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篇1

中圖分類號：TU241文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 工程概況

某超高層住宅項目處于大連市東港區(qū)，場地北側(cè)為大連萬達(dá)公館，南側(cè)與維灣廣場隔長江路相望，東臨遼寧省檢驗檢疫局。本工程總建筑面積22.96萬m2，地上建筑面積18.14萬m2，地下建筑面積4.82萬m2。共兩層地下室，其中地下二層為車庫及設(shè)備用房，地下一、二層局部為核6、常6級甲類防空地下室，地上建筑包括兩棟獨棟商業(yè)及三棟超高層住宅。超高層住宅首層局部挑空為大堂部分， 2～50層為住宅部分，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.3米，建筑總高度為167.10m；塔樓分別在15、27、39層設(shè)3個避難層。

2 結(jié)構(gòu)體系

2.1上部結(jié)構(gòu)

本工程地上部分主體結(jié)構(gòu)為50層，室外地面至主屋面高度為167.95m。

主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻墻厚根據(jù)計算確定，一般墻肢厚度詳見表1。標(biāo)準(zhǔn)層平面結(jié)構(gòu)布置圖見圖1。

主要墻體厚度 表1

圖1標(biāo)準(zhǔn)層平面結(jié)構(gòu)布置圖

2.2地基基礎(chǔ)設(shè)計

根據(jù)場地地質(zhì)勘察報告分析，本工程采用樁筏基礎(chǔ)，樁端持力層座落于中風(fēng)化板巖層，樁型采用機械成孔樁，飽和單軸抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，樁徑1.4m，單樁承載力特征值為14000kN，筏板厚度2.4米，基礎(chǔ)埋深12.3m。單獨地下室部分及獨棟商業(yè)部分基礎(chǔ)坐落于強風(fēng)化板巖層上，地基承載力特征值fak=400 kPa。裙樓地下室部分采用獨立柱基礎(chǔ)防水底板，防水板厚0.5m。在塔樓與地下室之間設(shè)置施工后澆帶以減小二者之間的差異沉降。由于抗浮水位較高，經(jīng)復(fù)核，單獨地下室部分結(jié)構(gòu)自重?zé)o法滿足整體抗浮要求，故在上述區(qū)域采用抗浮錨桿以抵抗較大的水浮力。

3上部結(jié)構(gòu)超限情況及性能目標(biāo)

3.1超限情況

1．高度超限

高度超限，主體高度167.95m，超過《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）規(guī)定的B級鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)適用的最大高度150米的要求，屬于超B級高度超限高層。

2．平面不規(guī)則

建筑二層樓面局部開大洞，樓板不連續(xù)，導(dǎo)致該層平面不規(guī)則。

3．扭轉(zhuǎn)不規(guī)則

塔樓在地震作用下和風(fēng)荷載作用下，最大彈性層間位移角與平均層間位移角的比值存在大于1.2但小于1.5的情況，為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

3.2性能目標(biāo)

參照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）有關(guān)結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的參考方法，本工程具體性能目標(biāo)設(shè)定見表2。

抗震性能設(shè)計目標(biāo) 表2

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算

4.1 設(shè)計參數(shù)

本工程結(jié)構(gòu)安全等級為二級；基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級；抗震設(shè)防類別為丙類；抗震設(shè)防烈度為7度[1]；設(shè)計基本地震加速度值為0.1g；設(shè)計地震分組為第二組；水平地震影響系數(shù)最大值為0.105（多遇地震作用下）（安評報告提供）；Ⅱ 類場地（場地特征周期為0.35 s）；結(jié)構(gòu)阻尼比： 0.05。剪力墻抗震等級為一級。基本風(fēng)壓為0.65kN/m2（50年重現(xiàn)期），地面粗糙度類別為A類。

4.2 多遇地震下振型分解反應(yīng)譜法計算分析

本工程采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部編制的SATWE（2011年1月版）和韓國MIDAS IT Inc.公司編制的MIDAS Building（2011版）兩種不同的空間有限元分析與設(shè)計軟件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)整體計算分析。分析按照二層地下室并附帶相關(guān)聯(lián)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)嵌固條件分析計算。驗算通過后按無地下室模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算分析。多遇地震作用和風(fēng)荷載按兩個主軸方向作用，同時考慮5%偶然偏心地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響及雙向地震作用之最不利作用。

工程計算的整體建筑空間模型見圖2，剖面示意見圖3。

圖2整體空間模型圖3剖面圖

從整體計算結(jié)果（表3）可以看出，各軟件計算的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量、剪重比比較接近，滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。結(jié)果說明各程序在計算結(jié)構(gòu)動力特性方面較為精準(zhǔn)，程序之間具有可比性。計算主要結(jié)果見表4、5。

整體結(jié)構(gòu)總質(zhì)量、基底剪力比較表 表3

頂點最大位移與層間位移角表5

4.3彈性動力時程分析

彈性動力時程分析采用SATWE進(jìn)行計算，選用的地震波為場地地震安全性評價報告提供的50年超越概率為63%的一條人工波α63-2和分析軟件內(nèi)存的兩條適合本工程場地土的兩條地震波XH-1和XH-2，單個波的總地震剪力不小于振型分解反應(yīng)譜方法計算結(jié)果的65%，三條波計算所得的結(jié)構(gòu)基底剪力平均值平均值不小于振型分解反應(yīng)譜方法計算結(jié)果80%，滿足規(guī)范要求。對于頂部樓層的剪力大于反應(yīng)譜計算的部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計時將取用三條時程波的包絡(luò)值，在反應(yīng)譜基礎(chǔ)上將內(nèi)力放大調(diào)整，進(jìn)行構(gòu)件補充計算。

4.4中震彈性和中震不屈服分析

在進(jìn)行多遇地震彈性計算的基礎(chǔ)上，本工程進(jìn)行了中震彈性驗算，計算目標(biāo)是底部加強區(qū)剪力墻受剪保持彈性狀態(tài)，部分連梁可以進(jìn)入塑性階段，并通過調(diào)整梁剛度折減，適當(dāng)增加剪力墻安全度。此外進(jìn)行了中震不屈服結(jié)構(gòu)驗算，計算目標(biāo)是剪力墻偏拉偏壓保持不屈服狀態(tài)，驗算墻肢是否出現(xiàn)全截面受拉，部分連梁可以進(jìn)入塑性階段。上述計算均采用特征周期0.35，水平地震影響系數(shù)0.23。

4.5 靜力彈塑性分析

本工程采用PUSH&EPDA對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了X向和Y向推覆計算,荷載加載形式為CQC。其性能點的基底剪力、頂點位移為、阻尼比、最大層間位移角見表6。罕遇地震作用下的薄弱層彈塑性變形驗算滿足規(guī)范1/120要求。X、Y向推覆能力譜與需求譜曲線見圖4-5。

結(jié)構(gòu)性能點相關(guān)參數(shù) 表6

圖4X向推覆能力譜與需求譜曲線 圖5Y向推覆能力譜與需求譜曲線

4.6結(jié)構(gòu)舒適度驗算

按照10年重現(xiàn)期的風(fēng)荷載計算結(jié)構(gòu)頂點橫風(fēng)向及順風(fēng)向的結(jié)構(gòu)頂點加速度，本工程的計算結(jié)果為：順風(fēng)向0.060 m/s2，橫風(fēng)向0.147 m/s2，滿足規(guī)范0.15m/s2的限值。

4.7超限加強措施

控制墻肢軸壓比不大于0.50，南北窗間墻處按分離框架柱進(jìn)行補充計算分析，并按兩模型包絡(luò)值進(jìn)行配筋設(shè)計。剪力墻底部加強區(qū)取為一層～六層，過渡層取為七層～八層，采用一級抗震等級；對大堂處局部穿層肢墻采取特一級抗震構(gòu)造措施，并在一、二層增設(shè)鋼骨加強。在底部中震受拉（拉應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值大于ftk）處墻肢增設(shè)型鋼，以型鋼抵抗全部拉力，且型鋼配置高于受拉區(qū)域二層，并采取特一級抗震構(gòu)造措施。需構(gòu)造加強的節(jié)點（轉(zhuǎn)角墻、橫墻、南北窗間墻，內(nèi)墻支撐多梁的端節(jié)點）的約束邊緣構(gòu)件上延至軸壓比0.30處（25層）。在樓板局部不連續(xù)處加大兩側(cè)板厚，并配置上、下雙向通長鋼筋，同時周邊剪力墻設(shè)暗梁，以增大水平剛度。罕遇地震作用時，底部加強區(qū)內(nèi)的部分墻肢進(jìn)入塑性狀態(tài)，施工圖設(shè)計時增加設(shè)置型鋼或加大配筋等加強措施，以提高墻肢延性及抗倒塌能力。

5結(jié)論

通過兩個不同軟件對整體結(jié)構(gòu)的計算分析，互為驗證后，結(jié)構(gòu)的剛度與變形特性滿足規(guī)范規(guī)定的限制要求，按設(shè)定的性能目標(biāo)及相應(yīng)措施，通過對超高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性、彈塑性分析，實現(xiàn)預(yù)期的性能目標(biāo)，采用比規(guī)范要求更高的抗震措施對重要的構(gòu)件做適當(dāng)?shù)募訌姟?/p>

參 考 文 獻(xiàn)

[1] GB50011-2010 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 [S] 北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2010。

[2] 孫建超，徐培福，肖從真，等。鋼板-混凝土組合剪力墻受檢試驗研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2008，38(6):1-6.

