超高層建筑結構設計注意事項

1、精選文庫 一、超高層建筑與一般高層建筑結構設計的差異 二、結構設計特點 2.1 重力荷載迅速增大 2.2 控制建筑物的水平位移成為主要矛盾 2.2.1 風作用效應加大 2.2.2 地震作用效應加大 2.3 P 效應成為不可忽視的問題 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 三、結構設計方法 3.1 3.2 豎向構件產(chǎn)生的縮短變形差對結構內(nèi)力的影響增大 傾覆力矩增大。整體穩(wěn)定性要求提高 防火、防災的重要性凸現(xiàn) 建筑物的重要性等級提高 控制風振加速度符合人體舒適度要求 圍護結構必須進行抗風設計 減輕自重減小地震作用 降低風作用水平力 3.2.1 減小迎風面積 3.2.2 降低風力形心 3.

2、2.3 選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀 減少振動。耗散輸入能量 3.3 34 加強抗震措施 選用規(guī)則結構使建筑物具有明確的計算簡圖 采用多個權威程序（如SATWE TAT SAP2000等）進行計算比較 進行小模型風洞試驗，獲取有關風載作用參數(shù) 采用智能化設計，提高結構的可控性 提高節(jié)點連接的可靠度 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.5 超高建筑結構類型中的混合結構設計 3.5.1 混合結構的結構類型 3.5.2 型鋼混凝土和圓鋼管混凝土柱鋼骨含鋼率的控制 四、高層建筑結構方案選擇的主要考慮因素 4.1 抗震設防烈度是超高層結構體系選用首要考慮因素之一 4.2 超

3、高層建筑方案，應受到結構方案的制約 4.3 超高層建筑結構體系中結構類型的選擇 擬建場地的巖土工程地質條件的影響 抗震性能目標的影響 采用合理的結構類型，應考慮經(jīng)濟上的合理性 施工的合理性的影響 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 五、關于結構的抗側剛度問題 六 超高層建筑結構的基礎設計 6.1 天然地基基礎 6.2 樁基礎設計 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 10 11 11 11 12 12 12 13 14 15 16 17 18 超高層建筑結構設計注意事項 、超高層建筑與一般高層建筑結構設計的差異 1、從房屋高度上，超高層建筑的房屋高度在100m以上直至有幾 百米甚

4、至上千米的設想， 而一般高層建筑的房屋高度則是在 100m 以下。 2、超高層建筑由于消防的要求，須設置避難層，以保證遇到火 備層。 災時人員疏散的安全。 由于機電設備使用的要求， 還需要設置設 般超高層建筑是兩者兼而使用， 而對于更高的多功能使 用的超高層建筑， 它不只每 15層設一個避難層兼設備層即可， 需要設有機電設備層。 對于這些安放有設備的樓層設計除考慮實 際的荷載之外， 更需考慮設備的振動對相鄰樓層使用的影響。 時，這些樓層的結構設計，為提高結構的整體剛度，可用來設置 結構加強層。這與一般高層建筑設計是不相同的。 3、超高層建筑的結構類型選擇上相對要廣，除鋼筋混凝土結構 外，還有全

5、鋼結構和混合結構。 而一般高層建筑結構除了特殊條 件需要者外，多為鋼筋混凝土結構。 4、超高層建筑的平面形狀多為方形或近似，對于矩形平面其長 寬比也是在 2以內(nèi)，尤其抗震設防的高烈度地區(qū)更應采用規(guī)則對 稱平面。否則，在地震作用時由于扭轉效應大，易受到損壞。而 一般高層建筑平面形狀選擇余地要大。 5、超高層建筑的基礎形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面為 框架核心筒或筒中筒， 基本沒有一般高層建筑中所采用的梁板 筏基。同時，由于基底壓力大要求地基承載力很高，除了基巖埋 藏較淺可選擇天然地基外，一般均采用樁基。另外，超高層建筑 基本不采用復合地基，而一般高層建筑則有采用。 6、房屋高度超過15om勺

