超高层建筑结构设计要点范文

导语：如何才能写好一篇超高层建筑结构设计要点，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。

篇1

关键词：复杂高层 ；超高层建筑 ；建筑结构 ；设计 ；

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

我国复杂高层及超高层建筑不断崛起，建筑企业为了提高自身企业在建筑市场中的竞争力，对复杂高层及超高层建筑结构设计也有了更高的要求。复杂高层及超高层建筑结构设计中包含了诸多设计方面及影响因素，在设计施工前要根据高层建筑规范要求及实际情况进行科学合理的设计分析，确保建筑结构设计施工的科学性合理性，从而提高复杂高层及超高层建筑的安全性能，促使建筑企业走向一个新的里程碑。

复杂高层及超高层建筑结构设计中的抗震设计分析

复杂高层及超高层建筑相对于普通建筑而言，具有一定的特殊性，复杂高层及超高层建筑结构较为繁杂，且具有一定的高度，若出现紧急情况或者是地震自然灾害等不易救援，在这种情况下在复杂高层及超高层建筑中进行抗震设计就显得尤为必要。评价一个复杂高层建筑或者是超高层建筑结构抗震设计是否合格，可以从以下两方面进行分析：

1.抗震设计时要保证其为弹性状态

复杂高层建筑及超高层建筑倘若出现地震自然灾害由于其海拔过高必然会影响到周围的建筑物，给城市带来一定高的灾害，对其进行抗震设计是防患于未然的一种措施，在抗震设计中保持其为弹性状态，能够降低地震对建筑物的损坏率。

抗震倒塌设计

在复杂高层建筑及超高层建筑结构抗震设计中，要对建筑所能承受的地震振动侵害的大小，对其最大地震振动进行计算分析，能够在一定程度上降低地震灾害的侵害程度。其次，对于地震结构设计中的延性构件进行合理设计，其非弹性变形的能力不得超过其本身的变形能力，而对于非延性构件，其承受地震自然灾害的抗压力应该大于其本身建筑所能承受的压力，不论是复杂高层建筑结构设计还是超高层建筑结构设计，都要对其构件进行合理的控制，保持抵抗地震自然灾害的弹性。

复杂高层及超高层建筑结构设计要点分析

复杂高层及超高层建筑在建筑施工中相比普通建筑而言，具有一定的难度，其工程量较大，楼层较高，所以在建筑结构设计中要遵循一定的施工要求，准确把握施工要点，这样才能提高施工质量，保证复杂高层建筑及超高层建筑的安全性及稳定性，以下笔者根据诸多建筑企业进行复杂高层及超高层建筑结构设计施工中所总结的建筑结构设计要点：

重视建筑结构概念设计，着眼整体

复杂高层及超高层建筑其施工程序较为繁杂，在对其进行施工设计时，需要全面把握其结构概念，重视复杂高层及超高层建筑结构的概念设计，要做好复杂高层及超高层建筑结构概念设计，首先，应该从建筑的规则性及均匀性着手，在实际施工中要重视建筑施工中的对称性，保证建筑整体的美观；其次，结构设计中需要多个施工人员的配合，所以在建筑结构概念设计中要注重传力途径的建设，要保证施工中有一条清晰直接的通道实现传力，在传力途径建设中主要从结构竖向传力及抗侧立传力两方面出发；再者，在建筑结构设计施工中，要把握好复杂高层及超高层建筑的整体性，它在一定意义上直接体现了建筑企业的施工水平，另外我国提倡节能减排，建筑企业要想适应这一形势，在超高层建筑结构设计施工中就要融入节能减排的理念，在建筑物内部安装节能设备。

合理选择抗侧力结构体系

抗侧力结构设计是复杂高层及超高层建筑结构设计中的重要组成部分，良好的抗侧力结构设计能够提高复杂高层及超高层建筑的安全性能，为用户提供良好的居住或办公环境，因此在建筑结构设计施工中一定要合理选择抗侧力结构体系。选择合理的抗侧力结构需要了解建筑的实际高度进行科学的分析选择，另外在整个结构设计中要尽量使抗侧力结构体系中的各构件紧密连接在一起，保证其内部构件的整体性。结合建筑实际状况对每种抗侧力结构体系进行分析，了解其在建筑结构设计中所发挥的作用，根据复杂高层及超高层建筑的不同特点及当地的地理环境从而选择正确的抗侧力结构设计方法。

注重抗震设计各个环节的把握

抗震设计是复杂高层及超高层建筑结构设计的重中之重，它直接关系着建筑整体的安全性及稳定性，是确保建筑安全的重要环节，因此在复杂高层及超高层建筑结构设计中一定要严格把控抗震设计中的各个环节，提高抗震设计各个环节的合理性与科学性。在抗震设计中对抗震材料的选择是十分重要的，它在一定程度上直接影响了抗震设计的抗震性能，选择抗震材料要根据复杂高层或者是超高层建筑的特点进行购买，针对不同的高度选择抗震性能等级不同的材料。在建筑结构抗震设计施工前，要拟定行之有效的设计方案，确定建筑结构的变形弹性，在抗震施工中对其变形弹性的把控需要符合地震预期要求，另外还需要合理控制地震作用下的层间位移，进行层位位移在一定程度上能够降低地震给建筑带来的侵害。

全面了解所要设计的建筑结构特点才能准确把握结构设计的要点，在抗震设计中要科学对建筑结构的变形及结构位移进行科学的研究分析，精确两者之间的连带关系，从而更好的进行抗震结构设计，提高复杂高层及超高层建筑的安全性能，延长复杂高层及超高层建筑的使用寿命。倘若该建筑处于地震灾害的常发地区，应该进行多方面抗震设计，提高其抗震延性，增强复杂高层及超高层建筑的抗压力，减少因地震灾害而出现建筑倒塌事件的发生。

建筑结构抗震设计的质量及方法从一定意义上来讲直接决定了其抗震能力及效果，在整个建筑结构抗震设计中，设计人员一定要按照高层抗震设计的相关规定，而后再结合超高层及复杂高层建筑所在的具置，周边环境进行分析，从而制定出符合建筑结构施工要求的抗震设计方案，以便后期施工人员抗震结构设计施工的顺利进行。抗震设计对复杂高层及超高层建筑结构设计具有重要的意义，良好的抗震性能能够降低降低地震自然灾害对建筑的侵害，确保建筑的安全，从而保证住户的人身安全。

总结

复杂高层及超高层建筑与普通建筑相比，施工难度大，注意事项较多，所以要做好复杂高层及超高层建筑结构设计，要结合复杂高层建筑或者超高层建筑所在的地理位置及特点进行全方位的结构概念设计，制定科学合理的设计方案，从而保证设计人员顺利进行结构设计施工建设，提高复杂高层及超高层建筑的结构设计水平，从而确保整个建筑的安全质量，为住户或者办公者提供良好的建筑环境。

参考文献：

[1]陈惠信.对超高层建筑结构设计技术要点的探讨[J].中国建筑工业出版社，2012,10（5）：116-118

[2]陈天虹;林英舜;王鹏种.超高层建筑中结构概念设计的几个问题[J].建筑技术，2011,10（5）：357-359

[3]黄鹤.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨[J].才智，2012,6（12）：45-48

篇2

关键词：超高层；复杂高层；建筑结构；设计要点

1超高层及复杂高层建筑结构设计的要求

（1）科学分析构造。在设计超高层及复杂高层建筑结构过程中，设计人员需要对建筑的整体构造进行合理设计，严格遵循实用性与稳定性的原则，对结构设计细节加以高度重视，加固设计部分应力符合集中的部位。同时设计人员需要综合分析外界的环境因素，如风向风力、温度变化等，以免建筑物出现形变和侧移等问题，确保构造的稳定性[1]。此外，设计人员需要准确把握建筑材料的性能，尤其是材料的形变能力和延展性，以便因材料质量问题而影响建筑构造的使用性能。（2）优选结构方案。结构方案的选择是超高层及复杂高层建筑建设的前提与基础，因此设计人员需要以工程实际情况为依据，科学确定结构方案，在确保结构安全稳定的基础上，协调好建筑成本投入及结构优化之间的关系。同时构建系统科学的评价方案，在评价体系中纳入相关的评价标准，如自然因素、施工工艺、工程材料和设计要求等，然后分析和对比超高层及复杂高层建筑的结构设计方案，优选出最佳方案，保证工程的有序实施。（3）完善计算简图。在结构设计环节，计算简图的目的就是为方案的选择提供数据支撑，达到结构精细化分析的目的。由于计算简图的完善与否直接关系到结构设计的科学合理，因此在实际工作中，设计人员应体现出计算简图的全面性与直观性特征，对结构简图的绘制误差进行科学控制，以便获得关键性的内容，真实准确反映出工程的结构信息，便于工程的顺利开展。

