高層建筑結構的設計特點精選(九篇)

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第1篇：高層建筑結構的設計特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；存在問題；改進措施

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

引言

高層建筑目前在我們的城市建設當中所占的比例是越來越大，而高層建筑結構設計方面的變化也越來越多，很多新興的結構設計方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設中。高層建筑類型與功能越來越復雜，高層建筑的數(shù)量日漸增多，高層建筑的結構體系也是越來越多樣化，建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。

一、高層建筑結構設計方面的原則

1 、選用適當?shù)挠嬎愫唸D。結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的，計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當?shù)挠嬎愫唸D是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節(jié)點不可能是純粹的鉸結點和剛結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內(nèi)。

2 、選擇合適的基礎方案?；A設計應根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結構類型與載荷分布，相鄰高層建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經(jīng)濟合理的基礎方案，設計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時應進行地基變形驗算?；A設計應有詳盡的地質(zhì)勘察報告，對一些缺少地質(zhì)報告的高層建筑應進行現(xiàn)場查看和參考臨近高層建筑資料。

3、合理選擇結構方案。合理的設計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結構方案，也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確，傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系，地震區(qū)應力求平面和豎向規(guī)則。必須對工程的設計要求、材料供應、地理環(huán)境、施工條件等情況進行綜合分析，必要時應進行多方案比較，擇優(yōu)選用。

4、正確分析計算結果。結構設計中普遍采用計算機技術，因此設計師應對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。在計算機輔助設計時，要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析，慎重校核，做出合理判斷。

二、高層建筑結構設計的特點

1、決定因素是水平載荷

水平荷載是結構設計中的關鍵因素也是控制性因素。任何一個高層建筑結構都要同時承受垂直荷載和風產(chǎn)生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力，水平荷載卻起著決定性的作用。在較低樓房中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，對結構的影響也就較?。坏谳^高樓房中盡管豎向荷載仍對結構設計產(chǎn)生著重要影響，隨著樓房層數(shù)的增多，

水平荷載成為決定因素：高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與高層建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；某一定高度樓房，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度變化。

2、軸向變形不容忽視

軸向變形不容忽視：高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；此外還會對預測構件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整。

高層建筑軸力值很大，再加上沿高度積累的軸向變形顯著，軸向變形會使高層建筑結構的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生顯著的改變。對連續(xù)梁彎矩的影響：采用框架體系和框一墻體系的高樓中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種差異軸向變形將會達到較大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁的中間支座產(chǎn)生沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩增大。對構件剪力和側移的影響，與考慮豎向桿件軸向變形的剪力相比較，不考慮豎桿件軸向變形時，各構件水平剪力的平均誤差達30%以上，結構頂點側移減小一半以上。

3、控制指標是結構側移

結構側移是最管家的因素，在高層建筑結構設計中必不可少，水平荷載作用下結構的側向變形會隨著高層建筑結構的增高而迅速增大。因此在進行高層建筑設計時，結構的強度時首先要考慮的問題，并且還應具有足夠的抗側剛度，能夠可靠地承受風荷載作用產(chǎn)生的內(nèi)力。為了保證居住條件的良好，在進行高層建筑結構設時還要求使結構在水平荷載下產(chǎn)生的側移被控制在某一限度之內(nèi)。

4、重要的設計指標是結構設計

高層建筑結構的柔性大對在發(fā)生地震在還是作用力會更大些，其變形能力相對較強，可避免發(fā)生坍塌時造成的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。因此在結構設計上，應采取是當?shù)氐拇胧淮伪ＷC高層建筑結構的延展性。

三、高層建筑結構的相關問題分析

1、結構的規(guī)則性問題。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當多的限制條件。因此，結構工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

采取相應的構造措施：結構設計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓若拉原則”，注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的直行段錨固長度；考慮溫度應力的影響力。

2、結構的超高問題。對于超高限建筑物,應當采取科學謹慎的態(tài)度。因為在地震力作用下,超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會發(fā)生很大的變化。隨著高層建筑物高度的增加,許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變,即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍,如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意

在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對結構的總高度有著嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度以為，增加了B級高度，處理措施與設計方法都有較大改變。在實際工程設計中，出現(xiàn)過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當巨大。

3、嵌固端的設置問題。不僅關系到結構中某些構件內(nèi)力分配的準確性,而且還影響結構產(chǎn)生側移的真實性,以及結構局部的經(jīng)濟性,由于高層建筑～般都帶有地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，高層建筑在進行結構分析計算之前必須首先確定結構嵌固端的所在位置,在這個問題上，結構設計工程師需要注意如下幾個方面：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等。而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

結束語

高層建筑建設的發(fā)展迅速對建筑結構設計的要求不斷地完善。但從設計質(zhì)量方面來看，并不理想，結構設計中經(jīng)常遇到各種問題。在高層建筑結構設計中，結構工程師不能僅僅重視結構計算的準確性而忽略結構方案的具體實際情況，必須充分地理解新規(guī)范，密切結合新規(guī)范和工程實際情況，應作出合理的結構方案選擇。高層建筑結構設計人員應根據(jù)具體情況進行具體分析掌握的知識處理實際高層建筑設計中遇到了各種問題，才能夠積累經(jīng)驗,利用正確的概念進行設計，不斷地提高工程設計水平。

參考文獻：

[1]肖峻.高層建筑結構分析與設計[J],中化建設,2011(12)

第2篇：高層建筑結構的設計特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；特點；原則；問題

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

一、高層建筑結構設計特點

高層建筑結構要同時承受垂直荷載和風產(chǎn)生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。一般低層結構的水平荷載對結構影響較小，但在高層建筑中，水平荷載和地震作用是重要因素。隨著高度的增加，位移增加很快，過大的側移會影響建筑使用，會造成非結構構件和結構構件的損壞。所以必須將結構的側移控制在一定的范圍之內(nèi)。

1、水平力是設計是首要考量

在高層建筑中，不同于在低層和多層房屋的結構當中以重力為導向的豎向荷載是控制結構設計。高層建筑結構設計中，水平荷載有著決定性的作用，水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。 雖然豎向荷載還會給結構設計帶來一定的影響但豎向荷載大體上是定值，不足以改變結構性質(zhì)。

2、結構位移設計是控制方法

高層建筑當別是超高層建筑，因此結構位移也成為結構設計的控制指標。頂點位移的限值決定了數(shù)值大小以及其振動的頻率；防止結構因為變形過大導致其受到損壞以及破壞最主要的控制因素就是層間相對位移，對于其限值在現(xiàn)行的規(guī)范當中有點嚴格，可以適當?shù)姆潘伞?在高層建筑當中軸向變形在高層建筑中也不可忽視。因為豎向荷載的數(shù)值是在不斷加大的，可能會在柱中產(chǎn)生軸向變形的問題，所以在進行采購預制構件時就應當依照軸向變形重新計算值調(diào)整下料的長度，防止不安全的因素影響結果。

3、結構延性是重要設計指標

相對于低層或多層來說高層建筑的結構抗震性是很弱的，在地震的作用下可能會出現(xiàn)比低層以及多層更大的變形，因此進行結構設計時，剛度以及承載力應當是自下而上漸漸減小的，變化均勻且連續(xù)，不會出現(xiàn)太多的變化。若是豎向不規(guī)則結構出現(xiàn)的話，就必須認真把多種因素的考慮精確并仔細的分析，尤其得進行彈塑性時程分析，采取增大樓層結構延性等措施，合理確定軟弱樓層的塑性集中變形，把其變形的能力提高。于此同時，應沿房屋周邊布置高層建筑的抗水平力構件，這樣就可以為其提供足夠大的扭轉力矩構件，并且其沿周邊布置之后會形成一定的空間結構，還能夠為其提供較大的抗傾覆力矩從而保證結構的延性。

4、抗震設計要求更高

近幾年來地震災害頻繁發(fā)生，震級在不斷地增加，建筑物損壞造成嚴重的后果，危機人們生命安全和財產(chǎn)安全。因此高層建筑的抗震性能更值得關注，結構工程師在對結構進行設計的時候必須加大在抗震的設防方面的研究力度，把高層建筑的抗震性能有效的提高，使得高層建筑物結構質(zhì)量達到做到小震不壞、大震不倒。