6、超高層建筑結構應具有良好的使用條件， 滿足風荷作用下舒適度要求， 結構頂點最大加速度的控制滿足相 關規(guī)定要求，而高層建筑設計不需要考慮。 7、超高層建筑結構設計一般都需要進行抗震設防專項審查。 高 層建筑混凝土結構技術規(guī)程、建筑抗震設計規(guī)范中的 B級高 度房屋就規(guī)定需要進行抗震設防專項審查，還有超過高規(guī)中 第II章混合結構設計規(guī)定的房屋高度也需要進行抗震設防專項 審查。即算是采用全鋼結構，超過抗規(guī) ）第8章規(guī)定的房屋 高度時， 同樣需要進行抗設防專項審查。 這是因為超過現(xiàn)有規(guī)范 規(guī)定房屋高度， 還沒有這樣的工程經(jīng)驗， 只有經(jīng)過國內(nèi)專家的評 估和論證，必要時還須進行振動模型試驗， 才能確保工程的

7、安全。 而一般高層建筑的房屋高度多在規(guī)范容許高度范圍并已有大量 的科研成果和實際工程經(jīng)驗， 除非是特別不規(guī)則結構， 是不需要 進行抗震設防專項審查的。 、結構設計特點 2.1 重力荷載迅速增大 隨著建筑物高度的不斷增加重力荷載呈直線上升， 作用在豎 向構件柱、墻上的軸壓力增加， 對基礎承載力的要求也更加提高。 2.2 控制建筑物的水平位移成為主要矛盾 2.2.1 風作用效應加大 風是 引起結構 水平位移 的主要因 素，決 定風載標 準值 ( WKZ S ZWO） 大小的各參數(shù)隨著建筑物高度的增加發(fā)生如下變 化：s只與建筑物的平面形狀有關，基本不變；Z變化不大（總 趨勢隨高度增加會減小，但變化幅

8、度不大）；Wo取值較普通結構 增大許多 （ 超高層建筑屬于特別重要的結構， 對風作用相當敏感， 應按n=100年，甚至n=200年的重現(xiàn)期采用）;z在梯度風高度范 圍內(nèi)呈上升趨勢（以地面粗糙程度C類為例，建筑物高度從100m 增加到400m拋增大約1. 84倍，因此，作用在建筑物上的風載 沿高度方向呈倒三角形狀或拋物線狀。 建筑物越高， 風合力就越 大，合力作用點位置就越高，對建筑物產(chǎn)生的作用效應（ 如建筑 物底部總剪力、總彎矩、樓層層間位移角、頂層最大水平位移值 等） 也越大。 2.2.2 地震作用效應加大 多遇地震下對建筑物進行彈性分析計算時， 建筑物高度的增 加使結構自重增加、重心位置提

9、高，地震作用產(chǎn)生的水平剪 力和豎向力增大、作用位置提高，整個結構內(nèi)力增加；在罕遇地 震作用下將導致薄弱部位的加速破壞。 2.3 P 效應成為不可忽視的問題 超高層建筑高寬比較大， 側向剛度相對較弱， 水平位移量大， 重力與水平位移所產(chǎn)生的附加彎矩常常大于初始彎矩的10%，必 須考慮重力二階P效應。 2.4 豎向構件產(chǎn)生的縮短變形差對結構內(nèi)力的影響增大 豎向構件的總壓縮量主要由受力變形、 干縮變形和徐變變形 三部分組成，對于全鋼結構僅需考慮受力變形產(chǎn)生的縮短影響， 對于鋼混結構、 鋼組合結構、 混凝土結構必須考慮干縮縮短和徐 變縮短的影響。 一般受力變形瞬時完成， 其變形量可用胡克定律 作近似計

