淺談高層建筑施工的若干問題

1、淺談高層建筑施工的若干問題摘要：回顧與分析了我國高層建筑的發(fā)展；討論了我國高層建筑結構抗震設計的幾個問題：材料與結構體系，構件變形能力與軸壓比，彈塑性時程分析與彈塑性靜力分析，以及基于位移的抗震設計；介紹了我國高層建筑的發(fā)展歷程、主要特點以及設計研究和標準規(guī)范工作，并對今后的發(fā)展進行了展望。關鍵詞：高層建筑 地基處理技術 鋼-混凝土混合結構 彈塑性分析 抗震技術1 高層建筑施工技術方案隨著時代的發(fā)展，在我國高層建筑已經遍布大江南北，隨處可見，但是一套好的施工方案是決定這偉大建筑的關鍵。1.1 配比的選定工程開工前，一般均要按設計要求配制不同強度等級的混凝土,并都要到法定試驗機構做級配試驗，待級

2、配報告出來后，根據級配做配合比試驗(實驗室配比) ,在實際施工時照此執(zhí)行。但問題就在于級配與現(xiàn)場施工過程中是否相符。有資料統(tǒng)計顯示，若因砂的含水率增多,砂率下降2%-3%，混凝土強度將下降15%-20%，而水泥數(shù)量的影響為5%-20%，石子及砂的級配影響為5%-20%；水灰比影響為多增1%，強度降低5%-10%。既然影響如此之大，那就應該采取相應措施進行控制。根據地區(qū)市場原材料情況進行不同配比的試驗，以確保在施工過程中配比的及時調整，如5-40mm石子，M2.3細砂做一組，5-40mm石子， M2.3中粗砂做一組等等。對實驗室配比結合原材料的含水量、含泥量進行施工配合比調整，以確保實驗室配比的

3、實際通用性。在實際施工中要加強原材料把關工作，沙石級配不良時，采取相應措施調整，如適量摻入0.5ml-10ml沙石等。1.2 嚴格養(yǎng)護制度高層建筑多采用泵送混凝土。泵送混凝土不僅能縮短施工周期，而且能改善混凝土的施工性能。但在某些工程上的使用表明，在配比、原材料、振搗控制嚴格的情況下，仍出現(xiàn)混凝土強度不足。分析其原因，多為搶工期、養(yǎng)護時間嚴重不足。據有關專家測試結果，其強度比全濕養(yǎng)護28天:全濕養(yǎng)護3天:空氣中養(yǎng)護28d分別為2:1.5:1。由此可見養(yǎng)護的重要性。1.3 建筑裂縫的控制從我國的混凝上結構設計規(guī)范GB50010-2002表3.3.4看出，裂縫寬度在不同的環(huán)境下，不同的混凝土結構其

4、裂縫寬度也有不同的控制標準，允許裂縫最大為0.2mm-0.4mm，但作為裂縫控制來說，應以預控為主，等裂開了、縫增大了再補救那是萬不得已。裂縫分為運動、不穩(wěn)定、穩(wěn)定、閉合、愈合等幾大類型。雖說骨料內部凝固時產生的微觀裂縫不可避免，但從質量角度考慮應盡可能減少。由于高層建筑混凝土強度普遍較高、混凝土量較大、且?guī)в械叵率?，所以裂縫產生的可能性更大。下面從“放”“抗” 談談施工措施1。“放”的措施:砌筑填充墻至接近梁底，留一定高度，砌筑完后間隔至少一周，宜15d后補砌擠緊;合理分縫分塊施工；在柱、梁、墻板等變截面處宜分層澆搗等?！翱埂钡拇胧?盡量避免使用早強高的水泥，積極采用摻合料和混凝上外加劑，降

5、低水泥用量(宜450kg/m)。實踐經驗表明，每m3混凝土的水泥用量增加10kg,其水化熱將使混凝土的溫度升高1oC。高層混凝土用量大，有時還有大體積混凝土，從經濟、實用角度宜摻入外加劑。當然摻入外加劑后，要預計對早期強度的影響程度。據此可提請設計科研部門予以探討和評定。選擇合理的最大粒徑砂石，這樣可減少水和水泥用量，減少泌水、收縮和水化熱。有資料顯示:用5-40mm碎石，比用5-25mm的碎石，可減少用水量6-8K/m3降低水泥用量15kg/m3；用M2.8的中粗砂比用M2.3的中粗砂,可減少用水量20-25kg/m3。在施工工藝上，應避免過振和漏振，提倡二次振搗、二次抹面，盡量排除混凝土內

6、部的水分和氣泡。“放”、“抗”相結合的措施。在混凝土裂縫的預防中，對新澆混凝土的早期養(yǎng)護尤為重要。為使早期盡可能減少收縮，需主要控制好構件的濕潤養(yǎng)護，避免表面水分蒸發(fā)過快，產生較大收縮的同時，受到內部約束而易開裂。對于大體積混凝土而言,應采取必要的措施(埋設散熱孔、通水排熱) ,避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)；同時在養(yǎng)護過程中對表面、中間、底部溫度進行跟蹤監(jiān)測(尤其在前3天)。對混凝土澆筑后的內部最高溫度與氣溫宜控制在25oC以內，否則因溫差過大產生混凝土裂縫。1.4 高層建筑的安全管理由于高層建筑施工周期長、露天高處作業(yè)多、工作條件差，以及在有限的空間要集中大量人員密集工作,相互干擾大，因此安全問

7、題比較突出，在此對安全管理綜述以下主要控制點:1.4.1 基坑支護基坑開挖前，要按照土質情況、基坑深度及環(huán)境確定支護方案。深基坑(h2m) 周邊應有安全防護措施，且距坑槽1 .2m范圍內不允許堆放重物。對基坑邊與基坑內應有排水措施。在施工過程中加強坑壁的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。1.4.2 腳手架高層建筑的腳手架應經充分計算，根據工程的特點和施工工藝編制的腳手架方案應附計算書。架體與建筑物結構拉結:二步三跨，剛性連接或柔性硬頂。腳手架與防護欄桿:施工作業(yè)層應滿鋪,密目式安全網全封閉。材質:鋼管Q235 (3#鋼)鋼材，外徑48mm,內徑35mm,焊接鋼管、扣件采用可鍛鑄鐵。卸料平臺:應有計算書和

