高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及案例分析一、概述二、高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及研究工作 現(xiàn)狀

四、高層建筑結(jié)構(gòu)今后發(fā)展方向五、工程實(shí)例一、概述

-高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程高層建筑進(jìn)入一個飛速發(fā)展的階段目前正處于改革開放以來高層建筑發(fā)展的第二個高潮除北京、上海、深圳、廣州等沿海城市外，內(nèi)地其它大、中城市（包括貴陽）高層建筑也在迅速發(fā)展1972年在紐約建造了世界貿(mào)易中心大樓(WorldTradeCenterTowers)，110層，高402m，鋼結(jié)構(gòu)。2001年發(fā)生911事件被炸毀。目前，世界上最高的建筑為阿拉伯聯(lián)合酋長國的迪拜塔，162層，總高度828米。2004年開始動工，2010年1月正式投入使用，由韓國三星公司負(fù)責(zé)營造。第二名臺北101大樓2004年建成，共101層，樓高509米（塔尖60米）。第三名上海環(huán)球金融中心，地上101層，492米高。馬來西亞雙塔樓：（排名第4、5）88層，452米，框—筒結(jié)構(gòu)，1998年建成。第六名芝加哥西爾斯大廈，108層，442米高，是美國最高的建筑。第七名上海金茂大廈，88層，420.5米高。

國內(nèi)目前建成的上海環(huán)球金融中心，地上101層，地下3層，高492m。是中國目前第一高樓、世界第三高樓、世界最高的平頂式大樓

。（2008年竣工）

上海金茂大廈，88層，結(jié)構(gòu)高度為365m(塔尖420.5m，1998)，國內(nèi)第二，世界第七。

上海環(huán)球金融大廈，101層，采用鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)，在1997年設(shè)計(jì)并完成樁基施工的基礎(chǔ)上加高至492m。外形基本規(guī)則，底面為58m的正方形，在一個對角線上立面為弧形金字塔，另一個對角線上立面為矩形，但在427m以上開設(shè)了一個直徑53m的大圓洞。結(jié)構(gòu)按7度乙類建筑設(shè)防，外框筒采用巨型柱、巨型斜撐和周邊桁架組成的巨型斜撐框架結(jié)構(gòu)；核心筒在340m以下采用混凝土結(jié)構(gòu)，并在260m以上由接近方形轉(zhuǎn)換為啞鈴形，按特一級要求采取抗震措施，在340m以上為鋼斜撐筒體結(jié)構(gòu)：內(nèi)外筒之間設(shè)三道三個層高的伸臂桁架加強(qiáng)。結(jié)構(gòu)受風(fēng)力控制，采用ETABS、SAP2000、SATWE等四個軟件計(jì)算，小震作用下兩個方向的層間位移分別為1／1200和1／960，風(fēng)力下的層間位移分別為1／560和1／900。整個結(jié)構(gòu)按設(shè)防烈度墻體、柱和斜撐不屈服設(shè)計(jì)，內(nèi)筒墻體控制罕遇地震下的剪應(yīng)力。并通過國家級審查。徐培福教授介紹：要求加強(qiáng)頂部結(jié)構(gòu)的抗扭能力，調(diào)整內(nèi)筒混凝土墻體轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造，對伸臂桁架的數(shù)量做進(jìn)一步研究，并通過時程分析、推覆計(jì)算（靜力彈塑性分析）和模型試驗(yàn)進(jìn)一步明確抗震薄弱部位，采取相應(yīng)措施。二、高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)隨著層數(shù)和高度的增加，水平作用對高層建筑結(jié)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載。高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低，與其所采用的結(jié)構(gòu)體系密切相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能。

高層建筑中，水平荷載和地震作用對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著決定性的作用。荷載效應(yīng)的最大值(軸力N、彎矩M和位移

)可用下列式子表達(dá)：N=WH=f(H)M=qH2/2=f(H2)

