高層建筑結(jié)構(gòu)體系精選(九篇)

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第1篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

引言

在建筑面積與建設(shè)場地面積相同比值的情況下，建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，有利于美化環(huán)境，并帶來更充足的日照、采光和通風效果。

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅應(yīng)保證高層建筑具有足夠的安全性，還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性、合理性，以下根據(jù)筆者幾年的工作經(jīng)驗，就高層建筑結(jié)構(gòu)體系加以探討。

一 結(jié)構(gòu)體系概述

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國外已有110多年的歷史，二次世界大戰(zhàn)后由于地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計算技術(shù)的發(fā)展和施工技術(shù)水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發(fā)展。高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了發(fā)達國家的建筑科技水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平，也是建設(shè)部門財力雄厚的象征。

自改革開放以來，我國的高層建筑已有20年的歷史，其在設(shè)計和施工中積累了不少經(jīng)驗，已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。就高層建筑結(jié)構(gòu)體系而言，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框―筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。

在此，筆者主要從以下幾個方面加以闡述：1、框架-剪力墻體系。

框架-剪力墻體系在承受水平力時,框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)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剪力。剪力墻的設(shè)置,增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)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(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻,框架-剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。 2、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(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)體系,能建高度大于框架或框架-剪力墻體系。 3、筒體體系。

筒體是一種空間受力構(gòu)件,分實腹筒和空腹筒兩種類型。筒體體系具有很大的剛度和強度,各構(gòu)件受力比較合理,抗風、抗震能力很強,往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。

二、設(shè)計難點分析探討

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設(shè)計原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號S或SS）。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作的難點與重點，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：

剪力墻布置方面。

高層建筑應(yīng)有較好的空間工作性能，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，形成空間結(jié)構(gòu)。在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)避免單向布置剪力墻，并宜使兩個方向抗側(cè)剛度接近，即兩個方向的自振周期宜相近。

剪力墻的抗側(cè)剛度及承載力均較大，為充分利用剪力墻的能力，減輕結(jié)構(gòu)重量，增大剪力墻結(jié)構(gòu)的可利用空間，墻不宜布置太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。

剪力墻和加強部位主要體現(xiàn)在以下三個方面：（1）抗震結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)塑性鉸的部位應(yīng)作為加強部位。而剪力墻頂層、樓電梯間墻等不宜作為加強部位，這樣可以對塑性鉸部位可以有更明確的措施，與由于溫度、收縮等需要的加強措施區(qū)別；（2）剪力墻塑性鉸出現(xiàn)后，剪力墻應(yīng)具有足夠的延性，剪力墻底部塑性鉸出現(xiàn)都有一定范圍，該范圍內(nèi)應(yīng)當加強構(gòu)造措施，提高其抗剪切破壞的能力；（3）為安全起見，設(shè)計剪力墻時將加強部位范圍適當擴大，抗震設(shè)計時，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部兩層二者的較大值，當剪力墻高度超過150m時，為避免加強區(qū)太高，其底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/10。

2、短肢剪力墻的設(shè)置方面。

在新規(guī)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(jù)實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當多的限制。因此，短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻，一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻。近年興起的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，有利于住宅建筑布置，又可進一步減輕結(jié)構(gòu)自重，應(yīng)用逐漸廣泛。但是由于短肢剪力墻抗震性能較差，地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗不多，考慮高層住宅建筑的安全，其剪力墻不宜過少、墻肢不宜過短，可以對短肢剪力墻的應(yīng)用范圍應(yīng)在設(shè)計中加以限制，并采取一些加強措施。