二、高層建筑結構設計原則

1、親近性原則

高層建筑的設計興建，只單純考慮建筑物自身的建設尺度遠遠不夠，高層建筑是人為設計、為人服務的城市建設項目，因此以人為本的建筑理念應該是高層建筑設計的根本要求。應充分考慮人們對高層建筑的視覺觀感、親近感等要求，把冰冷的混凝土鋼筋水泥建造的高樓大廈真正的變成人們生活的一部分，有親切感和實用感。注意高層建筑的近人尺度設計。近人尺度其實是人們對高層建筑的一個整體感官把握，注重人為感覺、使用價值和審美要求，設計尺度應參考多數(shù)人的尺度系數(shù)與之成為相應比例特別是人們接觸的到的細節(jié)部分如臺階、門、窗、陽臺、柱子、裝飾等尺度的處理。

2、協(xié)調(diào)性原則

高層建筑應注意與建筑整體尺度方面的考量。建筑整體尺度，包括高層建筑的各個組成部分，如樓層主體、頂部結構等各部門的比例協(xié)調(diào)統(tǒng)一等注意相對尺度，而且要注意高層建筑中細節(jié)部分的層次要求。

3、實用性原則

高層建筑具有樓層高、居民多的特點，因此在進行建筑高層設計時應充分考慮實用性的問題，比如高層建筑物的穩(wěn)定性、抗震性、防火性以及各種電氣設備安裝位置、樓梯間空間安排、建筑物整體劃分的合理程度，只有本著實用科學的原理才能發(fā)揮高層建筑的整體優(yōu)勢。

4、環(huán)保性原則

高層建筑設計規(guī)劃中，對節(jié)能環(huán)保元素的應用也應予以重視。一方面，選擇自然環(huán)境和地理環(huán)境都較為優(yōu)秀的位置建設，例如考慮交通便捷性、空氣環(huán)境質(zhì)量好、采光照明好等條件來規(guī)劃。另一方面建筑節(jié)能設計要貫穿建筑規(guī)劃設計，合理應用環(huán)保技術，如太陽能電池板、地熱設計、雨水回收系統(tǒng)等先進技術，以便形成系統(tǒng)的高層建筑節(jié)能體系，營造能耗低、環(huán)境舒適的居住環(huán)境。對空間的利用也要把握節(jié)能環(huán)保，從分考慮高層建筑的空間占用科學合理的進行利用。

5、整體性原則

注重高層建筑與城市環(huán)境的整體性考量，因此要注意環(huán)境尺度的合理把握。環(huán)境尺度，包括考慮高層建筑所處城市地理位置、城市大小、周圍街道尺度環(huán)境、建筑物的輪廓設計要求等，要根據(jù)具體的環(huán)境比例要安排高層的建設。

三、淺談高層建筑結構設計應注意的問題

1、防雷的問題

高層建筑的高度和結構集中度較高，容易受到雷擊。因此高層建筑設計中對于防雷的設計要求比較重要，常見的避雷設施有在易受雷擊的部位和建筑的頂端位置安裝避雷針、避雷網(wǎng)避雷帶，注意接地裝置的設置。建筑物結構中含有的金屬物體和閣樓等部位帶有的金屬物體都要進行接地處理，從而防止高層建筑受到雷擊災害。

2、抗風的問題

高層建筑高度較高，不穩(wěn)定性較大，容易受氣流的影響。在設計高層建筑輪廓時要考慮風向、風流的作用力。設計科學合理的結構盡量保護建筑物的結構穩(wěn)定和牢固。將抗風設計考慮到高層的建筑結構設計中去充分分析和研究這一重要課題。

3、電氣的問題

高層建筑的用電包括樓層配電、消防電源、應急照明以及電梯的用電。其中樓層配電是基本的設計要求，要保證配電線路的科學合理安排；消防電源作為緊急情況下必要的設施，應該在高層建筑設計中給予充分考慮，作為緊急電源要與基礎供電電源分屬兩個不同區(qū)域的供電所，保證基礎用電停止時消防用電正常使用；應急照明系統(tǒng)用電包括樓梯通道路線指示牌電源的供給、消防照明設備的使用等，要保證應急照明系統(tǒng)的科學合理設置，便于疏散人群保證安全；電梯的用電，高層建筑設計電梯的設置是基本配備，要根據(jù)樓層居民人口數(shù)量來選擇相對荷載量的電梯，電梯的安裝也要選擇便捷、安全的位置，為了保證停電時電梯的運轉正常電梯的電源也要相對獨立便于居民生活。

4、防火的問題

高層建筑總體布局結構繁瑣復雜，而且高層人口居住較為密集，因此居民日常生活中的防火問題應充分考慮到。首先是人群疏散通道的設計要求，走廊、樓梯通道要保證暢通安全便于疏散。有采光、照明設備要保證正常工作避免踩踏事件的發(fā)生，并且要注意進行防火區(qū)的劃分。其次是消防設施的配備，設計時要將建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)設計到位，滅火器、消火栓的位置安排要科學合理。

防火中一個重要的問題是防煙，煙霧窒息導致的傷害遠大于明火的傷害，因此在高層設計時也考從分考慮煙霧的排放，樓梯設置位置考慮通風條件，設計陽臺、窗戶、凹廊等增加排煙保證通風。

參考文獻：

第3篇：高層建筑結構的設計特點范文

【關鍵詞】建筑工程；結構特點；設計措施

一、高層建筑結構體系的特點

地震時建筑物的破壞程度，主要取決于主體結構變形的大小，因此建筑結構的變形計算與控制在抗震設計中起著越來越重要的作用。目前，世界上多數(shù)國家的抗震規(guī)范都明確提出了控制結構變形的要求，有的還提出了基于位移的抗震設計方法，我國的抗震規(guī)范提出了抗震設防三個水準的要求，采用二階段設計方法來實現(xiàn)，即：在多遇地震作用下，建筑主體結構不受損壞，非結構構件沒有過重破壞，保證建筑的正常使用功能的彈性變形驗算；在罕遇地震作用下防止結構倒塌的彈塑性變形驗算。由于結構受到的地震作用與結構自身的重量及剛度有關，而結構的變形也與其剛度有關，所以，研究不同結構體系的剛度特征和變形特點，有助于我們選擇更加合理可靠的結構形式，更好地滿足抗震設計的要求。

一般的建筑結構，在整體上都可以視為一個嵌固在地基上的懸臂柱，但選用不同類型的結構抗側力體系，在水平荷載作用下結構具有不同的變形性質(zhì)，通常采用的結構抗側力體系有：框架體系、框架一剪力墻、剪力墻體系及筒體體系等。

二、高層建筑的結構的基本構架

一是框架結構?？蚣芙Y構由梁、柱構件通過節(jié)點連接而成，平面布置靈活，容易形成大空間，全現(xiàn)澆時，房屋的整體性強，延性較好，施工方便，承受豎向荷載能力較強；缺點是側向剛度小，在水平荷載作用下側向變形大，承受水平地震作用的能力較弱，因而建造高度受到限制"其側移曲線表現(xiàn)為剪切型，層間位移下大上小，層間最大位移角出現(xiàn)在下部樓層。

二是剪力墻結構。承受建筑物豎向和水平荷載的主體結構全部為剪力墻時，即形成剪力墻結構體系"這種結構抗側移剛度大，空間整體性好，在水平荷載作用下側向變形小，側移曲線表現(xiàn)為彎曲型，層間位移下小上大，層間最大位移角出現(xiàn)在中上部樓層，地震時非結構構件破損小，高層建筑中當剪力墻的高寬比較大時，相當于一個以受彎為主的豎向懸臂構件，經(jīng)合理設計，可控制剪力墻的最終破壞以受彎破壞為主，延性較好"其缺點是平面布置不靈活，不容易滿足公共建筑等使用大空間的要求，結構自重大，地震作用大，造價較高。