2超高层及复杂高层建筑结构设计的要点

超高层及复杂高层建筑结构设计的要点具体表现为以下几方面：（1）注重概念设计。在超高层及复杂高层建筑的结构设计中，需要高度注重概念设计，适当提高结构的均匀性、完整性、规则性，保证结构抗侧力与竖向的传力路径相对直接与清晰；同时在设计中适当融合节能和环保的理念，构建切实可行的耗能机制，关注材料与结构的利用率，保证结构受力的完整性。（2）加强抗震设计。抗震设计保证超高层及复杂高层建筑安全性的前提与基础，要想做好抗震设计应做好如下几点：①关注抗震结构设计的方法和质量。由于地震作用方向的随机性强，对地震荷载进行准确计算后，需要从构件与结构等方面出发，科学选用抗侧力结构体系，使刚心与形心相重合，提高结构安全性能[2]。②认真考虑抗震设防烈度。抗震设防烈度是建筑结构设计的重要内容，在烈度设计中应以建筑物最大承受强度大小为主，以此增强建筑物的安全性与经济性，有效减少建设误差，保证人们的生命财产安全。③科学选择建材。抗震设计材料应具备材质均匀、高强轻质等特点，并且构件连接应有良好的延性、连续性、整体性，这样才能有效消耗地震的能力，降低地震反应，减少因地震造成的损失。④加强构件强度。为了增强超高层及复杂高层建筑结构的抗变形能力和抗震性能，可以选择强度较大的结构，如钢结构、型钢混凝土结构、混凝土结构等。（3）合理选择结构抗侧力体系。要想保证建筑的安全性，必须要对结构抗侧力体系进行科学选择，但是在选择过程中需要注意几点：①在实际设计环节，应该高度重视相关结构抗侧力构件的联系，使其形成统一和完整的整体。②如果建筑结构中涉及诸多抗侧力结构体系，则需要对其进行认真分析，科学评判其贡献程度，对其效用进行详细考察[3]。③从建筑物实际高度出发，对所学的结构体系进行确定，如建筑物高度不超过100m，框架剪力墙、框架、剪力墙为最佳体系构成；高度保持在100~200m的范围内，剪力墙和框架核心筒为最佳体系构成；盖度在200~300m的范围内，框架核心筒和和框架核心筒伸臂为最佳体系构成；高度低于600m时，衔架、斜撑、组合体、筒中筒伸臂、巨型框架为最佳体系构成。

3结束语

在超高层及复杂高层建筑结构设计过程中，需要对其设计要点进行准确掌握，从施工过程、抗震设防烈度和结构方案等方面处罚，做到科学分析构造、优选结构方案、完善计算简图，并加强抗震设计，注重概念设计，合理选择结构抗侧力体系。这样才能提高材料的利用率，保证建筑结构的稳固性和安全性，增强建筑的整体质量和使用性能，达到良好的设计效果。

参考文献

[1]吴荣德，李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].住宅与房地产，2015，28：40.

[2]胡先林.试论复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建材与装饰，2016，10：124~125.

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关键词：高层建筑；结构设计；对策

中图分类号：TU973文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）51-0054-02

1前言

近20年来，城市建设步伐的加快、经济的崛起，使我国的高层建设发展取得了举世瞩目的成绩，出现了金茂大厦、深圳平安国际金融中心等超高层建筑。这对高层建筑的结构设计来说是一个更大的挑战。文中主要介绍了我国高层建筑结构设计的现状，并针对一些问题提出了相应的对策。

2高层建筑结构设计的现状

高层建筑有利于节约用地，缩短开发周期，从而减少各方投资、加快城市建设，带来较好的经济效益和社会效益。当建筑的高度超越一定程度的时候，它的建造在结构设计、技术应用等都发生了质的变化。同时，高层建筑在设计、技术上也有许多不同于一般建筑的问题需要加以考虑和解决，下面就我国高层建筑结构设计的现状，包括需要注意的几个问题进行讨论：

2.1高层建筑结构设计的原则

目前，我国高层建筑结构设计的原则主要包括四个方面：①结合实际情况，科学合理选择基础方案；②选择恰当的计算简图；③选择合适的、高效的计算工具；④统筹各方面的可行性，选择科学合理的设计方案。

2.2结构体系

现在我国高层建筑结构体系主要分为六大类，包括框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系，其中前三者较常应用于低于250m的一般高层建筑中，而后三者常见于超过250m的超高层建筑中。

2.3结构材料

高层建筑所采用的材料可分钢结构、混凝土结构和钢-混凝土混合结构。钢结构抗震性能较好，但造价高，而且防火性能差；混凝土结构可塑性强，但也存在诸如质量大、构件尺寸大等缺点；钢-混凝土混合结构则是将钢与混凝土组合在一起的结构类型，可以充分发挥钢与混凝土两者的优点，这使这种结构应用相对较为广泛。

2.4高层建筑结构设计要点

控制好高层建筑的高宽比例，确保其稳定性；注意考虑高层建筑在遇到风力和地震力时所产生的水平侧向力；设计要使建筑体型、平面、立面的质量和刚度保持匀称，保证整体结构没有薄弱环节；注意地震、风力、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造；注意考虑周围实际环境以及施工条件。

2.5高层建筑结构设计常见问题

2.5.1扭转问题

建筑结构的刚度中心、几何形心和结构重心为建筑三心，在建筑结构设计时，尤其是在高层建筑设计时，要尽量使建筑三心汇于一点，实现三心合一。如果没有达到这个要求，三心发生扭曲，高层建筑由于其自身的特点，很可能会产生扭转的问题，在水平力的作用下，使高层建筑的结构遭到破坏，影响建筑质量。

2.5.2抗风结构

由于高层建筑的高度原因，使得风在建筑表面的流动性和空气动力效应很容易就发生改变，因此很可能会对高层建筑结构中相对柔软部分产生动力或者静力形式的震动，这对于高层建筑的支撑结构和装饰结构等都会产生较大的影响，所以在具体设计时要注意抗风结构的设计。

2.5.3抗震结构

在当今高层建筑结构的设计中，抗震结构一直都是一个的难点，往往由于各种各样的原因，忽略对抗震结构的科学设计。由于高层建筑结构本身较为复杂，使设计人员在抗震性能计算时，常常不是很精确，导致抗震结构设计存在缺陷，使高层建筑在地震中很容易遭受到强烈的破坏。

2.5.4高层建筑结构嵌固端的设置问题

现在有很多高层建筑都有人防地下工程或者地下室，这就需要在地下室或者人防工程的结构顶板处设置嵌固端，但是由于对嵌固端设置缺乏足够的重视，设计人员在进行结构设计时，常常忽略其细节问题，使高层建筑后期，在嵌固端设置上进行大量修改，给建筑质量带来了重大隐患。

2.5.5短肢剪力墙设置问题

短肢剪力墙是墙肢的截面的高度和厚度比在5~8之间的墙，在高层建筑中，其设置应当要按照施工经验并结合实际实验来进行，而且在其设置时往往有着众多的限制因素，如某些墙肢仅有0.2m厚，而且在梁与墙的结合处，受钢筋、暗柱以及端柱的影响，不但使设计的宽度难以实现，而且可能造成梁的强度不足。而在较短的墙肢上设置短肢剪力墙，很可能会由于墙肢与异形柱在受力性能上的接近，致使截面抗扭性能不高。