[3] JGJ3-2010 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2010

篇2

一、工程概況

福州萬科金域花園位于福建省福州市閩江北岸中央商務(wù)中心，地塊南臨江濱西大道，東臨二環(huán)西路、尤溪洲大橋。建筑用地由兩個地塊組成，北邊B-8塊用地面積為12790 m?，綠地面積為2713.7㎡，地上63層，建筑高度約180米；南邊B-10塊用地面積為12607㎡，綠地面積3635.6㎡，地上58層，建筑高度約150米；建筑結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)，建筑設(shè)計使用年限均為50年，抗震設(shè)防烈度為6度。

二、設(shè)計理念

（1）根據(jù)福州市的總體規(guī)劃設(shè)計思想，以現(xiàn)代生態(tài)型居住小區(qū)為設(shè)計框架，強調(diào)人與自然的協(xié)調(diào)，創(chuàng)建可持續(xù)發(fā)展的高品位的社區(qū)環(huán)境，營造21世紀(jì)“綠色生態(tài)家園”。

（2）改善福州市城市形象，創(chuàng)造出良好的居住與生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的和諧共生，促進(jìn)社會文化生態(tài)環(huán)境與居住環(huán)境三者的有機結(jié)合。

（3）提升城市品位，以創(chuàng)造宜人宜居的生活環(huán)境為規(guī)劃價值導(dǎo)向。

（4）在整體設(shè)計上，充分利用現(xiàn)有用地，并滿足城市規(guī)劃要求。在設(shè)計中把基地的自然環(huán)境的組織結(jié)構(gòu)和住宅區(qū)內(nèi)部的人造環(huán)境結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)組織起來，成為一個統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)體系。

（5）在單體設(shè)計上，采用新古典主義風(fēng)格，用簡潔明快的手法，達(dá)到整體、和諧的藝術(shù)效果，豐富了立面及城市景觀。

（6）注重節(jié)能設(shè)計。采用節(jié)能材料和設(shè)備，采取必要的保溫隔熱措施。

三、建筑設(shè)計要點

3.1建筑空間布局

（1）建筑主要為超高層，由于建筑布置前后和左右間距較大，這樣有利于小區(qū)的日照。另外，建筑空間布置的不規(guī)則，形成韻律和變化，不僅美化城市的環(huán)境，而且滿足小區(qū)景觀的視線要求。

（2）建筑戶型的選用體現(xiàn)人性化原則，滿足市場需求。戶型設(shè)計面積均在120平方米左右，十字戶型以兩個點的形式南北對稱。因南邊面臨景色優(yōu)美的閩江，因此在住宅的總體高度上，北邊的住宅比南邊的高。既滿足城市設(shè)計要求的天際景觀線，同時最大程度的滿足更多住戶的景觀視線。

（3）建筑朝向以南北向為主，建筑南北排間距較寬，充分滿足住宅私密性的要求，有效避免了相互間對視，日照方面也讓每戶得到了足夠的陽光。

3.2 功能設(shè)計

功能設(shè)計是住宅設(shè)計根本的著手點。住宅內(nèi)不同功能的空間在布置上應(yīng)緊湊合理，交通聯(lián)系應(yīng)方便簡捷，又要有相對的獨立性，各得其所。住宅內(nèi)使用功能有二個分區(qū)：一是公共活動區(qū)（如起居室、餐廳、廚房）宜布置在住宅入口處，便于對外往來；二是私密休息區(qū)（如臥室、書房）應(yīng)布置在住宅的深處，以保證個人行為的私密性不受外界影響。這些分區(qū)各有明確的使用功能，在設(shè)計中要正確處理這二個功能區(qū)的關(guān)系，滿足各部分的功能要求，使之動靜分區(qū)、公私分區(qū)、潔污分區(qū)，不致相互干擾，保障生活規(guī)律。此外，在合理安排各部分功能的同時還要做到流線順暢，交通面積緊湊集中。

3.3 套型設(shè)計

在建筑起居室設(shè)計時，應(yīng)注意以下幾點：

（1）廳內(nèi)設(shè)計不能有太多的門和洞口，則會因沒有足夠長度的延續(xù)墻面影響家具布置，還會因有人在廳內(nèi)來回穿行而干擾會客、視聽、休閑等公共性活動。由于廳內(nèi)活動人數(shù)相對較多，又是家庭的聚焦點，所以還應(yīng)有良好的日照和視域。

（2）臥室要設(shè)計低窗臺凸窗，這樣能夠增大居室空間感，使陽光更加充分，寬敞的窗臺便于放置綠色植物，調(diào)節(jié)氣候、擴大視野，使人感到溫馨。

（3）廚衛(wèi)設(shè)計應(yīng)綜合考慮操作順序、設(shè)備安裝、管線布置的要求，要有足夠的面積和尺度以保證設(shè)備、家具合理配置的需要，此外還應(yīng)有良好的自然通風(fēng)和直接采光。衛(wèi)生間應(yīng)盡量做到浴、廁與洗漱、洗衣分離，以減少使用干擾。陽臺是人們接觸室外空氣陽光的主要活動場所，設(shè)計時應(yīng)加大陽臺進(jìn)深，有利于進(jìn)行健身活動。廚房與餐廳要緊鄰，端上菜肴和拆除餐具就會方便。

3.4 外墻造型設(shè)計

外部造型的基本形態(tài)雖然取決于建筑平面的布局，但立面處理也很重要?，F(xiàn)在家庭都是封閉陽臺，到處看到的都是一串串玻璃匣子，生硬呆板，沒有一點生氣。其實，住宅立面可裝飾的還是挺多的，如風(fēng)格設(shè)計，顏色搭配和藝術(shù)裝飾等等。

外墻面色彩的合理搭配與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)才能營造出典雅優(yōu)美的感觀效果。本建筑外立面設(shè)計借鑒經(jīng)典的新古典主義風(fēng)格，避免了都市的擁擠，壓力和冷酷的建筑環(huán)境，超越了“歐陸風(fēng)”的生硬與“現(xiàn)代簡約”的粗糙。在傳統(tǒng)美學(xué)的規(guī)范之下，高層造型比例嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計精細(xì)，品位典雅。充分運用現(xiàn)代的材質(zhì)及造型工藝，使作品既具有傳統(tǒng)建筑之美感，又融匯現(xiàn)代科技之靈性，具有明顯的時代特征。如陽臺、樓梯入口、窗臺等都可作為造型的藝術(shù)點綴，利用陽臺的凹凸、窗眉、腰線、屋頂造型等都能產(chǎn)生很好的造型效果。建筑外墻采用質(zhì)輕高效的屋面保溫材料和黃色外墻磚搭配晶瑩剔透的玻璃材料，給人以清新，雅致、穩(wěn)重的感覺。住宅大部分均為南北朝向，體現(xiàn)安全高效與節(jié)能策略，見圖1。

3.5 道路交通與豎向設(shè)計

道路是居住區(qū)的構(gòu)成框架。主要起到疏散居住區(qū)交通的功能。本項目基地四面臨路，且中間也規(guī)劃貫穿基地的規(guī)劃路，所以交通方便。而車行出入口是設(shè)置在東邊規(guī)劃路上，南北地塊各一個。地下車庫出入口西邊設(shè)置兩個，結(jié)合地塊西邊的道路，作為住宅停車的主要流線。東邊的地下車庫出入口，則是方便商業(yè)車流停車的。超高層住宅的人行出入口各設(shè)置在南北兩邊，住宅根據(jù)規(guī)劃要點的要求，退線讓南北邊規(guī)劃路有足夠的距離，人流線先進(jìn)入各自的入口廣場，然后再進(jìn)入到各自的入戶大堂。這樣盡量減少對商業(yè)界的影響，做到人流與車流的分流。

另外，道路設(shè)計本身也是構(gòu)成居住區(qū)的一道風(fēng)景線。在進(jìn)行居住區(qū)道路設(shè)計時，我們有必要對道路的曲直、寬窄、分幅、綠化等

進(jìn)行綜合考慮以賦予道路美的形式。比如，與直線型道路相比，曲線型道路所呈現(xiàn)的是不對稱的畫面構(gòu)成。隨著視點的移動景觀逐漸展現(xiàn)出來，因此更具含蓄美，但過多的曲折變化反而會產(chǎn)生矯揉造作的感覺。道路兩邊的植物配景手法可交替使用，或貼近密植形成林蔭道，或遠(yuǎn)距種植形成有層次的緩坡。

3.6 綠化景觀設(shè)計

長期以來，綠化的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)拋棄以往過分注重人工構(gòu)筑物，過分重視建筑小品的傳統(tǒng)，盡量提高綠化面積，注重發(fā)揮綠色植物凈化大氣、防風(fēng)、防塵、防噪的作用。本社區(qū)綠化與景觀設(shè)計亮點在于點、線、軸的結(jié)合。點的設(shè)計體現(xiàn)在兩地塊入口區(qū)預(yù)留大塊面積做廣場，結(jié)合城市綠化廣場設(shè)計，在廣場中有樹陣與景觀樹為主，南邊地塊保留地形原有的大榕樹，同時結(jié)合景觀水體營造入口空間，讓住宅有個皇者風(fēng)范的入口。線的設(shè)計主要體現(xiàn)在兩棟高層之間，裙房鏤空形成的景觀大線。軸的設(shè)計體現(xiàn)在地塊中心的規(guī)劃道路上，此貫穿地塊的道路形成了兩地塊景觀點和景觀線的嚴(yán)整對稱，去除過多繁瑣的景觀構(gòu)筑物設(shè)計，采取更人性化、更加細(xì)膩生態(tài)的軸對稱設(shè)計手法，讓整個社區(qū)在活潑中更顯氣派。同時對于社區(qū)構(gòu)筑物角隅部分的植物配置也需精心處理。在配置植物時還需充分考慮植物的季節(jié)變化，使住區(qū)環(huán)境一年四季形成不同的植物景觀特點，不一定要做到四季有花可賞，但必須充分體現(xiàn)季節(jié)的特色，為人們創(chuàng)造出安靜、舒適、優(yōu)美的社區(qū)居住環(huán)境。

四、結(jié)束語

綜上所述，在超高層住宅建筑設(shè)計時，應(yīng)做到功能分區(qū)合理、室內(nèi)交通便捷、干擾小，套型方便實用、靈活多樣，空間能充分利用和應(yīng)變能力更強，造型豐富有特點，居住環(huán)境舒適，更加人性化有歸屬領(lǐng)域感，從而為我們創(chuàng)造出一個真正體現(xiàn)生態(tài)、節(jié)能為目標(biāo)的實用型住宅。

篇3

Abstract: For the super high-rise building fire with fire spread fast, difficult evacuation, rescue difficult, fire hidden trouble is much, mainly according to the national "prevention, combining prevention with elimination" approach, starting from the global project, based on the characteristics of high-rise building with reliable fire protection measures, to ensure the safety of. Combined with the engineering design case - Kunming Jinshang Chun Park 10, 11 building (project name "new village 10, 11"), the super high-rise residential distribution system, distribution lines and cable selection, household fire detector set, the refuge floor weak electricity system, emergency evacuation lighting design aspects are briefly introduced and discussion.

