高层建筑结构设计要点篇1

中图分类号 TU973 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0094-01

当前高层建筑结构设计工程师面临的一个首要问题就是怎样才能设计出安全、舒适、经济、美观，并能满足人们精神及物质生活要求的高层建筑。因此，对高层建筑结构设计要点的熟练掌握，是高层建筑结构设计人员的必备基本素质。笔者将多年从事高层建筑结构设计的经验做了一个总结，提出了高层建筑结构设计中一些需要注意的问题，并对高层建筑结构设计的体系作了分析，以供参考。

1 高层建筑结构设计的特点分析

1.1 水平荷载是高层建筑结构设计当中的决定因素

高层建筑所承受的楼面荷载及其自身重量于竖向构件当中的弯矩及轴力数值与高层建筑的实际高度成正比；高层建筑结构中倾覆力矩的产生与水平荷载相关，结构的轴力也由竖向构件所引起，倾覆力矩及轴力都与高层建筑本身的实际高度成正比；对于具有特定高度的建筑来说，竖向荷载在一般情况下是一个定值；而高层建筑结构中的水平荷载数值由结构动力的特性决定，随动力特性变化而变化，尤其是水平荷载当中的风荷载。

1.2 轴向变形在高层建筑结构设计当中是不可忽视的因素

如高层建筑所承受的竖向荷载值较大，可引起柱中出现轴向变形的现象，且幅度较大，从而影响连续梁的弯矩，对连续梁中部的支座处负弯矩值产生了减小作用，而对端支座的负弯矩值及跨中正的弯矩值则是产生了增大作用。较大的竖向荷载值还会影响预制构件下料的长度；在这样的情况下，就需要以轴向变形作为依据的计算值，调整下料长度。此外，竖向荷载值对构件侧移及剪力产生的影响也不可忽视，因其与构件竖向的变形相比较考虑，会产生与不安全结果不相符合的现象。

1.3 侧移是高层建筑结构设计中的控制指标

高层建筑与低矮的楼房不一样，高层建筑结构设计工作中，关键的影响因素为结构侧移；随建筑本身实际高度的增大，水平荷载之下的建筑结构侧移的变形会迅速增大。可以发现，在水平荷载的作用下，需要对结构侧移进行控制，使其保持在一定的限度之内。

1.4 结构延性为高层建筑结构设计的重要指标

高层建筑的结构要比低矮楼房的结构更柔，在地震的作用下，出现的变形幅度会更大，减少了倒塌的现象。在高层建筑的构造方面可采取相应的措施，使之进入到塑性变形的阶段后，仍具有足够延性，保持较强变形能力。

2 高层建筑结构设计体系分析

2.1 剪力墙-框架体系的设计

在高层建筑结构中的框架体系刚度及强度均不能达到要求时，常常需要在高层建筑的平面内适当的位置，建立剪力墙以代替结构中的部分框架，将剪力墙-框架结构体系应用于结构设计当中[3]。当建筑物承受来自水平方向的压力时，剪力墙及框架可以通过刚度足够强的连梁及楼板共同组成相互协同结构工作体系。在剪力墙-框架设计体系中，承受来自垂直方面荷载的主体为框架体系，水平剪力的承受主体为剪力墙；在剪力墙-框架体系中，位移曲线为弯剪型。结构侧向的刚度由于剪力墙的作用而增大，建筑在水平方向上的位移得以减小；框架所承受的水平方向上的剪力出现明显下降的趋势，竖向的内力分布变得均匀。

2.2 剪力墙结构体系的设计

剪力墙结构体系是指由平面的剪力墙结构组成的建筑主体受力结构。在剪力墙结构体系当中，全部的水平力及垂直荷载由单片的剪力墙所承受。剪力墙结构体系是一种刚性的结构，位移曲线是一种弯曲型结构。剪力墙结构体系的刚度及强度均相对较高，具有一定延性，在传力时具有直接及均匀的优点，整体性好，且抗倒塌的能力较强，不失为一种优良的建筑结构体系，其可建的高度一般大于剪力墙-框架体系。

2.3 筒体结构体系

筒体结构体系指的是以筒体作为抗侧力的构件建筑结构体系，筒体结构体系主要包括筒体-框架、单筒体、多束筒及筒中筒等其他多种形式。可将筒体分为空腹筒及实腹筒两个大类。筒体为空间受力的结构构件与三维竖向的结构单体，由曲面墙或平面墙围成；也可由窗裙梁、密排柱及开孔钢筋外墙等构成。筒体结构体系的强度及刚度均相对较高，在大空间、大跨度等特殊类型的高层建筑中被广泛应用

3 高层建筑结构设计的基本假定分析

由剪力墙及简体框架组成了高层建筑主体结构，组成的方式为平楼板水平连接。因此，在三维空间中精确及完善的分析高层建筑结构设是存在难度的，特别是不同的实用分析方法，要引入不同程度的简化计算模型。以下四种假定是高层建筑结构设计中比较常见的计算模型。

3.1 小变形基本假定

在一般情况下，小变形基本假定在高层建筑结构设计分析中被应用得最多。很多从几何方面入手的研究人员对P—效应进行了详细研究，并得出以下注意事项：在建筑高度与顶点的水平位移的比值大于0.2%的情况下，需高度重视建筑结构受到P—效应影响的程度。

3.2 刚性楼板基本假定

在分析高层建筑结构设计时，存在的问题主要是过于注重平面内刚度，而忽视了平面外刚度。采用刚性楼板基本假定的分析法不仅能将结构的位移自由度减少，计算的方法简化，而且能为筒体结构空间薄壁的杆件理论创造良好的计算及使用条件。在一般的情况下，在剪力墙结构体系及框架结构体系当中运用刚性楼板基本假定是可行的。但是，就竖向刚度结构出现突变的情况而言，受到楼板变形的影响较大，如有些楼板的层数不多、刚度不大及抗侧力构件的间距过大等情况，尤其是结构底部及每层顶部内力的影响更为显著。对于以上问题，要采取一些适当的调整措施进行解决。

3.3 弹性基本假定

目前，在高层建筑结构设计的分析方法当中，弹性基本假定

计算方法被运用的范围较广。尤其在垂直荷载的计算当中，因高层建筑结构长时间处于弹性的工作阶段，实际工作情况与弹性基本假设的情况相吻合。但如果遭到较严重的自然灾害，如较大强风及地震等，建筑结构会因较大的位移幅度而产生裂缝，从而进入到弹塑性的工作阶段。在这样的情况下，为了能使高层建筑结构状态得到真实的反应，只能在结构设计中运用弹塑性分析方法。

3.4 计算图形基本假定

高层建筑结构设计中三维空间的分析方法主要为计算图形基本假定。二维协同分析没有将侧力构件中公共的节点在外位移纳入到分析的范围当中；侧力构件外的刚度及扭转刚度并没有受到高度重视。分析精通杆的三维空间中每一节点时，自由度只有六个，不足以完成分析，使用计算图形基本假定分析法，可以弥补这一缺陷。

4 结束语

高层建筑的快速发展增加了对其力学及结构分析模型等方面的诸多要求。因此，寻找新的结构设计形式与正确的力学分析模型，是当前高层建筑结构设计工作人员的主要奋斗目标；只有找到新型建筑结构设计形式与正确的力学分析模型，才能使高层建筑获得更好的发展。

参考文献

高层建筑结构设计要点篇2

随着我国城市化的飞速发展，当前社会对于高层建筑功能方面的要求也越来越高。从建筑功能上来说，建筑底部需要建设大开间的商场、餐厅等，而上部则多用于墙板、梁柱较多的住宅、办公等场所。为了在高层建筑中实现正阳的结构设计，就应该在建筑物的上下部之间设置转换层，以保证受力的正确传递。