3高层建筑结构设计常见问题的对策分析

3.1合理平面布局

高层建筑结构设计过程中，水平荷载对建筑的重大影响、扭转问题的出现一般都是由于三心未合一，使建筑物质量分布不均匀。为避免这种情况的发生，就要求设计人员对高层建筑的设计应当选用相对规则的简单图形，同时尽量避免使用L形、T形、十字形等平面图形，避免建筑结构突出部分过大，尽量确保结构的对称性。

3.2做好抗风结构设计方案

针对高层建筑结构抗风结构进行优化。①基础优化。基础牢固是抗风性能的保证。在基础设计时可选用级配高级的砂石，在基础持力层中加设抗拔锚杆；②增加耗能结构设计。在高层建筑结构设计时，对一些非承重构件可利用耗能构件来抵消风力对建筑的影响；③设计时要注意控制风力引起的水平结构内力与风力自身的叠加形成的更大的水平力，选用高性能混凝土进行施工，抗衡这种叠加力；四是提高结构承载力和抗风力。首先对高层建筑结构承载力、抗风力进行验算，然后以此为基础，制定出一个放大系数，进一步确保高层结构的抗风性能。

4总结

高层建筑结构设计作为一项复杂的综合性技术工作，对于高层建筑的发展有着基础性的指导意义。随着科技技术的不断进步，高层建筑结构设计也将会获得更好的发展前景，要求也会越来越高。

参考文献

[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程，2010，2：214.

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关键词：高层建筑；结构选型；设计要点

中图分类号：TU97文献标识码： A

引言

随着我国经济的高速发展，城镇化进程的步伐越来越快，城市建设的需要与满足可供建设的土地供给之间的矛盾日益突出。但是，科学技术水平的发展和提高为解决这些矛盾提供了选择。高层建筑的出现在一定程度上缓解了这种矛盾。现在，高层建筑的建设规模越来越大，建造速度也越来越快。我国的高层甚至是超高层建筑从无到有，不仅高度不断增加，建筑功能也越来越齐全，而且建筑类型也越来越呈多样化的发展趋势，结构体系的选择也更为灵活。因此，高层建筑不仅节约城市用地，增加城市景观，减少城市基础设施投资，更重要的是能够满足更多人的居住需求以及生活条件的改善。

1、建筑结构选型的重要意义

近年来，伴随城市化进程的不断推进，高层建筑逐渐成为了建筑行业的主要施工项目，这使得建筑结构的选型也主要以高层建筑为主。高层建筑的结构可供选择的类型有很多种，其中能够有效加强高层建筑抗震能力的结构则运用的比较广泛。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，因此控制好高层建筑的质量和抗震效果显得更加重要。但在建筑结构的选型上却是不确定的，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。当前的建筑结构选型具有较高复杂性，在这样的条件下只有对各类相关要素进行综合考虑才能够确保建筑结构选型的合理性，进而保证建筑结构可以满足使用功能、经济效益以及美观性和质量性等多方面的要求。

2、对高层建筑结构选型的思考

2.1从建筑结构部位的角度进行分析

按照建筑结构部位主要可以分为竖向承重结构的选型、水平承重结构的选型以及下部结构的选型。在对竖向承重的建筑结构进行选型的时候，最先要考虑到的一点就是建筑物的高度以及建筑物的用途(是住宅还是办公楼)。因为不同的结构体系对于建筑强度以及刚度的要求是完全不一样的。因此，它们适应的高度也是不尽不同。通常说来，框架结构一般是用于建筑高度不是很高、层数也不多、对设防烈度的要求也比较低的建筑设计当中。框架―剪力墙结构以及纯剪力墙结构则可以满足大多数建筑物对高度上的需求，而在建筑层数较多且对设防烈度要求较高的时候，则最好选用筒体结构。除此之外，在进行建筑结构选型的时候还要考虑到建筑物的用途，如果是用作住宅的话则一般采用剪力墙结构。

2.2经济因素

在进行建筑结构的选型时要对经济因素做好分析，系统的考虑结构方案经济性。不仅要考虑到某个结构方案付诸实施时的一次投资费用，还应当考虑到其全寿命周期的费用。在进行结构的施工过程中还应当注意到建筑结构中的安全问题，一些建筑结构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。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，许多建筑的投资都比较巨大，并且在所属区域一般都是当做代表性建筑来建造的。所以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，在进行结构的选型时务必要强化结构的可靠性，强化建筑的整体性能质量。

2.3高层建筑结构选型中结构的规则性

结合结构承载能力、刚度和变形能力是必须所具有的；应注意破坏而导致的由部分结构或者构件给整个结构失去承受重力荷载、风荷载和地震作用能力的不良结果；对可能产生问题的薄弱部位所应该采用的有效手段予以提高。高层建筑的结构体系大概适宜以下有关的要求：要想使局部突变和扭转效应而形成薄弱部位得到合理的解决方法，就必须要做到使结构的竖向和水平布置应该具备合理的刚度和承载力分布；应具备多道抗震防线。规则平面布置需要满足的结构要求。结构平面布置首先要斟酌出对抵抗水平和竖向荷载的有利条件，明确的受力，直接的传力，达到对称均匀，在某一程度上减少扭转所带来的影响。由于在地震的作用，力求简单规则是建筑平面必须的关键，在风力推动下可以适当放宽。有关于抗震设防的高层建筑，简单、对称、规则是平面形状的主要规则，这样可以有效减少地震带来的危害。

2.4建筑结构受力准确性

使用结构不同导致受力方式也有所不同。要根据结构和受力等方面，认真选取适宜方案，要布局合理，遇到突发灾难时能够有效地抗风避震、防火防水，保证建筑物的安全稳定。在风力较大的地壳运动频繁地区要重视结构的强度和变形范围内的结构质量，减小建筑因受力时结构不稳定而导致的对人造成的不适感和建筑的不安全性。在地壳运动频繁区域，由于地壳运动具有多变性，现在科学技术发展的程度难以精确地判断地震中心和地壳运动时间。所以在施工设计中，不仅要通过精确仪器的计算得到精确结构体系结论，还要统筹考虑周边环境进行实际勘察。在实际施工场地施工时要因地制宜，选择合理的结构形式，确保结构受力方式的准确性。

3、高层建筑结构设计要点

3.1基础设计问题

地基是建筑施工的基础，建筑设计人员在高层建筑结构设计的过程之中需要首先全面了解建筑地质情况，分析建筑结构和建筑环境，结合环境和施工条件,切实提高建筑结构设计在施工过程中的可实行性。我国国土辽阔建筑环境迥异地质情况也各有不同，所以设计人员需要深入研究地质状况确保施工的顺利进行。建筑结构设计人员需要首先勘探水位进一步综合考虑地质数据、上层结构类型、使用功能和施工条件。再者设计者还需要研究周围建筑环境的安全度从而观察建筑物倾斜或者沉降情况。最后设计人员还需要了解建筑物设置位置和标高，分析建筑施工的科学性从而确保建筑工程施工的顺利进行。

3.2水平荷载成为决定高层建筑结构设计的决定因素

（1）由于房屋的自重与楼面所使用的荷载在竖构件里面所引起的轴力与弯矩只和房屋的高度成正比。而水平荷载对于结构产生的倾覆力矩，还有因此而在竖构件中所引起的轴力，其与房屋高度的二次方成正比。（2）对某一定高度的房屋来说，竖向荷载在一定程度上是一个定值，但是由于水平荷载与地震的作用，它的数值伴随着结构动力特性的不同而产生相对较大的幅度的变化。

3.3结构平面设计

使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀是在高层建筑的一个独立结构单元内所必须具备的条件。在高层建筑的一个独立结构单元内不应采用极其不规则的平面布置，否则带来的后果是我们无法预测和估计的。抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑，其平面布置的要求应遵循简单、规则，减少偏心。这样可以有效规避地震给高层建筑带来的危害，可以达到有效抗震的目的。

3.4结构延性

在地震的作用下高层建筑结构因具备很好的柔和性会形成很大的变形。为了提高其抗震性能投计人员需要强化对建筑结构塑性形变确保其具备较好的抵抗变形能力。在高层建筑结构设计的过程中对高层建筑结构进行合理的强度强化合理处理高层建筑边角和底座等部分确保其具备充足的延性,从而加强高层建筑的安全性和稳定性。