Key words: high-rise residential building;;; refuge; design

中圖分類號：B032.2

前言

在消防術(shù)語中，超高層建筑是指高度超過100米的建筑。高聳入云的超高層建筑，可以說是給消防部門帶來不小的考驗。據(jù)說如何順利將消防用水送達(dá)幾百米高度上出現(xiàn)的火情點，是令消防人員最為頭痛的問題。超高層建筑不同于一般的低矮建筑，火災(zāi)發(fā)生時，超高層建筑主要依靠自身的消防措施來保障安全。消防部門云梯車所能達(dá)到的高度一般不超過100米，如果超高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)，很難靠外部力量救援。所以，在超高層住宅消防設(shè)計中，應(yīng)遵循“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的方針，合理進(jìn)行總體布局，嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范，設(shè)計合理、可靠的消防安全措施，以保障人民的生命和財產(chǎn)安全。

負(fù)荷等級劃分

本工程為大底盤地下室之上的兩棟44層住宅塔樓，建筑高度136.6米，為一類超高層住宅樓，按規(guī)范規(guī)定劃分，其電梯及消防設(shè)備、應(yīng)急疏散照明、公共通道照明、避難間照明等用電負(fù)荷為一級負(fù)荷，其中11棟消防監(jiān)控室（轉(zhuǎn)為10、11棟配置，兼作視頻安防監(jiān)控機房）用電負(fù)荷為一級特別重要負(fù)荷，其余則為三級負(fù)荷。

供配電系統(tǒng)設(shè)計

本工程綜合考慮設(shè)計規(guī)范要求，以及城市供電電網(wǎng)的實際情況，由附近城區(qū)變電所引兩路獨立10KV高壓電源向設(shè)于地下一層的多座小區(qū)10KV變電所（分地塊規(guī)模設(shè)置）供電，承擔(dān)工程中全部動力照明、消防設(shè)備、弱電機房等的全部用電負(fù)荷，二路電源同時供電，分列運行，互為備用，滿足非消防一級負(fù)荷（如客梯、生活加壓泵、公共通道照明等）的供電可靠性要求。對于消防一級負(fù)荷，其備用電源為地下室附設(shè)的消防專用柴油發(fā)電機組，以確保消防設(shè)備供電更高可靠性要求。消防設(shè)備配電系統(tǒng)設(shè)計采用放射式或樹干-放射式（豎向公共通道照明、應(yīng)急疏散照明主干）混合供電模式，末端均采用雙電源切換箱、屏，對所有消防動力設(shè)備負(fù)荷采用兩路獨立電源電纜末級切換方式供電，并滿足消防規(guī)范規(guī)定的消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少持續(xù)供電時間的設(shè)計要求。對11棟消防監(jiān)控室設(shè)備負(fù)荷則在機房另外增設(shè)一臺15KVAUPS電源（供電持續(xù)時間要求不少于3小時），以確保不間斷供電。配電系統(tǒng)除消防動力設(shè)備設(shè)置僅設(shè)短路非過載及火災(zāi)漏電監(jiān)測保護(hù)外，其余均設(shè)過載、短路、漏電、分勵、過壓等配電保護(hù)。

配電干線電纜選擇與敷設(shè)

由于超高層建筑發(fā)生火災(zāi)的因素較多，撲救難度大，因此超高層建筑應(yīng)立足于自防自救，采取可靠的防火措施，選用可靠的防火電纜，以達(dá)到預(yù)防火災(zāi)、逃生自救的目的?，F(xiàn)行 GB 50045—95（2005年版）《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》及 JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》對超高層民用建筑電氣防火電纜的選擇作了嚴(yán)格的規(guī)定，對建筑高度超過100m的高層建筑，消防供電干線及支線要求采用礦物絕緣電纜、耐火電纜；對于消防設(shè)備如消防水泵、消防送風(fēng)機、排煙風(fēng)機、消防電梯及應(yīng)急照明等，在火災(zāi)發(fā)生時必須繼續(xù)工作，相應(yīng)的供電線路敷設(shè)應(yīng)保證安全可靠，避免因供電線路的損壞而影響消防設(shè)備的正常功能。

篇4

中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

目前，從整個建筑發(fā)展形勢上來看，高層建筑在所占建筑類型中的比例會越來越大。在人們對空間充分利用的需求下超高層建筑工程應(yīng)運而生的，這體現(xiàn)了人們對更舒適、更具現(xiàn)代化的高質(zhì)量的城市生活的追求。因此就未來的發(fā)展前景來看，建筑高層或超高層住宅是今后整個建筑行業(yè)的重點。而近年來，隨著中國經(jīng)濟和社會的發(fā)展的發(fā)展，高層或超高層建筑將越來越多的出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。所以，高層或超高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要性就顯得越來越重要。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本原理

所謂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，就是指在滿足工程結(jié)構(gòu)的基本條件下按預(yù)定目標(biāo)設(shè)計結(jié)構(gòu)建造方案并找出最優(yōu)方案的設(shè)計方法。應(yīng)該怎樣做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：首先，要選擇合理的結(jié)構(gòu)方案，其決定了整個設(shè)計的好壞成敗。因為對同一個建筑設(shè)計而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案是多種多樣的，而選擇不同方案會對工程質(zhì)量和工程造價產(chǎn)生不同的影響。其次，進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)計算，一體化計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計程序的應(yīng)用和完善，幫助結(jié)構(gòu)工程師能越來越輕松的進(jìn)行計算分析，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計更加經(jīng)濟和合理。再次，要提高材料的利用率，因為結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的就是花盡可能少的錢，做最安全適用建筑，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計時對材料選用要合理，利用要充分。還有，要正確合理的運用和理解《規(guī)范》，其是我們設(shè)計中必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)，是國家技術(shù)經(jīng)濟政策，科技水平以及工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)。

二、超高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

滿足舒適性的要求。住宅建筑設(shè)計應(yīng)為住戶起居舒適性的要求提供條件，例如，多種戶型要靈活分隔室內(nèi)的空間，人居的熱光聲的環(huán)境等要求，給居住的人創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境。結(jié)構(gòu)方案還應(yīng)該考慮到住戶在日后改變分隔的空間的可能性，當(dāng)采用剪力墻結(jié)構(gòu)的時候，宜采用大開間的布置。

滿足經(jīng)濟性的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)房屋的建造地點、層數(shù)多少、平立面體形，在滿足耐久性、安全性和舒適性要求的前提下采用經(jīng)濟又合理的結(jié)構(gòu)體系，在構(gòu)件設(shè)計中應(yīng)該精打細(xì)算，要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范構(gòu)造要求，注意避免不必要的鋪張浪費。尤其是在地基基礎(chǔ)設(shè)計中更要注意此方案的經(jīng)濟比較，因為地基基礎(chǔ)的設(shè)計方案是否合理對房屋造價非常重要。

滿足耐久性和安全性要求。住宅實行商品化后，應(yīng)為住戶的耐用消費品，使用壽命長是區(qū)別其他消費品的最大特點。因此，結(jié)構(gòu)耐久性和安全性是住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計最基本的要求。結(jié)構(gòu)體系的選擇以及材料的選用，都應(yīng)有利于抗風(fēng)抗震，以及使用壽命期間改造維修的可能性。

超高層建筑中的優(yōu)化設(shè)計方案

房屋結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計。在工程圖紙設(shè)計過程中，房屋結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防分類，房屋抗震等級可根據(jù)房屋高度、烈度以及結(jié)構(gòu)類型按國家《抗震規(guī)范》確定。地震震力振型組合數(shù)據(jù)對建筑應(yīng)當(dāng)不考慮耦聯(lián)扭轉(zhuǎn)計算；當(dāng)振型數(shù)大于3 的時候，應(yīng)取3 的整數(shù)倍計算，但數(shù)據(jù)不能大于建筑物層數(shù)；當(dāng)房屋層數(shù)不大于2 時，振型數(shù)則可取房屋層數(shù)。對于不規(guī)則房屋的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮扭耦聯(lián)轉(zhuǎn)，對高層房屋建筑來說，振型數(shù)應(yīng)取不小于9；房屋結(jié)構(gòu)層數(shù)多或房屋結(jié)構(gòu)剛度突變系數(shù)大的話，振型數(shù)則應(yīng)多取，例如結(jié)構(gòu)中含多塔結(jié)構(gòu)或頂部有小塔樓和轉(zhuǎn)換層等，振型數(shù)應(yīng)取不小于12 的數(shù)，但其大小仍不能大于房屋總層數(shù)3 倍，除非其含有彈性定義的樓板，而且采取總剛性分析的時候，振型數(shù)才能夠取的更大。

耐久性的優(yōu)化設(shè)計。在之前大部分混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，很多沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計耐久性，也就是保證高層建成之后，在合理使用期限內(nèi)，要能滿足用戶正常使用要求。但是很多的設(shè)計未能達(dá)到，造成此現(xiàn)象的根本原因是沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)在使用的過程中，由于遭受條件和使用環(huán)境變化最終造成房屋結(jié)構(gòu)損傷，引起房屋可靠度指數(shù)下降。對一般高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，低造價和省材料設(shè)計都應(yīng)為滿意的結(jié)構(gòu)設(shè)計，但隨著人們生活水平的提高和在實際工程中，有時在其他使用要求或技術(shù)指標(biāo)上升為設(shè)計主要矛盾時，設(shè)計者們就要放棄對經(jīng)濟的單純追求。所以當(dāng)選以高層混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化為設(shè)計的主要目的時，就應(yīng)依據(jù)設(shè)計所要面對的關(guān)鍵性問題，分清主次，選多目標(biāo)或單目標(biāo)來實施優(yōu)化，達(dá)到滿意效果。

合理使用高強鋼筋與高強混凝土。高層建筑的總造價一般都包括框架結(jié)構(gòu)材料、施工和基礎(chǔ)的物料費用等，其中用鋼量以及構(gòu)筑件截面積對房屋造價影響較大，故在建筑設(shè)計中合理使用高強混凝土與高強度鋼筋可有效降低用鋼量，節(jié)約建筑成本。若高層建筑設(shè)計位于厚軟的地基上，那么由于坐落在地基上的荷載大，合理使用高強鋼筋和高強混凝土來優(yōu)化構(gòu)件的截面積，減輕結(jié)構(gòu)重量，將會顯著降低工程造價及基礎(chǔ)設(shè)施施工難度，取得較好經(jīng)濟效果。對于震區(qū)的高層樓房來說，地震力作用的大小與建筑物的自重相關(guān)，人為地減輕建筑物的自重，降低結(jié)構(gòu)在地震的荷載，可提高建筑物的安全性。在設(shè)計中高效地使用高強鋼筋及高強混凝土，能快速有效的縮小梁墻板柱等構(gòu)件截面積，達(dá)到建筑造價目的。

