高层建筑结构设计规范 高层建筑结构设计规范2019

超限高层建筑结构设计从入门到精通_高层建筑结构超限设计探讨

在高层建筑结构设计时，应该对超高、抗震、抗风、消防、规则性、嵌固端设置等问题进行充分认识，提前结合地质条件与基础条件对各个影响因素进行分析，不断进行优化设计，确保高层建筑结构本身的稳定性，提高使用寿命与质量。结构设计不是孤立存在的，而是与其他的设计相辅相承。结合目前经验所发现的问题进行优化，避免对质量造成影响。随着我国专家学者对高层建筑结构设计研究的不断深入，结构设计将更加完善，促进我国城市建设水平的提高。

摘 要 按我国的适用高度，从室外地面算起，凡超过了B级高度建筑180m的适用高度均被称为高层超限结构设计。本文针对建筑高层超限设计进行具体分析以及提出相应的措施与大家共同探讨。

高层建筑结构设计规范 高层建筑结构设计规范2019

高层建筑结构设计规范 高层建筑结构设计规范2019

一、高层建筑超限设计分析的主体因素

（一）基于性能的抗震设计能否满足抗震性能目标

小震作用一般采用规范规定的振型分解反应谱法或者弹性动力时程法对结构进行计算分析，中震一般采用弹性计算并采用结构构件的屈服判断分析法进行判断控制，大震采用静力弹塑性的Pushover推覆分析及动力弹塑性分析分别进行计算，以判断结构是否达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”各阶段相应的抗震目标。

（二）考虑可能的风载作用控制并验算风作用下舒适度

（三）根据高层超限结构构件和刚度需求分析温效应

由于高层竖向构件筒体、柱截面和刚度较大，不可避免要对现浇混凝土楼盖梁板沿水平方向的温变形产生较大的约束，从而各自产生相应的约束内力，称为水平温效应。实际设计中主要考虑由楼屋盖中面在施工和使用时与混凝土终凝时温度的值对结构所引起的附加内力。

（四）针对超限分析要考虑混凝土徐变收缩对结构的影响

徐变收缩是混凝土固有的特性，钢结构则不存在徐变收缩问题，混凝土随着作用在其上的压应力时间持续，将持续发生变形－徐变变形。一般来看。超限高层建筑由于竖向构件高度大，其徐变变形累计大，并通常伴随着收缩变形同时发生，这样两种变形的叠加，将使整个超高层建筑竖向构件后期非荷载直接引起的塑性变形达到一个量级，会接近甚至超过荷载直接引起的弹性变形而不容忽视，可能会对部分结构构件和非结构构件造成较大的不利影响，因此实践工程设计时要对混凝土徐变收缩的影响进行量化分析，评估其不利影响的程度，以判断是否需采取相应对策，以为建筑结构和非结构构件提供可靠的质量保证。

二、高层结构超限设计中主体问题的解决措施

采用基于性能的抗震设计方法，对结构是否达到小、中、大三个阶段的抗震性能目标进行量化分析判断，在考虑竖向荷载、风和小震的作用时，采用规范方法进行计算和设计，构件基本不超筋，则可基本保证结构构件处于弹性阶段，实现小震作用时结构“处于弹性，结构完好、无损伤”的阶段抗震性能水准。

对中震作用，采用弹性计算，选用中震的反应谱曲线，计算中荷载及材料的分项系数、抗震承载力调整系数均取1.0，不考虑作用的内力放大调整，并取材料的强度为标准值，当这时构件的作用组合效应不大于按强度标准值计算的抗震承载力，则可判断构件为中震不屈服。

竖向构件及与外框柱及内筒剪力墙面内相交的主要框架梁均不出现屈服，梁均不出现受剪屈服，在小震及屈服判别作用1时，所有梁不出现受弯屈服；在判别作用2及中震时，核心筒连梁仅出现程度较轻的屈服（主要表现为面筋配筋率略>2.5%），可判断为轻微的损伤；另，右侧的边框架梁在中震下也出现轻微屈服，经将梁宽度适当加大后，即可满足该梁中震不屈服。实际设计时，将按小震和中震两者的较大值对构件进行配筋，这样则能实现中震作用下结构“重要构件不屈服，其它构件部分允许受弯屈服，可修复使用”的第二阶段抗震性能水准。

