高层建筑实例分析
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高层建筑实例分析范文第1篇
【关键词】高层建筑；消防安装；注意问题；施工；
1高层建筑消防工程施工及要注意问题
1.1施工阶段管理及要注意问题
施工阶段是形成实体的阶段，也是形成最终产品质量的重要阶段。因此，施工阶段质量控制是工程项目质量控制的重点。应切实做到重两头、保中间，通过对质量控制点把关来实现对系统的全面控制。所谓重两头指对施工进行事前和事后控制。各分项工程施工前应先签发技术交底及相应的质量保证措施。系统所用元件必须经国家消防质量监督检测中心检测合格；保中间即通过对各质量控制点进行控制以便于及时发现、纠正施工中存在的质量问题。
为保证自动报警系统能及早发现并通报火情则必须保证按规范要求布线，避免采用布强电线路的方法超规范限定拉力布线，必须有布线标记并设专用接地线；探测器及报警按钮的接入导线颜色、余量、安装牢固程度及其倾角、与墙端距离等应符合设计要求；控制室及防烟排烟机房和电梯房内电源均应为双回路供电且必须有消防电源标志；火灾报警控制器及区域显示器型号、安装尺寸及牢固程度、内配线编号、接线余量及绑扎、接线端子根数、主电源引入方式、主备电源容量试验、电压及负载稳定度、自检功能、消音复位、火警优先、报警记忆功能以及消防电源及控制器电源等均应符合要求。
消防栓及自动喷水灭火系统应保证管材及管件外观及连接质量要求；报警阀前应加装过滤器并严禁其后管道焊接，管道穿墙及楼板处应加设套管；管网应按要求设置承重及防晃支架；消防管线防护措施、组件完整、栓口方向、与墙间距以及管线走向横平竖直、消防水泵进出口安装应避免应力传递。
防排烟系统应保证送风口位置及布置准确，机组安装位置正确，手自动控制功能正常；排烟管道、排烟口性能、排烟防火阀设置及与报警系统联动启动功能合格。在火灾发生时所产生的大量浓烟扩散速度快而常使人晕倒窒息，因此高层建筑必须保证其排烟量和正压送风量以及风压等，以避免施工中发生风道主体施工楼板钢筋未断开而造成楼层间堵塞，避免风道内壁未粉刷而导致阻力过大，避免防火阀、排烟防火阀、排烟阀等部件连接安装错误以及风机、电动阀门接线反向造成反转等现象。
防火卷帘各部件材质、帘板安装及导轨嵌入深度等符合要求；导轨深度和宽度、卷帘在轨内运行应平稳平衡；帘板两侧喷头间距、卷帘现场启闭、机械应急操作、感烟感温探测器动作以及卷帘下降归地、水幕喷头强度等符合设计要求。
1.2综合调试阶段施工技术及要注意问题
消防工程施工完成后，应及时组织各系统的综合调试以确保施工质量符合设计方案的要求，保证消防安全，重点要做好以下工作：在系统内全部喷头安装完成前按设计压力要求对整个供水系统管网进行全面的水压强度及严密性试验，待系统检验合格无渗漏现象后进行冲洗，冲洗过程中应将止水阀及报警阀拆卸以便于对仪表进行保护。冲洗过程中冲洗速度不应小于3m/s；火灾自动报警系统及其联动系统功能试验主要包括故障报警、火灾优先及其记忆功能、反馈信号的测试等。同时还应对电气系统进行绝缘电阻及接地测试，电气设备及照明设备进行试运转及通电检查，对供电主电缆及母线进行绝缘电阻摇测，并应保证系统联合接地电阻不大于1Ω等。
某高层商住楼总建筑面积为58963O，由2栋19层、2栋12层和2栋18层的建筑组成；1～3层为裙商业楼，其余为住宅。地下共设有3个独立的地下车库及人防区。整个小区的消防系统主要有自动喷淋系统、自动火灾报警系统、室内消火栓系统、室外市政消火栓系统、正压送风及排烟系统等。
3、消防工程施工主要内容
3.1消防水系统设置及施工
（1）泵房湿度控制。
该商住楼泵房集中设置，包括生活泵和消防泵。生活泵采用变频技术，消防泵采用较先进的软启动技术。由于控制柜内的主要元件如变频器、可编程控制器或软启动器等对工作环境的要求很高，而水泵房又是整个水系统清洗、试验、调整最集中的场所，所以，必须控制地坪积水，隔氏湿度。其措施一是土建方面按要求设置地坪排水明沟水井、控制柜底加10cm厚素混凝土及控制地坪坡度等；二是给排水的设置方面考虑以下两点：①管道系统上的试验和泄压管直接接回消防水池以降低运行成本，减少高压力泄水溅开：②泵组地坪四周报警阀组下设置明沟，因为泵体有放空阀，泵吸水处有过滤器，在安装、清洗、调试时有大量水涌出；三是在通风组织方面，原设计泵房只考虑了排风而未考虑通风，由于泵房设置在地下室，只有1个出入口，这时若简单地设置壁式轴流风机，泵房内或无法及时补气，或无法及时排气，都将导致换气不充分、换气效果不好，无形中会增加空气的湿度。
（2）合理设置压力指示装置。