房屋結(jié)構(gòu)周期性折減系數(shù)。房屋框架結(jié)構(gòu)和頂蓋等結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因為填充墻體存在使結(jié)構(gòu)實際表現(xiàn)剛度大于設(shè)計計算剛度，計算周期也會大于實際周期，所以當(dāng)算出結(jié)構(gòu)剪力偏小時，會使房屋的某些結(jié)構(gòu)不安全，而應(yīng)該對房屋結(jié)構(gòu)計算周期適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行折減，這樣能達(dá)到很好的效果，但是對于房屋框架結(jié)構(gòu)，計算的周期不宜折減或折減系數(shù)取小。

地下室的層數(shù)處理。多層房屋框架結(jié)構(gòu)房屋一般都設(shè)置地下室結(jié)構(gòu)。由于隔墻較少，故常采用的是板筏基礎(chǔ)。設(shè)計計算時將上部結(jié)構(gòu)與地下層數(shù)結(jié)合在一起，并在圖紙中按實際的地下室的層數(shù)計算。如此一來，計算基礎(chǔ)底板以及地基縱向荷載可一次設(shè)計完成。同時通過側(cè)層移剛度性系數(shù)比較，可以調(diào)整和判斷房屋相應(yīng)嵌固位置，適當(dāng)加固構(gòu)造措施，保證樓板最小配筋率和厚度。當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)縱向不規(guī)則時，要驗算其最薄弱層。

總結(jié)

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也有了很好的發(fā)展，越來越多的流動資金向基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)這個行業(yè)匯集。在人們對空間充分利用的需求下超高層建筑工程應(yīng)運而生的，這體現(xiàn)了人們對更舒適、更具現(xiàn)代化的高質(zhì)量的城市生活的追求。因此就未來的發(fā)展前景來看，建筑高層或超高層住宅是今后整個建筑行業(yè)的重點。而近年來，隨著中國經(jīng)濟和社會的發(fā)展的發(fā)展，高層或超高層建筑將越來越多的出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。所以，高層或超高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要性就顯得越來越重要。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊益妮。 結(jié)構(gòu)設(shè)計對建筑工程造價的影響因素分析[J]. 科技信息. 2010(28)

[2] 趙健生，劉瑛，王棟，劉希泉，寧寧。 青島某住宅小區(qū)9號樓工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 青島理工大學(xué)學(xué)報. 2009(06)

[3] 劉禮聯(lián)。 小高層住宅短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施分析探討[J]. 中外建筑. 2010(05)

篇5

一、工程概況

二、基礎(chǔ)設(shè)計

根據(jù)巖土工程勘察報告及場地地震安全性評價報告知該場地為中軟土，為了避免塔樓與塔樓外地下室產(chǎn)生的沉降差異，經(jīng)過方案比較后對塔樓基礎(chǔ)采用鉆（沖）孔灌注樁，持力層為微風(fēng)化巖層，微風(fēng)化巖單軸抗壓強度14MPa。其中樁芯砼強度等級C35，樁徑1200mm，單樁豎向承載力特征值約10000kN，樁長24～40米，底板承臺厚3000mm?；A(chǔ)埋深11米，滿足高規(guī)條文不少于房屋高度1/18的要求。兩層地下室采用柱下單獨基礎(chǔ)，以強風(fēng)化層（局部硬塑粘土層）為持力層，地下室底板（相對標(biāo)高-9.0m）厚度700mm，地下室頂板厚度180mm。塔樓外地下室底板承受水浮力較大，采用抗拔錨桿抵抗地下水浮力，錨桿抗拔力特征值360kN，設(shè)計水位取室外道路路面。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計

該工程主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，梁板混凝土等級C45～C25，剪力墻混凝土等級為C55～C35。剪力墻抗震等級為一級（短肢剪力墻抗震等級為特一級）；無上部結(jié)構(gòu)地下室部分框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級。

四、構(gòu)造加強措施

（一）本工程5號樓單體高度為抗震設(shè)防7度地區(qū)超B級高度，因此在抗震構(gòu)造方面有針對性地采取了如下措施：

1）為加強底部剪力墻的截面強度，本工程除了嚴(yán)格控制落地剪力墻的軸壓比不超過0.50外，還采取比規(guī)范更為嚴(yán)格的構(gòu)造措施：適當(dāng)提高剪力墻底部加強部位水平及豎向分布筋配筋率至0.6%；約束邊緣構(gòu)件配筋率提高至2.0%，向上逐步過渡至1.5%。

2）標(biāo)準(zhǔn)層以上樓梯、電梯筒周邊連接薄弱處樓板加厚至120、150mm，加強樓梯、電梯筒周邊板的配筋，板筋雙層雙向貫通布置，并加強邊梁的配筋及構(gòu)造。

3）剪力墻底部加強部位，每兩層設(shè)置一道配筋加強帶（暗梁），以提高剪力墻底部加強部位的延性。

（二）罕遇地震、中震時的彈性地震作用下落地剪力墻承載力復(fù)核：

2）適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)抗震性能要求，采用中震的地震影響系數(shù)對結(jié)構(gòu)作中震作用下的彈性內(nèi)力分析，采用材料強度設(shè)計值，對底部加強部位剪力墻強度驗算，以確保重要構(gòu)件在中震時處于彈性工作狀態(tài)。經(jīng)驗算， 5號樓X、Y方向落地剪力墻在中震地震作用下的彈性剪應(yīng)力水平分別為0.584MPa（0.028 fc）和0.551MPa（0.026fc），均滿足不大于0.176fc的要求。

五、結(jié)束語

本工程5號樓為超B級高度建筑，設(shè)計人通過較為詳細(xì)的計算分析，使得各項控制性指標(biāo)都能夠滿足相關(guān)規(guī)范的要求。針對超限情況，設(shè)計中對部分重要結(jié)構(gòu)計算分析結(jié)果進(jìn)行了復(fù)核和對整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施方面進(jìn)行加強處理，保證整體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”三階段設(shè)防水準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)整體安全可靠，關(guān)鍵構(gòu)件具有足夠的延性，從而確保了結(jié)構(gòu)的抗震安全性。本文相關(guān)結(jié)果可供類似結(jié)構(gòu)設(shè)計參考。

篇6

Abstract: due to the building function and the needs of the city planning, and construction land nervous, in recent years the domestic high-level building layer of more and more, highly increase constantly, and residential building height also then rise, this project is a tall building under construction for. According to the engineering example, the paper introduces the structure of the performance design, super-tall calculation analysis and aseismatic measures, such as design process of the similar engineering structure design to have the certain reference value.

Keywords: overrun, box a framework, seismic measures

中圖分類號： U452.2+8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 工程概況

本項目基地位于深圳華僑城東部，臨近OCT-LOFT創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)及OCT當(dāng)代藝術(shù)中心，周圍均為高層居住及低層商業(yè)建筑。本工程地下設(shè)2層地下室。地上一層為商業(yè)及車庫，二層為架空屋頂花園，三層設(shè)梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，裙房平面尺寸約67x127m。裙房以上為2棟單體塔樓，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.0m，塔樓分南北兩塔：南塔樓長26m，寬25m，高約120m，為B級高度建筑；北塔樓長66.4米，寬26米，高約150米，為超B級高度建筑。根據(jù)建筑形式、使用功能和結(jié)構(gòu)受力要求，采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。通過轉(zhuǎn)換，給予裙房較大空間，滿足商業(yè)建筑使用功能。

本工程設(shè)計基準(zhǔn)期為50年，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g，地震分組為第一組，抗震設(shè)防類別為丙類，結(jié)構(gòu)安全等級為二級。結(jié)構(gòu)基本風(fēng)壓取100年一遇的w0=0.90kN/ m2，進(jìn)行承載力分析；重現(xiàn)期為50年時w0=0.75kN/ m2，進(jìn)行結(jié)構(gòu)剛度分析；重現(xiàn)期為10年時w0=0.45kN/ m2，進(jìn)行正常使用狀態(tài)下的舒適性分析。地面粗糙度C類。

2 結(jié)構(gòu)體系

南塔樓及北塔樓結(jié)構(gòu)均沿中線左右對稱。南樓電梯間形成筒體，位于標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)的正中心；北樓體量較大，在左右各設(shè)置一個電梯間筒體。其余部位剪力墻在X及Y方向均形成完整的抗側(cè)力體系。電梯間筒體及四周、角部剪力墻直接落地，中間部分剪力墻在三層通過轉(zhuǎn)換梁直接支承于框支墻柱?？蛑蛹耙陨蠘巧w采用鋼筋混凝土梁板式結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)布置圖見圖1，2，3。

南樓轉(zhuǎn)換層以下剪力墻最大厚度為400，標(biāo)準(zhǔn)層以上分別為300~200；北樓轉(zhuǎn)換層以下剪力墻最大厚度為500，標(biāo)準(zhǔn)層以上分別為450~200。豎向構(gòu)件的混凝土等級由框支層的C60向上逐漸降低至C30。豎向構(gòu)件抗震等級：負(fù)二層抗震等級為二級；負(fù)一層~二層框支框架為特一級，落地墻及連梁為一級；轉(zhuǎn)換層以上構(gòu)件為一級。

3 結(jié)構(gòu)分析

本工程根據(jù)建質(zhì)[2010]109 號《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》，對規(guī)范涉及結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的條文進(jìn)行了檢查。本工程有多項超限。

1） 塔樓結(jié)構(gòu)高度超限檢查：

本工程屬于框支剪力墻結(jié)構(gòu)，南北兩塔高度均超過100米，屬于超限結(jié)構(gòu)。

2） 塔樓結(jié)構(gòu)一般規(guī)則性超限檢查：

A．扭轉(zhuǎn)不規(guī)則：根據(jù)satwe模型分析，考慮偶然偏心地震作用時，樓層最大位移比Y方向最大位移與層平均位移的比值: 南樓Y方向為1.34(第3層第1塔)及北樓Y方向為1.27(第3層第1塔)，均介于1.2~1.4區(qū)間，屬扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)；