3.5抗震及连梁

在进行高层建筑抗震设计的过程之中,一般情况下高层建筑不使用单纯的框架结构体系而是会选取框架--剪力墙、剪力墙、筒体结构等来实现对自身结构的加固提高其抗震性能。这以上方法可以有效地提高对地震的抵抗效果从而提高建筑结构的经济性。在框架--剪力墙结构中投计人员可以降低连梁的刚度折减刚度系数。如果在折减之后建筑结构仍然无法满足设计的需要和设计要求投计人员可以适当内调幅连梁然而在实际调幅的过程中还要保证调幅力度应低于20个百分点。

3.6框剪结构中剪力墙数量的优化

钢筋混凝土框架―剪力墙结构体系是震区高层建筑使用较为广泛的结构体系，不仅能为建筑设计提供大空间，且结构具有良好的抗震性能。但是这种结构体系中，剪力墙的数量的最佳配置不仅反映结构的安全性，更是衡量技术经济性的重要指标。钢筋混凝土框剪结构中，满足抗震规范层间位移角限值规定的最少剪力墙数量就是剪力墙数量的最佳配置，且布置对称、均匀。

3.7竖向荷载设计

在自身情况下应减轻重量。在某些程度上使高层建筑减轻自身重量比多层建筑更具有实际意义。从地基承载力或桩基承载力的情况下分析，假设在同样地基或桩基的条件下，且不增加基础造价和处理措施的情况下，采取减轻房屋自重是可以有效解决问题的方法，这样可以多建层数，在软弱土层上的经济效益就会体现出来。因为地震效应与建筑的重量是成正比的关系，所以房屋自重减轻的是可以有效改善结构抗震能力的有效途径。高层建筑重量大了，可以提高作用于结构上的地震剪力，而且重心高地震的作用还可增加高层建筑的倾覆力矩，会大大提高对竖向构件所产生的附加轴力，从而导致附加弯矩更大。

结束语

高层建筑业在一步步向前发展，市场需求也日趋复杂化和多元化。为能够满足当前的市场需求，高层建筑结构设计师必须严格按照设计标准来执行并充分发挥主动性和创造力，以工程实际情况为依据，掌握高层建筑结构设计的难点及要点，设计出理想的格局，为后期施工创造良好的设计版图。

参考文献

[1]谢琳琳.关于高层建筑结构选型决策的研究[D].重庆大学,2001.

[2]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆大学,2006.

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【关键词】建筑；结构设计；注意；因素

引 文：

当今社会，随着人们对居住空间的要求越来越高，同时对住宅的布局以及装饰也越来越高，使得目前的建筑形式向多元化发展，并且随着高层建筑的大量出现，满足了人们对居住大空间的要求，同时也使得城市用地紧张的情况得以解决，但是，随之而来的问题也出现了，因为高层建筑本身的特点决定着建筑结构的特殊性，比如结构复杂，建筑施工的工作量很大，施工的周期较长等，所以，如果在结构设计方面发生问题，不但会使得经济造成巨大的损失，而且也会危及人们的生命以及财产的安全，因此，我们要对高层建筑结构设计要点严格把握，并且对工程施工的各种相关因素全面考虑，详细的分析及把握影响建筑质量的潜在问题，从而采取有效的方法及措施进行防治。

1高层建筑结构体系

1.1高层建筑的剪力墙体系。

在高层建筑中设计中结构体系中，其重要组成部分就是剪力墙，在高层建筑承受风荷载或高层建筑承受地震方面，剪力墙有着积极性的作用。因为其不仅对结构中水平构件所产生的竖向荷载能够承担，而且对外部因素所引起的振动作用也能够承担。

1.2高层建筑的框架―剪力墙体系。

高层建筑中常见的结构体系就是框架―剪力墙体系，垂直荷载的力量是框架所能承受的，而剪力墙所承受的则是水平剪力。剪力墙的设置不仅能够在很大程度上增强建筑的侧向刚度，使其水平位移变小，而且还能够使框架所受的力实现均匀分布。

1.3高层建筑的筒体体系。

高层建筑筒体结构体系由框架―剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的。筒体结构体系是将剪力墙或密柱框架集中到建筑的内部和而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，目前在高层建筑中被广泛应用。

2高层建筑结构设计要点分析

2.1选择合理的结构方案。

高层建筑的结构设计不仅要具有较高的经济性，更要满足使用性及合理性，因此在进行高层建筑结构设计时，首先就要选取一种既可行又满足较好经济性的结构形式及体系。其中要注意如下问题：首先在同一结构单元中，最好不要混合使用不同的结构体系，同时还要综合考虑使用要求、地理环境及施工条件等实际情况，还要协调好建筑电气及水暖等配套设施的设计，从而选择最优的建筑结构体系。

2.2选择合适的基础方案。

综合考虑高层建筑物的上层结构类型和地基的承受能力，对建筑物的结构设计。尽量充分利用地基的承受强度，建筑合理的高度，必要时要求进行地基变形的检验。根据当地的地质调查结果，对高层建筑结构基础设计。建筑设计人员在进行建筑地基基础设计的时候，必须要根据当地的设计规范标准，由于我国各个地方都会有自己地区规划制定的《地基基础设计规范》 ，各个地区制定的规范对建筑结构设计师在设计时有着非常重要的帮助。

2.3选用适当的计算方法及简图。

在高层建筑结构设计中，要注重相关计算方式的选择，从而保证强度等计算结果能够满足真实情况，从而更好的为结构设计提供依据。此外，由于建筑结构设计是在结构计算的基础上开展的，一旦计算方式不准确，导致计算结果有误，就会严重影响高层建筑的结构设计质量，更可能造成安全事故的发知，并带来巨大的损失，因此在高层建筑结构设计中，要注意相关计算方法的选择及计算简图的选取。同时，计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2.4正确分析计算结果。

计算机技术是在结构设计中普遍采用的技术，但是随着目前软件种类繁多，软件的不同往往也会导致计算结果的。所以，设计师要对程序的适用范围以及条件进行全面的了解才可。设计师在拿到计算结果时一定要对其认真分析，并且慎重的校核的原因是计算机在辅助设计时常常会因为结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷从而导致计算结果错误，这就需要设计师以此做出合理判断。

2.5采取相应的构造措施。

“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”是在进行高层建筑结构设计时需要牢记的，并且一定要注意构件的延性性能；对薄弱部位加强；对钢筋的锚固长度也要注意，更要注意的就是钢筋的执行段锚固长度；同时对温度应力的影响力等也要考虑。

2.6高层建筑结构抗震设计。

由于高层建筑的楼层数较高，特别是某些超高层建筑，如果遇到如地震等灾害时，其抗震能力得不到有效的保证，就使其变形及破坏力都会远远的大于其它类型的建筑，因此要综合多方面因素，全面的提升高层建筑的抗震能力。

首先要注重地基的选择及设计，高层建筑最好应建筑在土地较硬的地区，并远离河岸，同时还要注意，不要在断层或地陷等较易发生地震的地区建造，如果地基选择不合理很可能影响到其抗震能力。其交，在设计阶段还要注重建筑材料的选取，将钢筋与混凝土结合在一起的建筑形式主要是利用钢筋与混凝土具有相似的膨胀系数，在任务环境下都不会产生过大的应力，同时这两者之间的粘结性很好，特别是将钢筋表面预置肋条或在钢筋的端部弯起弯钩，可大大的提高钢筋与混凝土之间的拉力，可以更好的提高建筑的强度及抵抗外力的能力，从而更好的满足人们的使用要求。而在高层建筑的设计施工中会在框架结构中融入一定的剪力墙结构，从而更好的实现不同建筑的功能及相应的强度要求。

2.7建筑结构模型的优化

建筑结构的好坏，与国计民生息息相关，即建筑工程与人民群众具有紧密联系，因此，在设计民用建筑结构模型时，应该对设计方案进行合理性优化，保证房屋的各个细节都能得到合理性优化，比如围护结构、 结构体系等，使建筑具有较好的承重能力。 在设计建筑结构模型时，经济性原则、 安全性原则是不可忽视的，同时，想要最大化实现经济效益，必须使建筑结构成本降到最低。

3结束语

综上所述，我国城市化建设速度的不断加快，使得提高城市土地利用率的相关问题越来越被社会所重视，与此同时，各种形式的高层建筑拔地而起，从而为缓解了城市居民住房紧张问题，但是由于高层建筑本身的结构特点，决定着其相应的结构设计必须满足一定的强度及使用要求，这对建筑设计师来说是一项艰巨的任务。要想保证高层建筑施工质量，首先在结构设计阶段就要保证其设计方案完全符合国家的相关标准，并结合其实际用途，紧抓设计要点，并对较易发生的潜在问题的设计进行及时排除，确保施工方案得以顺利的展开，从而保证整体高层建筑的施工质量，为人们的正常使用提供较高质量的保障。

参考文献：

[1]吉柏锋，瞿伟廉.下击暴流作用下高层建筑物表面风压分布特性[J].华中科技大学学报（自然科学版），2012（9）.