一、转换层设计概述

（一）转换层的概念

高层建筑下部楼层受到的压力较大，上部楼层所受压力则相对较小，因此在正常的建筑结构中，应该在下部楼层设置较多的墙体和密集的柱网，以增加其刚度，到上部结构时逐渐减少其柱网和墙体的分布。然而一般来说，建筑功能的需要要求建筑底层留有较大的空间，而上部则应该设置较多的墙体。这就和建筑结构的受力要求有了一定的矛盾。因此，为了实现建筑结构对使用功能的要求，就应该设置建筑物上下部结构转换的构件，而构建所在的楼层就叫做转换层。

（二）设计原则

由于在建筑中设置转换层，会导致建筑物在竖向刚度方面发生突变，因此不利于建筑结构的抗震功能，因此，在进行转换层设计之时应该注意以下的原则。首先应该尽量减少需要转换结构的竖向构件，转换结构的构件越少，所造成的刚度突变就越平缓，更加有利于建筑的抗震。其次，转换层在建筑物中的位置应该较低。另外应该对转换层的结构进行优化，使用传力路径明确的形式来设计转换层，以便于对结构进行分析和施工量的保证。另外，在能够满足建筑物经济和安全方面的要求之下，应该尽量减小转换的刚度。

（三）结构特点

按照结构的不同来分，高层建筑的转换层能够分为衍架形式、梁-柱形式、厚板式转换等几个类型。其中梁-柱形式是最为常见的形式。

1、梁-柱式

梁-柱式一般在底部大空间的剪力墙结构中应用，其原理是将上部剪力墙放置于框支梁上，然后使用框支柱来进行框支梁的支撑。梁-柱结构施工设计均较为简便合理，是当前使用最广泛的结构设计形式。

2、厚板式

如果建筑网山下不之间的柱网有着较多的错位，难以使用梁柱来直接承托，则应该使用厚板式来进行设计。厚板的厚度设计可以依照上部荷载、柱网尺寸等因素来确定。厚板式的转换层其优点在于布置有着较大的灵活性，且施工较为便捷。

3、衍架式

如果高层建筑底部需要用于大空间的商场建设，而上部则要建设写字楼或者小空间的住宅，且必须进行管道设备层的设置，则应该使用衍架式的转换层。衍架式的优点在于在荷载和跨度较大的条件之下应用有着较高的经济合理性。然而这种方式有着较高的施工难度，对轴线错位布置也有着较高的难度。

二、转换层构件的设计

（一）框支柱

框支柱其截面的尺寸主要由轴压比进行控制，还应该满足结构对于剪切比的要求。因此为了保证框支柱的延性，应该对其轴压比进行严格的控制。另外，这柱截面其延性和配筋率有着密切的关系，所以框支柱其配筋率应该比一般的框架柱有着较大的提升。另外，某些框支柱还会用来当做剪力墙的端柱，因此应该满足其约束边缘构件的配箍特征值大于0.2。为了增强框支柱的安全系数，在计算时应该将柱端弯矩和柱端剪力乘以安全系数。为了加强转换层和上下部楼层之间的连接，应该将框支柱之上墙体的纵筋延伸如上部楼层的墙体之内。

（二）框支梁

一般来说，应该由剪压比来进行框支梁截面尺寸的控制，其宽度应该大于上墙厚度的2倍，高度应该大于计算跨度的1/6。框支梁既是建筑上下层之间传输荷载的枢纽，也是使框支剪力墙的抗震性能得到保证的关键，是建筑中重要的构件。因此在进行框支梁的设计时应该留有一定的安全储备。在能够使计算要求得到满足的前提之下，其配筋率应该大于0.8%。由于框支梁大多数为偏心受拉的 构件，承受有一定的轴力，因此在设计时应该对腰筋进行足够多的配置。框支梁受到的剪力一般较大，是重要的抗震构件，因此在具有一定的富余纵筋的情况下，还应该加强其箍筋的配置。

（三）楼板

在转换层的结构设计中，楼板需要承担对上下部楼层的剪力进行重新分配的任务。另外转换层楼板有着平面之内形变和受力均比较大的特点，因此必须保证其有着足够的刚度。同时，为了使转换层的楼板能够顺利完成对剪力的重新分配，在设计中应该对转换层上下两层之内的楼板进行适当的加强。

三、设计中的要点

（一）尽量实现低位转换

由于有转换层结构设置的高层建筑一般设计较为复杂，结构在竖向刚度方面有着一定的突变，再加上转换层附近的楼层其所受内力、刚度、形变等都会有着较大的突变，因此受力结构较为薄弱，不利于建筑物的抗震。所以，在建筑物转换层的设计时，应该宜低不宜高，尽量将转换层设置在较低的层位，尤其是对于抗震机构的设计更应该避免进行高位转换。

（二）剪力墙和框支柱的布置

在高层建筑转换层的设计中，不管使用的是哪一种结构形式来进行设计，都应该保证剪力墙能够直接落地，另外，转换层之下的框支柱应该保持设计布置的疏密均匀，剪力墙和框支柱之间不应该有太大的距离。转换层上部的剪力墙结构应该使用大开间的布置方式设计。还应该强化下部楼层，以保证下部楼层中空间较大的结构能够保证足够的强度和刚度以及抗震的能力。转化层的平面设计方面应该保证转换梁的刚度以及在平面之外的稳定性。

（三）转换梁的设置

由于框架柱和短肢剪力墙之间存在着对应的关系，短肢剪力墙之下的转换梁仅仅承受框架柱之外的短肢墙所引发的内力，而剩下大部分的内力都由框架柱来直接承受，而两端在框架柱之外的短肢墙引发了较大的建立。因此应该在转换梁两端加腋来实现建立的抵抗。这样既能够使结构设计到达建筑的要求，又能够保证转换层的有效空间。

（四）上下轴网不错位

在结构设计中应该使上下轴网对齐，尽量避免错位。如果结构上下部之间的轴网结构发生错位，则只能使用厚板式来进行转换层结构的设置。厚板式结构有着较多的缺点，不仅在受力较差，在设计和施工方面也有着较大的难度，而且经济性较差。因此，为了尽可能避免使用厚板式的结构，就应该使上下轴网实现对齐，其对齐的比例较高，就能够使建筑转换层设计更加简单，其结构受力情况更加清晰明确，并且有着更好的经济效果。

（五）局部应力的分析

由于转换层其结构和普通杆件有着较大的差别，其形状和受力均较为复杂，内部应力相对集中。因此在进行结构的设计时应该在对整体进行计算的前提之下，采取其他的元分析程序对其构件进行补充计算。对其各处所承受的应力进行详细的分析和计算，按照计算的结构来进行配筋。

结语：

作为高层建筑结构的重要组成部分之一，转换层的设计应该注重和建筑整体设计的配合，并根据工程特点以及计算中不明确因素，来科学合理地选择设计方案，以确保设计方案的科学性、全面性，减少建筑施工的难度和风险，保证高层建筑的质量。

参考文献：

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高层建筑结构设计要点篇3

但是就目前来说，在其结构设计中还具有一定的问题。下面本文分析高层建筑结构设计中存在的问题和对策，并探讨其改进措施。

1 高层建筑结构设计中存在的问题

1.1 高层建筑结构设计不合理，没有处理好高层建筑结构的均衡关系

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，框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系等等，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。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。目前高层建筑在这一方面还具有一定的薄弱性，没有处理好高层建筑结构的均衡关系。