B. 凹凸不規(guī)則（北樓）：根據(jù)結(jié)構(gòu)平面顯示，屬于“平面凹凸尺寸大于相應(yīng)邊長的30%”的范圍；

C.樓板不連續(xù)（南樓）：電梯間區(qū)域開洞較大，多數(shù)樓層有效寬度小于50%；

D.尺寸突變、多塔：有南、北兩個塔樓，在二層樓面連為整體，屬于多塔結(jié)構(gòu)；

E. 構(gòu)件間斷：本工程南北兩塔均為三層樓面進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

4 抗震性能目標(biāo)及規(guī)范要求

本工程多項超限，故將輔以基于性能的設(shè)計方法來評價結(jié)構(gòu)在偶遇地震和罕遇地震下的性能。1）性能目標(biāo)的設(shè)定。綜合考慮超高程度和不規(guī)則程度,本工程選用性能目標(biāo)C作為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的性能目標(biāo)。即:小震下滿足性能水準(zhǔn)1的要求，中震滿足性能水準(zhǔn)2的要求，大震下滿足性能水準(zhǔn)3的要求。2)構(gòu)件延性控制。本工程重要構(gòu)件滿足中震彈性要求，其彈性剪應(yīng)力水平皆控制在0.2fck以內(nèi)。

5 結(jié)構(gòu)計算分析結(jié)果

1)在彈性階段，使用SATWE，MIDAS兩個不同力學(xué)模型的三維空間分析程序?qū)Y(jié)構(gòu)體系進(jìn)行常遇地震下的靜力計算分析，互相校核計算結(jié)果，確?？傮w計算結(jié)果吻合，確保局部構(gòu)件的分析判斷一致；并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性動力時程分析，求得結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、位移角、抗側(cè)剛度等總體指標(biāo)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

使用SATWE軟件進(jìn)行的彈性時程分析結(jié)果顯示：七條波（5條天然波+2條人工波）基底剪力的平均值小于規(guī)范反應(yīng)譜的相應(yīng)值，說明規(guī)范反應(yīng)譜的計算結(jié)果是偏于安全的。

2)彈塑性階段，分析模型采用CSI公司的Perform-3D三維結(jié)構(gòu)非線性分析與性能評估軟件完成。Perform-3D在結(jié)構(gòu)彈塑性分析中可以直接利用纖維模型對剪力墻進(jìn)行模擬，提高結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)確性。采用Perform-3D建立三維彈塑性分析模型，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性時程分析，得到該結(jié)構(gòu)在相當(dāng)于設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的大震作用下的反應(yīng)，依據(jù)性能設(shè)計的要求判斷該結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)，論證該結(jié)構(gòu)是否滿足“大震不倒”。

根據(jù)場地分類和安評報告,選擇ELcentro波和人工波。對結(jié)構(gòu)輸入峰值加速度為220gal的地震波，進(jìn)行雙向地震作用的計算，結(jié)構(gòu)豎立不倒，反應(yīng)歷程中最大層間位移角小于1/120，滿足規(guī)范要求；框支墻柱、框支梁在大震下未出現(xiàn)塑性鉸或鋼筋不發(fā)生屈服；標(biāo)準(zhǔn)層較多框架梁和連梁在大震下發(fā)生屈服，變形水平為IO（立即使用）或LS（生命安全），未達(dá)到CP點（防止倒塌），滿足抗震性能目標(biāo)。以上結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)布置合理，能夠滿足“大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)和本工程罕遇地震作用下的抗震性能目標(biāo)。

3)采用MIDAS 軟件對樓板的應(yīng)力分析，結(jié)果表明，地震作用下樓板的面內(nèi)剪應(yīng)力較小，樓板的剪力滿足承載力驗算條件。

6 超限設(shè)計的抗震加強措施及對策

1)分別采用PKPM系列的SATWE、PMSAP結(jié)構(gòu)空間分析程序和MIDAS空間分析軟件程序進(jìn)行對比校核計算，計算時采用“安評報告”提供的地震動參數(shù)。

2)通過幾種程序分析,本工程薄弱層極有可能出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換層及其上一層,故設(shè)計時著重加強這兩層的抗震構(gòu)造,主要采用以下幾點:a.采用“框支框架+落地剪力墻和筒體”的結(jié)構(gòu)體系,框支框架的抗震等級提高至特一級；b.針對結(jié)構(gòu)薄弱部位采取比規(guī)范更嚴(yán)格的配筋構(gòu)造，提高框支柱以及底部加強部位剪力墻約束邊緣構(gòu)件縱向鋼筋最小配筋率，提高底部樓層剪力墻豎向、水平分布筋配筋率。通過這些措施以提高其承載力和抗震安全性，提高結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的抗震性能。

3)由于本工程高度超限及體型不規(guī)則超限，為保證結(jié)構(gòu)的安全，本次設(shè)計中提高了重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度水平，對于框支墻柱、框支梁按中震彈性設(shè)計；底部加強部位剪力墻按中震抗剪彈性、抗彎不屈服設(shè)計；非底部加強部位剪力墻墻肢不屈服設(shè)計。標(biāo)準(zhǔn)層部分連梁、框架梁出現(xiàn)輕微彎曲屈服，滿足“中震可修”的抗震設(shè)防目標(biāo)和本工程的抗震性能目標(biāo)要求。

4）針對本工程存在多塔的情況，依據(jù)高規(guī)JGJ3-2010 有關(guān)多塔的規(guī)定，構(gòu)件均取單塔及多塔計算的不利值進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計，二層樓面樓板加強，板厚度不小于150mm，配筋雙層雙向。

5）轉(zhuǎn)換層的框支梁作為拉彎構(gòu)件設(shè)計,設(shè)計中轉(zhuǎn)換層樓板采用彈性膜模擬，以考慮轉(zhuǎn)換梁中軸力的不利影響。轉(zhuǎn)換層樓板采用雙層雙向配筋，每層每方向貫通鋼筋配筋率不宜小于0.35%，且在樓板及孔洞邊緣處結(jié)合邊梁設(shè)置予以加強。轉(zhuǎn)換梁之間通過較強次梁連接，加強其整體性。

6）驗算按10年一遇的風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)頂點最大加速度amax，滿足舒適度要求。

7）加強洞口周邊及結(jié)構(gòu)構(gòu)件：加厚洞口周圍樓板厚至150mm，采用雙層雙向配筋。北樓局部與電梯筒體的拉板加厚至200mm。

7 結(jié)束語

1) 為避免由于上下部結(jié)構(gòu)形式的改變所引起的剛度改變及進(jìn)而產(chǎn)生的震害不利因素，必須重視轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)及樓板剛度的重要性，上部結(jié)構(gòu)的水平剪力只有通過具有足夠剛度的轉(zhuǎn)換層樓板，才能較好地傳遞給轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層及其上一層一般情況下皆為結(jié)構(gòu)的薄弱層，最大位移角及最大內(nèi)力突變都出現(xiàn)在這里，設(shè)計時應(yīng)重點加強此部位，保證其具有足夠的剛度和承載力。

2）連接多塔的樓層宜加強。

3)根據(jù)工程特點選定不同的性能目標(biāo)設(shè)計。對于特定結(jié)構(gòu)的重要部位如本工程的框支框架，按提高抗震等級及采取屈服判定的方式保證處于彈性狀態(tài)；部分構(gòu)件在地震作用下不屈服；部分選定構(gòu)件屈服但可修。這也是保證結(jié)構(gòu)在罕遇地震下實現(xiàn)“中震不壞、大震不倒”目標(biāo)的重要措施。

參考文獻(xiàn):

[1]建質(zhì)[2010]109號，超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點。

篇7

1.為什么越來越多的國家熱衷于超高層建筑

生活在現(xiàn)代城市中的人們對于高層建筑不會陌生，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市的進(jìn)步，現(xiàn)代化的城市理念為人們所接受，為了體現(xiàn)城市高度發(fā)展的特點，在建筑上，一座座摩天大廈拔地而起，成了現(xiàn)代城市中一道獨特的風(fēng)景線。很多人會發(fā)出這樣的疑問：為什么越來越多的國家熱衷于建設(shè)這種超高層建筑呢？我想究其原因，無外乎這樣幾種：

首先，城市的高速發(fā)展，決定了發(fā)展速度越快的城市就會吸引更多的外來人口，縱觀整個世界，超級都市成了對于那些發(fā)展飛速的城市的稱呼，向國外的紐約，倫敦，國內(nèi)的有北京，上海和廣州。這些城市的發(fā)展在一個國家中，甚至在世界上都是數(shù)一數(shù)二的，自然會吸引大量的人口在這樣的城市中生存。而吸引人口之后，問題就出現(xiàn)了，城市的面積就那么大，增加的這部分人在哪里居住呢？所以，發(fā)展立體空間的理論應(yīng)運而生，越來越多的額城市在解決城市人口問題時，最先想到的就是建設(shè)高層的建筑。

其次，和傳統(tǒng)的三四層的小樓房相比，摩天大樓有著更為華麗的外表，更能代表一個城市發(fā)展，甚至很多城市的摩天大樓已經(jīng)成了一個城市的地標(biāo)，所以，在這種虛榮心得驅(qū)使之下，越來越多的城市加入了建設(shè)高層建筑的大軍中，尤其在中國，似乎越來越狂熱。

最后，為了節(jié)省城市的用地，綜合性辦公樓被帶入城市的建設(shè)中。我們知道，過去單位的建筑形式往往是獨門獨院。但是，隨著城市的發(fā)展，城市的用地越來越緊張，為了節(jié)約城市的用地，建設(shè)綜合性的辦公樓，即我們常說的寫字樓，成了城市建設(shè)過程中的首選。這在現(xiàn)在的城市中非常普遍，往往一個寫字樓中，有很多家企業(yè)或辦事處，這種建筑模式不僅節(jié)約了空間，同時也建筑的現(xiàn)代化發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

2.我國超高層建筑的現(xiàn)狀

縱觀我國的超高層建筑，卻也存在這很多的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1我國的超高層建筑經(jīng)濟花費高。

我們知道建設(shè)高層建筑甚至超高層建筑的目的就是為了解決城市土地緊張的問題，但是我國的超高層建筑在整體的施工過程中，工程預(yù)算非常高，據(jù)報告顯示，建一棟200米的高層建筑的花銷比建兩棟100米的高層建筑的花銷還要多，這就說明，我們在超高層建筑的建設(shè)過程中，已經(jīng)偏離了預(yù)期的目標(biāo)。