消防系统按规范要求在泵房、屋顶试水栓、每层喷淋末端放水处均应设置压力表。但由于该组团式商住楼消防室外网庞大，参建单位多，施工质量不一，如果发生漏水难以排查，会延误整个消防工程的进程。因此，在合理的位置增设压力表有利于管网排查及调试。①在早期灭火屋顶水箱的补水管上设置。通过在该处设表有利于生活水系统的调定，即生活水泵出水压力设定，保证消防系统内及时补水及早期灭火的需要。②在进户室外总阀（按幢或单元统计）靠近户内管道或立管底部设置压力表，通过这些压力表将庞大的室外消防管网切成各自独立的部分，通过总阀可以轻松地观测到管网上水压传播的情况以及各子系统的保压情况，判别管网故障，方便消防管网的调试、试水工作。
（3）室外消火栓的设置。
①如按单栋计算，室外消火栓的设计数量按GB50045-95（2005版）《高层民用建筑防火设计规》的规定应为10个，但组团中相邻高层建筑的室外消火栓在满足用水量的前提下可以共用，实际数量为5个，既满足了消防要求，又避免了重复建设。②室外消火栓的布置。首先必须保证其无障碍性，即室外消火栓必须能让消防员无障碍使用，包括标志、栓口朝向要方便接水带，共用时不允许包在围墙内等：其次是满足距离的要求，规范规定外消火栓距建筑物外墙宜（不少于5m且不大于40m，距路边宜不大于2m。鉴于这种情况，现场施工中将室外消防接合器（包括喷淋、消火栓）到最近的室外消火栓的距离均做到小于40m，以便为灭火工作争取更多的时间。
3.2建筑电气设置及施工
（1）双速排烟风机的设置。
商住楼地下车库的送风及排烟大多采用双速风机。普通的双速风机的原理是平时开低速排风，火灾发生时接消控中心指令转为高速运行排烟。当排烟风管内烟气温度>2800℃时，排烟防火阀关闭，联动排烟风机停机。根据这一原理，笔者与设计人员研究采用双速风机控制原理，控制分为现场控制箱控制和消控中心多线控制。控制箱上有手动、自动选择开关，当现场有人值守时开手动，此时现场控制箱按钮可就地启、停高、低速排风档，当低速档运行时消控中心如有确认的火灾信号，可通过多线控制使低速档自动跳高速排烟运行：当现场无人值守时控制箱上开自动，现场控制箱上手动按钮失效，消控中心可通过多线控制高速档的启、停。
（2）非消防电源的切除。
该小区不但考虑到火灾发生时一些会助涨火势的非消防电源的切除，如常用的送风机、诱导风机等设备，还考虑到一些危害消防人员实施扑救行动的非消防电源的切除，如地下车库照明等，而后者往往容易被相关人员忽视。
（3）消防开关量信号输出的早期试验。
消防系统中水流指示器、信号蝶阔、正压送风口、防火阀等装置的信号反馈等，均通过消防开关量信号输出来实现。在该组团施工期间，提前对这些开关先行单独试验、检查，有故障的及时排除，这一点对消防调试、检测及验收有极大的帮助。施工中做了两套直流小电路来解决这个问题，一套用作模拟消防联动信号：一套用作模拟消防反馈信号。根据消防产品说明的联动或反馈直流动作电压，配好电池组及相应电压等级的灯泡及开关，并在串联电路中做一副活动夹式的触头。
3.3防排烟和通风空调
（1）防止风管漏风。在施工过程中对施工工艺、设备和施工人员素质等方面加强管理，特别是对镀锌风管的咬口处、管段与法兰翻边处及GRC风管的法兰连接处等易产生漏风的部位重点控制。
（2）防止正压送风及排烟竖井漏风。在施工过程中应引起重视。如有的工程管道井内脚手架搭设孔、施工预留洞、砖砌体的搭缝等未按要求处理，导致风量不达标，甚至通过孔洞漏掉的风量比通过送风口的风量还要大。
（3）减小管道井阻力。若管道井沿程阻力过大，会造成正压送风井的顶部楼层及排烟井的底部楼层的风量减小。该工程中要求对风井进行抹灰处理，以减小阻力、保证风量。
（4）风机压力、总进（排烟）风管尺寸的确定。设计上通常按风量及风速确定管道尺寸，再由管道尺寸来选配风口。普通通风空调系统风管内风速为3～6m/s，而消防送风（排烟）风管内风速≤15m/S，由于风管沿程阻力和部件摩擦阻力均与风速v2呈正比，因而消防送风排烟系统中总的进风口和排烟口的局部阻力比普通系统大6～25倍。该工程总进风（排烟）口选用侧壁式外墙风口（带防虫网），其局部阻力较大。
4、结束语
高层建筑消防系统不同于一般建筑的消防系统，由于高层建筑同一般建筑相比涉及到大量的人类生命及财产，因此高层级建筑物的安全异常重要，其消防系统的优质施工质量是消防功能的保证因素，其也将直接影响建筑物的使用寿命及人身、财产安全，因此在其施工过程中应严格按照施工工艺要求对施工质量进行控制，以保证消防系统施工质量并推动消防工程质量水平的提高。
高层建筑实例分析范文第2篇
关键词:高层建筑；结构设计；箱形；转换
一、工程概况
本工程位于某市中心区黄金地段,总建筑面积约20 万m2。由五幢30～31 层高层住宅楼组成,地下部分2层,底层架空，无裙房；2 层以上为住宅。建筑2层地下室连为一体。五幢高层结构平面体型较不规则, 建筑总高近100m, 结构长宽比3.7～6.9, 高宽比5.4～10.3。
二、结构体系的确定
