高层建筑结构设计要点研究6篇

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第一篇：复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨

摘要：随着我国人口急剧上升，土地资源稀缺问题愈加明显，为了提升土地利用率，开发商开始将目光投向高层建筑。近年来，复杂高层与超高层建筑得到广泛应用，它即满足了城市发展的需要，也实现了有限土地资源的有效利用。因此，本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨，用以提高高层建筑的合理性与科学性。

关键词：复杂高层；超高层；建筑结构；设计要点

1引言

随着复杂高层与超高层建筑的不断增加，政府对高层建筑的质量提出更高要求，尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。因此，在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时，要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行，为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。

2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素

2.1重力荷载

与其他类型的建筑相比，复杂高层与超高层建筑具有特殊性，不仅建筑高度不可比拟，还需要面临重力荷载的挑战。特别是随着建筑高度不断攀升，地面受力与重力荷载会逐渐上升，在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加，从而加大超高层建筑的困难性。其次，复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点，主要体现在两个方面：①楼层越高风效应就越大，在风的作用下其合力作用点的位置就越高，由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。②在建筑结构设计中，建筑的结构自重是企业必须考虑的问题，因为它关乎建筑物的稳定性。而结构自重与重心位置相关，随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高，从而结构自重不断加大，成为强力作用下的薄弱环节，比如地震等。

2.2风振加速度

风力大小与建设楼层的高低相关，通常楼层越高其风力效果越强，因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。但是，人们对风作用的舒适度有一定的感知，若风振作用过强则会令人产生不适感，从而降低居住品质。因此，如何在人体舒适度及风振加速度之间权衡处理是复杂高层与超高层建筑结构设计需要考虑的问题。而控制好风振带来的加速度及顶层最大加速度的值是关键，只有将速度值控制在规定范围内才能降低高强度风振造成的影响。此外，围护结构必须进行抗风设计，因为超高楼层的建筑高度较大，与围护表层相垂直的风载标准会不断增加，若不适当引导风向和控制风振加速度会影响建筑物的使用性能。

2.3地基基础

复杂高层与超高层建筑的稳定性取决于地基基础的质量。进行地基结构设计时，要充分考虑设计标准及各类地基形态的要求，只有从实际出发，才能设计出更科学、合理的基础方案。比如：在软地基上施工时，应采用桩箱基础或桩筏基础。其次，针对不同的地质情况还要制定相应的基础措施强化地基强度。比如：深层岩基深入地下100m或以下时，企业可以采用地下连续墙巩固地基，即采用框格式利用岩层上层的冲积土作为基础支撑；当使用较浅且年轻的岩基时，可以采用加入混凝土桩基的方式增加基础支撑强度；假如地基条件不错，那么使用筏形基础即可。由此可见，对不同地质的地基进行设计时，要根据不同的地质形态选择不同的组合方案，有利于优化地基结构。

3复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析

3.1严格选择合理的结构抗侧力体系

建筑高度不同所采用的结构抗侧力体系各不相同。在进行复杂高层和超高层建筑结构体系设计时，鉴于每层所使用的抗侧力结构体系不同，所产生的作用也不同，因此在布置抗侧力构件时要根据不同的作用科学部署。其次，合理的结构抗侧力体系能够有效的将各个结构抗侧力构件融合在一起，使其成为一个整体。在结构设计过程中，企业要注重结构抗侧力体系的整体性。可以采用框架柱及核心筒组合的形式通过伸臂桁架连接起来；或者使用巨型斜撑、环带桁架将组合连接在一起，形成一个大型框架。用以提高复杂高层与超高层建筑结构的稳定性与整体性。

3.2控制混凝土柱钢骨含钢率

目前我国相关的技术规程、设计规范的规定各不相同，所以企业在设计过程中会根据建筑物的构造来确定钢骨含钢率。虽然相关标准缺乏统一性，但无论执行哪项标准，框柱中钢骨的含钢率不得低于4%是强制性。所以在进行混合结构设计时，除了根据计算结果设计柱箍、纵筋外，还要合理设置型钢截面，且含钢率不得低于4%。

3.3钢筋混凝土核心筒中型钢柱的设置

在钢筋混凝土核心筒设置型钢柱的目的在于提高混凝土外框柱与筒体墙的重力荷载。尤其在强风、地震的作用下，筒体外墙需要承担的竖向荷载相当于近一半楼层面积的负荷，而钢筋混凝土核心筒的水平剪力达到85%以上，若不作强化处理，极易造成建筑倾斜、变形、坍塌等危害。而在钢筋混凝土核心筒设置型钢柱可以防止外框柱竖向变形及确保它们的延性。同时，设置型钢柱的剪力墙即使出现开裂对承载力影响不大。其次，在钢筋混凝土核心筒设置型钢柱还可以起到抗震设防的作用。在地震频发区，强震和多发震感会使弯矩和剪力急剧上升，而设置型钢柱有助于加强剪力墙底部的抗震能力。

