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.
关键词：
复杂高层建筑；超高层建筑；结构设计；结构类型
随着我国市场经济发展进程的不断加快，复杂高层与超高层建筑工程的项目建设需求越来越大。然而，其建设设计过程的复杂程度也在不断加深，尤其是结构设计。做好结构设计工作是保障建筑物使用安全性和经济性的关键。对于复杂高层建筑或者是超高层建筑，要根据它们所承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。
1建筑结构设计方案的选择
1.1结构方案和结构类型的选择在设计复杂高层与超高层建筑结构的过程中，结构方案选择的合理性是决定其建设质量的关键。对于复杂高层与超高层建筑结构方案的选择，如果没有根据实际工程情况进行，就很容易导致建设后期中的调整。这就在一定程度上增加了复杂高层与超高层建筑结构的设计难度，从而为建筑设计单位带来较大的修改工作量和经济损失。因而，复杂高层与超高层建筑的设计单位在结构方案的选择过程中，应充分结合相关的建筑结构专业知识，并将其应用到设计当中。对于结构类型的选择，设计人员不仅要将工程建设地的岩土工程地质条件考虑在内，还要将抗震设防烈度的要求考虑在内。这样才能降低工程建设企业复杂高层与超高层建筑工程的造价。由此可以看出，在选择结构设计类型时，需要认真考虑工程的造价和施工的合理性。
1.2结构方案和结构类型的选择要点结构方案和结构类型的选择应注重复杂高层与超高层建筑的概念设计。由大量的设计实践经验得出，在复杂高层与超高层建筑的结构设计过程中，要尽可能地提升建筑结构的均匀性和规则性，保证建筑工程结构的传力途径直接而清晰，尤其是结构竖向和抗侧力的传力途径。随着建筑行业的快速发展和科学技术的不断进步，如何实现可持续发展的建设目标已经成为研究人员重点关注的问题。
2建筑结构设计要点
2.1抗震设防烈度复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300m，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。由此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。因此，设计人员应从细节出发，秉承“以人为本”的设计理念。只有这样，才能有效保障人民群众的生命财产安全。
2.2结构舒适度确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：①对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；②对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01～0.02之间。此外，从复杂高层与超高层建筑的建设用途来看，公共建筑的水平振动指标限值与公寓类建筑的指标限制存在较大的差异，因此，设计人员要根据建筑使用功能的不同进行差异性设计，比如可以通过优化TMD技术或TLD技术来实现。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。
2.3施工过程可行性是对复杂高层与超高层建筑结构进行设计时必须要考虑的问题，否则，即使设计得再合理、先进技术应用得再多，也无法满足实际建设要求。因此，设计人员在设计的过程中，要充分考虑钢材的传力效果以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工建设的可操作性。这也是设计人员在对复杂高层与超高层建筑进行结构设计的过程中必将会涉及到的问题。要想解决型钢与其混凝土梁柱节点处主筋相交的问题，可采用以下四种设计方法对其进行有针对性的设计：①将钢筋与其表面的加劲板进行焊接处理；②将钢筋绕过型钢；③通过在钢板上开洞的方式来穿钢筋；④在型钢与其混凝土梁柱节点表面焊接钢筋、连接套筒。由于复杂高层与超高层建筑的建设要求越来越高，因此，可以采取一些特殊的施工工艺，这也是保证建筑结构稳定的有效措施。
3结束语
总而言之，复杂高层与超高层建筑的结构设计要点是将结构方案和结构类型、抗震设防烈度、结构舒适度以及施工的具体过程考虑在内，同时，还要将提高建筑构件的材料利用效率和结构设计的可行性作为设计重点。这是因为上述内容是提升复杂高层与超高层建筑质量的重要保障。由此可以看出，复杂高层与超高层建筑结构设计所有过程的实现都离不开设计人员对工程建设项目的全面了解。
参考文献
［1］刘军进，肖从真，王翠坤，等.复杂高层与超高层建筑结构设计要点［J］.建筑结构，2011（11）：34-40.
中图分类号：TU97 文献标识码：A
一．引言
目前我国复杂高层建筑与超高层建筑的蓬勃发展,从一定程度上反映了我国的建筑事业在向前发展。复杂高层建筑与超高层建筑能够发展的如此迅速，也是经济发展和建筑事业发展的必然结果。原因一方面是有些城市希望拥有一栋栋的高大的形象建筑，除此之外，还应该是因为高层和超高层建筑可以在有效面积的土地上发挥出最大的使用效益。建造高层建筑以及超高层建筑需要的费用要比一般建筑高很多。尽管如此，依然不会阻挡我们高层建筑的前进步伐，因为我国的建设发展需要它们。它们可以让土地使用率提高，因此高层建筑发展速度快就成为必然的现象。
二． 超高层建筑结构设计方法
（一）设计方略
1.超高层建筑设置避难层是消防的必然要求和选择，这样可以保证遇到火灾时人员得到及时的疏散。与此同时设置设备层也是对于机电设备使用的要求。一般超高层建筑要求是说可以两者兼而使用，但是对于更高的多功能使用的超高层建筑，要求不一样了。必须每15层设一个避难层兼设备层。当然了，还需要设有机电设备层。这就是说不但要考虑实际的荷载情况之外，还需要对设备的振动对相邻楼层使用的影响进行合理科学的考察。楼层的结构设计很重要,我们可以通过设置结构加强层，以此来提高结构的整体刚度。
2.超高层建筑的结构类型选择上要广泛选择，也就是说除了钢筋混凝土结构外，全钢结构和混合结构也是包括在内的重要结构内容。
3.超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形，对于矩形平面其长宽比也要在要求之内，抗震设防的高烈度地区更要注意，应该采用规则对称平面。要不然的话会出现地震时候的扭转效应，效应太大，会直接影响建筑结构。
4.超高层建筑的基础形式包括等厚板筏基和箱基，一般不存在高层建筑中的梁板筏基。我们都知道，基底压力很大，这就要求建筑有很高的地基承载力，一般情况下基岩埋藏较浅。也就是说可以选择可选择天然地基，其他的一般均采用桩基。
5.房屋高度超过150m的超高层建筑结构要有良好的使用条件，这为了满足风荷作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。
（二）注意事项
1.提高结构的抗震性能
抗震设防烈度与结构体系的选用密切相关的。要满足三个水准的设防性能目标，原因是地震作用太大，导致结构构件截面尺寸大，用材指标要求变高了。这就会导致工程造价也增加。对于超高层建筑房屋住宅必须要经抗震设防专限审查批准后方可进入正式设计。
2.根据建场地的岩土工程地质条件和抗震性能目标的确定进而来选择出合适的超高层建筑结构体系。同时还要考虑经济的合理性，总之综合考虑是关键。
3.建筑与结构的关系协调好。才能选择出合理的结构布置设计工作。
4.风作用水平力的降低 。
4.1迎风面积正方形平面形式要减小，最小的就是横向迎风面；我们在计算对角线方向的迎风面宽时候，圆形平面是最小的一面；风力降低最直接的方式就是在立面上适当位置开洞泻风。
4.2风力形心降低很关键。下大上小的立面体型要学会采用，也就是说要学会减小高风压迎风面积，特别指的是在高处的。这样可以使得重心降低，降低风的作用，可以做到减小建筑物底部的倾覆总弯矩。不仅如此还可以增大抵抗矩。这说的就是下大上小的立面体型对建筑底部的影响，可以让其稳定性得到提高，如巴黎的埃菲尔铁塔。
4.3 建筑平面形状可以选用体型系数较小的。圆形平面正多边形平面正方形平面，这属于体型系数从小到大可选择下列平面顺序。外形是采用流线光滑，避免建筑形式变得凹凸多变，体型系数可以减小整体和局部风压。
4.4 震动减小，输入能量耗散是重要的。采用阻尼装置是可行的，还可以加大阻尼比，降低震动影响，如台北国际金融中心大厦。
