超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题_吕西林

复杂高层建筑结构分析与设计理论（结构工程博士生课程教学要点）同济大学土木工程学院吕西林主要教学内容1. 绪论2. 高层建筑结构体系的分类3. 高层建筑楼盖系统主要包括压型钢板组合楼盖系统、预应力混凝土楼盖系统、钢筋混凝土梁板系统。

4. 高层建筑结构抗侧力系统主要包括抗侧力和抗弯框架系统、剪力系统、框架－剪力墙系统、核心筒和外伸桁架系统、筒体系统、混合系统。

5. 高层建筑结构抗灾保护与设计主要包括高层建筑的风振控制、结构构件的抗火设计、结构的抗震保护系统。

6. 高层建筑结构分析与设计程序主要包括国内重要商用程序、国外重要商用程序、结构分析与设计程序的发展需求。

7. 超限高层建筑结构分析与设计实例主要介绍近年来国内外已建成和正在设计建造的大型复杂高层建筑工程的结构体系、结构设计、抗震研究实例8. 未来的高层建筑结构体系主要包括建筑设计趋势、结构设计趋势。

主要教材及参考书•Structural systems for tall buildings, Council on tall buildings and urban habitat, McGRAW-HILL, 1995.•高层建筑结构方案优选，刘大海，中国建筑工业出版社，1996年。

•复杂高层建筑结构抗震理论与应用，吕西林，科学出版社，2007年。

•1998年以来《全国高层建筑结构学术交流会论文集》、《全国高层建筑抗震学术交流会论文集》、《国际高层建筑学术会议论文集》等。

基金资助。

教学方式•讲课与自学阅读相结合：讲课1次到5次，主要是介绍教学要求，布置自学内容及考核要点。

•学生根据教学内容要求及阅读的材料写出读书报告，必要时可进行课堂讨论，请同学们自己讲述看过的资料。

•课程的最后报告要经过三位教授的审评，根据报告的深度和广度给出成绩。

主要部分的学习要求1、高层建筑结构体系•Classification of tall building structuralsystems•Material: steel, concrete, composite.•Gravity load resisting system: floor framing (beams, slabs), columns, trusses, foundations.•Lateral load resisting systems: walls, frames, trusses, diaphragms.•Type and magnitude of lateral loads: wind, seismic, airplane attack?•Strength and serviceability requirements: drift, acceleration, ductility.•Comparison of structural systems for different height of tall buildings, see the Fig. In next page.•Tall building floor systems:composite steel floor system, prestressed and posttensioned concrete floor system.•Lateral load resisting system:B raced frame and moment resisting frame system. Braced frames are cantilevered vertical trusses resisting lateral loads primarily through the axial stiffness of the frame members. Moment resisting frame consists of horizontal and vertical members rigidly connected together in a planar grid form which resists lateral loads primarily through the flexural stiffness of the members.•Lateral load resisting system (cont.): S hear wall systems;Core and outrigger systems;Tubular systems;Hybrid systems (mega-frame system, concrete and steel composite system, etc.).Tower (Armani hotel) floor plan Construction site (2007.7)Towersteel tubeMiddle SRCLower RCThe services core tube The outriggersOutrigger trussBelttruss Mega-braceMega-columnMega-columnCore wallBelt trussMega-columnCore wallOutriggertrussMega-column上海环球金融中心结构体系概念图Structural conceptTokyo GreenPalace Hotel结构特点:底部六层右侧为框架-剪力墙结构; 左侧为几根六层高的钢柱; 上部为框架-剪力墙结构.由于刚度突变可能引起较大的扭转效应.英国将建300层摩天塔楼(伦敦通天塔), 高1524米, 从云层取水“伦敦通天塔”据称可容纳100万人同时居住Russia Tower, 612m中国117大厦集高档商务写字楼、商务公寓和六星级酒店于一身，建成后将是天津高新区一张亮丽的“城市名片”，成为高新区乃至天津市极具代表性的标志性建筑。

高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策【摘要】高层建筑在抗震设计中存在诸多问题，如设计标准滞后、结构设计不合理、施工工艺不当、监理不严格等。

