时间：2023-07-27 16:24:05
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇超高层结构设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：TU972+.9 文献标识码：A 文章编号：
工程概况
本工程是集办公、商业、住宅综合体于一体的大型综合性建筑群体。地上设6座高端写字楼及一座超高层住宅，相互之间设多层裙房相连。本工程的设计基准期为50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ～Ⅲ 类场地(安评报告取值)，特征周期0.42s(安评报告取值)，地面粗糙度为C类，风荷载作用下结构水平位移计算时基本风压为0.75kN/m2,承载力计算时取基本风压的1.1倍。采用钻（冲）孔灌注桩基础，选择微风化粗粒花岗岩为桩端持力层。
1、结构布置
1.1结构抗侧力体系。根据建筑物的总高度、抗震设防烈度、建筑的用途等情况，结构采用框架－核心筒结构体系。框架-核心筒体系分别由外框架与核心筒组成，共同构成多道设防的结构体系。
1.2结构平面布置。2层由于办公大堂的缘故有较大面积的楼板开洞和局部跨层柱现象（图1）。该楼建筑功能考虑到框架梁与核心筒相连处支座负筋较大且建筑功能对净高要求较大，本工程考虑采用梁端水平加腋的方法来提高梁的承载能力及满足建筑净高的要求。梁端水平加腋增加了节点核心区刚度/延性及耗能能力。水平加腋增大了梁与墙柱的交界面的面积，提高了梁的承载力，同时适当加大腋宽可以是塑性铰区由墙柱界面向与等截面梁相交的加腋处转移，有利于提高节点抗震性能。梁端水平加腋范围根据梁内力变化曲线确定。典型楼层结构平面布置图见图2。
图1 二层结构平面布置图图2典型楼层结构平面布置图
1.3材料及构件截面尺寸。混凝土强度等级：主要水平构件采用C30砼，主要竖向构件采用C40~C60砼。钢材：本工程型钢混凝土柱中型钢、加劲肋、柱脚底板采用Q345钢。
2、 超限情况及抗震性能设计
2.1 超限情况
本工程建筑物高175.1米，按照《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]JGJ3－2010第3.3.1条：框架－核心筒结构7度B级高度钢筋混凝土高层建筑适用的最大高度为180m；7度A级高度钢筋混凝土高层建筑适用的最大高度为130m，因此本工程属B级高度超限结构。
整体参数分析得出扭转位移比在1.2～1.5之间，属于扭转不规则。
综上，本工程存在1项不规则（扭转不规则），属B级高度的超限高层建筑。
2.2 抗震性能目标设计[2]
综合该楼的结构特点和超限内容，结构抗震性能目标选定为C级。
3、计算分析
3.1多遇地震弹性分析。采用SATWE和MIDAS BUILDING 两种三维空间结构分析程序按振型分解反应谱法进行抗震计算分析，整体计算结果见表1。
表1整体计算分析主要计算结果
通过计算数据分析，两种模型的位移和内力计算结果比较接近，整体参数等各项指标均满足规范要求。
3.2多遇地震弹性时程计算分析。本工程总共输入地震波为七组。各时程曲线计算所得基底总剪力均大于振型分解反应谱求得的基底总剪力的65%,七条时程曲线计算所得基底总剪力的平均值均大于振型分解反应谱求得基底总剪力的80%。根据弹性时程分析的各曲线显示，七条时程曲线计算所得各指标值均小于振型分解反应谱的相应值，因此规范反应谱的计算结果可以作为结构设计的依据。
3.3设防地震作用下弹性及不屈服计算分析。中震简要计算结果见表2。鉴于篇幅有限，各构件的中震弹性及中震不屈服验算本文从略。中震计算分析可以看出，墙、柱在中震作用下未出现屈服，部分楼层的个别连梁、框架梁的配筋需求比多遇地震作用下的需求要高，仅小部分连梁和框架梁出现屈服情况。基底总剪力水平也说明结构在中震下具有足够的刚度和承载能力。
表2中震计算简要结果
3.4罕遇地震动力弹塑性时程分析。在进行结构7度（0.1g）罕遇地震弹塑性分析时，采用符合规范要求的一条人工波和两条天然波，共三条地震记录，采用MIDAS BUILDING 的结构大师进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。
3.4.1结构整体反应指标。从层间位移角曲线看出X、Y向最大层间位移角为1/190和1/161，均小于层间弹塑性位移角规范限值的要求；大震作用下的最大基底剪力与小震基底剪力的比值均在4～5之间。说明结构在大震后还保持足够的刚度，满足规范“大震不倒”的抗震设防基本要求。
3.4.2结构构件的损伤状态性能分析
作为抗侧力第二道防线的框架柱，绝大部分处于弹性状态，顶部出现少量的弯曲开裂，底部裙房范围出现一部分弯曲开裂，数量总共为2.5%～2.8%，且不存在弯曲屈服和剪切破坏。
剪力墙在罕遇地震作用下，核心筒墙肢大部分处于弹性状态，进入屈服状态的主要为核心筒内小墙肢。各墙肢能满足抗剪截面要求，可以保证整片墙体不出现剪切破坏。 同时通过计算发现，结构底部损伤较严重，拟在底部加强区电梯井道位置增设剪力墙，增加对核心筒外墙的约束。根据罕遇地震作用下剪力墙钢筋竖向应力分布图（略）剪力墙混凝土竖向压应力处于弹性，剪力墙最大竖向压应力远小于混凝土抗压强度标准值，可确保混凝土不被压碎。剪力墙最大竖向压应力小于钢筋抗压强度标准值，局部墙肢存在拉力，但拉应力小于钢筋抗拉强度标准值，可确保钢筋不被拉坏。对于少量剪切屈服的墙肢经抗剪截面复核受剪截面控制参数K均不小于1，主要楼层剪力墙的受剪截面均满足要求。
大部分楼层连梁及框架梁梁端进入屈服状态。连梁普遍先于框架梁进入屈服状态，说明结构具有良好的耗能体系
4、抗震性能设计的构造及加强措施
本工程中框架柱和剪力墙核心筒是主要的抗侧力构件，所以应该提高关键部位墙肢的延性，使抗侧刚度和结构延性更好地匹配，达到有效地协同抗震。
4.1剪力墙墙肢轴压比控制按“高规”要求不大于0.5，同时底部加强区核心筒外筒结构大震分析情况，端部增设型钢混凝土暗柱。
4.2框架柱轴压比按“型钢混凝土组合结构技术规范”要求不大于0.70。
4.3底部加强区剪力墙抗震等级为一级，墙身水平和竖向分布筋配筋底部加强部位最小配筋率0.45％；约束边缘构件竖筋最小配筋率为1.2％，体积配箍率不小于1.8％，由于首层层高较大，为薄弱环节，故针对首层墙身水平和竖向分布筋最小配筋率0.60%。
4.4约束边缘构件上三层设为过渡层。
5、结论
本文介绍了深圳某超高层建筑结构设计的主要过程，围绕既定的性能目标进行针对性的分析计算。计算分析表明，各项指标均能实现既定的抗震性能目标。通过对薄弱构件和薄弱部位的加强，确保了结构抗震性能目标的实现。
参 考 文 献:
关键词：超高层建筑；结构设计；抗震
超高层建筑不仅可以为用户提供舒适的工作和生活环境，还可以很好地缓解大中城市由于人口增长带来的用地紧张的局面；同时，超高层建筑可以凭借其高度高、外形美观的特点而成为该地区的标志性建筑。现根据在超高层建筑结构设计中的实践，就超高层建筑的特点、结构方案选择的主导因素以及混合结构的设计等方面的内容与同行探讨。
1超高层建筑的特点
（1）超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证发生火灾时人员能够安全地疏散。由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼顾，设备层与避难层并做一层。而对于更高的有较多使用功能要求的超高层建筑，除每15层设一个避难层兼设备层以外，还需要设有专门的机电设备层。为提高结构的整体刚度，可以将设备层或是避难层设置为结构加强层。
（2）超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形，其长宽比多小于2。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。
（3）超高层建筑在基岩埋深较浅时，可选择天然地基作为基础持力层，采用筏基或者箱基，若基础持力层较深时，可采用桩基。较少采用复合地基。
（4）房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷载作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制应满足相关规范要求。
（5）超高层建筑结构设计一般都需要进行抗震设防专项审查，必要时还须在振动台上进行专门的模型震动试验，才能确保工程得到合理地设计和建造。
2超高层建筑结构方案确定的主导因素
2.1建筑方案应受到结构方案的制约
超高层建筑方案的设计与实施应有结构专业在方案阶段的密切配合，保证结构方案实施的可行性。另外，在与建筑方案设计的协调配合过程中，结构方案设计应力求做到有所创新，能获得良好的经济效益和社会效益。
2.2结构类型的选择应综合考虑
（1）应考虑拟建场地的岩土工程地质条件
一个拟建在基岩埋藏极浅场地上的超高层建筑，具有采用天然地基的条件。一般这样的场地其场地类别为Ⅰ类或Ⅱ类，在该地区抗震设防烈度较低的情形下，其所采用的结构体系可优先采用钢筋混凝土结构。而对于在第四纪土层上的抗震设防烈度为7度或8度区的超高层建筑，为降低地震作用，结构选型应考虑采用结构自重较轻的混合结构或钢结构。
（2）应考虑抗震性能目标