对大震作用，则可以采用相应软件对结构进行静力弹塑性分析（Pushover）及用接口程序BEPTA进行模型的前处理和准备工作后通过分析软件对结构进行动力弹塑性分析。按弹塑性程序计算所反映的塑性发展程度来对构件以至整个结构进行相应的性能评价。

针对高层超限建筑结构特点，对工程进行超限设计时，除超限审查本身所要求的抗震方面的内容外，还应对风载作用、温效应、混凝土徐变收缩的影响、解决钢管柱与混凝土内筒间竖向压缩变形对框架梁产生过大附加内力的对应措施等进行分析，虽然这些因素并非抗震超限审查的必须内容，但确都属于高层超限结构能否真正实施所必须分析和解决的问题。

三、总结

当进行采用软件在施工模拟进行分析中，应综合考虑在施工阶段由主体结构去承受后加的恒载、活载、风载及等作用，计算中同时考虑混凝土与钢管混凝土徐变收3. 3 嵌固端设置缩的等影响的诸多因素，才能确保满足高层超限结构设计的要求。

参考文献：

[1]金辉.超限高层建筑结构设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，(8).

[2]王述超,张行,叶志雄等.超限高层建筑作用下的动力稳定性分析[J].振动与冲击,2009,28(4):149-152,172.

[3]陈玮.超限高层建筑结构设计实例分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，(8).

高层建筑结构设计问题和对策？

2）框剪结构的优点：整体性好、侧向刚度大，水平力作用下侧移小。剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大，横向刚度大，因此可以建造比框架结构更高、更多层数的建筑。一般在30m高度范围内都适用。

伴随经济的发展，高层建筑规模日益扩大，且功能也日益多元化。这就对建筑的结构设计有了更高要求，结构设计直接关系到建筑工程的整体质量，因此对这项工作必须给予高度重视。本文主要对当前高层建筑设计中存在的问题进行深入分析，并探讨相应的解决对策，以期为设计人员给予一定参考。

的房屋6层及6层以上就需要设置电梯，对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此的《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）。

高层建设结构设计特征及问题分析？

1）框架结构的优点：空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较提高抗震性；强制规定；灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构等。

我国经济的飞速发展与激烈化商业竞争，促使了高层建筑的出现和发展。随着高层建筑规模的不断扩大，建筑高度的不断增加，其结构体系越来越多样化，建筑功能及类型也越来越复杂，这就给高层建筑结构设计提出了新的饥遇与挑战。接下来我们就来了解一下高层建设结构设计特征及问题。

高层建筑结构设计常见问题与对策论文

高层建筑结构设计常见问题与对策论文

在高层建筑结构设计方面，我国起步较晚，近几年来，各大城市才不断出现了一些高层建筑，甚至超高层建筑，这些建筑的结构设计非常重要，决定着建筑的使用质量与寿命，业主的需求不断增加，也给设计人员提出了更多的要求。针对在高层建筑结构设计中的问题，需要进行一一解决，才能真正实现高质量建筑投入运行。

1 高层建筑结构设计特点

高层建筑结构设计中水平力是决定性因素。水平荷载在高层建筑结构中的稳定性贡献非常大。与普通建筑相似，高层建筑结构在竖向的荷载多以重力表示，但在水平荷载方面，高层建筑与普通建筑有着极大的不同，高层建筑的自重与荷载在竖向构件可以产生一定的轴力与弯矩，在建筑结构的稳定性方面起着决定性的作用。

在高层建筑结构设计中需要严格控制好侧移指标。当建筑的高度不断增加，水平荷载下的结构侧向移动将会不断被放大，对高层建筑的稳定性造成威胁，同时也会对人的生活舒适度造成一定的影响，所以需要保持侧移能够控制在一定的范围之内，这成为结构设计的核心元素。