1.2 高层建筑结构设计对其受力情况和水平荷载的考虑不够完善

在高层建筑结构设计中，其高度不同，那么其受力情况也就不同，其水平荷载跟竖向荷载共同作用，是对高层建筑整体设计效果进行控制的主要因素。但是随着建筑高度的不断增加，其侧向位移增加的速度也越来越快，底部弯矩也随之加大，其侧向变形过度会导致其结构在横向荷载下，附加应力明显增加，从而引起了填充墙裂缝的出现；导致电梯轨道以及装修等服务设施，出现变形或者裂缝问题，严重危及了高层建筑结构的正常使用和耐久性。

2 高层建筑结构设计要点

2.1 高层建筑基础设计中注意事项

在高层楼宇根基策划中要关注的情况划分为三类：第一类，高层楼宇根基一定要持久耐用，由于高层楼宇根基在地下部分，地下水分含量高，根基大多处在比较潮湿的环境中，因此建筑高层楼宇的根基一定要使用持久耐用的材料，如增加根基中钢筋混凝土的钢筋结构；第二类，高层楼宇的根基要足够厚实，才能够确保承担住上层构造传递下来的重量，同时匀称的传递到高层楼宇的根基中；第三类，高层楼宇根基计划一定要进行整体的考虑，不能只想到建筑楼宇自身的高度以及对附近建筑物的作用，还要想到高层楼宇在承受冲击之后是不是形状能够不改变，符合科学、经济的建筑环境。

2.2 高层楼宇构造策划中的共振情况

共振形成的环境是，高层楼宇的自震时间以及出现地震位置的特性一致抑或相当，因此能够使用具有目的性的预测楼宇出现地震时的特点情况，之后加强高层楼宇的自震时间和楼宇所建筑地区地震特点之间的距离，来防止形成共振的可能性。

2.3 高层楼宇构造策划中的水平挪动情况

高层楼宇构造策划中水平挪动不能仅以达到高层楼宇建筑标准为基础，还要结合所建位置的地震周期等情况。如在高层楼宇构造低于地震策划时，因为抗震情况和构造刚度有关，是正比的关系，所以策划的构造刚度小，不过出现的挪动在允许的范畴内，构造周期长，抗震力不大，因此这种构造策划是不科学的。

2.4 选取适宜的设计简图

设计简图一定要确保有相关的高层楼宇结构技术，并且有对高层楼宇构造的设计方式，设计简图如果选取的不适合甚至对高层楼宇构造的安全产生不良影响，所以保证高层建筑构造稳定的关键是选取适宜的设计简图。还要留意的是设计简图存在错误是很正常的，不过差错一定要在高层施工构造策划准许的范畴内。

2.5 选取科学实用的构造方法

科学的高层楼宇策划一定凭借经济实用的构造方法，也就是说在高层楼宇构造策划中要选取实际可行的构造系统以及构造方式。针对构造系统，在同一个构造单位中最好不要使用不一样的构造系统结合在一起运用，构造系统一定要简单便利，受力确定。在对高层楼宇构造策划程序中，要全面的对各种会存在影响的要素进行解析，和有关部门商定，之后敲定详细的最科学的高层楼宇构造策划方案。高层建筑中，由于竖向负荷较大的原因，可能会引起在柱中较大程度上的变形，从而对连续梁、弯矩产生比较大的影响，该影响包括两个方面：一方面是，会增大端支座负弯矩的数值或者是增大跨中正弯矩的数值，另一方面是，减小连续梁中间支座的负弯矩值。

2.6 准确解析、核实设计结果

在高层楼宇构造策划程序中大多使用电脑，不过因为现在市场中存在的电脑软件类型繁多，不一样的电脑程序设计的结果也是不一样的，因此这就需要高层楼宇构造设计工作者要全面熟悉电脑的程序所适合使用的范畴，避免在借助电脑设计的过程中，因为程序自身的不足，软件中的设计方式不适合构造的实际设计状况因为电脑程序对项目施工构造策划产生不良影响。还有，要避免电脑协助设计构造策划中操作者的失误，在输入资料时一定要严谨仔细，并且操作者在后续作业中，对资料也要严格的进行审核，科学解析，做出最正确的判定。高层建筑和低层建筑的区别之一就是：在建筑结构方面，高层建筑的结构较柔和，同时也就保障在地震作用下高层建筑的变形更大。为了避免高层建筑在遭受较大冲击后，在进入高层建筑塑性变形阶段的前提下，高层建筑仍可以具有较强的变形能力，也就是避免高层建筑的倒塌，需要在高层建筑结构设计时采取恰当合理的措施，达到保障高层建筑结构具有应对较大冲击的延性。

2.7 高层建筑结构设计时尽量减轻自重

在同样的地基情况下，减轻自重更有利于加大楼层的高度，同时可以获得更高的经济效益。减轻自重在一定程度上可以减少地震的破坏性，是提高结构抗震能力的有效办法。如果高层建筑的质量很大，作用在结构上的地震剪力大，而且高层建筑重心高地震造成的倾覆力矩大，破坏性也就越强。因此，在高层建筑房屋中，结构构件在保证高强度材料的条件下，各种非结构构件和围护墙体都应当采用轻质材料以减轻房屋自重。这样有利于减小结构刚度和地震破坏强度，节省材料，降低成本，充分利用有限的土地面积创造更大的建筑面积。

2.8 使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力

高层建筑结构设计中，不仅要求整体结构能够承受足够的垂直负荷，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力，不至于因受到侧向力时而发生超出允许范围的侧向偏移。如果侧向位移太大，会使楼层重心偏移，造成居民的惊慌，影响楼层内居民的正常学习、工作和休息。甚至还会是家居的墙体出现倾斜，装饰脱落或出现裂纹，整个楼层里的水气管道、电梯发生异常，框架结构破坏等。

3 结语

随着社会技术的不断发展和进步，高层建筑的设计理念和设计技术也在不断地更新，对其设计风格也进行了积极的探索和改变，这都将推动现代高层建筑的迅速发展。高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，是建造建筑物的基础工，结构设计的优劣对建筑物的安全性、经济性、实用性有着重要的意义。因此工程技术人员要结合专业知识、施工技术要求、地质情况、开发商设计要求等，合理设计建筑物高度和建筑结构。

高层建筑结构设计要点篇4

1高层建筑结构设计的基本原则

1.1结构方案合理化原则。高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致，同时应满足经济性的要求，其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物，其结构体系应相同。1.2计算简图合理化原则。高层建筑结构设计的基础是计算简图，计算简图的合理性直接关乎高层建筑结构的安全，由此可见高层建筑结构设计必须坚持简图合理的原则。高层建筑结构构件及节点的简化可以有多种选择，但必须把计算结果的误差控制在合理的范围内，以免对建筑结构产生负面的影响，从而影响建筑结构的安全。1.3结果分析精准化原则。伴随着计算机技术的迅速发展，当前很多领域都开始应用计算机技术，并且发挥着至关重要的作用，而在建筑结构方案设计中，通过应用计算机技术能够对相关数据进行科学更加科学的分析，不仅能够有效的降低人工计算存在的失误，而且还能确保建筑结构方案的准确与合理。