一般抗震设计的性能目标要求竖向构件承载能力较高，达到中震不屈服；剪力墙底部加强区达到抗剪中震弹性。显然，在抗震设防烈度7度区，尤其是8度区，钢筋混凝土结构就很难满足这一条件。所以，为减小结构构件在地震作用下产生的内力，应优先考虑选用混合结构或钢结构，这样可以基本由型钢承担地震作用下产生的构件剪力和拉力。若是采用全钢筋混凝土结构，竖向构件则会因截面计算配筋量太大，导致钢筋无法放置；单纯增大构件截面则会使结构自重加大，同时地震作用产生的结构内力也会相应增加，截面配筋率仍得不到很好控制。
（3）应考虑经济上的合理性
通常从工程造价上比较，钢筋混凝土结构最低，其次是混合结构，最高则是全钢结构。所以，超高层结构方案的选用应着重考虑工程造价的合理控制。另外，超高层建筑中的竖向承重构件由于截面积大而会使建筑有效的使用面积减小。采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱作为主要承重构件可较大提高主体结构的承载能力，而且使整个结构有较好的延性，柱截面比单纯采用钢筋混凝土柱减小近50%，增大了建筑有效使用面积。即使采用钢筋混凝土结构方案，为减小柱截面，也可在一定标高框架柱内设置型钢，可获得较好的经济效益。
外框架采用型钢混凝土柱或圆钢管混凝土柱，混凝土核心筒构件内设型钢；类似于这种混合结构，正普遍运用于超高层建筑结构设计。此种结构相对全钢筋混凝土结构自重要小，尤其具有较大的结构刚度和延性，在高烈度地震作用下易于满足设计要求，同时具有良好的消防防火性能，其综合经济指标较好。
（4）应考虑施工的合理性
众所周知，房屋高度愈高，施工难度愈大，施工周期也愈长。一般钢筋混凝土结构高层建筑出地面以上的楼层施工进度约每月4层；混合结构（型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒，内外框梁为钢梁）约每月5层～6层；全钢结构约每月7层。因此，在结构设计当中，应根据不同的房屋高度和业主对工程施工进度的要求，综合考虑选择合理的结构类型。
另外，由于超高层建筑施工周期长，从文明施工和尽量减少对城市环境不良影响的角度考虑，应尽量减少现场混凝土的浇捣量，使部分结构构件能放在工厂加工制作，运到现场即可安装就位。同时在楼盖结构设计中考虑尽量减少模板作业，采用带钢承板的组合楼盖，这对于保证工程施工质量和加快施工进度是极其有效的措施。
3.超高建筑结构类型中的混合结构设计
3.1型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制
一般设计中，混合结构构件的钢骨含钢率中都是由构造控制，目前国内相关的设计规范和技术规程的规定各不相同，但有一个共同点是框柱中钢骨的含钢率不宜小于4%，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。在混合结构设计过程当中，设计者可根据计算结果来设计柱纵筋和箍筋，并设置大于4%的含钢率的型钢截面即可。
3.2钢筋混凝土核心筒的型钢柱的设置
在地震作用或风荷载作用下，钢筋混凝土核心筒一般要承受85%以上的水平剪力；同时筒体外墙还要承受近楼层面积一半的竖向荷载。所以，在筒体外墙内设置型钢柱既可保证筒体与型钢混凝土外框柱有相同的延性，还可以减小两者之间竖向变形差异。同时，筒体墙内设置型钢柱，可使剪力墙开裂后承载力下降幅度不大。尤其在抗震设防的高烈度区，剪力墙底部加强区的抗震性能目标要按中震弹性或中震不屈服设计，其地震作用下剪力、弯矩很大，更需在墙体内设置型钢柱。否则，内筒边缘构件配筋面积太大，增加了设计和施工的难度。通过设置型钢柱，可取代边缘构件内的纵筋。
3.3关于结构的抗侧刚度问题
超高层建筑混合结构的钢筋混凝土核心筒体是整个结构的主要抗侧构件，所以筒体的墙厚尤其是外侧墙厚，主要是由抗侧刚度要求决定。因此，外框柱截面的设计除满足承载力和轴压比要求外，其刚度在整体结构刚度设计中应予以充分考虑。
在超高层建筑结构设计中，由于框架-核心筒或筒中筒结构（钢筋混凝土或混合结构）的结构抗侧刚度有时不能满足变形要求，需要利用避难层或设备层在外框或外框筒周边设置环状桁架或同时设置水平伸臂桁架。采用这种桁架式的加强层可使外框架或外框筒与核心筒紧密连接成一体，增大结构的抗侧刚度和扭转刚度，满足结构的变形（层间位移）要求。对于外框柱与筒体的剪力墙间设置的水平伸臂桁架，应使设置水平伸臂桁架处筒体的墙定位与外框柱相对应，水平伸臂桁架平面应与内筒体墙刚心和重心重合，方能形成较好的结构整体抗侧刚度。
4结语
结构设计是基于建筑的表现，以实现建筑优美的外观和良好的内部空间。因此在设计过程当中需要建筑表现和结构方案的完美统一，这就必须依靠建筑师与结构工程师在整个设计过程中相互密切配合，综合考虑结构总体系与结构分体系之间的传力路线关系，并充分考虑结构材料选用、施工的可行性和经济性，避免施工图设计中产生不合理的结构受力体系。
参考文献：
关键词：复杂高层；超高层建筑；结构设计要点
1前言
由于复杂高层与超高层建筑建设难度相对较大，为保证人们居住的安全性，相关建筑结构设计人员就应该以提高建筑结构安全性为主要目标，找出更有利于高层建筑建设的结构设计措施，从而在促进建筑行业发展的同时，保证复杂高层与超高层建筑建设能够具有合理性、抗震性，提高人们居住的舒适度与安全性。
2高层建筑整体结构设计特点
高层建筑整体结构设计特点主要体现在以下几方面：一是由于高层建筑相对较高，建筑水平荷载对建筑整体会产生一定的竖向轴应力，并在水平上受到自然灾害、风力等因素影响。因此在设计高层建筑整体结构时，除需要考虑到建筑竖向荷载外，也应该深入考虑到建筑水平荷载。二是由于高层建筑顶部压力相对较大，建筑在后期使用过程中，会出现轴向变形的问题，从而影响建筑梁弯距。因此为了保证高层建筑整体安全性，在结构设计时就应该加强对建筑梁弯矩的重视，避免发生高层建筑轴向变形问题[1]。三是对高层建筑整体抗震性的要求。高层建筑在设计过程中应该重视其结构延性，保证高层建筑能够更好的抵抗地震灾害，从而保证居住人们的生命安全。
3复杂高层与超高层建筑结构设计要点
3.1提高对建筑结构设计的重视，优化结构设计方案
复杂高层与超高层建筑结构设计方案直接决定了建筑结构后期应用的安全性。基于此，在进行结构设计时，相关人员就应该提高对建筑结构设计的重视，从而能够结合建筑工程周围实际情况，优化已经研制出的结构设计方案。首先，复杂高层与超高层建筑结构设计人员应该重视概念设计，在前期设计阶段需要坚持结构设计规则性、整体均衡性等原则，保证建筑结构各个部分都能够发挥出更有力的支持作用；其次，在完善复杂高层与超高层建筑结构设计时，结构设计人员应该加强与工程施工人员的沟通，从而在外观效果、施工效果的角度上实现对建筑结构设计方案的优化，避免建筑结构出现后期转换的问题[2]。最后，由于计算机技术在结构设计过程中发挥了重要的作用，因此相关人员还应该积极采取有效的计算机软件，实现对结构设计方案更科学的优化。
3.2深入分析建筑结构设计指标，提高结构设计的合理性
建筑结构设计指标不仅是复杂高层与超高层建筑结构设计人员应该遵循的指标，也是保证复杂高层与超高层建筑结构设计合理性的重要因素。因此在设计建筑结构时，相关人员就应该加强对以下几点内容的重视，从而提高复杂高层与超高层建筑结构设计的合理性。一是地震荷载指标：在研究人员的深入分析下，发现超高层建筑结构自震周期在6秒至9秒之间，因此在地震荷载指标的影响下，建议复杂高层与超高层建筑结构设计中直线倾斜下降时间控制在十秒左右。同时在分析该项技术指标时，也要全面结合建筑周围的实际情况，从而保证评估结果能够满足建筑结构合理性的要求；二是风荷载指标：由于复杂高层与超高层建筑主要会受到地震以及风力的影响，因此相关人员还应该遵照当前所提出的风荷载指标对建筑结构设计进行全面评估，从而实现对建筑变形的控制，提高建筑居住的安全性。
3.3根据相关建筑结构设计规范，保证结构设计的抗震性
由于建筑结构直接影响着人们的生命安全，因此在建筑行业快速发展的背景下，国家制定了科学、合理的建筑结构设计规范。针对复杂高层与超高层建筑提出的设计规范，有以下两种：《高层建筑混凝土结构技术规程》和《高层建筑抗震规程》。要想保证复杂高层与超高层建筑结构设计更加合理，能够更好的满足建筑抗震性要求，相关人员在设计复杂高层与超高层建筑时，就要严格按照相关建筑结构设计规范进行设计工作。同时也要全面考虑到当前建筑项目所处的外部环境、需求的抗震类别以及施工条件，以保证复杂高层与超高层建筑结构设计抗震能力为建设目标。在按照相关规范设计后，利用相关分析方法对复杂高层与超高层建筑进行结构抗震性的深入分析。
3.4重视后期居住的舒适性，保证建筑结构设计的科学性
在复杂高层与超高层建筑结构设计中，除需要重视上述设计要点外，还需要考虑到后期人们居住的舒适性。一方面，这是当今社会人们生活水平提高后对建筑结构提出的要求，另一方面，也是复杂高层与超高层建筑必须达到的建设目标。由于复杂高层与超高层建筑竖向荷载相对较大，因此在前期施工以及后期居住中，都会出现一定的压缩变形问题[3]。基于此，为了保证后期人们能够居住的更加舒适，在进行建筑结构设计及施工过程中，就应该积极采取预变形技术，并通过计算机软件进行详细的模拟演练，从而保证建筑结构设计能够更加科学合理，更好的满足人们居住要求。
4总结
综上所述，相关结构设计人员在设计复杂高层与超高层建筑时，要深入分析建筑结构设计指标、相关建筑结构设计规范以及居住的舒适程度，从而保证设计人员能够设计出结构更加合理、抗震性能更高、科学性更高的复杂高层与超高层建筑结构方案，保证复杂高层与超高层建筑使用寿命与安全性，为人们居住、工作提供更安全的环境。
参考文献：
[1]刘国荣.试论超高层建筑结构的抗震性设计[J].中国新技术新产品,2015(11):118.
