導語：如何才能寫好一篇高層建筑結構設計要點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】高層；建筑；結構；設計； 要點

但是就目前來說，在其結構設計中還具有一定的問題。下面本文分析高層建筑結構設計中存在的問題和對策，并探討其改進措施。

1 高層建筑結構設計中存在的問題

1.1 高層建筑結構設計不合理，沒有處理好高層建筑結構的均衡關系

在目前一些高層建筑結構設計中，過分地追求美觀度和個性化，從而忽略了其設計的科學性和合理性。同時高層建筑的結構設計是多種多樣的，框架結構體系、剪力墻結構體系、框架剪力墻結構體系、筒體結構體系等等，在選擇過程中存在一定的不合理性。另外在高層建筑的整體結構設計中，要注重考慮水平載荷中的風荷載以及地震作用，做好抗震設防系統，以能夠提高建筑安全性，但是在實際建筑結構設計中，還存在對這些問題不注重問題，考慮不全面問題，從而導致高層建筑存在一定的安全隱患。一個造型完美的高層建筑必須很好地均衡主體、裙房和頂部的尺度關系。高層建筑是城市形態的關鍵因素和重要景點，因此要規劃好城市的結構中高層建筑的位置，以及高層建筑與城市街道的關系，保證高層建筑不能對街道行人和正常活動造成影響，也不能造成視覺上的影響。目前高層建筑在這一方面還具有一定的薄弱性，沒有處理好高層建筑結構的均衡關系。

1.2 高層建筑結構設計對其受力情況和水平荷載的考慮不夠完善

在高層建筑結構設計中，其高度不同，那么其受力情況也就不同，其水平荷載跟豎向荷載共同作用，是對高層建筑整體設計效果進行控制的主要因素。但是隨著建筑高度的不斷增加，其側向位移增加的速度也越來越快，底部彎矩也隨之加大，其側向變形過度會導致其結構在橫向荷載下，附加應力明顯增加，從而引起了填充墻裂縫的出現；導致電梯軌道以及裝修等服務設施，出現變形或者裂縫問題，嚴重危及了高層建筑結構的正常使用和耐久性。

2 高層建筑結構設計要點

2.1 高層建筑基礎設計中注意事項

在高層樓宇根基策劃中要關注的情況劃分為三類：第一類，高層樓宇根基一定要持久耐用，由于高層樓宇根基在地下部分，地下水分含量高，根基大多處在比較潮濕的環境中，因此建筑高層樓宇的根基一定要使用持久耐用的材料，如增加根基中鋼筋混凝土的鋼筋結構；第二類，高層樓宇的根基要足夠厚實，才能夠確保承擔住上層構造傳遞下來的重量，同時勻稱的傳遞到高層樓宇的根基中；第三類，高層樓宇根基計劃一定要進行整體的考慮，不能只想到建筑樓宇自身的高度以及對附近建筑物的作用，還要想到高層樓宇在承受沖擊之后是不是形狀能夠不改變，符合科學、經濟的建筑環境。

2.2 高層樓宇構造策劃中的共振情況

共振形成的環境是，高層樓宇的自震時間以及出現地震位置的特性一致抑或相當，因此能夠使用具有目的性的預測樓宇出現地震時的特點情況，之后加強高層樓宇的自震時間和樓宇所建筑地區地震特點之間的距離，來防止形成共振的可能性。

2.3 高層樓宇構造策劃中的水平挪動情況

高層樓宇構造策劃中水平挪動不能僅以達到高層樓宇建筑標準為基礎，還要結合所建位置的地震周期等情況。如在高層樓宇構造低于地震策劃時，因為抗震情況和構造剛度有關，是正比的關系，所以策劃的構造剛度小，不過出現的挪動在允許的范疇內，構造周期長，抗震力不大，因此這種構造策劃是不科學的。

2.4 選取適宜的設計簡圖

設計簡圖一定要確保有相關的高層樓宇結構技術，并且有對高層樓宇構造的設計方式，設計簡圖如果選取的不適合甚至對高層樓宇構造的安全產生不良影響，所以保證高層建筑構造穩定的關鍵是選取適宜的設計簡圖。還要留意的是設計簡圖存在錯誤是很正常的，不過差錯一定要在高層施工構造策劃準許的范疇內。

2.5 選取科學實用的構造方法

科學的高層樓宇策劃一定憑借經濟實用的構造方法，也就是說在高層樓宇構造策劃中要選取實際可行的構造系統以及構造方式。針對構造系統，在同一個構造單位中最好不要使用不一樣的構造系統結合在一起運用，構造系統一定要簡單便利，受力確定。在對高層樓宇構造策劃程序中，要全面的對各種會存在影響的要素進行解析，和有關部門商定，之后敲定詳細的最科學的高層樓宇構造策劃方案。高層建筑中，由于豎向負荷較大的原因，可能會引起在柱中較大程度上的變形，從而對連續梁、彎矩產生比較大的影響，該影響包括兩個方面：一方面是，會增大端支座負彎矩的數值或者是增大跨中正彎矩的數值，另一方面是，減小連續梁中間支座的負彎矩值。

2.6 準確解析、核實設計結果

在高層樓宇構造策劃程序中大多使用電腦，不過因為現在市場中存在的電腦軟件類型繁多，不一樣的電腦程序設計的結果也是不一樣的，因此這就需要高層樓宇構造設計工作者要全面熟悉電腦的程序所適合使用的范疇，避免在借助電腦設計的過程中，因為程序自身的不足，軟件中的設計方式不適合構造的實際設計狀況因為電腦程序對項目施工構造策劃產生不良影響。還有，要避免電腦協助設計構造策劃中操作者的失誤，在輸入資料時一定要嚴謹仔細，并且操作者在后續作業中，對資料也要嚴格的進行審核，科學解析，做出最正確的判定。高層建筑和低層建筑的區別之一就是：在建筑結構方面，高層建筑的結構較柔和，同時也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進入高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結構設計時采取恰當合理的措施，達到保障高層建筑結構具有應對較大沖擊的延性。

2.7 高層建筑結構設計時盡量減輕自重

在同樣的地基情況下，減輕自重更有利于加大樓層的高度，同時可以獲得更高的經濟效益。減輕自重在一定程度上可以減少地震的破壞性，是提高結構抗震能力的有效辦法。如果高層建筑的質量很大，作用在結構上的地震剪力大，而且高層建筑重心高地震造成的傾覆力矩大，破壞性也就越強。因此，在高層建筑房屋中，結構構件在保證高強度材料的條件下，各種非結構構件和圍護墻體都應當采用輕質材料以減輕房屋自重。這樣有利于減小結構剛度和地震破壞強度，節省材料，降低成本，充分利用有限的土地面積創造更大的建筑面積。

2.8 使結構具有足夠的抵抗側向力和剛度的能力

高層建筑結構設計中，不僅要求整體結構能夠承受足夠的垂直負荷，而且必須使結構具有足夠的抵抗側向力和剛度的能力，不至于因受到側向力時而發生超出允許范圍的側向偏移。如果側向位移太大，會使樓層重心偏移，造成居民的驚慌，影響樓層內居民的正常學習、工作和休息。甚至還會是家居的墻體出現傾斜，裝飾脫落或出現裂紋，整個樓層里的水氣管道、電梯發生異常，框架結構破壞等。