8、搭設方案，有獨立的支撐系統(tǒng)。1.4.3 模板工程施工方案:應包括模板及支撐的設計、制作、安裝和拆模的施工程序，同時還應針對泵送混凝土、季節(jié)性施工制定針對性措施。支撐系統(tǒng):應經過充分的計算，繪制施工詳圖。安裝模板應符合施工方案，安裝過程應有保持模板臨時穩(wěn)定的措施。拆除模板應按方案規(guī)定的程序進行先支的后拆，先拆非承重部分。拆除時要設警戒線，專人監(jiān)護。1.4.4 施工用電現(xiàn)澆板中的線盒置于上、下層筋中間，交叉布線處采用線盒。必須設置電房，兩級保護，三級配電，施工機械實現(xiàn)“四個一”；施工現(xiàn)場專用的中心點直接接地的電力線路供電系統(tǒng)中心采用TN-S系統(tǒng)，即三相五線制電源電纜。接地與接零保護系統(tǒng):確保電阻值

9、小于規(guī)范的規(guī)定。配電箱、開關箱:采取三級配電、兩級保護，同時兩級漏電保護器應匹配2。1.5 認真落實規(guī)章制度和技術規(guī)范作為組織管理人員要全面、完整、總體計劃認真執(zhí)行建筑工程施工技術規(guī)范貫徹建筑法從源頭抓起，認真落實、組織圖紙會審、工程洽商工作，施工過程中嚴把每一道工序的操作規(guī)程抓大局,促局部多管齊下。抓大局就是組織者要對高層綜合樓的整體結構進行分析，按規(guī)范操作嚴把質量關、提高大項工程的合格率。如土方工程、鋼筋工程、混凝土工程、模板工程、砌體工程都要責任到人,強制性實施。質量評定:執(zhí)行GBJ201-83規(guī)范、GBJ300-88、GBJ301-88規(guī)范、GBJ123-88規(guī)范。設計變更圖紙、文件-

10、測量定位記錄-驗槽記錄-隱弊工程驗收記錄-質量檢查和驗收記錄等方面的具體工作，如果以此類推,每一項涉及工程做細做好嚴格執(zhí)行技術規(guī)范，從大局進行組織管理，那么工程質量也不是口頭語言，為質量提供了有力保證。而局部就是在大的工程加大管理力度外，也應處理局部的細小工作，如廚衛(wèi)內管道接口、隱敝工程、表面工程、以屋面工程為例:按要求有沒有預留分格縫,表面有無開裂、起砂、起皮、積水等。所用材料有沒有出示出廠合格證化驗報告等資料,只有這樣從質量方面進行控制,在施工中的工序質量、分項工程質量、分部工程質量、單位工程質量、層層把關,組織者從抓質量入手，把施工中的工程質量、施工技術、安全措施等一系列問題均落到實處，

11、合理的、科學的進行組織。一個全新組織者的管理水平就會提升到同行業(yè)前列3?，F(xiàn)代高層建筑隨著社會生產和科學技術的進一步發(fā)展，一大批先進的儀器和施工工藝越來越廣泛地應用到施工中，這對設計、施工、監(jiān)理也提出了越來越高的要求。強度、三線、裂縫、安全都是些門類科學，值得進一步研究、探討。綜上所述，做到認真、負責、樹立以質量生存的思想意識，以人為本、合理組織、嚴格考核、認真履行組織者的職責、總結經驗,就能走出一條自身發(fā)展又能順應市場的規(guī)范之路。提高自身素質和文化水平、提高施工管理水平，調動操作人員的積極性，更多的了解市場信息輔以激勵機制，這樣就能安全組織好高層綜合樓的施工。2 高層建筑基礎施工及地基處理技術

12、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢隨著土地資源日益緊張，為解決居住問題，越來越多的高層建筑拔地而起。高樓的高度增加了，對地基基礎要求也更高。高層建筑在建造過程中，地基處理是第一步，也是最重要的工序，是決定高層建筑質量管理的基礎，基礎施工和地基處理是高層建筑質量保證的命脈。由于我國經濟建設的發(fā)展，不僅事先要選擇在地質條件良好的場地上進行建設，有時也不得不在地質條件不良的地基上進行修建，而且現(xiàn)代建筑事業(yè)對地基處理提出了愈來愈高的要求。下文主要分析了當前我國高層建筑基礎施工及地基處理技術的現(xiàn)狀及其特點，探討高層建筑基礎施工和地基處理的技術性重要性問題，并論述了其發(fā)展趨勢4。2.1 高層建筑基礎施工及地基處理技術的概況2

13、.1.1 我國基礎施工技術接近國際先進水平(1)樁基技術樁基是基礎的一種，它通常用在地質條件不好，而自然基礎又滿足不了建筑物強度、變形或穩(wěn)定性標準要求時，采用的一種特殊的人工處理方式，在基礎施工時埋深更大。與混凝土預制樁相比，由于其存在振動噪聲大，擠土效應等缺陷，已較少使用，當前樁基已成為應用最為廣泛的一種建筑基礎形式。灌注樁發(fā)展最快、運用最廣,歸功于它可適用于任何地層土質，可形成任一規(guī)格的樁長、樁徑，滿足各種不同承載力要求。近年來，我國在灌注樁施工工藝技術方面有了長足的發(fā)展，積累了不少設計和施工的經驗。灌注樁強度技術指標，原則上同鋼筋混凝土預制樁相同。泥漿護壁孔樁適用性強，是一種傳統(tǒng)樁型，現(xiàn)

14、已是高層建筑的主要樁型，但這種樁型有樁底虛土和縮頸缺陷，具體應用時采用樁底、樁側后注漿技術，并結合用超聲檢測技術，開發(fā)出獨具特色的超長灌注樁施工成套技術。檢驗樁基承載力方面，傳統(tǒng)的是靜載試驗，目前我國結合計算機應用，樁基動測技術已趨成熟?？傊?我國地基基礎的樁基技術是多樁型系列，成樁施工技術方面接近國際先進水平。(2)基坑支護高層建筑高度的增加，建設難度進一步的增加，高層建筑的基坑深，開挖難度大，然而基坑深卻是基礎施工中的關鍵技術。由于深基礎支護工程是從地下安全作業(yè)出發(fā)到深基坑側壁及周邊所處環(huán)境做的加固保護作用，是集擋土、支護、挖土、降土、防水、監(jiān)測和信息化施工等一系統(tǒng)工程整體考慮的。另一種體