3.4提高抗侧刚度

想要提高复杂高层与超高层建筑的抗侧强度，就要提高钢筋混凝土核心筒体的刚度。因为核心筒体是整个结构的主要抗侧构件，所以筒体墙、外侧墙厚的抗侧刚度关系到整个结构的抗侧刚度。其次，在设计过程中还要保证外框柱截面的设计符合轴压比及承载力的要求。在施工过程中，常常出现混合结构或钢筋混凝土结构的框架核心筒、筒中筒的抗侧刚度无法满足施工要求，比如层间位移。这时就需要采用桁架的方式将核心筒和外框筒连接起来，形成加强层从而使整个结构的扭转风度与抗侧刚度迅速提高，满足施工方面的要求。常用的桁架方式有：在外框、外框筒周围设置水平伸臂桁架或环状桁架，但水平伸臂桁架要同时进行。同时，当水平伸臂桁架设置在筒体剪力墙与外框柱之间时，要注意桁架位置的筒体外框柱和墙定位是否相互对应，且内筒体墙的重心和刚心必须与桁架平面重合，只有这样才能提高整个结构整体的抗侧刚度。

作者:吕赫男 单位:大连软件园发展有限公司

参考文献：

[1]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)

[2]常国强讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].科技与创新，2016(04)

[3]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)

第二篇：高层建筑结构概念设计探讨

摘要：高层建筑一直是被当下广泛使用的。在高层建筑结构设计中，房屋高度因素一直是影响设计的关键因素。所以这类建筑在结构受力等方面都具有比较严格的要求，包括在建筑本身要承载的风荷载以及抗震效果都对高层建筑设计有着很高的要求。所以，本文将对高层建筑结构概念设计以及高层剪力墙结构的优化进行探讨和浅显的分析。

关键词：高层建筑；概念设计；高层剪力墙；结构优化

一、高层建筑结构定义以及概念设计

1、高层建筑结构定义通常我们会把超过一定楼层数或一定的高度的建筑称之为高层建筑。对于高层建筑的海拔高度设定各国的要求不一样，标准也就不一样。在这里，我们主要了解我国对于高层建筑结构的定义。在中国，以前的相关规定，八层以上的楼层建筑都称之为高层建筑，而就现在来看，将近二十层的楼房被称之为中高层，三十层楼层的房屋将近一百米高称为高层，而五十层左右的楼房大于两百米的被定义为超高层。在新的《高层建筑混凝土结构技术规程》里的规定是这样：十层及十层以上或高度超过二十八米的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑楼房高度超过一百米时，则称之为超高层建筑。中国的房屋六层及六层以上就必须需要安装电梯，对十层楼层以上的房屋就必须得有特殊的防火措施，所以中国的《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）中将十层及十层往上的住宅房屋与房屋高度超过二十四米的公共建筑和综合性建筑都统称之为高层建筑。

2、高层建筑结构的概念设计1）高层建筑结构的概念设计含义高层建筑的结构概念设计是指在高层房屋设计中利用概念的方法来进行判断和推理、创新决策的一个过程。通常包括了设计中运用到的材料、风荷载能力、结构的形体、节骨点，构型的选择方面，同时也包括了关于计算参数、计算方法的使用，以及对于结果的判断、选择以及调整。另外还包含了高层建筑结构的制造和安装过程的详细策划等等。但是概念设计有一个弊端就是高层建筑中提出的新的理念，它其实是缺少一个专门的理念支持的，所以还要结合在实践中的不断经验应用、研究、总结和积累。2）高层建筑结构的意义房屋概念设计它的意义就在于：第一，是对于传统教学方式的补给，传统的教学式主要是老师来规划题目、设计参数，学生计算、绘图。其实这样一方面的确是提高了学生的执行能力，但是另外一方面是忽略了让学生主动探索、选择、创新、决策能力的培养，所以在对房屋概念设计中，除了要精确的计算方式还要拥有灵活的概念设计思想。第二，对于一般设计经验的总结和升华，我们通常的高层设计都是凭借经验或者是总工程来定夺，但是这就造成了一般设计人员没有能够履行自觉的进行概念设计，这样是比较难进行对于理论的实践升华的，所以每个设计师都应该自觉的履行概念设计的职责，探索新的设计思路。第三，推动社会的进步，现在社会上追求的粗放型的发展，就会对于房屋设计质量进行自觉忽略，只追求工程量，不注重降低标准会对安全造成很大的隐患。人口数量的不断剧增，造成很多压力包括环境方面的压力。所以概念设计的就是要对于这些问题进行正确的引导跟合理规划。