2高层建筑结构设计特点

2.1水平荷载。建筑同时承受竖向荷载和地震及风产生的水平荷载，在多层建筑中，因水平荷载产生的内力和位移相对较小，对建筑建构设计的影响不大，主要是以重力为代表的竖向荷载着建筑结构的设计起控制作用。而在高层建筑中，很多时候是水平荷载对建筑结构设计起决定性作用，尽管竖向荷载对结构设计会产生重要的影响，但相对于水平荷载来说，影响相对较小。2.2轴向变形。对于多层建筑轴力项相对于弯矩项来说，对结构设计产生的影响不是很大，结构设计时可只考虑弯矩项而忽略轴力的影响。但是对高楼层建筑结构进行分析所要考虑的因素就不太一样了，需充分考虑到高层建筑的层数、高度对竖向构件轴力值的影响。随着高度的不断增加，竖向构件的轴力变形也会变得特别明显，当竖向构件轴向变形达到一定的程度，会使高层建筑的结构内力数值和分布产生变化。2.3建筑侧向位移。随着建筑楼层及高度的增加，在水平荷载的作用下产生的侧向位移也会不断的增大。高层建筑设计时，需要保证足够的结构强度，在应对风荷载及地震作用产生的内力作用时，才能有足够大的力量去抵御。为了能够将风荷载及地震作用下产生的侧移距离控制在一定的限度之内，就必须拥有足够的抗侧刚度能力，才能较好的保障结构安全及正常使用的舒适度。

3高层建筑结构设计存在的问题分析

3.1建筑短肢剪力墙设置存在问题。随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高，高层住宅建筑中短肢剪力墙的运用越来越多。在一般情况下，建筑结构的短肢剪力墙是指墙肢的高度、厚度比例为5-8的墙体。短肢剪力墙与普通剪力墙相比承担较大轴力与剪力，抗震性能较差，从受力特性及构件的安全储备有别普通剪力墙，为安全起见，在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构，在某些情况下还要限制建筑高度。3.2抗震结构设计问题。高层建筑结构设计中很重要的内容是结构抗震设计。受高层建筑高度过高、荷载过大的影响，一旦出现了地震，就会诱发出各种不可估计的问题。现阶段我国建筑工程建设要求高层建筑最低要保证五十年的设计基准期，并对高层建筑的抗震设计进行了明确的规定。但是在实际结构设计中，存在设计人员对规范理解不透、概念设计模糊等问题。如果高层建筑结构设计人员没有充分认识到上述问题，就会给高层建筑留下安全隐患。3.3扭转问题。质量中心、刚度中心和几何中心是高层建筑结构设计中的“三心”，“三心合一”也是高层建筑结构设计过程中需要尽量达到的目标。但是在实际设计中存在“三心”偏离较大的问题。在三心偏离较大的情况下，受较大水平力的影响就会出现高层建筑扭转震动的问题，影响高层建筑的安全。

4高层建筑设计相关假定

4.1弹性假定。当建筑处于一般风力的、正常使用竖向荷载及低于设防烈度的地震的作用时，建筑结构构件一般处于弹性的工作阶段，这一假定与实际的工作情况存在的差异不大。但当遭遇强震作用或者强烈的台风天气时，建筑产生的位移会比较大，结构构件会转入弹塑性的工作阶段。在这个时候就应当按照弹塑性动力分析方法进行分析，而不能只按照弹性假定的方法计算，否则就不能将结构构件的真实工作状态反映出来，留下安全隐患。4.2小变形假定。小变形假定方法是除了弹性假定之外另一种比较常用的方法，但也有学者对几何非线性问题进行研究。除了弹性假定，小变形假定方法也常被采用。但有不少学者对几何非线性问题（P-Δ效应）做了一些研究。一般情况下，当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时，P-Δ效应的影响就不能被忽视了。4.3刚性楼板假定。目前在我国对很多高层建筑结构进行分析时，都是将楼板的平面内刚度设定为无限大，而将楼板平面外的刚度予以忽略。在这种假定下，建筑结构体系的自由度在一定程度上减少，对计算方法进行了简化。此外通过这种假定，使得在使用薄壁杆件的理论在对筒体体系的结构进行计算时非常方便，但是一般情况下，因为受到计算方式以及其他因素的影响，使得这种假定通常比较适合对建筑的框架以及剪力墙体系的计算。4.4计算图形的假定。在高层建筑架构体系中，整体分析将采用的计算图形分为一维、二维协同分析和三维空间分析三种。其中，三维空间分析的普通杆单元，每一节点含有6个自由度，按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应该考虑截面翘曲，截面翘曲有7个自由度。

5高层建筑结构设计要点

5.1建筑的载荷设计。在高层建筑的建筑结构设计中，建筑的安全性以及稳定性是设计的重中之重，而建筑的荷载直接影响着建筑的安全以及稳定，因此在进行建设设计时一定要做好荷载的计算。相对于一般的建筑，高层建筑的荷载及其组合要复杂的多，相关的设计人员在进行建筑的荷载计算时需要考虑的内容也多得多。在进行高层建筑的荷载计算时，最主要的内容是以下两个方面：建筑的地震荷载以及风荷载。在实际的设计中，复杂的超限高层建筑还应当进行的风洞试验及振动台试验，以确保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的设计。因为高层建筑的高度要比普通建筑高出很多，多以其对应力的承受能力也不一样，因此当地震时其产生的反应程度也不是一样的，因此对于高层建筑，在进行设计的时候必须要充分考虑抗震设计。而且抗震设计时，必须要对建筑所处的地形地质条件都进行充分的考虑，通常土地比较坚硬的其抗震强度会比较大，所以要尽量选择硬度比较大的土层，而避开那些土质疏松的地层，而对土层的变化进行有效的把握成为抗震设计中的一个困难点。5.3高层建筑结构的包络设计。包络设计是近年来比较常见的设计方式，可以有效解决工程项目结构设计中存在的各种问题。当前工程设计问题变化比较多，有许多因素都会影响到结构效应，各种问题盘根错节，使用目前已经掌握的只是或者软件很难对其进行准确的分析。学术科学和工程的不同点在于后者难以长时间等待。因此要通过优化结构设计的形式，利用最少的经济投入来获取最大的经济效益，并解决工程项目存在的问题。不同的工程条件可以用不同的网络设计原则来处理，在对待转换结构转换层或者连体结构时，也可以用网络设计，对构件进行分析验算，取不利值包络设计。

总之，高层建筑的复杂性不仅要求其设计人员必须具有较高的综合素质，而且还有掌握足够的理论知识以及相关的法律知识，而且在对其进行结构设计时也要对对建筑周围的环境进行综合的考虑，由此来提高设计的质量，同时降低建造的成本，促进高层建筑的健康发展。

作者:崔惠林 单位:保定市城乡建筑设计研究院

参考文献：

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高层建筑结构设计要点篇5

前言

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。

一、高层建筑结构体系

1.高层建筑的剪力墙体系

在高层建筑设计结构体系中，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作用方面，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。

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。

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。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。

二、高层建筑结构设计要点分析

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.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。

3.选用适当的计算方法及简图

在高层建筑结构设计中，要注重相关计算方法的选择，以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生，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。

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不同。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，其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。

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。

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。其次，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，在任何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。

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，抓住设计要点，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。

高层建筑结构设计要点篇6

1高层建筑结构设计的特点分析

（1）水平力是设计的决定性因素。在低层或者多层的建筑结构设计中，常常用重力为代表的竖向荷载去控制建筑物的结构。然而，在高层建筑中，虽然竖向荷载能起到一定的控制作用，但是水平荷载在其中却起着决定性的作用，因而不能忽视。使得水平荷载比竖向荷载更起决定性作用的主要原因在于，高层建筑物的自身重量和使用荷载在竖向构件中能够引起的轴力和弯矩的数值，仅仅与建筑物的高度一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及在竖向构件中引起的轴力，与建筑高度两次方成正比。

（2）侧移是设计的重要控制指标。在高层建筑结构设计中，结构侧移是高楼结构设计中的重要控制因素，这一点与低层建筑不一样。当楼房的高度不断增加的时候，水平荷载下的结构侧移变形会逐渐拉大，这就给高层建筑的稳定性造成了一定的影响。因此，在设计高层建筑结构的时候，应该将水平荷载作用下的侧移控制在一个限度之内。