[2]张莉华，万怡秀，陈燕，严开涛，罗志国.广州珠江新城J1-1地块综合楼超高层建筑结构设计[J].建筑结构，2012（9）.

[3]文勇.水平荷载在高层建筑结构设计分析中的重要作用[J].科技创新导报，2010（25）.

篇6

关键词：超高层；建筑设计；绿色策略

建筑工程对自然资源的消耗比较大，所造成的污染和浪费的情况也比较多，在以前对建筑的建造要消耗大量的树木以及土地，对环境造成了很大的伤害，为了对环境的问题进行治理，就必须要提高我国的建筑水平，减低对资源的消耗，使用新型的能源进行建筑，保证建筑的过程的低碳性。要做到这些必须要在建筑设计的阶段注意对这些问题的处理，从建筑设计上对整个建筑的绿色性以及环保性进行合理的规划，从而从根本上提高我国的建筑水平和人们的生活质量，促进我国社会的可持续发展。

1、超高层建筑设计的发展趋势

人类社会的发展伴随着对环境的破坏，尤其建筑规模的扩大对城市的土地资源的占用也与日俱增，随着城市化的不断发展，城市人口也越来越多，所需的住宅也就越来越多，普通的住宅已经不能满足人们的生活需求，而且对土地面积的占用也很大。超高层建筑的出现可以有效的解决对土地占用的问题，但是同时也伴随着对自然资源的消耗问题，为了保证超高层建筑的稳定性和可靠性，对混凝土以及钢筋的消耗也比普通的建筑更多吗，这也就造成了超高层建筑的不够节能环保，对资源消耗过大，也容易产色灰姑娘很大的浪费的问题。随着社会的不断发展，人们也逐渐意识到了保护环境的重要性，所以对超高层建筑的节能性和环保性也就更加的重视，并认可的超高层建筑的低碳以及绿色建筑的理念。绿色建筑就是低资源消耗，高自然资源的利用率，产生的污染也少。所以在对超高层建筑进行设计的过程中要考虑到对资源的消耗问题，采用新型的设计材料可以代替一些不可再生的资源进行建造，可以有效的提高建筑的水平，另外设计人员也可以通过对室内的采光以及通风的设计，减少对电能的消耗，更多的对可再生的自然资源进行利用。

2、超高层建筑设计绿色策略应用的必要性

通过对上述内容的介绍我们知道绿色的超高层建筑和普通的超高层建筑相比更具有优越性和环保性，通过对新能源的采用以及对室内采光以及水系统的设计可以提高对资源的利用率，从而减低了对资源的浪费，节约了大量的成本，使得超高层建筑的经济效益和环境效益都得到了提高。绿色的超高层建筑还可以实现对电能以及水资源的循环利用，并可以利用太阳能对室内的温度进行调节，节省对空调的使用，减低了对环境的污染，同时通过采光的设计，也可以降低了电能的使用，从而也实现了真正的环保节能，促进了我国建筑水平的提高。所以绿色的超高层建筑是社会发展的必然趋势，可以推动我国环境的水平的提高，促进我国城市化又好又快的发展，进而也推动了我国经济和环境的共同发展。

3、设计要点

在我国的建筑中，超高层建筑和哦普通的建筑存在着很大的不同，这其中最明显的不同之处及时高度，因为层数多、高度高所以对设计技术以及施工的要求也是非常高的，要建设一个具有安全性和绿色性的超高层建筑就必须要严格按照设计的原则以及功能性进行设计，对高层建筑的节能方案进行研究，设计出符合建筑实际的绿色建筑。超高层建筑的设计的要点要从其内部空间的设计以及房顶的设计来考虑，才能设计出低碳环保的绿色建筑.

3.1空间组织

在进行绿色超高层建筑设计中要注意对空间的设计和布置，超高层建筑对地面的占用面积相对比较少，但是对高空的面积占用比较多，.对城市中的空间的影响以及人们生活的影响也比较大，所以对其外形以及功能的设计尤为重要，所以为了提高超高层建筑的空间感，就要对其内部的空间分布进行研究，并设计出合理的空间感，比如可以把超高层建筑设计成一个多功能的建筑，为人们的生活提供更多的便利.另外还可以通过对室外装饰设计，为了降低超高层建筑对人们的压迫感，使得超高层建筑和周围的建筑以及街道能够更好的融合，可以在高层建筑上画一些图案或者设立一些生活化广告招商的位置，这样不但可以提高超高层建筑的环保性还可以起到美化城市的作用。同时设计人员还要注意在进行超高层建筑设计中对低碳材料的选择，尽量不要选择那些对城市有污染的材料，也要注意对通风位置以及采光设备的设计，这样可以有效的对建筑室内的温度进行控制，还可以降低建筑施工中对环境的破坏以及对资源的浪费。

3.2顶部设计要求

超高层建筑顶部是构成城市天际线的重要因素之一，造型独特的顶部设计对超高层建筑的整体形象起着画龙点睛的作用，并成为林立在建筑群中区别于其他建筑的一个重要标志。如要使超高层建筑的顶部在白天透射出天空的湛蓝，晚上成为灯塔，其顶部与主体立面形成退台，这就需要通过增加高度来进行视觉修正。运用”隐蔽”的手法：采用高高的女儿墙.精巧的屋顶，半透明的建筑材料将顶部的功能用房隐藏起来。顶部条纹在材料、色彩上和中段相呼应。主楼的平面呈切边三角形，为不等边六角形，顶部则收缩为三角形，就象一颗璀灿的钻石镶嵌于屋顶，装点着城市的天空。若在顶部不仅设置设备用房，而且再设置一个空中会所，集休闲、娱乐、餐饮于一体，即解决了隔热、遮阳、改善室内微气候以及节约资源等功能，又使人能感到前所未有的大气之感，一览众山小的气魄.望尽全市风景。

4、结构体系

超高层建筑高耸挺拔，但对结构设计无疑是个不小的挑战，地震作用是决定选择其结构体系的关键。显著提高工作和生活效率：超高层建筑将工作和生活设施适当集中，一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决，极大地方便了人们工作和生活。根据超高层建筑结构的复杂程度和不规则性，确定结构抗震性能化设计的合理性能目标，采用弹性、弹塑性的方法进行分析，对结构不同部位采取不同的加强措施。人为控制结构在地震作用下的损伤顺序和程度，达到合理的结构抗震设计。虽然钢结构体系在超高层建筑结构设计中具有很多优点，但其缺点是导热系数大、耐火性差。因此，结构体系为全现浇钢筋砼结构体系，主楼平面呈切边三角形，利用楼、电梯间墙体形成内筒。

5、结语

总之，在现代城市的发展进程中，超高层建筑必将成为未来主要的城市建筑发展方向，为了减少建筑对自然生态环境的破坏，促进绿色城市建设的发展，在进行超高层建筑的设计中，必须要引入一定的绿色策略，通过对空间组织以及结构体系等方面实施环保节能的技术措施，加强建筑的节能多元化发展。使超高层建筑真正成为一个具有节能、环保、绿色品质、景观特色以及实用价值的现代化城市建筑。

参考文献：

[1] 穆慧敏. 谈绿色建筑与节能环保的关系[J]. 黑龙江科技信息. 2008（22）

篇7

关键词：高层建筑结构设计

Abstract: with the development of urbanization and the land for construction of tension, high-rise buildings will increase. The structure of the high-rise building design not only should guarantee the safety of the high-rise building has enough, should also guarantee the structure rationality, efficiency. In this paper, the structure design of high-rise building several issues to discuss.

