高层建筑结构的设计特点范文

导语：如何才能写好一篇高层建筑结构的设计特点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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随着我国经济和社会的快速发展，高层建筑的数量日益增多。这些高层建筑大多采用钢筋混凝土剪力墙或剪力墙一简体结构。对高层钢筋混凝土结构设计而言，在设计前期，通过建筑师与结构工程师的密切配合，正确运用结构概念设计理论，优选结构体系，并进行总体结构布置，可以初步得出一个性能良好、造价经济的结构方案，为后续结构设计打好基础。然而，初步设计方案的优劣还需通过对分析软件的计算结果进行研究和判断，来确定结构设计是否合理，以及是否需要进一步优化。因此，对计算结果进行分析研究，是一项很重要的工作。本文结合某高层住宅设计的实例，对分析软件SATWE的计算结果的几项主要内容进行分析判断，并据此对初步结构方案进一步优化，提高工作效率和设计的准确性。

1.高层建筑结构设计特点

1.1水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

1.2轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

1.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

1.4结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

2.高层建筑的结构体系

2.1框架－剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架－剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架－剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架－剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

2.2剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架－剪力墙体系。

2.3筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体－框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

3.高层建筑结构静力分析方法

3.1 框架－剪力墙结构

框架－剪力墙结构内力与位移计算的方法很多，大都采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式亦不相同。框架－剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。

3.2剪力墙结构

剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

3.3筒体结构

筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类：等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件，以便应用适合杆系结构的方法来分析。比等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系，其中应用最广的是空间杆－薄壁杆系矩阵位移法。

3.4混凝土构件配筋简图

任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计，水平荷载产生的内力和位移很小，对结构的影响也就较小；但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响，水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增多，水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中所引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面对某一高度楼房来说，竖向荷载的风荷载和地震作用，其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。混凝土构件配筋简图是反映梁、柱、墙配筋信息的，设计较为合理的结构一般不会有太多的超限截面，基本上应符合以下规律。①柱、墙大部分为构造配筋，剪力墙符合截面抗剪要求；②梁基本上无超筋，截面不满足抗剪要求或抗扭超限不多。在本结构的计算结果中，除个别的梁有超筋现象外(地震作用引起)。均满足上述要求，说明结构构件布置及截面尺寸选取是合适的，仅对个别超筋梁截面进行调整。

总之，在高层建筑结构设计中，首先运用概念设计理论选定建筑适合的结构体系及结构构件布置，然后应用分析软件对初步结构方案进行计算，按上述几个方面内容对计算结果进行分析研究，可判断出原结构设计不合理之处，这样对建筑结构方案可进行有针对性的修改和优化，使结构设计更趋向合理和经济。

参考文献：

[1]徐至钧，赵锡宏.超高层建筑结构设计与施工[M].机械工业出版社2007.

[2]周云.高层建筑结构设计[M].武汉理工大学出版社2006.

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关键词：高层建筑；结构设计；原则；特点；体系

Abstract: This paper discusses effects of tall building structure design must first produced by the different structure system as the basis, the reasonable scheme for selection.

Key words: high-rise building; structure design; principle; characteristic; system

中图分类号:[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

1高层建筑结构设计的原则

适用、安全、经济、美观、便于施工是进行高层建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的,适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标,是结构设计的最佳体现。

结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求;高层建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定高层建筑设计能否实现,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要,虽然一栋标志性建筑物建成后,人们只知道建筑师的名字,但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

2高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各

专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平

面的布置、立面体形、楼层高度、施工技术的要求、施工工期长短和投

资造价的高低等。其主要特点有：

2.1 水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比（N=WH）；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比(水平均布荷载：M=1/2qH2，水平倒三角形荷载：M=1/3qH2)，如图一示。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

2.2 侧移成为设计的控制指标与低层或多层建筑不同，结构侧移成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H 的4 次方成正比：

此外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗侧刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：①因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，因P- 效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏；②使居住人员产生不安全感；③使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用。

2.3 抗震设计要求更高，延性成为结构设计的重要指标有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、中震可修、大震不倒。结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小，即决于结构延性的大小。延性是表示构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能，通长采用延性系数μ来衡量延性的大小，μ=u/y如图2。

3.3概念设计与理论计算同等重要

概念设计是指一些难以做出精确力学分析或在规范中难以具体规定的问题，必须由工程师运用“概念”进行分析，做出判断，以便采取相应措施。概念设计带有一定经验性。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定假定条件下进行的。尽管分析的手段不断提高，分析的原理不断完善，但是由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多。尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件的局部开裂，甚至破坏，这时结构就很难用常规的计算原理去进行内力分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计，从整体上提高建筑的抗震能力，消除结构中的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和结构措施，才能设计出具有良好抗震性能的高层建筑。将注重概念设计作为高层建筑结构的最高原则提出其主要内容为：应特别重视建筑结构的规则性(包括平面规则性和竖向规则性)；合理选择建筑结构体系包括：a.明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；b.避免因部分结构构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力、风载和地震作用的能力；c.结构体系应具备必要的承载能力和良好的变形能力，从而形成良好的耗能能力；采取必要的抗震措施提高结构构件的延性。

3高层建筑的结构体系

3.1框架结构体系

由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由梁联系起来，形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时，可用隔断分割成小房间，或拆除隔断改成大房间，因而使用灵活。外墙采用非承重构件，可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。

3.2剪力墙结构体系

剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3～8m，现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求容易满足，适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好，在历次的地震中，都表现了很好的抗震性能，震害较少发生，程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大，平面布置不灵活，而且不宜开过大的洞口，自重往往也较大，不是很能满足公共建筑的使用要求，而且其成本也较大。

3.3框架－剪力墙结构体系

框架－剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件，框架和剪力墙协同工作的体系。在框架－剪力墙结构中，由于剪力墙刚度大，剪力墙承担大部分水平力（有时可以达到80%~90%），是抗侧力的主体，整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载，提供较大的使用空间，同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙，其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件（隔墙和外墙） 的损坏。这样无论在非地震区还是地震区，都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成筒体结构，布置在内部，外部柱子的布置就可以十分灵活；内筒采用滑模施工，的框架柱断面小、开间大、跨度大，很适合现在的建筑设计要求。

除了上述的几种结构体系外，还有其他一些结构体系，如薄壳、膜结构、网架等。随着时代的进步，会涌现出越来越多更好的结构体系。这就需要不断学习，从各方面考虑运用经济合理的手段到达目标。

4结语

总之，高层建筑的高度和数量，从一个侧面反映一个国家科学技术水平和经济发展程度但对于高层建筑亦应适当控制，即要与原有建筑相协调，还要与城市历史特点相协调。

参考文献

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关键词：建筑;结构设计;抗震;高层

Abstract: The current high-rise buildings in our city construction scale is more and more big, and the change in architectural structure design is also more and more, a lot of new structure design at a rapid speed in our city construction. The structure design of high-rise building has become more and more difficult and key points of engineering structure design of high-rise building work. Design of building structure is a systematic, comprehensive work, the design problems of is varied, have a solid theoretical knowledge, flexible and innovative thinking and serious and responsible work attitude.