（3）抗震设计要求较高。在高层建筑结构设计中，对于抗震设计的要求显得更高。一般来说，除了要求抗震设防的高层建筑有普通的竖向荷载、风荷载以外，还应该促进结构设计具有良好的抗震性能，达到小震不坏，大震不倒的目的。

（4）轴向变形需加以重视。在高层建筑中，竖向荷载数值变大的时候，会在柱内产生较大的轴向变形，使得连续梁弯矩发生变化，让连续梁之间支座处的负弯矩值变小，还会对预制构件的下料长度造成影响。因此，在进行高层建筑结构设计的时候，要对轴向变形的数据进行仔细计算，对下料长度进行有效的调整，防止高层建筑的轴向变形数据不断拉大。

2 高层建筑结构设计的原则

高层建筑结构的设计是一个复杂繁琐的内容，其中需要注意的内容涉及也十分广泛，根据多年的工作经验总结，主要集中在以下几个方面：

2.1结构方案的选择

合理的结构设计方案对于工程来讲是十分关键的，好的设计方案在满足结构形式和体系的基础上，还要充分考虑造价成本，把经济适用发挥到最大程度。结构体系的最基本的原则是受力明确、传力简单，结构方案在满足使用、安全要求的基础上，尽量的简洁。最终结构方案的确定，需要对地理条件、工程设计需求、材料的选择和施工条件等进行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、电各个分项相互协调，综合各方面因素进行最后的确定。

2.2计算简图的选择

计算简图是进行高层建筑结构设计的基础，是所有计算数据的出处和根源所在。关系到各环节的建筑尺寸和误差。如果不能选择合理的计算简图，对于结构安全就会埋下隐患。因此，高层建筑结构设计的安全保障前提，就是合理计算简图的选择。同时，在选择了计算简图之后，还应该采用相应的构造方法保证其安全性。在结构的实际施工中，结构节点不单单是钢节点或者铰接点，要使得计算简图的误差在规定的允许范围之内。

2.3 计算结果要进行准确的分析

科技的发展也推动建筑领域不断的进步，计算机作为现在科技发展的集中产物，自然在建筑结构设计中也得到了广泛的应用。经过几年的发展，市场上的计算机软件种类和数量都大大提升，但问题也随之涌现出来，很多时候，统一种类的计算数据在不用软件中处理产生的结果并不一致。这就对计算数据的准确程度提出了严苛的校对要求，也对结构设计人员的能力提出了更高水平的要求。在全面了解软件的使用范围和条件的基础上，选择最为合理准确的软件也成为设计人员必须完成的课题。与此同时，建筑结构受到各种不可掌控的实际情况制约，与计算机得出的理想结果不能达到完全的吻合，因此在计算机辅助设计的同时，设计人员的主导能力还是最为关键的。

3高层建筑结构设计中关键要点分析

（1）扭转问题设计。要求高层建筑的结构设计必须三心尽可能汇于一点，即建筑结构的刚度中心、几何形心、结构重心三心合一。倘若在设计中未很好地做到三心汇聚一点，建筑易发生扭转问题，并在水平力作用下造成高层建筑结构的毁坏。

（2）抗风结构设计。高层建筑由于其具有楼层多，高度高的特点，因此相比较其他建筑，在建筑物表面更易改变风的流动性和空气的动力效应。在楼层柔软部分风和空气会产生动力形式和静力形式，并由此产生的震动，会对楼层的墙体、装饰结构以及支撑结构产生破坏，危害建筑的稳定性，所以在进行高层结构设计的过程中，应该进行抗风结构的设计，杜绝建筑物在自然因素的影响下留下隐患。

4高层建筑结构设计问题的有效对策

4.1合理设计平面布局

高层建筑结构设计过程中，扭转问题出现的原因是由于三心未合一导致的建筑物质量分布不均匀。所以在设计过程中，相关设计人员对高层建筑应当采用相对规则的图形，例如正方形、矩形、圆形、正多边形等较为简单、分布均衡的平面形式。尽量不采用L形、T形、十字形等复杂平面形式。在环境要求或结构要求特殊情况下，应当根据相应规范进行设计，避免建筑结构突出部分过大，同时尽量保证结构的对称性。

4.2优化抗风结构设计方案

针对高层建筑结构抗风结构存在的难点和问题进行优化。一是基础优化。要保证高层建筑结构的抗风性良好，首先要保证高层结构的基础牢固。二是增加高层建筑耗能结构设计。在高层建筑结构设计过程中，对相应非承重构件利用耗能构件如楼板、剪力墙等来抵消风能对建筑的影响。三是减小水平荷载和风力叠加对高层建筑的影响。四是增大结构承载力和抗风力。根据相关数据进行高层建筑结构承载力验算和抗风力验算，在此基础上制定一个放大系数，进一步保证高层结构的抗风性能。

4.3优化抗震结构设计方案

当今高层建筑结构的抗震设计存在很多问题和难点，结合相关设计经验总结了集中抗震结构的优化方案。一是合理布置抗侧力构件。二是增加地基抗震能力。三是设计高性能剪力墙。高性能剪力墙的设计能够有效地提高剪力墙在地震过程中吸收建筑内力的能力，可以适当增加墙体和楼板的刚度来控制建筑位移，达到抗震目的。四是进行高层结构构件的简化和一体化。通过对扶壁、筒口、筒脚的简单化设置，达到相应建筑物的对称。

4.4加强消防结构设计

当下很多大型火灾、恐怖袭击等恶劣事件已经让高层建筑的消防结构设计面临必须改善和加强的地步，但是消防设计应该从消防结构设计和使用期间消防规范来共同执行。在高层建筑消防结构设计过程中，应该加强对防火结构间的距离控制，在符合当地的地形条件基础上，高层结构在防火结构间距离上可适当加大处理。在材料使用上，可以尽量减少易燃材料的使用，同时增加耐火材料的运用来达到防火目的。另外，良好的疏散系统是保证火灾发生之后减少人员损伤的重要保证。高层建筑的疏散系统呈垂直状态，容易导致疏散效率不高的问题出现。在消防结构设计时，可以通过设置双通道疏散，增设防烟区、耐火区、避难层等设施来增加消防能力。同时，高层结构可以通过设置相应的隔离结构来有效地控制火势蔓延，增强建筑消防安全能力。

参考文献：

高层建筑结构设计要点篇7

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。

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）.

[4] 罗国露. 浅谈高层建筑结构转换层施工技术[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2011（08）

高层建筑结构设计要点篇8

1前言

随着当前城市用地紧张局势的日益加重随着当前城市用地紧张局势的日益加重，在城市建设中高层建筑越来越多高层建筑越来越多，因此，加强高层建筑结构的讨论，如何进一步提升建筑结构的整体质量一步提升建筑结构的整体质量，成为当前许多建筑企业需要认真探索的问题认真探索的问题。