筆者以為，對于短肢剪力墻設(shè)計中應(yīng)著重以下加強措施：（1）為限制過多的剪力墻的數(shù)量，在抗震設(shè)計時，筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩50%；（2）抗震設(shè)計時，短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比規(guī)范中規(guī)定的剪力墻的抗震等級提高一級采用；目的是從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性；（3）出于改善延性的考慮，抗震設(shè)計時，各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6和0.7（對一般剪力墻，三級抗震等級時軸壓比未限制）；對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其延性更為不利，因此軸壓比限值要相應(yīng)降低0.1；（4） 對于短肢剪力墻的剪力設(shè)計值，不僅底部加強部位應(yīng)調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二、級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2，目的是避免短肢剪力墻過早剪壞；（5）短肢剪力墻截面的縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；（6）對于短肢剪力墻截面最小厚度，無論抗震還是非抗震設(shè)計，其厚度都不應(yīng)小于200；對于非抗震設(shè)計，除要求建筑最大適用高度適當降低外，對墻肢厚度限制的目的是使墻肢不致過小。

3、嵌固端的設(shè)置方面。

嵌固端的設(shè)計方面，其有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置。在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計工作的大量修改或埋下安全隱患。 4、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性方面。

新規(guī)范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等。因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設(shè)計階段工作的被動。

結(jié)語

由于建筑技術(shù)的進步（結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)計等），隨著新型建材的大量使用，高層建筑的具體設(shè)計情況也逐漸變得復(fù)雜化。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師不僅要重視結(jié)構(gòu)計算的準確性，而且要重視結(jié)構(gòu)方案的具體實際情況，兩者結(jié)合作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇，并充分應(yīng)用自己所掌握的知識和經(jīng)驗進行具體問題具體分析，做到靈活應(yīng)變。

第2篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

［論文摘要］文章分析高層建筑結(jié)構(gòu)的六個特點，并介紹目前國內(nèi)高層建筑的四大結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。

我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設(shè)計人員，必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及其結(jié)構(gòu)體系，只有這樣才能使設(shè)計達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：

（一）水平力是設(shè)計主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，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(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。

（二）側(cè)移成為控指標

與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會產(chǎn)生以下情況：

1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當側(cè)向位移增大時，偏心加劇，當產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時，將會導(dǎo)致房屋側(cè)塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。

（三）抗震設(shè)計要求更高

有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟效益。

地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

（五）軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

（六）概念設(shè)計與理論計算同樣重要

抗震設(shè)計可以分為計算設(shè)計和概念設(shè)計兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設(shè)計中把握好高層建筑的概念設(shè)計也是很重要的。

二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍

目前國內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。

1.框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。

框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低。

框架結(jié)構(gòu)的缺點是：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴重。

框架結(jié)構(gòu)的適用范圍：框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構(gòu)件。 轉(zhuǎn)貼于

剪力墻結(jié)構(gòu)中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。

剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)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，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

4.筒體結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有：

（1）框架—筒體結(jié)構(gòu)。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特點類似框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。

（2）筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結(jié)構(gòu)。

（3）成束筒結(jié)構(gòu)。在平面內(nèi)設(shè)置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結(jié)構(gòu)多用于平面形狀復(fù)雜的建筑中。

（4）巨型結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設(shè)一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結(jié)構(gòu)，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結(jié)構(gòu)上去。這種結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

除以上介紹的幾種結(jié)構(gòu)體系外，還有其他一些結(jié)構(gòu)形式，也可應(yīng)用，如薄殼、懸索、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等，不過目前應(yīng)用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結(jié)構(gòu)。

［參考文獻］

［1］GB50011－2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范.

［2］GB50010－2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.

第3篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)體系

0 前言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高層建筑如雨后春筍，一棟棟拔地而起。建筑的高層化和多樣化發(fā)展，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的變化越來越多。面對建筑類型、功能、數(shù)量的不斷增加，高層建筑結(jié)構(gòu)體系的多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計迎來了新新的機遇與挑戰(zhàn)。作者通過實踐、總結(jié)，對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及結(jié)構(gòu)體系，作出以下分析：

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

1.1 決定因素是水平荷載

對某一定高度樓房來說，其豎向荷載基本上是定值，但是其水平荷載隨著結(jié)構(gòu)動力特性的不同將有較大幅度變化，并不是定值。由于樓房自重和建筑樓面的使用荷載在豎構(gòu)件中所引起的彎矩和軸力的數(shù)值，與建筑高度成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，卻與樓房高度的平方成正比 [1]。