4.5剪重比。现在超高层建筑设计中对于剪重比的要求越来越严格，在实践重要的超高层建筑，剪重比的要求甚至还要更高。一方面，对6度区的最小剪重比要求是新增加的，然而严格的一刀切剪重比要求，也会存在一些问题。
4.6剪力墙的稳定性，新的高规征求意见稿对于墙体最小厚度要满足稳定性的要求强调了，但是规定的分析方法不够细致，墙体的水平无支长度是首先要考虑的问题，但是它并没有考虑到这里，也没有考虑到一边有翼墙，另一边没有的情况；只考虑了层高的楼层约束，是相对于沿着层高方向来的。还没有更好的考虑核心筒内部墙肢，可能几十层都没有楼板约束的情况，特别是当两边都是电梯井时。对于体稳定的简化计算公式无法涵盖这些情况的特殊性。
5.结构材料选用
超高层建筑结构材料的首选是要求：更轻、更强、更具有延性的材料。可以作为结构构件的主要材料包括钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土和纯钢材；而玻璃幕墙、铝合金幕墙钢塑复合板材等是用于外墙维护的；轻质隔断是属于内部隔墙用的；楼层面常选用压型钢板加混凝土面层，并在的钢承重构件表面加涂防火涂料。 其实，现如今超高层建筑的不断向前发展，这就说明我国的复杂高层已经超高层建筑设计技术有了很大提高，可以说已经走在了世界前沿水平。 三 如何做好高层建筑结构设计
合理选择构方案
一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，一个切实可行的结构形式和结构体系是关键。受力明确，传力简捷是结构体系要做到的。不同结构体系在同一结构单元不可以混用，地震区应做到平面和竖向规则的注意。总之，各种情况都要进行综合分析，充分协调很重要，在只有这样才能选择好结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。
四．结束语
我国国民经济的在不断的向前发展，我国的高层建筑以及超高层建筑的发展也是时代的要求和必然选择。复杂高层建筑与超高层建筑的发展已经取得了显著的成果，建筑工程设计者们在为这样的成果高兴的同时，还应该不断的努力提高技术水平，减少同发达国家的差距，争创更优秀的成果。为共同提高超高建筑结构的设计水平而奋斗。
高层建筑物结构设计的合理性非常之重要，在实际的设计的过程中，工程师们应该要重视概念设计，并且能够制定出一套合理可行的结构方案，安全性与经济性并存。采取技术措施要有针对性，应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性，让中震和大震下的结构安全性能得到重视。总而言之结构设计是个全面的系统性工作。需要扎实的理论知识，灵活创新的思维。在工作态度上要做到严肃认真负责的。千里之行始于足下，建筑工程设计人员在设计的过程中应该从一个个基本的构件做起，深刻理解规范和规程的意义，只有这样我们的建筑事业才会更美好 ！
参考文献：
[1]范绍芝.侯家健.连体高层建筑结构研究综述.建筑结构.2009年8月
中图分类号：TU972 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0150-01
超限复杂高层建筑结构非常复杂，需要采用科学有效的设计方法，才能够实现设计的效果，确保设计的质量，下面针对于超限复杂高层建筑结构设计进行具体的分析。
1 超限复杂高层建筑结构设计概述
所谓超限复杂高层指的就是超限高层的复杂结构，其中剪力墙的结构设计、梁式转换设计等，在结构上与超限高层有着明显的区别，尤其是内在结构含有错层、跃层、中空等复杂建筑构造。对这类建筑的结构设计中，要比正常的超限高层结构设计复杂的多，尤其是结构的受力平衡点极难确定，而且由于结构的复杂性，在设计中要根据实际需求来对每个结构的剪力墙做好设计工作，因为这涉及到超限复杂高层建筑的抗震能力。美观也是建筑结构设计的重点因素，尤其是超限复杂高层建筑，对于这类建筑的设计外观不会有着传统建筑物的对称外观[1]。因此，在超限复杂高层建筑结构设计中，要将外观设计充分的展现出独有的特性，这样才能表现出超限复杂高层建筑结构设计的特点。
2 超限复杂高层建筑结构设计的特点
2.1 错层结构
错层在我们日常生活中经常见到的一种楼房结构，由于建筑的各个功能区的层高要求不同，针对这一现象设立了错层结构，不仅如此，有很多楼梯结构也存在跃层结构，都是按照功能区的高度不同而划分的，而这也是超限复杂高层建筑结构设计中的一大特点。在超限复杂高层建筑结构设计中，在进行结构模型分析的过程中，按照裙房的设计不同，再结合功能区高度要求的不同，从而实现超限复杂高层建筑物结构设计错层结构的良好设计[2]。
2.2 平面不规则
在对超限复杂高层建筑结构设计的过程中，由于存在的功能区域不同，因此平面结构设计也会存在不规则性，尤其是超限复杂高层建筑的剪力墙、钢筋混凝土等结构的设计中，对侧力构件、承重有着极大的作用，而对每个不同区域测量的抗震平衡点不同，就会导致各个结构出现不同的设计规则，这也是超限复杂高层建筑物结构设计的一大特性。
3 超限复杂高层建筑结构设计
3.1 抗风设计
风荷是建筑结构设计中应考虑的问题，尤其是超限复杂高层的建筑结构设计，因为高度的增加也使得受到风荷的影响越大，特别是在沿海地带的超限复杂高层在结构设计的过程中应将风荷作为重点设计。超限复杂高层建筑结构的抗风设计是将风产生的动力效应结合风振系数，再转变成建筑结构设计中的拟静力进行计算，当然，在抗风设计中需要对拟静力的计算结果通过模型风洞实验、结构动力分析、计算校核等，以保证抗风设计的稳定性和可靠性，否则，未对抗风设计进行校核的建筑物容易在风荷的影响下产生建筑墙体的开裂、玻璃墙体的破坏等，甚至会出现主体结构遭到破坏的现象，因此抗风设计在超限复杂高层建筑结构设计中占有重要的地位。在抗风设计中需要注意设计要点：由于超限复杂高层具有平面不规则性、楼梯高度较高、立面复杂等特征，在进行抗风校核时应采用风洞实验来保证建筑结构的稳定性和安全性；在超限复杂高层建筑之间距离较近时，应对相互之间产生的风力干扰的群体效应作出相应的判断，并将其渗入到抗风设计中[3]。
3.2 抗震设计
抗震设计是建筑物结构设计中的重点设计，尤其是超限复杂高层建筑的结构设计，因为建筑较高的原因，使得承受震力结构本身就处在弱势，因此对超限复杂高层结构中的抗震设计要比一般的建筑结构严格的多，主要在设计中应注意以下几点：对超限复杂高层建筑结构设计的地理位置、地质地貌等周边环节的调查分析，需要结合当地的情况对建筑进行抗震设计；建筑的整体结构设计，如界面大小、应变分布等，要有针对性的进行设计；对建筑结构设计方案进行抗震定量分析，为确保建筑结构抗震性能的优越性，应保证建筑结构的变形弹性需要达到建筑的抗震要求；确定建筑结构的位移和构件变形之间的关系，并在设计的过程中通过测量测试的方式来确定构件的变形值，为建筑结构抗震设计提供依据。
3.3 刚度设计
刚度设计是对建筑整体结构有着固定的作用，尤其是对建筑结构荷载情况有着直接的影响。在超限复杂高层建筑结构设计中，经常会发现结构设计发生扭转的现象，一旦建筑整体结构发生扭转就会使建筑物的水平荷载发生变化，而对建筑物的稳定性和安全性造成极其严重的影响，这种设计的发生主要是三个点不重合而引起的。所谓三个点指的就是建筑整体结构的重心点、建筑结构几何形状的中心点、建筑结构整体刚度的中心点等[4]。对超限高层建筑的刚度设计首先要将各个楼层中分布的水平作用力进行平均分布；将超限复杂高层建筑结构尽量采用规范的平面结构设计，如、矩形、正多边形、方形以及圆形等，这样可以有效的分布作用力，能避免或降低建筑结构发生扭转的问题。当然，超限复杂高层建筑结构也很少存在简单规范的平面设计，因此，对这类特殊的建筑结构刚度设计时，整体平面结构处于不规范的形态，要尽量将其凸现出的结构部分的宽度与厚度的比值确定在可控制的范围内，这样可以充分避免作用力分布不合理而导致建筑结构刚度设计出现问题造成的建筑扭转现象。另外，在对超限复杂高层建筑结构设计时，要从整体结构设计出发，尽量采用对称形态的结构设计，这样可以提高建筑刚度设计的稳定性和可靠性[5]。
4 结束语
在进行超限复杂高层建筑结构设计中，设计人员通过运用有效的设计方法，能够实现设计水平的提高，确保建筑的质量，促进建筑设计工作的顺利进行。
参考文献
[1]生永栓，王永红，陈伟松，博东恒.某超限复杂高层（错层）结构住宅设计[J].建筑结构，2009（S1）.