[2]关伟,于连友,贾国熠.关于超高层建筑的相关结构设计讨论[J].门窗,2013(2):215～216.
关键词：超高层；复杂高层；建筑结构；设计要点
1超高层及复杂高层建筑结构设计的要求
（1）科学分析构造。在设计超高层及复杂高层建筑结构过程中，设计人员需要对建筑的整体构造进行合理设计，严格遵循实用性与稳定性的原则，对结构设计细节加以高度重视，加固设计部分应力符合集中的部位。同时设计人员需要综合分析外界的环境因素，如风向风力、温度变化等，以免建筑物出现形变和侧移等问题，确保构造的稳定性[1]。此外，设计人员需要准确把握建筑材料的性能，尤其是材料的形变能力和延展性，以便因材料质量问题而影响建筑构造的使用性能。（2）优选结构方案。结构方案的选择是超高层及复杂高层建筑建设的前提与基础，因此设计人员需要以工程实际情况为依据，科学确定结构方案，在确保结构安全稳定的基础上，协调好建筑成本投入及结构优化之间的关系。同时构建系统科学的评价方案，在评价体系中纳入相关的评价标准，如自然因素、施工工艺、工程材料和设计要求等，然后分析和对比超高层及复杂高层建筑的结构设计方案，优选出最佳方案，保证工程的有序实施。（3）完善计算简图。在结构设计环节，计算简图的目的就是为方案的选择提供数据支撑，达到结构精细化分析的目的。由于计算简图的完善与否直接关系到结构设计的科学合理，因此在实际工作中，设计人员应体现出计算简图的全面性与直观性特征，对结构简图的绘制误差进行科学控制，以便获得关键性的内容，真实准确反映出工程的结构信息，便于工程的顺利开展。
2超高层及复杂高层建筑结构设计的要点
超高层及复杂高层建筑结构设计的要点具体表现为以下几方面：（1）注重概念设计。在超高层及复杂高层建筑的结构设计中，需要高度注重概念设计，适当提高结构的均匀性、完整性、规则性，保证结构抗侧力与竖向的传力路径相对直接与清晰；同时在设计中适当融合节能和环保的理念，构建切实可行的耗能机制，关注材料与结构的利用率，保证结构受力的完整性。（2）加强抗震设计。抗震设计保证超高层及复杂高层建筑安全性的前提与基础，要想做好抗震设计应做好如下几点：①关注抗震结构设计的方法和质量。由于地震作用方向的随机性强，对地震荷载进行准确计算后，需要从构件与结构等方面出发，科学选用抗侧力结构体系，使刚心与形心相重合，提高结构安全性能[2]。②认真考虑抗震设防烈度。抗震设防烈度是建筑结构设计的重要内容，在烈度设计中应以建筑物最大承受强度大小为主，以此增强建筑物的安全性与经济性，有效减少建设误差，保证人们的生命财产安全。③科学选择建材。抗震设计材料应具备材质均匀、高强轻质等特点，并且构件连接应有良好的延性、连续性、整体性，这样才能有效消耗地震的能力，降低地震反应，减少因地震造成的损失。④加强构件强度。为了增强超高层及复杂高层建筑结构的抗变形能力和抗震性能，可以选择强度较大的结构，如钢结构、型钢混凝土结构、混凝土结构等。（3）合理选择结构抗侧力体系。要想保证建筑的安全性，必须要对结构抗侧力体系进行科学选择，但是在选择过程中需要注意几点：①在实际设计环节，应该高度重视相关结构抗侧力构件的联系，使其形成统一和完整的整体。②如果建筑结构中涉及诸多抗侧力结构体系，则需要对其进行认真分析，科学评判其贡献程度，对其效用进行详细考察[3]。③从建筑物实际高度出发，对所学的结构体系进行确定，如建筑物高度不超过100m，框架剪力墙、框架、剪力墙为最佳体系构成；高度保持在100~200m的范围内，剪力墙和框架核心筒为最佳体系构成；盖度在200~300m的范围内，框架核心筒和和框架核心筒伸臂为最佳体系构成；高度低于600m时，衔架、斜撑、组合体、筒中筒伸臂、巨型框架为最佳体系构成。
3结束语
在超高层及复杂高层建筑结构设计过程中，需要对其设计要点进行准确掌握，从施工过程、抗震设防烈度和结构方案等方面处罚，做到科学分析构造、优选结构方案、完善计算简图，并加强抗震设计，注重概念设计，合理选择结构抗侧力体系。这样才能提高材料的利用率，保证建筑结构的稳固性和安全性，增强建筑的整体质量和使用性能，达到良好的设计效果。
参考文献
[1]吴荣德，李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].住宅与房地产，2015，28：40.
[2]胡先林.试论复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建材与装饰，2016，10：124~125.