二、高层剪力墙结构及优化

1、高层剪力墙结构说到高层建筑不得不说下人们越来越重视的在高层建筑中剪力墙的结构优化设计。剪力墙结构在整个建筑物中是很重要的形式之一，其优点主要是防风，抗震还有就是经济性能高等优点。一方面能保证建筑的功能性和安全性，另一方面又能节约成本。剪力墙分为两种，一种是平面剪力墙另一种则是筒体剪力墙。前者主要是用于钢筋混凝建筑或是无梁建筑结构，普遍用于相对于低层的建筑物。后者主要用于高层建筑结构当中，通常也是钢筋混凝土浇筑而成，有利于剪力墙防风荷载和抗震的性能。

2、高层剪力墙结构的优化剪力墙的用钢量是在整个住宅建筑标准中含钢量的百分之四十五到百分之六十五。用在剪力墙边缘的结构部件的含钢量约有百分之三十到五十左右，所以对于经济指标来说，是取决于剪力墙的好坏的。按常规，剪力墙的安置规则是如何尽量减少其数量和考虑减少其边缘的那些部件来尽可能的获得建筑物最大的抗侧，抗扭的刚度，而另一方面又能减少一部分经济的支出。剪力墙的结构优化我觉得应该分为以下的几点：第一，加强周边力量，减弱中间的力量，就是说把剪力墙安置在周围的房屋围护墙结构处，如果有必要，就在房屋的窗台之间设置高梁来提升整体的刚度。像比如电梯楼道间的剪力墙作为建筑物中部的剪力墙就可以适当减少一些，这样更有利于提高主体建筑机构的抗扭度。第二，尽量多添加和均匀长墙，减少短墙的设置，但长墙长度都应该小于等于八米，不得超过八米。在保证各个墙体的承重能力下，应该精心挑选有利于承受水平竖向荷载的间隔墙作为剪力墙，但是要尽量拉大剪力墙的间距，避免了在同个小区域布置了多条剪力墙。通过加长剪力墙的高度，来减少剪力墙的重复设置，有利于提升整个建筑结构的抗扭性和灵活性。能够使剪力墙破坏的模式主要是剪跨比和轴压比，只要剪跨比不要小于二，轴压比在正常范围里面，那么高层的剪力墙就算墙长大于了八米，剪力墙的剪跨比一般都是会大于二的，也就说明能够满足其延性破坏的要求。但是要避免个别墙肢作为长墙，如果因为个别墙肢相对较长，而其余的墙肢较短时，有时就会引起其余结构不能起到第二道抗震的防线，就会制造安全隐患。第三，就是剪力墙在设置时尽量设置为“L”、“T”、“十”字型，应该要避免设置形状过于复杂曲折。第四，应该设置连续性的剪力墙，比如多一些半框设计在里面，更能减少空间的复杂，可以说是化繁为简。第五，剪力墙的厚度应该跟随其高度的变化较为均匀的做出适当变化。

三、结语

综上，合理的概念设计和结构优化对于剪力墙的升级有着很重要的意义。我们不仅仅要有按着某些已成文的设计参数的精确执行能力，还需要有着对于概念设计的思维。对于结构优化，我们要化繁为简，考虑周全，能够在不浪费的情况下做到既能对建筑设计有很好的启迪，又能满足建筑的安全性达到更高的要求。

作者:张天宇 单位:兰州理工大学

参考文献：

[1]凃浩.高层建筑的结构优化设计研究[J].信息化建设.2016(01)

[2]茹牧野.高层建筑造型艺术与结构概念设计思路探索[J].江西建材.2015(09)

第三篇：高层、超高层建筑结构设计技术探讨

摘要：随着社会经济的发展，各类高度超限、造型突破传统的高层和超高层建筑相继出现，这类建筑的复杂性表现在三个方面，即结构平面不规则、高度超限、结构布置不规则等等，对于设计工作提出了更为严格的要求。本文主要针对高层、超高层建筑结构设计技术进行分析。

关键字：高层、超高层建筑;结构设计;分析

1引言

科学技术水平的不断提高，对我国经济的发展和社会的进步有着巨大的推动作用，同时也对建筑行业带来了一定的发展机遇和挑战。高层和超高层建筑在城市内数量越来越多，为解决城市住房紧张和土地资源紧张问题作出了突出贡献。高层和超高层也成为了城市形象建筑的代表，而这类建筑的可靠性、安全性和持久性也成为建筑人员和使用人员最为关心的问题。本文针对于在高层超高层结构设计当中存在的一些问题进行了分析，并给出了科学的解决方案，希望能够给高层与超高层建筑结构设计者提供有效的理论依据。