1.2 重要設(shè)計指標是結(jié)構(gòu)延性

在地震作用下，高層建筑相比于低層建筑的結(jié)構(gòu)變形會更大一些。因此，為了使高層建筑結(jié)構(gòu)具有較強的變形能力，避免高層建筑倒塌，一定要在其結(jié)構(gòu)設(shè)計時采取相應(yīng)的措施，確保高層建筑的結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

1.3 控制指標為側(cè)移

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)側(cè)移是關(guān)鍵的控制指標，這與低層建筑有很大的不同。由于在水平荷載作用下，高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形與建筑高度的四次方成正比。建筑高度越高，其結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形將大大增加。因此，必須在水平荷載作用下，將高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在允許的限度范圍內(nèi)。

1.4 不能忽視軸向變形

高層建筑的豎向荷載很大，其將會在柱中引起比較大的軸向變形，從而減小連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值，增大跨中正彎矩和端支座負彎矩值。此外，豎向荷載還會對預(yù)測構(gòu)件的下料長度、構(gòu)件剪力和側(cè)移等產(chǎn)生影響。

2 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

現(xiàn)階段高層建筑常采用的結(jié)構(gòu)體系主要有剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架一剪力墻體系以及簡體體系三種，其優(yōu)缺點見表1[2]。

表1 結(jié)構(gòu)體系優(yōu)缺點比較

結(jié)構(gòu)體系 優(yōu)缺點

剪力墻結(jié)構(gòu)體系 側(cè)向剛度比較優(yōu)良，平面布置也很規(guī)整，對側(cè)向風力和地震的抵抗能力較強，用此種結(jié)構(gòu)可以建造高度遠大于框架結(jié)構(gòu)的建筑。

框架―剪力墻體系 能夠很好地適應(yīng)多功能的需要，平面布置靈活、空間大，但是框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比較小，因此建造高度以及層數(shù)都受到一琮的限制。

筒體體系 筒體體系具有優(yōu)良的整體性和抗側(cè)力性能，因此該結(jié)構(gòu)能夠滿足高層建筑更高層數(shù)的要求。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實例分析

3.1工程概況

某高層住宅一期建筑總面積47838.33m2，建筑占地面積1426.33m2；建筑層數(shù)地上32層，地下1層；建筑總高度98.7m。建筑防火設(shè)計為一類。建筑耐火等級地上為一級，地下為一級，地下室防水為II級。

3.2 抗震等級

按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）的規(guī)定劃分，場區(qū)屬中軟土類型，因本場地等效剪切波速Vse=156.2―178m/s，9.8m

3.3 設(shè)計荷載取值（可變荷載標準值）

①樓、地面主要使用荷載

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB5009―2001（2006年版）及業(yè)主提出樓面荷載要求，樓面屋面均布主要荷載標準值（KN/M2）按不同使用要求確定（表2）。

表2 樓面屋面均布主要荷載

序號 荷載類別 荷載標準值 分項系數(shù) 準永久值系數(shù)

1 不上人屋面 0.5 1.4 0

2 上人屋面 2.0 1.4 0.4

3 廚房、衛(wèi)生間 2.5 1.4 0.4

4 露臺 2.0 1.4 0.5

5 陽臺 2.5 1.4 0.5

6 樓梯 3.5 1.4 0.3

7 電房、發(fā)電機房 10.0 1.4 0.6

8 其他樓面 2.2 1.4 0.5

9 地下車庫 4.0 1.4 0.6

10 消防車道 35 1.4 0.6

②風荷載

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009―2001（2006年版）基本風壓按50年重現(xiàn)期的風壓值為0.30KN/m2，地面粗糙度屬B類。