根据建筑功能的使用要求,本工程为高尚住宅区，底层架空为酒店式大堂,并引入室外景观造景。为此，建筑对底层柱及剪力墙的布置位置有严格的要求,上部住宅部分要求室内方正实用。为满足上述要求，本工程采用框支剪力墙结构,于二层楼面设置转换层。又因上部墙体多数无法直接落地或落于框支梁上, 故而采用了箱高为2300mm 的箱形转换结构。利用箱体增加转换层的整体刚度,同时箱体的上下层板又增加了框支梁的抗扭性能。配合建筑使用功能合理布置抗侧力构件,以合理控制结构的总体刚度,使之既满足抗震要求又满足抗风的要求。将核心筒剪力墙落地, 在建筑物及局部突出部位设置700-900mm 厚的L 型剪力墙,避免出现独立框支角柱,同时将中部部分剪力墙落地,以保证落地剪力墙的数量,满足上下刚度比的要求。
三、计算分析
3.1 计算程序的选用
本工程属于结构体系复杂的高层建筑, 结构设计采用两种软件分析计算; 一种是PKPM 系列的SATWE 程序(包括PMSAP 及SATWE 动力时程分析)该程序采用墙元模拟剪力墙,是国内应用比较广泛的软件之一。同时另采用实体单元模型的ANSYS有限元分析软件进行复核。
3.2 程序使用的注意事项
(1)程序平面输入时应注意人工指定框支柱、框支梁。在平面输入时应正确指定转换构件,确保程序计算时能按相关规范规定,对转换构件在水平地震作用下的计算内力进行放大, 对框支柱的水平地震剪力进行调整等。
(2)对于一字型墙肢出现与其平面外方向的楼面梁连接时,为降低梁端弯矩对墙的不利影响, 在程序计算中将梁与墙相交处作铰接处理,减少梁对墙产生的平面外弯矩。此时,在墙与梁相交处设置暗柱,并按计算确定其配筋。
(3) 剪力墙之间的连结梁应根据具体情况指定为连梁或框架梁。对一端或两端与剪力墙相交的梁会在程序中默认为连梁, 计算中程序会对其刚度进行折减后再计算其内力;而对跨高比较大(>5)的连梁,其受力模式接近框架梁,此时应将该类梁人工定义为框架梁,以求内力分析的准确。
(4)剪力墙的荷载应保证准确传至其下部构件上。对于墙直接置于箱板上的情况,应于墙下设置暗梁,使墙体荷载传力途径明确,不造成缺失；对于靠近柱支座的剪力墙,程序可能会自动判断其下端节点为柱节点,而将墙体荷载传至柱上,造成梁的内力分析偏差,此时可在墙肢下端对应位置的梁上增加附加节点,以确保墙肢荷载作用在梁上。
(5)在程序计算中,为尽量符合工程实际,底层计算高度取地下室顶板板面至箱形转换层箱体中间(即底层净高加箱体高度的一半),二层计算高度取箱形转换层箱体中间至三层面。若直接取底层层高为底层计算高度,则未充分考虑箱体的双层板作用,程序计算的底层侧向刚度偏小, 势必造成为满足侧向刚度比的要求而加大构件截面,引起不必要的浪费。
3.3 结构分析的主要结果
本工程共有五幢单体建筑,本文列举其最不利的一幢的计算结果。
（1）ANSYS程序计算结果见表1。
表1 ANSYS计算结果
(2)SATWE程序计算结果见表 2， 在计算中,控制以扭转为主的第一自振周期与乎动为主的第一自振周期之比小于 0.85; 结构最大层间位移与平均层间位移之比小于 1.2。
表 2 SATWE计算结果
(3)本工程采用由中国建筑科学研究院工程抗震研究所提供的地震波进行计算分析,地面运动加速度峰值 55gaL。弹性时程分析法的计算结果与振型分解反应谱法的计算结果基本一致; 弹性时程分析时, 每条时程曲线计算所得的结构底部剪力均不小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的 65%, 多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法求得的底部剪力的 8O%。
(4)转换层上下楼层结构侧向刚度比计算。设计中控制转换层上下结构的侧向刚度比不大于 2。按 《高层建筑混凝土结构技术规程》附录方法计算的转换层上下结构等效剪切刚度比为 VX=1.39, Vy=1.90;按抗震规范(3.4.3)条文说明方法(即层剪力 /层间位移差)计算楼层侧向刚度比结果为 VX=1.28, Vy=1.74。
(5)箱形转换层楼板应力采用ANSYS有限元程序进行分析,分析结果表明,各荷载工况作用下,箱体上层板均为受压,箱体下层板均为受拉。
四、框支层结构设计
4.1 框支柱设计
本工程框支柱抗震等级为一级,轴压比限值为 0.6。框支柱主要截面取 130OX13O0～13OOX23O0,计算结果表明,所有框支柱的受力较为均匀,轴压比从 0.42～0.51,因而,箱形转换层下框支柱的变形一致性较好。框支柱的剪力设计值按柱实配纵筋计算并乘以放大系数1.1，剪压比控制在 0.15以内。柱内全部纵向钢筋的配筋率不小于1.2%，箍筋沿柱全高采用不小于12@100 井字复合箍,体积配箍率均不小于1.5%，使柱具有―定的延性，实现强剪弱弯。框支柱在上部墙体范围内的纵向钢筋伸人上部墙体内一层，其余柱筋锚入梁或板内。
4.2 剪力墙设计