2复杂高层与超高层建筑结构设计方案的制定

在结构材料性能和计算分析手段的完善下，各类高度超限、造型各异的复杂高层与超高层建筑出现，这类建筑的复杂性表现在三个方面，即结构平面不规则、高度超限、结构布置不规则等等，为了保证设计的质量，在高层和超高层设计伊始，就需要和专业的方案进行密切的配合，从可行性和安全性出发，对建筑的结构进行概念设计。这需要从以下几个方面进行：（1）尽最大努力提升建筑结构的规则性和均匀性。（2）充分重视结构的纵向和侧面传力途径的设计，传力途径要清晰明了。（3）结构中的耗能机制要科学合理。（4）最大限度地发挥材料的利用率，形成良好的空间承受受力。（5）整体结构科学合理。科学合理的结构设计方案，是高层和超高层建筑高质量、高效率施工的重要保障。如果结构设计方案不合理，很容易在施工过程中出现问题，问题的纠正不及时，会对建筑质量造成严重威胁。不仅仅为施工单位造成损失，也会因为较大的设计修改而为设计单位带来巨大的损失。因此，设计人员在进行高层与超高层建筑结构设计的时候，要紧密结合建筑结构的专业知识，设计出科学合理的建筑结构设计方案。

3选择合适的结构类型，有效降低工程造价

在高层和超高层建筑设计的时候，充分考虑施工地点的地质特征和当地的抗震要求。只有对建筑的环境进行科学合理的综合性分析，才能够保证施工的顺利进行、保证施工质量，有效降低工程的造价。

4加强抗震设计，保障建筑的安全性

要想保证高层、超高层建筑的安全性，必须在抗震设计上做好工作。可以通过以下几个方面做好抗震设计：（1）选择正确的建筑抗震性能材料。作为抗震性能材料，要求质量轻、强度大、材质均匀。同时建筑构件间需要保持良好的整体性能、具有连续性及延展性。这样才能够在发生地震的时候，快速有效地将地震的能量消耗掉，减少对建筑的损害。（2）重视抗震结构的设计方法。在抗震设计的时候，要注意从结构和构件多个方面的综合考虑，来提高建筑抗震性能。地震发生时，在方向上具有不确定性，所以设计者可以设计抗侧力结构体系来达到形心和刚心重合，来提高抗震性。（3）加强构件强度。通过混凝土结构等刚性强度较大的机构来抵抗地震能量对建筑的冲击力，减少建筑变形，从而提高建筑的安全性。（4）在建筑物的抗震设防烈度要进行充分考虑，根据建筑能够承受的强度，对于高层超高层建筑进行安全合理的设计。一方面减少误差，避免局面的生命和财产受到损失，另外还能够加强建筑的经济性和安全性。

5做好抗风设计，减少建筑安全隐患

随着建筑物高度的增加，风力对建筑的危害也越大。其危害性主要体现在隔墙开裂、主体结构受损、高层震动使居民的感觉不适等。所以说在对高层、超高层建筑进行设计的时候，要做好抗风设计，减少风力带来的安全隐患。主要方式如下：（1）可以利用结构玻璃代替玻璃幕墙维护，来提高建筑的抗风性能，确保建筑在风力作用下产生损伤。（2）做好建筑的风洞实验，科学分析其危害，以提高建筑的抗风载能力。（3）提高高层建筑的舒适设计，限制结构震动加速，减轻居民的不适感。6选择合理的结构抗侧力体系，提升建筑的安全性和稳定性不同的结构，对结构抗侧力的要求程度有所不同，所以我们在进行建筑抗侧力体系设计时，要根据具体的要求进行合理的选择。在进行抗侧力设计的时候也要考虑整体效果，各抗侧力结构之间要有有效的结合。目前比较成熟的抗侧力方案有：（1）在墙体的水平方向和垂直方向进行筒状设计。（2）利用甚臂桁架把核心筒和框架柱结合起来，使之成为一个整体。（3）使框架柱相互交叉形成更大的框架结构。随着经济的发展，复杂高层和超高层建筑不断涌现。由于其设计的复杂性，给建筑设计带来很大的挑战。为了提高这些建筑的安全性、稳定性和经济性，在结构设计的时候就必须从概念设计出发，设计出科学合理的建筑结构。

作者:胡锦仪 单位:湖南省长沙市第一中学

参考文献：

[1]赵昕,丁洁民,孙华华,巢斯.上海中心大厦结构抗风设计[J].建筑结构学报.2011(07)

[2]郭怀祥.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].中华民居(下旬刊).2014(09)

[3]吴宏磊,丁洁民,崔剑桥,张保.超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究[J].建筑结构学报.2014(03)

第四篇：高层建筑结构设计及结构选型问题探讨

摘要：随着城市建筑数量的不断增加，土地资源利用量不断增大，为了提高土地利用效率，高层建筑逐渐兴起，出现了多样化的建筑平面布置方式，一定程度上也增加了建筑结构选型的难题和建筑后续设计的难度。加强高层建筑结构设计以及选型的研究，成为建筑工程施工中的重点内容。本文通过对高层建筑的主要特征以及设计原则进行分析，提出建筑选型和设计的具体方法。