15、系則是土釘墻，適用范圍是一些低水位非軟土場地，它也是采用分層開挖、分層支護方式，其造價僅為傳統(tǒng)支護體系成本的40%-60%。創(chuàng)新方面是排樁帽梁的設計與內支撐相結合領域，基坑支護中對地下水控制，通常使用帷幕型、帷幕與封底復合型辦法，實踐中碩果累累。2.1.2 高強度高性能混凝土發(fā)展迅速高強砼是一種新的建筑材料，以其抗壓高強、密度大、孔隙率低和高變形模量的特點，特別是抗壓強度高的特點，其值通常為普遍強度混疑土的4-6倍，如此高的強度能使構件的截面減少到最小，因此最適用于高層建筑。2.1.3 豎向粗鋼筋套筒擠壓連接技術和高效預應力砼技術廣泛使用豎向粗鋼筋套筒擠壓連接技術是一種接頭形式，我國站在已有成

16、果的基礎上重點解決了不同直徑的配筋問題，以及用同直徑套筒連接的關鍵技術問題。近年來國內在無粘結預應力砼方面發(fā)展迅速，采用無粘結預應力砼技術，改良了砼結構，改良了砼結構性能，促進施工過度加快，降低了工程造價成本。2.2 高層建筑基礎施工及地基處理技術的重要性2.2.1 質量保證的命脈高層建筑在施工基礎過程中，地基處理是第一步，也是關鍵工序之一，如果地基處理技術不佳，難以保證整個建設工程的順利進行，甚至發(fā)生安全質量事故，危及到人生安全，因此，加強高層建筑基礎施工和地基處理是命脈。2.2.2 技術提升的廣泛運用高層建筑基礎施工和地基處理技術是提升技術有效運用的重要體現(xiàn)，需要根據地基土質的好壞、均勻情

17、況地下水位情況、土層厚度和位置、有無溶洞，古墓等諸多因素，合理的選擇地基基礎處理方案，滿足高層建筑對基礎施工及地基處理的技術要求。2.3 高層建筑地基處理的基本技術困境2.3.1 地基缺乏應有的保護高層建筑中地基是要重點保護對象。由于氣候等原因會出現(xiàn)地基的不同形式問題，如果沒有處理好地下水、泥土松散等，地基的基礎缺乏充足的保護，就有可能造成地基進水，施工困難，進而造成地基的質量損害。2.3.2 施工過程中事故處理不及時在地基處理上，有些高層建筑的基礎施工和地基處理采用的樁基，假如因為某種原因甚至有些施工單位偷工減料，在樁成孔后出現(xiàn)塌方，樁孔嵌入持力層深度不夠，沉渣太厚等數(shù)據都不符合設計要求，施

18、工單位也不及時處理，在基樁開挖前不進行全面檢查，及時發(fā)現(xiàn)質量問題，盲目挖土動工，都將會造戊資金、技術、人力、物力、財力等巨大浪費。2.4 高層建筑基礎施工及地基處理技術的提升手段2.4.1 全面勘察地基基礎施工時周邊環(huán)境高層建筑的基礎施工中需要對環(huán)境的準確把據，包括詳細了解建筑物的特征、施工現(xiàn)場的地形、地貌及其它自然條件等；鄰近建筑物距離、結構性質以及目前使用狀況；了解施工現(xiàn)場地下水的水位高低、水質等；了解附近地下管線(煤氣管、上水管、下水管、電纜線等)的分布、走向等情況。2.4.2 細化地基當斯處理的技術參數(shù)目前，基本上采用樁基的方式，樁基分為預制樁和灌注樁。預制樁用錘擊、振動、水沖沉入或靜

19、壓等方法打樁入土。灌注樁則在就地成孔，再放置鋼筋籠在鉆孔中，再灌注混凝土成樁。在技術參數(shù)的細化不可有任何的疏忽，加強對施工質量的監(jiān)督,尤其是要求的精準數(shù)字必須符合相應的國家標準要求,包括編制施工方案、編制施工進度計劃表、質量保證、安全技術等，確保技術完全到位。2.4.3 復合地基處理方法的技術提升高層建筑當遇到復合型的地基,需要高技術的處理。通過填充材料到被加固土體中，改變土體的結構，形成一定的增強體承載荷載。形成復合地基的地基處理方法有多種。3 我國高層建筑抗震設計的若干問題我國高層建筑發(fā)展的主要特點表現(xiàn)在建筑高度不斷增加且結構體型日趨復雜、鋼-混凝土混合結構應用較多，同時由于我國高層建筑大

20、多要考慮抗震、抗風的問題，設計難度較大，高層建筑結構相關的規(guī)范標準及研究工作在高層建筑發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。3.1 我國高層建筑的發(fā)展如果說70年代是我國高層建筑設計與施工的學習與練兵階段，那么80年代則是我國高層建筑在設計、計算及施工技術各方面迅速發(fā)展的階段，各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋混凝土為主的建筑。進人90年代，我國高層建筑結構的設計與施工技術進入了新的階段，不僅結構體系及建筑材料出現(xiàn)多樣化，而且在高度上上長幅度很大，有一個飛躍。1994年末， 我國已建成的按高度統(tǒng)計為前100名的建筑中，最高的是208m，最低的是104m；至1996 年末，在高度為前10

21、0 名的建筑中，原來統(tǒng)計的100幢只剩下了25幢，最高的建筑達到了325m (塔尖達384m)，最低的是120m。近幾年變化更大，高度為365m(塔尖達421m)的金茂大廈結構已經封；我國最高、也是世界最高、達到460m的上海環(huán)球金融中心已經開工?，F(xiàn)在我國大陸已經有4幢建筑進入了世界高度為前100 名的行列；不久的將來，我國大陸會有7幢250m以上的建筑進入世界前100 幢高層建筑的行列；包括香港和臺灣，將有12幢建筑進人這一行列5。根據不完全統(tǒng)計可以看出：(1)58幢150m以上的高層建筑絕大部分集中在沿海經濟發(fā)達地區(qū)，以上海最為集中，全部建在抗震設防地區(qū)，為抗震結構。(2)從建筑材料看，在

22、前58幢建筑中，鋼筋混凝土結構占64%，而在前30幢中，鋼筋混凝土結構只占50%；高度增加以后，混合結構的比例上升，自26%升為40%，而鋼結構占的比例未變，僅為10%?？梢哉f，目前我國最高的一些建筑，鋼與混凝土組成的混合結構占了重要地位，其它如鋼骨混凝土結構及鋼管混凝土結構則很少。(3)從結構體系看，超高層建筑主要采用了三種體系：框架筒體體系、筒中筒體系和框架支撐體系。框架支撐體系都是鋼結構。筒中簡體系中，除一幢是鋼結構，一幢為混合結構外，其它都是鋼筋混凝土結構。在框架筒體體系中，則以外框架核心筒體系為主，其中又以外鋼框架混凝土核心筒結構占了很大比例，特別是在前30幢建筑中，17幢框架簡體都

