建

筑

技

术

第

卷

图 # 风荷载高度变化示意

水平风荷载

建

筑

物

高

度

风

荷

载

合

力

作

用

点

位

置

图 % 水平位移沿高度变化示意

水平位移

建筑物高度

值等）也越大。

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地震作用效应

加大

多遇地震下对建

筑物进行弹性分析计

算时，建筑物高度的

增加使结构自重增

加、重心位置提高，地

震作用产生的水平剪

力和竖向力增大、作

用位置提高，整个结

构内力增加；在罕遇

地震作用下将导致薄

弱部位的加速破坏。

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效应成为不

可忽视的问题

超高层建筑高宽

比较大，侧向刚度相

对较弱，水平位移量

大（图

），重力与水平

位移所产生的附加弯矩常常大于初始弯矩的

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，必

须考虑重力二阶

效应。

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竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响

增大

竖向构件的总压缩量主要由受力变形、干缩变形

和徐变变形三部分组成，对于全钢结构仅需考虑受力

变形产生的缩短影响，对于钢混结构、钢组合结构、混

凝土结构必须考虑干缩缩短和徐变缩短的影响。一般

受力变形瞬时完成，其变形量可用胡克定律作近似计

算；干缩变形完成的时间较长，据资料统计约为总压缩

量的

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；徐变变形完成的时间更长，线性徐变可由

公式

’!(

简单计算；构件的总压缩量随着构件的高度

、

平均压应力

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的增加而加大。

超高层建筑的竖向构件不但

和

较大，而且构

件之间的压应力差也较大，因此设计中除了通过控

制轴压比使竖向构件之间的压应力较接近外，对钢

筋混凝土结构采取逐步将各层柱顶找平后再进行下

一道工序的施工办法来减小变形差；对钢结构采取

预留柱、墙压缩量的方法来减小变形差；总体结构分

析时采取模拟施工方法，减小变形差对内力计算的

影响。

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倾覆力矩增大，整体稳定性要求提高

建筑物高度的增加使得侧向力引起的倾覆力矩增

大，抗倾覆要求提高。实际工程中常常采取增加基础埋

深、加大基础宽度或采用抗拔桩基等措施来满足整体

稳定性要求。

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防火、防灾的重要性凸现

超高层建筑多采用钢混结构和钢结构，而钢材耐

热不耐火的特性更易加重某些次生灾害的发生，例如

美国世贸中心的倒塌。一般紧急情况下高楼所需要的

疏散时间较长，从顶层飞机救援的行动也常会受到各

方面因素的制约，使得实施比较困难，因此防火、防灾

的设计更为重要，目前关于防灾方面的具体要求我国

还没有相应的规程可循。

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建筑物的重要性等级提高

超高层建筑常作为当地的标志性建筑，资金投入

大，在政治、经济、文化中所起的作用重大，破坏影响较

大、波及范围较广，不论其建筑类别均属于重要建筑，

因此结构设计的可靠度要提高，一般情况下重要性系

数取

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，特殊情况下也可取

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。

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控制风振加速度符合人体舒适度要求

超高层建筑风振作用效应明显，风作用下的顶层

加速度直接影响到室内人体的舒适度，实现良好的使

用条件要求必须控制顶层的最大加速度满足规程

’%(

的限值，同时还要控制由风振引起的扭转加速度，一般

不宜超过

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。

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围护结构必须进行抗风设计

建筑物高度的增加使得垂直于围护结构表面上的

风载标准值也迅速增大，因此必须对围护结构进行抗风

设计。如采用玻璃幕墙围护，则其风载更大（

(

取值时，

将

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平均风速转换为

! .

阵风风速计算

’2(

），须采用结

构玻璃满足强度要求，

铝合金龙骨满足变形要求。

结构设计方法

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减轻自重，减小地震作用

采用高强轻质材料（如全钢结构、幕墙围护、轻质

隔断等），减轻结构自重，减小地震作用。

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降低风作用水平力

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减小迎风面积

正方形平面形式，

横向迎风面最小；

如计算对角线方

向的迎风面宽，

则圆形平面最小；

在立面上适当位置开洞

泄风（如上海环球金融中心大厦

’3(

）

，

风力降低更直接。

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降低风力形心

采用下大上小的立面体型，既减小高风压在高处

的迎风面积，又降低风作用重心，使建筑物底部的倾

覆总弯矩减小。同时下大上小的立面体型对建筑底

部来说增大了抵抗矩，提高了稳定性，如巴黎的埃菲

尔铁塔。

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