关键词：高层建筑；隔震技术；耐震建筑物
中图分类号： TU208.3 文献标识码：A
1 地震这一自然灾害的破坏性极强，而我国的地理位置又处于环太平洋地震带附近，所以国内的建筑物必定要具有很强的防震性。以往我国建筑商主要在建筑物的强度和韧性方面下功夫来增强建筑物的耐震性。在吸取世界其他常受地震灾害的国家的震后教训后，我国也吸收了世界建筑业的新型耐震技术——隔震技术和消能技术。这两种技术现在在建筑防震领域发挥了很大的作用。尤其是我国在2008年的四川汶川大地震后，这两种防震技术更是被广泛的运用。
1.1 耐震建筑物
通常我们在设计建筑物之前要充分考虑建筑物的耐震性能。要保证建筑物的主体可以承受中小程度的地震强度，允许建筑物在承受地震时发生塑性变形，而韧性需求不得超过容许韧性容量，并且充分假设最大地震强度时建筑物的最大韧性以将地震的破坏能力降到最低。
1.1.1 中小度地震：这里提到的中小度地震是指地震的重现期为30年，并且在50年之内的地震强度不可能大于此地震强度的可能性仅在百分之二十左右的地震。由于此类地震的发生频率较高，所以要求房屋在筑造的过程中必须有相应的防震措施，以保证房屋在地震时其韧性可以达到地震摇晃所带来的力量。一旦房屋在地震中受到破坏，想要对之进行震后修复就比较困难，这不仅会带来很大的经济损失还会对人民的安全生活带来极大的威胁，就高韧性容量的建筑物而言其耐震设计会受其影响。
1.1.2 设计地震：是指地震的重现期为475年，而在五十年内地震强度超过它的可能性仅为百分之十左右。建筑物在受到此类地震强度的影响下只允许产生轻微破坏以保证不会带来人民的生命和财产威胁。而那些建筑意义非同一般的建筑物，回归期更长。若要保持房屋在此类地震强度影响下能够保持房屋构造的基本结构不受影响，可以采取一些措施以增加房屋的韧性，如在筑造房屋时，在某些指定位置加入塑铰，这是一个既经济又实用的方法，加入的塑铰可以再地震过程中大大缓解地震时带来的破坏力量。只有将房屋的韧性严格控制在房屋允许的韧性范围内才能保证房屋在遭遇地震时不会受到极其严重的破坏。
1.2 隔震建筑物
在基面增加了隔震层的建筑物成为隔震建筑物。它的工作特征是利用很多隔震零件加长建筑物的周期来减小发生地震时的破坏力度。伴随着周期的加长，房屋的位移数也会增长，因此再配合消能组件，提高系统的阻尼比，进而降低位移量。施工中最为流行的隔震组件是lrb，这个组件中添加了铅心，其作用是消能，依靠靠橡胶层受水平剪力作用时具有低劲度来拉长周期。Lrb的使用期限很长，而且性能持久，它的工作能力强，尤其是在消能方面可以进行多次工作。
隔震层的上层结构硬于隔震层是各镇建筑物的另一个特征。所以，由于软硬程度的区别，当建筑物遭遇地震的破坏时，上层建筑会因其质地硬而变位量小于质地软的隔震层。故我们有时把上部结构视为刚体。
1.3 消能建筑物
所谓效能建筑物就是利用对建筑物添加阻尼器来进行消能的建筑物。消能组件概分为位移型、速度型与其它型式。位移型消能组件显现刚塑性、双线性或三线性迟滞行为，且其反应需与速度及激振频率无关。速度型消能组件因不同的阻尼比、劲度及材料可分为：包含固态与液态之黏弹性组件及液态黏滞性组件。第三类则含括所有不属于位移型与速度型的消能组件。
2 世界各国隔震建筑物发展现况
目前，随着人们对地震的了解愈加深刻，各国人民普遍认识到隔震技术是一种有效的防震减灾的技术。各式各样的隔震建筑物被建造，而且隔震建筑物的结构格式日趋多样化，这些带有新技术的隔震建筑物在历经多级大地震后凸显了它们的隔震减灾性能，得到了人们的认定。
3 耐震建筑与隔震建筑造价比较
日本实验者做了大量的数据采集工作，结果表明：在高度为25米以下的建筑物造价比较中，隔震建筑物约为耐震建筑物的105%-109%；在高度为25米至31米的建筑物造价比较中，隔震建筑物约为耐震建筑物的102%-104%；但是，在高度为31米以上的建筑物时，隔震建筑物的造价就相对而言比较低了，是耐震建筑物的99%-103%左右。此外，我们还对结构造价进行比较，数据显示，在所有的防震建筑物中，由于办公室约为总建筑费用的百分之十八；旅馆约占总建筑费用的百分之十三；医院则仅占总费用的百分之八。总结而言，建筑意义愈大愈应使用隔震建筑技术。
4 隔震建筑新趋势
高层与超高层隔震建筑物，目前日本最高隔震建筑物为位于大阪城之西梅田超高层计划，地下1层，地上50层，屋突2层，基础隔震，楼高177.4m，高宽比5.8：1，隔震型式有滑动支承，积层橡胶垫，及u型钢板消能器+fluid damper。
5 超高层隔震建筑物设计技术
超高层隔震建筑物设计技术主要需要考虑以下因素：
5.1 长周期建筑物之隔震效果
隔震技术最明显的技术优势是可以延长建筑物基本振动周期。但一般情况下的振动周期大于三秒， 即使延长至五秒甚至超过五秒，两者加速度反应相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反应，则有其贡献。
5.2 倾覆作用造成隔震组件受拉力
隔震组件必须具有很强的耐拉性。
5.3 风力作用
在地震级别小或者风的作用下，建筑物的隔震组件能否继续保持其原有性能还需要日后继续研究。
结语
我国也是世界上多地震的国家之一，百分之七十八的国土面积都需要进行抗震设防，而隔震技术则是一种经济有效的防震减灾技术。虽然，它的体制还西药进一步健全，但由其原理名了、结构简单、造价低等技术优势，必然会在日后得到长足的发展，但就现有技术水平还未能达到可以安全面对最大等级的地震水平，所以，就目前情况而言，我们更要对人们的生命财产负责，采取更为保守的作为。
参考文献
关键词：超高层建筑；建筑结构；结构设计
1 超高层建筑
1.1 高层建筑，超过一定高度和层数的多层建筑。世界各国对高层建筑的高度和层数界限的规定并不一致。在中国，旧规范规定：1）8层以上的建筑都被称为高层建筑，而目前，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。
2）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。3）1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4 类：第 1 类为 9～16 层（最高 50m），第2 类为 17～25 层（最高 75m），第 3 类为 26～40 层（最高 100m），第 4类为40 层以上（高于 100m）。4）中国的房屋 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，因此中国的《民用建筑设计通则》（GB 50352-2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）将10 层及 10 层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。由于超高层建筑安全性差，所以较少见。
1.2 超高层建筑由于其体型巨大，功能复杂，容纳人员众多，投资十分庞大。通常由于它特殊的地位，成为一个地区的地标式建筑。近年，对这类建筑物称之为科技的集中体现，综合国力的象征，城市的标志等等，都是恰当的。其本身确实是体现了多方面的物质成就。
1.3 它要耗费大量的人力、物力、财力。金茂大厦的每平方米造价大体上要 20000 元人民币，每天的正常运行费用约需上百万元人民币。
所以，超高层建筑的建设和维护要耗费大量财富。
2 建筑结构
2.1 超限高层建筑的类型主要有大底盘、大裙房、多塔楼建筑带有外挑、悬挑层的建筑。
2.2 超限高层建筑经常采用的结构体系有钢筋混凝土框架-核心筒结构，它的整体性、抗侧刚度好，一般采用以上混凝土钢框架结构，具有自重轻、断面小、承载力大的优势外密柱结构。
2.3 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号 SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号 S 或 SS）。
2.4 建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的。
2.5 而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。
2.6 选用适当的计算简结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2.7基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。
2.8 基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。
3 结构设计
3.1 基于混凝土转换结构的上述特点，在确定施工方案时应重点考虑以下几个方面的问题：1）转换板的自重、施工荷载以及所承受的上部结构荷载往往非常大，所以应选择合理、可行的模板支撑方案，并根据转换板的结构特点进行模板支撑体系的设计。2）下部楼盖难以直接承受施工荷载，必须采取措施解决荷载的安全传递问题。3）对于大体积混凝土转换板，施工时应考虑采取减小混凝土温度差值、温度变化以及混凝土收缩徐变的措施，防止新浇混凝土产生温度裂缝和收缩裂缝。4）转换板承受的荷载很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定。应及时做好转换板施工期间板的变形、混凝土施工温度的监测，及时掌握各种对施工质量不利的情况，并及时采取措施进行预防和纠正。
3.2 随着高层建筑的迅速发展，结构理论和建筑技术也不断得到提高，高层建筑结构形式也开始趋于多样化发展，其表现形式也是多种多样，但是也随之出现了很多在高层建筑设计方面的问题。在作为城市风景线的同时，高层建筑还面临着如何搞好高层建筑设计的问题，如何多方面实现高层建筑设计的完善是目前高层建筑设计所追求的主要理念。