Key words: building; structure design; seismic; high-rise

中图分类号：TU318

引言：结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。

一、建筑结构设计的类型与基本内容

(一)建筑结构的类型。建筑物有各种不同的使用功能要求,因此有许多类型及分类方法。根据建筑物的用途,可以分为工业建筑与民用建筑。根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑。建筑物根据所使用的结构材料可以分为:木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构和混合结构等。建筑物根据其结构形式,可以分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构和大路结构等。

(二)建筑结构设计的基本内容:

1、结构设计的程序

建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求:即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求。

建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计结构分析构件设计绘施工图。

2.建筑物结构设计的要求

为保证建筑结构的可靠度达到设计要求,在设计中,必须遵循以下要求:

(1)计算内容:结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算,如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算;

(2)结构上多种作用效应同时发生时,应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后,考虑其可能的最不利组合

(3)抗震设计:我国的抗震设防烈度为6至9度,建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对应不同的抗震等级,有不同的计算和构造要求。

二 结构的设计过程

结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段。

1 结构方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式（例如，砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，筒体结构，混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式）。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。

2 结构计算阶段的内容为：首先，荷载的计算。荷载包括外部荷载（例如，风荷载，雪荷载，施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等）和内部荷载（例如，结构的自重荷载，使用荷载，装修荷载等等）上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。最后，构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比，剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。

3 施工图设计阶段的内容施工平面图是布置施工现场的依据，也是施工准备工作的一项重要依据，是实现文明施工，节约土地，减少临时设施费用的先决条件。施工平面图是按一定比例和图例，按照场地条件和需要的内容进行设计的。单体工程施工平面图的内容包括：建筑平面图上已建和拟建的地上和地下的一切建筑物、构筑物和管线的位置或尺寸；测量放线标桩、地形等高线和取舍土地点；移动式起重机的开行路线及垂直运输设施的位置；材料、加工半成品、构件和机具的堆场；生产、生活用临时设施（如搅拌站、高压泵站、钢筋棚、木工棚、仓库、办公室、供水管、供电线路、消防设施、安全设施、道路以及其他需搭建或建造的设施）；必要的图例、比例尺、方向及风向标记。

三 建筑结构设计的特点

1水平力是设计主要因素

一方面，因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度变化

2侧移成为控制指标

与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

3抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

4轴向变形不容忽视

高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安垒的结果。

.5结构延性是重要设计指标。

相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性

四 高层建筑结构设计的几个问题

1高层建筑结构受力性能

对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。

2 短肢剪力墙的设置问题：在新规范中，对墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

3 侧向刚度不规则抗震问题。适当加大立面变化处楼层的板厚及配筋，并采用双层双向配筋，加强与立面变化楼层相交的竖向构件的配筋，如25层局部凸出圆弧结束，竖向构件截面变化则避开25层，并适当加强24～26层竖向构件配筋。

4共振问题

当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。

结束语：结构设计是建筑工程的重要组成部分,是建筑安全应用的基础。因此,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其他专业来进行设计。在工作中应事无巨细,善于反思和总结工作中的经验和教训。只有这样才能做好建筑结构设计,促进建筑工程质量的不断提高。

参考文献

[1]梅洪元，付本臣．中国高层建筑创作理论发展研究[R]．高层建筑与智能建筑国际学术研讨会，2002.

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关键词:高层建筑结构；特点；设计

随着城市人口数量的大幅度增加。我国当前的城市建筑用地资源呈现出紧张局面。在这一背景下，高层建筑物应运而生，由于其建筑层数多且高，建筑结构较为复杂，为设计人员增加了诸多难题。所以在设计高层建筑结构的同时，要求设计人员切实考虑高层建筑结构特点，制定相对合理的设计方案，实现高层建筑结构的先进性、安全性与稳定性，继而提高现代城市高层建筑结构的设计效率与设计质量。

1分析我国高层建筑结构的设计特点

相对于层数低且多层的建筑结构而言，高层建筑结构设计更加复杂且更为关键，结构设计质量的高效与否，对高层建筑平面的整体布置、建筑高度、立面体形、机电管道的合理规划、施工技术标准、施工周期、造价成本等方面起着决定性的影响作用，其良好的设计特点主要体现在以下几个方面。

1．1水平力

研究一般低层建筑与多层建筑物的结构设计发现，普遍都是以竖向荷载为前提。而在高层建筑物的结构设计中，其决定性影响作用的则是水平荷载，尽管竖向荷载也在高层建筑结构设计中发挥着重要作用，但并不是最重要的设计要素。不难发现，在现代高层建筑结构设计内容中，弯矩数值和竖向轴力，与高层建筑高度的一次方形成正比。同时，水平荷载对建筑结构的轴力与倾覆力，和高层建筑高度的两次方形成正比。因此，在现代高层建筑结构设计中，水平荷载发挥着决定性的影响作用。

1．2结构侧移

在高层建筑结构的设计优化过程中，持续增加的建筑高度，容易加大结构水平荷载的侧向变形，并同高层建筑高度的四次方形成正比。在这一背景因素下，高层建筑结构的设计优化，逐渐将结构侧移视为重要的设计要素。

1．3提出更高要求的抗震设计

在高层建筑结构的设计优化过程中，对抗震性能的要求不断提高。在这一过程中，需要切实考虑风荷载因素与竖向荷载因素，提高建筑结构性能的使用质量，并保证其高效的使用性能。只有做到以上几点，才可以实现高层建筑结构抗震性能的高效提升，为高层建筑结构的稳固性、安全性与适用性提供保障。

1．4降低高层建筑自重比

在高层建筑结构的设计优化过程中，相对于多层建筑自重比而言，高层建筑自重比的降低，存在更加直接的影响作用。当高层建筑自重比降低时，可以在这一基础上实现多层数的建设，有利于提高建筑企业的经济效益与社会效益;另一方面，地震效应与高层建筑整体质量成正比，高层建筑重量值越高，在地震灾害爆发时其建筑结构方面的作用剪力会随之增大，并增加相应的倾覆力矩值。进一步增加了竖向结构的除加轴力值，为高层建筑的坍塌埋下安全隐患。因此，高层建筑自重比的合理降低，在提升高层建筑结构抗震性能优势的多元化措施中，占据关键位置。

1．5加强对轴向变形的重视

采取框架与框架体系，并应用在剪力墙体系的高层建筑物方面。通常情况下，其建筑框架中柱的轴压应力值远远超出框架边柱的轴压应力值，而框架边柱轴向压缩变形远远低于框架中柱轴向压缩变形。当高层建筑高度达到一定程度，其轴向变形之间存在的差距会形成较高数值，容易导致建筑结构内连续梁中间的支座出现沉陷现象，并降低了连续梁中间支座处负弯矩值，进一步增大端支座负弯矩值与跨中正弯矩值。

1．6同等重视计算设计与概念设计

在设计优化我国高层建筑结构抗震性能的过程中，一般包括计算设计与概念设计两个方面。现阶段，无论是从分析原则还是分析手段方面，我国高层建筑结构的抗震设计与抗震性能都得到了长期的完善和健全。但是，计算设计必须要以相对合理的假想因素为前提，由于地震作用具备复杂、不确定性等诸多不可知因素，由此致使建筑结构中的抗震设计优化和实际情况存在诸多出入，使得建筑结构在进入弹塑性后，极易出现局部裂缝等破损现象。所以，要重视概念设计在高层建筑结构中的影响作用。

2分析高层建筑结构设计的优化方法

现阶段，我国高层建筑工程对钢筋混凝土框架—剪力墙结构的应用较为广泛。其框架结构的整体性，可以实现布置规划的动态性与灵活性，拓宽使用空间，为使用性能与抗震性能提供保障。主要分析了高层建筑结构中钢筋混凝土框架—剪力墙结构的设计策略，并结合建筑结构设计提出相对合理的规范要求。