3 結語

隨著社會技術的不斷發展和進步，高層建筑的設計理念和設計技術也在不斷地更新，對其設計風格也進行了積極的探索和改變，這都將推動現代高層建筑的迅速發展。高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作，是建造建筑物的基礎工，結構設計的優劣對建筑物的安全性、經濟性、實用性有著重要的意義。因此工程技術人員要結合專業知識、施工技術要求、地質情況、開發商設計要求等，合理設計建筑物高度和建筑結構。

參考文獻：

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【關鍵詞】 高層建筑；結構設計；要點

引 文：當今社會，隨著人們對居住空間的要求越來越高，同時對住宅的布局以及裝飾也越來越高，使得目前的建筑形式向多元化發展，并且隨著高層建筑的大量出現，滿足了人們對居住大空間的要求，同時也使得城市用地緊張的情況得以解決，但是，隨之而來的問題也出現了，因為高層建筑本身的特點決定著建筑結構的特殊性，比如結構復雜，建筑施工的工作量很大，施工的周期較長等，所以，如果在結構設計方面發生問題，不但會使得經濟造成巨大的損失，而且也會危及人們的生命以及財產的安全，因此，我們要對高層建筑結構設計要點嚴格把握，并且對工程施工的各種相關因素全面考慮，詳細的分析及把握影響建筑質量的潛在問題，從而采取有效的方法及措施進行防治。

1.高層建筑結構體系

1.1高層建筑的剪力墻體系。

在高層建筑中設計中結構體系中，其重要組成部分就是剪力墻，在高層建筑承受風荷載或高層建筑承受地震方面，剪力墻有著積極性的作用。因為其不僅對結構中水平構件所產生的豎向荷載能夠承擔，而且對外部因素所引起的振動作用也能夠承擔。

1.2高層建筑的框架―剪力墻體系。

高層建筑中常見的結構體系就是框架―剪力墻體系，垂直荷載的力量是框架所能承受的，而剪力墻所承受的則是水平剪力。剪力墻的設置不僅能夠在很大程度上增強建筑的側向剛度，使其水平位移變小，而且還能夠使框架所受的力實現均勻分布。

1.3高層建筑的筒體體系。

高層建筑筒體結構體系由框架―剪力墻結構與全剪力墻結構綜合演變和發展而來的。筒體結構體系是將剪力墻或密柱框架集中到建筑的內部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，目前在高層建筑中被廣泛應用。

2.高層建筑結構設計要點分析

2.1選擇合理的結構方案。

高層建筑的結構設計不僅要具有較高的經濟性，更要滿足使用性及合理性，因此在進行高層建筑結構設計時，首先就要選取一種既可行又滿足較好經濟性的結構形式及體系。其中要注意如下問題：首先在同一結構單元中，最好不要混合使用不同的結構體系，同時還要綜合考慮使用要求、地理環境及施工條件等實際情況，還要協調好建筑電氣及水暖等配套設施的設計，從而選擇最優的建筑結構體系。

2.2選擇合適的基礎方案。

綜合考慮高層建筑物的上層結構類型和地基的承受能力，對建筑物的結構設計。盡量充分利用地基的承受強度，建筑合理的高度，必要時要求進行地基變形的檢驗。根據當地的地質調查結果，對高層建筑結構基礎設計。建筑設計人員在進行建筑地基基礎設計的時候，必須要根據當地的設計規范標準，由于我國各個地方都會有自己地區規劃制定的《地基基礎設計規范》 ，各個地區制定的規范對建筑結構設計師在設計時有著非常重要的幫助。

2.3選用適當的計算方法及簡圖。

在高層建筑結構設計中，要注重相關計算方式的選擇，從而保證強度等計算結果能夠滿足真實情況，從而更好的為結構設計提供依據。此外，由于建筑結構設計是在結構計算的基礎上開展的，一旦計算方式不準確，導致計算結果有誤，就會嚴重影響高層建筑的結構設計質量，更可能造成安全事故的發知，并帶來巨大的損失，因此在高層建筑結構設計中，要注意相關計算方法的選擇及計算簡圖的選取。同時，計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節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。

2.4正確分析計算結果。

計算機技術是在結構設計中普遍采用的技術，但是隨著目前軟件種類繁多，軟件的不同往往也會導致計算結果的。所以，設計師要對程序的適用范圍以及條件進行全面的了解才可。設計師在拿到計算結果時一定要對其認真分析，并且慎重的校核的原因是計算機在輔助設計時常常會因為結構實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷從而導致計算結果錯誤，這就需要設計師以此做出合理判斷。

2.5采取相應的構造措施。

“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”是在進行高層建筑結構設計時需要牢記的，并且一定要注意構件的延性性能；對薄弱部位加強；對鋼筋的錨固長度也要注意，更要注意的就是鋼筋的執行段錨固長度；同時對溫度應力的影響力等也要考慮。

2.6高層建筑結構抗震設計。

由于高層建筑的樓層數較高，特別是某些超高層建筑，如果遇到如地震等災害時，其抗震能力得不到有效的保證，就使其變形及破壞力都會遠遠的大于其它類型的建筑，因此要綜合多方面因素，全面的提升高層建筑的抗震能力。

首先要注重地基的選擇及設計，高層建筑最好應建筑在土地較硬的地區，并遠離河岸，同時還要注意，不要在斷層或地陷等較易發生地震的地區建造，如果地基選擇不合理很可能影響到其抗震能力。其交，在設計階段還要注重建筑材料的選取，將鋼筋與混凝土結合在一起的建筑形式主要是利用鋼筋與混凝土具有相似的膨脹系數，在任務環境下都不會產生過大的應力，同時這兩者之間的粘結性很好，特別是將鋼筋表面預置肋條或在鋼筋的端部彎起彎鉤，可大大的提高鋼筋與混凝土之間的拉力，可以更好的提高建筑的強度及抵抗外力的能力，從而更好的滿足人們的使用要求。而在高層建筑的設計施工中會在框架結構中融入一定的剪力墻結構，從而更好的實現不同建筑的功能及相應的強度要求。

3.結束語

綜上所述，我國城市化建設速度的不斷加快，使得提高城市土地利用率的相關問題越來越被社會所重視，與此同時，各種形式的高層建筑拔地而起，從而為緩解了城市居民住房緊張問題，但是由于高層建筑本身的結構特點，決定著其相應的結構設計必須滿足一定的強度及使用要求，這對建筑設計師來說是一項艱巨的任務。要想保證高層建筑施工質量，首先在結構設計階段就要保證其設計方案完全符合國家的相關標準，并結合其實際用途，緊抓設計要點，并對較易發生的潛在問題的設計進行及時排除，確保施工方案得以順利的展開，從而保證整體高層建筑的施工質量，為人們的正常使用提供較高質量的保障。

參考文獻

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【關鍵詞】：建筑結構；設計；工程實例

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

在我國現代建筑科技高速發展的背景下，對于建筑結構設計提出了更為嚴格的要求與標準，一個優秀的結構設計方案不但要滿足相關規范與技術標準的要求，而且要兼具經濟性、合理性、可行性等特征