23、是外框架核心筒結構，其中有11幢采用外鋼與內混凝土組合的混合結構；在前58幢建筑中，有35幢建筑為框架筒體結構，其中，外鋼框架混凝土核心筒結構占了14幢。(4)從國內外設計(指結構設計)比例看，前30幢建筑，國內設計占2/3；前58幢建筑，國內設計達3/4。從施工看，除少數(shù)是國外公司總承包外，進入90年代以后，絕大部分是由國內建筑公司承包了。從以上的簡要回顧可見，我國的高層建筑發(fā)展快，數(shù)量多，特別是全部150m以上的建筑都在7度、8度抗震設防地區(qū)。面對如此的挑戰(zhàn)，如何精心設計、精心施工，不斷提高高層建筑的抗震設計水平，是一個迫切需要引起廣泛注意、加強研究的艱巨任務，它需要廣大設計、施工、管理人

24、員的共同努力。我國在建筑抗震設計方面已經積累了很多經驗，現(xiàn)行國家規(guī)范建筑抗震設計規(guī)范及行業(yè)規(guī)程鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)程與78規(guī)范及79規(guī)程相比，有了很大的進步?，F(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的抗震設計方法已經為廣大工程技術人員所掌握。但是，隨著我國高層建筑的發(fā)展，國家經濟實力的提高，個人財產的增多，我國高層建筑結構抗震設計有許多新的問題需要研究解決。本文僅就其中幾個問題提出一些看法。3.2 材料與體系我國150m以上的建筑，采用的三種主要結構體系，都是其它國家高層建筑采用的主要體系。但國外、特別在地震區(qū)，是以鋼結構為主，而在我國鋼筋混凝土結構及混合結構占了90%。如此高的鋼筋混凝上結構及混合結構，

25、國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗6。在前30幢建筑中，17幢外框架核心筒結構中的11幢采用外鋼框架和混凝土核心筒的混合結構，大部分建在上海，最高的是深圳地王大廈。國外很少采用這種混合結構，在抗震結構中更少見；國內工程界對這種體系的看法不一，爭論較大。采用這種體系的主要原因是比鋼結構的用鋼量少，又可減小柱子斷面，常常為業(yè)主所看中。混合結構的鋼筋混凝土內筒往往要承受80%以上的地震層剪力，有的高達90%以上。由于結構以鋼筋混凝土核心簡為主，變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準(或適當放寬)；由于內筒的高寬比很大(約為1012)，其彎曲變形的側移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側移，不

26、僅增大了鋼結構的負擔，而且效果不大，有時不得不加大混凝土簡的剛度或設置伸臂結構、形成加強層才能滿足規(guī)范側移限值；為了安全起見，規(guī)程要求框架承擔剪力不小于底部剪力的25%，這也會使鋼材的用量加大；混凝土筒的軸向壓力隨高度增大而增大，為保證其延性，可能要加大筒壁的厚度和配筋，因而用鋼量也會相對上升。此外，由于鋼筋混凝土內筒與鋼柱的豎向變形性能不同，由徐變、溫度等因素會引起結構附加內力；在構造上，有一些結構為了增加結構剛度而將樓板鋼梁與混凝土內筒做成剛接，這不僅增加施工困難，而且鋼與混凝土的連接節(jié)點可靠性較差，要保證兩個加工精度相差懸殊的構件按設計要求連接是不容易的，一般并不能保證剛接。采用混凝土核

27、心筒，可以節(jié)省一些鋼材，但是究竟能節(jié)省多少，還要做進一步分析。 而我國當前的國情，已經不是結構材料越省越好的年代。對混合結構的抗震性能以及為改善其性能需要采取的措施要有充分認識。例如，高度為3040層的結構，其內筒與外框側向變形性能的差別和豎向變形差相對容易協(xié)調，為保證內筒剪力墻的塑性變形能力的軸壓比限值也較容易得到滿足(或剪力墻不至太厚)，采用這種體系有其合理性；而對層數(shù)更多的高層建筑，則需要謹慎的設計，其合理性及所采取的措施都需要認真論證。此外，這種體系的內筒宜采用鋼骨混凝土剪力墻，以便使鋼梁與鋼骨有可靠連接。在高層建筑中采用外框架核心簡體系時，為減小側移，通常需要設置伸臂結構，形成加強層

28、。在結構體系或柱距變化時，需要設置結構轉換層。加強層及轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變，常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大，加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現(xiàn)強柱弱梁，因此，在需要設置加強層及轉換層時，要慎重選擇加強層及轉換層的結構形式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。斜撐桁架或簡單的斜撐桿(要注意平衡其拉壓力)優(yōu)于實腹梁，在抗震結構中采用厚板作轉換層對抗震是十分不利的。我國的筒中筒體系主要采用鋼筋混凝土結構，這在國外地震區(qū)是很少見到的。密柱深梁的鋼筋混凝土框筒實現(xiàn)梁鉸屈服機制有一定困難。因此，當采用鋼筋混凝土筒中筒結構時，必須充分注意框筒是否能真正

29、實現(xiàn)梁鉸機制，是否能確保框筒的延性要求。順便指出，為了方便設計，規(guī)范或規(guī)程中給出的強柱弱梁、強剪弱彎以及剪壓比等設計條件有某種程度的簡化，需要結構工程師對不同情況作出具體分析和判斷。在高層建筑中，應注意結構體系及材料的優(yōu)選?，F(xiàn)在我國鋼材生產數(shù)量已較大，建筑鋼材的類型及品種也在逐步增多，鋼結構的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土(柱)結構或鋼結構，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能。在超過一定高度后，由于鋼結構質量較小而且較柔，為減小風振而需要采用混凝土材料，鋼骨(鋼管)混凝土，通常做為首選。日本阪神地震震害說明，在鋼骨混凝土構件中，采用