2．1钢筋混凝土框架结构的设计策略

(1)初始选型。结合建筑结构整体平面与立面规划、设计使用性能等因素，对结构承受的水平荷载、竖向荷载与传力路线展开分析，结合具体施工需求，对结构框架梁、框架柱种类进行归纳总结，选择合理的梁柱几何尺寸;(2)结构的具体分析。在计算建筑结构承受的水平荷载与竖向荷载时，需要结合其具体几何造型特点，加以分析钢筋混凝土结构的空间内力。依照分析内容，在对截面内力进行控制时，需要参考相同截面尺寸的构件，并加以分类，明确所有构件类型的相关应力值;(3)截面设计。在设计过程中，需要参考不同类型梁柱构件的设计控制应力，在分析建筑结构几何构造特点与钢筋配筋特点的同时，制定约束机制，实现高层建筑结构的设计优化;(4)结构收敛性。以高层建筑工程的精度性为基础，选择相对较小的数值，视为对建筑结构收敛性进行检验判断的基础条件。在收敛性检验中，如果设计结构与原结构相同，则设计结构具备收敛性，可以展开更进一步的可行性检验;(5)可行性检验。对结构设计成果展开内力分析，保证其可用性能的高效性。如果分析结果可以满足建筑工程设计的规范标准，便可以按照这一设计方案展开构造与配筋处理。一旦分析结果不甚满意，则要求相关人员结合自身以往的工程设计经验与结构设计成果，进行局部性的调整，最大程度保证设计方案的可用性能。

2．2框—剪结构的设计方法

在优化设计高层建筑结构框架—剪力墙的过程中，需要考虑多个方面。即决策建筑结构设防能力的最大程度优化;结合不同影响因素，保证建筑框架与剪力墙结构之间的承载力、刚度、协调性与变形水平的匹配优化设计。此外，还要做到具体问题具体分析，设计并优化建筑结构的每一构件。

2．3建筑结构的规则性

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关键词：高层建筑 结构设计 剪力墙 超高 概念设计

在我国城市化进程不断加快的背景下，城市居住用地在不断缩减，而高层建筑因具有占地小、居住人口多、房价相对较低等特点，而在现代城市建设中占据越来越大的比例。随着我国高层建筑建设中工艺和技术研究的不断深入，越来越多的新理念、新方法被应用于高层建筑的结构设计中，促进了我国高层建筑工程整体技术力量、质量、安全性的提高。但是从整体状况而言，国内在高层建筑的结构设计中仍然存在一定的问题，这是必须及时得到处理和解决的。随着高层建筑结构体系的复杂化，需要设计人员在进行高层建筑结构设计时依靠自己掌握的知识、根据具体情况来分析和解决可能遇到的各种问题。

1 高层建筑结构设计的基本特点

与单层或多层建筑的结构设计相比，高层建筑在结构设计中要考虑的因素较多，尤其是如果实现建筑整体美观性和安全性的协调，逐渐成为广大设计师关注的焦点问题。近年来，在国内各地区频繁出现高层建筑建设质量问题，结构设计的不合理是其主要原因之一，设计师难以把握高层建筑结构设计的基本特点，由于设计方案的不合理性，最终导致建筑的整体质量难以保证。高层建筑结构设计的基本特点，主要表现在以下几个方面：

1.1水平荷载具有决定性因素

由于高层建筑的层数一般在15层以上，其自身重量和使用荷载必然会导致结构中竖向构件产生一定的轴力，所以在高层建筑结构设计中必须注意水平荷载的问题，保证建筑的整体高度与弯矩值形成正比。对于水平荷载与建筑结构之间产生的倾覆力距，则应与建筑整体高度的二次方形成正比。

1.2结构延性至关重要

与多层建筑相比，高层建筑结构的柔性相对较大，特别是在地震或地基不规则沉降过程中出现结构变形的几率较大，因此，为了进一步提升高层建筑结构在塑性变形后的变形能力，防止其出现倒塌的问题，必须采取有效的措施增强高层建筑结构的延性。

1.3侧移是主要控制性指标

在高层建筑结构的设计中，侧移是设计师必须考虑的关键性问题之一。随着现代高层建筑层数的不断增加，结构在水平荷载的强大作用下，其出现侧向变形的几率也无形中增加，所以一定要将高层建筑结构的侧移控制在合理的范围内。

2 高层建筑结构设计应注意的几个问题

目前，国内在高层建筑结构设计中虽然积累了一定的经验，并且积极吸取了国外的先进设计理念，但是对于相关问题的把握和控制仍然存在一定的缺陷，这是阻碍我国建筑行业整体设计水平发展的主要因素之一。结合国内高层建筑结构设计的现状，应注意的问题主要有以下几点：

2.1框架柱截面大小的选择

对于框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，即耗能能力越大，延性就愈好。而对于柱净高与截面高度的比值小于4的短柱，在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反S形，耗能能力降低、延性较差，呈剪切破坏。

高层建筑的底部柱，由于对轴压比值有要求，因此往往会将柱截面取得很大，但是由于受到层高的限制就使得框架柱成为了短柱。在实际的结构设计时，要确定截柱面的大小要注意以下几点：框架柱的截面首先必须满足规范轴压比的需要，从而为结构的竖向承载力和底板的抗冲切承载力提供保障。而对于形成的短柱，则可以通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性的效果；采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱；柱的轴压比必须满足规范限制，轴压比过大则结构的延性无法得到保证，过小又会造成结构的经济技术指标较差。

2.2短肢剪力墙的设置问题

在我国建设部组织编制的《高层建筑设计规范》中，对于短肢剪力墙作出了明确的定义，即墙肢截面的高厚比为5-8的墙被统称为短肢剪力墙。根据相关建筑技术部门的研究和实验，对于短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用也提出了具体的要求，因此，在今后的高层建筑结构设计中，设计师应尽量减少或取消短肢剪力墙的设置，以免为建筑的后期设计和竣工质量检验造成麻烦。

2.3结构的超高问题

在高层建筑的结构设计中，超高问题是较为突出的，根据我国《建筑抗震规范》中的相关规定，必须对建筑的整体高度进行严格控制。我国高层建筑的限制高度一般分为：A级和B级两个标准，对于高层建筑的处理措施与设计方法的要求也有所改变。在高层建筑的实际设计工作中，设计师应根据建筑类型合理确定其高度，并且在通过相关部门的审核后，方可组织施工。

3 加强高层建筑结构设计的措施

在我国高层建筑数量增多、规模扩大，以及工艺和技术要求不断提高的背景下，在今后的高层建筑结构设计中，一定要不断采取新的理念和方法，全面提高设计方案的合理性、可行性与经济性，这也是促进我国建筑行业发展的先决条件。针对国内高层建筑结构设计的现状，应采取一下加强措施：

3.1进行合理的概念设计

在国外的高层建筑结构设计中，概念设计较为流行，而国内则较少采取此方法。所谓的概念设计是指在通过科学的构想来完善设计工作，促进设计方案更趋合理化、人性化。在我国的高层建筑结构设计中，应用概念设计方法时，必须考虑到结构的平面布置与刚度宜，以保证高层建筑的平面布置简单、规则，减少凸出或凹进等复杂结构。另外，在概念设计中尽量减少扭转对于结构的危害性也是十分重要的，可以从以下两方面入手：进一步增加结构自身抵抗扭转的性能；尽量减少或控制因地震作用而引起的建筑结构扭转问题。