10、算； 干縮變形完成的時間較長， 據(jù)資料統(tǒng)計約為總壓縮 量的 30；徐變變形完成的時間更長， 線性徐變可由公式簡單計 算；構件的總壓縮量隨著構件的高度 H、平均壓應力 =N/A的 增加而加大。 超高層建筑的豎向構件不但 H和 較大，而且構件之間的壓 應力差也較大， 因此設計中除了通過控制軸壓比使豎向構件之間 的壓應力較接近外， 對鋼筋混凝土結構采取逐步將各層柱頂找平 后再進行下一道工序的施工辦法來減小變形差；對鋼結構采取 預留柱、 墻壓縮量的方法來減小變形差； 總體結構分析時采取模 擬施工方法，減小變形差對內(nèi)力計算的影響。 2.5 傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高 建筑物高度的增加使得側向力引起

11、的傾覆力矩增大， 抗傾覆要求 提高。實際工程中常常采取增加基礎埋深、 加大基礎寬度或采用 抗拔樁基等措施來滿足整體穩(wěn)定性要求。 2.6 防火、防災的重要性凸現(xiàn) 超高層建筑多采用鋼混結構和鋼結構， 而鋼材耐熱不耐火的特性 更易加重某些次生災害的發(fā)生， 例如美國世貿(mào)中心的倒塌。 緊急情況下高樓所需要的疏散時間較長， 從頂層飛機救援的行動 也常會受到各方面因素的制約，使得實施比較困難，因此防火、 防災的設計更為重要， 目前關于防災方面的具體要求我國還沒有 相應的規(guī)程可循。 2.7 建筑物的重要性等級提高 超高層建筑常作為當?shù)氐臉酥拘越ㄖ?，資金投人大，在政治、經(jīng) 濟、文化中所起的作用重大，破壞影響較大

12、、波及范圍較廣，不 論其建筑類別均屬于重要建筑，因此結構設計的可靠度要提高， 一般情況下重要性系數(shù)取 1.1 ，特殊情況下也可取 1.2 。 2.8 控制風振加速度符合人體舒適度要求 超高層建筑風振作用效應明顯， 風作用下的頂層加速度直接影響 到室內(nèi)人體的舒適度， 實現(xiàn)良好的使用條件要求必須控制頂層的 最大加速度滿足規(guī)程 2 的限值，同時還要控制由風振引起的扭 轉加速度，一般不宜超過 0.001 rad s2 。 2.9 圍護結構必須進行抗風設計 建筑物高度的增加使得垂直于圍護結構表面上的風載標準值也 迅速增大， 因此必須對圍護結構進行抗風設計。 如采用玻璃幕墻 圍護，則其風載更大（W取值時，

13、將10min平均風速轉換為3s陣 風風速計算， 須采用結構玻璃滿足強度要求， 鋁合金龍骨滿足變 形要求。 三、結構設計方法 3.1 減輕自重。減小地震作用 采用高強輕質材料 (如全鋼結構、幕墻圍護、輕質隔斷等 ) ，減輕 結構自重，減小地震作用。 3.2 降低風作用水平力 3.2.1 減小迎風面積 正方形平面形式， 橫向迎風面最??； 如計算對角線方向的迎風面 寬，則圓形平面最?。辉诹⒚嫔线m當位置開洞泄風( 如上海環(huán)球 金融中心大廈圍 ) ，風力降低更直接。 3.2.2 降低風力形心 采用下大上小的立面體型， 既減小高風壓在高處的迎風面積， 又 降低風作用重心， 使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。

14、同時下大上 小的立面體型對建筑底部來說增大了抵抗矩， 提高了穩(wěn)定性， 如 巴黎的埃菲爾鐵塔。 3.2.3 選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀 體型系數(shù)從小到大可選用下列平面順序：圓形平面f正多邊形平 面f正方形平面，采用流線光滑的外形，避免凹凸多變的建筑形 式，減小整體和局部風壓的體型系數(shù)。 3.3 減少振動。耗散輸入能量 采用阻尼裝置或加大阻尼比， 減少振動影響， 如臺北國際金 融中心大廈。選用耗能、減振的結構體系，如采用偏心支撐的鋼 結構具有耗能的水平段，采用橡膠支座可以減振等。 34加強抗震措施 3.4.1 選用規(guī)則結構使建筑物具有明確的計算簡圖， 合理的地震作用傳遞途徑同。如采用圓形、正多