3.3 在实际的建筑设计过程中，高层建筑设计中的塔楼部分虽然在设计上没有很大的变化余地，但是在高层建筑的底层部分可以通过一些巧妙的处理来实现对空间形式上的丰富，在实际的建筑设计中一般都是采用底层架空和入口缩进的处理方法。
4 超高层建筑结构设计的关键点
4.1 构造设计要合理
在对超高层建筑物进行设计时，必须保证构造的设计谨慎并合理，重点要注意对一些薄弱的部位进行加强，避免出现薄弱层，充分考虑到温度应力对建筑物的影响以及建筑物的抗震能力，注意构件的延性以及钢筋的锚固长度，在对平面和立面进行布置时要确保平整均匀。
4.2 计算简图要合适
计算简图是对建筑物结构进行计算的基础，它直接关系到超高层建筑的结构安全。为了保证结构的安全性，我们必须从计算简图抓起，慎重研究，合理选择，对于存在于计算简图中的误差，要保证其值控制在技术规程允许的范围内。
4.3 结构方案选择要合理
建筑方案的合理性取决于结构方案是否合理，因此，在选择结构方案时不但要充分考虑到经济因素，还要充分考虑方案的结构形式和结构体系，同时能够充分结合设计要求、材料、施工以及自然因素等来确定结构方案，确保结构方案的合理性。
4.4 基础方案选择要合理
在进行基础方案的设计中，设计师要考虑到载荷的分布情况，工程所在的自然因素、地质条件，施工方的施工条件，周围建筑物对所设计建筑物造成的影响等各方面因素，以此来确保基础方案的选择既经济又合理，达到最优效果。
5 结束语
近些年来，我国的高层建筑建设发展迅速。但从设计质量方面来看，并不理想。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。
参考文献
【关键词】抗震性能要求；层间位移角；扭转位移比；抗侧刚度比；楼层层间受剪承载力
1 工程概况
本项目位于广州市珠江新城,占地12335平方米。基地成一狭长L形，总建筑面积158155m2，地下四层，地面以上由三栋超高层办公塔楼组成,本文介绍的是1#楼，地上共36层，总高156.8米。
2 结构总体设计与选型:
设计时采用安评报告提供的数据，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度=0.10g，塔楼属B级高度高层建筑，高宽比为7.13；结构类型为框架-筒体（X向置中，Y向偏置）剪力墙结构，相应的框架为一级，剪力墙为一级，地下室：塔楼相关范围内的，地下一层抗震等级同上部塔楼；地下二层～地下四层竖向构件的抗震等级降低一级，框架梁的抗震等级为三级。首层夹层以及顶部三层为仅有框架梁，无楼板的架空层；标准层板厚一般为h=110mm，剪力墙筒体及开洞位置的楼板厚度取140mm。主要框架梁尺寸为500x800～700x800，主要柱截面尺寸为1200x2600～900x1400，剪力墙厚600～300mm。 标准层结构图
3 抗震性能要求
针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标如下表，利用这些指标能更合理的判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。在考虑竖向荷载、风和小震的作用时，采用SATWE程序按规范方法进行计算和设计，则可保证结构构件处于弹性阶段；对中震作用，采用SATWE程序进行中震不屈服计算，选用中震的地震反应谱曲线，计算中荷载分项系数取1.0，材料强度取标准值，不考虑地震作用的内力调整，当构件的地震作用组合效应不大于构件的抗震承载力，即可判断构件为中震不屈服；对于大震作用，则采用PKPM对结构进行静力弹塑性分析(Pushover)。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。连梁设计时通过调整配筋，达到强剪弱弯的性能目标，允许弯曲屈服，但不能发生剪切等脆性破坏。
4 结构分析
本工程属于复杂超高层建筑，分别采用CSI系列的ETABS9.2.0及PKPM系列的SATWE两个不同力学模型的三维空间分析软件,考虑在竖向荷载、X、Y方向的风荷载及地震作用下的内力与位移；计算时考虑了重力二阶效应影响进行整体内力和位移计算，并考虑楼板的弹性变形（位移计算时为刚性板），同时根据地震安全性评价报告提供的地震波采用SATWE软件进行多遇地震下的弹性时程分析，并采用PUSH&EPDA弹塑性静力分析软件对高层建筑结构在罕遇地震作用下进行静力弹塑性分析（PUSHOVER分析）。重要构件按中震不屈服复核；同时也进行了风荷载作用下的舒适度计算。
计算方法及参数：
a) 由于本项目地下室除塔楼范围的首层外大部分均采用无梁楼盖，首层不宜作为嵌固层。因此计算模型的嵌固层设置在地下四层，但考虑回填土对地下室的约束刚度。
b) 采用多遇地震下的弹性时程分析方法进行补充分析，选取由《广州市天河区猎德路猎德村地块工程场地地震安全性评价报告》中的1条人工波并选取2条天然波，用SATWE程序进行弹性动力时程分析，计算时结构阻尼比0.05，场地地面最大加速度36.8cm/s2。
c) 主要设计参数：考虑平扭耦联的扭转效应和偶然偏心效应，周期折减系数0.85，振型质量参与系数大于90%；连梁刚度折减系数取0.8，中梁刚度增大系数1.8，梁扭折减系数0.4，框架梁端弯矩调整系数取0.85；考虑地震作用最大时的角度的地震作用方向。
结论：两个程序的计算结果较接近，没有出现原则性冲突或矛盾的结果。在地震作用下，结构的楼层层间最大位移角满足要求；部分楼层剪重比不满足“高规”第3.3.13条要求，需乘以地震剪力放大系数，满足规范要求；第一扭转周期与第一平动周期的比值少于0.85；侧向刚度比除第8计算层外均满足“高规”要求
计算还选用三组加速度时程曲线进行了多遇地震作用下的弹性动力时程分析，结果均小于考虑扭转藕连的振型分解反应谱法，层间位移角的结果与振型分解反应谱法接近，满足《高规》3.3.5第一条的规定。但人工波计算的局部楼层剪力比振型分解法稍大，对这些楼层设计时应适当加强；
本工程高宽比超限，通过计算结构顶点最大加速度反映出该建筑具有良好的使用条件，满足舒适度要求。顶点最大加速度远小于“高规”中4.6.6条的限值（0.25m/s2）；
对底部加强区的剪力墙、框架柱按中震不屈服进行分析，个别框架梁截面需要调整；剪力墙截面满足抗剪要求，但部分墙肢纵筋配筋量明显增大；框架柱配筋除个别外与小震时相当。因此通过调整个别框架梁，剪力墙截面，增加配筋，可以使本工程的结构体系在遭遇设防地震烈度水平的地震袭击时，能达到规范的设计要求；
按照规范要求“大震不倒”的抗震设防目标，本工程采用PUSH&EPSA程序接口SATWE进行罕遇地震作用下进行静力弹塑性推覆分析。在罕遇地震作用下，各层弹塑性位移角最大值均小于1/100，符合“高规”第4.6.5条要求；在性能点处，连梁普遍出现塑性铰，部分框架梁梁端出现塑性铰，剪力墙未出现剪力铰，即剪力墙抗剪能力足够，不会发生剪切破坏。因此建筑物可实现“大震不倒”的抗震设防目标。
5 针对超限采取的措施及结论
【关键词】高层建筑；超高层建筑；结构分析；
在国外高层建筑物要比我国的高层建筑早很多，已经有一百多年的历史，最早建成高层建筑物的国家是美国。随着经济的不断发展，人口的不断增加，二战以后，世界对高层以及超高层建筑物的结构体系研究已经逐渐发展，结构设计水平逐渐提高，这使得高层与超高层建筑迅猛发展起来，并成为一个国家或者是城市的经济发展标志，越来越多的超高层建筑出现在人们的生活中，并且层数也越来越高，在某种程度上来讲，建筑物的层数比拼已经成了国家与国家的经济发展水平比拼。起初在高层与超高层建筑中，使用的是钢筋混凝土结构，但是事实证明钢筋混凝土的自重较大，体积也比较大，使得高层与超高层的功能受到限制。但是随着对高层与超高层建筑的结构设计，使用钢结构进行建设避免了钢筋混凝土结构的缺点，提高了高层与超高层建筑的使用功能，这是高层与超高层建筑中的一次跨越。目前，在我国的发达城市中超高层建筑越来越多，很多超高层建筑已经列入世界超高层建筑中的前茅，这是我国经济与科技发展的体现。
一、高层与超高层建筑结构设计的特点
首先，重视建筑物结构的水平荷载，防止地震力以及风载对建筑物造成影响。高层建筑与超高层建筑的自重以及楼面的荷载所引起的弯矩及轴力仅仅与建筑物总高度的一次方成正比。而建筑物的水平荷载所产生的力矩与轴力相对较大，与建筑物高度的二次方成正比另外，对于一定高度的建筑来讲竖直方向的荷载时一个固定值，而水平方向的荷载，由于受到地震以及风荷载的作用，会随着建筑物的结构特征的不同而发生较大的变化，可见水平方向的荷载作用力在结构设计中的重要性。
其次，重视建筑结构的轴向变形。在高层以及超高层建筑中，柱体会因为较大的竖向荷载而产生较大的轴向变形，此变形会严重影响到连续梁的弯矩大小，使得连续梁的中间支撑位置的负弯矩值变小，正弯矩值变大，两端的支撑位置处的负弯矩值也随之变大建筑中预制的构件长度要根据轴向的变形值进行调整与制作，因此建筑结构发生较大的轴向变形时，下料的长度会受到严重的影响另外，建筑结构发生轴向变形时还会对建筑构件的剪力以及侧移值的大小造成影响，使其产生影响到建筑物整体安全的结果。
第三，失稳是结构设计中的主要控制目标。与多层建筑相比，高层与超高层建筑对侧移的大小控制是尤为重要的，是建筑结构设计的关键之处。建筑物的高度越大，水平荷载作用下的结构侧移值会越来越大，对此进行控制是尤为重要的，要将侧移值控制在规定的安全范围内。
最后，重视对建筑结构的抗震性能化设计。使高层及超高层建筑和多层建筑的结构提高关键部位的抗震能力、变形能力，因此当发生地震或者是风荷载作用时发生变形的情况会更多、更严重。要想提高高层及超高层建筑的变形能力，使其在塑性变形后能力不减，避免在地震中发生房屋倒塌的现象，必须在对建筑的结构进行设计时，注意对结构延性的设计，采取相应的措施来提高结构的延性，最终达到提高建筑结构质量的目的。