3.2选择合理的结构体系

总结国内的高层建筑工程实践经验不难发现：在高层建筑结构设计中，如果结构体系的选择不合理，而仅是依靠所谓的先进理论和计算方法进行设计，难以保证建筑结构的安全性、经济性与可靠性，而且会留下较多的安全和质量隐患。由此可见，在高层建筑结构设计中，选择合理的结构体系是至关重要的，而且设计师应该重点分析的问题之一。目前，国内的高层建筑中主要采用：抗震墙结构、框架结构、简体结构、板柱-抗震墙结构、框架-抗震墙结构，以及部分框支抗震墙结构等，每一种结构体系都具有其自身的优点的缺点，适用的环境也有一定的差异，所以设计师一定要结合工程项目的实际要求进行合理的结构体系选型。

3.3科学进行计算

在高层建筑结构设计中，科学进行各类数据的计算是设计师必须掌握的专业技能。根据高层建筑结构的实际情况，设计师要选取相应的计算模型。在进行概念设计时，要注意简化计算流程，以保证设计工作的时效性。目前，在国内高层建筑结构设计的计算中，各种专业的计算机软件和工具已经得到了广泛的应用，设计师仅需将各种实地测量数据输入到系统中，就可以在短时间内获取所需的各种专业数据，大大提高了设计师的工作效率和设计方案的准确性。

近年来，我国高层建筑的建设有了迅猛的发展，而且成为促进国内建筑行业发展的重要建设项目。但是从高层建筑结构设计的整体质量而言，存在的弊端和问题相对较多，必须引起国家建筑主管部门和相关单位的高度重视。在未来的高层建筑结构设计中，广大设计师一定积极运用先进的设计理念和方法，在提高相关数据计算精确度的基础上，全面提高设计方案的质量，为工程项目的建设提供专业的工艺和技术依据。

参考文献：

[1] 刘伟琼.关于高层建筑结构设计探析[J].中国新技术新产品.2011.03.

[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术.2009.24.

[3]王冲璐.某高层住宅设计思路及体会[J].山西建筑.2004.30.

[4]霍炬.浅谈高层住宅建筑结构形式及设计[J].建筑节能.2006.04.

[5]范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材.2008.06.

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关键词：高层建筑；结构设计；问题；改进

中图分类号： TU208 文献标识码： A

引言

我国高层建筑的起步相对较晚，但迄今为止也取得了很大的成就，北京、上海、深圳等地的高层建筑都可以代表中国高层建筑的发展。为此促进我国高层建筑的进一步发展，还需要相关人员从其结构设计入手，使高层建筑结构设计与城市发展空间完美融合。

1、高层建筑结构体系概述

1.1、剪力墙结构

其最大特点就是抗侧刚度大和承载力高。一般而言，布置合理的剪力墙结构，会有较强的抗震和抗风能力。在众多大地震中，剪力墙结构出现破坏的较少，表现出了其良好的抗震性能。而其缺点则是自重大和刚性大以及延性差，并且对水平荷载也只能“硬碰硬”，所以剪力墙结构的周期较短，地震惯性力也较大。剪力墙的间距一般较小，为3-8m，因此，其平面布置不够灵活，建筑空间会受限制。

1.2、框架一剪力墙结构

框架-剪力墙结构是高层建筑较为理想的结构体系，被广泛的用于高层公共建筑中。该结构体系的建筑物通常有10――30层，不仅有框架结构的布置灵活和延性好，也具有剪力墙结构的大刚度和高承载力的特点。框架结构的侧向位移为剪切型，其层间的相对位移下大而上小，而剪力墙结构的侧向位移则为弯曲型，它的层间相对位移则为下小而上大。并通过楼层梁板将两者连在一起，从而使得框架和剪力墙协同受力，一同进行工作。所以，在结构的底部框架的侧移变小，那么在结构上部剪力墙的侧移就变小，其侧移的曲线包含了2种结构的特点，是弯剪型。

1.3、框架――核心筒体结构

其实该结构是框架―剪力墙结构的一种特例，其受力特点与框架一剪力墙的结构相同。核心筒是通过利用电梯井和楼梯间以及管道井等的墙体，来围成一个封闭的实腹筒体，且框架部分是以核心筒作为中心来向外进行布置，其外框架的柱间距可达到9-10m，因此，其有空间大而灵活，立面可选性较强以及采光好等优点，是商务建筑和高层公共建筑的理想选择。其封闭的实腹筒体整体性，让其具有非常优异的抗弯与抗扭刚度，可建造的高度达40-50层。

1.4、框架结构

其基本组成构件为梁与柱，框架结构的优点是建筑平面布置较为灵活，结构受力简洁而清晰，施工也较为方便；且在抗震设计中，其延性较好，耗能能力也较强，因此，具有很好的抗震性能。通常使用的柱网间距为5――9m，而当采用预应力和钢骨混凝土的结构时，柱距大于等于15。如果建筑物较高时，应该考虑建筑结构设计的主控因素（风荷载和地震作用），其缺点是抗侧刚度较弱，所以需要设计较大截面的梁、柱才能满足变形要求，这样会影响建筑的使用空间。

2、高层建筑结构设计原则

2.1、高层建筑结构方案的选择

合理的方案除了满足经济性外，还要满足结构的要求。尽量在相同结构单元中，选择相同结构体系。并尽量使传力简单，受力明确，应力需竖向和平面规则。同时，应在水、暖、电等各个专业协调下，选择合理的方案。

2.2、选择合理的高层建筑结构基础设计

选择高层建筑结构的设计时，应考虑荷载、施工条件、相邻建筑物等因素进行设计，同时对地质条件进行分析。必要时，需要多地基变形进行检测，使地基得到充分的发挥。

2.3、对计算结果进行准确的分析

随着科技的发展，各种计算软件的出现，每种计算软件的结果都有所不同。应在了解使用的前提下，选择合适的软件进行计算。然后进行校核，进行合理判断，得出准确结果。

3、高层建筑结构设计存在的问题

3.1、设计图纸过于简略

建筑施工的基础是建筑结构设计图纸，这就要求建筑图纸能够非常详细的说明建筑结构设计的每一个环节与细节。例如，结构类型、抗震防震、墙体材料等方面，在当前建筑施工过程中，一些建筑施工单位的建筑结构设计不够规范。例如，在梁、柱、墙的配筋图中，使用的是不太标准的图集，对地上、地下的结构标高和结构层高没有进行清晰的标注，导致施工现场一片混乱，从而引起一些建筑施工方面事故的发生。

3.2、建筑基础选型不科学

建筑基础的选型对建筑的安全与实用起着极其重要的作用，所以需要对建筑基础的选型提高重视。在当前的建筑基础选型的过程中，没有按照科学的方法进行选择，导致一些建筑没有到达建筑安全系数方面的要求，这样一来，不但缩短了整个建筑的寿命，也严重影响了整个建筑中居民的安全。

3.3、高层建筑结构设计不合理

在目前一些高层建筑结构设计中，过分地追求美观度和个性化，从而忽略了其设计的科学性和合理性。同时，高层建筑的结构设计是多种多样的，但在选择过程中存在一定的不合理性。另外在高层建筑的整体结构设计中，要注重考虑水平载荷中的风荷载以及地震作用，做好抗震设防系统，以能够提高建筑安全性，但是在实际建筑结构设计中，还存在对这些问题不注重问题，考虑不全面问题，从而导致高层建筑存在一定的安全隐患。