15、邊形、正方形等 平面形狀， 可以使整體結構具有多向同性， 避免強弱軸的抗力不 同和變形差異。 功能復雜的建筑常常是多種結構體系的綜合， 具 體設計時應注意以下問題。 (1) 結構平面形狀盡可能對稱。 由于地震作用的方向具有隨機性， 風作用雖有主導方向， 但最大值也具有隨機性， 因此選用具有對 稱性、多向同性布置的抗側力結構體系， 有利于形心和剛心的重 合。 (2) 豎向構件盡可能連續(xù)，避免抗側力構件的間斷，從而形成薄 弱層、薄弱部位，對抗震不利。 (3) 設置多道抗震防線，滿足“大震不倒”的抗震設防要求。 (4) 增加超靜定次數(shù)，增加重要構件的傳力線路，提高結構的抗 震能力。 贅余度的增多，

16、可以使結構有更多的部位有機會形成塑 性鉸，吸收更多的地震能量。 (5) 在滿足強度、剛度要求的前提下，選擇具有較好延性的結構 材料，增加總體變形能力，增加結構耗能。 (6) 建立整體屈服機制，避免失穩(wěn)破壞，并做到強柱弱梁、強剪 弱彎、強節(jié)點弱構件、強埋件弱連接設計；對容易失穩(wěn)的結構， 做到強支撐；對受彎構件，做到強壓弱拉等。 342 采用多個權威程序(如SATWETAT SAP200等)進行計算 比較，通過動力時程分析，驗證薄弱部位；對重要構件補充有限 元分析計算，從而使計算的結論更為完整，結果更為可靠。 3.4.3 進行小模型風洞試驗，獲取有關風載作用參數(shù)； 通過振動臺試驗，獲取有關地震作用

17、參數(shù)。 3.4.4 采用智能化設計，提高結構的可控性。應用傳感器、質量 驅動裝置、 可調剛度體系等和計算機共同組成主動控制體系， 提 供可變側向剛度，控制結構的地震反應等。 3.4.5 提高節(jié)點連接的可靠度， 如鋼結構節(jié)點的焊接處理， 鋼混 結構中型鋼、鋼板與混凝土的連接等。 3.5 超高建筑結構類型中的混合結構設計 3.5.1 混合結構的結構類型 (1) 鋼框架鋼筋混凝上核心筒 (內(nèi)外框梁為鋼梁 ) ； (2) 型鋼混凝土框架 鋼筋混凝土核心筒 ( 內(nèi)外框梁為鋼梁或型鋼 混凝上梁 ) ； (3) 圓鋼管 (矩型鋼管 )混凝土框架鋼筋混凝土核心筒； 上述三種混合結構類型，在超高層建筑結構設計中

18、均有采 用。從已建的工程來看，是后兩種居多。從現(xiàn)有國家相關設計規(guī) 程的規(guī)定， 上述三種結構類型的房屋適用高度， 當外框為鋼框架 時低于后兩種， 這主要是鋼框架的剛度要低于后兩種； 當外框為 框筒時， 三種結構類型的房屋適用高度基本相同。 這三種結構類 型從施工上講， 主要問題是型鋼混凝土柱的箍筋要穿越型鋼柱的 腹板；尤其采用型鋼混凝土梁， 粱的縱筋要穿越柱的腹板或焊接 在設置于型鋼柱翼緣的鋼牛腿上， 而型鋼柱的箍筋除穿越柱腹板 外還要穿越型鋼梁的腹板。總之，施工極不方便，這也就是在實 際工程上一般不采用型鋼混凝土梁而內(nèi)外框梁采用鋼梁的原因。 另外，三種結構類型的用鋼量也各不相同，如同處北京地區(qū)