二、高层及超高层建筑的结构体系
随着我国建筑业的不断发展，建筑技术趋于成熟，数量也越来越多，为了便于建筑规范的执行，将建筑物分为级与级的高层建筑。通常情况下，级建筑物只要按照现行的规定进行设计即可，但是对级建筑物在结构体系的设计时，要求要更严格，下面对常用的结构体系进行阐述。
首先，有框架结构，框架结构高度局限较大，在高烈度地区做到规范限值时，构件的截面过大，影响使用且不经济，也不满足国家规范多道设防的理念，所以出现框架―剪力墙体系。框架剪力墙体系实现了多道设防的理念，在建筑物的高度上比框架有所提高，大大的提高了建筑的承载力、刚度和延性，也能满足使用的需求，只需在建筑物的适当位置设置一定比例的剪力墙，从而达到使结构在竖向和水平的布置具有合理的承载力和刚度，更合理的满足规范的要求。使用灵活，一般用于对空间使用有要求的建筑，如办公、车库等公共建筑，在此结构中，两个体系所扮演的角色各不相同的但又不可分开，剪力墙起到承受水平方向剪力的作用，框架起到承受垂直方向的荷载作用。框架剪力墙体系所呈现的位移形式为弯剪型。在水平方向承受的作用力，剪力墙与框架通过刚度较强的楼板和连续梁组成到一起，形成相互合作的结构体系。剪力墙在建筑结构中的设计优点很多，是结构整体的侧向高度增大，水平方向的位移减小，框架所承受水平方向的剪力明显减小，且竖向方向的内力分布也变得均匀。因此，框架剪力墙体系的建筑物的框架体系低于建筑物的能建高度。其次，剪力墙体系。高层及超高层建筑物的受力结构是由剪力墙结构替代的，且全部由此替代为剪力墙体系。在此体系中，单片的剪力墙在建筑结构中承受了所有水平方面的作用力以及垂直方向的荷载作用力。由于剪力墙体系的结构为刚性，因此位移时出现的曲线形式为弯曲型。剪力墙体系的优点很多，具有较高的强度与刚度，延性良好，力的传递均匀，具有一定的整体性，此体系的建筑物坍塌现象少，被广泛应用在高层及超高层建筑中，能建高度较大，大于框架剪力墙体系以及剪力墙体系。第三，全剪力墙结构。此结构所承受的横向荷载与竖向荷载都是剪力墙，没有框架柱结构。此建筑结构适用于高层建筑中，并且选用此建筑结构建筑的楼层可以比框架剪力墙结构高。此结构的缺点在于成本造价高，内部的空间不可以进行任意的分割。在实际的工程建筑中，设计者首先要对框架剪力墙结构进行考虑，若此结构无法满足建筑的要求，则选择全剪力墙结构。
第四，避难层的设置。对于高层建筑以及超高层建筑来讲，避难层的设置是非常必要的，因为一旦高层建筑以及超高层建筑发生火灾时可以进行避难，因为避难层的空间大，通风好。通常情况下，当建筑物的高度达到一百米后，便要在建筑物内进行避难层的设置，以便于消防安全。避难层的设置位是有规定的，第一层与避难层的设置层数不能超过十五层面积的设计要满足人员的避难要求要在避难层处设置消防电梯口避难层要配备全套的消防设备等。
三、制作与安装
对测量工具以及钢尺的量具进行统一。对高层建筑以及超高层建筑进行施工时，所涉及到的环节较多，如土建、机械设备的安装、钢结构等，对这些环节进行施工时，所应用到的测量工具以及钢尺要进行统一，要按照国家的相关规定进行量具的选择，使得各类测量按照统一标准进行，提高建筑物的整体质量。
关键词：超高层建筑；设计；构想
中图分类号：TU2 文献标识码：A
根据我国法律规定：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。超高层建筑的建造之所以发展速度快，是因为高层建筑能在有效面积的土地上，得以发挥最大的使用效益。尽管建造超高层建筑需要的费用较高，但在我国的城市建设中，随着城市化日益快速发展的需要，为土地使用率的提高，必然会使超高层建筑快速发展。
1 超高层建筑的不同之处
超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异
1.1 从房屋高度上，超高层建筑的房屋高度在100m以上直至有几百米，而一般高层建筑的房屋高度则是在100m以下。
1.2 超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证遇到火灾时人员疏散的安全。对于这些安放有设备设计除考虑实际的荷载之外，更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响。同时，这些楼层的结构设计，为提高结构的整体刚度，可用来设置结构加强层。
1.3 超高层建筑的结构类型选择上相对要广，除了钢筋混凝土结构外，还有全钢结构和混合结构。而一般高层建筑结构除了特殊条件需要者外，多为钢筋 混凝土结构。
1.4 超高层建筑的平面形状多为方形或近似，对于矩形平面其长宽比也是在2以内，尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。而一般高层建筑平面形状选择余地要大。
1.5 超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面为框架.核心筒或筒中筒，同时，由于基底压力大要求地基承载力很高，除了基岩埋藏较浅可选择天然地基外，一般均采用桩基。
1.6 房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，既要满足舒适度，结构顶点最大加速度的控制也要满足相关规定要求，但是高层建筑设计不需要考虑上述问题。
1.7 只有经过国内专家的评估和论证，必要时还须进行振动模型试验，才能确保工程的安全。而一般高层建筑的房屋高度多在规范容许高度范围并已有大量的科研成果和实际工程经验，除非是特别不规则结构，是不需要进行抗震设防专项审查的。
2 超高层建筑结构方案
2.1 抗震设防烈度是超高层结构体系选用首要考虑因素 《抗规》中规定，对于房屋高度超过100m的高层建筑，不同的抗震设防烈度，房屋高度也是不相同的。显然，抗震设防烈度6度最有利于建造超高层建筑。因为地震作用太大，要满足三个水准的设防性能目标，其结构构件截面尺寸大，用材指标很高，并导致工程造价也相当高。
2.1.1 超高层建筑方案应受到结构方案的制约，建筑专业是民用建筑设计中的龙头专业，一个具有较强建筑方案能力和有经验的建筑师在建筑方案时应考虑到建筑结构，使得结构方案具有可实施性。 而对于超高层建筑方案更应首先就要考虑结构方案的可行性，保证居民的生命和财产安全。
2.1.2 超高层建筑结构体系中结构类型的选择，应该根据拟建场地的岩土工程地质条件和抗震性能目标的确定及经济的合理性综合考虑。拟建场地的岩土工程地质条件，是合理选择超高层建筑的结构类型时要考虑的因素之一。
2.2 抗震设计时，所确定的抗震性能目标是超高层建筑结构选型应考虑的另一因素。一般而言，超高层建筑结构设计普遍存在结构超限。一般抗震设计的性能目标要求竖向构件承载力达到中震不屈服或剪力墙底部加强区达到抗剪中震弹性，受弯及框架柱 达到中震不屈服。
2.2.1 采用合理的结构类型，应考虑经济上的合理性。通常从工程造价上比较，钢筋混凝土结构最低，其次是混合结构，最高则是全钢结构。一般混合结构的采用应考虑有利于降低工程造价。另外，超高层建筑结构中的竖向承重构件由于截面积大而会使建筑有效的使用面积减小。
2.2.2 超高层建筑结构类型的选用，施工的合理性应是考虑的又一因素 超高层建筑的房屋高度多在150m以上。房屋高度愈高，施工难度愈大，施工周期也愈长。一般钢筋混凝土结构高层建筑出地面以上的楼层施工进度慢，施工难度很大。所以，不同结构类型，施工进度各不相同。因此，设计应根据不同的房屋高度和业主对工程施工进度的要求，综合考虑以选择合理的结构类型。
2.3 超高建筑结构类型中的混合结构设计
采用型钢混凝土梁，粱的纵筋要穿越柱的腹板或焊接在设置于型钢柱翼缘的钢牛腿上，而型钢柱的箍筋除穿越柱腹板外还要穿越型钢梁的腹板。它与全钢结构相比，即使加上钢筋用量后总用钢量也要低，相应总的工程费用也低。同 时，由于混合结构的主要抗侧构件是钢筋混凝土核心筒，其抗侧刚度大于钢支撑，这就是混合结构目前广泛用于超高层建筑结构的主要原因。
2.4 超高层建筑结构的基础设计
超高层建筑一般多设二层或更多层的地下室， 其基础的埋置深度均能满足稳定要求。而对于基岩埋藏较浅无法建造多层地下室不能满足埋置深度要 求的，则可设置嵌岩锚杆来满足稳定要求。
2.4.1 天然地基基础。对于基底砌置在砂、卵石层的建筑，多是采用等厚板筏形基础。但也有工程采用箱形基础。
2.4.2 桩基基础的设计。超高层建筑的桩基础，由于基底压力大，要求的单桩竖向承载力较高，因此，均采用大直径钻孔灌注桩或有条件的工程场地采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。桩端持力层的选择应考虑层厚较大和密实的砂、卵石层或中风化、微风化基岩，以减少桩端沉降变形。
3 超高层建筑的技术及措施
3.1 连廊弱连接支座留足连廊两端活动空间确保不出现下坠，采用抗拉铰接万向支座，并用侧面限位器固定，确保水平荷载直接传递到塔楼主结构。支承连廊的框架柱抗震等级提高为一级，以确保安全性。
3.2 连廊及顶部塔楼结构抗震加强措施。连廊采用空间钢结构桁架，钢筋混凝土楼板的形式，并进行专门设计。顶部莲花座高度较高且外形复杂，采用将芯筒适度上升，外复钢结构形成莲花座外形的结构设计，能极大地减轻自重保证结构强度，从而有效克服鞭梢效应，且施工方便。
3.3 平面扭转不规则抗震加强措施。主要采取调整抗侧力构件的布置，使质心与刚心尽量重合，并加大结构的扭转刚度，以减小结构扭转效应，使结构各楼层的位移比限制在规定范围之内。
结语
超高层建筑双塔结构是一种非常复杂的结构体系，如何科学合理地设计超高层建筑结构已成为一个急需解决的问题。超高层建筑应采用合理的计算模型，通过多种分析进行比较，证明结构设计是可行的，因此设计者要足够重视抗震设计。
参考文献
[1]秦荣.高层与超高层建筑结构[M].北京：科学出版社，2007.