30、格構式的型鋼時，震害嚴重，采用實腹式的大型型鋼或焊接工字鋼的，則震害輕微。因此，在高層建筑結構中，若用鋼骨混凝土構件，建議采用后者。3.3 構件變形能力與軸壓比在鋼筋混疑土高層建筑結構中，往往為了控制柱的軸壓比而使柱的斷面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構造配筋，即使采用高強混凝土，柱斷面尺寸也不能明顯減小。這是廣大設計人員在設計混凝土材料為主的結構中遇到的現(xiàn)實問題。柱的軸壓比問題實際是柱的塑性變形能力問題，構件的變形能力會極大地影響結構的延性。眾所周知，若柱處于小偏心受力狀態(tài)，由于是混凝土壓碎喪失承載能力，塑性變形能力很小。規(guī)范規(guī)定的三級抗震框架柱的軸壓比限值(0.9)， 約為對稱配筋柱的大小偏壓的

31、界限。放寬軸壓比限值的代價是降低柱的延性。但是有兩種情況值得澄清: (1)在框架中若能保證強柱弱梁設計，且梁具有良好延性，則柱子進入屈服的可能性大大減少，此時可以放松軸壓比限值；(2)許多高層建筑底部幾層柱雖然長細比小于4，但并不一定是短柱，因為確定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比，只有剪跨比M/Vh2的柱才是短柱，長細比小于4的柱其剪跨比不一定小于2。此外，即使能調整軸壓比限值，其增大也是很有限的，也就是說，鋼筋混凝土柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此，在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土柱是否合理值得商榷。鋼筋混疑土剪力墻同樣存在塑性變形能力問題。國內外研究表明，在承受壓彎作用的

32、剪力墻中，與柱相同，當處于小偏壓狀態(tài)時墻的延性較差，不僅如此，即使在大偏壓狀態(tài)下，若軸壓比較大，混凝土受壓區(qū)的邊緣應力很高，如果混凝土沒有約束或約束不夠，可能混凝土先達到極限壓應變、出現(xiàn)豎向裂縫，甚至壓碎，使構件喪失變形能力和承載能力。試驗表明，除了軸力以外，凡是能響受壓區(qū)高度的因素，例如縱向配筋率，混凝土強度，有無冀緣等都會影響剪力墻的變形能力。美國UBC及新西蘭規(guī)范都已引入剪力墻的變形能力要求，從變形能力出發(fā)規(guī)定了軸壓比限值，并提出了按混凝土壓應變大小設置約束邊緣構件的設計方法。邊緣構件中的箍筋可約束混凝土而提高極限壓應變。我國現(xiàn)行抗震設計規(guī)范沒有剪力墻的軸壓比限值，而且邊緣構件的配箍量與

33、墻的受力狀態(tài)無關。這可能會導致軸壓比大的部位約束箍筋不夠、而軸壓比小的部位約束箍筋過多的不合理狀態(tài)。根據研究結果，在規(guī)范中規(guī)定剪力墻的軸壓比限值、規(guī)定墻邊緣構件的約束范圍及約束箍筋用量，是十分必要的。在抗震的超高層建筑中，采用鋼骨混凝土結構是有利的，它不僅能減小柱斷面，減小剪力墻厚度，還可以使結構具有良好的抗震能力。國內已有許多研究和工程實踐，并已制定了我國自己的鋼骨混凝土結構設計規(guī)程，預期部分采用鋼骨混凝土結構的高層建筑會逐步增多。采用鋼管混凝土柱也是減小柱斷面的有效措施，也已有一些工程實踐及有關設計規(guī)程，但鋼筋混凝上梁與鋼管柱的連接節(jié)點構造及其傳力性能，還有待進一步的研究和發(fā)展。3.4 彈

34、塑性時程分析與彈塑性靜力分析在罕遇地震作用下，抗震結構都會部分進入塑性狀態(tài)，為了滿足大震作用下結構的功能要求，有必要研究和計算結構的彈型性變形能力。當前國內外抗震設計的發(fā)展趨勢，是根據對結構在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進行設計，結構彈塑性分析將成為抗震設計的一個必要的組成部分。但是由于結構彈塑性分析的復雜性，在如何進行計算和如何設定具體要求的問題上，各國的做法也有所不同7。我國現(xiàn)行抗震設計規(guī)范提出了驗算罕遇地震作用下結構變形的要求，即所謂的二階段設計，但是規(guī)范要求進行驗算的結構類型較少。當前，進一步明確彈塑性計算的要求，作出一些具體規(guī)定，使彈塑性計算成為可操作，對于提高我國高

35、層建筑的抗震設計水平是十分必要的。結構彈塑性分析可分為彈塑性靜力分析(時程分析)和彈塑性靜力分析(推力計算)兩大類。彈塑性動力分析，也就是彈塑性地震反應分析，始于50年代。在多地震的日本，高層建筑的發(fā)展與彈塑性地震反應分析是分不開的，武滕清教授在這方面的貢獻不可磨滅。近年來，美國和歐洲的一些多地震國家，彈塑性時程分析也已提上抗震設計日程；70 年代以來，我國廣大研究和設計人員進行了大量工作，已經開發(fā)出一些可以應用于工程設計的程序。包括彈塑性靜力分析，層模型動力分析，桿模型平面結構動力分析等程序。但是在應用中仍然遇到了這樣或那樣的問題，其中最主要的是彈塑性時程分析是否值得，結果是否可信。彈望性時

36、程分析是輸入地震波、直接計算結構的地震反應的分析方法，采用桿模型、層模型等簡化的結構的計算模型。由于考慮了結構構件的彈塑性性能，結構的剛度不斷變化，通過逐步積分，可以得到結構各質點的位移、速度和加速度時程。桿模型計算的優(yōu)點是可以得到桿件狀態(tài)隨時間的變化過程，也可得到各樓層的反應。但是耗時多，計算昂貴，結果數(shù)據量大而且分析比較繁冗，在國外也極少采用。在日本，日常設計主要采用層模型作多條波分析，只是在某些必要情況下，再挑選出合適的地震波進行桿模型地震反應計算。層模型計算能得到各樓層的反應，例如層剪力、樓層側移和層間轉角、層間位移延性比等，它主要是從宏觀上即層間變形檢驗結構在大震作用的安全。層模型計

37、算的數(shù)據相對較少，適宜于進行宏觀檢驗，也便于計算多條地震波作用。無論是采用桿模型還是層模型進行彈塑性時程分析，都要求設計人員具有比較高水平的專業(yè)知識，計算結果受地震波的影響較大，不存在唯一答案，有時難以作出判斷。最近一些國家的學者相繼提出用彈塑性靜力分析方法進行結構抗震計算。這種方法并非創(chuàng)新，但有較多的優(yōu)點。彈塑性靜力分析采用空間協(xié)同平面結構模型或三維空間模型；每個構件(梁、柱、墻)都根據其戴面尺寸、配筋及材料確定其彈塑性力變形關系；在結構上施加某種分布的樓層水平荷載，逐級增大；隨著荷載逐步增大，某些桿端屈服，出現(xiàn)塑性鉸，直至塑性鉸足夠多或層間位移角足夠大，計算結束。由彈塑性靜力分析，可以了解