2.2實用性不強。

這個問題在現(xiàn)代的城市建設(shè)中很常見。很多超高層建筑在建成之后都是通過征收租金的方式來維持建筑物本身的日常的開支，但是，城市中的很多的超高層建筑的閑置率非常高，通常五六十層的高層建筑的入住率還不到一半，閑置的樓層得不到利用，就會減少相當(dāng)多的資金收入。并且，像這樣的超高層建筑，其日常的維護(hù)與管理的開支是一筆不小的數(shù)字，因此，這也成了我國建筑行業(yè)在管理方面的一個缺口。

3.我國超高層建筑存在的問題

隨著市場經(jīng)濟的逐步完善，我國整體的發(fā)展節(jié)奏 也在加快，超級都市的出現(xiàn)說明，我國在新時期的發(fā)展已經(jīng)上升到一個新的高度，但是，在超高層建筑上，我國在發(fā)展上卻存在諸多問題，在這里主要討論兩方面的內(nèi)容，即關(guān)系到社會民生的問題：防火和節(jié)能。從我國的基本情況上看，預(yù)防火災(zāi)是關(guān)系到社會民生的大問題，居民的防火問題歷來是我國政府工作的重點之一，可見，防火的重要性和必要性。節(jié)能，簡而言之就是節(jié)約能源，我國的建筑面積高達(dá)400億平方米，但是，我國的建筑物在節(jié)能建設(shè)上不足4%，每年在建筑行業(yè)的能源消耗量驚人。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，防火和節(jié)能問題再一次引起了人們的熱議。從眾多的專業(yè)報告中可以看出，在這兩方面，我國超高層建筑存在的問題是：

3.1建筑物防火安全沒有做到位

9.11事件除了讓人們知道了和平的重要性之外，更讓美國人開始思考，超高層建筑物的防火問題，從9.11事件的研究報告可以看出，導(dǎo)致那么多的美國人喪生的原因是五角大樓的鋼結(jié)構(gòu)惹的禍。和美國不同的是，我國的建筑物結(jié)構(gòu)采用的是混凝土結(jié)構(gòu)，和鋼結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物的承受力更高，在大火的燃燒下，整體結(jié)構(gòu)不容易變形，而9.11慘劇的發(fā)生，很大一部分原因就是鋼結(jié)構(gòu)在大紅燃燒之下，變形導(dǎo)致整個大樓的坍塌，最終，慘劇發(fā)生。所以，現(xiàn)代化的超高層建筑的防火顯得尤為重要，雖然，我國的混凝土結(jié)構(gòu)可以有效的防治建筑物的變形，但是，在建筑物內(nèi)部的防火設(shè)施的配置上，防火通道的建設(shè)上都不完善，例如，很多高層建筑中，滅火工具非常少，很多還已經(jīng)老化。在緊急出的逃生通道上，由于樓層過高，全靠樓梯逃生，不僅速度慢，而且更加危險，對于救援人員來說，解救工作十分困難，2010年上海靜安區(qū)的火災(zāi)事件就是一個教訓(xùn)，火災(zāi)發(fā)生時，很多人都是因為沒有時間逃生，才葬身火海，可見，加強高層建筑的防火安全有多么重要。

3.2節(jié)能發(fā)展緩慢

上面提到過，我國的建筑面積多大400億平方米，但是在建筑物中節(jié)能建設(shè)卻不足4%，這個數(shù)字提醒著我們，我國每年消耗在建筑行業(yè)的能源數(shù)量之多，難以估計。建筑物蓋得越高，能源的需求量就越大，怎樣在能量供應(yīng)充足的情況下，最大化的減少能源消耗被看做是我國建筑行業(yè)發(fā)展上的重大轉(zhuǎn)折。而我國在節(jié)能建設(shè)上存在的問題是：首先，高層建筑的建筑材料的性能差，我國在建筑施工時，大多使用的是傳統(tǒng)的建筑材料，傳統(tǒng)的建筑材料在保溫，防水等方面的效果否不是太理想。其次，一般超高層建筑中有大量的照明，電梯等設(shè)施，因此，如何減少設(shè)施消耗的能源也是一個亟待解決的問題。

4如何建設(shè)安全科學(xué)的超高層建筑

4.1轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念

如何實現(xiàn)安全科學(xué)的建設(shè)理念，我想，首先要做的就是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念，我們要明確，高層建筑乃至超高層建筑其建設(shè)的目的是解決居住問題，在有限的空間中合理實現(xiàn)最大化的利用，而不是僅僅為了炫耀，所以，在土地情況處在可以控制的范圍內(nèi)時，可以適當(dāng)?shù)姆啪彸邔咏ㄖ慕ㄔO(shè)腳步。

4.2重視超高層建筑的防火

百姓的生命和財產(chǎn)安全是關(guān)系到社會民生的重大問題，因此，必須高度重視防火安全。除了在建筑物內(nèi)設(shè)置滅火設(shè)施以外，對于超高層建筑來說，如何在火災(zāi)中迅速逃生是重中之重，以往的防火觀念是，發(fā)生火災(zāi)時，是不能走電梯的，但是，如果在超高層建筑中完全憑借樓梯，是非常不現(xiàn)實的，所以，設(shè)計出在火災(zāi)中也可以乘坐的電梯是未來超高層建筑的一個發(fā)展趨勢。

4.3利用節(jié)能理念發(fā)展超高層建筑的建設(shè)

首先，更多的選用新型的節(jié)能材料來完成施工建設(shè)。其次，增加建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度，較少熱能的流失，這是我國建筑物普遍存在的問題，和西方國家相比，我國建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度在80mm-90mm，比西方國家的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度少了160mm之多，所以，輸送至建筑物中的熱量，有很大一部分流散到建筑物外，造成了極大的浪費。最后，重視高層建筑物的節(jié)能設(shè)計的研究，力求為今后的高層建筑的發(fā)展提供理論支持。

4.4致力于建設(shè)舒適安全的超高層建筑

居民建筑物建設(shè)的目的是為了給居民提供一個安全的居所，所以，未來，我國的超高層建筑同樣要秉承這種建筑理念，我們不能只注重建筑物的外表，更應(yīng)該關(guān)注建筑物自身的性能?！澳茏　焙汀白『谩笔莾蓚€不同的概念，隨著時代的發(fā)展，人們更加關(guān)注高層建筑物的安全和舒適的性能，只有在一個安全舒適的環(huán)境中居住，人們才能更加的放心，社會才能和諧發(fā)展。

當(dāng)前，我國的超高層建筑在發(fā)展中仍然存在很多問題，但是這不妨礙我們?nèi)ス串嬅篮玫乃{(lán)圖，因為，我們相信，在不遠(yuǎn)的將來，一定會實現(xiàn)安全舒適的居住夢想。

參考文獻(xiàn)：

[1]李洋;;超限高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計的特點[J];給水排水;2010年01期

篇8

一、工程概況

本工程位于廣州市海珠區(qū)，總用地面積為9629平方米，地面基本平整，設(shè)計為高檔住宅小區(qū)，該棟為61層的超高層住宅（A1棟）、地下3層，地上61層，建筑總高度199.70米，十四層、三十一層、四十七層為避難層，建筑物高寬比為5.7 。

二、結(jié)構(gòu)選型

本工程根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層為高檔住宅，采用全剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻作雙向布置。局部剪力墻在地下室轉(zhuǎn)換，這樣既滿足地下車庫、首層架空的需要，同時滿足上部住宅房間內(nèi)墻柱不突出墻面的要求。

基礎(chǔ)選型:根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告及本工程三層地下室的結(jié)構(gòu)特點，基礎(chǔ)采用基巖上的天然地基，持力層為中風(fēng)化泥巖，土層承載力特征值fak≥2200KPa。

抗浮問題:本工程地下三層底板面標(biāo)高為-12.5m，局部地下室局部柱僅靠自重及覆土重?zé)o法平衡豐水期地下水浮力，采用抗拔錨桿滿足抗浮要求及減少底板跨度。

豎向構(gòu)件尺寸:剪力墻（核心筒除外）從地下室至首層厚度為500～600mm，二層以上厚度為600～200mm。核心筒從地下室至八層厚度為 800mm。九層以上厚度為600～300mm。

地下室外壁：500～300mm。

樓蓋結(jié)構(gòu)體系:地下室底板采用平板式布置，板厚h=1000mm；地下一、二層樓蓋結(jié)構(gòu)采用平板式布置，h=400mm；地下室頂板（首層）結(jié)構(gòu)采用梁板式布置，板厚h=200mm；二～六十一層樓蓋結(jié)構(gòu)采用梁板體系，板厚h=100mm～240 mm；天面層樓蓋結(jié)構(gòu)采用梁板體系，板厚h=120mm~240mm。

三、超限類型及采取措施

超限類型：本工程高度超過《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程>（JGJ3-2002）》表4.2.2-2中關(guān)于全部落地剪力墻結(jié)構(gòu)體系B級高度的要求，也超過《廣東省實施（JGJ3-2002）補充規(guī)定》附件的表1中關(guān)于全部落地剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度的要求。

針對超限情況進(jìn)行的分析驗算和采取的加強措施 ：

分別采用SATWE、PKPM的PUSH和 ETABS 3個不同分析程序計算。

選取1組場地人工地震波和2組實際地震記錄波對結(jié)構(gòu)作小震彈性時程時析。

比較安評報告的反應(yīng)譜曲線和規(guī)范反應(yīng)譜曲線：按規(guī)范反應(yīng)譜計算。

中震不屈服驗算。

加強落地剪力墻的配筋。

底部加強部位及架空部位兩者高度較大值剪力墻：特一級；其余層的抗震等級：一級；底部加強部位：-1～6層

利用剪力墻平面外受力提高抗扭剛度（厚度不小于350）。

驗算罕遇地震作用下樓板薄弱位置的抗拉、抗剪強度。

采用PKPM的PUSH分析軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的Pushover分析，以驗證結(jié)構(gòu)能否滿足大震階段不倒塌的抗震設(shè)防水準(zhǔn)要求。