=qH4/8EI=f(H4)內(nèi)力或位移

=f(H4)M=f(H2)N=f(H)H

結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度H的關(guān)系高層建筑結(jié)構(gòu)體系框架框架－剪力墻剪力墻、底層大空間剪力墻框筒和筒體(包括筒中筒與成束筒)巨型結(jié)構(gòu)及懸挑結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)體系一般用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由梁和柱通過節(jié)點(diǎn)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)，框架形成可靈活布置的建筑空間，具有較大的室內(nèi)空間，使用較方便。由于框架梁柱截面較小，抗震性能較差，剛度較低，建筑高度受到限制；剪切型變形，即層間側(cè)移隨著層數(shù)的增加而減小；框架結(jié)構(gòu)主要用于不考慮抗震設(shè)防、層數(shù)較少的高層建筑中。在考慮抗震設(shè)防要求的建筑中，應(yīng)用不多；高度一般控制在70m以下。

在水平力作用下，框架的側(cè)移變形有兩部分組成：（１）、梁柱彎曲變形使框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移，一般情況下，梁、柱都有反彎點(diǎn)，下部層間變形大，上部變形小；側(cè)移曲線表現(xiàn)為剪切型（圖2-1）。（２）、柱的軸向變形也使框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移，為彎曲形，上部層間變形大。兩側(cè)移以前者為主，因而框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線表現(xiàn)為剪切型。剪切型變形利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)，稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，承載力要求也容易滿足；剪力墻結(jié)構(gòu)體系主要缺點(diǎn)：主要是剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求。此外，結(jié)構(gòu)自重往往也較大。當(dāng)剪力墻的高寬比較大時，是一個受彎為主的懸臂墻，側(cè)向變形是彎曲型，即層間側(cè)移隨著層數(shù)的增加而增大。剪力墻結(jié)構(gòu)在住宅及旅館建筑中得到廣泛應(yīng)用。因此這種剪力墻結(jié)構(gòu)適合于建造較高的高層建筑。在承受水平力作用時，剪力墻相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁。剪力墻的水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)，以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲形，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而增加。彎曲型變形示意圖

在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置部分剪力墻，使框架和剪力墻兩者結(jié)合起來；取長補(bǔ)短；共同抵抗水平荷載，就組成了框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。如果把剪力墻布置成筒體，又可稱為框架—筒體結(jié)構(gòu)體系。框架—剪力墻（筒體）結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力都大大提高了，在地震作用下層間變形減小，因而也就減小了非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（隔墻及外墻）的損壞，這樣無論在非地震區(qū)還是地震區(qū)，這種結(jié)構(gòu)型式都可用來建造較高的高層建筑，目前在我國得到廣泛的應(yīng)用。單個筒體可分為實(shí)腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墻組成空間薄壁筒體，即為實(shí)腹筒；框架通過減小肢距，形成空間密柱框筒，即框筒；筒壁若用空間桁架組成，則形成桁筒。實(shí)際結(jié)構(gòu)中除煙囪等構(gòu)筑物外不可能存在單筒結(jié)構(gòu)，而常常以框架—筒體結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、多筒體結(jié)構(gòu)和成束筒結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)。巨型結(jié)構(gòu)一般由兩級結(jié)構(gòu)組成。第一級結(jié)構(gòu)超越樓層劃分，形成跨若干樓層的巨梁、巨柱（超級框架）或巨型桁架桿件（超級桁架），以這巨型結(jié)構(gòu)來承受水平力和豎向荷載，樓面作為第二級結(jié)構(gòu)，只承受豎向荷載并將荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力傳遞到第一級結(jié)構(gòu)上。常見的巨型結(jié)構(gòu)有巨型框架結(jié)構(gòu)和巨型桁架結(jié)構(gòu)。不同的結(jié)構(gòu)體系所具有的強(qiáng)度和剛度是不一樣的，因而它們適合應(yīng)用的高度也不同。一般說來，框架結(jié)構(gòu)適用于高度低，層數(shù)少，設(shè)防烈度低的情況；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)可以滿足大多數(shù)建筑物的高度要求；在層數(shù)很多或設(shè)防烈度要求很高時，可用筒體結(jié)構(gòu)。超高層建筑框架－筒體結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)框架－支撐體系《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002規(guī)定：鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比應(yīng)分為A級和B級。目前A級高度的鋼筋混凝土高層建筑應(yīng)用最為廣泛。超過A級高度的為B級，B級的高度和高寬比大，但抗震等級、計(jì)算和構(gòu)造措施則更為嚴(yán)格。結(jié)構(gòu)高寬比不宜超過B級。超過B級時，專門審查，補(bǔ)充多方面計(jì)算分析，必要時結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，采取專門的加強(qiáng)構(gòu)造措施。A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度(m)結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架-剪力墻14013012010050剪力墻全部落地剪力墻15014012010060部分框支剪力應(yīng)采用筒體框架-核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱-剪力墻70403530不應(yīng)采用B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度(m)結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度7度8度框架-剪力墻170160140120剪力墻全部落地剪力墻180170150130部分框支剪力墻150140120100筒體框架-核心筒220210180140筒中筒300280230170高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)高度不斷增加 業(yè)主或開發(fā)商通過高度（體量）顯示實(shí)力，建筑高度成為追求目標(biāo)，為了爭取第一（地區(qū)、國內(nèi)甚至世界），各地高層建筑高度不斷增加。2、結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，平面、立面多樣化3、高層以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，但鋼－混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多（尤其是超高層）高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)各地已建成的：上海金茂大廈：88層，高420.5m，7度抗震設(shè)防深圳地王大廈：81層，高325m，7度抗震設(shè)防廣州中信廣場：80層，高322m，7度抗震設(shè)防北京京廣中心：200m，8度抗震設(shè)防貴州飯店:30層,100m,7度抗震設(shè)防貴陽目前在建的最高53層,228m7度抗震設(shè)防高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)平面與立面形狀呈多樣化——為了體現(xiàn)個性、追求新穎，使高層建筑的平面、立面體型均極其特殊，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和不規(guī)則程度為國內(nèi)外前所未有為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來極大挑戰(zhàn)