本工程核心筒落地剪力墙厚 400mm，除核心筒外，在建筑四角布置 700～900mm 厚的 L 型剪力墙。为改善混凝土的受压性能，增大延性，设计中控制墙肢的轴压比不大于 0.5。墙体的水平和竖向分布筋除满足计算要求外, 同时也满足 0.3%的最小配筋率的限值。底部加强区的剪力墙中按规范要求设置约束边缘构件, 约束边缘构件的纵筋配筋率控制≥1.2%, 箍筋不小于 B12@1OO, 体积配箍率控制≥1.4%,同时,对长厚比
4.3 框支梁的设计
本工程框支梁抗震等级为一级。对于两端搁置于框支主梁上的框支次梁，其受力类似简支梁,跨中底筋较大，支座面筋基本按构造要求配置。对于两端搁置于框支柱或墙上的框支主梁，当其上无剪力墙时，此类梁受力模式与普通框架梁类似,当其上有剪力墙时,上部的墙体与该梁共同参与工作。
本工程的框支主梁的梁高 23OOmm(即箱体高度)， 于梁顶和梁底各设置一层 200mm 厚的箱板，梁截面尺寸按剪压比 0.15 控制。梁主筋配筋率除满足计算外，还不小于 0.5%，上部主筋沿梁全长贯通,下部主筋全部直通到柱或墙内, 沿梁腹部设置不小于 C16@150 的腰筋，于梁中部设置―排 C 20的抗裂纵筋,抗裂纵筋根数同箍筋肢数，梁箍筋全长加密。
对部分框支梁,因其受力较大，在靠近柱支座处的应力集中尤为突出，部分梁的计算结果表明，梁端抗剪不足，经人工核查该梁各截面剪力设计值, 发现大部分剪力不足处的截面已位于框支柱截面内，对此情况的梁截面尺寸不做调整， 而对于确实抗剪不足的梁采用梁端水平加腋的方式解决该梁的抗剪能力不足的问题。
4.4 箱形转换层楼板的设计
箱形转换层的箱体高度为 2300mm，箱体的上下层板厚均为200mm。对箱体的上下层板主要采用 ANSYS有限元软件进行内力分析。分析结果表明,各荷载工况作用下,箱体上层板均为受压，最大平均压应力为 1.2MPa, 箱体下层板均为受拉， 最大平均拉应力为2.0MPa。在设计中, 将楼板裂缝控制在 0.2mm 以内, 实配双层双向C 16@150的通长钢筋。
该双层板增强了整个转换层的刚度, 使箱形转换层形成一个刚度很大的刚体, 使刚体上部的荷载能通过它有效的传递至各竖向支撑构件上,且增加了框支主梁的抗扭性能。
五、结束语
高层建筑实例分析范文第3篇
关键词：高位连体，结构设计
Abstract: combining with the project examples, the upper structure design, main body structure calculation and the results are analyzed, in order to meet the requirements of the standard.
Keywords: high conjoined twins, structure design
中图分类号： TU318文献标识码：A文章编号：
1 工程概况
该建筑主楼地上为23层，地下2层，裙房3层，分塔楼A、塔楼B和裙房等主要结构单元。塔楼A，B大屋面高度为95m，裙房总高度为15m左右，裙房中部通过设置2道防震缝与左右两侧分离，两栋塔楼层高是一致的，双塔顶部在63.50m的高空相连，连体部分共有8层，总高度为31.5m，跨度33.6m。主楼造型形成高位连体，为竖向不规则，在结构设计中采用了SATWE和ETABS两种计算软件进行整体的内力位移计算，同时采用弹性时程分析法进行补充计算。
工程的抗震设防烈度为7度，建筑结构的安全等级二级，重要性系数1.0，设计使用年限50年，建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类建筑)。
2 基础设计
根据地质报告显示，地基土以饱和软弱黏性土和饱和砂性土为主，地表下在20m深度范围内饱和砂土和粉细砂无液化问题，建筑场地类别属Ⅲ类，特征周期取0.45s。考虑到整个建筑场地平面较大、主楼和裙房在地下完全连成一体等特点，采用了桩筏基础，进行桩基变刚度设计，强化高层主体区域桩基刚度，相对弱化裙房(含纯地下室) 的桩基刚度，以满足承载力要求和沉降差异控制要求。初步设计阶段两塔楼核心筒区域筏板厚度2m，主楼桩型选择直径800mm 的钢筋混凝土冲孔灌注桩，以中风化泥岩作为持力层，桩长45m左右，桩身混凝土强度等级为C45;裙房和地下车库部分采用直径500mm的PHC高强预应力混凝土管桩，以粉砂层作为持力层，桩长35m左右，桩身混凝土强度等级为C80。根据试桩结果，主楼单桩承载力标准值可达到5000kN。
3 上部结构设计
3. 1 楼盖体系
塔楼和裙房采用现浇钢筋混凝土主次梁楼盖，标准层楼板厚度取120mm;双塔间连体部分采用钢-现浇混凝土组合楼盖，楼板厚度取120mm。
3. 2 抗侧力体系
(1) 两个塔楼的柱网和核心筒基本对称布置，双塔采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，与连接体相连的框架柱采用型钢混凝土(SRC)柱，钢骨含钢率为5%～7% ，为使结构体系更好地发挥作用，在钢筋混凝土核心筒的四个角部和与连接体相连的关键部位的墙体中设置型钢。