2高层建筑结构设计要点

2.1加强高层建筑结构荷载设计高层建筑的荷载问题是结构设计中的重要部分高层建筑的荷载问题是结构设计中的重要部分，其好坏对建筑物结构稳定性有直接影响对建筑物结构稳定性有直接影响。因此，要加强竖向荷载和横向荷载的问题的研究横向荷载的问题的研究。对竖向荷载，建筑物高度的确定是保证建筑稳定性的关键保证建筑稳定性的关键；对于横向荷载，应尽可能控制倾覆力矩的出现矩的出现，防止建筑物结构的破坏。2.2建筑的基础方案在高层建筑结构基础设计中在高层建筑结构基础设计中，不仅要重视高层建筑的地质条件质条件、荷载分布情况及施工场地条件等问题。同时，还要考虑地基的基础问题虑地基的基础问题，因此在结构设计过程中，需要充分了掌握项目的地质勘察报告及其相关技术参数项目的地质勘察报告及其相关技术参数，为研究高层建筑的地基基础方案提高可靠数据地基基础方案提高可靠数据。2.3短肢剪力墙的设置根据相关规范及标准表面根据相关规范及标准表面，在剪力墙设置中墙截面高度与厚度之比55~8间为短肢剪力墙间为短肢剪力墙，必须严格结合项目情况，来设置短肢剪力墙设置短肢剪力墙。根据短肢墙的标准设置，尽可能在局部地区错开区错开，设置合理的壁厚，尽量避免不均匀的现象，用于高层建筑施工的方便和保证短肢结构稳定性剪力墙厚度应在22m~33m范围围，对剪力墙和长墙或柱组合部分。2.4抗震结构设计地震作用力影响地震作用力影响，对高层建筑来讲是十分关键，因此在高层建筑结构设计工作中抗震问题需引起重视层建筑结构设计工作中抗震问题需引起重视。由于建筑的高度度，使得对建筑的结构设计要有高要求，要加强建筑结构构件的优化设计的优化设计，使每个构件的结构能够在地震中发挥其作用。在高层建筑抗震结构设计中在高层建筑抗震结构设计中，基础的选择和设计工作是十分关键关键，设计好坏直接影响整体结构的质量。

3高层建筑结构设计中的具体问题

3.1挑梁裂缝问题在高层建筑中为了满足建筑功能会存在多种结构类型在高层建筑中为了满足建筑功能会存在多种结构类型。通常通常，在一些街道的办公楼、旅馆等空间较大的建筑物，主要采用底层框架剪力墙砌体结构类型来为满足经济价值的需求会设置出众多的小空间会设置出众多的小空间，因此，在上部结构主要采用多层砌体结构结构，并在下部主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构剪力墙结构。然而而，在高层建筑设计中，设计师一味重视立面效果，在两层以上设置的墙上设置的墙，墙上挂在梁、悬臂梁导致压力增大，容易产生裂缝缝，从而影响整体的稳定和高层建筑的质量。33.2结构计算与分析问题在建筑结构设计工作中在建筑结构设计工作中，精确的结构计算和分析是项目设计质量好坏的关键影响因素设计质量好坏的关键影响因素。（1）考虑建筑隔墙等对自振周期的影响考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。在新的规范中，增加了一个模态参与系数的概念增加了一个模态参与系数的概念，并定义了参数的限制。因为在旧的标准设计为在旧的标准设计，没有提出振型参与系数的概念，因此，必须对相位来判断和决定是否值的计算和分析结果计算结果的参数参数，调整模式的取值。（2）计算软件的选择计算软件的选择。在对建筑整体结构计算和分析过程中需要根据项目实际情况来合理选择计算软件程中需要根据项目实际情况来合理选择计算软件，并从不同计算软件中选出最科学最合理最精确的结果计算软件中选出最科学最合理最精确的结果。33.3嵌固端的设计问题在高层建筑结构设计中嵌固端的设计十分重要在高层建筑结构设计中嵌固端的设计十分重要。当前在嵌固端的设计中主要存在嵌固端的设计中主要存在：（1）嵌固端位置选择不合理嵌固端位置选择不合理。如果在高层建筑的地下室在高层建筑的地下室，高层嵌固端没有设置在刚度大的地下室顶板室顶板，而是设置在地下室上带夹层顶板上，从而留下了一些安全隐患安全隐患；（2）当嵌固端设置在局部错层的地下室顶板时当嵌固端设置在局部错层的地下室顶板时。设计师不了解标准的固定端不能打开计师不了解标准的固定端不能打开，并具有很大的实际意义的入口的入口，有可能是交错地下室屋顶的固定端没有合理理解，存在安全隐患在安全隐患。33.4轴压比与短柱的问题由于高层建筑的整体结构具有塑性特点由于高层建筑的整体结构具有塑性特点，假如柱的塑性变形能力较小变形能力较小，那么整体结构的延性就差，在遇到地震等情况时时，就无法有效的缓解地震作用力，进而导致建筑物的整体质量受到影响量受到影响。因此，高层建筑结构，为了控制柱轴压比，会选择较大的择较大的，且纵向钢柱一般是用这种方式，即使它不是高强度混凝土柱截面尺寸控制在一个较小的尺寸混凝土柱截面尺寸控制在一个较小的尺寸。此外，对于短柱，不能根据柱的长度来确定不能根据柱的长度来确定，但应根据剪跨比小于2来确定短柱柱，概念清晰，更有利于控制轴压比。

4高层建筑结构设计注意事项

4.1合理选择高层建筑结构设计方案加强选择科学合理的结构设计方案加强选择科学合理的结构设计方案，对于高层建筑的整体质量有着关键的影响体质量有着关键的影响：（1）施工单位应认真考虑实际情况和项目建设地点的程度的结构和高层建筑工程的规模和基本条件件，对施工现场进行详细的调查和测量，然后选择最科学合理的结构设计的结构设计。（2）设计过程张要严格按照相关的建筑标准和规定进行定进行，只有这样才可以有效避免制定高层建筑结构设计方案不合理的现象案不合理的现象。44.2转换层的结构布置设计在框架-剪力墙结构中剪力墙结构中，一层最好不转换层的侧孔在梁的附近附近，它不在柱上被设置在任何孔。这是为了避免剪力墙的剪力墙的增加而增加剪力墙的增加而增加，并引起应力集中现象，使转换层的墙体结构被破坏结构被破坏。如果必须设置门，最好设置在墙中间门，这可以使每个结构的一部分是力平衡使每个结构的一部分是力平衡。44.3结构的抗震设计在抗震设计过程中在抗震设计过程中，高位转换不利于建筑结构受力的稳定性定性。计算结果表明，在水平地震作用下的倾覆力矩分布曲线线，转折在转换层，第四层是剪力墙，剪力墙框架结构，由第四层增加的速度剪切下的倾覆力矩壁分布层增加的速度剪切下的倾覆力矩壁分布，和支撑框架倾覆弯矩增加少矩增加少。因此，为了保证抗震设计的稳定性，框架—剪力墙底部的抗震等级必须满足相关规定底部的抗震等级必须满足相关规定。44.4重视工程资料收集整理工作建筑结构设计的关键依据在于工程勘察资料的精确建筑结构设计的关键依据在于工程勘察资料的精确，因此此，我们要加强重视工程资料的整理和收集。通常有专人负责相关工程文件的收集责相关工程文件的收集、整理和存储；同时，制定出相应的借用用、检查制度。在项目竣工后，按照项目档案管理制度，提交有关档案的专业管理部门或机构有关档案的专业管理部门或机构，不得自行销毁。

5结语

总之，在进行建筑结构设计时，我们一定要根据项目的实际情况和当地的抗震等级进行合理设计际情况和当地的抗震等级进行合理设计，进而保障高层建筑在满足基本的建筑设计要求和抗震性能要求下在满足基本的建筑设计要求和抗震性能要求下，使得经济效益和功能作用最大化益和功能作用最大化。

参考文献：

高层建筑结构设计要点篇9

二、设计复杂高层以及超高层建筑时需要考虑的问题

1.抗震设防烈度。对于超过一百米以上并且承受不同强度的抗震设防烈度的建筑物，所被要求建筑物的高度同样是不尽相同的。通常情况下，三百米及以上的建筑物不适合建在抗震设防烈度为八度的区域，因此，复杂性高层以及超高层建筑更加适合建设在六度抗震设防烈度的地区。综合考虑以上因素，在建设复杂高层以及超高层建筑时，就应该将该地区的抗震设防烈度考虑在内，以免造成技术错误，防止人民的生命财产产生不该有的损失。作为一名设计师，就应该十分重视抗震技术，提高高层建筑的质量，包括建筑的安全性以及经济性，从建筑的细部处理出发，坚持以人为本的原则，才能切实有效地保障人民群众的财产安全。