高层建筑结构的设计对于抗震设计要求已经明显提高，随着近几年来现象不断频繁，任何一个等级的偏都有可能会造成稳定性破坏；当高层建筑的竖向荷载不断增大时，柱内的轴向，连续梁弯矩变化让支座处的负弯矩减小，从而对预制构件的下料长度造成影响。所以在高层建筑设计时需要注意轴向变形问题； 要通过一定的措施，确保建筑结构具有相当的延性，当高层建筑物遇到危险时，避免出现倒塌的问题，如果没有延性设计，将会对使用效率产生危害。

2 高层建筑结构设计原则

2. 1 合理计算简图

首先要保证计算简图合理，简图对结构有着决定性作用。为了确保计算简图的安全，需要采用相应的构造方法，除了要在钢与铰进行关注外，还需要不断减小计算误，把计算简图控制在一定的范围之内（ 见图 1 -2） .

2. 2 基础设计选择

其次，在进行基础设计时，要充分了解高层建筑所在的地质条件，另外对高层建筑的结构类型与荷载分布分析要全面，根据施工条件以及邻近相互影响进行综合考究，在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。基础方案中，地基的潜力将发挥的作用，需要提前进行地基检测。

2. 3 结构方案选择

合理的结构方案需要达到高层建筑结构设计的总体要求，并尽可能达到经济的目的。在相同的结构单元中，使用相同的结构体系，根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定结构选择，从而制定出方案。

3 高层建筑结构设计中的问题分析与改善方向

3. 1 建筑结构超高

一些城市为了进行评比，在楼宇的高度上不断进行更新，仿佛楼层越高，城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定，无论是多高的建筑物，都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题，建筑物规范将会进行限定，不断细化规则，与时俱进，这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题，在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题，不断进行论证，避免对工程的'造价与工期造成影响。

3. 2 短肢剪力墙的设置

随着我国高层建筑结构设计的不断深入，对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义，并对其使用进行了限制。短肢剪力墙主要是指建筑物墙肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情况，根据经验表明，在高层建筑结构设计中人尽可能使用些种结构墙，所以在建筑设计时，要尽可能地避免。

高层建筑的嵌固端在二层以上的地下室顶板上，同时也有可能会设计到人防顶板上，嵌固端设置时，结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测，比如楼板的设计、上下层的刚度要求等等，这些问题都有可能在后来的设计中做出更改，造成不必要的损失与安全隐患。

3. 4 结构规则性问题规则性问题

3. 5 消防结构设计

高层建筑结构本身的特点非常明显，它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂，需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料，这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率，更不易进行救火。高层建筑间空气流动强，风力非常大，如果发生高层火灾，救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时，把火灾线路设计成垂直形态，建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间，对人身财产安全造成了更大的延误。在消防结构设计中，也需要对排烟结构设计，这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟因此，同样规模的高层民用建筑，其要求不一样。为了便于针对不同建筑物在耐火等级、防火间距、防火分区、安全疏散、消防给水、防烟排烟、电气防火等方面分别提出不同的要求，以达到既保障各类高层建筑的消防安全，又能节约投资的目的，因此很有必要对高层民用建筑进行分类。气能够有效排出，避免在火灾发生时不利情况的蔓延。

3. 6 抗风结构设计

在高层建筑设计中，抗风性研究非常重要。在进行设计建造时，要注意抗风压性，对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加，结构本身对风起着扰动作用与阻隔作用，不利于风量的及时移动，在风速较大时，会对静止的高层建筑产生振动效果，从而造成一定的动力荷载力，将会对其稳定性造成威胁，甚至有可能会导致主体结构受到破坏，导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。

4 高层建筑结（2） 高层建筑由于应力增加，设备和装修水平必须提高，施工难度增大，因而造价必然大大高于多层建筑。因此，需要各专业设计人员密切合作使平面布局合理，提高使用系数，做到构造简洁，自重轻，便于安装，综合降低造价。构设计策略总结

在高层建筑结构设计时要注重设计原则，合理选择基础条件与结构设计方案，对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。