19、且房 屋高度都在150n左右的國際貿(mào)易中心二期、 財富中心一期及東直 門交通樞紐雙塔分別外框是：鋼框架、型鋼混凝土框架、圓鋼管 混凝土框架，內(nèi)筒均是鋼筋混凝土核心筒。 其型鋼用鋼量分別約 為90kg/m2、65kg/m2、100kg/m2。顯然，它與全鋼結構相比，即使 加上鋼筋用量后總用鋼量也要低， 相應總的工程費用也低。同時， 由于混合結構的主要抗側構件是鋼筋混凝土核心筒，其抗側剛度 大于鋼支撐，這就是混合結構目前廣泛用于超高層建筑結構的主 要原因。 3.5.2型鋼混凝土和圓鋼管混凝土柱鋼骨含鋼率的控制 般設計中都是構造控制，目前國內(nèi)設計的技術規(guī)程有如下的規(guī) 定: (1)高層建筑混凝土結構技

20、術規(guī)程 的第11.3.5條中之4規(guī)定型 鋼含鋼率，當柱軸壓比大于0.4時， 不宜小于4%;當柱軸壓比小 于0.4時，不宜小于3%。 (2)型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程 (國家行業(yè)標準)的第6.2.4 條規(guī)定，柱受力型鋼的含鋼率不宜小于 4%,且不宜大于10 % (最 近的規(guī)程修改將改為15%)。 (3)鋼骨混凝土結構技術規(guī)程(冶金行業(yè)標準)的第6.1.3條規(guī) 定柱的鋼骨含鋼率，對于一二級抗震結構，不小于4%；對于特 一級抗震結構，不小于 6：且不大于 15。 4）高層建筑鋼混凝土混合結構設計規(guī)程的 6.3.1 條規(guī)定， 柱的鋼骨含鋼率，一級、二級、三級抗震等級，不應小于4 特一級抗震等級，不應小

21、于 6；且不大于 15。 四、高層建筑結構方案選擇的主要考慮因素 4.1 抗震設防烈度是超高層結構體系選用首要考慮因素之一 現(xiàn)在的抗規(guī)和高規(guī)中已明確規(guī)定，結構體系的選用 與抗震設防烈度相關。同時，從抗規(guī)和高規(guī)中規(guī)定的同 一結構體系，對于房屋高度超過100m的勺高層建筑，不同的抗震設 防烈度，房屋高度也是不相同的。很顯然，抗震設防烈度6度最 有利于建造超高層建筑， 抗震設防度 7度次之。 而抗震烈度 8度的 咼烈度區(qū)是不宜建造300m以上的超咼層建筑的。因為地震作用太 大，要滿足三個水準的設防性能目標，其結構構件截面尺寸大， 用材指標很高， ，并導致工程造價也相當高。如一座房屋高度為 150m的

22、框架.核心筒結構，抗震設防烈度 6度區(qū)是高規(guī)中的A 級高度房屋且為正常設計；而在抗震設防烈度 8度區(qū)是高規(guī) 中的B級高度房且高度還超限，需經(jīng)抗震設防專限審查批準后方 可進入正式設計。另外，在結構類型上，前者可采用鋼筋混凝土 結構，而后者則需采用混合結構。像這樣的工程實例，如中國中 元國際工程公司設計的重慶金融街金融中心和北京財富中心房 屋高度近同，結果如上所述。 4.2 超高層建筑方案，應受到結構方案的制約 建筑專業(yè)是民用建筑設計中的龍頭專業(yè)， 一個具有較強建筑 方案能力和有經(jīng)驗的建筑師， 每一建筑方案都應考慮到結構， 具 有結構方案的可實施性。 而對于超高層建筑方案更應首先就要考 慮結構方案