为提高抗震性能，需加强设计标准修订、优化结构设计、控制施工质量、严格监理、协调抗震与节能设计。

通过这些对策，能有效提升高层建筑的抗震能力，确保建筑安全稳定。

【关键词】高层建筑、结构、抗震设计、设计标准、抗震性能、施工工艺、材料选择、监理、质量控制、节能设计、对策、修订、更新、优化、施工质量、监理力度、协调、双赢。

1. 引言1.1 高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策高层建筑作为城市的地标性建筑，其结构抗震设计至关重要。

在实际工程实践中，高层建筑结构抗震设计存在着诸多问题，需要采取相应的对策进行解决。

设计标准滞后，无法满足实际需求。

当前的抗震设计标准与高层建筑结构的复杂性和变化性不相适应，需要加强标准的修订和更新。

结构设计不合理，抗震性能不足。

一些高层建筑的结构设计存在缺陷，导致其在地震等自然灾害中易受损，需要优化结构设计，提高抗震性能。

施工工艺和材料选择不当也会影响结构抗震性能。

在施工过程中，需严格控制施工工艺和材料质量，确保符合抗震要求。

监理不到位、质量控制不严格也是问题之一，需要加强监理力度，确保施工质量。

抗震设计与节能设计之间存在矛盾，需要协调抗震设计与节能设计，实现双赢。

为了提高高层建筑结构的抗震性能，需要全面思考这些问题，并采取相应的对策，以确保高层建筑结构在面对各种自然灾害时能够安全稳固地屹立不倒。

2. 正文2.1 问题一：设计标准滞后，无法满足实际需求设计标准滞后是高层建筑结构抗震设计面临的主要问题之一。

由于抗震设计标准的滞后，很多高层建筑的结构设计并不能满足当前社会的实际需求，造成了抗震性能不足的情况。

设计标准的滞后意味着设计中所采用的抗震参数和计算方法可能已经过时，无法充分考虑到地震对建筑结构的影响。

随着地震工程领域的不断发展和新技术的涌现，原有的设计标准已经难以满足当前的抗震需求。

超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题发表时间：2015-11-06T11:26:42.520Z 来源：《基层建设》2015年15期作者：李自哲[导读] 天津方标世纪规划建筑设计有限公司天津对于超限高层建筑的设计施工，会受到诸多因素的影响，而这都会对建筑物的整体安全性和稳定性产生影响。

李自哲天津方标世纪规划建筑设计有限公司天津 300220摘要：当今世界由于人口、资源的压力，人们拓宽生存空间的思维逐渐从简单低层地面发展到超限高层，对于生活在大城市的人而言，高楼耸起，就明白超限高层建筑工程开发的重要性。

随着人类对大城市住房需求不断增加，未来的建筑世界必定是一个“天空的世界”。

超限高层建筑的施工不同于传统的地上工程，相比一般的地上工程其面临的情况更为复杂，对于安全性而言，抗震是最需要考虑的，还需要综合考虑成本、地质条件、方案选择与评价标准等多个因素，地质条件的考虑尤为重要。

因此超限高层建筑工程抗震设计的制定必须经过一个严格而复杂的程序。

本文分析了超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题，并针对某楼进行了系统的分析, 供设计人员参考。

关键词：超限高层；建筑工程；抗震设计；超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程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,以及有关政府管理机构文件中规定应进行抗震专项审查的高层建筑工程。

随着城市建设的发展, 高层建筑的数量越来越多, 各种体型复杂的不规则高层结构时有出现。

一、超限高层建筑工程抗震设计中的一些问题对于超限高层建筑的设计施工，会受到诸多因素的影响，而这都会对建筑物的整体安全性和稳定性产生影响。

就抗震设计而言，在设计中会存在一些问题，这主要体现在一下几个方面：1.资料的不足使得设计存在一定的缺陷。

我国经济发展的过程中经历着经济体制的转变，而这反应在房地产领域则会使得建筑施工等会有急功近利等现象存在。

在建筑中会有过于强调施工的工期而忽视设计和质量等问题，会在没有充分完整的建筑物周边资料的情况下进行设计，或者在设计尚未完成或者优化的情况下变开工建设。

简析超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题摘要：随着社会经济发展，房地产行业也逐渐成熟起来，这就为城市的高层和超限高层建筑的出现奠定了基础。