三是框架一剪力墻結構。如上所述，框架結構體系具有空間大！平面布置靈活！立面處理豐富等優(yōu)點，但側向剛度差，抵抗水平荷載能力低"剪力墻結構體系則相反，抗側力強度和剛度均很大，但平面布置欠靈活，不適應大空間的要求"因此把兩種結構體系結合起來，在同一結構單元中同時采用框架和剪力墻結構，共同承受豎向和水平荷載，如框架一剪力墻結構體系"在這種結構體系中框架和剪力墻共同承擔風荷載和水平地震力的作用，由于框架與剪力墻在水平荷載作用下的受力和變形性能各異，必須通過各層樓板或連梁使它們變形協(xié)調(diào)一致，達到框架與剪力墻的協(xié)同工作"當剪力墻單獨承受水平荷載時，其側移曲線為彎曲型，頂部側移增長迅速，層間相對位移上大下小，而框架結構側移曲線為剪切。底部側移增長迅速，層間相對位移下大上小"兩者通過各層樓板連在一起使側移一致，則側移曲線為介于彎曲型和剪切型之間的某一曲線一彎剪型"，在下部層間位移小的剪力墻對框架施加跟荷載方向相反的力，給框架支持；在上部則反過來，層間位移小的框架對剪力墻施加跟荷載方向相反的力，給剪力墻以支持，這種協(xié)同工作結果，使框架下部和剪力墻上部的層間相對位移均相應地減小，從而降低了整個結構體系的層間相對位移和頂端位移，提高了建筑物的側向剛度。

四是筒體結構體系。利用電梯井、樓梯間和管道井等四周的墻體圍成筒狀，便形成實腹筒體。實腹筒體具有很好的抗彎、抗剪和抗扭剛度，它可以單個或幾個筒體來抵抗整個結構單元的水平荷載，也可以和其它的結構體系共同組成抗側力結構體系，當圍成筒體的四周墻體在各層都開有規(guī)則布置的門窗洞時，便形成空腹筒體，又稱框架筒體，簡稱框筒，通常是利用建筑物的周邊布置密排柱，以及上、下層窗洞間的窗裙梁（深梁）所形成的密集空間網(wǎng)格組成的筒體，框筒結構承載水平荷載時的工作形態(tài)，從整體來看，跟實腹筒相似，但由于框筒的筒壁是網(wǎng)格式的結構，剪力滯后現(xiàn)象嚴重，分析內(nèi)力時必須計及"當建筑物高度更高，剛度要求更大，并要求有較大的開敞空間時，可采用筒中筒結構"這種體系通常由建筑物周邊所圍成的外框筒，以及實腹筒的內(nèi)核組成，內(nèi)、外筒之間由平面內(nèi)剛度很大的樓板連接，迫使外框筒和實腹內(nèi)筒協(xié)同工作，形成一個比僅有外框筒時剛度更大的空間結構體系。

近些年來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，城市規(guī)劃設計中的高層建筑越來越廣泛。它以其高度強烈地影響著規(guī)劃、設計、構造和使用功能。就結構特性而言，高層建筑是必須著重考慮水平荷載和豎向荷載組合影響的建筑物。設計高層建筑時，它的結構除在上述荷載組合下的強度、剛度和穩(wěn)定性應予以保證外，還必須控制由風荷載（或地震水平作用）所產(chǎn)生的側向位移，防止由此產(chǎn)生的結構的和非結構性材料的破壞；控制由風荷載造成頂部樓層的加速度反應，以使用戶對擺動的感覺和不舒適感降到最低程度。這就需要設計師從一開始就應該以一個立體的概念設計為基礎。

三、高層建筑結構設計的三維層次

把房屋看成一個三維空間塊體分層次來分析，對于復雜的高層，例如多塔機構也可以把它分成幾塊，分別研究其傾覆、剛度、承載力等問題，然后組合起來。首先，在方案階段，可以把基本設計方案概念化，建立一個符合建筑空間三維形式的結構方案。在該階段分析總結構體系的荷載和抗力關系、高寬比與抗傾覆、承載力和剛度，并預估基本分體系的相互關系。由于整個結構必然是由一些平面單元組成，因此在初步設計階段。其二要擴展方案，把那些體現(xiàn)初步設計基本要求的、主要是二維的平面體系包括進來，進行基本水平和豎向分體系的總體設計，從而得到主要構件及其相互的關系。其三是施工圖設計階段，處理一維的構件設計，具體設計所有分體系的構件、連接和構造詳圖，對第二階段做出的粗略決定進行細化。

對于高層建筑結構，可以設想成為一個從地基升起的豎向懸壁構件，承受水平側向荷載和豎向重力荷載的作用。側向荷載是由風吹向建筑物引起的水平壓力和水平吸力，或者是由地震時地面晃動引起的水平慣性力。重力荷載則是建筑物自身的總重力荷載。這些側向荷載和重力荷載的組合，趨向于既可能將它推倒（受彎曲），又可能將它切斷（受剪切），還可能使它的地基發(fā)生過大的變形，使整個建筑物傾斜或滑移。對抗彎曲而言，結構體系要做到不使建筑物發(fā)生傾覆，其支撐體系的構件不致被壓碎、壓屈或拉斷，其彎曲側移不超過彈性可恢復極限；對抗剪切來說，結構體系要做到不使建筑物被剪斷，其剪切側移不超過彈性可恢復極限；對地基和基礎來說，結構體系的各支撐點之間不應發(fā)生過大的不均勻變形，地基和地下結構應能承受側向荷載引起的水平剪力，并不引起水平滑移。由于風力和水平地震作用力對于高層建筑是動荷載，使建筑結構抗彎曲和抗剪切時都處于運動狀態(tài)，就會導致建筑物中的人有震動的感覺，使人有不舒服感。如果建筑物晃動得太厲害，還會使非結構構件（如玻璃窗、隔墻、裝飾物等）斷裂，甚至危及屋外行人的安全。所以，高層建筑結構要避免過大的震動。

參考文獻：

[1]王敏等，組合剪力墻的抗震研究與發(fā)展[J]；地震工程與工程振動；2007年05期

[2]林樹枝，超限高層建筑抗震設計及抗震審查[J]；福建建筑；2005年Z1期

[3]施金平等，高層建筑中高位箱形轉換層結構的抗震設計[J]；工程抗震與加固改造；2005年06期

第4篇：高層建筑結構的設計特點范文

關鍵詞：高層建筑 結構設計 相關問題

高層建筑結構的設計是一項系統(tǒng)而復雜的工程，結構設計的好壞將直接影響到建筑工程的質(zhì)量，進而間接影響到人們的居住環(huán)境以及生命財產(chǎn)安全。隨著高層建筑結構設計類型與功能的多樣化，在設計人員的實際工作中就會經(jīng)常出現(xiàn)一些問題。

一、高層建筑結構的設計要點

1．軸向變形的問題

在高層建筑中，豎向的荷載作用力是非常大的，極易引起高層建筑中的柱中的軸向變形，進而降低連續(xù)梁的中間處的負彎矩，增加跨中的正彎矩。同時，也會嚴重影響預測構件的下料長度。因此，要對建筑的軸向變形進行結構計算，并根據(jù)所計算出的數(shù)值來調(diào)整預測構件的下料長度。

2．水平荷載的設計

在普通層的房屋建筑中，結構設計主要受到豎向荷載的制約。那么在高層建筑結構設計中，不僅僅要考慮豎向的荷載作用，同時也要考慮水平荷載的作用因素。首先，由于在豎向的構件中，高層建筑物的自重與樓面所使用的荷載的軸力與彎矩的數(shù)值和建筑的高度的一次方成正比。另外，水平荷載作用于高層建筑結構的傾覆力矩以及由此在豎向構件中引起的軸力與樓房的高度的二次方成正比。此外，對于一定的高度的高層建筑，豎向的荷載作用力通常是一個定值，而水平荷載作用力卻會隨著高層建筑結構的具體動力特性而發(fā)生改變。