2.结构方案与结构类型。想要成为一名优秀的建筑设计师，首先一定要考虑到在设计中的建筑物结构方案的问题，特别是复杂性高层以及超高层建筑，结构方案的不合理选择，很容易导致整个方案的调整，产生许多不必要的麻烦，给设计单位带来损失。因此，设计单位就应该在进行建筑方案设计的同时，具备结构专业知识，并将其参与到设计当中。与此同时，在高层结构类型的选择上，设计师不仅仅要将方案所在地自身岩土工程地质条件充分考虑在内，而且要充分考虑所在地的抗震度要求。除此之外，为了可以更好地节约建筑成本，工程造价问题和施工合理性问题也应该充分考虑在内，同等条件下，当然青睐造价较低的方案。

3.关注舒适度和施工过程。(1)高层建筑水平振动舒适度。通常来说，复杂性高层以及超高层建筑的结构比较柔软，因此，在设计的时候，除了要保证结构安全之外，更多的是需要满足居住人群对于建筑舒适度的要求；当然对于高钢规程以及高层混凝土规程同样提出明确的设计要求，这就需要设计师及时控制，特别是在高层建筑物已经达到顺风向与横风向顶点的最大加速度。进行舒适度分析是复杂高层建筑进行分析的主要任务，对于混凝土的结构，阻尼比最好取0.02，对于钢结构以及混合结构，其阻尼比可以根据实际情况在0.01~0.02之间取。公共建筑与公寓类建筑相比，水平振动指标限值也有很大的区别，其主要原因就是功能的不同。增设TMD或者TLD可以在水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提高舒适度水平。(2)在设计的同时应考虑建造过程的可实施性。及时注意钢材传力以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工的可实施性，这是设计人员在结构设计的同时必须要做到的。通常来说，有四种处理的方法来解决型钢与其混凝土梁柱节点中主筋相交的问题：①钢筋与表面的加劲板焊接；②钢筋绕过型钢；③钢板上开洞穿钢筋；④其表面的焊接钢筋和连接套筒。复杂的高层建筑则会在施工方法上采取另外一些特殊的工艺。

三、设计要点分析

1.注重概念设计。通过大量的实践经验，我们可以总结出，在复杂超高建筑的结构设计上，应该要重视建筑的结构概念设计，尤其应该重视以下环节：（1）应该尽可能地提升建筑结构的规则性以及均匀性；（2）确保结构的传力途径清晰而又直接，特别是抗侧力以及结构竖向的传力途径；（3）在设计上，将结构的完整性保持在一个较高的水平上；（4）节能减排的意识要渗透进设计，能够建立一个比较合理的耗能机制；（5）重点提高建筑构件材料利用效率与结构，保证结构的受力完整性。在这里，所有过程的实现，都是离不开建造师与工程师较好地沟通与交流的，只有沟通，才能将建筑与结构相统一。

2.科学、合理选择结构抗侧力体系。大量的理论与实践证明，正确地选择了合理的抗侧力体系，可以更有效地保证复杂高层以及超高层建筑结构的安全。因此，在选择上要特别注意以下因素：（1）与建筑的实际高度相结合，选择合理的结构体系。（2）对于建筑设计上，最大可能地保证结构抗侧力的构件之间的互相联结。（3）对于采用多重抗侧力结构的情况下，综合分析结构体系的效用，正确估计和评判各自的贡献度。

高层建筑结构设计要点篇10

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。

高层建筑结构设计要点篇11

世界各国对高层建筑的高度和层数界限的规定并不一致。中国1982 年施行的《高层建筑防火设计规范》中规定，超过10 层的住宅建筑和超过24 米高的其他民用建筑为高层建筑。现代高层建筑是随着城市的发展和科学技术的进步而发展起来的，在土地资源日益紧张的今天，高层建筑有利于节约用地、解决住房紧张、减少市政基础设施和美化城市空间环境。可以说，现代高层建筑的发展，开创了整个建筑时代的新纪元。

1 设计要点

当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。

1.1 建筑方面要求

①总平面布局要加大防火间距，处理严重的日照干扰，为大量集中的人口疏散和停放车辆安排通道和场地。②在符合功能要求的基础上将多层重复的建筑平面布局标准化、统一化，以满足主体结构、设备管线、电气配线分区、防火疏散等竖向设计技术的要求。③合理布置竖向交通中心，确定楼梯、电梯的数量和布置方式，保证使用效率和防火安全。④内外建筑装修、构造、用料和做法必须适应因风力、地震、温度变化等所引起的变形和安全问题。⑤在建筑艺术方面要考虑高大体型在城市和群体中的形象和全方位造型效果。

1.2 结构方面要求

①考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力。②严格控制高层建筑体型的高宽比例，以保证其稳定性。③使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称，使整体结构不出现薄弱环节。④妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造。⑤考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。

1.3 设备和电气方面

①设计供暖和给水排水系统时， 必须考虑因建筑高度增大的压力，保证管道、炉片具有耐压能力。②特殊处理消防和排烟问题。③在供暖、通风中考虑因高处风力增大而增加的空气渗透和中合面以上、以下的热压变化对于散热量计算的重要影响。④考虑由于增加了电梯、水箱供水和消防动力用电，对电气设计的区域配电和干线、支线布置提出的要求。

1.4 综合问题

①关于城市经济效益和环境效益问题，应遵照城市规划部门指定的地段和控制高度建造，而不能完全根据建筑本身的需要。②高层建筑由于应力增加，设备和装修水平必须提高，施工难度增大，因而造价必然大大高于多层建筑。因此，需要各专业设计人员密切合作使平面布局合理，提高使用系数，做到构造简洁，自重轻，便于安装，综合降低造价。③高层建筑最突出的是防火安全设计，各专业设计人员应严格遵守高层建筑设计防火规范的规定。

2 框架结构设计分析

2.1 设计步骤

2.1.1 根据建筑设计进行结构布置，结构布置时注意第一章介绍的结构布置原则；

2.1.2 选取恰当的平面框架作为计算单元，并由此得到计算简图，注意计算简图为平面刚架；

2.1.3 计算该刚架上所作用的恒载、活载、风荷载和地震作用，方法见第三章；

2.1.4 用分层法或弯矩分配法对框架在竖向荷载作用下的内力进行计算；框架结构的内力组合以及框架梁、柱和框架节点的设计。

2.1.5 用反弯点法或D 值法对框架在水平荷载作用下的内力进行计算，并进行变形验算；

2.1.6 对控制截面的内力值按荷载效应组合方式进行组合；

2.1.7 用在混凝土结构基本理论中所学的知识，并结合框架梁柱节点的构造要求对各构件进行截面配筋设计。

2.2内力计算

2.2.1 分层法

分层法计算原则是“分层———计算———整和（即叠加）”，主要技术步骤：

（1）计算梁柱的线刚度及相对线刚度；

（2）将框架计算简图分层（分层后的各柱远端为固定支座），并对除底层柱外的其它各层柱的线刚度乘0.9 折减系数；

（3）用弯矩分配法计算各层单元的杆端弯矩；

（4）叠加各层的杆端弯矩，注意梁的弯矩值保持不变，柱的弯矩值为各层单元的柱端弯矩的代数和，叠加后若结点弯矩不平衡，可再进行一次弯矩分配；

（5）按静力平衡条件计算出框架的剪力和轴力，并绘出内力图。

2.2.2 反弯点法和D 值法

另外，可由柱的剪力和弯矩来计算梁的弯矩、剪力和轴力以及柱的轴力。这部分应用的是结构力学中的截面法，即计算哪部分的内力，将该部分隔离出来单独分析，分别考虑该部分在水平向和竖向力的平衡及力矩平衡。

2.2.3 框架截面设计

主要考虑设计框架柱与基本构件中偏心或轴力受力柱的不同之处，框架梁与基本构件中梁的不同之处，以及梁柱刚接部位的特殊要求，比如，配筋计算时内力的调整，配筋量的限制及其他的一些构造要求等。

3 结束语

当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。本文对影响高层建筑结构设计的各因素进行深入的分析与探讨，为高层建筑的结构设计积累了经验。

参考文献

[1] 阎勇，安瑞. 多高层建筑钢筋混凝土结构的规则性和抗震验算原则[J]. 陕西建筑， 2006，（04） .