(2) 由于结构平面为长方形，长宽比L/B = 4.2，为增强结构整体抗扭刚度，在建筑物两侧柱网间设置钢斜撑。
(3) 标高87.11m处由于建筑立面要求，在轴AD上的所有柱子各内收2m，鉴于内收距离不大，因此结构竖向设2 层斜柱处理，避免梁托柱造成竖向构件
不连续，该设计使竖向荷载能够更直接有效地向下传递( 图1)。
图1 立面示意图
3. 3 连接体
(1) 两塔楼在63.50m标高处连成一体(图2) ，连体以上共有8层，总高31.5m，跨度33.6m。连接体部分柱网布置上下一致，因此在层16一个层高范围内沿纵向设置了4榀转换钢桁架(Q345)用于承托连体以上结构重量，为了保证连体结构的钢桁架与塔楼可靠连接，钢桁架上下弦杆向塔楼内延伸一跨，与主楼的核心筒或框架柱内的型钢刚接(图3)。
图2 连体层平面示意图
图3 钢桁架示意图
(2)4 榀桁架与上下楼层标高处横向的钢梁刚接，形成一组空间桁架，有效地提高了连接体结构的抗扭能力，增强桁架抗侧刚度。
(3) 为减轻结构自重，钢桁架以上各层的框架采用钢结构，并与钢桁架和两侧塔楼刚性连接，形成第二道防线，增强连体结构整体的刚度。
(4) 钢桁架相邻两层和顶层楼板加厚30%，双层双向配筋，适当加强，且在其平面内设置水平支撑以增强楼板水平刚度，提高连体结构抗扭能力，协调双塔的变形，有效传递水平力。
4 结构超限情况
(1) 连体建筑:双塔在63.50m 处连成一体，连体部分共8层，占总高度的33. 2%，连体跨度达到33.60m，形成竖向不规则结构。
(2) 不规则扭转:在裙房和主楼相连的低层，楼层的最大与平均位移之比超过1.20，所以该部位出现了扭转不规则。
(3) 侧向刚度不规则:在连接体以下的三层的电算结果显示侧向刚度有突变，构成《高层建筑混凝土结构技术规程》( JGJ3—2002) (以下简称高规)所指的侧向刚度不规则。
5 主体结构计算及分析结果
扩初设计阶段采用两个不同力学模型的三维空间分析软件SATWE和ETABS 进行连体结构的整体内力位移分析计算。连体结构的计算分两阶段进行，首先对塔楼A，B分别建模，调整两单栋塔楼的技术指标，使两栋塔楼的质量和刚度尽量接近，减少对连体部分产生的不利影响。然后再将两栋塔楼的模型合并，形成连体结构后进行整体计算。
5. 1 两塔楼的主要结构指标对比
表1 为SATWE 计算结果，由表可得，塔楼A 与塔楼B 因层高相同，层数相等，结构布置相似，因此两个单塔的动
5. 2 双塔连体结构的反应谱分析
(1) 总荷载对比见表2，由表可见ETABS 和SATWE 两个模型产生的总荷载差距比例为0.11%，两个模型的总荷载非常接近。
整体结构总荷载比较表2
(2) 振型分析结果
SATWE 和ETABS的前3阶振型和周期基本一致。第1阶振型均以Y向平动为主;第2阶振型和第3阶振型都是平扭耦联振型。SATWE 第2，3 阶振型是以X 向平动为主，附加较大的扭转分量;ETABS 第2 阶振型相应扭转比例稍高，以扭转为主，第3 阶振型是X 向平动为主。前6 阶振型见图6。在3阶以后的振型中，SATWE 和ETABS 的周期计算结果均相差不大，但平动和扭转的参与分量有较大差别，这主要是由于SATWE 程序中计算不出竖向振型，而ETABS 能计算出竖向振型，因而在连体的竖向地震作用分析中，应采用ETABS 的计算结果。
两个程序的第1 扭转周期与第1 平动周期的比值均小于0. 85，满足高规对平扭周期比的要求，说明本连体结构具有较强的抗扭能力。X，Y向的有效质量参数均为99.5% (SATWE)，100%(ETABS)。前30阶总的振型有效质量参数皆大于95% ，振型阶数取值满足结构分析精度要求。
(3) 层间剪力分析结果。在X 向、Y 向水平地震作用下，塔楼A 和塔楼B的底部剪力非常接近，这充分表示了连体部分能有效地传递两个塔楼的水平剪力，使得双塔的层间剪力趋近一致。从以上分析得出:SATWE 和ETABS 的计算结构基本吻合，SATWE 的层间剪力稍偏大。
(4) 结构位移分析结果，结构的变形和受力在X向和Y向均受地震作用控制，该结构的主要荷载控制工况是地震作用。
图4给出两塔楼的层间位移角。出裙房屋面后各楼层的平均位移与楼层最大位移比值均小于1. 2，仅在裙房所在层大于1.2，但小于高规规定的1.4的限值，可见均满足规范要求。
(a) X 向地震 (b) Y 向地震
图4 地震作用下层间位移角
从图4可以看出，在X向地震作用下，两塔在上部楼层有反向弯曲的趋势;连体的设置使得X向的最大层间位移角在中部楼层最大，上部楼层位移角明显减小，说明连体部分在X 向相当于巨大的框架梁，对双塔起着抗弯约束的作用。
5. 3 弹性动力时程分析结果