3．高層建筑的結構延性

高層建筑結構相對于偏低的建筑結構要柔和一些，因此，如果發(fā)生地震，高層建筑就會發(fā)生相對較大的變形。因此，通常可在高層建筑結構的構件上采取相應的措施，提高建筑結構的延性，進而增強其變形能力，避免在地震等災害中發(fā)生坍塌。

二、高層建筑結構的設計體系

1．剪力墻結構體系

剪力墻結構是高層住宅結構中一種比較常用的體系，其主要是將框架結構中的梁柱用鋼筋混凝土墻板來代替，一般用鋼量比框剪結構少，用一系列的剪力墻相互交錯，來承受豎向承重和抵抗水平力。墻體的剛度相對于其他結構體系來講很比較大，非常有利于高層住宅結構的抗風和抗震性能，常用于四十層以下的高層住宅結構中。但是這種結構也有些不足之處，盡管結構有很強的整體性，但是制約了平面的布局。

2．框架剪力墻結構體系

這種體系主要是由剪力墻結構和框架結構相結合組成的。由于剪力墻結構主要受到水平側力，而框架結構主要受到豎向的作用力，這樣就可以各取其長，進行合理的分工。這種結構主要以框架結構為主，將剪力墻結構布置于高層住宅的周邊、電梯間以及平面形狀變化較大的位置作為輔助，主要適用于二十五層以下的高層住宅結構。但是這種結構體系也存在不足之處，結構剛度不是很強，進而導致抗風和抗震能力就比較低。

3．筒形結構體系

在設計超過三十層以上的高層住宅結構時，要充分考慮其所受到的巨大側力，在現(xiàn)有的幾種高層住宅體系中，只有筒形結構的剛度和強度都比較大，中央設有井筒，同時與周圍的框架很好地結合，這樣就能夠形成極強的抗側力結構體系，通常應用于大跨度、大空間或超高層建筑。

三、高層建筑結構設計中相關問題分析

1．結構的規(guī)則性

對于高層建筑結構的新規(guī)范中，制定了很多關于限制高層建筑結構的規(guī)則性的條件，嚴禁采用不規(guī)則的高層建筑結構設計方案，由此可見，設計人員在實際工作中，要嚴格按照對于高層建筑結構規(guī)則性的相關規(guī)范進行設計，保證建筑施工的正常運作。

2．短肢剪力墻的設置

在新的高層建筑結構設計規(guī)范中，也明確界定了短肢剪力墻為墻肢截面高厚比為5—8的墻，這在一定程度上限制了高層建筑結構設計中短肢剪力墻的應用。因此，高層建筑結構的設計人員要盡可能少用短肢剪力墻，便于設計工作的順利進行。

3．高層建筑結構的超高問題

在高層建筑結構設計的相關規(guī)范中，對于建筑的高度有一定的限制，同時，對于高層建筑的結構設計以及處理方法也都發(fā)生了相應的改變。在實際的高層建筑結構設計中，一些建筑結構的類型的改變，但是并沒有采取相關的處理措施，就會直接導致高層建筑結構的設計方案不能通過，重新進行設計，進而對整個高層建筑工程的造價以及工期產(chǎn)生巨大地影響。

總結：

綜上所述，隨著經(jīng)濟與科學技術的發(fā)展，人們對建筑物的功能和類型的要求也有所改變，對于高層建筑結構的設計人員，要其他方面的專業(yè)人員進行協(xié)調(diào)合作，并結合自己的實際工作經(jīng)驗以及對具體問題的分析，來解決高層建筑結構設計中的相關問題，進而保證高層建筑的經(jīng)濟性、合理可靠性以及安全性。

參考文獻：

[1]李勇．高層建筑結構設計探討[J]．科技與生活.2010(22).

第5篇：高層建筑結構的設計特點范文

【關鍵詞】高層建筑結構；安全性；問題；措施

高層建筑結構的施工建設是一項綜合性工作，不僅要考慮到高層建筑的經(jīng)濟性以及美觀性，更要考慮到高層建筑的安全性。隨著現(xiàn)代化國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人們的居住水平也在不斷提高，對高層建筑的安全性要求也越來越高。但是，由于高層建筑結構的特殊性，經(jīng)常在建筑項目的施工建設過程中存在一系列安全性問題，需要建筑工程施工建設的管理人員以及相關研究人員從建筑工程的設計環(huán)節(jié)開始進行嚴格的控制管理，確保高層建筑的安全性。

一、高層建筑結構安全性中存在的安全性問題

（一）高層建筑結構的安全性意識相對淡薄

在高層建筑的設計以及施工建設過程中，建筑工程項目建設的相關設計人員以及項目管理人員對高層建筑的安全性意識相對較低，對于高層建筑結構施工建設的安全管理標準規(guī)范沒有形成系統(tǒng)化制度體系。導致在設計與施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一系列人為的安全性問題[1]。高層建筑結構的施工建設過程中出現(xiàn)的安全性問題，從某種程度上來講大多數(shù)都是人為誤差以及錯誤。高層建筑施工建設中的安全性問題直接影響到整個高層建筑項目的順利開展，對廣大人民群眾的生命以及財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。

（二）高層建筑結構中超高帶來的安全性問題

高層建筑在建設過程中，與其他建筑結構相比最大的特點就是高度問題，高層建筑物的本身就存在較高的高度，這就給高層建筑的設計工作帶來了較大的困難。而且在高層建筑結構的抗震要求中也嚴格限制著建筑物的實際高度，特別是在新標準中對高層建筑結構的超高問題有著相對明確的要求。此外，在高層建筑物的實際施工建設過程中，由于建筑物結構在結構類型等方面經(jīng)常會改動現(xiàn)象，但是建筑項目的施工建設又要嚴格按照原來的設計計劃來開展，所以導致高層建筑的實際情況與計劃之間有著相對較大的差異。高層建筑結構在超高問題中不能得到有效解決將會直接影響到高層建筑施工過程中的安全施工。

（三）高層建筑結構中嵌固端的安全設置問題

現(xiàn)階段，高層建筑大多數(shù)情況下都是設置在建筑物的人防頂板以及地下室的頂板位置，高層建筑施工建設過程中地下室以及人防發(fā)揮著重要的作用。但是在實際高層建筑結構的設計工作中，高層建筑結構的相關設計管理人員以及工作人員往往對嵌固端的安全性設計工作認識程度不夠，甚至忽略高層建筑結構在嵌固端方面的設計。因此，在實際工作中，經(jīng)常會出現(xiàn)高層建筑的嵌固端樓板之間的相互適應性問題、高層建筑嵌固端的實際剛度比問題、高層建筑嵌固端的抗震等級是否一致的問題以及高層建筑在整體設計過程中的位置準確計算問題等。如果在高層建筑結構的實際設計過程中忽視了嵌固端的安全設置問題，將會給高層建筑物的后期施工建設工作帶來相對嚴重的問題。

二、提高高層建筑結構安全性的措施

（一）高層建筑設計過程中梁高度的合理選用

高層建筑施工過程中，懸挑梁在整個高層建筑結構的支撐方面發(fā)揮著至關重要的作用，在一定程度上起著決定性作用。目前在高層建筑結構的實際結構設計過程中相關設計工作人員往往會選擇相對較小的梁高，從而使高層建筑結構的梁截面在受壓區(qū)的實際應力相對過高，給建筑物帶來一定的安全隱患。引起這個問題的重要原因是高層建筑結構設計期間，相關設計人員忽視了梁撓度的準確計算。使較小的梁高實際梁截面受壓力位置發(fā)生嚴重的非線性徐變，最終導致高層建筑結構的實際梁撓度出現(xiàn)增大現(xiàn)象，高層建筑物的挑梁變形之后又會使高層建筑物的梁板也出現(xiàn)裂縫，而且裂縫會越來越寬，嚴重影響到高層建筑物的實際穩(wěn)定性，最后關系到高層建筑物的安全[2]。因此，在高層建筑結構的設計過程中要科學選擇建筑物的實際梁高度，在綜合考慮到高層建筑梁撓度準確計算的基礎上，盡量減少實際計算過程中出現(xiàn)的誤差，最大限度增加高層建筑結構挑梁的實際支持力度。此外，要增強高層建筑結構挑梁的實際承載力，科學選擇懸挑梁的具體高度，確保高層建筑的實際支撐力，從根本上增強高層建筑物的抗震性能，保證高層建筑結構的安全性。