近年來，國內高層、超高層建筑工程數量不斷增多，結構設計中也出現了一系列的弊端與問題，設計人員必須加強專業知識與理論的研究，在實踐中不斷總結和積累經驗，從而才能有效促進建筑結構設計質量的全面提升。

1．現代建筑結構設計的要點分析

1.1軸向變形是必須考慮的，在高層建筑結構設計中，由于豎向荷載的數值較大，可能在柱中引起一定的軸向變形，對連續梁彎矩造成影響，導致連續梁中間支座處的負彎矩值明顯減小，對于預制構件下料的長度也會產生影響，設計人員應根據軸向變形的實際計算值，合理調整下料長度。

1.2水平荷載的決定因素是不容忽視的，在現代建筑的結構設計過程中，建筑物自重、樓面使用荷載等將在豎構件中引起一定的軸力與彎矩數值，通常與建筑物高度的一次方成正比，而水平荷載對于建筑結構產生的傾覆力矩及在豎構件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比。因此，在建筑結構設計中，豎向荷載基本是定值，而風荷載、地震作用等水平荷載的數值則會隨著建筑結構動力特性的不同，而出現較大幅度的變化，這是設計工作中必須進行周密分析與計算的。

1.3結構延性是設計工作的重要指標，相對于多層、小高層建筑而言，層數較高的建筑結構更柔一些，在相同的地震作用下變形也相對較大。為了保證高層建筑結構進入塑性變形階段后，仍然具有較為理想的變形能力，避免建筑物倒塌，在結構設計中必須采取相應的工藝與技術措施，以保證建筑結構具有足夠的延性。

1.4側移成為設計工作的重要控制指標，與多層建筑不同，在高層建筑結構設計中側移已經成為重要的控制指標，特別是隨著建筑物高度的不斷增加，相同水平荷載下建筑結構的側移變形明顯增大，所以，在水平荷載作用下的建筑結構側移必須控制在一定的限度之內。

2．建筑結構設計工程實例

選取某高層住宅建筑工程項目為例，簡要分析建筑結構設計的基本流程與注意事項。本工程位于某城市的中心繁華地段，地上20層，地下1層，建筑總高度78.3m，建筑總面積約為25萬m2。本工程建筑結構的長寬比為3.8-7.4，高寬比為5.6-10.1。本工程項目所在地的地形較為平坦，表層以人工填土為主，以下部分為一般第四紀沉積土層，土層在水平與垂直方向的分布較為穩定。本建筑的結構安全等級為二級，抗震設防重要性為丙類，抗震設防烈度為9度，基本風壓0.45kN/ m2。

2.1主體結構設計

本工程的主體結構采用現澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結構體系，其中剪力墻的抗震等級為一級，框架的抗震等級為二級。結合建筑物的實際使用功能，在建筑中部布置剪力墻，將其作為主要的抗側力構件，并且形成筒體，在筒體周圍合理設置框架柱。由于受到本工程層高與使用功能的限制，地上部分的樓層主次梁沿Y向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。本工程結構的嵌固端位于地下室頂板，充分考慮其承受與傳遞地震作用產生水平力的問題，將板厚設定為180mm，板配筋采取雙層、雙向滿布的形式。

2.2基礎設計

根據工程項目所在地的地質勘探及地基承載力的實際計算結果，設計人員決定采用梁板式筏形基礎，X向基礎梁的尺寸為900×1800，Y向基礎梁的尺寸為1000×2000或1800×2000。由于受到筒體內電梯基坑、集水井局部下沉的影響，有可能導致主梁難以正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大，所以，筒體四周的板厚為1.5m，其余部位的板厚為1.0m。

在本工程的基礎結構計算中，采用彈性地基梁板基礎軟件進行計算，要特別重視各類技術資料與數據的收集和整理，以確保計算結果的真實性與可靠性。

2.3框支層結構設計

2.3.1剪力墻設計

本工程結構設計中，核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm之間。為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結構延性，在設計工作中合理控制墻肢軸壓比，其比例應控制在0.5以內。墻體水平與豎向分布筋不但要滿足基本的計算要求，而且滿足最小配筋率為0.3%的限值。底部加強區域的剪力墻設計中，應按照相關規范與技術要求設置相應的約束邊緣構件，其縱筋配筋率應控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時，在本工程長厚比＜5的短墻計算中，按照柱輸入計算進行分析與比較。

2.3.2框支柱設計

本工程框支柱的抗震等級為二級，軸壓比的限值為0.6。框支柱主要截面為1300×1300或1300×2300等形式，設計工作中的相關計算結果表明，全部框支柱的受力情況較為理想，軸壓比為0.41-0.52，所以，箱形轉換層下的框支柱變形控制效果較為理想。在本工程框支柱的剪力設計中，設計值按照柱實配縱筋進行計算，并且乘以放大系數1.1，剪壓比應控制在0.15以內。柱內縱向鋼筋的配筋率應＜1.2%，體積配箍率均＜1.5%，使得柱具有較為理想的延性，以符合“強剪弱彎”的設計要求。

2.3.3箱形轉換層樓板設計

在本工程的結構設計中，箱形轉換層的箱體總高度為245cm，上下層板厚均為25cm。結構設計工作中，對于箱體上下層板的內力分析與計算，采用專業的ANSYS有限元軟件。設計工作中的各種分析結果顯示，在不同的荷載工況條件下，箱體上層板的最大壓應力控制在1.2MPa以內，箱體下層板的最大拉應力應控制在2.0MPa以內。在箱形轉換層樓板設計中，樓板裂縫≤0.2mm，實配雙層、雙向通長鋼筋。

3．結束語

綜上所述，在建筑結構設計工作中，必須綜合考慮各種影響因素與條件，對于設計中常見的效率與質量問題要尤為重視，在設計過程中應及時引入先進的設計理念與方法，使得建筑結構設計中更多的應用新工藝、新技術、新材料，進而有效提升建筑結構設計的整體品質，有利保障工程項目建設工作的順利進行。

【參考文獻】：

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關鍵詞：超高層；復雜高層；建筑結構；設計要點

1超高層及復雜高層建筑結構設計的要求

（1）科學分析構造。在設計超高層及復雜高層建筑結構過程中，設計人員需要對建筑的整體構造進行合理設計，嚴格遵循實用性與穩定性的原則，對結構設計細節加以高度重視，加固設計部分應力符合集中的部位。同時設計人員需要綜合分析外界的環境因素，如風向風力、溫度變化等，以免建筑物出現形變和側移等問題，確保構造的穩定性[1]。此外，設計人員需要準確把握建筑材料的性能，尤其是材料的形變能力和延展性，以便因材料質量問題而影響建筑構造的使用性能。（2）優選結構方案。結構方案的選擇是超高層及復雜高層建筑建設的前提與基礎，因此設計人員需要以工程實際情況為依據，科學確定結構方案，在確保結構安全穩定的基礎上，協調好建筑成本投入及結構優化之間的關系。同時構建系統科學的評價方案，在評價體系中納入相關的評價標準，如自然因素、施工工藝、工程材料和設計要求等，然后分析和對比超高層及復雜高層建筑的結構設計方案，優選出最佳方案，保證工程的有序實施。（3）完善計算簡圖。在結構設計環節，計算簡圖的目的就是為方案的選擇提供數據支撐，達到結構精細化分析的目的。由于計算簡圖的完善與否直接關系到結構設計的科學合理，因此在實際工作中，設計人員應體現出計算簡圖的全面性與直觀性特征，對結構簡圖的繪制誤差進行科學控制，以便獲得關鍵性的內容，真實準確反映出工程的結構信息，便于工程的順利開展。