Keywords: high-rise building design

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A文章编号：

前言

高层建筑在造型形式不断翻新、高度记录一再被打破的同时，其内部空间构成的模式也发生了很大的变化。建筑产品的这种系统的密集性、交叉性及最终的整体性，最主要的表现还是在高层建筑上。高层建筑的显著特性是“高”，由于其“高”而引发了它与诸多不同于其它建筑的特点。

1高层建筑结构设计的意义

高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。

2高层建筑结构设计方面的原则

2.1选用适当的计算简图：结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2.2选择合适的基础方案：基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。 

2.3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，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总而言之，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析，并与建筑、电、水、暖等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。

2.4正确分析计算结果：在结构设计中普遍采用计算机技术，但是由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时，由于结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。 

 2.5 采取相应的构造措施：结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的执行段锚固长度；考虑温度应力的影响力。

3 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、机电管道的设置、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；

3.1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；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。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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

4 我国的高层结构建筑的发展

     4.1 钢材的国产化

国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB 4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/ T1591-94)又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。

4.2 钢结构设计国产化

国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。

    4.3 高层及超高层结构体系

对于高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过100m为超高层建筑。

      对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框―筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

5 结语

近些年来，我国的高层建筑建设发展迅速。但从设计质量方面来看，并不理想。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量口渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。

参考文献：

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关键词：刚性加强层；高层建筑；结构设计

高层建筑中，当筒体稀柱框架结构高宽比较大（＞6）、筒体高宽比较大时（＞12），常在设备层、避难层设置整层高的刚度较大的从核心筒体外伸的斜腹杆衍架、直腹杆空腹析架、实体梁等，简称刚臂，将核心筒体和周边框架柱连接起来，以进一步发挥周边框架柱的轴向刚度作用，吸收更多的水平荷载，产生的倾覆弯矩，从而达到进一步有效提高结构的整体抗侧刚度，以既满足建筑平画功能的要求，又能满足结构的位移、强度、稳定、延性的要求。这时设备层的避难层同时又成为结构的刚性加强层，整个高层建筑结构称作带刚性加强层的高层建筑结构。

1 刚臂的形式、种类和构成

刚臂按其材料划分，可分为钢，钢混凝土组合，钢筋混凝土三类。钢结构的刚臂—般由斜腹杆桁架构成宜与钢结构的核心筒钢支撑或钢框架以及周边钢框架枝铰接相连。钢混凝土组合的刚臂，型钢外包混凝土组合时，宜与型钢外包混凝土的核心筒、周边框架柱刚按相连；钢管内填混凝土组合时，宜与钢管内填汉凝土混凝土的周边框架住、核心筒铰接相连。钢筋混凝土的刚臂一般宜与钢筋混凝土的核心筒、周边框架性刚接相连。这主要是从材料、构造的施工方便可行性考虑的。刚臂按其组成形式来看，可有斜腹杆铰接、刚接桁架，直腹杆刚接空腹桁架、实体梁(开洞或不开洞)、铰接交叉、K形、形等支撑体系。刚臂的形式、种类、材料的选择主要取决于主体结构的材料、形式，建筑、设备的功能需要，刚臂结构的受力、延性、刚度要求等。

2 刚性加强层结构的设计要点

1、刚性加强层结构的刚度匹配

刚性加强层结构的研究表明，刚臂、框架柱与筒体之间的刚度匹配极其重要。刚臂线刚度一般均小于筒体线刚度，研究表明，当刚臂与筒体的线刚度之比β1=0.1～0.3时，随着刚臂刚度增加，整体结构的抗侧刚度提高十分明显，且在β10.3时达最大；当β1＜0.1时刚臂过弱，作用极微；当β1＞0.3后，整体结构抗侧刚度增加不多。框架柱的整体抗侧刚度一般取比较接近和大于筒体刚度，研究表明，当框架柱整体抗侧刚度与筒体刚度之比β2＜3时，随着框架柱轴向刚度增加，整体结构抗侧刚度增强效果十分显著，当β2＞3后，效果不明显。

2、刚性加强层合理数量及其最佳位置

刚性加强层结构的研究表明，随着刚性加强层数量的增加，整体结构抗侧刚度增强，但

当刚性加层数量超过6个时，其效果不很显著。所以，一般而言，刚性加强层数量不宜超过6个。对于超高层建筑来说，一般每15～20层需设置一个消防避难层，若利用它兼作刚性加强层，很显然对于100层左有的超高层建筑刚性加强层数量一般在4～5个左右，是可行的。考虑到满足建筑功能的要求，刚性加强层一般宜沿建筑物高度均匀分布设置，这样的布置，结构的抗侧性能一般是比较好的。当结构和筒体高宽比不是太大，只需要一个或二个刚性加强层即能满足要求时，研究表明，一个刚性加强层时最佳位置在中部偏上0.6H左右，二个刚性加强层时，最佳位置可在顶层，中部0.5H左右，H为结构总高；

3、刚管的合理构成

刚臂的平面位置设置要注意宜与筒体的转角节点、丁字节点相连．以充分发挥筒体和刚臂的作用，要避免刚臂与筒体的非转角，丁字节点的墙体垂直相交连接，以避免刚臂支座节点处筒体局部墙身应力过于集中，刚臂作用受到削弱。同时，刚臂的合理构成要注意到，尽量避免和改善由于刚臂的设置带来的刚性加强层本层及上下楼层框架桂的层间水平剪力及其弯矩的急剧增大、应力集中，从而产生薄弱环节——结构薄弱层。

这是因为，当整体结构在水平荷载作用下结构发生侧移变形时，刚臂与筒体、框架柱相连的节点将发生侧移和转角，当刚臂与筒体、框架柱刚接时，由于刚臂的线刚度一般远大于框架柱的线刚度，刚臂将强迫框架柱节点发生转动以达到变形协调；而刚臂实际一般又是置身于一个层层具有楼盖，楼面梁将筒体与框架柱连成整体的一个筒体稀柱框架结构之中。刚性加强层的上下各层楼盖与筒体相连又向时要约束框架柱各楼层节点的侧移变形，从而使刚性加强层及其上下楼层的框架柱在水平荷载作用下产生较大的层间水平剪力和弯矩。分析研究表明，当刚臂与筒体、框架柱刚接，而楼盖与筒体、框架柱铰接时，虽然此时刚臂的抗侧效果最大，但相应应力集中最为尖锐。建议这种情况下，刚臂宜做成铰接的斜腹杆衍架或支撑，以释放此部分应力集中；同时又仍能发挥刚臂的巨大作用。反之，当筒体稀柱框架结构的楼面梁层层刚接整个结构已经具有一定的刚度时．框架柱已经承担了相当部分的整体倾覆弯矩，已经对整体结构抗侧作出较大贡献，此时刚臂的进一步设置，起到了进一步增强结构抗侧刚度的作用，相应也带来了一定的应力集中，但应力集中的现象大有改善。所以本质上讲，刚臂层多设，刚臂刚度适当减弱，刚接楼面梁刚度适当加大，有利于改善应力集中。

刚臂的合理构成还要注意要使刚臂自身具有较好的延性。由于刚臂对结构的抗侧贡献很大，刚臂较好的延性实现对整体结构的延性将起到很大的作用。所以建议在铰接的斜腹杆衍架，支撑的刚臂中引入阻尼；在刚接的刚臂中，采用空腹桁架或带开孔的弱连梁的实体梁，以便塑性铰能在空腹衍架中的直腹杆杆端、实体梁洞口连梁梁端实现。