[2]邱俊强.对高层建筑结构设计中存在问题的分析[J].建材与装饰（中旬刊），2008（05）.
1高层建筑结构的特点
在超高层建筑设计上面，需要兼顾高层建筑的水平位移与高层在垂直方向造成的垂直荷载力。在具体的超高层设计过程中，由于外力造成的水平荷载是高层建筑最需要考虑的因素，在对超高层进行建筑结构设计的时候，必须要首先对超高层的承载范围确定清楚，控制在一定的数值范围之内，也就是说，在超高层的设计中，其设计核心就是对建筑结构的抗压设计计算。
2超高层建筑结构体系的选择
2．1超高层结构体系分类
一般分为钢筋混凝土设计、钢与混凝土组合设计。由于超高层建筑结构体系的不同，可以将超高层建筑结构的设计分为混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计等。就目前来说，我国的超高层建筑结构基本上都是采用的钢筋混凝土结构。
2．2超高层建筑体系选用原则
在对超高层建筑结构进行选取的时候，必须要按照经济性、合理性、安全性的原则来进行选择作为高层建筑结构的体系。不过，超高层的设计还要依据建筑物的使用要求与高层的施工环境来确定其体系的选用。与此同时，超高层建筑结构在选取时还要具有较高的承受压力的能力。
2．3超高层的结构材料分析
当前，钢筋混凝土结构在超高层中的应用非常广泛，对于材料的选择必须要按照超高层设计的依据进行。原则是要求尽力发挥钢筋混凝土的材料性能。钢混结构由于具有耐久性能、防火能力以及结构刚度大等优点被广泛采用。不过，在设计过程中必须要考虑混凝土构件的截面尺寸问题，以保证空间结构的最优化设计。就目前来看，钢—混凝土混合结构的应用在高层建筑中的使用率将会进一步提升。但需要进一步开展混合结构体系的抗风、抗震性能研究，研究工作主要有两个方面的内容:一方面是混合、组合结构的抗震性能研究，如阻尼系数的确定、整体结构稳定性能等;其次，针对组合构件以及组合构件之间衔接及构造关系要进行相关研究。由于混合结构体系比较复杂，大多包含巨型柱和斜撑等大型构建，各种组合柱、梁、楼板等体型复杂，因此需要结合工程实际应用，对各种新型组合构件进行更加深入细致的研究，才能真正的将复杂化的混合结构运用到实际工程中去。
2．4超高层结构体系选择
针对超高层建筑框架结构体系的选择主要分为:1)框架结构体系。所谓的框架结构就是说在结构的横向与纵向都利用混凝土梁柱组成一个整体的框架结构，而且可以同时承受水平与竖向的荷载。单纯的单一框架结构布置非常灵活，因此空间结构非常的大，是目前使用最为广泛的高层建筑。2)剪力墙结构体系。所谓的剪力墙结构体系就是纵横向的剪力墙来承受建筑结构的水平与竖向荷载的建筑结构体系。采用剪力墙结构对于建筑物的整体抗震能力具有很大的提高。3)框架—剪力墙结构。框架—剪力墙就是指兼有框架结构与剪力墙结构的优点，这样就使框架剪力墙结构不仅仅能够变得空间灵活，还能有很强的抗侧移能力。框架—剪力墙布置数量不如剪力墙结构多，数量决定了其抗侧力的能力较低。不过剪力墙的数量超过一定值后就会影响经济性。
3高层建筑结构设计的问题分析及对策
3．1扭转问题
在超高层建筑结构中，其设计的中心点就是刚度、几何形心点和结构的重心点，不过，当对超高层结构进行设计时，很难将超高层的几何形心、刚度与结构的重心点进行整合，因此，就会使得超高层在设计时出现扭转的情况。为了解决这个扭转的问题，作为结构设计者对于超高层的建筑结构设计要选取最合理的平面结构布置图，力求三个中心点能够重合。
3．2受力性能的问题
在超高层建筑方案的选取中，在初步选择建筑方案时，建筑师很少会对高层建筑的具体结构特征来进行考虑，而是将重点放在了建筑物的空间结构上，这样就容易使得超高层建筑在设计上出现一些不合理的受力。所以说，在对超高层进行设计时，必须要明确选择结构体系，在方案选取上，要对主要的承重部位的布置与数量进行整体优化设计。
3．3超高的问题
目前，超高层建筑结构有明显的超高、超重现象存在。在我国，出于建筑结构的抗震需要，对于超高层建筑的层高有很明确的规定。所以说，在对超高层进行建筑设计时，建筑设计师会轻易忽略这一问题，从而导致审图不通过，这就需要在设计完成后，对设计方案进行重新的设计与审图，杜绝在超高层建筑结构设计中出现超高的现象。
3．4嵌固端的设置问题
在当前的超高层建筑设计中，一般来说都会有地下室，这样就使得超高层的嵌固端位于地下室的顶板处。在针对嵌固端的设置问题上，很多情况下设计师常常会忽略这类问题导致的后期效应，就使得在后期经常会出现针对嵌固端问题的修正，如果修正不及时，就会对嵌固端的安全性造成不良的影响，为安全留下了隐患。
3．5防连续倒塌设计
目前，我国关于高层建筑结构连续倒塌的试验分析与理论研究还不多。现行规范所确定的基本目标就是防止建筑物发生地震时倒塌，确保人的生命不受损失。汶川地震中，按现行抗震规范设计和建造的高层建筑，虽然在地震中没有连续倒塌、保障了人们的生命安全，但是其填充墙等受力构建破坏对建筑物内部的设备、物品的损坏间接造成了财产损失。对于高层建筑的非受力构建倒塌问题需要引起人们的关注，作为建筑结构设计师要引起重视，对于非地震造成的倒塌，例如飞机撞击、爆炸、火灾等不可抗拒的灾难，如何在设计时予以考虑等等，都是下一步研究的重点。
4基础设计
基础设计确实是超高层的一个设计难点与重点，与此同时也是关系到整个超高层建筑结构的安全性的重要一环。所以说，在进行超高层设计时，必须要保证超高层建筑的埋置深度，地基的变形系数与稳固要求必须要符合相关规定要求。在采用桩筏时，对于其埋置深度必须要按照相关的规定进行。与此同时，对于超高层的施工现场场地问题，要注意与相邻建筑物的相互关系，保证基坑开挖后对于相邻建筑物的影响不会造成不良后果，实时监测其变化过程。
引言
一般情况下，高层的建筑概念设计有很多种，但对于加强高层建筑抗震能力的概念设计则运用的比较广泛。超高层建筑的设计以及施工通常都要耗费更多的财力和物力，因此控制好超高层建筑的质量和抗震效果至关重要。但如何设计高层建筑结构的方法却是不确定的，在这个过程中需要考虑建筑物的自身特征以及相关的外部因素。本文主要介绍的就是关于超高层建筑在进行结构设计时应当注意的问题，并作出提升超高层建筑结构设计质量的相关建议。
一、 关于超高层建筑的结构设计特点以及相关要点
（一） 重力荷载迅速增大，控制建筑物的水平位移成为主要矛盾
由于超高层建筑相对于其他类型的建筑具有不同的特性，使得其建筑结构的设计也具有自身的一些特点。首先，超高层建筑在高度上具有其他建筑所不可比拟的特性。因此，随着建筑物的高度不断上升，其重力荷载也呈直线上升的趋势，作用在竖向构件柱以及墙上的轴压力也随之增加。在这样的条件下对于基础的承载力也就提出了更高的要求。与此同时，控制建筑物的水平位移也成为了主要矛盾，这种情况主要是由两方面原因所造成的。一方面，超高层建筑的高度较高，使得风作用效应加大；而风力的加大也就使得合力作用点的位置变高，从而使其对于建筑物产生的作用效应也就变得更大。另一方面，超高层建筑的高度过高使得其自身的重心位置也相应的被升高，建筑的结构自重也相应的加大，此时在地震作用下就将导致薄弱部位加速破坏。