2超高層及復雜高層建筑結構設計的要點

超高層及復雜高層建筑結構設計的要點具體表現為以下幾方面：（1）注重概念設計。在超高層及復雜高層建筑的結構設計中，需要高度注重概念設計，適當提高結構的均勻性、完整性、規則性，保證結構抗側力與豎向的傳力路徑相對直接與清晰；同時在設計中適當融合節能和環保的理念，構建切實可行的耗能機制，關注材料與結構的利用率，保證結構受力的完整性。（2）加強抗震設計。抗震設計保證超高層及復雜高層建筑安全性的前提與基礎，要想做好抗震設計應做好如下幾點：①關注抗震結構設計的方法和質量。由于地震作用方向的隨機性強，對地震荷載進行準確計算后，需要從構件與結構等方面出發，科學選用抗側力結構體系，使剛心與形心相重合，提高結構安全性能[2]。②認真考慮抗震設防烈度。抗震設防烈度是建筑結構設計的重要內容，在烈度設計中應以建筑物最大承受強度大小為主，以此增強建筑物的安全性與經濟性，有效減少建設誤差，保證人們的生命財產安全。③科學選擇建材。抗震設計材料應具備材質均勻、高強輕質等特點，并且構件連接應有良好的延性、連續性、整體性，這樣才能有效消耗地震的能力，降低地震反應，減少因地震造成的損失。④加強構件強度。為了增強超高層及復雜高層建筑結構的抗變形能力和抗震性能，可以選擇強度較大的結構，如鋼結構、型鋼混凝土結構、混凝土結構等。（3）合理選擇結構抗側力體系。要想保證建筑的安全性，必須要對結構抗側力體系進行科學選擇，但是在選擇過程中需要注意幾點：①在實際設計環節，應該高度重視相關結構抗側力構件的聯系，使其形成統一和完整的整體。②如果建筑結構中涉及諸多抗側力結構體系，則需要對其進行認真分析，科學評判其貢獻程度，對其效用進行詳細考察[3]。③從建筑物實際高度出發，對所學的結構體系進行確定，如建筑物高度不超過100m，框架剪力墻、框架、剪力墻為最佳體系構成；高度保持在100~200m的范圍內，剪力墻和框架核心筒為最佳體系構成；蓋度在200~300m的范圍內，框架核心筒和和框架核心筒伸臂為最佳體系構成；高度低于600m時，銜架、斜撐、組合體、筒中筒伸臂、巨型框架為最佳體系構成。

3結束語

在超高層及復雜高層建筑結構設計過程中，需要對其設計要點進行準確掌握，從施工過程、抗震設防烈度和結構方案等方面處罰，做到科學分析構造、優選結構方案、完善計算簡圖，并加強抗震設計，注重概念設計，合理選擇結構抗側力體系。這樣才能提高材料的利用率，保證建筑結構的穩固性和安全性，增強建筑的整體質量和使用性能，達到良好的設計效果。

參考文獻

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關鍵字：高層建筑；結構設計；特點；要點

前言

為了追求利益最大化，建筑企業多數選擇了設計高層建筑，以便在有限的面積內設計開發出最大的可用空間，為建筑企業創造經濟效益。同時，人們對高層建筑的要求也是越來越高。因此，高層建筑的結構設計不僅要滿足人們的需要，還要保證其設計的科學合理及安全性。如何設計出更好的高層建筑設計成為建筑行業亟待解決的重要問題。

1、高層建筑結構設計原則

1.1 選擇合理的結構方案

在高層建筑的結構設計中，要選擇經濟合理的結構方案，從而保證結構設計的合理和安全。在結構設計方案的選擇中，要注意對材料的要求、施工環境的綜合考慮，同時要考慮地震區高層建筑設計的特點，要力圖遵循平面和豎向規則，規避結構方案的不適性。在結構設計方案的選擇中，要與建筑施工單位和基礎設施供應方進行協商，從而選擇合適的高層結構設計方案，充分發揮結構設計的效用。1.2 選擇合適的基礎方案

對建筑進行結構設計，要充分考慮建筑所在地的周邊環境，要對工程的地質條件以及周圍建筑的施工及特點做好調研，充分保證后續建筑過程與周邊環境的和諧統一。建筑結構設計中要選擇合適的基礎方案，基礎方案要體現結構設計的方方面面，要盡量顯示建筑的全貌，同時要考慮建筑的經濟成本和效益，最大限度發揮建筑周邊條件的作用，保證建筑的正常實施。

1.3 選擇合適的計算簡圖

高層建筑的結構設計要選擇適當的設計簡圖，由此可以防止由于計算簡圖選擇不當導致的建筑安全隱患的發生概率。建筑結構計算是以計算簡圖為基礎的，所以結構設計中要特別注重計算簡圖選取問題，從而可以保證后續結構計算的準確和建筑設計的安全。當然，建筑實際結構與選取的計算簡圖之間允許存在合理的誤差，但是要盡量把工程實際控制在計算簡圖精度要求范圍內。

1.4 分析所得到的計算結果

當下，信息技術飛速發展，由此也帶動了建筑結構設計對計算機軟件的應用。由于不同計算機軟件會產生不同的計算結果，所以要對不同結果進行分析處理。由此，建筑結構設計人員就要具備專業的建筑結構設計理念和知識，更要對計算機軟件有充分詳細的了解，便于對計算機計算結果進行客觀分析。由于操作人員自身的問題或者計算機軟件具有的自身誤差，使得計算結果與實際情況出現一定的差異，這時就要求結構設計人員客觀判斷并予以糾正。

2、 高層建筑結構設計的特點

（1）結構延性是重要的設計指標

相對于低樓層而言，高樓層具有獨特的特性，高樓層擁有更好的柔性，由此，高層樓房在遭受地震的時候更容易出現變形。所以在建造高層建筑的過程中，就要充分考慮如何保證高層建筑的延性，從而保證高層建筑進入塑性變形階段之后仍然有較好的變形能力，防止坍塌現象的發生。由此就要在建筑結構設計階段采取恰當的措施保證建筑結構的延性。

（2）水平載荷成為決定因素

高層建筑的設計和建造過程區別于低層建筑，不僅要考慮豎向載荷，同時要考慮水平載荷的影響。在建造高層樓房時，水平載荷的影響作用也非常重要。水平載荷之所以發揮如此重要的作用是因為在高層建筑設計中要充分考慮抗側力，而水平載荷可以起到平衡作用。除此之外，對某高度的建筑來說，豎向載荷基本是一個定值，而作為水平載荷的風載荷和地震作用，則隨著結構動力特性的不同而浮動。