4、优化高层建筑结构设计措施

4.1、设计详细图纸

建筑结构主要是体现在建筑图纸中，同时也是施工时的重要依据。一旦图纸出现问题，就会影响到整个建筑的施工。所以，设计建筑图纸的建筑结构设计师一定要认真负责的按照规范完成，不能盲目的为了追求速度而将标注省略。与此同时，在设计图纸的过程中，对于所出现的复杂之处、细微之处要进行详细的标注，以免在日后的建筑过程中出现一些较为麻烦的情况。图纸设计师在设计图纸的活动结束后，应该进行认真的检查，认真的审核出图纸中是否存在一些错误。如若有，则应该及时的进行改正，避免一些不必要的损失。

4.2、确保建筑基础选型的科学性

当地地质的情况、建筑外形的设计都对建筑结构的选型有着很大的影响，这就要求施工方在拿到图纸时，不要盲目的进行建模计算，首要任务是要对建筑的外形与其实际质地进行研究。如若是盲目的进行计算，只会导致两种情况：一种是建筑过程中发现了问题，在解决的过程中导致任务量加大；另一种是建筑后会引发一系列的安全隐患。为了避免上述情况发生，则需要与专业人员进行协调从而制定出具有可行性的方案，以此让建筑达到最佳效果。

4.3、处理好高层建筑结构的均衡关系

高层建筑结构在布局时还应把握高层建筑的整体尺度、城市和街道尺度、细部尺度。一个造型完美的高层建筑必须很好地均衡主体、裙房和顶部的尺度关系。高层建筑是城市形态的关键因素和重要景点，因此要规划好城市的结构中高层建筑的位置，以及高层建筑与城市街道的关系，保证高层建筑不能对街道行人和正常活动造成影响，也不能造成视觉上的影响。

4.4、优化高层建筑结构的消防、抗震、抗风设计

4.4.1、消防结构优化设计

首先，防火间距上的设计，在设计时要全面的考虑间距在火灾中的隔断、灭火功能，同时在设计时还要考虑到建筑结构的耐火性问题以及排烟的问题。其次，对安全疏散结构进行合理的设计，这主要是为了解决火灾中的疏散困难，在设计上应注意防烟区的设置，同时注意双向疏散方面的设计，如合理安排避难层等。最后，在设计上注意分割结构的安排，这主要是为了控制火势与烟雾的范围，这方面一般使用的是垂直的楼板结构设计方式、水平的单元墙以及防火墙结构设计，以及相关的排烟、防火门等装置的设计。

4.4.2、抗震结构优化设计

第一，改善地基的抗震设计，即在简化建筑平面、提高地基的强度与高度的同时，将上部结构的重点和群桩设置在同一直线之上。第二，提高结构设计的整体规则性，以此确保承载力体系分布的合理性。第三，在剪力墙的设计方面，要提高高层建筑承重结构的抗侧力，以此来满足承载力的耗能与延续性，这样可以有效地提高高层建筑的抗震能力。高层建筑结构设计中风荷载和地震考虑标准如表1所示：

表1高层建筑结构设计中风荷载和地震考虑标准

4.4.3、抗风结构优化设计

在基础设计上，要使用配比较高的砂石来保证地基的密实度，同时还要设置抗拔锚杆，以此来提高建筑基础的抗拔强度。在减振系统设计上，要多利用耗能支撑、剪力墙、楼板等组成的耗能减振系统来减少风荷载对高层建筑的影响。对于风荷载与水平力的问题，要对高风压区进行加固。这主要是从水平压力、水平荷载内力等方面进行综合考虑，来为高层建筑进行加固设计。

结束语

总之，高层建筑结构设计是一个全面、系统而且复杂的过程，对于设计师而言，是一项充满挑战的工作。为此，结构设计人员需要重新认识本职工作的重要性，明确自己的责任，提高对结构设计质量安全问题的辨别能力，积累结构设计的工作经验，力争设计出更合理、更安全、更优质的建筑作品。

参考文献：

[1]杨涛，宋志.高层建筑结构设计中存在的问题及改进策略[J].中华建设，2014，02:112-113.

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关键词：高层建筑；结构设计；优化；措施

一、高层建筑结构设计要求

（一）计算简图要经过合理选择

在整体的高层建筑结构设计中，要认真选择设计简图，从根本上避免因计算简图不合适而造成的高层建筑结构事故。对于高层建筑结构计算而言，它是以计算简图为依据的，因此在整个高层建筑结构设计中应当重点注意计算简图的选择，确保在今后的高层建筑结构计算中能够准确无误。在实际的结构计算过程中多少会出点误差，但应当控制在规定的标准范围内。

（二）认真选择基础方案

当对高层建筑结构进行设计的过程中，应当首先了解建筑物周边环境，要对高层建筑物周围的地质结构和施工条件加强分析，使得后续结构设计和周围环境相互统一。要想选择出一套最优的高层建筑结构设计方案，那么就应当在基础方案中设计全面，将与之相关的因素通通包含在内，从根本上保证后续施工质量。

（三）高层建筑结构方案要合理

在设计高层建筑结构的过程中，要选择既经济，又实用的结构方案，要彻底保证高层建筑结构的科学性以及合理性。与此同时，在对高层建筑结构施工过程中，还应当将施工环境以及周围的地质条件充分考虑在内，在选择最终的结构设计方案时，还应当与施工单位以及建筑单位相互协商，选出一套最合理的高层建筑结构方案。

结构延性是最重要的一个指标，与那些低层建筑相比，高层建筑的结构会更柔一些，所以一旦遇见风暴、雨雪天气很容易使高层建筑发生变形。为了能够避免高层建筑因自然灾害所带来的变形以及倒塌情况的发生，要对高层建筑结构采取科学有效地措施。让高层建筑结构具有结构延性是极为重要的。

（四）认真仔细分析最后的计算结果

现如今，在设计高层建筑结构过程中，通常都会使用计算机软件，而计算机软件分析出来的最终结果往往会出现一定误差，因此出于这种原因，要对计算机软件分析出来的高层建筑结构计算结果进行把握，将误差值降至在规定范围以内。这就要求高层建筑结构设计人员不但应具备相关的设计技能，同时还应当对计算机有一定了解，客观的对计算机分析出来的设计结果进行分析。由于计算机本身会出现偏差，这就要求高层建筑结构设计人员要随时做出调整，满足结构设计时所需要求。

二、设计高层建筑结构时因突出其特点

（一）高层建筑结构中要对水平荷载进行充分考虑

对于一般的低层建筑物而言，往往是以重力为基础的竖向载荷发挥着作用，但是对于高层建筑结构而言，则是以水平荷载发挥的控制作用为主，因此为了保证高层建筑结构能够设计合理，必须注重水平载荷的总体设计。水平载荷在高层建筑结构设计中起到稳定性的作用，避免抗侧力。对于高层建筑结构而言，它的竖向载荷是固定的，可是水平载荷则会由于高层建筑结构的不同而发生变化。