而随着城市的超限高层建筑工程量增大，也在抗震设计中出现了一系列问题。

本文从研究超限高层建筑工程的抗震设计的必要性及其设计理念出发，分析了抗震设计过程中出现的问题，并提出了一系列行之有效的解决方法。

关键词：超限高层建筑工程抗震设计问题1引文当今社会，城市在发展，高层建筑也成为衡量城市发展的主要指标。

在高层建筑上，建筑物的高度不断增加，设计结构也越来越有要求，尤其是针对超限高层建筑上，也提到了抗震设计的必要性。

对于超限高层建筑来说，确保抗震设计的完成是直接关系到建筑物的稳定性，也影响到人民群众的直接利益，更影响到社会主义市场经济发展的最终成果。

所以，加强超限高层建筑工程的抗震设计是很重要的，这对于提高国家的综合实力来说有重要的战略含义。

2分析超限高层建筑工程抗震设计的必要性21世纪之后，中国的经济在不断的发展和改革中走上了高速发展之路，也与国际市场融为一体，当今世界有一些国家与我国开始了商务交流。

在当前的全球经济一体化的形势下，我国的经济发展也有了超快的进步。

不少行业也拿出很多资金用来完善基础建设，不少的大型高层建筑结构不断出现，这些建筑形状千变万化，这里面也包括不少超限高层建筑，它的出现更好的实现人们对空间的充分利用【1】。

不过对于这些形状奇特的超限高层建筑工程来说，它们在结构方面也超出了我国在建筑工程上的有关规定和要求，这直接影响到建筑工程结构的抗震需求。

当前在超限高层建筑的设防要求上是有规定的，这也是为了高层建筑的抗震设计得到更好的保障。

不过由于我国城市化进程加快，不少城市开始崛起，很多经济发达的城市容纳愈来愈多的人口和社会资源。

再加上近年来我国发生了多起地震，比如汶川地震、玉树地震都带来了一定的人员伤亡，影响了经济发展，而且地震对建筑的破坏程度也是非常大的，地震的出现对建筑物及市民的生命造成很大的威胁，也给我们带来惨痛的教训。

超限高层建筑结构抗震超限设计与探究作者：***来源：《中国房地产业·下旬》2021年第12期【摘要】现代化工程不断发展，带给建筑领域新的发展契机。

随着高层、超高层建筑建设，超限高层建筑也出现在人们视野中。

但是由于超限高层结构有超限情况，需要科学对其结构进行设计，才能保证建筑结构稳定。

本文针对超限高层建筑结构进行分析，对结构的抗震性加以研究，为后续超限高层工程开展提供参考。

【关键词】超限高层建筑;结构抗震;超限设计【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.043国家土地资源用地紧张，使得超限高层建筑诞生。

超限高层结构受到行业需求，但是其抗震性能却是不可忽略的重要内容。

需要采取有效措施，加强建筑结构的抗震能力，保障建筑结构设计的合理性。

满足超限设计的需求，能够在地震情况下，保证建筑结构安全，达到预期的性能目标。

1、前言超限高层指的是当前建筑领域建筑类型之一，超限高层工程超出国家现行规定，适合应用于不规则的高层建筑工程。

针对此类建筑结构设计，国家规定了技术标准外，还额外提出特殊要求。

超限高层应保证超限程度得到科学控制，并针对结构对抗震性能进行计算，确保抗震性能符合施工需求。

地基基础等都需要通过抗震测试，需要做好抗震试验要求。

概念设计指的是相对于数值设计反映出的结构整体情况，可以将其理解为建筑的宏观设计。

超限高层建筑需要合理布设结构，应确保建筑结构尽可能对称，满足建筑的竖向荷载指标，结合刚度、强度等因素进行综合考虑。

但是结构设计过程中，保证结构完全均匀存在较大的困难。

对此，还需要结合工程实际，对关键构件进行合理设置，改善地震时结构受力状态，保证建筑超限设计的合理性。

2、超限高层建筑结构超限设计2.1工程概况为了更好的阐述超限高层建筑，根据某工程的建筑进行分析。

该工程拥有42层地上建筑结构，高度在120m;含地下停车场一层，整体设计按照年限50年进行设计，抗震等级为7级。

某超限高层结构抗震计算分析及若干问题探讨摘要结合某超限高层结构实例，深入探讨高层建筑中高宽比以及平立面不规则性等超限情况的抗震分析要求，同时提出超限高层结构设计要点；采用结构空间有限元分析软件对该超限高层结构进行计算分析，结合计算分析所得到的结构自振特性、层间位移等计算结果以及现行规范对该高层超限结构进行超限评估。