（3）軸向變形不容忽視

在有外力作用的情況下，建筑結構會發生一定的位移，包括彎曲、軸向變形和剪切變形。對于低層建筑的結構，一般的結構構件軸向和剪切變形的影響相對小，由此不會涉及到軸向變形和剪切變形問題的考慮。但是高層建筑的軸力相對較大，由此產生的軸向變形就會比較顯著，由此在建筑結構設計中就要把軸向變形考慮進去。

3、 高層建筑結構設計的要點

3.1 結構的超高問題

抗震規范中對建筑結構的總高度進行了嚴格限制，新規范中增設了B級高度，這與原來設定的A級高度在處理辦法方面有很大的改變。所以在工程實踐中，就要充分考慮建筑的超高問題及處理措施，在結構設計過程中要充分根據工程的實際進行抗震設計，防止建筑物結構過高導致的不安全因素。一旦在工程實際過程中忽視建筑物的超高問題，在工程后續施工過程中就會出現一系列的問題，這就會對工程工期和效益造成嚴重的損害。

3.2 短肢剪力墻設置問題

短肢剪力墻在規范中是這樣定義的：墻肢截面高厚比為5-8的墻。實踐表明，短肢剪力墻在高層建筑中的運用有更多的因素加以限制。因此，高層建筑結構設計過程中，就應當根據情況盡可能少的使用就要盡量避短肢剪力墻，從而減少由于短肢剪力墻的使用造成了不必要的麻煩，所以，在高層建筑的設計過程中，要特別注重工程的細節問題，從而提高工程建設的進度。

3.3 嵌固端的設置問題

高層建筑通常都有地下室和人防，由此嵌固端的設置位置可能在地下室頂板，也有可能在人防的頂板。在進行高層建筑結構設計的過程中，結構設計人員要特別注意嵌固端的設置問題，防止由于嵌固端設置所造成的問題。比如說嵌固端上下抗震等級的一致性問題和抗震縫設計與嵌固端位置的協調問題等等，由此可能造成結構設計的不合理，導致安全隱患的產生。

4、 結語

高層建筑是一種更為復雜的建筑模式，近年來，高層建筑發展迅速，然而建筑的結構設計效果并不理想，建筑安全問題發生的頻率相對較高，由此在高層建筑結構設計過程中，建筑結構設計人員更應該根據建筑結構的特點，認真考察建筑具體實際，從而設計出合理的設計方案，保證建筑的安全性和穩定性，發揮建筑的效益，從而滿足建筑使用群體的要求，同時為建筑業的更快更好發展做出貢獻，使得建筑業可以有更長足的發展空間。

參考文獻

[1]李紅.關于高層建筑結構設計問題探析[J].民營科技，2013（3）

[2]宋金蘭.淺談高層建筑結構設計問題[J].中國新技術新產品，2012（10）

[3]張瀚.關于高層建筑結構設計問題探討[J].中國新技術新產品，2012（23）

[4]王續晶.高層建筑結構設計問題探討[J].價值工程，2011（9）

篇6

關鍵詞：帶梁式轉換層；截面；抗震

一、帶梁式轉換層的高層建筑結構

在高層建筑設計中，為滿足建筑使用功能需要，在高層建筑結構的底部，當上部樓層部分豎向構件（剪力墻、框架柱）不能直接連續貫通落地時，需設置結構轉換層，在結構轉換層布置轉換結構構件，我們稱此結構為帶轉換層的復雜高層建筑。目前在工程中應用轉換層的主要結構形式有：梁式、厚板、箱形、巨型框架等。我國高層建筑中，僅帶轉換層的建筑有幾百棟之多。其中梁式轉換層的建筑約占75%，板式轉換約占12%。梁式轉換層設計和施工簡單，受力明確，轉換梁可沿縱向或橫向平行布置當需要縱、橫向同時轉換時，可采用雙向梁的布置，一般廣泛應用于底部大空間剪力墻結構體系中。但是其轉換梁的跨度較大的時候，其對轉換梁的截面要求也隨之增大，這就引起了質量和抗側剛度的增大。因此，其對地震的反應也會比較劇烈。

二、帶梁式轉換層的高層建筑結構設計要點

（一）轉換梁的截面設計

轉換梁截面設計方法的選擇。轉換梁截面設計方法的選擇與其受力性能和轉換層的形式相關。

當轉換梁承托上部普通框架時，在轉換梁常用截面尺寸范圍內，轉換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設計方法進行配筋計算。當轉換梁承托上部斜桿框架時，轉換梁將承受軸向拉力，此時應按偏心受拉構件進行截面設計。當轉換梁承托上部墻體滿跨不開洞時，轉換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態表現為深梁，此時轉換梁截面設計方法宜采用深梁截面設計方法或應力截面設計方法，且計算出的縱向鋼筋應沿全梁高適當分布配置。由于此時轉換梁跨中較大范圍內的內力比較大，故底部縱向鋼筋不宜截斷和彎起，應全部伸入支座。當轉換梁承托上部墻體為小墻肢時，轉換梁基本上可按普通梁的截面設計方法進行配筋計算，縱向鋼筋可按普通梁集中布置在轉換梁的底部。

根據圣維南原理，影響轉換梁受力特征的墻體高度應和轉換梁的跨度有關，轉換梁跨度越大，上部墻體的高度就應取得越高。分析表明：當轉換梁承托的上部墻體滿跨或基本滿跨時，轉換梁與上部墻體之間共同工作的能力較強，此時上部墻體和轉換梁的受力特征如同一倒T形深梁，轉換梁為該組合深梁的受拉翼緣，跨中存在很大的軸向拉力，此時轉換梁宜按倒T形深梁進行截面設計。

應力截面設計方法。對轉換梁進行有限元分析得到的結果是應力及其分布規律，為能直接應用轉換梁有限元法分析后的應力大小及其分布規律進行截面的配筋計算，假定：（1）不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔；（2）鋼筋達到其屈服強度設計值。（3）受壓區混凝土的強度達到軸心抗壓強度設計值。

（二）等效側向剛度比的控制

高層建筑轉換層的上部樓層的側向剛度設計要低于下部樓層的側向剛度，不然會導致下部樓層的的變形而建筑下層將會變成整個建筑的薄弱環節和薄弱層，對整個建筑項目造成巨大的負面影響，整體性將不合格。所以，為了杜絕這種現象的發生，通常要對相應建筑下層樓層的側向剛度指數進行規定和設計。且側向剛度不能低于建筑上層樓層的百分之七十，或符合上下三層的百分之八十的側向剛度平均值。高層建筑側向剛度比需要依據建筑設計中的混凝土強度、剪力墻厚度、混凝土的強度等級系數以及柱子截面尺寸等要素來確定。其下部樓層設計中的側向剛度應依照和符合高層建筑的相應規定的限制，通過轉換層為界，結構下層與上層的等效側向剛度比例最好大約為1，當為非抗震設計時0.5則是等效側向剛度比的最低值，而當抗震設計時最小值為0.8。具體工程設計的剛度比則需要加強概念方面的設計，依照具體及已經詳細化的規范來設計底層樓層側向的剛度比的大小和詳細參數。需要控制高層建筑側向剛度比以及層間位移角比值的大小，并對工程所需的側向剛度的設計數值大小進行定位和評判，使工程項目設計更具合理性及精確性。