（二）要充分考虑侧移的控制作用

对于高层建筑结构设计而言，一定要充分考虑到结构侧移问题，因为这是高层建筑分别低层建筑以及中层建筑的关键要素。随着现在高层建筑越来越多，在水平载荷下发生的变形情况也越来越多，因此高层建筑结构设计人员在设计结构的同时，要充分考虑水平载荷，确保整个高层建筑结构的稳定性。在设计的同时，还应当保证高层建筑有一定的强度，这样可以支撑建筑的整体压力。在此基础上，高层建筑结构还应当具备抗倒移刚度，这样可以有效将侧移控制在规定范围内，这样便从根本上确保了高层建筑不会因侧移过大而产生高层建筑的安全隐患。

（三）充分考虑轴向变形所带来的不安全因素

如果高层建筑结构受到外力的影响，则会发生移位、弯曲、变形等。对于那些低层建筑结构而言，因为建筑轴力以及剪切变形的影响非常小，因此在设计过程中并不会考虑变形以及剪切变形。可是高层建筑结构则大不一样，因为轴力以及剪切变形所受影响非常大，所以轴向变形也会特别明显，随着这种轴向的不断变形，高层建筑结构的内力也会受到一定影响。由此可见，这种轴向变形不可忽视。

三、在设计高层建筑结构时，需要注意的问题

（一）在设置短肢剪力墙时应当注意的问题

在高层建筑结构设计新规范中，把短肢剪力墙定义为高度与厚度比例为6：9的墙，在实际工作中，对短肢剪力墙的运用做出了一定限制。因此在高层建筑结构设计中，应当尽量避免或者少用短肢剪力墙，这样可以有效降低前期设计中出现的问题。

剪力墙能够从根本上提升高层建筑的抗震性能、刚度以及抗剪强度，这种结构拥有抗震性能好、高度大以及用钢量少的特点。可是，这种剪力墙的结构相对较多，因此并不适用于餐厅、会议室以及礼堂等大面积场所。我们可以取消部分低层，使用框架代替，形成框架剪力墙，这样可以有效减轻剪力墙墙体数目。

（二）应当注意高层建筑结构过高

在新规范中，对高层建筑结构的抗震能力有着严格要求，因此设计人员在设计高层建筑结构的同时，应当注意高层建筑不应过高，对高层建筑要有一定的高度控制。在新规范中，对于以前高层建筑的超高问题，除了有A级高度之外，还增加了B级高度，这样的规定一出台，无论是在处理方案还是在设计方法上都有了极大改变。可是在实际的施工过程中，由于对高层建筑结构的变形没有做到充分考虑，致使施工图在审查时没能通过，要求重新设计，这样便严重耽误了工期，增加了建设单位的投资成本，所以，在高层建筑结构设计的同时，应当严格控制建筑物高度，按照规章制度进行科学、合理设计。

（三）设置嵌固端

对于现如今的高层建筑而言，通常会设置一个两层或者两层以上的地下室以及人防，而嵌固端往往就设置在地下室以及人防的顶板上，因此，在选择嵌固端位置这一问题上，设计师们时常会忽略一些严重的问题，例如：嵌固端楼板的设置、嵌固端抗震等级一直问题以及抗震缝与嵌固端位置的协调性等等。如果忽略了这其中任何一个问题，都会大大降低高层建筑的施工质量，延长后期的施工时间，降低整体的工程效率，并且加大开支。通过以上所述我们可以看出，在高层建筑结构设计的过程中，应当把嵌固端的设置问题充分考虑进去，避免后期施工中出现的麻烦。

四、结语

在这个建筑行业飞速发展的时代里，高层建筑的建设步伐越来越快。为了能够更好地提升高层建筑结构设计质量，需要设计人员们不断学习新的知识，吸取过去失败的教训，通过实际情况，精心设计高层建筑结构。在设计的过程中，要根据高层建筑的特点，以及周围的施工环境，选择一套最科学合理的结构设计方案。满足设计过程中的各项指标要求，保证高层建筑的总体性能。使其发挥出应有的效能。

参考文献：

[1]叶青燕.浅谈高层建筑结构设计的分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（9）112-116

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【关键词】高层建筑；结构设计；剪力墙结构；刚度

0 引言

在高层建筑中，剪力墙结构具有较高的结构刚度、较大的承载能力、良好的结构整体性、较少的钢材用量等特点，它主要由墙肢和连梁两种构件形成承重和抗侧力结构体系。研究发现，对于同一座高层建筑项目，选择不同的结构类型，其结构稳定性能具有较大的差别。而剪力墙结构可以确保高层建筑的安全、稳定、经济、耐久、合理等。因此，剪力墙结构已经广泛应用在高层建筑结构设计中，剪力墙结构优化设计显得尤为重要。

1 高层建筑剪力墙的受力特点

研究发现，高层建筑剪力墙结构可以抵抗较大的水平荷载的作用，因此在较大地震灾害发生时，剪力墙结构可以起到较好的抗震效果。同时，剪力墙结构还有较大的抗侧移能力、结构刚度大、消震能力强等特点。

（1）结构延性。与低层建筑结构相比，高层建筑结构由于高宽比较大而具有较大的柔和性，在较大地震灾害发生后，它会产生较大的侧向变形，而剪力墙结构变形能力相对较差。因此在高层建筑剪力墙结构设计时，需要对结构的延性进行多次测试，并应用合适的建筑材料以及采取相应的措措施使剪力墙结构具有良好的延性以提高结构的抗倒塌能力。

（2）轴向变形。在进行高层建筑轴向结构设计时，要明确高层建筑结构承受荷载的基本情况。研究表明，随着建筑结构高度的增加，其所承受的竖向荷载则会越大，且竖向荷载与高度两者表现出一次线性关系。这样则会增大连接柱的轴向变形，使连续梁的弯矩受到较明显的影响。此外，预制梁结构施工材料也会受到较大的影响。因此，在高层建筑剪力墙结构设计时，要控制结构的轴向变形，并优化剪力墙设计，确保建筑结构的稳定性

（3）水平载荷。建筑结构在承受竖向荷载作用的同时，还承受风荷载、地震作用等水平荷载。当建筑结构的整体高度比较低时，由结构本身的重力引起的竖向荷载对结构的作用比较明显，水平荷载作用在结构上，产生的内力和位移相对比较小，有时在计算中可忽略水平荷载的影响；而较高层建筑的结构设计中，却往往由水平荷载起控制。剪力墙具有强度高和刚度大的特点，不但可以承受结构自重、活载、雪载等竖向荷载，还能很好的抵抗风荷载、地震作用等水平荷载。高层建筑结构设计，既要确保结构的刚度、强度以及充足的抗震性能等关键因素，同时还要设计多道抗震防线，减少因结构部分部件链接失效使得整体结构丧失稳定性能。

（4）结构侧移。研究发现，在低层或多层建筑结构设计时，根据建筑结构所承载的永久荷载和可变荷载进行结构设计时，柱、墙、楼梯或电梯井可以承受大部分的水平荷载的作用。关键在于抗剪的设计，在高度较小的框架结构中，可以用填充墙板的方法增加适当的附加支撑，这就避免了用增大柱的尺寸来确保结构的稳定。可是，高层建筑结构中并不像低层建筑那么简单，因为在高层建筑中，关键问题是抵抗变形和倾覆力矩，而非仅是结构抗剪问题。研究表明，为了使高层建筑剪力墙结构可以抵抗较大的水平荷载和侧向位移，一般需要进行特殊的结构平面布置，增大结构构件的尺寸，如增大梁、柱的截面尺寸和墙、板的厚度等。