38、結構中每個構件的內力和承載力的關系以及各構件承載力之間的相互關系，檢查是否符合強柱弱梁(或強剪弱彎)，并可發(fā)現(xiàn)設計的薄弱部位，還可得到不同受力階段的側移變形，給出底部剪力頂點側移關系曲線以及層剪力層間變形關系曲線等等。后者即可作為各樓層的層剪力層間位移骨架線，它是進行層模型彈塑型件時程分析所必需的參數(shù)。只要結構一定(尺寸、配筋、材料)，其結果不受地震波的影響、而與初始樓層水平荷截的分布有關。這種方法在現(xiàn)階段比較現(xiàn)實，也易于為工程設計人員所掌握。這種方法可以從細觀上(構件內力與變形)和宏觀上(結構承截力和變形)了解結構彈塑性性能，既可得到有用的靜力分析結果，又可很方便地進行動力時程分析。從計算模

39、型上看，彈性分析的計算模型經歷了一個漫長的發(fā)展過程，才由簡化的平面結構發(fā)展到空間協(xié)同、由空間協(xié)同再發(fā)展到空間分析，逐步接近實際，目前有些程序還可以將樓板變形引入計算，但應用尚少。而彈塑性分析比彈性分析要復雜得多，也必然有一個發(fā)展的過程。盡管層模型與三維空間模型相比，簡化較多，也不宜用層模型計算復雜的結構，但是正如彈性分析中平面結構在歷史上曾經采用了多年、起到了很積極的作用一樣，彈塑性靜力計算及簡化模型的動力計算在現(xiàn)階段是可以做到、而且在定量分析上是有積極意義的，在應用過程中也會逐步完善；就是現(xiàn)在，采用空間協(xié)同或空間模型進行彈塑性靜力分析已經沒有困難?？偠灾?，彈塑性靜力分析，或與彈塑性動力分析

40、相結合、互為補充的分析方法，在現(xiàn)階段是可行的。它只有在工程實踐中，隨著廣大工程人員的普遍應用和研究人員的不斷努力，才能逐漸成為抗震設計的一種必要手段。3.5 基于位移的結構抗震設計我國現(xiàn)行的結構抗震設計，是以承載力為基礎的設計。即：用線彈性方法計算結構在小震作用下的內力、位移；用組合的內力驗算構件截面，使結構具有一定的承載力；位移限值主要是使用階段的要求，也是為了保護非結構構件；結構的延性和耗能能力是通過構造措施獲得的。雖然，構造措施是為了使結構在大震中免遭倒塌，但設計人并不掌握結構在大震中的實際性能8。90年代中，美國學者提了基于位移的抗震設計，這是一種全新概念的結構抗震設計方法。DRD是實

41、現(xiàn)基于功能的抗震設計的重要步驟。它比現(xiàn)行抗震設計方法中強調的概念設計更進了一步，它要求有量化的設計指標。歷次震害表明，結構破壞、倒塌的主要原因是變形過大，超過了結構構件能承受的塑性變形能力?；谖灰频目拐鹪O計要求進行定量分析，使結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求。預期的地震作用一般是指大震。因此除了驗算構件的承載力外，要控制結構在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比，根據構件變形與結構位移關系，確定構件的交形值；并根據載面達到的應變大小及應變分布，確定構件的構造要求。確定結構在大震作用下的層間位移角限值，是DBD的重要內容，實質就是確定允許的結構震害程度或確定地震后結構能保持的使

42、用功能目標。不同的震害程度或功能目標，可以作出不同的設計結果。若期望大震后建筑結構能立即使用或略加修理就能使用，位移角限值要嚴些,，相應的構件尺寸或構件配筋會大一些；若允許結構在大震中破損，位移角限值可放松，則設計結果會與前者不同。我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定鋼筋混凝土框架結構在大震作用下的層間位移角限值為1/50，這時，柱已經難免出鉸，結構破壞嚴重，喪失了繼續(xù)使用的功能，僅能維特不倒塌。大震作用下結構的位移限值多大為宜，至少涉及兩個問題：一是抗震投資， 畢竟大震的重現(xiàn)期為2千年左右，而建筑的設計基準期僅為50年；二是對于不同的結構休系，層間位移角大小與結構破壞程度之間需要明確的量化的對應關系。前者與國情

43、有關，后者需要大量的研究工作。鋼筋混凝土結構能達到的層同位移角能力以及層間位移角與結構破壞程度的關系，與構件塑性鉸區(qū)截面的變形能力有關；截面的曲率延性，即彎曲變形能力，主要取決于相對受壓區(qū)的高度(由軸壓比、配筋等決定)以及混凝土的極限壓應變；混凝土能達到的極限壓應變主要取決于箍筋的約束程度，即箍筋的形式和含箍特征值。因此，塑性鉸區(qū)截面的約束箍筋應當由要求結構達到的變形能力確定。以高寬比超過10、對稱配筋的矩形截面剪力墻為例，以試驗為基礎的理論分析表明，若設定墻肢頂點位移延性比為3，且塑性鉸區(qū)截面的相對受壓區(qū)高度不超過0.12時，墻端不需設置約束邊緣構件；當相對受壓區(qū)高度為0.28時，需要道設置

44、長0.2lw的約束邊緣構作(lw為墻肢截面長)，其含箍特征值要求達到0.3；相對受壓區(qū)高度更大時，則所需的約束范圍更大、含箍待征值更高，否則就不能達到墻頂點位移延性比為3的目標。若提高位移延性比的要求，譬如說4，相對受壓區(qū)高度的限值會更嚴。對于鋼筋混凝土框架，在確定梁柱塑性鉸區(qū)的約束箍筋時，同樣應使構件的變形能力超過構件的變形要求。目前我國規(guī)范中規(guī)定的抗震等級，已有了按要求區(qū)分配筋構造的維形，但是與定量分析和量化要求尚有較大距離，有必要加強這方面的研究。為了實現(xiàn)基于位移的抗震設計，第一步需要研究簡單結構(例如框架及懸臂墻)的構件變形與配筋關系，實現(xiàn)按變形要求進行構件設計；進而研究整體結構進入彈