四、靜力結(jié)構(gòu)分析與結(jié)果：

結(jié)構(gòu)設(shè)計采用中國建筑科學(xué)研究院編制的多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件SATWE和PMSAP以及金土木公司的ETABS分析軟件。主要計算結(jié)果如下：

1、小震及風(fēng)作用下的彈性分析

（1）自振周期及第一扭轉(zhuǎn)平動周期比

結(jié)構(gòu)的自振周期及周期比詳表1，可見以扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與以平動為主的第一周期的比值≤0.85，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》第4.3.5條的要求。

（3）扭轉(zhuǎn)位移比

用于判斷結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則性的樓層最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）與該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的比值詳表3，可見最大的位移比與層間位移比均不大于1.20，屬于《廣東省實施（JGJ3-2002）補充規(guī)定》附件表4-2.2中的規(guī)則性結(jié)構(gòu)。

（4）剛重比：剛重比 EJd /（H2ΣG）SATWE計算結(jié)果為X向1.9，Y向2.25，剛重比小于2.7，大于1.4 ，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》第5.4.4條對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求，但仍考慮重力二階效應(yīng)的影響。

（5）側(cè)向剛度比：最不利位置為首層，首層側(cè)向剛度與相鄰上層側(cè)向剛度的70％或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值80％的比值之較小值X向為0.4883、Y向為0.4852；在設(shè)計計算時將其定義為薄弱層，地震剪力相應(yīng)增大1.15倍

（6）.樓層抗剪承載力比值：各樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力與其上一層受剪承載力比值最小值X向為0.9，Y向為0.98，比值均≥0.75，滿足《高規(guī)》第4.4.3條的要求。

以上考慮小震組合的彈性計算分析結(jié)果表明，本工程各項整體指標(biāo)均能滿足相關(guān)規(guī)范的有關(guān)要求或未超出規(guī)范規(guī)定的最大限值；墻柱的軸壓比和各構(gòu)件的強度及變形也均能滿足規(guī)范的要求，完全能達(dá)到小震作用下“結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，各構(gòu)件完好、無損傷”的第一階段的抗震性能目標(biāo)。

2. 彈性中震作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的屈服判別分析

按“屈服判別法”進(jìn)行中震不屈服驗算（驗算時荷載分項系數(shù)取1.0，材料強度取標(biāo)準(zhǔn)值），分別按小震（αmax=0.08），屈服判別地震作用1（αmax=0.16），屈服判別地震作用2（αmax=0.20），中震（αmax=0.23）進(jìn)行驗算，從而檢查和掌握本工程在中震作用時的抗震能力。驗算結(jié)果表明，在上述四種情況下，本工程豎向構(gòu)件均不出現(xiàn)屈服，梁均不出現(xiàn)受剪屈服，在小震及屈服判別地震作用1時，所有梁不出現(xiàn)受彎屈服；在判別地震作用2及中震時，部分跨高比較小的連梁漸次出現(xiàn)屈服（主要表現(xiàn)為面筋配筋率略>2.5%，配筋時控制連梁的抗剪承載力大于受彎承載力），僅出現(xiàn)輕微的損傷。故本工程能滿足中震重要構(gòu)件不屈服，所有構(gòu)件不發(fā)生剪切破壞的抗震性能目標(biāo)要求。

3.罕遇地震作用下靜力彈塑性（Pushover）分析及結(jié)構(gòu)抗震性能評價

Pushover分析是基于性能的抗震設(shè)計方法，以量化的計算結(jié)果來評價結(jié)構(gòu) “大震不倒” 的抗震性能目標(biāo)。本工程采用軟件：PKPM的PUSH分析軟件。計算中關(guān)鍵步驟是構(gòu)件細(xì)化分類，人工干預(yù)配筋。PKPM的PUSH分析軟件性能控制點處的相關(guān)指標(biāo)詳表4，最大層間位移角小于1/120的規(guī)范限值；彈塑性層間位移角、結(jié)構(gòu)頂部位移、結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展的過程及塑性發(fā)展的區(qū)域均符合要求,在性能控制點處，各棟剪力墻均未出現(xiàn)剪力鉸，即剪力墻抗剪能力足夠，不會發(fā)生剪切破壞 。 結(jié)構(gòu)能夠滿足“大震不倒”的抗震設(shè)防要求。

五、結(jié)論：

分析結(jié)果表明：在多遇地震作用下本工程結(jié)構(gòu)的第一扭轉(zhuǎn)與平動周期比、側(cè)向剛度、豎向規(guī)則性、扭轉(zhuǎn)位移比等指標(biāo)均符合現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求；中震作用下能滿足“重要構(gòu)件不屈服，所有構(gòu)件先行不發(fā)生剪切破壞”的抗震性能目標(biāo)；罕遇地震作用下能滿足不倒塌，重要構(gòu)件不發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞的設(shè)防要求，因此可以期望本工程的結(jié)構(gòu)體系在遭遇地震作用時，能達(dá)到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)，同時亦能最大限度地滿足建筑功能的要求。

參考文獻(xiàn)：

1. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 . GB50010-2002.中國建筑工業(yè)出版社

2.建筑抗震設(shè)計規(guī)范 . GB50011-2001.中國建筑工業(yè)出版社

3. 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 . JGJ3-2002.中國建筑工業(yè)出版社

篇9

Abstract: along with the current super-tall residential construction projects has increased, architectural style becoming more diverse, overrun the structural design of the issues are becoming increasingly become the high-rise residential buildings of engineering difficulty. Combining with the project examples, from the off-gauge situations, the computation analysis, structure static elasto-plastic analysis, analysis and discusses the design of high-rise residential shear wall structure in the process of common problem.

Key word: overrun high-rise residential; Shear wall; Structure design; question

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

超限高層住宅建筑是指高度超高、體型復(fù)雜、跨度大、結(jié)構(gòu)異常，國家現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程所沒有包含的建筑工程，為了杜絕安全與質(zhì)量的隱患，這類工程在設(shè)計初始階段，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行抗震設(shè)防的專項審查工作。剪力墻結(jié)構(gòu)作為超限高層住宅中最為常用和主要的結(jié)構(gòu)主體，對其相應(yīng)設(shè)計問題的探討與研究，對保證建筑工程的安全經(jīng)濟，以及抗震設(shè)防目標(biāo)的實現(xiàn)都有著極為重要的現(xiàn)實意義。

一、工程概況

某工程總建筑面積達(dá)23萬平方米，地上部分建筑為6棟41層住宅，地下部分3層，為停車場、人防室和設(shè)備用房。工程結(jié)構(gòu)主體采用了剪力墻結(jié)構(gòu)，各樓層的層高分別為負(fù)三層為4.3米，負(fù)二層為4.1米，負(fù)一層為4.4~6.1米，塔樓首層為10米，二層以上為3.45米，天面總標(biāo)高為148米。

根據(jù)工程地質(zhì)勘察技術(shù)報告和抗震設(shè)計規(guī)范，該場地設(shè)計地震分組為第一組，場地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，場地土為Ⅱ類?？辈靾龅氐匦纹教?，地層分布較為均勻，場地也較為穩(wěn)定，無不良地質(zhì)作用，是建筑抗震的有利地段。

二、超限情況處理

1、工程超限的問題

（1）該高層住宅工程的塔樓高度為148米，屬于B級高度。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定，B級工程的建筑結(jié)構(gòu)高寬比應(yīng)控制在7以內(nèi)，而該住宅工程的高寬比在7.3，略微超過了《高規(guī)》中的最大高寬比，沒有符合該條規(guī)定。

（2）《高規(guī)》中規(guī)定了在開洞和凹入扣除以后，建筑工程的樓板的最小凈寬度值在任一方向都應(yīng)大于5米，而該工程的塔樓平面類型為凸型，屬于樓板局部不連續(xù)，均不滿足《高規(guī)》的規(guī)范。

（3）工程在首層和地下室為防止伸縮縫漏水問題，并沒有設(shè)置伸縮縫，也超過了《高規(guī)》中對于伸縮縫最大間距的規(guī)定。

2、針對超限問題的設(shè)計處理

（1）剪力墻應(yīng)合理布置，使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心能夠盡量重合，并通過對樓層周邊配筋和邊梁截面的加強，以最大化的減少扭轉(zhuǎn)變形和增加抗扭剛度。

（2）為保證尺寸較小的Y方向的側(cè)向剛度，應(yīng)沿該方向布置多道剪力墻，以滿足規(guī)范的要求。需適當(dāng)?shù)脑黾蛹袅吘壖s束構(gòu)件的配筋率，以及底部加強部位在豎向和水平方向的配筋分布率，并嚴(yán)格控制剪力墻的軸壓比，以符合規(guī)范的要求。

（3）該工程的標(biāo)準(zhǔn)層的墻厚為30~40厘米，因首層的高度較大，為滿足側(cè)向剛度和墻柱穩(wěn)定的要求，可將首層的剪力墻的厚度增大為60~70厘米。因部分電梯和樓梯的剪力墻結(jié)構(gòu)受到空間的限制無法加厚，則可進(jìn)行降低該處層高和加設(shè)夾層樓板的設(shè)計處理。

（4）在地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面，應(yīng)充分對混凝土收縮有可能帶來的不利影響進(jìn)行評估和考慮，并可適當(dāng)?shù)奶岣叩叵率冶诎鍢?gòu)造的配筋率。同時還需加強對混凝土在澆筑后的養(yǎng)護(hù)管理，做好噴水保濕工作，并至少養(yǎng)護(hù)14天以上。

三、計算分析和對比

1、彈性時程分析

該工程采用了國建筑科學(xué)研究院編制的 SATWE 和PMSAP 兩種程序進(jìn)行同時計算分析、對比。為符合《高規(guī)》的要求，該工程對剪力墻在小震作用下的彈性時程進(jìn)行了分析，每棟建筑選二組實際地震波和一組人工波進(jìn)行計算對比。對彈性時程進(jìn)行分析時，所輸入的最大地震加速度為35cm/s2。相應(yīng)各條地震波的特征值見下表1。

表1結(jié)構(gòu)分析結(jié)果

下圖1是時程分析所得計算結(jié)果繪制的是在X、Y方向最大樓層剪力曲線，圖形顯示了各棟住宅所選波形。

圖1時程分析主要計算結(jié)果圖

分析圖1曲線，可見樓層的最大位移曲線在X、Y方向變化光滑、平穩(wěn)、連續(xù)，曲線的變化趨勢也符合剪力墻結(jié)構(gòu)的變化形態(tài)，在頂點處的位移峰值比較合理，表面了整體結(jié)構(gòu)分布均勻、剛度適中，無明顯的扭轉(zhuǎn)偏移；在層間最大位移角曲線無較大的收進(jìn)和突出，表面了結(jié)構(gòu)的豎向剛度變化均勻，沒有明顯的薄弱層。