2 剪力墙体系结构设计

2.1 剪力墙抗震结构设计。在地震灾害多发地区，高层建筑结构的设计，本质上属于结构抗震概念设计，它是在总结当地地震灾害的发生规律以及工程经验的基础上，以抗震设计理念为主导，正确的选择高层建筑结构的总体方案，选取合适的结构体系，以达到结构的抗震性能。一般在高层建筑选址时，应首先选择抗震有利的地段，然后结构设计时应选用整体性能较好的基础类型及结构体系，结构体系应该具有合理的传递地震作用的途径，结构构件不但应具有很好的强度和刚度，还必须具备较好的延性，并应设置多道抗震设防防线，同时要消除因建筑体型不规则所产生的结构侧移刚度突变现象的发生。

对于任何一座建筑结构的设计，其水平和竖向结构体系设计的基本原理是相似的。但是随着建筑结构高度的增加，高层建筑结构设计的限制因素将发生变化：由于高度的增加，结构的竖向荷载成为结构设计的主要控制因素，较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒尺寸来承担，而地震作用也随之相应增加，从而导致侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形明显增大。所以必须科学严谨的进行设计，确保高层建筑结构的稳定性能。

2.2 剪力墙的布置设计。在进行剪力墙选型布置时，需要根据建筑结构的特点以及建筑使用功能进行合适的设计。剪力墙应尽量布置在建筑物的端部、转角、平面突变处以及荷载较大的部位，如山墙、楼电梯间等。同时剪力墙布置应双向均匀、间距合理（如表1），尽量使平面的刚心和重心重合，这样可以有效地减少地震作用下的扭转效应。截面形式宜采用“I”、“L”、“T”型等组合墙形式，少用一字墙、不宜采用太多短肢墙，确保剪力墙的稳定性和延性。

表1 剪力墙间距

注：B为楼面宽度，单位m。

2.3 剪力墙厚度设计。在高层建筑的剪力墙结构设计时，设计人员要明确剪力墙的厚度要求，确保高层建筑的稳定性，在剪力墙结构设计时需注意以下几点：第一，剪力墙需要有合适的厚度，使得剪力墙的稳定性、刚度和强度得到基本保障。在计算剪力墙厚度时，建筑设计师需要根据结构层高的最小值选取合适的剪力墙结构厚度，并为建筑施工人员提供施工便利；第二，在确定剪力墙结构厚度时，需要确定剪力墙结构的支撑点，例如，剪力墙与剪力墙相交处以及剪力墙与楼板交接处均可以作为支撑点；第三，在高层建筑结构抗震设计时，要根据高层建筑的层数以及施工材料进行底层结构加强设计，若高层建筑处于地震发生频率较大的区域上时，需要加强底部剪力墙结构厚度，这样可以很大程度上提高建筑结构的抗震性能。

2.4 剪力墙的配筋设计。剪力墙的钢筋包括墙身分布筋和边缘构件内的纵筋与箍筋。墙身水平分布筋主要承受水平剪力，其作用相当于箍筋，一般布置在竖向钢筋的外侧。边缘构件内的纵向钢筋主要是抵抗水平力作用下所产生的弯矩，同时，它与箍筋一道压缩墙肢端部的混凝土，大大的提高了剪力墙的抗压变形能力。设计人员在进行剪力墙配筋设计时，必需清晰的了解各种钢筋所起的作用，在满足最小配筋率的基础上根据剪力墙的形状、受力特征以及所处的结构部位进行科学配筋，在满足强度要求的前提下，最大限度的提高剪力墙的延性和耗能能力，确保结构安全。

3 结束语

综上所述，由高层建筑结构特点可知，为了满足结构具有较高刚度与强度以及充足的抗震性能等关键因素，减少因结构部分部件链接失效使得整体结构丧失稳定性能。需要在高层建筑剪力墙结构设计时，加强对剪力墙结构承受结构自重、风荷载、雪荷载、地震作用等设计。

参考文献

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关键词：高层建筑 结构设计 要点 分析

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

我国经济的发展带动建筑业的快速腾飞，同时建筑技术也有了质的飞跃。高层建筑通过合理利用有限的土地面积，发展无限的空间并进行合理的利用，给城市用地紧张缓解城市人口压力带来了福音，并一跃成为建筑的主流导向，俨然已成为城市高度发展的标志。高层建筑结构建筑层数多、结构的复杂程度大、施工困难、管理复杂、工序繁多、建设周期长、质量难以保证等诸多的特殊性，给设计施工带来了许多不便。本文从高层建筑结构设计角度出发，针对高层建筑结构的特点和设计中存在的问题，分析总结了设计中的要点和应注意事项，提出了设计要点的控制措施，为相关结构设计人员提供借鉴和参考。

2 高层建筑结构设计特点分析

水平荷载、轴向变形、结构侧移和结构延性是目前高层建筑结构设计中需要非常重视的设计关键环节，下面进行一一分析和讨论：

1)水平荷载。之所以将水平荷载认定为高层建筑的决定因素，是因为水平荷载对高层建筑结构安全性的影响已经超过的竖向荷载对结构安全的影响。竖向荷载包括结构自重和作用在其上的使用荷载，它所产生的轴力和弯矩的大小，只与建筑高度的一次方成正比，与此同时，水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩、和由此引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比。因此，随着高度的增加，很小的水平荷载作用就会引起较大的倾覆力矩和轴力，而且水平荷载主要是由风荷载和地震水平分力来产生，这些力的数值大小都是不确定性的，动态的。也就是说，水平荷载大小随着结构动力特点的不同幅度变化较大。因此，水平荷载已成为高层建筑安全性能的一个主要决定性因素之一。

2)轴向变形。轴向变形对结构的影响表现在连续梁支座的安全和预测构件的下料长度方面。在高层建筑结构中，竖向荷载较大，从而导致柱中的挠度较大，这会对连续梁的弯矩产生直接的影响，导致连续梁跨中正弯矩和端支座负弯矩增大。而中间支座附近的负弯矩减小，危及到连续梁的安全性能。预测构件的下料长度，也会受较大的轴向变形所影响，因而要求在计算下料长度时，要根据轴向变形的计算数值大小，进行下料长度的调整，否则会引起不安全后果。结构构件的剪力值大小也受到轴向变形的影响，在进行构件竖向变形比较后，得到的结果可能安全度不够。

3)结构侧向位移。高层建筑和低层建筑的几何变形相比，侧向位移是需要在结构设计中认真重视的关键所在。随着高度的不断增加，侧向位移的大小受水平荷载影响很明显，水平荷载越大，侧向位移越大，对结构的安全影响就越大。因此，规定一个安全的容许范围，设计计算要将侧向位移控制在此范围内，减少高层建筑结构的安全影响。

4)结构延性。延性是建筑结构的一项重要的设计指标，高层建筑结构与低层建筑结构相比，更具有柔韧性和延展性，建筑结构的整体变形相对更大一些。在风力、地震力的水平作用下，高层建筑结构先处于弹性状态，如果作用力的大小超过了弹性极限，那么结构就会进入塑性变形阶段，此时的变形无法恢复，如果继续破坏就会达到破坏阶段，为此要在塑性阶段保证结构具有持久性，也就是采取适当的措施，加大结构的延性，避免结构受损破坏。