双向地震作用下，弹性时程动力分析计算结果显示，每条时程曲线计算所得结构底部剪力均大于振型分解反应谱法计算结果的65%，且三条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的80%，满足高规要求。结构地震作用效应取三条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
5. 4 斜柱区域受力分析
在标高87.110m处结构竖向设2层斜柱，柱子斜率为2/7.8= 1/3.9。这种结构布置使斜柱处的上下梁板受到影响，承受拉力或压力，易成为薄弱环节，因此层20～22按弹性板参与计算，相应梁配筋明显比上下层加大，但未超过梁的最大配筋率。
在施工图设计时，需采取相应的构造措施予以加强:与斜柱相交的梁均适当提高配筋率，且应满足小偏心受拉构件的构造要求( 通长不得采用绑扎搭接接头);楼板板厚设为150mm，双层双向拉通配筋;斜柱本身受力复杂，所受压力、剪力、弯矩都较大，因此斜柱内设型钢，上下各伸一层，配筋加强处理。
5. 5 连接体部分的整体计算
通过整体计算分析，求得各工况作用下(恒载、活载、X向风荷载、Y向风荷载、X向常遇地震、Y向常遇地震、X向中震、Y向中震、±25℃温度荷载)桁架的轴力、剪力、弯矩，根据相关规范的要求进行内力组合，构件的强度、刚度和稳定性都满足高规要求。
5. 6 结构性能设计
基于结构性能的抗震设计，是结构抗震设计的一个新的重要发展，在国外已普遍采用。抗震性能设计的目标，就是要对结构的设计给出量化的具体指标，并作为结构评估的基础。关键构件的抗震性能直接影响到整体结构的抗震性能，所以对关键构件性能的把握和控制有重要的意义。中震弹性设计:地震作用下的内力按中震进行计算，地震作用效应的组合及各分项系数均按高规进行，设计内力不调整放大，构件承载力计算时的材料强度取设计值。中震不屈服设计:地震作用下的内力按中震进行计算，地震作用效应的组合均按高规进行，但分项系数均取不大于1.0，不进行设计内力调整放大，构件的承载力计算时材料的强度取标准值。为此，取地震影响系数为0.225 进行整体结构反应谱分析，设计验算结果表明结构的关键构件都能满足相应的结构性能设计目标。
6 结论
(1) 高位连体建筑宜首先单塔独立建模分析，使单塔的技术指标尽量接近，再进行整体计算。
(2) 由于连体部分的存在，按目前SATWE 程序的计算方法会在连接部位以下楼层出现薄弱层，软件的计算结果与实际不符，应根据SATWE 的上下层刚度比进行人工补充计算分析。
(3) 高位连体建筑的两单塔的核心筒宜往两侧适当偏置，以减少连体结构的扭转，必要时可在两端设置斜撑。
参考文献
(1) JGJ3—2010高层建筑混凝土结构技术规程。北京：中国建筑工业出版社，2010.
(2) GB50011-2010 建筑抗震设计规范。北京：中国建筑工业出版社，2010.
高层建筑实例分析范文第4篇
【关键词】结构设计；结构选型；高层建筑
建设高层建筑有很多的优点，比如占地面积小，充分的利用空间、降低了拆迁费用、降低了工程费用等，所以在一定程度上改善了城市居民的居住环境，在多数的大城市和部分中等城市中，结合了高层住宅与底层商业的建筑得到迅猛发展。在目前的工程设计领域，有大量的工作需要设计人员完成，因此对结构设计的经济性问题就有所忽视了，致使对于同一个工程的设计让不同的人员进行设计其工程造价方面存在着很大的差距，引起不必要的浪费。所以在设计阶段，一定要做好结构设计和结构选型，这样不仅可以保障建筑结构的稳定安全，还对工程总体的经济造价制定了规划，避免产生浪费。
1.高层建筑结构的特点
高层建筑的结构不仅要承受垂直方向的重力荷载，还要承受水平方向的风力荷载，与此同时，还要有抗震的能力。在底层建筑结构中，水平方向的风力荷载对其结构的影响力通常来说都比较小，但是在高层建筑结构中，水平方向的风力荷载和地震就将会成为破坏其结构的控制因素。对于高层建筑来说，高度增加了，相应的位移也就跟着增加了。但是太大的位移量会给人有很大的压迫感，同时也就影响了建筑的使用，还会给建筑结构中的部分构件带来损伤。因此一定要控制好位移，使之保持在一定的范围内。钢结构具有强度高、易于加工和韧性大的特点。在高层建筑中钢结构得到广泛的应用，其特点表现为：结构断面小、抗震性能好、施工方便、自重相对较轻等等。当然，钢材料的成本并不低廉，随着建筑的高度越高，其工程造价也会随之增加。在大部分的发达国家，其高层建筑大多数都是使用钢结构进行设计的，在我国，部分过高的建筑也是使用钢结构进行设计的。因为，钢结构与钢筋混凝土结构这两种结构都有自己的优点与不足，所以对这两种结构进行合理的融合与发展，相互取其精华、去其糟粕，进而获得技术优良、经济合理的效果。
2.高层建筑结构设计注意事项
2.1 建筑高度