在消防结构设计方面，要设计合适的防火间距，对建筑物间的距离进行计算，根据地形条件设计合理的防火结构设计，增加疏散通道设计，采用分隔式进行设计，控制烟雾与火势的蔓延； 在抗震结构设计方面，要合理规划建筑结构的构件位置，发挥不同的构承载功能，对地基进行抗震设计，简化建筑平面，分割高度异，提高建筑物的刚率与强度，实现地基的稳固性，另外需要注重对剪力墙的设计，控制位移，对简体结构进行抗震设计，确保结构的完整性与对称性； 在抗风结构设计优化中，首先要进行基础设计，选择级配高的砂石，在结构义部使用抗拔锚杆，稳定地基，在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计，通过多种元素的综合，使用强粘弹性的阻尼材料，解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题，对受力高压区进行加固处理，计算建筑物的风荷载与承载力。

5 结语

参考文献

[1]张杰，崔伟平。 探究高层建筑结构设计的问题及解决措施[J]. 河南科技，2013（ 01） : 173.

[2]郭峰，梁利生。 高层建筑结构设计的问题及解决措施方案应用[J].科技传播，2013（ 13） : 135 -136.

[3]孙凯。 高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J]. 价值工程，2011（ 25） : 88 -89.

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下列关于现行《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）对高层钢结构房屋要求的表述，正确的是（　　）。

高层民用建筑包括居住建筑和公共建筑。

【】：C

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2016年版）第8.1.1条注1及表8.1.12、结构立体布置、第8.1.2条表8.1.2注，第8.1.5条、附录G.2.1、第8.1.2条表8.1.2注，分析如下：①采用框架结构时，甲、乙类建筑和高层的丙类建筑不应采用单跨框架，多层的丙类建筑不宜采用单跨框架；②钢结构房屋的结构类型和适用的高度应按规范规定。平面和竖向均不规则的钢结构，适用的高度宜适当降低；③钢结构房屋常用的结构类型有：框架、框架-中心支撑、框架-偏心支撑（延性墙板）、筒体（框筒、筒中筒、桁架筒、束筒，不包括混凝土筒）和巨型框架；④塔形建筑底部有大底盘时，高宽比可按大底盘以上计算。

高层建筑结构主要承受

3层以下可以砖混；

高层建筑结构主要承受竖向荷载、风荷载、作用。

按照牢固程度，砖混，框架，剪力墙；

资料扩展：

高层建筑是建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑。（建筑设计防火规范GB50016-2014（2018年版））。

在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m的建筑视为高层建筑。

《高规》（JGJ3-2010）1.0.2条规定10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。

公元前280年古埃及人建造了高100多米的港灯塔。523年在河南登封县建成高40米嵩岳寺塔。现代高层建筑兴起于美国，1883年在芝加哥建起幢高11层的家庭保险公司大楼，1931年在纽约建成高102层的帝国大厦。

在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）里规定：10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。

高层建筑结构设计问题和策略研究？

虽然风荷载作用并不属于抗震超限审查的必须项目，但基于高层超限结构工程的经验来看，由于高度较大的超高层周期较大，往往由风而不是起控制作用，故根据建筑结构周期的特点建议对超限设计分析时，加入风载的分析内容。具体分析指标时要分析其它一些受相邻超高层建筑物风扰影响的超高层建筑的风洞试验的结果，如根据超限结构工程可能会发生横风作用大于顺风而起控制的情况，应结合工程超限结构及体型特点，预估即使由横向风作用控制，比对应方向顺风作用的增大值会不会超出，在超限计算中，应对两个方向的风压值分别乘以1.3的放大系数进行相应的位移和强度计算，以此来考虑可能起控制的横向风作用和舒适度。

针对高层建筑结构的设计问题，采取实例分析的方法，做简单的论述，提出结构设计策略。从结构设计的角度来说，优化结构方案，运用计算简图，做好建筑功能性把控，避免传统设计常见的问题，能够获得不错的成效。文章结合具体研究进行分析。

在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定，现代建筑不宜采用不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏，不易估计，有可能会存在安全风险。但是在目前的高层建筑结构设计中，仍然会存在着这一问题，对建筑的整体质量造成了一定的影响。为了避免图纸在后续施工过程中进行变更，所以结构设计者要对结构设计中的规则性问题进行提前分析，遵守相关的规范规则，提高整体质量。

