅、乡村小屋等。

同时，高宽比也是建筑物立面设计的一个重要参考指标，通过合理的高宽比可以划分出适当的垂直节奏，达到良好的视觉效果。

其次，高宽比还对建筑物的功能性和空间利用效率有着重要影响。

对于某些功能性建筑，如办公大楼、高层住宅等，合理选择高宽比可以确保室内空间的采光、通风等条件，提高使用效率。

一般而言，较小的高宽比有利于光线的进入，可以提供更好的自然采光效果，同时也有利于室内空气的流通，保证室内环境的舒适度。

而较大的高宽比则更适合于一些公共建筑、展馆等，可以提供更大的内部空间，方便布置展览、活动等功能。

因此，在设计建筑物的功能性时，高宽比的选择需要根据具体的需要进行合理的权衡。

此外，高宽比还对建筑物的结构设计与稳定性有一定的影响。

在建筑结构设计中，高宽比决定了建筑物的自重分布以及受力状况。

较大的高宽比会对建筑结构提出更高的要求，如增加结构的刚度、强度等，以保证建筑物的稳定性。

在高层建筑中，高宽比的选择尤为重要，过大的高宽比可能会引起结构不稳定、层间位移等问题，过小的高宽比则可能导致结构冗余、结构材料浪费等。

因此，在设计高层建筑时，需要仔细考虑高宽比的选择，以保证结构的安全可靠。

综上所述，建筑方案的高宽比是一个需要综合考虑各个方面因素的问题。

关于高层建筑结构高宽比问题的探讨发表时间：2020-02-27T16:56:54.560Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年21期作者：史坤钰[导读] 随着人们生活水平的提高，对居民建筑的设计带来了全新的要求，所以建筑设计师在进行楼房建筑结构设计过程当中，考虑问题的范围需要越来越广，研究的也越来越深入。

天津市人防建筑科研设计院乌鲁木齐分院新疆乌鲁木齐 830026摘要：随着人们生活水平的提高，对居民建筑的设计带来了全新的要求，所以建筑设计师在进行楼房建筑结构设计过程当中，考虑问题的范围需要越来越广，研究的也越来越深入。

高层建筑是一座城市文化和美学的体现，是现代化城市建设过程当中重要的项目建筑之一，高宽比的问题是建筑设计师在进行高层建筑结构设计过程当中必须要重视的问题。

本文分析研究高层建筑结构宽度、高度的计算，并研究探讨高宽比的应用实践。

关键词：高层建筑结构设计超限建筑高宽比高宽比是高层建筑结构刚度、承载能力以及稳定性的宏观控制指标，高层建筑结构高宽比问题是在针对高层建筑物结构设计过程当中需要处理和关照的重要问题。

由于高层建筑结构自身存在一定的差异性结构特点，也就导致在进行结构整体设计过程当中，一定要充分考虑到高层建筑结构的高度宽度，只有保证高度宽度以及高宽比的科学性合理性，才能够保证高层建筑结构的稳定性。

因此本人在接下来的分析过程当中，将会详细介绍高层建筑结构高宽比问题的探讨方案以及处理方法计算方式，其次也会针对超限建筑结构进行介绍和分析。

一、高层建筑结构宽度的计算1、最小宽度计算在我国的结构设计规范《高层建筑混凝土结构技术规程》当中就对高层建筑结构宽高比的比例有过解释，但是在实际的高层建筑施工过程当中会存在一定的差异。

最小宽度实际上对于高层建筑结构设计而言，指的就是在设计过程当中，一般平面的最小深度。

但是有很多施工人员在进行建筑物结构整体设计过程当中，将最小宽度与文献当中记载的投影宽度混淆。

提取模型,PKPK建模数据,STWE原始数据,下一步,改ZHYH为备份名, 开始备份数据1. 位移比（层间位移比）: 1.1 名词释义：（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。

（2) 层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。

其中：最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。

平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。

层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。

最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。

平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。

1.3 控制目的:高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：1 保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。

2 保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。

3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。

1.2 相关规范条文的控制：[抗规]3.4.2条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。

[高规]4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

[高规]4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求：结构休系Δu/h限值框架 1/550框架-剪力墙，框架-核心筒 1/800筒中筒，剪力墙1/1000框支层 1/10001.4 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，详位移输出文件WDISP.OUT。

高层第二次问答题作业16为什么要限制高层建筑的高宽比H/B？，若不满足要求，如何处理？答：建筑物的高宽比例，比起其绝对高度来说更为重要，因为建筑物的高宽比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的侧移愈大，地震引起的倾覆作用愈严重，巨大的倾覆力矩在柱（墙）和基础中所引起的压力和拉力比较难于处理。