4、带刚性加强层结构的地震响应

地震波输入动力计算分析表明，由于刚性加强层的引入使结构的刚度沿竖向有突变，带刚性加强层的高层建筑结构的地震响应十分复杂。结构设计必须要针对具体工程认真做好地震荷载动力分析。从刚臂的层数，刚度构成，楼面梁、框架柱、筒体刚度的协调入手，分析调整，以减小结构地震响应的不利影响。

5、带刚性加强层结构的施工模拟分析

高层建筑竖向主体结构构件在垂有荷载作用下的压应力水平不可能完全一致，这主要是由于高层竖向主体结构构件不仅要承受垂直荷载，还要承受水平荷载引起的剪力。

竖向构件在垂直荷载下压应力水平的差异，不可避免地要引起竖向构件在垂直荷载下的弹性压缩变形、徐变压缩变形的差异，相连的楼屋盖水平构件必定要参与协调，减小此差异变形，同时承受附加的内力。竖向构件的压应力水平调正协调的过程就是二次应力产生转移的过程。

实际的结构通常是随着施工逐层形成，垂直荷载力的大部分——结构自重，也是随之而逐层施加到结构上去的。对于带刚性加强层的高层结构，由于刚臂的刚度远大于楼面梁刚度，其调正协调竖向构件竖向变形差异的能力更强，贡献更大；相应承受的内力也最大，施工模拟的计算准确更显尖锐和重要。

实际工作中建议为减缓刚臂因垂直荷裁下竖向构件变形协调而产生过大的应力集中，利于结构更好地抗侧工作，可采取则臂设后浇带的方法来基本消除这部分附加二次应力；因为竖向构件差异压缩变形中的弹性变形部分、初期徐变部分在刚臂后浇带合拢前已经发生，从而可大大减轻刚臂的负担。有利于整体结构更经济合理有效的工作。

参考文献

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【关键词】高层建筑；设计；原则；指导作用。

Abstract：High-rise buildings in the city building in the current ratio gradually increases, high-rise buildings, general building, whether in design or in practice, more areas requiring attention, the article discusses the basic principles of high-level design of building structures, characteristics,and recurring problems of a certain role in guiding the discussion, the high-level design of building structures.

Key words： high-rise buildings; design; principle; guiding role.

中图分类号：TU973 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

0.绪论

随着社会生产力以及科学技术的逐步发展，我国大中型城市的城市化进程加快。作为城市化发展标志之一的高层建筑以其宏伟的高度及巨大的体量给人类一种强烈的视觉震撼。同时，随着全国工业水平的不断上升，各地城市人口剧增，为了满足城市居民对住房的需求以及改善人们的居住环境，高层建筑的建造是必然的。在高层建筑百年的发展过程中，现代高层建筑已经不仅仅单纯地为满足其使用功能，建筑结构工程师在高层建筑设计中如何更好把握设计要点，直接影响到建筑整体结构的安全、美观、经济及合理性。

高层建筑结构设计原则

（1）选择正确的计算简图：结构计算是在计算简图的基础上开展的，计算简图选着不当会导致结构安全的事故频繁发生，故选择正确的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应该有相应的构造措施来保证其在实际应用中的适用性。如实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点或刚结点，但与计算简图的误差必须在设计允许误差范围之内。

（2）选择正确的基础方案：基础设计应根据实际工程地质条件，对上层结构类型和载荷分布，邻近建筑物影响和施工条件等等多方面因素进行综合分析，选择经济、合理的基础方案，在设计时要最大限度地发挥地基的潜力，必要时应该进行地基的变形验算。基础设计应该出具详尽的地质勘察报告，对某些缺少地质报告的建筑也应该进行现场查看以及参考邻近建筑资料。一般情况下，同一结构单元不能用两种不同的类型的基础方案。

（3）正确选择结构方案：一个正确的结构方案，总的来说就是一个切实可行的结构形式及结构体系。结构体系应做到受力明确，传力简单。在同一结构单元内不宜选着不同结构体系混用，位于地震区单元应充分考虑平面和竖向规则。具体说来就是必须对工程的设计、原材料供给、周边地理环境、现有施工条件等具体情况进行综合分析，并与建筑方、电、水、暖等供应商等方面充分协商，在此基础上进行结构方案设计，确定正确的结构方案，必要时要进行多方案比较。

（4）正确分析计算结果： 现在结构设计中普遍采取计算机技术，但是由于目前计算软件种类繁多，不同软件又往往导致计算结果不尽相同。因此要求设计师应对计算软件的适用条件进行全面的了解。在利用计算机进行辅助设计时，由于结构实际情况和设计程序不相符合，或者由于人工输入错误 又或者软件本身存在缺陷均会导致错误的计算结果，因此要求结构工程师在拿到计算机计算结果时应结合实际情况认真分析，做出正确判断。

（5）采取正确的构造措施：做结构设计时始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉的原则”，同时注意构件的延性性能，增强薄弱部位受力性，注意钢筋的锚固长度、力度，特别是钢筋的执行段锚固长度；充分考虑温度应力的影响力。

高层建筑设计特点

高层建筑的设计特点集中体现在水平荷载、轴向变形、结构延性和侧移等方面。其中由水平荷载对结构产生的倾覆力矩而引起的轴力和楼房高度的两次方成正比，而在一些竖构件中，由楼房的自重及楼面使用荷载而产生的弯矩数值和轴力仅和楼房高度的一次方成正比，另外由于竖向荷载为确定值而水平荷载具有不确定性，所以，水平荷载在高层建筑中具有决定性作用 。

由于在水平荷载下的结构侧移变形会伴随着高层建筑楼层高度的增加而逐步增大，所以，结构侧移是高层建筑设计的关键因素及控制指标。结构延性也是高层建筑设计的重要指标。为保证高层建筑足够的结构延性，使之结构在进入塑性变形阶段仍然有较强的变形能力而不至于自身倒塌，须在其结构上采取适当的措施。此外，在高层建筑设计中同样不能忽视高层建筑的轴向变形因素。

高层建筑结构体系

（1）框架-剪力墙体系。当单独框架体系的强度及刚度不能满足实际要求时，此时需要在建筑平面的适当位置增加较大的剪力墙来替代部分框架，这便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平方向力时，框架及剪力墙通过有足够大刚度的楼板及连梁组成协同工作的结构体系。在此体系中框架体系主要承受垂直荷载，而剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线一般呈弯剪型。剪力墙的增加， 增大了结构的侧向刚度，使得建筑物的水平位移减小，同时框架承受来之水平方向剪力显著降低并且内力沿竖向的分布也趋于均匀，所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于单纯框架体系。

（2）剪力墙体系。当受力的主体结构全部是由平面剪力墙构件组成时，就形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，一片剪力墙就承受了全部的垂直荷载及水平力。 剪力墙体系属于刚性结构，其位移曲线一般呈弯曲型。剪力墙体系的强度及刚度都比较高，且有一定的延性，传力直接，整体性能好，抗震、抗倒塌能力强，是一种比较良好的结构体系，能建高度大于单一框架体系或着框架-剪力墙混合体系。

（3）简体体系。凡是采用简体为抗侧力构件的结构体系都称为简体体系，包括了单简体、简体-框架、多束筒、筒中筒等多种表现型式。简体实际上是一种空间受力构件，分为实腹筒及空腹筒两种类型。其中实腹筒是由平面或曲面墙围成的竖向三维结构单体，而空腹筒是由密排柱及窗裙梁或者开孔的钢筋混泥土外墙组成的空间受力构件。简体体系具有很大的刚度及强度，而且各构件受力比较合理，抗风、 抗震能力表现很强，往往应用在超大跨度、大空间或超高层建筑中。

4.高层建筑结构的相关问题分析

（1）结构超高问题：在抗震规范及新规范中，对建筑结构的总高度有着非常严格的限制，特别是新规范中针对超高问题，除了将以前的限制高度设定为A级高度以外还增加了B级高度，处理措施和设计方法也都有较大改变。在实际的工程设计中，频频出现由于结构类型变更而忽略该问题后导致施工图审查时未能通过，需要重新进行设计或者开专家会议进行论证的情况，对工程的工期、造价