（二）做好高層建筑物施工建設中的地基工作

由于我國各個地區(qū)相互之間在地質(zhì)地形方面存在著較大差別，在高層建筑物的實際施工建設過程中，高層建筑結構的地基基礎必須根據(jù)每個地區(qū)在實際地質(zhì)條件方面的差異進行個性化施工建設。如果施工建設中高層建筑結構的施工建設現(xiàn)場的實際地質(zhì)持力層相對較深、現(xiàn)場的實際地質(zhì)條件相對復雜以及地基基礎的實際埋深度不高，這種情況下就需要利用樁基礎。由于我們國家的實際鋼產(chǎn)量相對較少，在高層建筑結構的地基施工工作中不適合使用鋼樁，而比較適合利用鋼筋混凝土樁?，F(xiàn)階段，我國鋼筋混凝土樁的發(fā)展速度相對較快，混凝土樁在實際灌注工作中的施工噪聲較小、成本相對低廉以及混凝土樁的具體適應能力相對較強。因此，在我國高層建筑結構的實際施工建設過程中需要使用混凝土樁來有效開展高層建筑物的地基施工工作。在高層建筑結構的地基基礎埋深度相對較高的時候，可以使用沉井法進行施工建設，從而保證高層建筑施工建設中的施工安全。

（三）做好高層建筑結構在施工建設過程中的鋼結構施工工作

在高層建筑結構的實際施工建設過程當中，施工建設的鋼結構施工工作在整個高層建筑所有的施工工作中具有運用比較廣泛的特點。從某種程度上來講，是由于現(xiàn)階段鋼結構的實際施工技術發(fā)展速度相對較快以及目前工業(yè)化強度不斷提高形成的。高層建筑結構中的具體鋼構造主要有大跨度空間施工結構、高層建筑的鋼與混凝土結構以及高層建筑結構的重型鋼結構等類型。高層建筑結構中的鋼結構有著相對較強的熱傳遞性能，這是由于鋼本身就擁有較強的熱傳遞性，因此，我們在高層建筑結構的鋼結構施工工作中要高度重視施工建設中的防火控制管理，不斷增強對建設過程中防火設施設備的設計管理[3]。此外，高層建筑中的鋼結構施工工作要配合使用到大型塔吊，為了從根本上確保高層建筑結構施工建設中的安全性，要做好鋼結構中的吊裝工作、連接工作以及測控工作。

結語

總而言之，高層建筑結構施工建設過程中的安全問題是整個高層建筑建設中的至關重要問題。需要在實際施工過程中，針對高層建筑結構中存在的安全性問題，采取科學措施，在高層建筑結構的設計環(huán)節(jié)以及施工建設環(huán)節(jié)加強管理，確保高層建筑結構的安全性。

參考文獻：

[1]王偉.如何提高建筑結構設計的安全性[J].中華民居（下旬刊），2014，10：141.

第6篇：高層建筑結構的設計特點范文

關鍵字：高層建筑；結構設計；問題探討；

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A

一、高層房屋建筑結構的設計特點

高層房屋的建筑結構設計與我國傳統(tǒng)的低層和多層房屋的建筑結構設計是不同的。高層房屋不僅在建筑設計方面要求有藝術感的立面效果和流暢合理的平面布置，在結構設計方面也要具備較強的抗震性能和抗風能力。從而就需要了解高層房屋在結構設計時的特點，做好充分的考慮和周密的計算，并做好相應的控制。

1、控制指標的側移

建筑高度的增加會導致水平的荷載作用之下的結構側向產(chǎn)生更大的變形，結構側移和建筑的高度四次方是成正比的，因此結構強度必須足夠大，還要考慮足夠抗側移的剛度，保證結構于水平的荷載作用下所產(chǎn)生的側移是在規(guī)范限定內(nèi)。當側移過大的時候，位于建筑物里的人會產(chǎn)生心理不適;建筑物里的電梯軌道、建筑裝飾以及填充墻等設施易產(chǎn)生裂縫、變形、損害狀況;且側移過大會導致建筑結構出現(xiàn)開裂甚至損害狀況，最終危及結構使用的期限。因此要確保建筑物的正常使用功能，就必須做好控制建筑結構的側移工作。

2、水平力

影響高層房屋的建筑結構設計主要因素的是水平力，和控制多層或底層房屋結構的荷載產(chǎn)生的力是不同的。在高層建筑里，水平荷載對房屋的結構設計有十分重要的影響，其中常見的為風荷載，以及地震所產(chǎn)生的水平荷載，這就對高層建筑要求較高的剛度。

3、軸向變形不容忽視

在外力的作用下所有的建筑結構都會產(chǎn)生剪切變形、彎曲變形、和軸向變形這三種位移。由于一般的結構構件其軸力與剪力產(chǎn)生的影響比較小，因此在低層的房屋建筑結構中經(jīng)常忽視軸向變形與剪切變形。然而高層房屋建筑結構的軸向變形由于軸力大和建筑層數(shù)比較多對高層房屋的結構內(nèi)力存在較大的影響，再加上建筑高度的升高會給軸向變形帶來顯著的變化。因此高層房屋的建筑結構設計對剪力墻的截面考慮就要非常慎重。

4、較高抗震設計

高層房屋建筑結構設計必須考慮建筑結構的抗震性能，以便發(fā)生小地震的時候建筑物可以不遭損害、發(fā)生中地震時能通過維修來恢復原貌，發(fā)生大地震的時候不出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，確保人們的財產(chǎn)以及人身安全。這就需要通過一系列的抗震構造措施來加強高層房屋的抗震性能。

二、高層建筑結構設計中存在的問題

1、高層建筑結構的均衡關系不夠合理

在高層建筑的結構布局上，設計人員在設計前應該先將街道的寬度和窄度測量清楚，再考慮高層建筑物的自身尺度。一個設計合理的高層建筑其主題、裙房和頂部之間應該是均衡的尺度空間。另外，高層建筑的地理位置應該以城市的街道布局為基礎，與其相容，做到和諧，確保高層建筑的結構設計部不會壞周邊建筑的美感，不阻礙車輛行人的出行，并且自身外形應該做到美觀。然而，設計人員在該方面還存在一些薄弱意識。

2、高層建筑消防結構設計不夠規(guī)范合理

高層建筑的結構設計是非常復雜的，因為其功能的多樣化，就要求其內(nèi)部結構設計的多樣化。不同的結構設計又會需要不同性質(zhì)的材料，這也給高層建筑的設計帶來了障礙。換言之，材料的可燃性會加大火災的風險，特別是在風力較大的高層建筑中，一旦發(fā)生了火災，就會迅速擴張火勢，對高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外，高層建筑的層數(shù)越多，越應該充分考慮到高層建筑材料的特性。

3、高層建筑結構的高度問題

不少建筑開發(fā)商家為了謀取自身高額的利潤而一味地使高層建筑結構超高，這種在建筑物上私自增高的行為不僅違反規(guī)范操作，而且還會帶來很多隱患。我國地質(zhì)結構多樣化，每一個地方的地質(zhì)結構都有自己的特點。一般處在板塊邊緣交界處的地方就容易發(fā)生地震，如我國的西南地區(qū)，如果高層建筑的高度過高，就會降低它的抗震效果，對使用人群帶來極大的生命安全威脅。

4、高層建筑結構設計體系不夠合理

高層建筑的結構設計出了追求外觀好看以外，還有注意設計的科學性和和合理性、體系化。對于高層建筑的設計并不是單一的，有剪力墻結構體系、筒體結構體系等等。另外，要想一個高層建筑達到一定的安全性，一定要將其整個結構設計系統(tǒng)化，既要考慮地震等帶來的巨大載荷，也要考慮到水平方向的強風等，并且還有做好相關的預防措施。如果這些問題只是被單獨拿出來解決，而忽視其他一連串的問題，就極容易給高層建筑埋下隱患，對突如其來的災害不知所措。