关键词：超高层建筑；钢结构；抗震性能；优化设计
中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：2095-6363（2015）10-0078-02
作者简介：张俏，讲师，工程师，一级注册建造师，钢结构教研室主任，研究方向：结构计算与优化
超高层建筑是目前城市中的主要建筑形式，为了保障超高层建筑的强度及稳定性，在对超高层建筑进行结构设计的过程中，多数采用是钢结构。这种超高层建筑对于钢结构设计的要求相对较为严格，尤其是对钢结构的抗震设计更为严格，为了能够使得超高层建筑的钢结构完整性得到有效的保障，就需要采用合理的方式，来对超高层钢结构抗震性能进行优化设计。下面本文就主要针对超高层钢结构抗震分析与优化设计进行深入的分析。
1超高层钢结构抗震性能分析
针对不同的超高层建筑，采用的钢结构形式也会有所不同，而不同的钢结构形式也会具有不同的抗震性能。通常而言，采用混凝土修建的超高层建筑，具有较高的受压能力，然而，这种建筑的抗拉性能却较差，采用混凝土结构修建的超高层建筑，受压能力与抗拉能力之间的差距会在10倍左右。在地震发生后，尤其是大的地震发生时，会使得超高层建筑在巨大的冲击作用下，混凝土结构完整性很容易就被破坏，而且混凝土也会出现裂缝，而钢结构就不会出现这样的问题，可以有效的保障超高层建筑的稳定性。相较于超高层混凝土结构，超高层钢结构的延展性能更加的优良，而且可以承受巨大的地震波的影响和冲击。就性能来说，钢材的抗压性能、抗剪性能以及抗拉性能都较为突出，能够将地震所造成的冲击力尽可能的减小，从而使得超高层建筑保持稳定。就这一方面来说，钢结构就是一种较为理想的超高层建筑设计结构形式，钢结构的弹性以及塑性都较为突出，利用钢结构具有的较强塑性以及弹性来对地震波进行消减以及吸收，就可以使得超高层建筑钢结构的抗震性能得以提升。与其他的超高层建筑结构形式相比，钢结构本身的重量较轻，而且能够有效的起到减震的效应。根据上述的研究可以充分的了解到，钢结构的抗震性能较为突出，在工业化高速发展的过程中，钢结构的环保性能也逐渐提升，其在设计的过程中，不会对周边的环境造成破坏和污染，在一定程度上可以有效的实现超高层建筑的绿化设计。由于钢结构具有如此多的应用优势，所以其在超高层建筑抗震设计中有着广泛的应用价值。
2工程概况
某超高层工业厂房，在设计之初，其抗震等级被设计为7级，而且地震加速度也被设计为0.16g，在进行地震设计的过程中，总共分为三个等级，这一工业厂房所占用的场地，主要为Ⅱ类场地，在该工业厂房的周边区域，设置了抗震带，抗震类别为乙类。这一工业厂房总共有40层，地上37层，地下3层，厂房的总高度为125m，建筑总体面积为112543㎡。为保障该工业厂房结构设计的合理性和安全性，该厂房采用钢结构进行设计，并且在不同的楼层中，采用的钢结构类型也不同。该工业厂房中，1-13层主要采用的是钢支撑结构，而在14-37层，则采用的是钢框架-钢支撑结构。在两种钢结构交接的部分，主要应用插入式柱脚对建筑结构实行支撑，起到荷载有效连接和传递的作用。但是该超高层工业厂房所建设的区域，很容易发生大型的地震，而厂房的地震设计无法满足抗震要求，还需要进一步的进行钢结构抗震优化设计，才能够有效的保障超高层工业厂房结构的稳定性。
3超高层钢结构抗震优化设计
一般来说，针对超高层钢结构进行抗震优化设计的过程中，需要对钢结构节点进行合理的设计，这样就可以使得梁柱的稳定性得到有效的保障，也可以使得超高层钢结构的抗震性能得到进一步的提升。
1）局部削弱措施。很多的超高层钢结构中，会采用梁柱焊栓节点进行钢结构的设计，这样的节点形式通常被称为狗骨头节点，这样的节点一般都是在梁上下进行设置，并且会使得节点呈现出一种圆弧的形状，从而就会使得钢结构边缘位置出现削弱的情况，这就使得钢结构自身的承载能力下降，也使得钢结构的韧性大打折扣，从而无法具备较高的抗震性能。因此，应该对局部削弱采取有效的措施进行解决，并且采用腹板开孔型节点进行钢结构设计。这样的节点形式在一定程度上可以使得钢结构的塑性得到有效的提升，也可以使得与节点距离相对较远的梁截面塑性也可以得到提升。在地震发生的时候，就会使得钢结构梁翼缘位置的钢板不容易出现变形的情况，而且能够有效的满足抗震设计的标准要求，即使在梁钢板结构出现局部削弱的情况下，钢结构节点的承重能力以及抗震能力也不会出现下降的问题。所以，针对超高层钢结构抗震优化设计的过程中，合理的应用腹板开孔型节点，可以有效的使得钢结构的抗震性能得到提升，弥补局部出现的削弱情况。
2）加强措施。利用焊接的方式来对相关的辅助板块进行连接固定，并且合理利用螺栓将辅助板块合理的设置在钢结构的主体部位，之所以这样做，是为了能够更好的提升钢结构的整体承受能力，使得梁翼缘的削弱问题可以得到有效的解决，辅助板与主体结构之间连接的节点形式需要采用腋梁节点或者是加盖板节点，这样的节点形式才能够使得超高层钢结构的抗震性能能够满足标准要求。其中，加盖板节点的设定，不需要进行梁的刚度以及强度的改变，只需要在梁的翼缘位置处进行加盖板设定，并针对梁柱节点所能够承担的荷载能力进行提升，保障梁柱节点能够满足相应塑性设计标准要求，保证节点能够具有一定的延展性，这样就不会使得钢结构因为地震的影响而出现损坏的情况。按照相应的规定，超高层钢结构梁翼缘在进行加盖板焊接的过程中，需要对盖板的厚度进行控制，尽可能的将盖板的厚度控制在8mm的范围内，同时，在对梁顶端的位置进行焊接处理的时候，则需要先打开相应的焊接缺口，然后进行加盖板的焊接，所选择的家盖板长度需要控制在150mm以上，但不适宜超过180mm。而梁腋节点抗震性能突出，具有良好的塑性能力，塑性旋转角度由原来不足0.018rad可增至0.03rad以上，最大可达0.05rad。但是这种节点不能缓解梁翼缘中部的应力集中现象，而且梁腋的存在使得建筑设计也增加了困难。
4结语
总而言之，超高层建筑在进行结构选择的时候，应该选择钢结构，钢结构的合理应用，可以使得超高层建筑整体结构的稳定性和可靠性得到有效的保证，同时也可以使得超高层建筑具备良好的抗震性能，避免地震对超高层建筑造成破坏。而超高层钢结构的抗震性能想要发挥出来，就需要采取有效的方法来对超高层钢结构抗震进行优化设计，从而满足现今超高层钢结构抗震的标准要求，从而保障超高层建筑的长远发展。
参考文献
[1]徐培福，戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].土木工程学报，2012（01）.
[2]方鄂华，钱稼茹.我国高层建筑抗震设计的若干问题[J].土木工程学报，2011（01）.
[3].钢—混凝土混合结构的受力性能研究[D].湖南大学，2012.