等整体规划有着相当大影响。

（2）短肢剪力墙设置问题：在新规范中可以看到，对于墙肢截面高厚比为

5-8的墙体定义为短肢剪力墙，而且根据实验数据及实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用也增加了比较的限制，所以，在高层建筑设计中，结构工程师应当减少采用或尽量不用短肢剪力墙，以避免关于设计方面不必要的麻烦。

（3）嵌固端设置问题：目前由于高层建筑一般都带有二层或者二层以上的地下室空间和人防，嵌固端有可能会设置在地下室的顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这问题上，结构设计工程师通常忽视了由嵌固端设置带来的一些需要注意的方面，比如：嵌固端楼板本身的设计、嵌固端上下层刚度比的上限、嵌固端上下层抗震层次的一致性、结构抗震缝设计与嵌固端位置的协调等问题，而忽略任何一个问题都有可能导致后期埋下安全隐患。

（4）结构规则性问题 ：新、旧规范在这方面规则出现了较大的差异，新规范在这方面增加了相当多的限制条件，而且，新规范增加强制性条文规定“建筑不应该采用严重不规范的设计方案。” 因此，结构工程师在对待新规范的这些限制条件上必须严格注意，从以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

5.小结

近年来，我国在高层建筑建设方面发展迅速。但但从设计质量方面来看，并不十分理想。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能单单重视结构计算的准确性而忽略结构方案在具体设施时实际情况，应作出更加合理的结构方案选择。 高层建筑结构设计人员应该根据具体情况进行具体的分析所掌握的知识对实际建筑设计中遇到了各种问题进行处理。

【参考文献】

[1]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术，2009(24)：30-32．

[2]举，段练.浅谈现代高层建筑设计的相关问题[J].科技博览，2007(10)：124-125．

篇10

关键词:超限高层结构;抗震设计;改进方法

1超限高层结构中基于性能的抗震设计思路

超限高层结构基于性能的抗震设计思路，是本着确保人们的生命和财产安全为目标的。在我国的抗震规范设计思路上，要求结构要具有对抗小震的强度验算及对抗大震的薄弱层控制的技术和方法，做到小震不坏，中震可修，大震不倒。因此，遵照这个原则，基于性能的抗震设计方法有了大量的研究和实践成果。基于性能的超限高层结构设计，主要包括的内容有结构的设计原则、结构的布置、结构的质量把握、维修维护等内容。具体落实包括从设计到可行性研究、施工质量管理等各个环节［1］。基于性能的结构抗震性能水平指的是对结构的破坏程度进行预期的评估，根据评估出来的构件可能遭到的破坏以及内部设施能够用于地震设防的作用等进行全面的考虑，将被破坏的状态、经济影响因素等加以预估，以保证人们的人身和财产安全得到最大程度的保护。关于结构抗震性能的规定从2011年就开始进入实施阶段，内容囊括了结构抗震性能的设计，其中包含了四个等级的结构抗震目标的划分以及五个结构抗震性能水准设定。新规定克服了旧有规范在抗震设计思想中的种种不足，引进了新结构体系、设计方法以及材料的应用，使得超限高层建筑的构件的承载力和变形等要求有了更加合理的参照标准和规范［2］。如对于超限高层结构的抗震性能水准的规定包括:在地震作用下，结构应保持基本完好，人员不会受到伤害;结构的个别构件如果发生损伤，可以经过修复后继续使用;结构中的薄弱环节和部位能够保持完好，如果个别部位发生微裂缝等问题，则通过修复可以恢复使用;在强震作用下，构件发生中等程度以上的损坏后，结构可能会发生严重的损伤，但是不能对人造成伤害，不允许局部和整体发生倒塌。

2工程案例

重庆市某超高层建筑(见图1)，占地面积11346m2。分为地下5层和地上48层，采用框架剪力墙结构。该建筑所处地段频临江边，地理位置优越，沿江部分采用斜向45°的剪力墙作为转换层的正交布置。标准层和转换层的平面布置严格按照高层建筑混凝土结构的技术要求施工。该设计理念使结构的布置不规范，转换层的结构包含了主次梁的转换，整个工程属于较为复杂的超限高层的建筑，具有竖向凹凸不规则、楼板局部不均匀、竖向不连续等超限问题［3］。根据该工程的特点，应业主要求，在施工中针对不同水平的地震作用进行了预估计，对地震作用下的性能指标进行了设计。在地震作用下的结构构件弹性的设计，按照行业规则，首先对荷载组合中最不利的部分进行了设计，主要设计的内容包括了承载力的要求、构件的系数调整、内力的增大等。见表1。除了楼板等结构构件的承载力之外，根据建筑中抗震性能的类型进行了相关荷载组合的设计，考虑的因素主要包括构件内力的增大、系数的调整等。对于罕见强震的结构构件中的竖向、转换构件以及首层以及转换层的薄弱部分、地基承载力的荷载等的设计［4］。见表2。1)地震作用下的设计参数分析。该工程在抗震防烈度上被设计为6级，按照地震的加速度值进行了分组，场地类别为II级。在对地震波的分析中，采用了阻尼比的分析方法。见表3。对于地震作用下的结构设计，该工程采用了中科院的结构抗震设计软件进行了计算，计算的内容包括地震周期、作用、折减系数、刚度影响等。经过计算，结合实际，只要结构设计符合地震作用下的抗震规范要求，能够使得剪力的平均值小于震型分解反应中的结构内力要求，就可以保证建筑结构对抗地震的破坏。2)建筑结构在遇到罕遇地震的结构分析。根据建筑结构的弹塑性静力分析，建筑结构的非线性可以按照弹塑性动力时程的原理进行计算。例如本工程中的自由度高柔体系为5S，那么弹塑性静力推覆可能需要的周围不能大于2S，因此，根据有关结构弹塑性动力分析的规定，结构构件中的内力和变形、位移等，需要采用弹塑性动力分析的方法对震波进行研究。将地震波最终计算得到的结构的平均值作为设计的依据，按照弹塑性实程的方法，对结构的抗震性能进行设计。工程中结构平面的45°斜向正交布置的结构方法，使得弹塑性时程分析要对结构地震相应地进行地震波的分析、补充验算。得到的结论是，当结构在45°的地震作用下，结构的响应度应保持在0°和90°为最佳设计思路［5］。因此，根据计算的分析，工程选用了两种度数作为主要分析的方法，将最大层间的位移角和转换层的层间位移角的抗震性能以及目标进行了设计，针对罕遇地震作用的剪力和倾覆弯矩的设计能够对抗大型的地震，使得结构进入了弹塑性极端。3)工程的主要构件的抗震性能的分析。楼板的抗震性能通过地震增大系数法，对于地震作用下的楼板应力进行了分析。首先是得出在弹性大地震作用下的转换层楼板的应力计算图，得到转换层在地震作用下不屈服的性能指标，然后根据标准层薄弱部分的截面法的分析结果，得到楼板的合成剪力、转换层对框、支柱、加强区的剪力墙等部位的内力分析结果。见表4。

3结语

关于超限高层建筑的抗震设计思路，随着科学技术水平的不断提高，已经实现了以实际震害为背景的抗震设计，而且随着国际研究领域的重视程度的提高，在充分把握结构、变形、受力等特征的基础上，不断注重结构整体抗震性能的设计目标的整体分析和优化［6］。当今的结构设计已经在结构弹性分析和弹塑性分析的基础上，能够整体确立结构的基本特征，布置结构平立面，验算出结构构件在地震反应下的性能目标，给予设计准确的计算结构的指导，同时经过振动台的实验给予论证，高层建筑结构设计的思路还将不断得到扩展。

参考文献:

［1］朱海强．对建筑装饰装修工程施工管理问题的全面探究［J］．中国房地产业，2013，29(3):285．

［2］孟宁．浅议如何提高建筑装饰装修的施工管理水平［J］．山东工业技术，2015，34(7):112．

［3］欧立坚．浅析建筑装饰装修工程中的施工管理［J］．技术与市场，2012，33(10):123－124．

［4］孙逊．刍议超限高层建筑结构设计中要注意的问题［J］．中华民居，2014，7(6):37－38

［5］庄磊．海南路10号地块超限高层建筑结构设计［J］．结构工程师，2013，29(5):17－22．