（二） 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大
受力变形、干缩变形以及徐变变形都是竖向构件总压缩量的构成部分。通常情况下，受力变形都会在瞬时间完成，并且变形量能够根据胡克定律进行大致的测量。而干缩变形所需要的时间则相对较长，通过相关的统计数据对比可以发现，在一般条件下干缩变形量大致占总压缩量的三分之一左右。而耗时最长的就是徐变变形量，线性徐变能够通过公式进行相应的计算。而受到构件的总压缩量随着高度的不断上升而增大的影响，使得在超高层建筑中竖向构件产生的缩短变形差对于结构内力的影响也逐渐变大。
（三） 倾覆力矩增大，整体稳定性要求提高
超高层建筑由于在建设的过程中，高度不断上升使得侧向风力引起的倾覆力矩也会不断增加，随之而来的是抗倾覆力的要求也随之升高。许多具体的工程施工中都会采用增加基础埋深以及加大基础宽度或者是采取抗拔桩基等手段来达到保证整体稳定性的需求，来强化整体的稳定性。
（四） 防火防灾的重要性显现，建筑物的重要性等级升高
与此同时，在进行超高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效，凸显出防火放防灾的重要作用。这是由于超高层建筑的一些建筑材料虽然具有耐热的特性，但是耐火的功效却不甚理想，一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。并且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大，高层中的人们很难找到有效的逃生途径也容易造成大的人员伤亡。此外，在出现地震等坍塌性事故时，需要较长的疏散时间，但超高层建筑大多采用钢筋混凝土结构，在长时间的疏散过程中极易发生其他的安全事故。与此同时，超高层建筑的投资一般都比较巨大，并且在所属区域一般都应是当做代表性建筑来建造的。所以超高层建筑无论是在经济上，还是在文化乃至政治上都具有较强的影响。为此，在进行超高层结构的设计时务必要强化结构设计的可靠性，强化建筑的整体性能质量。
（五） 控制风振加速度符合人体舒适度要求
一般情况下，风力的作用效果都会随着高度的升高而不断加强，在超高层建筑中风力的作用效果尤为明显。但是风振作用过于显著会影响到人们的舒适度，不利于人们的工作和生活，因此如何处理好风振及速度与人体舒适度之间的平衡成为了超高层建筑结构设计的重要问题。为此，必须控制好顶层的最大加速度，使其满足规定的限值。此外还要掌控好由风振带来的扭转加速度，通常情况下不应该超过标定的限值。与此同时，鉴于超高层建筑的高度较大，使得垂直于围护结构表面上的风载标准也迅速增大，所以围护结构必须进行抗风设计。
二、 超高层建筑结构设计的具体方法
进行超高层建筑的结构设计不仅要掌握好相关的要点，了解相关的结构特征，还要在具体的结构设计上合理的利用设计方法。首先，根据超高层建筑的自身特点就要做到减轻自重，减少地震作用。在这方面通常可以采用高强度轻质材料，全钢结构以及轻质隔断等都能够起到很明显的减轻结构自重，减小地震作用的效果。其次，就要降低风作用的水平力。降低风作用水平力的主要手段可以从减小迎风面积、降低风力形心以及选用体型系数较小的建筑平面形状来实现。其中为了减小迎风面积可以采用正方形的平面形式，如果计算对角线方向的迎风面宽则可以采用圆形的平面形式。而降低风力形心的方式主要可以通过采用下大上小的立面体型来实现，这种方式不仅可以有效的减小高风压在高处的迎风面积，也可以通过降低风作用的重心来使建筑物底部的倾覆总弯矩减小。与此同时，还应做到减少振动耗散输入能量。在这方面主要可以采取阻尼装置或者加大阻尼比的方式来实现。还要选择耗能、减振的结构体系，像利用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段，使用橡胶支座都能够做到有效的减振。最后需要完成的就是加强抗震措施。为了强化超高层建筑的抗震能力，就要从多方面共同入手。首先就要为建筑配有明确合理的计算简图，科学的分析地震作用以及相关的受力情况。大多数情况下，圆形、正多边形以及正方形等平面形状能够做到避免强弱轴的抗力不同和变性差异。但在具体的设计过程中也需要考虑到相应的问题。例如，要注意到结构平面形状是否做到对称，是否设置了多道抗震防线以及是否在满足了强度等方面的需求后采用了延性更好的结构材料等。此外，为了保证结构设计的科学性还应利用多个权威程序进行核算对比，使计算出的结果更加具有科学性和说服力。并且在设计上应当尽量向智能化方向偏转，增强对于结构设计的可控性。
结束语
超高层建筑结构的设计对于建筑的整体效果和实际功能质量具有重要的影响，但是适合的设计方法却也不是单一的。在进行设计方法以及方案的选择上，可以根据建筑的实际特点和需要来进行有针对性的选用。但终归来说，应当通过科学的设计方法使超高层建筑具备安全、舒适以及适用等方面的特征，达到相应的设计要求，满足社会以及公众的需要。
参考文献：
前言：我国大部分地区都位于地震带上，每年发生地震的几率十分的大，国内中低层隔震建筑物发展已渐成熟，国外由铅心橡胶隔震组件与消能组件组合或多种隔震组件组合（如滑动隔震组件、磨擦单摆隔震组件、滚动隔震组件）所构成之隔震系统经多次地震验证其性能，证实可行，并使用于超高层建筑物因此对建筑物进行耐震设计是十分必要的，；传统的耐震技术主要考虑强度和韧性，随着我国地震的频繁发生，隔震和消能是耐震设计的两种耐震新技术。
一、耐震建筑物、隔震建筑物与消能建筑物
传统建筑物采用耐震设计规范设计建筑结构物，主要考虑强度与韧性，5.12地震后，由业界引进两种耐震新技术，一为隔震，另一为消能。其技术由研究阶段迈入实际应用阶段。此两种耐震新技术在日本阪神地震发生后，蓬勃发展；中国大部分地区与其它世界各主要受强震侵袭国家也不例外。
1、耐震建筑物。耐震建筑物耐震设计之基本原则，系使建筑物结构体在中小度地震时保持在弹性限度内，设计地震时容许产生塑性变形，但韧性需求不得超过容许韧性容量，最大考虑地震时则使用之韧性可以达规定之韧性容量。
1.1中小度地震：为回归期约30年之地震，其50年超越机率约为80%左右，所以在建筑物使用年限中发生的机率相当高，因此要求建筑物于此中小度地震下结构体保持在弹性限度内，使地震过后，建筑物结构体没有任何损坏，以避免建筑物需在中小度地震后修补之麻烦。一般而言，对高韧性容量的建筑物而言，此一目标常控制其耐震设计。