三、高層建筑結構設計問題的解決措施

建筑結構的合理性和科學性直接決定著建筑的整體質(zhì)量，影響著人們的生命和財產(chǎn)安全，所以在建筑結構設計中為避免以上問題的出現(xiàn)，應注意以下幾個方面的問題。

1、增強高層建筑結構的剛度，盡量減少位移

位移對高層建筑結構的影響非常大，合適的結構體系、平面的體型、立面的改變等方面是探討減少位移不可缺少的內(nèi)容，只有綜合考慮了上面的方面，才能有效控制位移。另外，在高層建筑的結構進行布置時，要適度地加強高層建筑樓蓋的剛度，將各個構建連接好。在高層建筑結構相對薄弱的位置和應力較復雜的位置，要加強重視，不可忽略。對于高層建筑結構體系中的抵御復力矩的寬度、結構寬度，要進行適當有效地加大，減少高層建筑的側向位移。如今高層建筑結構設計中使用的材料范圍越來越廣，采用的結構形式也越來越新穎，這也就隨之對高層建筑結構設計的影響越來越大。然而隨著混凝土材料性能的日趨完善，其在高層建筑結構中的使用也越加廣泛。

2、優(yōu)化高層建筑的消防結構設計

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑在城市中的應用越發(fā)普遍。除去自然災害引發(fā)的地震以外，還要充分考慮人為因素引起的災害，比如火災。高層建筑結構越復雜越高，那么一旦引起了火災，使用者的人身安全和財產(chǎn)安全就會受到極大的威脅。因此，在高層建筑結構的設計中注意防火是很關鍵的。首先，防火間距要合理，設計人員在進行設計時，要按照相關規(guī)定進行操作，精確地測出建筑物之間的實際距離。然后，對于設計要因地制宜，防火結構一定要符合實際的地形情況。除此之外還有安全疏散通道的設計也很重要。一般而言，安全疏散通道應該進行垂直結構設計，而且盡量多設計幾條，利于慌亂人群的疏散。安全疏散通道中一定要設計防煙區(qū)，避免煙霧將疏散的人群嗆暈。設計人員可以使用分隔式的設計，可以更好地控制火勢和煙霧的蔓延。另外，防火門、防火墻以及其他防火設備等也需要設計人員注意。

3、優(yōu)化高層建筑的抗震性能

高層建筑結構的設計要保證各個地方的剛度對稱且均勻，其平面形狀也要盡量的規(guī)范和盡量的簡單。如果能夠保證以上要求達到標準，那么在計算地震應力時就會容易的多，處理起來也會容易很多。比如地震應力扭轉和集中地方的處理等等。由此可見，在設計高層建筑的結構時，要盡量可能地將建筑剛度的中心點和地震力作用中心點設計到一起，正常情況下，偏心距e要比與外力作用線垂直的建筑物邊長的5%小。高層建筑物體積龐大，噸位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出現(xiàn)地震或者其他使之震動的因素，造成的損失將是巨大的。為了避免災難的發(fā)生，必須要優(yōu)化好高層建筑的抗震性能。

4、優(yōu)化高層建筑自身的缺陷

高層建筑自身所帶有的缺陷也是很多的，比如高層建筑的溫度收縮問題、沉降問題等，除此之外，高層建筑因為其體型很龐大宏偉，內(nèi)外部結構千變?nèi)f化，十分復雜，所以極其容易對建筑物本身造成不利的影響。如果工作人員想要加強高層建筑物的安全工作，就不能忽略以上其自身的弱點，并且還要根據(jù)不同的問題進行不同的設計，妥善處理?，F(xiàn)今，建筑行業(yè)的結構分析技術和其計算方法得到了更好的提高，在高層建筑的平面設計方面也出現(xiàn)了設計不規(guī)范、不對稱以及曲線形設計等現(xiàn)象，在高層建筑實際中也應用到了耗能減震技術。

總之，高層房屋的建筑結構設計比較復雜，因此我們要因地制宜的實行全過程的管理和控制。以使整個高層房屋建筑結構設計安全可靠、經(jīng)濟合理，工程建設順利進行。

參考文獻：

[1]孫凱.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].價值工程,2011,25:88-89.

[2]趙東曉.高層建筑結構設計的問題與對策研究[J].商品混凝土,2012,09:132-133.

[3]沈榮飛.復雜高層建筑結構的若干關鍵設計技術研究[D].同濟大學,2007.

第7篇：高層建筑結構的設計特點范文

【關鍵字】高層建筑；結構設計；變形特點；存在問題；解決途徑

1高層建筑結構設計特點

高層建筑是當前城市建筑工程項目開發(fā)的主流產(chǎn)品。高層建筑不僅要有合格的質(zhì)量，還需要有美觀的結構。而這些建筑目標的實現(xiàn)都需要在項目設計時，十分明確建筑結構的受力特點。針對這個問題，本了如下分析：

1.1水平荷載成為決定因素

水平載荷是建筑結構受力變形的決定因素。根據(jù)材料力學理論，樓房的重力與樓面使用載荷在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比。另外，對于特定高度的樓房而言，豎向載荷一般是定值。而水平載荷，如風、地震作用引起的橫向載荷，其大小與建筑結構的材料力學性質(zhì)有關，具有一定的不確定性。

1.2軸向變形不容忽視

由于建筑比較高大，因此一般建筑結構受到的豎向載荷比較大，很容易引起相關建筑結構的軸向變形，進而會影響到連續(xù)梁的彎矩，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大。同時，豎向載荷還會影響到預制構件的下料長度。因此在進行建筑結構設計時，需要根據(jù)軸向變形的計算值選取下料長度。

1.3側移成為控制指標

結構側移是關系著高層建筑結構設計質(zhì)量的重要因素之一。樓層高度逐漸增加，則建筑結構在水平載荷作用產(chǎn)生的側移會迅速變大。為了保證高層建筑的質(zhì)量和安全，結構側移需要被控制在一定范圍內(nèi)。

2高層建筑結構的變形特點

首先，對于高層建筑而言，豎向的結構變形是主要的。在建筑樓面上的各種豎向構件其應力大小不同，其受到壓縮之后的變形也不同。尤其在當前，大多數(shù)的高層建筑采用的鋼筋混凝土的澆筑結構，如果在施工中，不對基底應力進行調(diào)整，會導致建筑基礎產(chǎn)生不均勻沉降。另外，由于高層建筑結構的柔性更大一些，對水平載荷特別敏感。因此，在進行建筑結構設計時一定要合理地選取參數(shù)，施工時嚴格按照技術要求進行，使得高層建筑能夠保證足夠的強度、剛度和穩(wěn)定要求，進而保證建筑物的質(zhì)量。

3高層建筑結構選擇原則

高層建筑物結構的復雜性決定了設計師在進行結構選擇時必須嚴格遵循一定的原則，對于建筑結構的特定要有合理的取舍。只有這樣，才能保證高層建筑的設計質(zhì)量和施工質(zhì)量，進而保證總體建筑工程項目更加順利的完工，提高建筑工程項目的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.1結構的規(guī)則性

在高層建筑結構的規(guī)則性方面，新的設計規(guī)范有比較大的變動，在原來的基礎上，添加了很多新的限制條件，如嵌固端上下層剛度比信息等方面的要求。并且在新的設計規(guī)范中，明文規(guī)定建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。在進行建筑工程項目的開發(fā)設計時，結構設計師一定要嚴格遵守新的設計規(guī)范中的技術參數(shù)要求，避免不規(guī)范建筑結構的出現(xiàn)。同時這樣避免了后期施工中出現(xiàn)問題時，再進行設計方案的修改。

3.2避免結構超高

建筑的結構特定對于高度的變化特別敏感。如果建筑物的高度過高，那么在抗震等方面的結構特性就有所減弱，會嚴重影響建筑物的質(zhì)量。在有關建筑設計的抗震要求中，將建筑物進行級別的劃分，然后對不同的級別做了相應的高度要求。如果在設計中，出現(xiàn)了結構超高問題，則應該對建筑設計方案進行重新計算和修改，或者召開專家會議，嚴格論證其可行性，以避免施工之后出現(xiàn)問題，或者在建筑物使用過程中出現(xiàn)坍塌等事故。