高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)平面與立面形狀呈多樣化平面形狀矩形、方形、八角形、多邊形、扇形、圓形、棱形、弧形、Y形、L形等高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)平面與立面形狀呈多樣化立面各種類型轉(zhuǎn)換外挑、內(nèi)收大底盤多塔樓連體建筑、立面開大洞等復(fù)雜體型的建筑CCTV大樓CCTV大樓沈陽方圓大廈沈陽房地產(chǎn)交易中心上海明天廣場上海證券大廈深大科技樓北京新保利大廈上海世茂國際廣場復(fù)雜體型住宅高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼－混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用

國外高層、超高層建筑以純鋼結(jié)構(gòu)為主；而根據(jù)我國國情，高層以鋼筋混凝土為主；高層、超高層建筑以鋼-混凝土的混合（組合,含型鋼混凝土、鋼管混凝土)結(jié)構(gòu)應(yīng)用居多。高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用 絕大部分的高層建筑以框—剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)為主，如大量的公建、住宅個別超高層建筑也采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如廣州中信廣場，80層，高322m廣州中信廣場高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼－混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)可以發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料各自的優(yōu)勢，既具有鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢又具有混凝土造價(jià)相對低廉的特點(diǎn)高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼－混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用上海環(huán)球金融中心：RC核心筒+外伸桁架和巨型（型鋼）柱，101層，高492m，7度抗震設(shè)防上海環(huán)球金融中心高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼－混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用金茂大廈：RC核心筒+外框型鋼混凝土柱及鋼柱，88層，高420m，7度抗震設(shè)防高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼－混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用地王大廈：RC核心筒+外鋼框架，81層，高325m，7度抗震設(shè)防高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼－混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用大連國貿(mào)中心：RC核心筒+方鋼管混凝土柱

78層，高度341m，7度抗震設(shè)防大連國貿(mào)中心大廈

大連國貿(mào)中心大廈高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼-混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用70層深圳賽格廣場，外框采用鋼管混凝土，7度抗震設(shè)防深圳賽格廣場北京國貿(mào)三期鋼-混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)應(yīng)用北京國際貿(mào)易中心三期塔樓，筒中筒結(jié)構(gòu)，外部為型鋼混凝土框筒，內(nèi)部為型鋼混凝土巨型柱與斜撐及鋼梁組成的筒體73層，高度316.6m，8度抗震設(shè)防北京國貿(mào)三期三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析手段研究工作三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀

我國是一個多地震的國家，大部分高層建筑所在地區(qū)恰巧又是地震活動較為頻繁的地區(qū)。高層建筑集中的沿海地區(qū)(如上海、深圳)，基本風(fēng)壓也較大。因此高層建筑大多要考慮抗震、抗風(fēng)問題。三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀

近幾年，國內(nèi)陸續(xù)頒布了新修編的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程。與高層建筑整體結(jié)構(gòu)方案布置、內(nèi)力調(diào)整、構(gòu)造措施密切相關(guān)的規(guī)范、規(guī)程主要有：《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）。

三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀

吸收了我國的工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果吸收了近幾年國內(nèi)外震害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)借鑒參考了國外相關(guān)規(guī)程、規(guī)范的內(nèi)容新修訂的規(guī)范、規(guī)程一定程度上提高了結(jié)構(gòu)的安全度三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀

根據(jù)近幾年國內(nèi)外的幾次震害經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，上述規(guī)范及規(guī)程特別加強(qiáng)了對結(jié)構(gòu)方案布置的宏觀指標(biāo)控制要求，如結(jié)構(gòu)的規(guī)則性要求。進(jìn)一步加強(qiáng)了抗震構(gòu)造措施要求三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀新規(guī)范、規(guī)程的頒布實(shí)施，基本上可適應(yīng)我國絕大部分高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要，為保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠發(fā)揮了積極的作用。三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及研究工作現(xiàn)狀

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)絕大多數(shù)設(shè)計(jì)工作由國內(nèi)設(shè)計(jì)單位完成同時，國外（境外）建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司或顧問公司進(jìn)入我國建筑設(shè)計(jì)市場通過與境外的交流，我們已有一批熟悉國內(nèi)外規(guī)范、與國際接軌的一流的設(shè)計(jì)人員結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本要求：1．結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。（1）不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)符合下列要求：

1）應(yīng)具有必要的承載能力、剛度和變形能力；

2）應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力；

3）對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取有效措施予以加強(qiáng)。2）高層建筑的結(jié)構(gòu)體系尚宜符合下列要求：

1）結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位；

2）宜具有多道抗震防線。2．規(guī)則結(jié)構(gòu)的主要特征。建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。規(guī)則結(jié)構(gòu)一般指：體型（平面和立面）規(guī)則，結(jié)構(gòu)平面布置均勻、對稱并具有較好的抗扭剛度；結(jié)構(gòu)豎向布置均勻，結(jié)構(gòu)的剛度、承載力和質(zhì)量分布均勻，無突變。3．規(guī)則平面布置需滿足的要求。結(jié)構(gòu)平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻?qū)ΨQ，減少扭轉(zhuǎn)的影響。在地震作用下，建筑平面要力求簡單規(guī)則，風(fēng)力作用下則可適當(dāng)放寬。抗震設(shè)防的高層建筑，平面形狀宜簡單、對稱、規(guī)則，以減少震害。在高層建筑的一個獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。抗震設(shè)計(jì)的B級高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑，其平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則，減少偏心。三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及研究工作現(xiàn)狀

為保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，對于特殊的超過規(guī)范要求的高層建筑（超限高層建筑）由政府部門組織專家成立審查委員會進(jìn)行專項(xiàng)審查，在審查通過后方可實(shí)施。上述審查為保證結(jié)構(gòu)安全起到了積極作用。三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀

上海環(huán)球金融中心（101層，492m）、中央電視臺（大懸挑）、北京國貿(mào)三期（73層，316m）、大連國貿(mào)中心（78層，341m）等一批復(fù)雜特殊工程的超限審查在初步設(shè)計(jì)時均已通過。對一些較柔的高層建筑，風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素，隨著建筑物高度的增高，風(fēng)荷載的影響越來越大。高層建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的側(cè)向荷載是風(fēng)荷載，在荷載組合時往往起控制作用。因此，高層建筑在風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)引起了研究人員和工程師們的重視。豎向荷載設(shè)計(jì)應(yīng)減輕自重。高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀

靜力分析計(jì)算采用有限元模型進(jìn)行三維空間分析計(jì)算國內(nèi)開發(fā)的計(jì)算程序（SATWE，TBSA，TUS廣廈結(jié)構(gòu)CAD等）及國外分析程序（如ETABS、SAP2000、MIDAS等）并用復(fù)雜特殊工程多采用多個計(jì)算程序進(jìn)行對比三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀彈性計(jì)算分析時，考慮因素更加全面：偶然偏心來考慮扭轉(zhuǎn)的不利影響；對體型不規(guī)則結(jié)構(gòu)考慮雙向地震作用；對豎向地震作用較敏感的結(jié)構(gòu)部位（如連體結(jié)構(gòu)、大懸臂結(jié)構(gòu)等）補(bǔ)充進(jìn)行豎向地震輸入的彈性時程分析，考慮豎向地震為主的組合必要時進(jìn)行舒適度驗(yàn)算三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀彈塑性分析計(jì)算體型特殊的結(jié)構(gòu)采用PUSH_OVER靜力彈塑性分析計(jì)算為主確定結(jié)構(gòu)薄弱部位三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀不再局限于“小震不壞、中震可修、大震不倒”，對重要結(jié)構(gòu)必要時可高于上述原則，可按基于性能設(shè)計(jì)的要求確定結(jié)構(gòu)方案如中震時關(guān)鍵部位構(gòu)件不屈服，或大震時對某些構(gòu)件按極限承載力進(jìn)行內(nèi)力復(fù)核等三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀抗風(fēng)研究理論計(jì)算分析風(fēng)洞試驗(yàn)抗震研究理論計(jì)算分析振動臺試驗(yàn)靜力試驗(yàn)三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀特殊問題的研究總結(jié)國內(nèi)、外的震害情況，結(jié)合振動臺試驗(yàn)及模型靜力試驗(yàn)，并利用各種計(jì)算機(jī)分析軟件進(jìn)行計(jì)算分析工作，完成了關(guān)于轉(zhuǎn)換層、加強(qiáng)層、體型收進(jìn)、連體結(jié)構(gòu)等復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用