1.2设计地震：为回归期475年之地震，其50年超越机率约为10%左右。于此地震水平下建筑物不得产生严重损坏，以避免造成严重的人命及财产损失。对重要建筑物而言，其对应的回归期更长。于设计地震下若限制建筑物仍须保持弹性，殊不经济，因此容许建筑物在一些特定位置如梁之端部产生塑铰，藉以消耗地震能量，并降低建筑物所受之地震反应，乃对付地震的经济做法。为防止过于严重之不可修护的损坏，建筑物产生的韧性比不得超过容许韧性容量。
1.3最大考虑地震：为回归期2500年之地震，其50年超越机率约为2%左右。设计目标在使建筑物于此罕见之烈震下不产生崩塌，以避免造成严重之损失或造成二次灾害。因为地震之水平已经为最大考虑地震，若还限制其韧性容量之使用，殊不经济，所以允许结构物使用之韧性可以达到其韧性容量。
2、隔震建筑物。隔震建筑物系在建筑物基面设置隔震层。该隔震层系由侧向劲度很低的隔震组件构成，让整体隔震建筑物之周期大幅拉长，藉以降低作用在结构物上之地震力。隔震建筑物另有一个特性，就是因为隔震层相对于上部结构软了许多，因此当其受地震水平力作用时，隔震层的相对变位很大，而上部结构的相对变位很小。因此有时为简单计，可以将上部结构视为刚体。
3、消能建筑物。依据耐震设计规范10.2节之定义，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（摩擦组件）、双线性（金属降伏组件）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（其它）则含括所有不属于位移型与速度型的消能组件，其典型范例包括形状记忆合金（超弹性效应）、摩擦.弹簧组件，以及兼具回复力与阻尼的液态消能组件。
二、耐震建筑与隔震建筑造价比较
隔震建筑物结构造价比较，办公室隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之18%，旅馆建筑隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之13%，医院隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之8%。显示越重要之建筑物，采用隔震建筑物设计，结构费用相对最经济。
三、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（src+rc），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+fluiddamper。
四、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有下列关键因素：
1、长周期建筑物之隔震效果。隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期，但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒，隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上，由反应谱显示，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。
2、倾覆作用造成隔震组件受拉力。隔震组件设计时必须考虑拉力作用，因此拉力试验成为规范修订之首要任务。
中图分类号：TU3文献标识码： A
传统的建筑防震技术主要是以加强建筑物的刚性和韧性之间的配合度来实现的,而近年来,我国开始引进国外的先进技术,采用了隔震的防震新技术,并结合我国的实际建筑施工水平进行了改良。目前以我国的建筑隔震结构设计技术水平来讲,主要的隔震技术方式是基础隔震,除此之外,还有中间隔震和悬挂隔震等技术方式。在实际的超高层建筑工程结构设计中,对于隔震的技术方式选用还需要结合具体建筑工程的要求来确定。
1. 隔震技术的应用
自我国引进隔震建筑物结构设计技术以来, 就在高层建筑工程中得到了广泛应用,并且随着技术人员的不断改进与创新,目前隔震技术除了能够在建筑工程建造设计中发挥重大作用,还能够对已经建设完工的高层建筑进行隔震结构改造,以提高现有高层建筑的抗震性能。一般来讲,隔震结构层可以设计在高层建筑的不同位置, 如防火层或设备层的结构部位,或者基础层和中间层也可以,甚至在高层建筑的顶层也能起到良好的抗震加固效果。
2. 隔震建筑物
隔震建筑物是指在建筑物结构中的某个层面采用了隔震层的加固技术, 这种隔震层装置是各种侧向劲度较小的隔震组件相互作用而形成的。其目的是为了加长整个隔震建筑物的周期,以消减外力作用在建筑物上的影响。其作用原理是因为在加长了建筑物的周期以后,会增大建筑物的位移,再加上各种消能组件的作用,就可以大幅度增高结构的阻尼比,而实现减少建筑位移量的目的。
3. 基础隔震技术
基础隔震技术是目前我国高层建筑抗震技术中应用最广泛, 也是效果最好的抗震加固技术,并且基础隔震的技术成本较低,但在隔震功能上却发挥巨大的效应,因地震而引起的地面运动频率对于基础隔震效果的影响非常小,共振现象的发生频率非常小,可以忽略不计。
3.1 基础隔震的概念
通常所指的基础隔震是指在建筑物的结构设计中, 为建筑基础与上部结构之间加设一层高度不大但有足够可靠的隔震设置,用以吸收由地面运动所带来的作用力,从而减少建筑上部结构中受到的地震影响,保证建筑物的稳定和安全,保护建筑物内部的人群和设备不受伤害,也有效制止了因整体结构破坏而引起的次生灾害。
3.2 基础隔震设计中需要注意的问题
由于基础隔震层要充分吸收建筑周边的所有地面运动作用力, 因此,在设计中,最好要将隔震层的面积范围稍大于建筑基础的范围,因此,在建筑施工中,要保证施工场地足够宽绰。在设置隔震层周边的挡土墙时,由于在其上部会产生墙外狭道等现象,因此在设计中要充分考虑到这一部分结构在地震作用中是否会发生位移而引起其他不良问题的出现。
3.3 基础隔震结构体系动力分析
在高烈度区地震波影响下, 高层隔震结构体系的上部结构弯曲变形已开始占了较大部分,在高烈度地区应用橡胶隔震结构,结构中的隔震支座可能会出现一定的拉应力或者非线性变形,但是结构整体是安全的。对于高层隔震结构体系,上部结构的倾覆弯矩较大,水平地震作用会引起隔震层的转动,结构的垂直荷载也较大,隔震层可能产生明显的竖向变形。对于这种情况, 隔震结构的地震反应不仅要按多质点平动体系进行分析,并且要考虑结构的摆动。因此应采用多质点平动加摆动计算模型,如图1 所示。
图1 基础隔震体系多质点平动加摆动动力分析模型
4. 中间层隔震技术
在实际的建筑工程中, 尤其是在城市中心的地区进行高层或超高层建筑施工时,往往会受到地面施工空间的限制,这时候也可以采用中间层隔震技术。这种隔震建筑物的结构可以分为三部分,即隔震层以下的建筑结构包括建筑基础、隔震层、隔震层以上的建筑结构。
5. 悬挂隔震技术