关键词：高层建筑；结构设计；结构选型；问题

与普通建筑相比，高层建筑的高度较高，承受着来自于外界水平方向和垂直方面的荷载，这对建筑抵抗地震的能力也提出了更高的要求。一般建筑受到的水平方向荷载影响较弱，但是高层建筑中，水平方向的荷载是主要影响因素。随着建筑物的高度增加，加快了高层建筑的位移，不仅会影响到建筑的舒适度，同时也影响到建筑的使用。因此，在建筑设计过程中，需要将建筑水平位移控制在一定的范围内，通过设计抗侧结构，增强建筑对外界影响因素的抵抗能力。

一、高层建筑结构设计的原则及具体方法分析

（一）高层建筑结构设计必须遵循的原则分析

高层建筑结构设计中应该坚持一定的设计原则。首先，需要选择合理的结构计算简图，在此基础上进行建筑结构计算，计算简图采用相应的构造方法，保持简图设计的安全性。在建筑实际结构中，结构节点不单是钢节点和饺节点，因此，为了保障施工安全，需要将简图的结构控制在一定的范围内。其次，选择合理的高层建筑结构基础设计，按照建筑的地质条件进行结构基础的选择，避免相邻建筑物体之间产生影响。此外，基础方案的选择可以让建筑地基潜力得到最大程度的发挥，必要时需要检查地基变形情况，从而提高建筑结构的稳固性。最后，高层建筑结构方案的选择要坚持合理性的选择，只有合理的结构设计方案才能够确保工程结构的经济性满足要求。

（二）高层建筑结构设计的具体方法

在设计高层建筑结构时，首先应该确定建筑的水平荷载，由于风产生的垂直荷载和水平荷载是所有建筑都会承受的，并且所有的建筑都应该具备一定的抗震能力。在高层建筑结构设计中，要充分考虑到水平荷载对建筑结构的影响，并且对建筑水平荷载进行合理的分析。此外，需要确定建筑的侧控能力，与普通建筑不同，高层建筑结构侧移对建筑的影响较大。当建筑的楼层数量增加时，建筑的结构侧移就会变大，因此，设计的高层建筑结构强度要大，利用强大的建筑结构保证高层建筑所承受的荷载作用，此外，高层建筑的抗侧刚度要大，这样可以对水平荷载产生的侧移情况加以控制。最后，高层建筑的结构指标设计应该设定为结构延性，通过高层建筑和低层建筑之间的对比，了解高层建筑在发生地震时的变形情况，利用对比数据增强高层建筑结构设计，提高建筑的抗震能力。

二、高层建筑结构选型的主要策略

（一）加强建筑结构选型的布置

根据高层建筑的结构功能来看，应该将建筑的结构选型布置设计为具有一级抗震强度的剪力墙，同时建立一级抗震强度框架的结构体系。在布置建筑结构平面时，要充分的考虑建筑结构体系对于水平荷载和垂直荷载的抵抗能力。在建筑的核心筒位置布置剪力墙，因为剪力墙本身具有明确的受力和传力特征，墙体的布置方面要对称均匀，在不影响建筑功能的基础上，可以在建筑平面四角布置双向抗侧力剪力墙，从而降低墙体扭转对建筑的影响。建筑平面的布置则相对简单，通过对称布置建筑平面刚度，能够将建筑的地震影响降低，电梯井筒体可以从核心筒内部进行布置，从而确保建筑框架的对称性。在高层建筑结构构件布置时，需要保持建筑梁重心重合，从而促进直接传力效果的实现。如果建筑的梁和柱不能重合时，需要检查梁柱节点核心区的构造和受力状况，看其是否满足建筑施工的基本要求。如果在检查过程中发现建筑的偏心距比构件方向的柱宽大时，需要选择有效的解决措施加以调整，降低结构构件对建筑质量的影响。最后是建筑的剪力墙结构设计，在具体设计中应该坚持双向布置的原则，保持剪力墙设计的科学性，避免建筑设计悬殊对墙体宽度造成影响。

（二）提高建筑结构选择性的经济型

建筑的结构选型理论应该具体问题具体分析，针对每一个方案考虑定量化的因素，同时忽略不易量化的因素。但是对于不宜量化因素的分析要做到有根据，才能够增强所选结构形式的说服力。在建筑结构中，结构的经济性一定程度上代表了整个建筑的成本，因此，建筑选型要做到经济，从而降低建筑的整体造价成本。对不方便定量的影响因素需要合理定量分析，采用权重的方法提高建筑选型决策结果。在工程建筑施工中，施工图纸的审核也是建筑结构选型的影响因素，图纸的审核应该重点考虑结构类型，检查结构类型是否满足设计要求，特别是高层建筑的体型较为复杂，结构类型的改变要合理，才能够对结构的安全性提供基础保障，避免施工造成的工期拖延现象，也有利于减少工程的施工造价。