世界各国对房屋的高宽比都有比较严格的限制，我国对房屋的高宽比的要求是按结构体系和地震烈度区分的（如图示）。

当B/L不适宜时，当些许超规范时，要适当增加刚度；也可以适当降低高度。

22.抗震设计时，高层建筑结构设计成“刚一些好，还是柔一些好”? 答：刚性方案和柔性方案是高层建筑抗震设计的两种流派。

、对于刚性方案，其在承载力和变形方面容易满足要求，非结构构件的连接，构造也很简单，且不易损坏，但刚度过大会造成结构的地震作用力增大，难以达到适当的延性要求。

对于柔性方案，其比较容易获得足够的延性要求，但结构的强度和变形很难符合要求，非结构构件连接复杂，容易破坏。

因此，高层建筑结构的抗震和抗风设计宜做到刚柔结合，既要有适宜的刚度产生抗力，减小侧移，改善内力分布，避免结构因局部刚度过小而造成房屋破坏，又要保证具有一定的柔性耗能体系（结构的延性设计），耗散地震输入的能量。

32．高层建筑结构的发展趋势是怎样的?答：高层建筑的发展充分显示了科学技术的深厚力量，使建筑师从过去的强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素，未来的高层建筑将朝着技术功能先进与艺术完美相结合的发展1）新材料、高强材料的开发和应用；2）混合结构在高层建筑结构的应用；3）新的设计概念、新的结构形式的应用；4）高层建筑结构的高度出现新的突破。

简述高层建筑结构的特点有哪些？答:a水平力是设计主要因素；b侧移成为控指标c抗震设计要求更高d减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要e轴向变形不容忽视f概念设计与理论计算同样重要高层建筑结构的发展趋势是怎样的?答：高层建筑的发展充分显示了科学技术的深厚力量，使建筑师从过去的强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素，未来的高层建筑将朝着技术功能先进与艺术完美相结合的发展a新材料、高强材料的开发和应用；b混合结构在高层建筑结构的应用；c新的设计概念、新的结构形式的应用；d高层建筑结构的高度出现新的突破。

第一章 概论（一）填空题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。

第二章 高层建筑结构设计基本原则(一)填空题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 。

高层建筑整体抗倾覆的验算高层和超高层建筑高宽比较大, 在风荷载和地震荷载作用下, 结构整体抗倾覆直接关系到结构安全, 所以, 高层和超高层建筑的抗倾覆验算至关重要。

一、规范要求:《高规》第条要求, 高宽比大于4的高层建筑, 基础底面不宜出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑, 零应力区面积不应超过基础底面面积的15％。

二、结构整体抗倾覆验算方法:图1和图2中符号的含义:-------倾覆力矩标准值；M0FH----------地面以上建筑高度, 即房屋结构高度；h----------地下室埋深；--------总水平力标准值；FM-------抗倾覆力矩标准值；WW---------上部结构及地下室基础总重力荷载代表值；B----------地下室基础底面宽度；倾覆力矩M0F是指水平力对基础底面产生的力矩, M0F= F0(2H/3+h)；抗倾覆力矩MW是指竖向力对基础边缘产生的力矩；假定竖向力合力中心与基础底面形心重合, 因此MW=WB/2；设X为地基反力的分布宽度, 则零应力区长度为B-X, 如图2所示；偏心距E0=B/2-X/3；同时, E0= M0V/G；因此, B/2-X/3= M0F/W, 从而得到：X=3B/2-3 M0F/W；零应力区与基础底面积之比为:(B-X)/B=(B-3B/2+3 M0F /W)/B=1-3/2+3 M0F/WB=3 M0F/WB-1/2;由MW=WB/2可得, WB=2 MW；代入上式并整理可得:(B-X)/B= =3 M0F /2 MW-1/2=（3 M0F/ MW-1）/2；令k代表抗倾覆安全系数, k= MW/ M0W；则零应力区与基础底面面积之比为: (B-X)/B=(3-k)/2k；由此式可以求得抗倾覆安全度与零应力区面积比的对应关系, 如下表。

抗倾覆安全系数与基底零应力区面积比的对应关系从上表可以看出, 对于高宽比＞4的高层建筑, 抗倾覆安全系数≥3时, 基底不出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑, 抗倾覆安全系数≥时, 零应力区面积比就不会超过15%；如果抗倾覆安全系数不满足要求, 则可将弯矩作用方向的基础宽度加宽, 直到满足为止；需要说明的是:（1）在上述计算中, 假定地下室及上部结构是完全刚性的, 地基反力是直线分布的；所以, 对于整体刚度较弱的的高层建筑, 或者风和地震较强的地区, 及地基刚度较弱时, 抗倾覆安全度尚宜适当加大。