45、塑性后的變形與構件變形的關系。這就要求除了小震階段的計算外，還要按大震作用下的變形進行設計，也就是真正實現(xiàn)二階段抗震設計，這是結構抗震設計的發(fā)展趨勢。為了使基于位移的抗震設計用于工程，還有許多問題尚待深入研究，例如：層間位移角(或位移延性系數(shù))與結構或構件破壞的關系，構件變形與截面性能的關系，重要性不同的建筑對破壞程度的要求如何區(qū)別，實用的彈塑性分析程序，研究成果轉化為易于工程應用的設計、計算方法，等等。經濟與安全的關系，是結構抗霞設計的重要技術政策。一個國家的抗震設防標準，與這個國家的經濟實力密切相關。實際上，當前我國高層建筑的造價(包括地價、拆遷、城市建設等費用)中，結構造價所占的比例很低

46、，用于抗震的只是其中的一小部分。適當提高我國高層建筑的抗震設防標準，對建設費用的增加是很有限的，而帶來的好處是較大幅度地提高結構在中，大震作用下的安全度，保護財產與使用功能，與國際接軌，結果是國家得利，百姓得利，投資人得利。4 中國高層建筑結構發(fā)展與展望我國的高層建筑發(fā)展始于上世紀初，1921年至1936年,，上海、廣州陸續(xù)建造了一些高層旅館、辦公樓和住宅；解放后50年代至70年代，高層建筑取得了一定的發(fā)展，80年代開始，隨著經濟建設的發(fā)展，高層建筑進入了快速發(fā)展時期，興建了大量的高層建筑；近二十年來，我國高層建筑取得了令世人矚目的發(fā)展。尤其近年來，我國內地成為世界高層建筑發(fā)展的中心之一。文中

47、主要就我國高層建筑發(fā)展的特點、高層建筑結構設計研究和標準規(guī)范編制等方面進行介紹。4.1 我國高層建筑結構發(fā)展的特點我國高層建筑概括起來主要有以下幾個特點：建筑高度不斷增加；結構體型日趨復雜；以混合、組合結構為主；涌現(xiàn)一些新型結構體系。4.1.1 建筑高度不斷增加前文提到，解放以前，2030年代,，上海、廣州陸續(xù)建造了一些高層建筑，代表性建筑如：1929年建成的22層的上海大廈，1931年建造的24層的上海國際飯店等；解放后，1959年建成了12層47. 4m高的北京民族飯店，1968年建成了27層的廣州賓館，70年代建成了17層的北京飯店新樓以及114m高的廣州白云賓館；80年代開始到上世紀末

48、，隨著我國經濟建設的發(fā)展，興建了100多棟高度超過150m的高層建筑。代表性建筑為：1990年建成的208m高的北京京廣中心，1992年建成的63層、200m高的廣東國際大廈，1996年建成的325m高的深圳地三大廈，以及1998年落成的420m高的上海金茂大廈。據不完全統(tǒng)計，截至2008年底，150mm以上的高層建筑已超過200棟，這些高層、超高層建筑中，300m以上的多分布在東南沿海地區(qū)，北方也有一批超高層建筑已經建成或正在設計建造中，如2007年北京建成了高度為330m的北京國貿三期，高度為337m的天津津塔預計2009年底結構封頂，其他如350m高的沈陽恒隆市府廣場，383m高的大連裕

49、景，333m高的天津嘉里中心辦公樓等，正在設計建造中。據國際高層建筑與城市協(xié)會2006年出版的世界上最高的101棟高層建筑統(tǒng)計，落成及在建的最高的101棟高層建筑中，我國大陸有20多棟，中國大陸、中國香港、中國臺灣總計33棟，美國也是33棟，數(shù)量相當，表明我國超高層建筑的數(shù)量居于世界前列。除數(shù)量增多外，超高層建筑的高度近年不斷刷新，492m高的上海環(huán)球金融中心已正式投入使用；432m高的廣州西塔結構已封頂。除上述代表性超高層建筑外，使用高度580m、總高度超過600m的上海中心已經于2008年底動工。全國各地尚有一批正在醞釀興建的高層建筑，如設計中的深圳平安金融中心塔樓桅桿頂高度將超過600m

50、，天津117大廈總高度也將超過600m?？傊?，我國高層建筑的高度正在從400m向600m挺進。超高層建筑高度的不斷攀高，其意義不僅僅在于高度的突破，而是帶動了整個建筑業(yè)的發(fā)展，包括材料技術、設備制造技術等行業(yè)的進一步發(fā)展。超高層建筑發(fā)展是經濟發(fā)展的大勢所趨4.1.2 結構體型日趨復雜由于業(yè)主和建筑師為實現(xiàn)建筑功能以及在建筑藝術、建筑造型方面體現(xiàn)創(chuàng)新，設計了眾多復雜體型和內部空間多變的高層建筑，使得我國高層建筑的復雜程度也處于世界前列。隨著國民經濟的發(fā)展，高層建筑除了要滿足建筑使用功能要求，越來越重視建筑個性化的體現(xiàn)，使高層建筑的平面、立面均極其特殊。尤其近幾年，各種新的復雜體型及復雜結構體系大

51、量出現(xiàn)，如體型復雜的連體結構，樓板開大洞形成的長短柱，樓板與外框結構僅通過若干節(jié)點連接，懸挑、懸掛，大跨度連體的滑動連接等，這些復雜體型的高層建筑許多超出了現(xiàn)行設計規(guī)范的要求，以往的工程經驗和震害資料都無法借鑒，需要進行更深入的研究。特別是許多項口目采用了國外設計師的作品，但一些境外建筑師來自非地震區(qū)，缺乏抗震設計經驗，有些建筑方案特別不規(guī)則。而在口本神戶、中國臺灣及2008年的“5.12”汶川地震中，一些特別不規(guī)則建筑受到嚴重破壞。我國絕大部分地區(qū)為抗震設防地區(qū)，而高層建筑集中的東南沿海地區(qū)又是臺風頻繁的地區(qū)，因此我國高層建筑設計絕大部分都要考慮抗震、抗風問題，加之體型日趨復雜，我國的高層建