三、结束语

建筑结构选型和结构设计是整个工程施工中的重要环节，加强对已有结构分析法的使用，应用其他先进的结构优化方法进行施工是一项极具挑战力的工作。通过建筑结构设计和结构选型，不仅可以提高建筑设计的整体水平，有利于节省大量的设计资源，同时还能够实现施工效益的最大化。在我国的高层建筑施工设计中，结构设计和结构选型应该符合我国的基本国情，通过应用良好的设计思路和施工技术，保证工程施工过程和施工设计的一致性。作为施工设计人员，不仅要掌握专业的知识，还应该加强各项经济指标的综合应用，在考虑施工条件和施工水平的情况下，做好施工设计工作，对工程施工数据进行全面分析，从而增强工程结构选型的合理性，提高整个建筑工程的结构稳定性。

作者:飞虹 单位:内蒙古建筑职业技术学院

参考文献:

[1]范宝明.高层建筑结构设计及某工程结构选型问题分析[J].四川水泥,2016,(3):110.

[2]李泽佳.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[J].建筑工程技术与设计,2015,(8):422-422.

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[4]周正博.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[J].建材与装饰,2016,(8):84-84,85.

第五篇：高层建筑结构设计要点分析

摘要：社会经济发展越来越迅速，建筑行业的发展也随着社会经济的增长得到了很大的提高。在城市中建筑行业的占地面积越来越大，建筑几乎成为了城市的标志，是城市所不可缺少的亮点。怎样设计出合理利用空间的建筑，是目前社会中所面临的一个非常重要的问题。文章主要针对高层建筑的设计特点和原则进行分析和研究，以此提供出更好的高层建筑的设计方案。

关键词：高层建筑；结构设计；要点

1高层建筑结构设计的基本原则

1.1结构方案最优化原则

建筑施工前，需对建筑施工制定出一个合理的建筑结构方案。建筑方案对建筑工程的施工来说是非常必要的环节，它指导着整个建筑施工的构建。建筑结构方案的制定，需针对建筑所处的位置环境，以及周边的环境进行一个详细的了解和分析，从而对建筑所在地有一个准确的把握。另外，还需针对经济、技术、施工等方面的特点进行综合性的分析，制定出一个最合理的建筑施工方案。

1.2计算简图合理化原则

高层民用的建筑在进行制定建筑结构方案时，必须要保证建筑结构是稳定和安全的，需避免一切安全风险隐患的出现，这时候就需要对建筑结构进行一个准确的公式计算，将建筑结构方案数字化，必须要确保数字的正确性。认真选择计算公式，计算公式一旦发生错误就会对计算结果产生很严重的影响，从而影响到建筑施工的安全，甚至在未来的使用中也会存在很多的安全风险隐患。

1.3结果分析精准化原则

在目前的社会生活当中，计算机的应用越来越广泛。计算机给数据的处理带来了很大程度的便利。在建筑结构方案的设计过程当中，可以合理的对计算机进行应用，利用计算机强大的数据分析，以及计算功能，对建筑结构方案需要的数据进行准确的计算。这种利用计算机进行计算的方法，可以弥补工作人员手工计算中容易出现的错误等不足，保证建筑结构方案的正确性。

2高层建筑结构设计的特点

2.1控制指标

高层建筑和基层建筑的建筑施工有很大的区别，因楼层不同，所以在制定建筑结构方案时，侧重的要点也是不一样的。其中高层建筑中结构侧移是较重要的一项设计要素，所以在进行建筑结构方案的制定时，必须要注重结构侧移的控制范围。

2.2轴向变形

轴向变形在建筑结构的设计中野是非常重要的一个元素，高层建筑的施工，如果在竖向荷载数值变大时，那么在竖向构架中，也许会够出现相对比较大的轴向变形，这样会造成对连续梁弯距的破坏，对建筑的整体结构也会产生影响。

2.3水平荷载

在建筑结构的设计中，水平荷载是非常重要的一个元素。建筑结构设计中的竖向荷载所造成的轴力与建筑物的整体高度的一次方成正比，水平荷载所造成的倾覆力和竖向的构件生成的轴力这两种利益与建筑物的整体高度的二次方也成正比。也就是说，假如建筑物的高度增长的话，这个值也会变大，从而会对整个建筑结构产生很大的影响。

3高层建筑结构设计应注意的问题

3.1注重选材

高层建筑结构设计的是建立在选择高质量材料的基础之上的，对材料进行选择时，应当尽可能的选择能够承受较高强度的的材料，这种材料再地震的时候能够有效地防止建筑坍塌。楼层，楼层面所需用的材料的选择，应当为钢板加混凝土的结构所构成的材料。建筑面长的结构需要选择钢筋混凝土等材料，选择出合适的材料可以有效的提高高层建筑的使用寿命。