3.4 結(jié)構(gòu)選型及地下室、伸縮縫設(shè)置

本工程為32層住宅；結(jié)構(gòu)擬采用剪力墻結(jié)構(gòu)形式。單層地下車庫長約（南北）128米，（東西）長約63米，設(shè)計考慮局部地下車庫做結(jié)構(gòu)底板、整個地下車庫頂板及側(cè)壁均不設(shè)伸縮縫，采用沉降后澆帶及一般后澆帶工藝以解決混凝土收縮開裂問題。地下室每隔約30米設(shè)一道后澆帶。單層地下室水位比底板面低，不考慮抗浮。

3.5 基礎(chǔ)選型及設(shè)計等級

地基基礎(chǔ)設(shè)計，根據(jù)地質(zhì)勘察資料，本工程基礎(chǔ)采用人工挖孔樁墩基礎(chǔ)，樁徑800、1000、1200、1400mm，樁端以中風化泥質(zhì)粉砂巖、中風化礫巖為持力層，Φ800樁單承載力特征值取3900kN，Φ1000樁單承載力特征值取5600kN，Φ1200樁單承載力特征值取7100kN，Φ1400樁單承載力特征值取8700kN?；A(chǔ)設(shè)計等級為甲級。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的參數(shù)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中各參數(shù)的確定對于結(jié)構(gòu)的合理性、安全性有很大的影響，因此要合理地確定各參數(shù)引。

4.1 軸壓比

為達到結(jié)構(gòu)延展性的要求，要對結(jié)構(gòu)的軸壓比進行控制。但在一些特殊情況下，也會出現(xiàn)軸壓比不滿足規(guī)范要求的狀況。此時，可以通過增加墻、柱的混凝土強度以及增加墻、柱橫面的面積的措施來對其進行調(diào)節(jié)。

4.2 剪重比

高層建筑各樓層必須控制最小水平地震剪力，要在確保安全的情況下增加其結(jié)構(gòu)的周期長度。當剪重比不滿足規(guī)范要求時，可以采取增強縱向結(jié)構(gòu)部件以及增強墻、柱的豎向構(gòu)件的延展程度等措施來進行合理分配。

4.3 剛重比

高層建筑的剛重比要規(guī)范上限，這樣就使得重力荷載在水平位移作用下引起二階效應(yīng)可以被忽略。當剛重比不滿足最小限制值時，可以采取增加或者減少橫豎向構(gòu)件以及加強墻、柱等縱向建筑結(jié)構(gòu)的剛度來進行整合。

4.4 層間位移角

為保證高層結(jié)構(gòu)應(yīng)該必備的合理剛度需求，要對建筑結(jié)構(gòu)在合理使用中的水平位移進行限制。避免在施工或者使用過程中出現(xiàn)過大的位移，從而影響到整個建筑構(gòu)件的完整性和安全性。

5 結(jié)論

目前，建筑向高層化和功能多樣化方向發(fā)展的趨勢越來越明顯。而高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的變化越來越多，涌現(xiàn)出了許多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。面對建筑類型與功能越來越復(fù)雜、高層建筑的數(shù)量逐漸增多、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系越來越多樣化的新形勢，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作的難點與重點。面對如此形勢，應(yīng)該把高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計放在首位加以研究。

參考文獻：

[1] 李邦耀.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].江西建材，2012，3：59―60.

第4篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)體系分析；地基基礎(chǔ)；選型決策；

0.引言

隨著高層建筑規(guī)模的不斷發(fā)展和投資力度的不斷增加，結(jié)構(gòu)選型作為建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，對結(jié)構(gòu)功能、社會效益、建筑造價等都將產(chǎn)生影響，因此正確處理高層建筑結(jié)構(gòu)選型問題，對高層建筑設(shè)計、施工、使用、維護等有重要意義。本文在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，對高層建筑基礎(chǔ)的主要形式、特點及適用范圍進行了綜述，結(jié)合具體工程實例對其進行了單獨基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等基礎(chǔ)形式的設(shè)計，并對其進行了結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟性能的分析。