悬挂隔震技术是利用一定的装置将建筑物整体结构或大部分结构悬挂起来,以达到在地震时,地面运动作用不到建筑主体结构上的目的,从而实现有效抗震。但这种隔震技术结构中,悬杆所要承受的荷载较大,必须用高强钢来实现,但高强钢的柔性较差,容易在较大的垂直作用力下断裂。
6. 超高层建筑结构的隔震设计
针对超高层建筑结构的隔震设计,需要严格按照有关高层建筑规范条例的相关内容,结合建筑物所在环境的实际情况,遵循隔震设计的一般要求,采取合理的设计步骤,确保超高层隔震建筑物的结构设计达到最优化的效果。
6.1 隔震设计要求
(1)设计方案:建筑结构的隔震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与建筑抗震的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后,确定其设计方案。(2)设防目标:采用隔震设计的房屋建筑,其抗震设防目标应高于抗震建筑。在水平地震方面,隔震结构具有比抗震结构至少高0.5 个设防烈度的抗震安全储备。竖向抗震措施不应降低。(3)隔震部件:设计文件上应注明对隔震部件的性能要求;隔震部件的设计参数和耐久性应由试验确定;并在安装前对工程中所有各种类型和规格的部件原型进行抽样检测,每种类型和每一规格的数量不应少于3 个,抽样检测的合格率应为100%;设置隔震部件的部位,除按计算确定外,应采取便于检查和替换的措施。
6.2 隔震设计步骤
(1)结构隔震控制目标的确定。依据设防烈度或地震危险性场地条件以及工程的重要性,确定设防标准。(2)结构设计。确定上部结构方案与结构布置,初步确定上部结构构件尺寸及材料强度等级。由于设置了隔震层,上部结构所受地震作用降低很多。因此,对柱子轴压比的限制可适当降低,柱子的截面也可适当减少。这部分设计内容与非隔震建筑相同。(3)隔震装置的选用。根据隔震装置的承载力、刚度、变形等性能要求和规定,确定隔震支座的类型、个数和隔震支座的尺寸、布置并进行隔震支座设计。(4)结构隔震体系动力参数的确定。选择隔震结构动力计算分析模型,确定结构的刚度、自振周期、阻尼比等动力参数。(5)结构隔震控制验算。计算结构地震作用和结构的加速度、速度、位移、隔震的水平位移、支座轴力等地震反应,确认是否满足设防标准。
7.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有下列关键因素：
7.1长周期建筑物之隔震效果
隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期，但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒，隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上，由反应谱显示，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。
7.2 倾覆作用造成隔震组件受拉力
隔震组件设计时必须考虑拉力作用，因此拉力试验成为规范修订之首要任务。
7.3风力作用
隔震层设计时必须考虑地震力作用，但是小地震或风力作用，隔震组件是否发挥功能？仍有待深入探讨。
8. 结束语
隔震建筑结构设计是目前抗震效果较为理想的技术方法,但其设计技术仍有很大的发展空间,还需要技术人员不断提高技术水平,完善技术方法，使我国的高层建筑抗震性能得到更进一步的加强。
中国大部分地区地处环太平洋地震带上，每年发生大地震机率甚高，因此建筑物之耐震设计非常重要。传统建筑物采用耐震设计规范设计建筑结构物，主要考虑强度与韧性，5.12地震后，由业界引进两种耐震新技术，一为隔震，另一为消能。其技术由研究阶段迈入实际应用阶段。此两种耐震新技术在日本阪神地震发生后，蓬勃发展；中国大部分地区与其它世界各主要受强震侵袭国家也不例外。自2008年5.12集集地震发生后，国内采用隔震消能新技术的建筑物案例与日俱增，规范也适应时势所驱，于耐震规范中列入专章包括了有关隔震与消能设计的规定。
1.1 耐震建筑物
耐震建筑物耐震设计之基本原则，系使建筑物结构体在中小度地震时保持在弹性限度内，设计地震时容许产生塑性变形，但韧性需求不得超过容许韧性容量，最大考虑地震时则使用之韧性可以达规定之韧性容量。
1.1.1 中小度地震：为回归期约30年之地震，其50年超越机率约为80%左右，所以在建筑物使用年限中发生的机率相当高，因此要求建筑物于此中小度地震下结构体保持在弹性限度内，使地震过后，建筑物结构体没有任何损坏，以避免建筑物需在中小度地震后修补之麻烦。一般而言，对高韧性容量的建筑物而言，此一目标常控制其耐震设计。
1.1.2 设计地震：为回归期475年之地震，其50年超越机率约为10 %左右。于此地震水平下建筑物不得产生严重损坏，以避免造成严重的人命及财产损失。对重要建筑物而言，其对应的回归期更长。于设计地震下若限制建筑物仍须保持弹性，殊不经济，因此容许建筑物在一些特定位置如梁之端部产生塑铰，藉以消耗地震能量，并降低建筑物所受之地震反应，乃对付地震的经济做法。为防止过于严重之不可修护的损坏，建筑物产生的韧性比不得超过容许韧性容量。
1.1.3 最大考虑地震：为回归期2500年之地震，其50年超越机率约为2%左右。设计目标在使建筑物于此罕见之烈震下不产生崩塌，以避免造成严重之损失或造成二次灾害。因为地震之水平已经为最大考虑地震，若还限制其韧性容量之使用，殊不经济，所以允许结构物使用之韧性可以达到其韧性容量。
1.2 隔震建筑物
隔震建筑物系在建筑物基面设置隔震层。该隔震层系由侧向劲度很低的隔震组件构成，让整体隔震建筑物之周期大幅拉长，藉以降低作用在结构物上之地震力。然因周期增加后，建筑物之位移增加很多，因此再配合消能组件，提高系统的阻尼比，进而降低位移量。最常用的隔震组件为铅心橡胶支承垫(lead rubber bearing，简称lrb)，中间所加之铅心，就是来提供消能的，而拉长周期就靠橡胶层受水平剪力作用时具有低劲度的特性来达成。lrb消能的特性很稳定，虽经过多周次之作用，其强度、劲度及消能之能力并没有明显的衰减。
隔震建筑物另有一个特性，就是因为隔震层相对于上部结构软了许多，因此当其受地震水平力作用时，隔震层的相对变位很大，而上部结构的相对变位很小。因此有时为简单计，可以将上部结构视为刚体。
1.3 消能建筑物
消能建筑物就是加上一些阻尼器，藉增加建筑物的阻尼比来达到耐震的目的。依据耐震设计规范10.2节之定义，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(摩擦组件)、双线性(金属降伏组件)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(其它)则含括所有不属于位移型与速度型的消能组件，其典型范例包括形状记忆合金(超弹性效应)、摩擦.弹簧组件，以及兼具回复力与阻尼的液态消能组件。