2、中震彈性驗算

該工程還采用SATWE程序?qū)χ姓疬M(jìn)行了不屈服驗算，其抗震設(shè)防的目標(biāo)是允許結(jié)構(gòu)輕微受損，上部結(jié)構(gòu)允許局部受彎屈服，豎向構(gòu)件底部加強部位不屈服。在驗算時，多遇地震影響系數(shù)的最大取值為0.23，并控制結(jié)構(gòu)最大層間位移角在1/400以內(nèi)。驗算結(jié)果表明，墻肢截面和其它構(gòu)件的抗剪承載力均符合中震不屈服的設(shè)計要求。

三、結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析

該工程采用了PKPM程序中的EPDA模塊對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力彈塑性分析（Pushover analysis），評估了結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的抗震能力，并根據(jù)計算的結(jié)果評價了結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈塑性狀態(tài)。實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)在地震作用下的薄弱部位與屈服部位的尋找，并基本尋找到了結(jié)構(gòu)在地震作用下各個部位的屈服順序。

本工程同時從構(gòu)件的塑性變形程度和結(jié)構(gòu)的整體性能這兩個方面來評價了結(jié)構(gòu)的安全性，構(gòu)件的塑性變形主要通過構(gòu)建塑性鉸的變形發(fā)展程度來進(jìn)行評估；而整體性能則通過頂點位移、最大層間位移角、頂點位移角、剪重比、基底剪力等進(jìn)行評估。通過結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析，結(jié)構(gòu)在罕遇地震下通過內(nèi)力重分布，使結(jié)構(gòu)的抗震性能達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的抗震設(shè)防目標(biāo)。

總結(jié)：

在高層住宅的建設(shè)開發(fā)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計是相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，它與建筑、設(shè)備、規(guī)劃和施工等各個環(huán)節(jié)都緊密相連。在該工程中，通過科學(xué)的計算分析和合理的構(gòu)造，解決了相應(yīng)的在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難題，使建筑既符合了變形特性和結(jié)構(gòu)剛度的相應(yīng)規(guī)范，也滿足了抗震設(shè)防的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 施金平，張暉.益中花園1號樓超限高層結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].結(jié)構(gòu)工程師，2009（6）.

篇10

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系與技術(shù)應(yīng)用

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基于抗震設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前來看，減震控制技術(shù)研究與應(yīng)用在我國高層建筑中有了較大進(jìn)展。隔振技術(shù)較為成熟，在工程中有一定應(yīng)用，主要用于高烈度的多層、小高層建筑，如北京通惠家園地鐵樞紐建筑，甘肅隴南將橡膠隔振墊用于磚混結(jié)構(gòu)樓房。目前，多項采用隔振技術(shù)的房屋建筑正在設(shè)計建造中。

消能減震技術(shù)近年來在新建高層建筑工程中開始得到應(yīng)用，如北京銀泰中心主塔樓、上海世貿(mào)國際廣場、深圳大梅沙酒店等采用了黏滯流體阻尼器，主動控制技術(shù)在我國超高層建筑中首次得到應(yīng)用是上海環(huán)球金融中心第90層兩臺各重250噸的質(zhì)量阻尼器，它將有效地減小建筑結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震時的反應(yīng)。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基于抗風(fēng)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

隨著高層建筑高度的增加，結(jié)構(gòu)對風(fēng)荷載更加敏感，在不少地區(qū)，抗風(fēng)研究和設(shè)計已經(jīng)成為控制結(jié)構(gòu)安全性和實用性的關(guān)鍵因素。我國目前的建筑荷載規(guī)范尚不能完全滿足實際工程的需要，應(yīng)增加橫風(fēng)向響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載、干擾效應(yīng)、居住者舒適度判據(jù)等內(nèi)容。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基于消防設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

一個常識是，按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，高于24米的建筑屬于高層建筑，高于50米的建筑屬于超高層建筑。曾有城市安全部門做過一個試驗，讓一名身強體壯的消防員從第33層跑到第1層，用了35分鐘。如果是一名身體素質(zhì)一般的人員或老人、小孩，所需時間肯定會更長。而火借風(fēng)勢，30秒內(nèi)就可以從第1層到達(dá)第33層。這樣算來，在高層、超高層建筑中人們跑到樓外逃生的可能性幾乎為零。因此，基于超高層建筑結(jié)構(gòu)體系中抗高溫、防火方面的設(shè)計成為最重要的一個指標(biāo)（以下以北京國貿(mào)三期工程為例）。

國貿(mào)三期。該工程總建筑面積54萬平方米，主塔樓總高330米，地上層數(shù)為74層，地下為4層，鋼結(jié)構(gòu)截面大、單件重、連接復(fù)雜，總用鋼量達(dá)5萬多噸，抗震等級8級，設(shè)計難度和施工難度為世界超高層建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域所罕見，是目前北京的第一高樓。美國“911”事件后，施工承建方：“中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司”對國貿(mào)三期設(shè)計方案作了相應(yīng)調(diào)整。為了保證建筑物未來的安全性，在經(jīng)過論證和修改后，該樓的建筑方案采用了4萬噸鋼筋、18萬立方米混凝土與5.5萬噸鋼結(jié)構(gòu)組合形成的鋼骨型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，并采用耐燃時間高達(dá)3小時的防火涂料對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火處理。這樣設(shè)計的結(jié)果是，大樓能夠有效地減少飛行器撞擊所帶來的損害，提高大樓自身的耐火性能。而按照此前的設(shè)計方案，該大樓全部由鋼結(jié)構(gòu)組成，一旦遇到同樣問題，鋼結(jié)構(gòu)會因高溫快速熔化，導(dǎo)致主樓快速坍塌。

二、高層建筑住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)

隨著住宅產(chǎn)業(yè)化形勢的不斷發(fā)展，隨著我國超高層住宅的響應(yīng)政策的出臺，未來，無疑會給本土設(shè)計行業(yè)及承建方帶來了巨大的挑戰(zhàn)。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，作為二三線城市出現(xiàn)的一幢幢拔地而起的超高層建筑。這種建筑不僅對開發(fā)商是一種全新的挑戰(zhàn)，對房地產(chǎn)這條產(chǎn)業(yè)鏈上的設(shè)計行業(yè)、承建行業(yè)也將帶來全新的改變。

1.未來住宅產(chǎn)業(yè)化下高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)亟待提升

相對高層住宅而言，超高層住宅設(shè)計復(fù)雜，對項目設(shè)計及管理水平要求嚴(yán)格；超高建筑物中每隔一定距離須加設(shè)避難層；在施工設(shè)計上的要求更加嚴(yán)格，尤其是對消防、防震、防風(fēng)的指標(biāo)要求很高，例如對玻璃等建筑材料的選擇格外嚴(yán)格，同時由于高處的濕度、風(fēng)力影響等特殊要求，也給設(shè)計、施工帶來了很高的難度。

由于超高層住宅建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，建筑內(nèi)部的梁柱將會不可避免地存在，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中一方面考慮異型柱的使用，另一方面在戶型設(shè)計中要充分全面考慮梁柱的影響、規(guī)避及利用。再有，高層建筑與其它建筑之間的最大區(qū)別，就在于它有一個垂直交通和管道設(shè)備集中在一起的、在結(jié)構(gòu)體系中又起著重要作用的“核”。而這個“核”也恰恰在形態(tài)構(gòu)成上舉足輕重，決定著高層建筑的空間構(gòu)成模式。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震、風(fēng)設(shè)計專業(yè)性人員缺失、經(jīng)驗嚴(yán)重缺乏

近年來，雖然國內(nèi)外對高層和超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和鋼混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計理論均進(jìn)行了一些研究，也已取得了一批較深入和較實用的研究成果。但是，由于地震作用、各類結(jié)構(gòu)體系的空間作用、彈塑性性能以及“大震”作用的破壞機理等方面的復(fù)雜性，使得對超高層建筑抗震設(shè)計理論還需要從許多方面進(jìn)行深入研究。這種復(fù)雜性在我國各大城市尤其突出。超高層建筑的出現(xiàn)，無疑將我國的抗震研究工作推上了一個全新的領(lǐng)域?！爸半m然很多建筑設(shè)計公司也將抗震作為建筑設(shè)計中的重要部分，但隨著超高層建筑的出現(xiàn)，不得不迫使建筑設(shè)計和承建行業(yè)以及相關(guān)的地震研究機構(gòu)發(fā)生變革?！币驗槲覈慕ㄖv史上沒有超高層住宅且經(jīng)驗還尚淺，尤為二三級城市，政府出臺的相關(guān)超高層政策對我國的建筑設(shè)計行業(yè)、建筑業(yè)、地震研究等有關(guān)地產(chǎn)的所有產(chǎn)業(yè)都將起到劃時代的推進(jìn)，它將被載入史冊。隨著高速發(fā)展的中國住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，太需要這方面的經(jīng)驗了。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計未來的展望

由于高層住宅不但在結(jié)構(gòu)設(shè)計、基礎(chǔ)工程設(shè)計、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑設(shè)備安裝工程設(shè)計方面，給排水工程、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、建筑消防等方面都在一定程度上提高了難度和復(fù)雜程度。超高層建筑的問世，必將給我國的設(shè)計行業(yè)，尤其是承建行業(yè)帶來全新的格局。盡管目前還達(dá)不到洗牌的程度，但也將是一場殘酷的淘汰賽。而要改變這樣的局面，求變將是唯一的出路。

依舊以國貿(mào)三期工程為例，國貿(mào)三期屬于超高層建筑，構(gòu)件有大型化、異型化的特點，致使施工技術(shù)和施工精度要求都非常高。工程的施工遇到并解決了許多普通超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中沒有出現(xiàn)過的問題，尤其是針對傾斜結(jié)構(gòu)的安裝、鋼板墻的安裝、腰桁架的安裝等一系列施工技術(shù)，是對我國復(fù)雜高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的有力補充，同時對國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)的持續(xù)發(fā)展起到了積極作用。