（三）帶梁式轉換層框支剪力墻結構抗震設計

控制轉換層上下樓層剛度比、及轉換層下部與上部的等效剛度。加強框支層剛度要求轉換層及上、下樓層剛度基本均勻使轉換層上、下結構整體抗側剛度接近當下部剛度不夠足時可以適當加大底部剪力墻的混凝土強度等級、厚度、增設剪力墻等。國家規定當底部只有1至2層框支層時要求計算的轉換層下部與上部等效剪切剛度比非抗震時不應小于0.4抗震設計時不應小于0.5，當底部框支層在三層及以上時要求計算的轉換層下部與上部等效剪切剛度比非抗震時不應小于0.5抗震設計時不應小于0.8。但是筆者認為設計人員不能以規范的最低要求控制轉換層下部與上部等效剛度比如果接近于1最好。

轉換層上部宜少采用短肢剪力墻盡量布置普通剪力墻因為短肢剪力墻的抗震等級要比普通剪力墻抗震等級高、抗震措施要求比普通剪力墻要求更嚴格短肢剪力墻抗側能力也不及普通剪力墻不利于優化設計。

盡量不要采取高位轉換或者更高位轉換（轉換層層數超過規范要求的層數時）轉換層以下層數越多抗震性能越不好因為高位轉換時剛度和質量都較大的轉換層隨之升高相當于結構重心上移、剛心上移不利于抗震優化設計。

各個構件的設計必須滿足結構設計規范的各項抗震措施及抗震構造措施要求才能發揮結構的抗震性能要求。

三、帶梁式轉換層的高層建筑結構設計

某項目是二層地下室，上面有六個塔樓（C1，C2，C3，C4，C5，C6）。這幾個塔樓全部帶有轉換層，針對這些轉換層總結設計中應注意的問題：

（一）截面的設計。轉換梁高度一般取跨度的1/3～1/6，當然也要根據框支梁托起剪力墻的大小和長短而定。該項目的梁截面大致取為800×1800，700×1400，600×1200，1000×2000，1000x2200。有一種剪力墻下需要這樣設置轉換梁，在建模時易采用雙梁，中間用同截面的短梁連接，形成一個剛域計算。但是在畫施工圖時候就用一根大寬梁代替那塊剛域。

（二）荷載的輸入。一般按照建筑要求計算荷載，即恒載要考慮覆土重量，活荷載一般取3.5KN/m2。

（三）在特殊構件定義菜單中定義框支梁并且檢查抗震等級是否需要提高一級。框支梁的調幅系數須由0.85調整為1.0。

（四）計算完后，如果有轉換梁超筋，最直觀的方法就是加大截面，如果層高限制不能加大尺寸，可考慮型鋼混凝土梁。當有梁抗扭筋超限，除了加大截面外（尤其是寬度方向），還有一種簡單的方法就是在梁里面加四個小型鋼來抵抗扭矩（如圖2梁大樣）。但是有時候不是轉換梁超筋，而是轉換層上一層的剪力墻超筋，有的人認為可能是墻截面小了，就拼命加大墻截面，其實是不對的。這個時候最有效的方法就是加大轉換梁的截面。

（五）帶有轉換層的剪力墻結構，我們發現與落地剪力墻相連的轉換梁配筋較小，而此轉換梁上部的剪力墻墻肢很長，受力應很大，經手算進行復核，發現電算配筋面積偏小。分析原因，是由于落地剪力墻剛度大，轉換層以上各層梁與落地剪力墻相連的一端彎矩大，使傳到剪力墻的軸力偏小，導致轉換梁受力偏小，配筋面積偏小。這種情況，也只有將與落地剪力墻相連的轉換層以上的梁端處理為鉸支。因為電算未進行斜截面抗裂的驗算，因此，轉換梁的配筋面積可能偏小。所以，我們應對轉換梁的斜截面抗裂進行手算復核。

參考文獻

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關鍵詞：高層建筑結構設計

1高層建筑結構類型及特點

1.1框架―剪力墻體系

框架與剪力墻合起來互相取長補短，既能提供較大較靈活布置的建筑空間，又具有良好的抗震性能。如果把剪力墻布置成筒體，就組成了框筒結構。筒體的承載力、抗扭能力均較單片剪力墻有較大提高，在結構上可以提高材料的利用率，在建筑布置上往往可以利用筒體作電梯間、樓梯間和豎向管道的信道。框剪結構在承受地震作用時可形成多道防線，剛度很大的剪力墻作為第二道防線，隨著剪力墻的開裂，剛度退化，框架在保持結構穩定及防止結構倒塌上發揮第一道防線作用。經過合理設計，框架剪力墻結構的延性是比較好的，且優于剪力墻結構。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平荷載。框架―剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架―剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

1.2剪力墻體系

剪力墻結構體系是由鋼筋混凝土墻體互相連接構成的承重墻結構體系，用以承受豎向荷載，抵抗水平荷載，同時亦兼作建筑物的圍護和內部空間的分隔構件，其主要優點:集承重、抗風、抗震、圍護與分隔于一體，經濟合理地利用了結構材料，結構整體性強、抗側剛度大，側向變形小，在承載力方面的要求易于滿足，適于建造較高的建筑;抗震性能好，具有承受強烈地震而不倒的良好性能；當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架―剪力墻體系。

1.3筒體體系

凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單筒體、筒體―框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。

1980年以前，高層建筑基本上是鋼筋混凝土三大常規抗側力體系:框架結構，剪力墻結構和框架剪力墻結構，它們的共同特點是以平面框架或平面剪力墻作為基本抗側力結構單元，多方向(縱向、橫向、斜向)組成空間受力結構。80年代后，隨著人們對建筑功能要求的提高，平面布置和豎向體系日益復雜，而且層數增多，高度加大，以及設防烈度提高，常規的抗側力體系往往難滿足要求，于是以空間整體受力為特征的筒體結構便得到了廣泛的采用，在建和已建的100米以上的高層建筑中，采用筒體結構的占80%。最近幾年，一些更新穎的結構形式已經得到應用。這些結構體系都從整體受力為特點，而且能更好地滿足動能要求。如深圳香格里拉大酒店和廈門國際金融大廈均采用了巨型框架結構;同濟大學圖書館和重慶中建大廈采用了懸挑結構，深圳發展中心采用了剛性水平構件，把中央核心和邊柱聯系起來，減少了結構的位移。

2高層建筑結構體系選型的影響因素

對于千差萬別的建筑方案除了考慮美學因素以外，影響高層建筑結構選型的主要因素可以簡要的歸納為：1）環境條件。主要包括建筑抗震設防烈度、建設場地類別、基本風壓以及基本雪壓等自然環境因素。2）建筑方案特征。主要包括方案建筑的高度和層數、高寬比、長寬比以及建筑體型。每一種結構形式都有其各自的特點以及適用性，考慮到經濟的原因也就有了各自的適用高度。我國的《抗震規范》以及《高規》均給出了每一種常見建筑結構體系的適用高度。3）建筑功能要求。結構是為建筑服務的，所以結構的布置必須滿足建筑功能的要求。建筑的功能基本上分為住宅、辦公樓、旅館和綜合樓，某種功能的建筑可能只有某幾種結構形式與之相配。例如高層住宅，由于其使用空間較小，分隔墻體較多，且各層的平面布置基本相同，通常比較適宜采用剪力墻或框架―剪力墻結構。4）建筑材料。建筑材料對建筑的影響是非常大的，可以說是至關重要。每一次建筑高度的突破，都伴隨著建筑材料的革新。在多層建筑中，水平荷載處于次要地位，結構的荷載主要是豎向荷載。由于樓層少，高度低，對材料的強度要求不高，因此結構選型比較靈活，受制約條件較少。對于大多數的高層建筑以及超高層建筑，最優考慮的結構形式還是結構自身重量小、強度高的鋼結構、鋼―混凝土組合結構或者勁性混凝土結構。所以，結構材料應具有輕質、高強、延性好等性質，是高層建筑結構選型的基本要素之一。