23、的可行性，否則不是一個合理的建筑方案。所以，國 外承擔超高層建筑設計的事務所提出的每一個方案都要經(jīng)過權 威的結構顧問認可。 對于我們國內(nèi)設計單位來說， 在建筑方案設 計時應有結構專業(yè)的參與和配合。 否則，有可能出現(xiàn)方案的大調 整。 4.3 超高層建筑結構體系中結構類型的選擇 4.3.1 擬建場地的巖土工程地質條件的影響。 一個擬建在基巖埋藏極淺場地上的超高層建筑， 具有采用天 然地基的條件。一般這樣的場地其建筑場地類別為I類或II類， 同時抗震設防烈度又低，故所采用的結構體系在高規(guī)規(guī)定的 房屋高度范圍內(nèi)， 則可優(yōu)先考慮采用鋼筋混凝土結構， 如我國的 重慶和青島地區(qū)。而對在第四紀土層上的抗震設防

24、烈度 7度或8 度區(qū)擬建的超高層建筑， 為降低地震作用， 結構選型應考慮采用 結構自重較輕的混合結構或鋼結構。 如在北京、 上海等地區(qū)就不 可能優(yōu)先考慮選用鋼筋混凝土結構。 4.3.2 抗震性能目標的影響。 前面所述超高層建筑結構設計都普遍存在結構超限， 即超出 我國現(xiàn)行抗規(guī)和高規(guī)的相關規(guī)定。一般抗震設計的性能 目標要求豎向構件承載力達到中震不屈服或剪力墻底部加強區(qū) 達到抗剪中震彈性，受彎及框架柱達到中震不屈服。顯然，抗震 設防烈度 7度區(qū)、特別是 8度區(qū)，鋼筋混凝土結構就很難或不可能 滿足這一要求。 所以，為減小結構自重在地震作用下產(chǎn)生的內(nèi)力， 應考慮選用混合結構或鋼結構， 這樣即可以基本由

25、型鋼承擔地震 作用產(chǎn)生的剪力和拉力。 否則， 采用全鋼筋混凝土的豎向構件則 會因截面計算配筋量太大， 導致鋼筋無法放置。 若增大構件截面 則結構自重加大， 地震作用產(chǎn)生的結構內(nèi)力也增大， 仍然會使得 截面配筋率很大，這在實際工程是無法實施的。 4.3.3 采用合理的結構類型，應考慮經(jīng)濟上的合理性。 通常從工程造價上比較， 鋼筋混凝土結構最低， 其次是混合結構， 最高則是全鋼結構。一般混合結構 ( 指型鋼混凝土柱、鋼梁、鋼 筋混凝土核心筒 ) 方案每平方米造價要高出鋼筋混凝土結構約 500元，而全鋼結構每平方米要高出約 1 000元以上。所以，超高 層結構方案的采用應考慮有利于降低工程造價。 另

26、外， 超高層建 筑結構中的豎向承重構件由于截面積大而會使建筑有效的使用 面積減小。采用型鋼混凝土柱或圓鋼管混凝土柱既可較大提高承 載能力，而且延性好，尤其是柱截面比鋼筋混凝土柱減小近 500 6。因此，增大了有效使用面積，這對于工程造價格較高的超 高層建筑來說經(jīng)濟效益得到了提高。 所以， 即使采用鋼筋混凝土 結構方案，為減小柱截面，也可在一定高度柱內(nèi)設置型鋼，這主 要是為了獲得較多的使用面積以提高經(jīng)濟效益。 采用型鋼混凝土 柱或圓鋼管混凝土柱、 內(nèi)外框鋼梁和內(nèi)設型鋼的鋼筋混凝土核心筒的這種混合結構， 現(xiàn)在普遍被用于超高層建筑結構。 因為此種 結構相對全鋼筋混凝土結構自重要小， 特別是還具較大的