3.2平面结构的选择

如果选用的平面结构属于正方形结构，可以是基于一种立面体型结构，结构的上部分较小，下部分较大。这样设计能够在最大程度上减少建筑物上面的受风面积，从而保证建筑物的稳定性。最好选用流线光滑的外形，从而使得建筑的风压体型系数降低。

3.3注重选择结构体系

结构体系的选择须认真考虑。一般来说，在高层建筑当中比较常见的结构体系就是剪力墙结构体系，剪力墙结构体系作用非常大，能够提高高层建筑物的抗震能力。不仅如此还能够满足用户在审美方面的要求。

3.4注重概念设计

在高层建筑设计中都离不开高层建筑概念的支持，在制定建筑方案时必须要符合建筑设计理念，而且在施工图绘制过程当中也应该做到与建筑设计理念相符，除此之外，在现场施工服务过程中也要涉及到建筑概念。通常来说，在进行建筑施工设计必须要达到下面几点要求：建筑布局平面设置应该保证规则性；在对建筑场地进行选择过程当中应该选择抗震效果较强的地点，避免抗震条件不佳的地方，从而提高抗震的强度；保证高层建筑的安全性和稳定性。

3.5注重抗震设计

高层建筑设计和普通建筑是不一样的，主要原因在于高层建筑比普通建筑高度要大，而且对方力的承受度也是不一样的，对地震强度的反应程度也不同，所以在高层建筑设计时必须要注重抗震方面的设计。在对工程建筑进行抗震设计时必须要仔细的考察建筑中的地形地质条件，应该选择比较坚硬的土地，坚硬土地的抗震强度比较大。如果选择地质疏松的土地是不利于抗震的，地质疏松的地区土层变化程度较大，所以想要把握土层的变化是非常困难的，在进行抗震过程当中也会遇到重重阻碍。3.6弹性假定下高层建筑结构分析现阶段对高层建筑结构进行分析时使用最多的计算方法就是弹性假定计算方法，这种方法应用范围比较广泛，而且计算方法非常简单。大部分建筑结构受风力和垂直荷载的强力作用，都会呈现出一种弹性状态，利用这种假定方法能呈现出实际的工作情况。但这种方法也存在一定的局限性。当遇到台风或者地震等自然灾害时就会发生一些故障问题，会出现位移很大的情况，工作状态为弹塑性状态，所以就不应继续使用弹性方法来计算了。

4结束语

高层建筑可以缓解城市用地减少的紧迫问题，最大程度上的利用土地资源，同时也能够促进城市建筑的立体化和美观化。高层建筑并非是一个简单的工程，需要相关设计人员具有较高的技术水平，还需要其掌握充分的专业技术理论知识。除此之外，建筑设计人员必须要懂得法律规定和条款等，保证建筑设计的安全性，从而提高建筑设计的整体质量，降低建筑设计的经济成本，设计出舒适健康美观的城市建筑。

作者:吴兴 单位:贵州省建筑设计研究院有限责任公司

参考文献：

[1]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学,2013.

[2]刘军进,肖从真,王翠坤,等.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建筑结构,2011,(11):34-40.

[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,(4):24-25.

[4]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.

第六篇：高层建筑结构设计研究

随着我国城市化进程的不断加快以及城市人口的不断增加，使得我国城市用地面积日益萎缩。在这一背景下，我国的建筑行业逐渐加强了对高层建筑的构建，继而由此满足城市居民的居住需求。事实上，在建设高层建筑的过程中，为了推动建筑工程不同功能区的实现，需要施工队伍加强对转换结构的使用。而梁式转换层凭借其施工简单等优势，获得建筑行业的青睐，并在建筑过程中获得了广泛应用。

1梁式转换层结构设计技术可行性分析

1.1概述

为了能够达到人民对建筑质量的要求，在高层建筑的施工过程中我们常常使用梁式转换层。转换层的种类很多，合理利用各种转换成的基础是我们能够对它的原理进行分析和了解。所以首先我们应该对梁式转换成的设计原理进行分析。梁式转换层结构的传力途径为墙、梁、柱的形式，受力直接方便计算。

1.2可行性分析

梁式转换层由两部分组成：①框支柱；②框支梁。框支柱决定框支层的类型，以及层数，可以说框支柱在转换层的结构中占有比较重要的地位，我们在进行转换层结构的设计之前，需要对框支柱进行一定的设计和选取，因为不同的框支柱的承受力，剪力都不相同，建筑单位需要根据自己计算出的梁式转换层的各项参数标准来选取合适的框支柱。例如当高层建筑所使用的框支柱在十根以上，那么框支层的数量也就是一层或者两层。再者就是框支梁，框支梁截面的设计关系到梁体整体的稳定性，所以施工单位应该重视它的设计。而设计框支梁需要顾及到多种因素，比如说框支梁的设计参数高度需要考虑它的跨度，而它的宽度通常由高层建筑墙体的厚度决定。因为在高层建筑中，框支梁承受多方力，我们无法准确判断受力的来源，所以说建筑单位在进行转换层的设计时必须严格规划框支梁，使其达到标准。所以在进行梁式转换层结构的设计时，我们需要注意各种方面，并协调各个结构，使他们能够配合起来，共同为高层建筑的稳定发挥作用。