3 高层建筑结构设计的要点分析控制

3.1 重视结构的高度

结构的总体高度受规范标准的影响，主要体现在抗震规范、高层混凝土技术规范中。新规范对高度、超高等进行了严格的划分，A级高度和B级高度，在高层建筑结构设计中，之前的一些处理方法和措施都有一定的改变，而且高度越高，结构安全影响因素越多，如果忽略这些问题，就会产生非常大的风险。实际工程中如果忽略此问题，施工图的审查过程将受到限制，造成重新设计，如果进行专家论证继而影响工期、造价等一连串的规划设计施工，给项目带来很大麻烦。高度达到一定的程度，建筑结构会发生质的变化，比如安全指标、力学模型选择、荷载、材料等

3.2 选择合理的结构体系

建筑结构体系有很多种，钢结构、钢筋混凝土结构是目前主流的结构形式，选取哪一种是结构设计人员要面临的抉择，不能随意选取。结构转换层和加强层的设置影响到结构体系的直接选取，在结构体系之间或者柱间距发生变化时，就需要设计转换层，直接的影响就是结构的刚度突变，影响到相邻的柱构件的受力情况，剪力增大导致很难实现转换层与体系连接处的强柱弱梁。因此，在需要转换层或者加强层的设计中，结构体系的刚度要低，避免刚度发生太大变化，根据我国的建材市场产品性能和品种，可以使用钢骨混结构、钢管混结构或者钢结构。

3.3 考虑结构的细节问题

结构的设计要重视保证结构的规则性、剪力墙和嵌固端的设置。平面规则的建筑结构给设计施工带来方便，而且规范要求建筑物不能采用不规则的方案，在平面规则性也做了严格的限值。为的就是避免在后期的施工图设计造成不必要的麻烦和不便。短肢剪力墙是设计中受到限制最多的，因此在设计中要避免出现短肢剪力墙，如果出现，要符合各种要求。嵌固端一般出现在地下室顶板处，人防的顶板位置。嵌固端的设计需要按照规范要求进行，例如，嵌固端上下层的刚度比值的选取、抗震等级一致的要求、嵌固端和抗震缝的相对位置要求，如不满足要求，会对工程产生严重影响。因此要重视嵌固端的设计。

3.4 考虑结构抗震

高层建筑结构极易出现三心不重合的情况，即产生结构的扭转效应。若受到地震的作用，会加剧结构的破坏，而且会影响到邻近建筑物的安全。结构抗震是设计中必不可少的环节，尤其是高层建筑。结构的应力集中，会影响对结构安全性能，常出现在凹凸的拐角处，要引起重视，避免出现这种情况，或者采取补救措施来减小这种应力集中现象。高层建筑结构在竖向极易出现刚度突变和薄弱层，因此在进行抗震设计时要注意防震缝的设置，是设计时容易忽视的问题。抗震设计规范提出的三大设防、两阶段设计，要引起设计人员的重视，具体可以参考抗震规范的要求进行。

4 结束语

高层建筑结构设计因建筑的高度变化越发复杂，而结构设计本身也是一项复杂的工作。因此，设计人员要针对高层建筑的结构特点和主要安全影响因素进行重点考虑，在严格按照规范要求的基础上进行合理的结构体系选择、高度的控制、细节的重视以及抗震的安全标准设计，同时要根据具体情况进行概念上的设计，由此作为出发点按部就班的设计，重视上述要点的设计，提高高层建筑在设计上的质量和安全性能。

参考文献：

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关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；结构体系

随着社会与经济的蓬勃发展，特别是随着城市建设的发展，高层建筑在城市中应运而生。城市中的高层建筑成为反映城市经济繁荣和社会进步的重要标志。随着对高层建筑使用功能要求的日益严格，高层建筑的高度不断增加，高层建筑的结构体系也是越来越多样化。如何合理设计城市建筑结构以满足人们日益增长的需求成为社会关注的焦点。高层建筑在进行结构设计时，不仅要考虑建筑的安全性，还要考虑建筑的功能性。

1、高层建筑结构设计

高层建筑结构设计是为了满足人们越来越多的建筑功能需求为基本目标的。因此，在进行高层建筑的结构设计时，要充分考虑到当地的经济状况与和人民的生活水平以及施工条件的限制等因素。另外，高层建筑结构并不是低层建筑结构的叠加，其对于建筑结构的力学性质、设计构造原理的要求更加严格规范。

现代高层建筑结构的形式具备多样化、复杂化的特点，除了原有的几种基本结构形式，如框架结构、剪力墙结构以及筒体结构等，还需要根据不同建筑的功能需求而增加其他的结构，同时这也使得建筑中节点的连接形式更加复杂，不同的构件连接需要利用不同的节点类型，这是关系着高层建筑结构安全稳定的重要因素。另外，高层建筑在增大基层载荷的同时也为竖向结构带来了更多的载荷，对墙体、柱体的结构强度和支撑能力要求更高。

高层建筑的结构设计是一项涉及知识面较广，考虑因素较多的现代化建筑设计方式，在设计中除了要发挥设计的先进性，使建筑功能得到很好的体现，还要做好与经济性的协调工作。

2、高层建筑结构设计特点

高层建筑相较于低层建筑来讲，其结构设计需要更加严谨科学。笔者通过对现有的高层建筑结构进行深入的研究与分析，结合自身对建筑结构设计的理解，提出了高层建筑结构设计不同于其他建筑结构设计的几个特点，主要表现在水平荷载、轴向变形、侧移以及结构延性这几方面。

2.1水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

2.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2.4结构延性是重要设计指标。一般在建筑施工设计中，在保证建筑物应有的强度的同时，要需要保证建筑物具有一定的延性。这是为了使建筑物具有一定的变形能力，以适应因自然环境或人为因素而引起的楼房震动，避免因缺乏延性而在轻微震动中就发生建筑倒塌事故。高层建筑相对于低层建筑来讲，延性需要更大一些，即保证高层建筑的结构更柔一些，这就需要在结构设计中采取合理科学的措施，使高层建筑结构在使用中具有足够的延性。

3、高层建筑的结构体系设计分析

3.1框架－剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架－剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架－剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架－剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

3.2剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架－剪力墙体系。

3.3筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体－框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

4、高层建筑结构设计经济性分析

建筑结构的经济性是衡量建筑结构设计优劣的重要指标之一，一套好的建筑结构设计方案，不但要具有较强的实用性，还需要具备一定的经济性。尤其在高层建筑逐渐成为建筑结构的主流形式的今天，分析高层建筑结构的经济性对于我国建筑业的发展是很有意义的。

建筑结构的经济性是指一项建筑工程项目在以最低的成本投入下，获得最大的效用。其主要体现在建筑材料、空间设计、施工方法、建筑结构设置以及能源资源的利用这几个方面。例如在关于建筑材料的设计中，除了强调改进建筑材料保温性、改善建筑体形系数、提高建筑材料的气密性等一系列节能降耗措施，还要利用结构设计的灵活性，最大程度的减少材料的使用量来达到预期效果。在建筑空间组织、利用的高效化方面，除了要坚持对平面面积的充分利用，还要注重三维空间的挖掘。比如在图书馆设计中提出了“模块式”图书馆的创作思路，将图书馆划分成不同的功能模块，采用不同的层高、柱网，进行类比布局。这样可以减少“三统一”标准空间所造成的浪费，充分发挥空间效益。或者在空间住宅的设计中则对厨房、厕所的上区、卧室上下等潜在空间进行了有效的利用。将每户主、次二个开间设置为不同层高，对应于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空间的使用效益和经济性。