3高層建筑結構體系優化設計

1）增加抗彎結構體系的有效寬度，以調整結構的抗側剛度。增加寬度可以直接增大抵抗力臂，從而減小抗傾覆力。從材料力學的基本知識可以知道，同樣面積、抗傾覆力同結構寬度的關系不同形狀，可以獲得不同的其幾何特征。例如:相等面積的條件下，工字形截面的截面慣性矩要大于矩形截面，而矩形截面又要大于圓形截面。根據這個原理，不難理解加大寬度以后，整個結構的抗側剛度得到很大提高。在其它條件不變的前提下，側移將按寬度增加的三次方的比例減小。當然，必須考慮“剪力滯后”的不利影響，結構體系中豎向構件的水平連接應具有足夠的剛性，才能真正達到上述效果。

2）設計結構分體系時，應使其構件以最有效的方式相互作用。例如，采用具有有效受力狀態的弦桿和斜桿的析架體系;在鋼筋混凝土抗震墻內配置交叉鋼筋，以增強其抗剪能力;調整構件剛度，使框架的剛度比達到最優以取得良好的受力效果。

3）增大最有效承受荷載構件的面積，充分發揮材料的自身強度，是結構工程師應該時刻考慮的問題以及應該具有的基本結構概念。例如，增大較低樓層框架柱和框架梁的截面高度或受壓翼緣面積，就能夠直接增大結構的抗側剛度，有效減小側向位移，從而改善結構的抗震性能。

4）水平作用的傳遞主要是依靠樓板，并且目前幾乎所有的結構分析理論所采用的基本假定都是樓板水平剛度無限大。故此，每一層樓蓋應該具有足夠的剛度和連續性，以起到水平隔板的作用，使各抵抗外力的構件能夠協同工作成為整體，而非各自獨立。

5）選擇合理的倒塌機制。結構之所以稱之為結構，是因為它可以穩定地承受外荷載作用。例如框架結構中，塑性鉸應先出現在框架梁端，而不是出現在柱端;抗震墻結構和框架―抗震墻結構中，塑性鉸應先出現在連梁兩端而不是出現在剪力墻或者框架柱端。

6）設置多道設防體系。目前，世界工程抗震的主要思想基本上是一致的小震不壞，中震可修，大震不倒。由于地震作用具有不確定性，防止在罕遇烈度時建筑物發生倒塌，多道抗震防線概念對于實現這一目標是有效的，從而可以保障人民生命的安全。

4結語

總之，高層建筑結構設計時，應該對建筑結構有個總體的把握，另外，結合當地的實際情況，做好概念設計，對結構設計中的難點、關鍵部分要著重優化設計。

參考文獻：

[1] 黃家強. 淺談建筑結構設計中的概念設計[J]. 中國科技信息, 2006,(14)

篇8

關鍵詞：城市；高層建筑；結構設計；要點

當前，在城市土地面積的限制下，建設高層建筑已經是保證城市土地綜合利用率的最佳途徑。而隨著科技技術的不斷發展與進步，進一步帶動了建筑的高度，這也因此對高層建筑的防震防風能力等提出了更高的要求。

1.高層建筑結構設計的要點

1.1結構形式方面

當前，大部分高層建筑設計普遍以鋼結構和鋼筋混凝土結構為核心。其中，由于鋼筋混凝土結構無需太大的造價，企業具有多樣化的材料來源，實際可澆筑成諸多復雜的斷面形狀，能實現各類結構體系，具有明顯的耐久性及防火性特點。通過科學規范的設計后，鋼筋混凝土結構將充分發揮抗震性能。但任何事物有利有弊，鋼筋混凝土結構也是如此，具體體現在構件斷面大、自重大等不足。鋼結構的優勢之處在于具有較好的強度和韌性，結構斷面小、自重輕，抗震性也十分明顯。同時由于可將鋼結構構件置于工廠中加工，所以一定程度上節約了施工工期。其不足之處主要體現在構件用鋼量大、需投入較高的造價，防火性能不強，對防火涂料的需求量大，進而使得成本及施工周期進一步延長。鋼結構與鋼筋混凝土結構相比，鋼結構是西方國家建設高層建筑時使用最多的一種結構。而我國則恰恰相反，以鋼筋混凝土結構和混合結構為主要。

1.2荷載與高度方面

建筑是根據自身的高度來明確所要達到的防震防風等要求。建筑設計過程中，必須始終以建筑的安全性為立足點。和多層建筑相比，高層建筑中的水平荷載力較為突出。高層建筑具體的重量和產生的內力與建筑高度的一次方成正比，而建筑水平荷載力對結構產生的力量，與建筑高度的二次方成正比。水平荷載力主要發揮防地震及風荷載的作用，荷載力的大小程度由結構的動力性質所決定，在高層建筑設計中是不容小覷的部分。特別當發生地震災害時，水平荷載力將對建筑產生巨大的力量，所以建筑高度越高，就對荷載力的計算提出了更為精準的要求，以提高建筑安全性。在高層建筑相關的抗震規范要求中明確提出了不得隨意更改建筑結構的高度，特別在新規范要求中更為關注建筑結構的高度問題，因此我們在結構設計過程中應時刻關注著建筑超高問題，只要出現了建筑高度超出了規定高度要求，就必須立即重新設計。若實際中對該方面的事項關注度低，那么不僅會造成圖紙審核不通過，而且還會降低建筑施工的安全性。

1.3結構設計人員方面

部分設計人員工作的不認真而引起的高層建筑地基和基礎設計問題已經成為了當前的焦點話題。要知道，設計人員設計工作的好壞對后續設計工作能否順利有效運行起到決定作用。同時，建筑物的地基是整個建筑的基礎，與高層建筑的價值息息相關。在地基基礎設計過程中，常常會出現一些漏洞問題，若不提高重視，就會給建筑工程帶來無法預料的損失。

2.強化高層建筑結構設計的方法

通常而言，我們都會以設計質量與施工質量為標準對整體建筑質量進行評價。相較于施工質量，建筑設計需經歷繁雜的過程。所以相關設計者肩上所擔負的責任重大，而且建筑結構的設計與高層建筑物的使用安全及經濟效益息息相關。然而目前依舊有部分高層建筑結構設計者工作不認真，從而導致建筑結構設計的的概念與方法難以達成一致。因此為了保證高層建筑結構設計的科學合理，應考慮以下兩點：