关键词：基本原则；控制技术；抗震设计
中图分类号：S611文献标识码： A
随着经济的迅速发展，超高层建筑越来越多，并且向着普遍化、更超高化、功能综合化、管理智能化、环境生态化的方向发展，高层建筑的设计问题变得日益突出。设计人员不仅要掌握先进的设计方法及各种先进软件，还要掌握高层建筑的设计原理、设计特点、体系选择、抗震设计等方面的知识，如此才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。
1 超高层建筑结构体系类型及减震、抗震结构设计的基本原则
1.1超高层建筑的结构体系类型
超限高层建筑的类型主要有大底盘、大裙房、多塔楼建筑带有外挑、悬挑层的建筑。超限高层建筑经常采用的结构体系有钢筋混凝土框架―核心筒结构, 它的整体性、抗侧刚度好；混凝土钢框架结构, 具有自重轻、断面小、承载力大的优势； 随着技术的发展, 在高层住宅中也出现了新的结构体系, 如现浇框架―短肢剪力墙、现浇框支― 短肢剪力墙。
1.2 超高层建筑减震、抗震结构设计的基本原则
1.2.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。
（1）结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。
（2）对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
（3）承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.2.2 尽可能设置多道抗震防线
（1）一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架- 剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成。
（2）强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
（3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
1.2.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力
（1）构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
（2）要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
（3）要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
（4）在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2 超高层建筑结构的减震控制技术
目前, 我国和世界各国普遍采用的抗震体系和方法是传统的抗震体系和方法, 即对基础固结于地面的建筑结构物适当调整其结构的刚度, 允许结构构件( 如梁、柱、墙、节点等) 在地震时进入非弹性状态, 并具有较大的延性, 使结构物"裂而不倒"。这种抗震设计原则, 在很多情况下是有效的, 但也还存一些问题和局限性。
因此在实施抗震设防时,必须寻找一种既安全(在突发的超烈度地震中不破坏、不倒塌) ,又适用(适用于不同烈度、不同建筑结构类型,既保护建筑结构, 又保护建筑物内部的仪器设备) ,又经济(不增加建筑造价)的新的抗震新体系, 这就是建筑结构减震控制新体系。这样, 隔震体系、消能减震体系、结构被动及主动控制体系就应运而生了。而由于隔震、消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性, 即明显有效减震( 能使结构地震反应衰减至40%~10% 或更低)、安全、简单、经济及适应性广等,它将作为一种崭新的抗震体系和理论, 必将引起专家们的关注。
隔震和减震体系类型主要有:隔震、摩擦耗能体系、被动控制体系、主动控制体系和混合控制体系。
3 超高层建筑结构的抗震设计
3.1建筑体型和结构体系
超高层建筑平面和立面的选定, 和结构的可行性、经济性密切相关。由于高层建筑是以水平荷载为主要控制荷载, 所以在抗震设计中为达到“ 小震不坏, 大震不倒” 的设计原则, 应力求平面布置简单、规则和对称, 避免有应力集中的凹角、收缩和楼、电梯间的偏置, 尽量减少扭转的影响。在风力作用下则要求建筑物外形选择合理, 提高结构的刚度。圆形、椭圆形、正多边形, 都可以大大减少风荷载影响。采用刚度较大的建筑, 可以减少风振影响和避免建筑物较大的位移。同时为了使结构具有良好的受力特性, 并满足建筑上的使用要求, 还必须选择一个合适的结构体系。
3.2适宜的刚度
在超高层建筑结构设计中, 恰如其分地确定建筑物的刚度是十分重要的。建筑物的刚度既不宜过大,结构刚度越大, 自振周期就越短, 建筑物的截面及自重也越大, 地震时受到的地震力也越大。
但也不宜将建筑物结构设计的过柔。过柔的建筑, 在风力或地震力的作用下, 会产生过大的位移及变形, 因此影响建筑物的强度、稳定性和使用性。此外, 通过调整刚度可避免地震时建筑物的震动与场地土的震动特性相同而引起共振, 造成建筑物严重破坏或倒塌。
3.3结构计算
3.3.1确定总的结构计算层及划分计算标准层
在项目中由于地下室为车库（含6级人防）,主楼的中心为筒体之外均为大统间, 所以把地下室作为一层计算。
3.3.2周期折减系数
在框架剪力墙结构中, 结构的自振周期一般采用计算的方法确定, 由于在计算中只考虑了主要承重结构（梁、柱和剪力墙）的刚度, 而刚度很大的砌体填充墙的刚度在计算中未反映, 仅考虑其荷载作用。因此计算所得的周期较实际周期长。如果按此计算地震力偏小, 偏于不安全。所以必须对计算周期进行调整折减。
3.3.3连梁刚度折减系数
剪力墙中的连梁跨度小, 截面高度大, 因此连梁的刚度也大。在地震力作用下其弯矩、剪力很大, 难以按弹性分析结果去设计。现考虑到地震时允许连梁局部开裂, 可采用连梁刚度折减系数βy 。最低可取到0.55。
3.3.4连梁高度的取法
连梁的高度一般情况下为洞口顶至上层楼面,或下层洞口至上层洞口底。但有时当上下两层层高不同并且洞口离地、楼面距离不统一时, 往往会出现连梁高度大于层高高度的现先。
3.3.5梁扭矩的折减系数
由于在结构受力计算中, 没能考虑楼板的作用。梁的计算扭矩远大于实际所承担的扭矩, 特别是对于现浇楼板结构，因此应对梁扭矩折减，折减取值范围0.4-1.0。
3.3.6计算时构件刚度及配筋超限的调整
为了使结构受力合理可行, 需要进行结构调整。使其具有合适的刚度和内力。当刚度过大时, 可采用减小构件截面尺寸的方法或开洞的方法加以解决。结构计算的孔洞开设位置, 可结合剪力墙的受力特性来进行。一般单肢剪力墙长度不宜大于8m。
3.4墙肢端部配筋的调整
在地震力作用下, 墙肢端部钢筋是主要受力钢筋, 由偏压、偏拉计算决定。当计算值较小, 按构造配置。当若干个墙肢交汇于一点时, 局部配筋则会太多,而使设计困难, 为此必须进行相应的调整。
4 结束语
随着经济的发展及社会需求的多样性，建筑的高度越来越高，体型变得更加复杂，并且建筑设计追求多功能、多变的使用空间及丰富的立面设计效果。因此，就常采用复杂高层建筑结构体系，从而使超高层建筑抗震工作成为结构设计的重点。
参考文献：
[1] 李洪恺.高层建筑结构抗震设计之我见[J].科技与企业，2012，(13).
关键词：超高层建筑;防火节能设计;循环利用;防火材料
随着城市的发展、人口的急剧增长和城市用地之间的矛盾越发突出，这对城市的进一步发展提出了严峻的考验，而另一方面，土木建筑技术的持续发展与施工工艺、建筑材料的不断进步与更新，使得人类的建筑有了巨大发展。二者的碰撞之下，超超高层建筑逐渐大规模的出现在现代城市之中，在北京、上海、纽约、东京等城市的CBD区域，几乎都是高楼林立。
凭借对土地的高效利用和更大的空间比，超高层建筑近年来得到了飞速的发展，但与之相伴随的，却是超超高层建筑问题的集中体现与爆发。超高层建筑一般超过60层，其极高的防火性能要求远远超越了普通建筑，这使得超高层建筑一旦发生险情，往往会造成严重的经济损失和人员伤亡，而巨大的能源消耗也使得超高层建筑的运行不堪重负。上海11.15大火灾震惊了世人，而日本、上海、纽约等正在策划的新“摩天大楼”也都因为能源供给等问题一再延缓，综上来看，超高层建筑的防火节能设计已经受到了学界的广泛关注，关于这两个问题，我们可以分别予以讨论。
1 节能设计
由于能源的短缺和环境污染的严重，超高层建筑普遍在施工和使用等环节都十分重视节能和环保。一般来说，超高层建筑的节能设计包含了能源利用设计和结构设计这两个方面，能源设计主要从能源获取途径的开发和加强能源循环利用这两个方面考虑；而结构设计则主要从建筑的布局、新型材料的利用以及窗墙比等方面分析。
一方面尽量使用环保的材料，少产生建筑垃圾，广泛使用新型的保温隔热材料，如新型门窗材料的使用可以大大提高超高层建筑的保温隔热效果，目前大力推广的平开多腔室塑料门窗型材，采用三腔、四腔甚至五腔的设计，可以便于在腔室填充聚氨醋发泡材料，更可以利用反应型热融胶与中空玻璃或低辐射玻璃（Low-E）配合使用，大大提升中空玻璃的保温隔热性能的发挥。根据业界的分析和预测，下一代平开多腔室塑料门窗型材可以实现节能60%，降噪50分贝以上，这些新材料的研发和使用都是超高层建筑节能设计的重要基础。
另一方面，太阳能、风能、地热能等清洁自然能源的大力开发，也是超高层建筑节能设计的趋势，“安装太阳能、地热能等自然能源转换设备，可以加强对自然能源的利用；同时，建筑自身还需要建立完善的能源循环系统，例如，洗澡、洗手、洗脸、洗菜等轻度污染的水可以通过建筑自身的净化系统进行简单进化，再作为冲厕所的水源［1］”，而夏日则可利用丰富的热能为建筑进行简单供热，总之实现节能与环保以及能源的最大程度利用是超高层建筑的重要特征。
2 防火设计
超高层建筑的防火设计采用了与普通建筑完全不同的理念和思路，其核心思想是“小火能灭，大火可控、特大火结构不被破坏”，而这主要通过建筑物结构上和材料上的创新来实现。例如，新型超高建筑通常采用“空洞结构”，在建筑物中分段设置一定数量的大型空洞。以规划中的新东京塔为例，新东京塔每隔150米便用钢混结构作柱，形成大面积的空中花园，这些花园都储备有大量水源，既可以美化环境，在发生火灾时可以及时有效地自动灭火，这样充分地解决了高出水压不够的问题。最重要的是，这些空中花园可以加强空气的对流，从而大大降低超高层建筑的晃动感。
除了结构上的创新，防火材料的选用也是超高层建筑防火设计的重要方面，目前正在研发中的新型SCC自密实混凝土，其耐火极限较普通混凝土提高3―4倍，发生火灾时，处于中心焰区的混凝土可以在12h内保持基本性能不便，对其内的钢筋起到保护作用，从而使得钢筋混凝土的主体结构保持稳定。而目前的新型防火涂料，采用脂氨酸混合物，可以对型钢等钢材起到良好的防火作用，使钢结构保持稳定，杜绝了9•11事件中世贸大楼因为钢材和钢筋受热熔断从而引起建筑整体坍塌的悲剧再出出现。
在逃生方面，超高层建筑广泛采用了防火闸门阻止火灾的蔓延，同时每隔一定楼层设置避险舱，目前美国、日本等国研发的高层建组合火灾避险舱可以经受烈焰3小时的灼烧，为被困人员的获救赢得宝贵的时间。
超高层建筑的节能和防火设计是一个复杂的体系，只要我们积极总结传统建筑的精华，同时从结构和材料等方面同时入手，相信超高层建筑的节能性和防火性可以取得质的飞跃。
参考文献