27、結構剛 度，在地震作用下結構易于滿足設計要求， 同時具有良好的消防 防火性能，其綜合經(jīng)濟指標較好。當然，也有一定數(shù)量的超高層 建筑采用全鋼結構， 那是有其特殊原因， 像中央電視臺那樣的怪 異建筑它是無法用混合結構來實現(xiàn)的。對于北京抗震設防烈度 8 度這樣一種嚴重特別不規(guī)則結構， 要保證結構自身的穩(wěn)定性， 須結構自重輕、 材料強度高，特別是部分構件始終處在受拉狀態(tài)， 只有采用全鋼結構方可。它的用鋼量達400kg/m2是房屋結構 中最高的。因此，從結構上講它不是一個合理的結構。 4.3.4 施工的合理的影響 超高層建筑的房屋高度多在 150n以上，一般整棟樓面積多近 10 x104 m2或以上。眾

28、所周知，房屋高度愈高，施工難度愈大，施 工周期也愈長。 一般鋼筋混凝土結構高層建筑出地面以上的樓層 施工進度約每月 4層；混合結構 ( 型鋼混凝土框架 鋼筋混凝土核 心筒，內(nèi)外框梁為鋼梁)約每月5層6層；全鋼結構約每月7層。 顯然，不同結構類型，施工進度各不相同。因此，設計應根據(jù)不 同的房屋高度和業(yè)主對工程施工進度的要求， 綜合考慮以選擇合 理的結構類型。另外，由于超高層建筑施工周期長，從文明施工 運到現(xiàn)場 和盡量減少對城市環(huán)境的不良影響， 設計應考慮盡量減少現(xiàn)場混 凝土的澆搗量， 使部分結構構件能放在工廠加工制作， 即可安裝就位。 同時在樓蓋結構設計中考慮盡量做到減少模板作 業(yè)而采用帶鋼承板

29、的組合樓蓋， 這對于保證工程施工質量和加快 施工進度是極其有效的措施。 所以， 抗震設防烈度 7度以上地區(qū)、 房屋高度在150n以上超高層建筑結構，采用上述所說的混合結構 方案是合適的。 甚至在有條件時， 把型鋼混凝土柱改為鋼管混凝 土柱可使施工速度更快。如采用型鋼混凝土框架 （ 內(nèi)外框梁為鋼 梁） 鋼筋混凝土核心筒結構，它在施工出地面后，中央核心筒 可獨立采用滑模施工，且可先于鋼結構安裝5層6層，隨后進行 3層型鋼柱和鋼梁的安裝后，再進行型鋼混凝土柱支模和澆注混 凝土，接著鋪設樓層鋼承板和擲扎樓板鋼筋并澆注混凝土。 顯然， 采用鋼承板的組合樓蓋結構就基本沒有模板作業(yè)了。 采用這種結 構形式，

30、其施工速度無疑要快于鋼筋混凝土結構?？傊?，對于超 高層建筑結構選型除前面所說的因素外， 施工的合理性也是設計 要考慮的重要方面。 五、關于結構的抗側剛度問題 超高層建筑混合結構的鋼筋混凝土核心筒體是整個結構的 主要抗側構件， 所以簡體的墻厚尤其是外側墻厚， 主要是由抗側 剛度要求決定。 在高層或超高層建筑結構設計中， 對于框架一剪 力墻、框架核心筒或筒體結構 （包括鋼筋混凝土或混合結構 ） ， 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 對此類結構都有明確規(guī)定： 框 架均應承擔一定比例地震作用下產(chǎn)生的水平剪力。 這一規(guī)定充分 說明我們設計是采用雙重抗側體力系。 所以， 要求外框架或外框 筒承擔一定比例的水平剪

31、力，就要求具有一定抗側剛度。因此， 由于框 外框柱截面的確定除滿足承載力和軸壓比外， 其剛度在整體結構 剛度設計中應予以充分考慮。 在超高層建筑結構設計中， 架核心筒或筒中筒結構 （鋼筋混凝土或混合結構 ） 的結構抗側剛 度有時不能滿足變形要求， 需要利用避難層或設備層在外框或外 框筒周邊設置環(huán)狀桁架或同時設置水平伸臂桁架的加強層。 采用 這種桁架式的加強層可以減少結構剛度突變， 同時又使外框架或 外框筒與核心筒緊密連接成一體， 增大結構的抗側剛度， 滿足結 構的變形 （層間位移 ）要求。對于外框柱與筒體的剪力墻間設置的 水平伸臂桁架， 應使設置水平伸臂桁架處簡體的墻位與外框柱對 應一致， 水