高层建筑结构设计要点篇12

一、影响高层建筑结构抗震效果的因素

（一）高层建筑自身结构设计

高层建筑中抗水平力是结构设计主要矛盾，据不同侧力及抗震等级采用不同结构体系。高层建筑从其本质上是悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看，垂直荷载方向不变，随建筑物增高仅引起数量增加，而水平荷载来自任何方向，均布荷载与建筑物高度大体为二次方变化。一般情况下水平荷载远大于垂直荷载影响。应使结构要有较大强度外还要有足够刚度。

高层建筑常用结构类型有钢结构和钢筋砼结构。钢结构整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等特点，且截面相对较小，有很好延性，适合柔性方案，其缺点是造价较高。当场地土特征周期较长时易发生共振。钢筋砼结构刚度大、空间整体性能好、造价相对较低及材料来源也较丰富，较适用承载力大，控制塑性变形的刚性方案结构。不利因素是结构自重大、抵抗塑性变形能力差，施工周期较长。因此高层建筑采取何种形式应取决于结构体系和材料特性，同时取决于场地土类型，避免场地土和建筑发生共振，而使振害更加加重。

（二）高层建筑结构施工材料和过程

高层建筑结构施工原材料对其抗震效果有直接影响，因此施工建设中应明确施工材料重要性。通常情况下建筑物建设质量越高，地震对建筑物的作用力越小，在同等地震环境下建筑施工中使用性能越好的材料，其受到地震作用力也越小，而如无法保证材料使用性能，就会受到较大地震作用力。在高层建筑施工建设中选择建筑材料时建议采用塑料板材、空心砖及加气混凝土板等，这些质轻材料对保证建筑物抗震性能都十分有利。

高层建筑施工中为较好的保证其抗震效果，还应保证施工中每个环节和每道工序质量，应高度重视施工中各项管理工作，同时建立完善施工监管规范制度，严格按照设计图纸及施工规范施工，保证高层建筑结构施工质量，确保其抗震效果。

（三）场地选择

场地选择对高层建筑至关重要。地震造成的破坏除地震直接引起结构破坏外还有场地条件原因。当地震来临时，其对高层建筑结构破坏的原因有很多方面，最主要的是地表滑坡、山体崩塌及岩石断层等导致地表发生运动，使建筑结构受到破坏，而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。因此选择有利抗震建筑场地，是减轻地震灾害的第一道工序，抗震设防区建筑工程应选有利地段，应避开不利的地段。

二、高层建筑结构抗震设计要点

（一）选择有利场地

高层建筑选择建筑场地时应据工程需要和地震活动情况、工程地质情况和地震地质情况有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做综合评价。对不利地段应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施。对危险地段不应建设高层，减少建筑物先天缺陷，最大限度降低地震灾害发生造成损失。

（二）合理建筑结构体系及参数设计计算分析

高层建筑抗震设计必须正确选择合理结构体系，正确认识其受力特点，选择合理结构布置，协调好建筑与结构关系，提高整体抗震性能。

建筑结构应据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应满足：（1）应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径；（2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗振能力或对重力荷载的承载能力；（3）应具备必要抗震承载力，良好变形能力和消耗地震能量能力；（4）对可能出现的薄弱部位采取措施提高抗震能力。

对复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时采用不少于两个不同力学模型。目前主要有两种计算理论：剪摩理论和主拉应力理论，它们有各自适用范围：砖砌体一般采用主拉应力理论，而砌块结构可采用剪摩理论。对计算机计算结果应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。结构计算控制主要计算结果有结构自振周期、位移、平动及扭转系数、层间刚度比、剪重比、有效质量系数等。另外地下室水平位移嵌固位置，转换层刚度是否满足要求等，都要求有层刚度作依据。复杂高层建筑抗震计算时宜考虑平扭耦联计算结构扭转效应，振型数不应小于15，对多塔结构振型数不应小于塔楼数9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量90%。总之高层结构计算很难一次完成，应据试算结果，按上述要求多次调整，得到较为合理计算结果，以保证建筑物安全。

（二）层间位移限制

高层建筑物在遭受地震作用下，一般楼层间会产生一定位移，从而致使各楼层间错位，如楼层间位移超过限制会发生倒塌现象。据以往地震研究发现，层间位移限度不仅与建筑施工所使用材料有关，且还与整个建筑物结构体系有关。一般钢筋混凝土相对于纯钢结构来说，对高层建筑层间位移限制较严格；风荷载作用下限度相对来说要求较严格。一般基于位移抗震设计方法以结构容许位移为出发点，在设计最后以结构构件强度进行检验，充分考虑各部件破坏。因此在实际设计过程中应综合考虑，设计出有较强刚度又有较高承载力高层建筑。

高层建筑控制建筑位移除应从平面体型和立面变化等方面考虑提高总体刚度以减少结构的位移，在结构布置时应加强整体性及刚度，加强构件连接使结构各部分以更有效方式共同作用。还要加强基础整体性，以减少基础平移或扭转对结构侧移影响。同时注意加强结构薄弱部位和应力复杂部位强度。对高宽比严格限制，确保层间位移在规定范围内。

（三）控制地震扭转效应

对建筑结构扭转影响应充分引起我们注意。因为在发生地震时建筑物各楼层间所发生形变量不同。其中距离建筑中心远构件发生形变量较大，距离建筑结构中心近的构件发生形变量较小。同时由于发生层间位移，所以各楼层中心就不在一条直线上。所以在进行建筑结构设计时应为层间形变预留较大空间，对楼层间支撑柱体应注意加强其扭转能力和恢复力，这样在地震时就可有弹性形变，不至于因扭转超过限制而发生倒塌情况。要把使用要求及建筑体型多样化和结构的要求有机结合起来，形成侧向稳定体系，最大限度减少地震扭转效应。

（四）减小地震能量输入

具体设计中积极采用基于位移结构抗震方法，对具体方案进行定量分析，使结构弹性变形满足预期地震作用力下变形需求。对建筑构件承载力进行验算同时，还要控制建筑结构在地震作用下层间位移限值；且据建筑构件变形和建筑结构位移间关系，确定构件变形值；据建筑界面应变分布及大小，来确定建筑构件构造要求。对高层建筑在有利场地上进行建筑施工，可有效减少地震发生作用时能量输入，从而减弱地震对高层建筑破坏。

高层建筑应使结构具有一定塑性变形能力来吸收地震所产生能量，减弱地震破坏影响。必要时采取一定减震和消能减震措施 。

结语

综上，结构抗震设计要达到的总体要求是“小震不坏，中震可修，大震不倒”这一目的，必须进行严格的选型、分析和计算。高层建筑是当下建筑发展的主要趋势，其抗震设计是高层建筑设计的重中之重。