2 世界各国隔震建筑物发展现况
各国推展隔震建筑物数量不一，不过有一共通点，即大地震来临，往往成为催生者。如美国北岭地震(1994)，日本阪神地震(1995)，中国大部分地区集集地震(2008)等，虽然地震造成工程产官学界痛定思痛之痛楚，但经由其它建筑物损坏情形，终于肯定隔震建筑物在地震中的优越性。
3 耐震建筑与隔震建筑造价比较
由日本统计数据显示，隔震建筑物与耐震建筑物造价比较，建筑物高度在25m以下，隔震建筑物造价约为耐震建筑物造价之105%-109%；建筑物高度在25m-31m，隔震建筑物造价约为耐震建筑物造价之102%-104%；建筑物高度在31m以上，隔震建筑物造价约为耐震建筑物造价之99%-103%。
另比较隔震建筑物结构造价比较，办公室隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之18%，旅馆建筑隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之13%，医院隔震建筑物之结构费用约占建筑物费用之8%。显示越重要之建筑物，采用隔震建筑物设计，结构费用相对最经济。
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(src+rc)，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有下列关键因素：
5.1 长周期建筑物之隔震效果
隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期，但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒，隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上，由反应谱显示，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
隔震组件设计时必须考虑拉力作用，因此拉力试验成为规范修订之首要任务。
5.3 风力作用
隔震层设计时必须考虑地震力作用，但是小地震或风力作用，隔震组件是否发挥功能？仍有待深入探讨。
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
随着建筑结构的体系、体形日趋复杂化和多样化，建筑的在重视实用性的时候，也越来越重视其精神功能。所以在目前的高层的建筑设计中，一些规则的设计往往比较难中标，超限的工程也越来越高。超限的高层建筑主要是指超出目前的相关技术标准以及规范所规定的高度，其体形与传统的相差较远的一些高层建筑工程。新修订的建筑规范对超限的高层建筑提出了比较明确的要求。本论文将以某项超限高层建筑的结构设计为例进行剖析。
一、某超限高层建筑的工程概概况
该超限高层建筑位于某开发新区，是一幢办公大楼，具有现代建筑风格的特征。图人给出的是其的正立面图以及透视，图2给出的是各层的平面简图以及南立面图。
图1正东立面图及透视图
图2平面简及南立面图
根据图1和图2，我们可以知道这幢大楼的结构平面是一个带有切口的椭圆，其主体结构有地下室一层，地上的主楼有10层。主楼的平面呈现出半个小椭圆形，大约高为51米，从第8层起渐渐收进；楼顶部具有一装饰的小塔楼，这座小塔高约为60米。两侧有裙房四层，分布在南北两侧，大约高为20米，与主楼连成了一个整体。
如上图2所示，地下室层是一个坚固的大底盘；钢骨的混凝土天桥既可以加强主楼，也可以作为南北两侧裙房的连续接板；第五层的中厅其玻璃天栅的两侧设有水平支撑的钢桁架，南北两侧的裙房由空间钢管的杄架进行连接。裙房和主楼之间存在着一竖并向局部收陇，收陇的尺寸大于是相邻的下一层水平尺寸的四分之一。
整个超限高层建筑采用的是现浇钢筋土的框架作为剪力墙的结构。局部采用的是钢骨的混凝土以及钢结构，其基础，采用的是桩筏基础，其桩型采用的是预制的混凝土方桩，楼盖采用的是现浇梁板。该建筑物的安全等级是二级，预计可使用年限是50年，重要性为丙类，抗震的列度为七度。属于A级高层建筑。
二、该超限高层建筑的特点以及难点
该工程的立面和平面比较独特，其特点主要有以下几点：
（1）平面呈现出不规则的凹凸。正面入口处的凹进尺寸与相应的投影方向的总尺寸还要大30%，属于平面规则性的超限。
（2）该建筑的楼板出现了局部不连续的情况。图2所示的第二层到第四层，其洞口的宽度比该层的楼板宽度要大一半，这属于平面规则性的超限。
（3）侧向的刚度不规则：比如说南立面图，结构竖向收进的水平比相邻的下层还在大四分之一。当然也可以看成是裙房与地下室形成的一个大底盘，上部收进的是单塔建筑，这属于竖向的规则性超限。
（4）局部抽空的柱子：南侧的裙房第四层是大会议厅，抽取的柱子形成了局部的大空间。
（5）伸缩缝的间距超限：主楼长为95米，超过了规范的伸缩缝的最大间距。
三、该超限高层建筑的结构设计以及措施
1、结构设计
对于结构布置比较复杂、体形也比较复杂的高层建筑，应该至少选择两个不同的力学模型进行结构分析，并进和整体计算。本论文中采用的是SATWE 和ETABS 软件。SATWE是利用空间结构的模型，楼板主要是采用符合实际情况的全弹性板进行计算。ETABS主要是利用空间开，板主要是利用具有面外和面内刚度的壳元模型进行计算，剪力墙采用的是能做出准确反应翘曲和氛围的空间膜元以及边柱元的模型来进行计算。因为本建筑的体型并不规则，所以计入了在双向水平的地震的作用下，对该建筑所产生的扭转影响。故采用考虑扭转耦联的振型分解反应谱法, SATWE 振型数取21, 有效质量参与比大于90%，屋顶的小塔楼其鞭梢效应也进行了反映。ETABS 在进行模态组合时亦采用CQC 法, 它考虑了扭转与密集模态的耦合;而且它能够考虑其动力荷载的分布。
2、该超限高层建筑剪力墙的布置
在设计的过程中，较为关键的是剪力墙的长度、数量、布置的位置以及厚度。因为该建筑受到了平面布置的局限，只能利于电梯井、楼梯间、隔墙以及设备井作为剪力墙。经过多次的调整，最后像图3所示，形成了五个筒体，因为增强了结构抗握的刚度；并使该结构沿着两个主轴的方向的侧向比较相近；剪力墙的间距大绝迹35米，满足了规范的要求。图中没有标明楼板的百度，其为120，墙厚大约为300，局部墙以及底的厚度为350，筒体的内墙厚度为250；地下室的顶板厚度大约为180，可以作为嵌固端。
由于南北的裙房与主楼的连续比较弱，平面也不规则，为了发送裙房和主楼的连接部位的受力善，在南北两侧的裙房之间增加了墙体。
3、抗震的设计和构造的措施
针对以上所描述的工程特点，主要采用以下措施：
（1）提高了地下室到第四层结构的混凝土的强度等级，标为C35，并提高了该混凝土的配筋率，第五层及其以上采用了是C30.