虽然说建筑结构越高越好，利用的空间越大越好，占地面积越小越好，但是也不能无限的设定建筑结构的高度，以免其建筑结构不够稳定发生倒塌，所以，一定要根据有关规范规定设计合理适当的建筑高度。随着科技的发展，建筑物的高度也越来越高，而部分影响因素却发生了质变，比如一些参数已经超出了有关规范规定的范围，所以，对于设计的一些超高的建筑物，对待这样的问题，一定要保持科学谨慎的态度。
2.2 建筑材料
在一些地震频繁发生的地区，工程的技术人员一定重视建筑材料的选择以及建筑的结构体系，以确保建筑物的稳定安全。在结构体系发生变化的时候，一定要设置一些加强层以及转换层，与此同时，还要对其结构模式进行慎重的选择，尽可能降低其本身的刚度，减少不利因素的影响。在高层的建筑结构中，尽量使用钢结构、钢管混凝土结构或者钢筋混凝土结构，减小断面尺寸，改善结构的抗震能力。
3.高层建筑结构选型
当所要设计的结构功能被确定后，可以按照其功能要求对结构进行相应的选型。在高层建筑中，结构选型上可以考虑剪力墙结构、框架结构、框—筒结构等，用材上可以考虑钢筋混凝土结构、钢结构以及组合结构等。所以，在结构工程中结构选型是重中之重，如果选型不当，就是结构计算的再精准，也会给结构带来安全隐患，并且影响其耐久性。在非震区建设高层建筑，水平方向的荷载是以风荷载为主。因此应选择适合抗风的结构类型，也就是风压体型系数相对较小的建筑体型，例如圆形或者椭圆形。在结构平面设计中，使结构平面的形状和刚度尽量均匀对称的进行分布，降低风力荷载的作用，同时要限制结构的高宽比例，以免建筑物倾斜和失稳。在震区建设高层建筑，在总结震害规律和有关工程经验的前提下，以宏观的理念为指导，设计高层建筑的整体方案，并且要选择适合的结构体系，达到抗震的效果。往往要选择建设对抗震有利的区域，立体结构设计要做到传递地震作用的效果，拥有多样的抗震防线，具有一定的刚度和强度，并且要分布均匀，避免侧移使刚度发生突变。此外也要选择风压体型系数相对较小的形状，同时要限制其高宽之比。高层建筑的竖直方向结构体系的重力荷载是通过从上到下层层传递并累积的，所以要求要有较大的柱、墙截面来分担这些重力荷载。但是与竖直方向的荷载相比，侧向荷载对建筑物的作用效果不是线性的，其随着建筑物高度的增加而快速加大。
4.实例分析
4.1 工程概况
设计一座高层大厦，其主要功能是办公写字楼。设计方案的层数要求为30层的综合楼，总的占地面积是2.6万平方米，不设地下室。每层高度为3.3m，结构高度为99m，建筑高度为100.5m，建筑结构的平面是规则的对称“井”字型平面。
4.2 设计方案
方案（一）：框—筒结构体系
在设计结构平面的时候，一定要充分考虑其抵抗水平方向和竖直方向荷载的能力，结构尽量简单，避免地震带来的损害。此方案的设计形式是平面对称的设置框架，保持梁和柱的中线重合，方便力量传导，减少重心不稳造成的影响。框—筒结构体系中是框架和筒体一起承受荷载力，筒体中剪力墙总的抗弯刚度是结构中所有剪力墙抗弯刚度之和，进而使整个结构成了弯型的悬梁。
方案（二）：剪力墙结构体系
设计为剪力墙的结构形式一般均有良好的抗震能力。剪力墙之间的距离是按照建筑平面的总体布局确定的，如果距离过小的话，不能充分发挥材料的强度，还可能导致对地震的反应过大，同时结构自重的增加也会加大工程成本。考虑到建筑时28层的综合办公楼，其中包括较大的办公室和会议室，剪力墙的间距最好为6～8m，这样可以充分发挥建筑墙体的承载能力，具有良好的技术与经济效果。
4.3 选择方案
在高程建筑结构中这两种结构体系均有着各自的特点。进行软件分析比较，剪力墙体结构系中剪力墙的轴压比控制的比框—筒结构体系中柱的轴压比要低很多，这就会降低了混凝土与钢筋的利用率。这样不仅增加了建筑结构自重，还增加了工程的总体造价。通过对这两种结构体系的方案对比，此座办公建筑使用框—筒结构体系更为合理。在结构受力方面上，进行合理设计，这两种结构都满足要求。 但是在经济方面上，对于20～30层此类不算太高的建筑物，选择框—筒结构体系更有优势。
结束语：
综上所述，在建筑功能方面，大多数的高层建筑结构所具备的功能均向着多元化功能方向发展。从建造方面上来看，首先，其结构体系越来越多样化，这就导致了不同的结构之间进行了有机的结合。其次，使用了具有高强度、轻质量、复合型特点的新型建筑材料，使着建筑物朝着多方面的综合化发展。因此，在以后的相关建筑选型中，要对建筑需求和建筑特点进行全面的考虑。
参考文献：
[1]黄世敏，魏琏，程绍革等. 地震区框架-剪力墙结构最优剪力墙数量的研究[J]. 工程抗震，2003（01）.
[2]李国强，张洁.上海地区高层建筑采用钢结构与混凝土结构的综合经济比较分析[J]. 建筑结构学报，2000（02）.
[3]赵鸿铁，胡安妮. 高层建筑转换层结构形式选择影响因素的统计分析[J]. 西安建筑科技大学学报（自然科学版），2000（01）.
[4]第十八届全国高层建筑结构学术交流会论文集（上、下册），中国建筑科学研究院，2004（10）.