2高层建筑梁式转换层结构的设计原则

2.1降低竖向构件的使用

在进行结构转换的设计时，竖向构件的使用并不少见。过多竖向构件的使用会使转换层结构的稳定性及强度渐渐变小，容易导致建筑结构的稳定性降低，不利于提高建筑结构的抗震性能，所以应合理分布竖向构件。

2.2对称设置转换柱和剪力墙

在设计时，要将转换柱和剪力墙进行对称放置的方式。立柱的转换会使整体结构受到影响。一般来说，对称的结构较为稳固、不易变形，所以，对称放置转换柱和剪力墙是最好的选择，可极大增强建筑的稳定性，从而达到防震的目的。

2.3增强转换层下部主体的结构刚度

在设计过程中应考虑采用增强下部主体结构、弱化转换层上部刚度，使转换层上下部之间结构变形与抵抗弹性形变的能力之间达到协调统一、相互一致的方法来保证建筑物整体结构具有较好的抗震性和较强的刚度。增强下部主体结构抵抗弹性形变的能力的主要方法存加大转换层下部主体结构的截面面积、增加剪力墙数量、增强混凝土的强度等方法。

2.4确保转换层足够的刚度

在进行建筑结构设计时，应注意调整高度和跨度的比例。合理的比例才会来确保转换层具有足够的刚度，这样才可以有效地确保内力在转换层和下部构建的合理分配，转换梁和剪力墙柱的受力性能相对较好，才能够对结构发挥重要的作用。

2.5转换层结构位置不能过高

过高的转换层会对建筑的抗震能力大大的削弱，转换层过高会使转换层周围的框支剪力墙的内力和强度大打折扣。所以在设计高位转换的时候，为减少层间内力突变和位移角，要仔细分析轴向变形刚度、弯曲刚度、剪切刚度等来控制转换层下部构件的刚度。除此之外，落地剪力墙之间的间距也应进行严格的控制，且不可小觑。

2.6全面计算转换层结构

建筑整体结构中的重要组成部分一一转换层结构，在对其受力变形状态模型进行具体计算时，要精确分析建筑的三维空间结构，如应用有限元来补充和计算局部的转换结构。与此同时，还要考虑调整模型的外部条件使其符合具体的适用情况，以及转换层结构上部的局部模型计算。

3案例分析

3.1工程概况

某市新建广场其中一个地块包括地下两层车库，地上4栋单体建筑，分别含有裙房和塔楼，裙房和塔楼建设在地下室大底盘上。该地块有效用地面积17958.422m，建筑面积为87157.842m，地上建筑面积为64082.562m，地下建筑面积为23075.282m，容积率为3.625。为了满足拟建建筑物的使用要求，即建筑物的1~2层作为商用场地，2层以上作为民用住宅，需要在建筑物的第三层布设转换层，为满足建筑物功能使用要求，最后选用框架———剪力墙结构。

3.2方案选择

目前高层建筑转换层形式布局复杂多样，依本工程的特点来看，上部起到承重作用的只有7层，这类层数相对较少，所以决定采用普通钢筋混凝土框架柱。在施工方还没有敲定方案之前，对以下三种结构形式进行经济上和技术上的比较，从而确定什么样的方案更合理、经济。（1）方案一：剪力墙和柱+实腹梁式转换层+钢筋混凝土框支柱；（2）方案二：剪力墙和柱+箱型转换层+钢筋混凝土框支柱；（3）方案三：剪力墙和柱+厚板转换层+钢筋混凝土框支柱。

4结语

随着我国城市化进程的推进以及城市人口的激增，使得建筑行业为了满足城市居民居住的需求，加强了对于高层建筑的构建。事实上，为了进一步提高工程建筑的质量，其还加强了对于梁式转换层的设计。本文主要分析了高层建筑梁式转换层结构设计原理，并就南京市某高层建筑为例，分析了高层建筑梁式转换层结构的设计步骤。随着相关措施的落实，我国的高层建筑必将获得长足的发展，并推动我国社会的不断发展。

作者:姚建勇 单位:广州市民用建筑科研设计院

参考文献:

[1]才红，宁尧，么巧亭.高层建筑梁式转换层结构的设计论述[J].江西建材，2015（22）：27+31.

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[3]柯松.高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用研究[J].低碳世界，2016（6）：128~129.

[4]陈顺昌.对某高层建筑梁式转换层的结构设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2014（1）：46~47