2.1注重實用性

對于高層建筑設計人員而言，除了要了解高層建筑具有一定的審美功能外，還應關注其實用功能。實際設計時，設計人員應結合藝術手段與工程技術手段，不僅要滿足客戶的審美需求，還應保證建筑的整體安全性。此外，設計中還應突出建筑的持久性，使其具有堅固的結構。總之，建筑的審美意義與實用意義是緊密相連的。

2.2注重設計和施工的緊密結合

在完成高層建筑結構設計后，接下來就是投入實際施工，應按具體情況實施。在高層建筑結構設計過程中，應準確計算結構構件的承載力極限狀態，并對正常使用極限狀態進行驗算，如在直接承載動力荷載的構件上，應做好疲勞強度驗算，當結構中若干作用效應一同產生，應及時分析其可能的最不利組合。

2.3科學選取結構形式

現階段，我國高層建筑的結構設計遠不及其相關理論的發展。計算機技術的興起雖有助于結構設計者完成部分常規的計算，使結構設計效率得到了很大的提升，但由于建筑結構存在諸多的約束因素，要想實現建筑結構的優化設計還具有一定的困難。大部分結構設計者普遍認為只要設計與建筑規范要求相一致，計算準確就行了，然而建筑結構設計方案往往會根據工程施工的變化而需要進行相應的整改。現階段，鋼結構與鋼筋混凝土結構有利有弊，實際選用時，應對建筑的地理環境加以考慮，并掌握了解建筑的實際用途。隨著現代社會的不斷發展，進一步促進了國內鋼結構的制造水平，雖然西方國家已具備了較為成熟的鋼結構技術，但也有一些不足，特別在防火方面，以鋼結構為主的高層建筑必須深入分析火災會對建筑整體造成的影響。將鋼結構與鋼筋混凝土結構等緊密結合，從而明確更優的解決方案。

3.結論

綜上所述可知，隨著我國高層建筑的蓬勃發展，使得城市土地的綜合利用率得到了提高，豐富了人們的活動空間，推動了城市的良好發展。但與此同時，我們還必須充分的意識到，不管技術多成熟，都不得忽視建筑設計質量。由于我國目前在建筑理論領域的研究深度還不夠，所以建筑結構設計除了要在相關書本中學習外，還必須根據工程實際，不斷豐富自身的實踐能力。唯有如此，方可為人們提供舒適安全的生活空間，方可保證我國建筑業向更高層次上發展。

參考文獻

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關鍵詞： 高層建筑; 結構設計;常見問題

中圖分類號：TU97 文獻標識碼： A

由于社會經濟的迅速發展和建筑功能的多樣化，建設用地日趨緊張和城市規劃的需要，使得城市建筑物不斷向高層發展，同時高層建筑結構體系也變得越來越復雜，這就需要設計人員在進行高層建筑結構設計時依靠自己掌握的知識、根據具體情況來分析和解決可能遇到的各種問題。

一、高層建筑結構設計特點

1水平荷載成為決定因素。一方面， 因為樓房自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值， 僅與樓房高度的一次方成正比； 而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，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； 另一方面，對某一定高度樓房來說， 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， 豎向荷載數值很大， 能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響造成連續梁中問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生影響， 要求根據軸向變形計算值對下料長度進行調整； 另外對構件剪力和側移產生影響，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， 結構側移已成為高層建筑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。

4 結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言， 高層建筑結構更柔一些， 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的措施， 來保證結構具有足夠的延性。

二、根據不同類型高層建筑， 選擇合理的結構體系

1結構的規則性問題 新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件， 例如： 平面規則性信息、 嵌固端上下層剛度比信息等， 而且， 新規范采用強制性條文明確規定 “建筑不應采用嚴重不規則的設計方案” 。因此， 結構工程師在遵循新規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。

2結構的超高問題 在抗震規范與高規中， 對結構的總高度都有嚴格的限制， 尤其是新規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 級高度的建筑外， 增加了 b級高度的建筑， 因此， 必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為 b級高度建筑甚或超過了 b 級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。 在實際工程設計中， 出現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、 造價等整體規劃的影響相當巨大。

3嵌固端的設置問題 由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防， 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， 在這個問題上， 結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面， 如： 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調等等問題， 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。

4短肢剪力墻的設置問題 在新規范中，對墻肢截面高厚比為 5～8的墻定義為短肢剪力墻， 且根據實驗數據和實際經驗， 對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制， 因此， 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。

三、高層建筑結構分析和計算中應注意以下問題

在結構計算與分析階段， 如何準確， 高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理， 是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進， 因此， 結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。

3.1 結構選型。 3.1.1 結構的規則性問題。新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動， 新規范在這方面增添了相當多的限制條件， 例如：平面規則性信息、 嵌固端上下層剛度比信息等， 而且， 新規范采用強制性條文明確規定 “建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規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。 3.1.2 結構的超高問題。在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制， 尤其是新規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 級高度的建筑外，增加了 b 級高度的建筑， 因此， 必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為級高度建筑或超過了 b 級高度， 其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中， 出現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、 造價等整體規劃的影響相當巨大。

3.2 地基與基礎設計 在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。 由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜， 作為國家標準， 僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定， 因此， 作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的 “地基基礎設計規范” 能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以 避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

3.3 非結構構件的計算與設計。 在高層建筑中， 往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容， 尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時， 由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大， 因此， 必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。

四、高層建筑結構設計中的扭轉問題 建筑結構的幾何形心、 剛度中心、 結構重心即為建筑三心,在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點,即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一, 在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞,應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局,盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下,高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻,減輕結構的扭轉振動,應使建筑平面盡可能采用方形、 矩形、 圓形、 正多邊形等簡面形式。在某些情況下,由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制,高層建筑不可能全部采用簡面形式,當需要采用不規則 l 形、 t 形、 十字形等比較復雜的平面形式時,應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內,同時,在結構平面布置時,應盡可能使結構處于對稱狀態。建筑結構的振動周期問題包含兩方面:①合理控制結構的自振周期； ②控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。

五、側向位移的限值 高層建筑結構的水平位移隨著高度增長而迅速變大，為防止位移過大， 規范對頂點位移和層間位移都作了一定的限制。 控制頂點位移u/h的主要目的是保證建筑內人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時倒塌。但控制房屋在罕遇地震時倒塌與否的條件是結構極限變形能力而不是u/h限值。另外， 為使結構具有較好的防倒塌能力， 應在結構計算中考慮相關效應。控制層間位移u/h的主要目的是防止填充墻、 裝飾物等非結構構件的開裂和損壞。

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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。筆者根據理論知識，結合自身的實踐經驗，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值,與建筑物高度是成正比關系的；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,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，豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續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生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，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。

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的措施，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、柱構件通過節點連接構成承載結構。框架結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同工作，受力狀況和內力分布都得到了改善。

4．筒體體系

隨著層數、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、不經濟，甚至不可行。這時，可將剪力墻在平面內圍合成箱形，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；根據構件變形與結構位移關系，確定構件的變形值；并根據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，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抗震體系所難以比擬的優越性，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

當第一道防線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。需要強調的是設計不能陷入只憑計算的誤區，若結構嚴重不規則，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節。

四、結語

可以說，高層建筑本身就是一項系統工程。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，保證建筑的質量與效果。隨著當今社會的發展，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，為我國的建筑業服務。

參考文獻：

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