3.3嵌固端的設置要嚴格遵守技術要求

一般而言，高層建筑都有地下室或者人防。而建筑物的嵌固端即設置在地下室頂板或者人防頂板等位置。由于這些位置比較隱蔽，工程師在進行建筑結構設計時，往往會忽略了嵌固端的技術要求等。而事實上，嵌固端的結構合理性對于建筑物的質(zhì)量具有十分重要的意義，因此，在項目設計時，一定要注意到相應的結構規(guī)范要求，如嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層抗震等級的一致性等。這些細節(jié)值得設計師特別重視，否則有可能帶來極大的安全隱患。

3.4短肢剪力墻的設置

在新的建筑設計技術要求規(guī)范中，對短肢剪力墻的設置增添了很多新的技術要求。為了提高建筑項目的設計施工質(zhì)量，避免因為設計問題而引起重新修改設計方案、返工等問題，建筑設計時一定要嚴格遵守相應的技術規(guī)范。

4高層建筑結構設計中存在的問題及其對策

4.1 建筑結構高度問題

我國現(xiàn)行的建筑物技術規(guī)范中對于建筑結構的高度問題作了明確的規(guī)定。該規(guī)定的制定充分地考慮了經(jīng)濟與適用原則，給出了不同級別的建筑結構相應的高度要求。這個規(guī)定是根據(jù)我國的經(jīng)濟發(fā)展水平、建筑技術科研水平以及施工技術水平而制定的，是在當前狀況下，一般建筑物結構的比較安全的高度。然而，由于很多開發(fā)商為了盡可能的獲得更多的經(jīng)濟效益，而忽視了建筑結構的安全問題，盲目地設計導致了建筑結構超出技術標準要求，使得建筑施工與使用存在很大的安全隱患。針對這個問題，相關部門應該做出明確的規(guī)定，對于超高建筑要取消其銷售資格，而對于由于超高而引起的安全問題的責任人嚴懲不貸。而由于特殊原因，引起的超高，需要經(jīng)過專家會議論證其安全性，否則不予以批準。

4.2材料與結構體系問題

首先，建筑原材料的合理選擇有助于提高建筑物整體的質(zhì)量。尤其在地震區(qū)，很多建筑物需要采用抗震性能比較好的材料。如在高層建筑中要盡量選擇鋼筋混凝土結構、鋼管混凝土結構或鋼結構，這樣可以改善建筑物的抗震性能。而當建筑物超過一定的高度以后，則可以選擇鋼筋混凝土，以減小風振。當前的市場不僅對建筑的質(zhì)量提出了較高的要求，而且對建筑物的美觀程度也有較高的要求。而建筑設計師進行設計時需要在建筑質(zhì)量與美觀程度方面有一定的取舍，即要在保證質(zhì)量的基礎上再考慮審美的需要。因此，為了保證建筑的質(zhì)量，大多數(shù)建筑中選用了鋼筋混凝土結構。

4.3在某些烈度區(qū)采用較低的抗震措施與構造措施

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科技進步以及建筑物高度的不斷升高，很多專家指出當前的建筑結構設計規(guī)范已經(jīng)不適應當前的發(fā)展需要。我國現(xiàn)行的建筑結構的防震要求比較低。這主要是由我國的財力、物力比較有限。而在新時期的發(fā)展過程，我國的經(jīng)濟與科學技術都取得了長足的進步，我們也應該修改相應的行業(yè)技術規(guī)范，如提高配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配的要求，加強結構造價以及相關安全技術的開發(fā)，進而從整體上提高我國的建筑物結構設計水平。

5結束語

高層建筑的結構設計對于建筑的安全性、施工質(zhì)量等具有十分重要的意義。近幾年來，由于建筑物機構設計不過關而引起的高層建筑坍塌、倒塌等事故逐漸增多。這些事故提醒我們，在進行建筑結構設計時必須嚴格遵守相關的技術要求與行業(yè)規(guī)范，避免建筑物超高等問題，而且還要嚴格把關嵌固端等細節(jié)問題。建筑設計師需要十分明確各種建筑結構的受力特點，了解不同載荷對建筑結構的影響，才能充分保證高層建筑物的質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]陳敏明.淺析高層建筑梁式轉換層設計施工研究[J].廣東建材，2010（1）.

第8篇：高層建筑結構的設計特點范文

關鍵詞：建筑結構；結構設計

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

一、剪力墻結構設計的特點

（一）水平荷載是高層剪力墻結構設計時的決定性因素

這是通過其自身重量和其他的垂直載荷的軸向力和彎曲力矩的大小的結構，唯一的建筑物高度的平方成正比；傾覆力矩和水平載荷的結構所產(chǎn)生的垂直分量的軸向力，相同的建筑，自重和豎向荷載作用基本上是恒定的水平荷載，風荷載和地震，隨結構動力特性不同而變化。

（二）側移是高層剪力墻結構設計的關鍵因素

水平荷載下結構的側移變形隨著樓房高度的增加迅速增大，因此水平荷載作用下結構的側移應控制在規(guī)定限度之內(nèi)。

（三）結構延性是高層建筑結構設計的重要設計指標

與低多層建筑相比，高層建筑結構在地震作用下的變形更大一些。為了能讓結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，防止建筑倒塌，必須采取一定的構造措施，以保證結構具有足夠的延性。

二、設計實例

本項目為24層的高層建筑大樓，該建筑高度為81．2m，該高層建筑底下3層主要用于商業(yè)活動，4層為設備夾層，其余層主要用于酒店，地下設有一層地下室。抗震設防烈度為7度，場地類型為II類。

（一）主體結構選型

由于本高層建筑為24層，高度為81．2m，屬于高層建筑，同時結合高層建筑結構設計的特點，主體結構采用雙向現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構。該結構體系能較好地滿足建筑使用功能，剪力墻結合建筑功能雙向均勻對稱布置貫通落地，結構橫向高寬比為4．27，小于7，采用框架剪力墻結構能夠滿足結構抗震、抗風和承受重力荷載作用等各項技術要求，結構整移、穩(wěn)定及構件節(jié)點延性也都能較好地滿足要求。

（二）樓蓋結構選型及樓屋面板設計

由于本高層建筑主體結構采用了雙向現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構，為了能與之相適應，樓蓋結構也應選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結構。結合建筑平面布置，考慮有利于提高結構橫向剛度，樓蓋次梁沿橫向布置，支承于縱向框架梁上。樓屋面板采用多跨連續(xù)板，其中商業(yè)層板厚120mm，其余層為l00mm。

（三）剪力墻截面

本高層建筑的剪力墻端柱以及剪力墻厚度，分別見表1和表2所示：

表1剪力墻端柱截面尺寸(單位：mm)

表2 剪力墻厚度（單位：mm）

（四）高層建筑結構設計及構造要求

結合本項目的高層建筑框架剪力墻結構為例，說明該高層建筑結構設計及構造要求。本高層建筑的框架剪力墻中的框架和剪力墻的截面設計除了滿足框架和剪力墻截面設計的一般原則外，還重點采取以下幾點設計要求：

（1）框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調(diào)整對本高層建筑進行抗震設計時，地震造成的對房屋的傾覆力由框架和剪力墻兩部分共同承擔。若由框架承擔的部分大于傾覆力矩的50％以上時，說明框架部分己居于較主要地位，應加強其抗震能力的儲備。如可以通過按純框架結構的要求來確定其抗震等級或軸壓比按純框架結構的規(guī)定限制來實現(xiàn)。適用高度和高寬比則可取框架結構和剪力墻結構兩者之間的值，視框架部分承擔總傾覆力矩的百分比而定，當框架部分承擔的百分比接近于0時，取接近剪力墻結構的適用高度和高寬比；當框架部分承擔的百分比接近于100％時，取接近框架結構的適用高度和高寬比。