（2）加强了大底盘：将地下室的顶板加厚到了180毫米，采用了双向双层配筋的方法，提高了配盘率；同时加厚地下室的外墙，沿着西侧的主楼外圈轴线增设了地下室的内墙，并加强了地下室的结构的楼层刚度，使其大于或等于相邻的上部的楼层刚度的两倍。如图4所示：
（3）加强洞口周连年构件以及结构的构件：将洞口周围的楼板加厚到了150毫米，采用双向双层的配筋方式，在凹口的地方增设了厚拉板，厚度为300毫米。如图2.3所示。采用的是钢骨混凝土，同时尽最大可能将钢骨延伸到主体的筒体上，然后加强锚固。这些部位起着非常重要的作用，他们将裙房和主楼连成一个整体，感情用事限制着其扭转。
（4）加强了立面收进层（第四层）楼盖厚度，将其提高为150，也提高了其配筋率，同时加强其收进部分的构件。为了增加该建筑的延性不适当地提高了配筋。
（5）由于南侧的裙房第4层的大厅罐子取了三根中柱，所以在此处采用了型钢混凝土梁来增加其跨度，加厚了该楼板，达到了150，同时采用钢筋混凝土来组合楼面。
（6）图2所示的第五层平面简图中，中厅的玻璃天棚选择了铰椄钢梁同时在其两侧增加了水平支撑，加强了第一层到第五层的竖向构件，保证了结构的整体配合工作。
（7）加强了南侧和北侧裙房之间的相互连接：在图2中，第五层的平面简图采用了空间钢管桁架将南侧与北侧的裙房进行了刚性连接，而且与中厅的天棚钢桁架相连接，从而减小了裙房的扭转和偏离的趋势。
（8）不设伸缩缝和沉降缝。提高了每层楼板的构造配筋，而且在收缩应力以及温度比较大的板区内没有配筋的表面布置了温度收缩钢筋。这样就可以避免以后的设备设计以及结构上的很多困难。
四、结束语
该超限高层建筑因为其独特的立面、平面的建筑设计而中标了，但是也因为其平立面的不规则性也给该设计增加了很多困难。为了保证该超限高层建筑的功能以及造型这两个方面的要求，对楼板的厚度、梁柱的截面、剪力墙的布置、局部的位置以及材料进行了多次调整。最终确定了本论文所描述的结构方案。通过本论文对超限高层建筑结构方案的实现，为合理地设计不规则的平立面的超限高层建筑提供了一些新的思路。而且本设计已经通过了抗震的审查。
参考文献
Abstract: in this paper, through the years of engineering examples, this paper analyzes the structure of a overrun highrise building structure in the design of the selection, structure calculation and result, and seismic fortification and so on, and puts forward the architecture off-gauge problems generated structure adjustment and take the structure seismic strengthening measures overrun.
Keywords: overrun highrise shock resistance structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某超限高层建筑，总建筑面积为4.897万㎡。本工程地下3层，地上39层，地上通过抗震缝分为两栋楼，房屋高度120.10米，采用部分框支剪力墙结构体系，其中部分剪力墙在2层转换。地基基础设计等级甲级。混凝土结构的环境类别为一类，相应地，混凝土结构的裂缝控制等级为Ⅲ级。
2 建筑结构选型与布置
（1）建筑规则为平面扭转不规则；平面凹凸不规则；布置不均匀；结构层第2层为转换层，竖向构件布置不连续； 其他不规则（局部穿层柱）。
（2）超限类型：本工程高度超限；扭转不规则、凹凸不规则、构件间断（带转换结构）；
其他不规则（局部穿层柱）。
（3）抗震等级：本工程地上剪力墙抗震等级为一级，地下则同首层一样；地上框支框架抗震等级为特一级，地下二、三层则是逐层降低一级。
3 结构参数
（1）楼层自由度为3（刚性楼板）。
（2）周期调整系数：0.9。
（3）主楼结构总重：5.72万吨（SATWE）。
（4）基底地震总剪力：32581 KN（X向）36421 KN（Y向）（SATWE）。
（5）扭转位移比：X向1.17 ；Y向1.28。
（6）转换层的上下刚度比：0.6027。
（7）最大轴压比：n=0.85。
（8）最大层位移角为1/1176，在17层（SATWE）。
4 结果计算与分析
通过结构计算软件(PKPM系列结构分析软件SATWE模块，中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制)分析，得到了以下的结果：
（1）在风荷载及地震作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。
（2）墙、柱的轴压比均符合《建筑抗震设计规范》和《高规》的要求，转换层以上柱子轴压比小于［0.85］，框支柱轴压比小于［0.6］。
（3）按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δμ/h =1/941满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.6.3条要求的1/800。
（4）塔楼满足（JGJ3-2002）关于复杂高层建筑结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比最大值为0.729，不大于0.85的规定。
（5）塔楼满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于复杂高层建筑各楼层的最大层间位移不应大于该楼层两端层间位移平均值的1.4倍的规定。
（6）除转换层外，塔楼各层均满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于各楼层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%，并不小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%的规定。
（7）塔楼满足（JGJ3-2002）第E.0.2条关于转换层上部结构与下部结构的等效侧向刚度不应大于 1.3 的规定。
（8）除转换层外，塔楼各层均满足（JGJ3-2002）第4.4.3条关于楼层层间受剪承载力不宜小于相邻上一层的80% 的规定。
（9）塔楼满足（JGJ3-2002）第3.3.5条关于按时程曲线计算所得的结构底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的规定。
5 大震弹塑性分析
采用PERFORM-3D软件对结构进行弹塑性时程分析得到以下结论：
（1） 对结构输入峰值加速度为220gal的ELCentro波和安评波，进行双向地震作用的计算，结构竖立不倒，反应历程中最大层间位移角小于1/120，满足规范要求；
（2）连梁和框架梁出现弯曲塑性铰，梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀，计算结果显示柱未出现屈服，框支墙柱、框支梁在大震下未出现塑性铰或钢筋不发生屈服；
（3）层间位移角曲线不存在突变的情形；
（4） 综合以上，认为该结构能够满足“大震不倒”的设防目标和本工程罕遇地震作用下的抗震性能目标。
6 结构超限的抗震加强措施
（一） 超限情况
（1）房屋高度120.10米，超过《高层建筑混凝土结构技术规程》4.2.2规定的钢筋混凝土部分框支剪力墙结构房屋最大适用高度A级最大高度100米、B级120米的限值；
（2）本工程首层（二层楼面）设置梁式转换结构，属于竖向抗侧力构件不连续的竖向不规则结构；
（3）标准层在水平地震考虑质量偶然偏心作用下，结构楼层的扭转位移比大于1.2，属于扭转不规则的平面不规则结构；
（4）标准层楼板存在凹凸不规则，属于凹凸不规则的平面不规则结构。
（5）局部穿层柱，属于其它不规则类别。
（二）针对本工程超限情况，采取了以下措施：
（1）采用SATWE软件进行了弹性时程分析，三条波基底剪力的平均值小于规范反应谱的相应值，说明规范反应谱的计算结果是偏于安全的。
（2）对结构在设防烈度地震作用下的分析结果表明，个别框支墙柱需按中震弹性及小震计算结果进行包络设计,可满足中震弹性的抗震性能目标；标准层个别剪力墙需按中震不屈服计算结果及小震计算结果进行包络设计，可满足中震不屈服的抗震性能目标；中部楼层部分连梁、框架梁出现屈服，通过实配钢筋并考虑放大，可满足少数连梁、框架梁屈服的抗震性能指标。可以满足“中震可修”的抗震设防目标和本工程的抗震性能目标要求。
（3）用PERFORM-3D进行了结构在大震作用下的弹塑性动力时程分析。弹塑性时程分析结果表明，连梁和框架梁出现弯曲塑性铰，梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀，计算结果显示柱未出现屈服，框支墙柱和框支梁在大震下未出现塑性铰或钢筋不发生屈服；反应历程中最大层间位移角小于1/120，满足规范要求。本工程可以满足规范“大震不倒”的抗震设防要求和本工程的抗震性能目标要求。
（4）针对结构薄弱部位采取比规范更严格的配筋构造。提高底部加强部位剪力墙约束边缘构件纵向钢筋最小配筋率及底部楼层剪力墙竖向、水平分布筋配筋率，提高局部穿层柱的配筋率，局部穿层柱在转换层以上一层的中震弹性纵筋计算结果大于小震计算结果，故按中震弹性及小震进行包络设计，以提高其承载力和抗震安全性，提高结构在罕遇地震作用下的抗震性能。
7 结束语
综上所述，在超限高层建筑设计中，除应遵守现有技术标准的要求外，还有结构抗震计算分析和结构抗震构造措施等特殊要求。通过以上分析，本超限高层建筑均满足规范的相应规定和本工程抗震设防目标的要求。
参考文献