32、平伸臂桁架平面應與簡體墻中心線重合， 方能形成結 構整體的抗側剛度。 在前述中的?？谀彻こ痰钠矫鏋殪俣沸蔚姆?案中，其外框柱與簡體剪力墻位互不對應。 如要設置水平伸臂桁 架就無法直接拉通相連， 這對于提高結構整體的抗側剛度將很不 明顯。因此，如需要設置則設計應在方案階段考慮調整。 六 超高層建筑結構的基礎設計 超高層建筑一般多設二層或更多層的地下室， 其基礎的埋置 深度均能滿足穩(wěn)定要求。 而對于基巖埋藏較淺無法建造多層地下 室不能滿足埋置深度要求的，則可設置嵌巖錨桿來滿足穩(wěn)定要 求。其基礎形式應據(jù)場地的巖土工程地質條件， 在滿足地基承載 力的同時也滿足沉降變形設計的要求。 一般當基底砌置在第四

33、紀 沖、洪積的黏性土層或海相沉積的土層時， 其地基承載力不能滿 足且地基剛度也不能滿足變形要求，因此，需采用樁基方案。而 房屋高度在150n左右且房屋樓層約40層左右的超高層建筑，當基 對于基底 底砌置在第四紀厚度較大且密實的砂、 卵石層時， 一般承載力特 征值和壓縮模量都很高， 則可考慮采用天然地基方案。 砌置在中風化或微風化的基巖上的情況，則無論房屋高度多大， 均為天然地基方案。 6.1 天然地基基礎。 上述兩種情況下的天然地基方案， 其基礎形式是各不相同的。 對于基底砌置在砂、卵石層的基礎，多是采用等厚板筏形基礎。 但也有工程采用箱形基礎， 主要利用作為消防水池，如155n高的 北京國貿(mào)

34、中心一期寫字樓工程。由于該工程有 3層地下室只是最 下1層是箱基，而其他 1層、2層不是，故總稱為箱筏聯(lián)合基礎。 等厚板筏基的板厚應具有較大的剛度， 以使基底壓力均勻分布以 及減小外框 （ 筒） 和內(nèi)筒的沉降變形差異， 通常設計的等厚板筏基 的板厚取外框和內(nèi)筒之間跨度的 14左右。而對于基底砌置在中 風化或微風化的基巖上， 由于基巖承載力特征值很高， 則外框柱 可采用獨立基礎， 內(nèi)筒可采用條形基礎或等厚板筏形基礎。 如重 慶地區(qū)某工程基底的中風化泥巖和中風化砂巖的承載力特征值 分別為2650kPa和10380kPa,就可按上述的基礎形式進行設計。 同時，由于中風化或微風化基巖剛度很大， 荷載作

35、用下沉降變形 甚微，所以地下室底板厚可按構造設置或按巖石裂隙水的水浮力 計算考慮。 在基巖上的獨立柱基礎， 一般為使施工開挖不破壞基 巖的整體性，多采用人工挖孔樁的開挖方式施工。 6.2 樁基礎設計。 超高層建筑的樁基礎， 由于基底壓力大， 要求的單樁豎向承 載力較高， 因此，均采用大直徑鉆孔灌注樁或有條件的工程場地 采用大直徑人工挖孔擴底灌注樁。 樁端持力層的選擇應考慮層厚 但不同的 較大和密實的砂、卵石層或中風化、微風化基巖，以減少樁端沉 降變形。 關于樁的布置總原則應集中布于柱下和墻下， 樁型布樁的結果是各不相同的。 如果設計采用的是端承樁或是摩 擦端承樁，由于單樁豎向承載力特征值很高，所需樁數(shù)要少，