高层建筑实例分析范文第5篇
【关键词】高层建筑；钢结构；临时支撑；施工工艺
1、工程概况
湖南某建筑工程为双塔高层综合体建筑，塔楼地下4层，地上42层，总建筑高度173.16m，塔楼结构形式为框架-核心筒-环带桁架结构，由正四方形核心筒结构和20根型钢混凝土劲性柱组成，主楼结构平面如图1所示。
图1主楼结构平面示意
本工程底板开始浇筑时间为2012年6月中旬，此时业主为了满足工程预售的形象节点，提出在2012年10月25日之前（约4个月时间）完成塔楼地上4层结构施工（即塔楼地上4层混凝土楼板浇筑完毕）。按照正常的施工工艺，即：核心筒钢结构吊装核心筒钢筋绑扎核心筒爬模安装核心筒混凝土浇筑外框钢结构梁柱吊装外框柱施工外框混凝土楼板施工，需要近6个月时间才能完成，显然需要对施工工艺进行改进和创新。经过多方论证，最后采用1～4层钢结构及外框楼板先行施工，后施工核心筒剪力墙体混凝土结构的方案。
2、工艺原理
核心筒型钢柱从-7.100m开始安装，外框型钢柱从基础底板开始安装。-7.100m以下按正常施工工艺进行结构施工，核心筒混凝土结构施工至-7.100m标高后，主要进行塔楼钢结构吊装，在钢结构梁柱之间增加临时支撑梁以保证结构体系的稳定性。钢结构吊装至16.800m标高（地上4层），铺设地上4层外框压型钢板，并浇筑钢筋混凝土楼板。在钢结构吊装间隙，进行-7.100m以上核心筒及外框钢筋混凝土结构施工。
3、施工流程
3.1主楼-7.100m以下结构施工
本部分采用正常施工工艺，顺序如下：绑扎底板钢筋安放型钢柱预埋件浇筑底板混凝土安装型巨柱型钢柱柱脚灌浆混凝土结构施工。
3.2主楼-7.100～16.800m结构施工
1）钢结构
核心筒第1节（-7.100～4.100m）型钢柱吊装核心筒4.100m处临时支撑梁安装外框第2，3节型钢柱吊装核心筒型钢柱与外框第3节型钢柱临时支撑梁安装核心筒第2节型钢柱安装（4.100～19.200m）核心筒2～4层临时支撑梁安装外框第4节型钢柱吊装核心筒型钢柱与外框第4节型钢柱临时支撑梁安装外框3，4层压型钢板铺设。
2）混凝土结构
地下1层混凝土结构施工（上部钢结构吊装期间）地上1层混凝土结构施工（上部钢结构吊装期间）核心筒内爬模架安装地上4层外框混凝土楼板施工（压型钢板铺设后）地上3层外框混凝土楼板施工。
4、关键施工技术措施
4.1 钢结构部分
由于钢结构超前施工，钢结构吊装完成地上4层时，核心筒及外框混凝土结构仍在地下1层，这样的施工顺序与常规的先施工核心筒后施工水平构件的方法相比主要有以下3个难题需要解决。
1）如何保证上部钢结构在没有下部可靠刚性混凝土连接时的稳定性和安全性。
2）如何解决钢结构水平构件与核心筒的连接问题。
3）如何解决附加钢构件与混凝土结构钢筋的连接问题。为了解决以上难题，施工过程中主要采用了增加支撑柱、梁以及连接牛腿的施工方案。
4.1.1 2～4层核心筒及外框附加支撑钢梁的布置
原设计方案中核心筒剪力墙内只有局部有钢骨混凝土连梁，且未与钢结构柱连接成整体，由于钢结构需要超前施工，为保证4层以下钢结构在核心筒混凝土结构施工完成前的整体稳定性和安全性，在2～4层结构标高下155mm处的核心筒墙体内均增加了钢梁支撑；外框部分也增加临时拉接钢梁。核心筒内的附加钢梁在施工过程中不需拆除，与核心筒混凝土结构浇筑在一起，共同受力；外框临时拉接钢梁在混凝土结构施工至该层时拆除。由于核心筒混凝土结构尚未施工，外框水平钢梁在核心筒一端无法与核心筒连接，核心筒内增加临时钢梁的另一个作用是作为外框钢梁提供刚性连接。具体做法为在核心筒内附加的临时钢梁上焊接连接牛腿取代原设计中的预埋件作为连接件（见图2），这样在核心筒尚未施工的情况下可以把外框钢梁安装就位，为铺设压型钢板以及优先浇筑外框板混凝土提供工作面。
图2核心筒附加钢梁牛腿示意
4.1.2核心筒内附加支撑柱
原设计图纸中，在核心筒周边剪力墙中设有型钢柱，但在核心筒内井字形剪力墙处没有设计型钢柱，新的方案在核心筒内侧井字形剪力墙交界处设置了4根型钢柱为核心筒内部的附加钢梁提供支座，如图3所示。
图3新加型钢柱示意
4.1.3防止支撑钢梁变形过大的技术措施
原设计方案中外框部分的钢梁连接在核心筒剪力墙的预埋件上。增加支撑钢梁后，外框部分的钢梁通过钢牛腿连接在附加钢梁上，从而造成支撑钢梁单侧受力，形成附加弯矩。为防止支撑钢梁变形过大，造成外框结构钢梁移位下沉，在支撑钢梁内侧增加拉接钢筋（见图4），焊接在核心筒墙体钢筋上，并通过花篮螺栓施加预应力。测量人员对已安装好的钢梁进行监测，对变形数据做好记录，把变形控制在规范允许范围内。
图4拉接钢筋示意
4.1.4钢结构细部节点做法
该施工工艺增加了大量临时支撑钢梁、钢柱，但原设计方案中未考虑新加构件对梁、柱、墙体钢筋绑扎的影响，因此需要对一些重要施工节点的做法进行细化。