1.對于高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型分析

1.1高層建筑的結(jié)構(gòu)材料劃分

（l）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)勢

在實際應(yīng)用中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于結(jié)合了鋼筋和混凝土兩種材料的特性，在各個行業(yè)應(yīng)用極為廣泛，并具有一系列的經(jīng)濟特性，比如取材豐富，造價水平較低，耐久性以及耐火性能比較高等優(yōu)勢，有利于各個行業(yè)目的的實現(xiàn)。

（2）鋼結(jié)構(gòu)體系的規(guī)劃

鋼結(jié)構(gòu)具有一系列的優(yōu)點，比如高強度，高抗震性能等，這一系列的特點使其結(jié)構(gòu)材料擁有較高的造價水平，同時鋼材料也有一系列劣勢，如容易被腐蝕，日后的維修費用高，防火性能比較差，技術(shù)施工技術(shù)復(fù)雜難懂等問題。

（3）鋼混結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用

在實際建設(shè)項目中，為了達到鋼筋混凝土的綜合最有效利用，還要搭配其他一系列結(jié)構(gòu)構(gòu)件，比如鋼混結(jié)構(gòu)中的鋼構(gòu)件，這兩者之間可以相互取長補短，達到適用性的目的。這兩者的結(jié)合不僅擁有鋼構(gòu)件的強度高、跨度空間大等優(yōu)點，也具有鋼筋混凝土抗震承受力強等特點。因而鋼混結(jié)構(gòu)對于現(xiàn)實應(yīng)用項目具有重要的應(yīng)用意義。

（4）鋼一混凝土的組合結(jié)構(gòu)相關(guān)體系

鋼混結(jié)構(gòu)通常包括鋼混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。鋼混凝土的結(jié)構(gòu)是混凝土內(nèi)部包含的相關(guān)的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土是指在鋼管中形成的填充混凝土。

1.2高層建筑結(jié)構(gòu)的體系優(yōu)化選擇

1）增強其抗彎結(jié)構(gòu)體系有效寬度。調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度能夠最大程度的對高層建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，提高其寬度，增大其抵抗力臂，從而減少其抗傾覆力。

2）對于設(shè)計結(jié)構(gòu)體系設(shè)定。為了使構(gòu)建之間能夠相互融合，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)進行合理有效的相互配合設(shè)計。

3）對最有效承受荷載構(gòu)件面積的提升。為了達到建筑材料最大利用率，相關(guān)施工人員必須針對實際施工中的基本結(jié)構(gòu)，對其自身材料強度進行綜合優(yōu)化比選分析。

4）對于水平傳遞作用的優(yōu)化比選設(shè)計。樓板是建筑結(jié)構(gòu)水平作用傳遞的主要方式，針對目前一般分析理論的基本假定對樓板水平剛度無限大的假設(shè)進行合理修正。

2.對于高層建筑地基基礎(chǔ)選型解析

2.1建筑地基的系統(tǒng)類型

對于不同高度的建筑，其地基基礎(chǔ)的類型也是不同的。而不同的基礎(chǔ)劃分方法代表不同的系統(tǒng)分類。按照材料進行劃分，可以分為磚基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)以及毛石基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)等。按照基礎(chǔ)的埋置程度可以分為淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)（對于淺基礎(chǔ)的定義是其埋置的深度小于5m，對于深基礎(chǔ)的定義是其埋置晨程度大于5m）。按照基礎(chǔ)的受力性能可以為剛性基礎(chǔ)以及柔性基礎(chǔ)。按照基礎(chǔ)構(gòu)造形式可以分為獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、滿堂基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)。