分析结果表明，本超限高层结构所采取的抗震设计要点对于解决高层结构超限问题相当有效，可为实现高层结构超限提供指导。

关键词超限高层建筑；结构抗震；抗震计算分析；结构设计1高层结构超限情况的抗震设计1）高宽比超限程度的控制以及抗震计算分析要求。

在近几年的高层结构超限现象调查分析研究发现，目前大多数高层结构的超限现象以高宽比超限居多，这主要原因是由于建设面积局限而建筑高度不断增加所导致的。

因此，研究高宽比超限问题是相当重要。

对于计算高层结构的高宽比，高层规范已经明确高宽比计算所选取的高度H 一般是从地面算至檐口，但对于宽度的选取规范则没有明确规定，宽度B的选取主要是设计人员根据《高层建筑混凝土结构技术规程》图2.2.3建筑平面中的宽度选取。

通过笔者参阅相关文献以及对高层结构设计经验，分析出计算高宽比所选取的宽度B应分为三种情况分析选取：①对于比较规则的高层结构来说，适宜取该建筑的最大宽度Bmax来计算高宽比；②对于建筑平面为圆形的高层结构来说，可以该圆的直径来作为宽度B去计算高宽比；而对于建筑平面为椭圆形的高层结构，适宜选取椭圆的短轴直径作为宽度B去计算高宽比；③对于存在超限的高层结构或者体型复杂结构，则应采用折算宽度去计算高宽比，这时折算宽度的计算是根据结构平面面积与惯性矩相同的原则进行。

对于存在高宽比超限的高层结构进行抗震计算分析时，应采用两个或以上的计算模型进行结构的内力以及变形计算。

在抗震计算时，振型数个数的选取相当关键，一般情况下结构层数越多所选取的振型越多，而且所选取的振型数必须确保其振型有效质量要大于90%。

某复杂超限高层的建筑结构性能化设计分析摘要：当前，高层建筑设计中的超限问题越来越多。

本文依据新修订的规范，通过应用不同的有限元软件，对某超限高层建筑进行了结构性能化设计分析。

着重讨论了超限高层的结构性能抗震设计，同时对不同的有限元软件得出的结果进行比较，总结出了建筑结构的抗震缺陷，并相应提出建筑结构加强措施。

关键词：超限高层建筑；性能化；抗震设计；有限元分析引言我国的高层建筑正在朝着多功能化、现代化、大型化的方向发展。

目前，区别于传统高层建筑的新型高层建筑——超限高层建筑也越来越受到市场的喜爱[1]。

超限高层建筑是指超出现行有关技术标准、规范所规定的适用高度、体型规则性等要求的高层建筑工程。

由于传统高层建筑的设计方法存在一定的局限性，基于性能化的设计方法逐渐的被发展起来。

对超限高层建筑结构来说，抗震性能化设计显得尤为重要。

本文依据新修订的规范，通过软件SATWE，MAIDAS 等有限元软件对某超限高层建筑进行结构性能化设计分析，着重讨论了结构的抗震问题，并提出了相应的加强措施。

1 实例分析1.1 工程简介该工程位于6度区，1号塔楼设有地下室、裙房。

地下室为全嵌固地下室车库，3层。

裙楼7层为综合大型商业，其中第7层为转换层。

1号塔楼为商业住宅，塔楼35层，层高2.8m，结构总高度135m。

本工程采用部分框支剪力墙结构。

上部塔楼采用钢筋混凝土剪力墙；下部裙楼为钢筋混凝土框架-剪力墙，部分框支。

裙楼采用双重抗侧力体系，钢筋混凝土剪力墙作为第1道防线，框架作为第2道防线。

裙楼为多层商场属乙类建筑。

其抗震措施应提高1度，按7度确定。

塔楼部分为商住楼，属丙类建筑，其抗震措施按6度确定。

本工程为超A级高度、高位转换的复杂结构体系，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.11.1条，结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级。

本工程选用C级性能目标。

即多遇地震、设防烈度地震和预估的罕遇地震对应的结构抗震性能水准分别为1、3、4。