（2）框架剪力墻中框架總剪力的調(diào)整

框架剪力墻結構中，柱和剪力墻相比，其抗剪剛度很小，故在地震作用下，樓層因地震引起的總剪力主要由剪力墻來承擔，框架柱只承擔很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的內(nèi)力很小，而框架作為抗震的第二道防線，過于單薄是不利的，為了保證框架部分有一定的抗震能力儲備，規(guī)定框架部分所承擔的地震剪力不應小于一定的值?？蚣芗袅Φ恼{(diào)整應在樓層剪力滿足樓層最小剪力系數(shù)的前提下進行。

（3）構造措施設計

本高層建筑框架剪力墻結構中剪力墻的配筋的構造要求：剪力墻都是主要的抗側力構件，承擔較大的水平剪力。因此，必須規(guī)定剪力墻設計的最基本的構造要求，使剪力墻具有最低限度的強度和延性保證，同時本工程中還對剪力墻周邊設置的梁和端柱，其配筋和截面尺寸也應符合相應的要求。

三、高層結構設計分析

（一）水平位移的控制設計

鑒于高層建筑受風荷載和地震作用的影響較大，為此本工程重點對風荷載和地震作用下結構的水平位移進行了分析。在承載力的使用條件下，高層建筑結構應具有足夠的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移影響結構的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。而在正常使用條件下，限制側向變形的主要原因有：防止主體結構開裂、損壞；防止填充墻及裝飾開裂、損壞：過大的側向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側移使結構產(chǎn)生附加內(nèi)力。荷載作用下高層結構的水平位移按彈性方法計算，確保高層建筑結構的層問彈性水平位移應滿足,本工程中。本工程中，結構在風荷載作用下，頂點水平位移，,

則，滿足要求；最大層間相對水平位移：，滿足要求。

本工程中，結構在地震荷載作用下，頂點水平位移，，則，，，滿足要求；最大層間相對水平位移，

，，滿足要求。

（二）結構整體穩(wěn)定分析

鑒于高層建筑結構的剛度一般較大，且有許多樓板作為橫向隔板，所以高層建筑在豎向重力荷載作用下產(chǎn)生整體失穩(wěn)的可能性較小。高層建筑結構的穩(wěn)定驗算主要是控制在風荷載或地震荷載作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應不致過大，以免引起結構的失穩(wěn)倒塌。一般高層建筑結構構件的長細比不大，其撓曲二階效應的影響相對很小，一般可以忽略。但由于高層建筑結構的側移較大，重力荷載的P—A效應相對明顯，可使結構的位移和內(nèi)力增加，甚至導致結構失穩(wěn)。因此，高層建筑結構的穩(wěn)定設計，主要是控制和驗算結構在風或地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的p一效應對結構性能降低的影響以及由此可能引起的結構失穩(wěn)。

本高層建筑結構中，經(jīng)對其進行結構整體穩(wěn)定驗算，驗算結果如下：l3～25層各層重力荷載設計值Gl=9384kN，4～12層各層重力荷載設計值G2=9572kN，13～25層各層重力荷載設計值G3=23816kN。

，取，

，因此，本高層結構的雙向整體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

第9篇：高層建筑結構的設計特點范文

關鍵詞：高層建筑結構設計要點

近年來，我國的高層建筑可謂突飛猛進，高層建筑的建設速度、建造數(shù)量在世界建筑史上都是十分罕見的。但是2008年，隨著突然襲來的汶川大地震，許多高層建筑物轟然倒下，也為高層建筑的結構設計帶來新的考驗。筆者根據(jù)理論知識，結合自身的實踐經(jīng)驗，淺談高層建筑結構設計的基本要點，以及高層建筑結構的抗震設計。

一、高層建筑結構設計特點

1．水平荷載成為結構設計的決定性因素

高層建筑自身重量和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,與建筑物高度是成正比關系的；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩,以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與建筑物高度的二次方成正比；此外，對某一定高度建筑物而言，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2．軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整；另外對構件剪力和側移產(chǎn)生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。

3．側移成為控制指標

與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內(nèi)。

4．結構延性是高層建筑的重要設計指標

相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當?shù)拇胧?，來保證結構具有足夠的延性。

二、高層建筑結構體系

按照建筑使用功能不同的要求、建筑不同的高度和擬建場地的抗震設防烈程度，依照經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設計原則，高層建筑在建設時，應當選擇選擇相應的結構體系，一般分為下列幾類：

1．框架結構體系

框架結構體系由梁、柱構件通過節(jié)點連接構成承載結構?？蚣芙Y構體系可較靈活配合建筑平面布置、安排需要較大的空間。隨著結構高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構件的彎矩和剪力顯著增加，從而導致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來困難，影響建筑空間正常使用，在材料用量和造價方面也趨于不合理。因此在使用層數(shù)上受限。

2．剪力墻體系

剪力墻一般用于鋼筋混凝土結構中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。在承受水平力的作用時，剪力墻相當于一根下部嵌固的懸臂深梁。其水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻特點是結構層間位移隨樓層增高而增加。剪力墻結構比框架結構剛度大、空間整體性好，用鋼量較省，結構頂點水平位移和層間位移通常較小，能夠滿足抗震設計變形要求。

3．框架―剪力墻體系

此種體系是把框架和剪力墻兩種結構組合在一起形成的體系。房屋的豎向荷載分別由框架和剪力墻共同承擔，而水平作用主要由抗側剛度較大的剪力墻承擔。這種結構既具有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛應用于高層辦公建筑和旅館建筑中。該體系中的框架和剪力墻共同承擔水平力。由于框架和剪力墻的協(xié)同工作，受力狀況和內(nèi)力分布都得到了改善。

4．筒體體系

隨著層數(shù)、高度增大，高層建筑結構承受的水平地震作用大大增加，框架、剪力墻以及框架―剪力墻等結構體系已顯得不合理、不經(jīng)濟，甚至不可行。這時，可將剪力墻在平面內(nèi)圍合成箱形，形成一個豎向布置的空間整體受力的框筒，從而形成具有很好的抗風和抗震性能的筒體結構體系。

三、高層建筑結構的抗震設計

1．要盡量減少地震能量輸入

積極采用基于位移的結構抗震設計，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。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(jù)構件變形與結構位移關系，確定構件的變形值；并根據(jù)截面達到的應變大小及應變分布，確定構件的構造要求。選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。

2．應積極推廣使用隔震和消能減震設計

目前我國和世界各國普遍采用的傳統(tǒng)抗震結構體系是“延性結構體系”，即適當控制結構物的剛度，但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態(tài)，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應，使結構物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結構的動力特性，減少地震能量輸入，減輕結構地震反應，是一種很有前途的防震措施。提高結構阻尼，采用高延性構件，能夠提高結構的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。隨著社會的不斷發(fā)展，對各種建筑物和構筑物的抗震減震要求越來越高， 地震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性，在未來的建筑結構中將得到越來越廣泛的應用。

3．應設置多道抗震防線

當?shù)谝坏婪谰€的構件在強烈地震作用下遭到破壞后，后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續(xù)地震的沖擊，使建筑物免于倒塌。高層結構形式應采用具有聯(lián)肢、多肢及壁式框架的框架剪力墻，剪力墻框架簡體，筒中筒等多道抗震防線結構體系。需要強調(diào)的是設計不能陷入只憑計算的誤區(qū)，若結構嚴重不規(guī)則，整體性差，僅按目前的結構設計計算水平，是難以保證結構的抗震、抗風性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑師與結構工程師共同把好初步設計這一環(huán)節(jié)。

四、結語

可以說，高層建筑本身就是一項系統(tǒng)工程。要搞好這項工程，必須通過了解工程對象，掌握工程特點，進而采取相應措施，保證建筑的質(zhì)量與效果。隨著當今社會的發(fā)展，高層建筑將成為未來建筑的主要趨勢，我們建筑工作者有必要也有責任掌握更多的高層建筑的設計知識，為我國的建筑業(yè)服務。

參考文獻：

[1] 容柏生，國內(nèi)高層建筑結構設計的若干新進展[J] 建筑結構，2007(9)