高层建筑结构平面布置，竖向布置的的基本原则是什么？应符合哪些要求

高层建筑 结构 超限设计 措施

1、平面布置

平面形状简单、规则、对称尽量使质心和钢心重合。

要求：

高层建筑不应采用不规则的结构布置，当由于使用功能与建筑的要求，结构平面布置不规则时，应将其分割成若干比较简单、规则的结构单元。对于区的抗震建筑，简单、规则、对称的原则尤参考资料来源：为重要。

结构竖向布置最基本的原则是规则、均匀。

规则，主要是指体型规则，若有变化，亦应是有规则的渐变。体型沿竖向的剧变，将使时某些变形特别集中，常常在该楼层因过大的变形而引起倒塌。

均匀是指上型、刚度、承载力及质量分布均匀，以及它们的变化均匀。结构宜设计成刚度下大上小，自下而上逐渐减小。下层刚度小，将使变形集中在下部，形成薄弱层，的会引起建筑的全面倒塌。

如果体型尺寸有变化，也应下大上小逐渐变化，不应发生过大的突变。上不楼层收进使得体型较小的情况经常发生，但是对于收进的尺寸应当限制。收进的部位越高，收进后的平面尺寸越小，高振型的影响明显加大。如果上部楼层外挑，造成“头重脚轻”的状况，将使扭转反映明显加大，竖向影响也明显变大。

扩展资料

高层建筑面临的综合问题主要有下面几点：

（1） 关于城市经济效益和环境效益问题，应遵照城市规划部门指定的地段和控制高度建造，而不能完全根据建筑本身的需要。

（3） 高层建筑最突出的是防火设计，各专业设计人员应严格遵守《高层建筑设计防火规范》的规定。

首先结构布置应满足建筑及机电设备功能要求；其次应根据模型计算，满足规范的各项指标，控制在合理范围内，做到安全、可靠、经济。

什么是高层建筑

高层民用建筑分类的依据

分类原在，旧规范规定：8层以下的建筑都被称为多层建筑。接近20层的称为中高层，30层左右接近100m称为高层建筑，而50层左右200m以上称为超高层。则：

由于高层民用建筑范围广、功能多，因此对高层民用建筑进行分类是一件比较复杂的工作。根据现行防火设计规范，我国对高层民用建筑主要从使用性质、火灾危险性大小、疏散和扑救的难度等方面来划分。如一类建筑中，有的同时具有上述几方面的因素，有的则具有较突出的一、二个方面因素。如医院皆列为一类，是由病人行动不便、疏散困难这一特点决定的。又如办公楼、科研楼，重要的划为一类；对于普通的，又根据高度不同分别划为一类和二类，这主要考虑高度增加后给疏散和扑救带来的难度。高层民用建筑包括居住建筑和公共建筑。

高层建筑结构的设计过程及相应内容

框剪结构整体性好、侧向刚度大，水平力作用下侧移小。一般在30m高度范围内都适用。但是不能提供大空间房屋且结构延性较。

设计过程：1. 同建筑师一起讨论初步设计，以便确定钢筋混凝土结构：具有强度高、取材、施工方便、经济耐用等特点被广泛应用于现在高层住宅楼。根据《建筑结构设计规范》要求，高层建筑结构，不仅需要抗压强度较高的材料，还要满足抗震要求、使用年限。钢筋与混凝土的结合体——钢筋混凝土结构，可以根据荷载要求，制作不同强度等级的混凝土构件，应用于不同的高度楼层。是一个完美方案。结构方案；2. 根据建筑师提供的条件图，建模，初设各构件截面尺寸，计算荷载值，进行荷载组合；3. 将形常数、载常数输入计算机进行承载能力极限计算、正常使用极限计算、必要时进行抗震验算。应采用至少另一个不同的软件核算主要部位；不必要电算的，进行手算；4. 按照确定的建筑物的抗震等级，用规范有关抗震措施及抗震构造措施来调整、修改、补充计算成果；5. 校对并处理与设备（水、电、暖、通等）有冲突之处，经院总工审定后完善设计雏形；6. 绘制结构施工图。