52、筑結構設計面臨更大的挑戰(zhàn)。4.1.3 超高層建筑中鋼混凝土混合結構為主國外高層、超高層建筑以純鋼結構為主，而我國以鋼混凝土的混合結構應用居多。據不完全統(tǒng)計，中國已建成的150m以上的高層建筑中，混合組合結構約占22.3%；200m以上的高層建筑，混合結構約占43.8%；300m以上的高層建筑，混合、組合結構約占66.7%，如上海環(huán)球金融中心及金茂大廈均為鋼筋混凝土核心筒，外框為型鋼混凝土柱及鋼柱；北京國際貿易中心三期為筒中筒結構，外部為型鋼混凝土框筒，內部為型鋼混凝上巨型柱與斜撐及鋼梁組成的筒體，高度330m，為我國8度抗震設防地區(qū)最高的高層建筑。正在設計建造中的三棟600m以上的高層建筑(上

53、海中心、深圳平安金融中心、天津117大廈)全部采用混合結構。鋼混凝土混合結構之所以得到了較大發(fā)展，一方面因為其可有效地將鋼、混凝土以及鋼混凝土組合構件進行組合，既具有鋼結構的技術優(yōu)勢又具有混凝土造價相對低廉的特點；另一方面，我國現(xiàn)場施工的人力成本比國外低，采用混合結構比采用純鋼結構經濟方面更有優(yōu)勢。因此混合結構是符合我國國情的超高層建筑的結構體系,，預計將來混合結構仍將得到較大的發(fā)展。4.1.4 一批新型結構體系涌現(xiàn)隨著超高層建筑的發(fā)展，近期涌現(xiàn)出了一些新型結構體系。已建成的330m高的北京國貿三期主塔樓采用了鋼混凝土框架核心簡結構，內筒采用了型鋼、鋼板混凝上巨型組合柱及型鋼混凝土支撐結構體系

54、；在建的337m高的天津津塔主要抗側力體系由鋼管混凝土柱框架+核心鋼板剪力墻體系+外伸剛臂抗側力體系組成，具有較高的抗側剛度和延性，是目前世界上應用鋼板剪力墻的最高的高層建筑；廣州西塔采用了外部交叉網格結構體系，該體系具有較強的抗側剛度及抗扭剛度，能較好地抵御風荷載和地震作用；巨型結構在超高層結構中被廣泛采用，利用外框的帶狀桁架和巨型柱形成巨型框架，并輔以必要的外立面的斜撐，巨型柱的尺寸往往達到5m以上，有的甚至超過10m，采用型鋼混凝土構件或鋼管混凝土構件。隨著高層建筑結構的發(fā)展，會有更多新穎合理的結構體系出現(xiàn)。4.2 我國高層建筑結構設計研究及標準規(guī)范編制4.2.1 高層建筑結構設計研究大

55、量復雜高層建筑的出現(xiàn)，給結構設計帶來了挑戰(zhàn)。結合復雜高層建筑的設計，進行了大量的相關研完工作，研究內容主要側重抗震、抗風，研究手段主要是試驗研究與計算分析。關于抗震研究工作，針對我國高層建筑體型復雜和混合結構應用廣泛的特點，國內相關科研院所、高校等進行了大量試驗研究。結合振動臺試驗及模型靜力試驗，并利用各種計算機分析軟件進行計算分析工作，完成了關于轉換層、加強層、體型收進、帶懸挑結構、連體結構等復雜高層建筑結構的研究應用，為我國復雜高層建筑設計提供了依據。針對混合結構應用廣泛的特點，開展了系列研究工作：進行了整體模型結構擬靜力試驗研究及模型振動臺試驗研究，開展了如何增強混合結構核心筒剪力墻延性

56、的研究，如采用鋼板混凝土組合剪力墻、帶鋼斜撐混凝土組合剪力墻、內藏鋼桁架混凝土組合剪力墻等多種形式的研究工作；結合實際工程，如CCTV大樓、北京國貿三期等，開展了大量高含鋼率、截面形式復雜的組合構件的試驗研究等。在高層建筑研究過程中，進行了數(shù)百棟實際工程的模型振動臺試驗研究工作。通過整體模型振動臺試驗，研究結構抗震性能，對結構相對薄弱部位有針對性的采取加強措施；除振動臺試驗外，許多工程進行了大比例構件、節(jié)點試驗研究，以檢驗結構設計的安全性，并為設計提供參考。如上海環(huán)球金融中心、廣州西塔等均進行了大量的試驗研究工作?？癸L研究工作主要針對復雜體型及復雜風環(huán)境開展工作。結合具體的高層建筑工程，開展了

57、大量的風洞試驗，為進行高層建筑結構的設計提供了更為可靠的依據。隨著人們對居住環(huán)境的重視，風工程研究工作會越來越引起設計人員的關注。除試驗研究外，高層建筑結構的計算分析手段有了很大提高。規(guī)范要求，體型復雜、結構布置復雜的高層建筑進行多遇地震作用下的內力與變形分析時，應采用至少兩個不同力學模型的軟件進行整體計算。目前，國內商業(yè)化的高層建筑分析計算程序主要有SATWE，PMSAP等，國際通用程序ETABS，SAP2000 ，MIDAS等在復雜工程計算中已得到較廣泛的應用。近幾年高層建筑結構設計領域的彈塑性分析計算工作取得了一定的進展。許多體型特殊的結構，除進行彈性計算分析外，補充進行了彈塑性分析計算

58、，以找出結構的薄弱部位并采取構造措施進行加強。彈塑性分析計算程序主要有兩大類：一類是土建領域常用的國際通用分析程序如ETABS，SAP2000，ANSYS等以及國內自主開發(fā)的彈塑性分析程序如EPDA等；除此以外，原用于航空航天汽車等領域的大型非線性分析程序ABAQUS，LSDNA等已開始在高層建筑實際工程中得到應用，非線性動力方程的顯式求解方法也在結構分析中得到應用，為彈塑性分析計算工作開辟了新的局面。但是鑒于我國高層建筑結構體型復雜，且多以混合結構或鋼筋混凝土結構為主，彈塑性分析工作還有許多值得深入研究探討的問題，如合理模擬結構阻尼、合理確定材料本構關系、開發(fā)高精度單元、改善非線性分析算法等。另外，針對復雜及超限結構，除進行整體計算分析外，還作一些補充計算，如對關鍵部位、關鍵構件進行中震或大震結構構件內力驗算等，是基于性能的抗震設計思想的具體體現(xiàn)。超高層建筑等復雜結構，其結構構件的受力情況與施工過程是密切相關的。施工過程的模擬也是一個非線性問題，在模擬過程中結構是不斷變化的，以往采用的結構一次成型荷載分步施加的分析方法對于復雜結構已經不能適用，需要進行更精確的分析。目前國內許多超高層建筑和復雜工程都進行了施工過程模擬分析，并綜合考慮混凝土的收縮