三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀對混合結(jié)構(gòu)的研究整體模型擬靜力試驗(yàn)、振動臺試驗(yàn)增強(qiáng)剪力墻抗剪性能、提高延性的措施三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀進(jìn)行了大量的振動臺試驗(yàn)研究多采用1:20～1:40的微粒混凝土模型 研究結(jié)構(gòu)的抗震性能、破壞形態(tài)找出結(jié)構(gòu)在地震作用下的薄弱部位三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及研究工作現(xiàn)狀除整體模型振動臺試驗(yàn)外，也進(jìn)行了大量的大比例的靜力試驗(yàn)特殊梁、柱節(jié)點(diǎn)研究鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)研究搭接柱靜力性能試驗(yàn)特殊構(gòu)件（如巨型柱）的構(gòu)件滯回特性研究四、高層建筑結(jié)構(gòu)今后發(fā)展方向結(jié)構(gòu)平面、立面布置向復(fù)雜化發(fā)展對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出更高要求對特殊問題應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以提高結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)與受力性能四、高層建筑結(jié)構(gòu)今后發(fā)展方向高層鋼結(jié)構(gòu)、混合（組合）結(jié)構(gòu)將會有更多的應(yīng)用鋼－鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)應(yīng)用將更為廣泛要比較深入地開展高層鋼－鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)的研究型鋼混凝土（SRC）、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用將更為廣泛四、高層建筑結(jié)構(gòu)今后發(fā)展方向在新的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論和方法方面開展進(jìn)一步研究，如基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想減震控制技術(shù)得到進(jìn)一步應(yīng)用高層建筑的整體性能、質(zhì)量得到進(jìn)一步提升材料向高強(qiáng)發(fā)展高強(qiáng)鋼筋混凝土材料等級會更高四、高層建筑結(jié)構(gòu)今后發(fā)展方向今后若干年，我國仍將是世界上高層建筑建設(shè)最多的國家大量的建設(shè)工程，會為我們提供發(fā)展的機(jī)遇必須加強(qiáng)相關(guān)研究工作，形成有中國特色的高層建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、體系五、工程實(shí)例貴州省博物館新館本工程為貴州省文化廳擬建“貴州省博物館”工程，位于貴陽市金陽新區(qū)迎賓路與觀山北路交匯處。建筑平面為異形平面。本工程最高處為32米，按照高層規(guī)范，屬于高層建筑。主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為100年。基本風(fēng)壓：0.35kN/m2。氣象資料：擬建場地距貴陽市白云區(qū)氣象站較近，根據(jù)該站氣象資料，常年平均最高溫度為22.2℃，常年平均最低氣溫為-3.7度。抗震設(shè)防烈度：本地設(shè)防烈度為6度，本工程按7度加強(qiáng)抗震措施。結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001，2006年版）；《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）；《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001，2008年版）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）；《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）；《鋼筋混凝土空腹夾層板樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（DB22/48-2005）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）；《貴州建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DB22/45-2004）；《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50038-94，2008年版）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GBJ108-87，2006年版）；《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）。建筑分類等級（1）根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》第1.0.8條規(guī)定，本工程的安全等級為一級。（2）根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.0.1條規(guī)定，本工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級。（3）根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》第6.0.6條規(guī)定，本工程的抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，即乙類。（4）本工程屋面標(biāo)高為25m，但由于各分塊屋面女兒墻頂標(biāo)高為32m，即女兒墻高度為7m，框架需升高至女兒墻頂，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.2條和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第4.8.2條規(guī)定，本工程為大跨公共建筑，按7度設(shè)防，框架的抗震等級為二級，由于樓（電）梯間設(shè)柱將影響使用，因此樓（電）梯間布置剪力墻，故結(jié)構(gòu)體系確定為框-剪結(jié)構(gòu)，剪力墻的抗震等級為二級。（5）根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第3.2.2條規(guī)定，本工程地下室?guī)旆康姆浪燃墳橐患墸溆酁槎墶８鶕?jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.4條規(guī)定，防水混凝土的抗?jié)B等級為P8級。（6）本工程的人防地下室為甲類防空地下室，抗力級別為核6級和常規(guī)武器6級。（7）本工程的耐火等級為一級。4主要荷載取值4.1樓（屋）面荷載：根據(jù)建筑房間用途及《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第4.1.1條確定活載值，設(shè)備荷載由相關(guān)專業(yè)提供，各層樓（屋）面荷載標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示。表1樓（屋）面荷載取值表（kN/m2）樓層位置活載面層吊頂備注地下二層庫房12.02.21.0設(shè)備用房7.02.21.0地下一層庫房12.02.21.0文獻(xiàn)及修復(fù)室5.02.21.0餐廳2.52.21.0地下一層夾層設(shè)備夾層7.02.21.0餐廳2.52.21.0宿舍2.02.21.0一層中央大廳、展廳、書畫館3.52.21.0辦公2.02.21.0空調(diào)機(jī)房5.02.21.0室外廣場2013.21.0按消防車道一層夾層辦公2.02.21.0消防車道352.2二層展廳3.52.21.0休息廳、報(bào)告廳3.02.21.0三層展廳3.52.21.0教室2.02.21.0三層夾層空調(diào)機(jī)房5.02.21.0四層露天展場、表演場3.55.11.0看臺3.02.21.0風(fēng)荷載根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第7.1.2條和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.2.2條規(guī)定，本工程的基本風(fēng)壓按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用，貴陽市的基本風(fēng)壓100年一遇為0.35kN/m2。根據(jù)場地情況及規(guī)劃，地面粗糙度按B類，體形系數(shù)取1.4。地震作用按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A.0.21規(guī)定，貴陽市設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g。按《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》第6.0.6條規(guī)定，本工程的設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，按《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》第3.0.3條和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.3.1條