2.2地基基礎(chǔ)類型的選擇

在進行地基基礎(chǔ)的選擇時，需要考慮綜合的條件，運行相應(yīng)的方法進行計算分析，以實現(xiàn)其的最高效益。一般情況下選擇地基基礎(chǔ)方案都要首先考慮淺基礎(chǔ)的施工。這種淺層埋置的基礎(chǔ)不需要太多復(fù)雜施工設(shè)備，節(jié)省原料。但是在開挖基坑的過程中，需要進行及時排水以及支護坑壁，對地基進行及時的處理維修。而在一些比較復(fù)雜的地基環(huán)境下，淺層基礎(chǔ)就可能不適應(yīng)了，針對其具體的上部結(jié)構(gòu)荷載、構(gòu)造程度，運用合適的地基類型，確保施工過程效率質(zhì)量的實現(xiàn)，

3.實例分析

3.1案例概況

該工程為某商用高層建筑工程，其一層地下室是商場，二層地下室是設(shè)備用房。其平面軸線的尺寸為68m-114.3m，其標準層尺寸為45m-15.8m，一層的高度為5.1m。2層到5層的高度為4.8m，6層以及6層以上的高度為3m，并且該6層是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換節(jié)點。結(jié)構(gòu)體系是A級別的鋼筋混凝土高層建筑，是一種鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.2工程結(jié)構(gòu)體系的選擇

（1）結(jié)構(gòu)體系分析

該工程根據(jù)建筑使用功能的需要，利用鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在六層的具體設(shè)計中將設(shè)備層兼作轉(zhuǎn)換層，其轉(zhuǎn)換層以下利用框支剪力墻結(jié)構(gòu)進行矩形柱大柱網(wǎng)的具體實施。取得較大的空間，轉(zhuǎn)換層以上需要進行剪力墻結(jié)構(gòu)的使用，讓提升住宅的美觀問題，提升整個住宅的使用效率，營造最大的使用空間。

（2）樓蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計

該工程的設(shè)計過程中實現(xiàn)了較大中庭的布置，其樓板的開洞面積比較大，具體采用加強中庭周圍樓板的剛度和配筋設(shè)置，加大部門邊梁的截面等手段，運用這些措施提高建筑物的整體性能等。

3.3工程基礎(chǔ)的優(yōu)選

工程勘察資料顯示研究區(qū)域的強風化層在地下26m左右，并且它的持力層以上砂層較厚。同時由于區(qū)域較淺的地下水位以及豐富的水量，會導(dǎo)致較高的降水費用，而高難度的挖孔工程在此過程中出現(xiàn)。為了提升整個工程綜合效率與質(zhì)量的需要，該工程的應(yīng)用不適合利用人工挖孔樁。而高強混凝土預(yù)應(yīng)力管樁剛度具有較大的特點，良好的抗裂性能，高質(zhì)量的施工速度，靜壓管樁施工的時候?qū)τ谥車h(huán)境干擾小，相對之下，人孔挖孔樁的成本是較低的。樁的持力層難以到達巖層，其僅能存在于礫砂層，并且由于樁的擠土效應(yīng)，常常有部門樁難以穿透厚砂層，不能到達持力層，在此條件下，如果將靜壓改為錘擊，又容易導(dǎo)致斷樁出現(xiàn)，為了避免這種情況，需要根據(jù)具體地質(zhì)構(gòu)造進行分析，利用反循環(huán)式的機械鉆孔灌注樁進行操作。并且根據(jù)其基礎(chǔ)受力情況，進行微風化泥質(zhì)粉砂巖操作，它的飽和單軸抗壓強度標準值丘一般為frk=12.03Mpa；樁徑采用800與1000mm，C30混凝土，樁長約22m，對于單樁豎向承載力的特征值需喲啊進行一系列試驗確定。必須滿足國家有關(guān)的規(guī)范要求。針對該工程應(yīng)用，采用樁徑外徑為400mm，內(nèi)徑為200mm的預(yù)應(yīng)力混凝土樁、樁身450mm擴大頭700mm的夯擴樁，樁身800mm的機械鉆孔灌注樁，適合作為該工程基礎(chǔ)類型。

4.結(jié)束語

根據(jù)高層建筑主要建筑結(jié)構(gòu)類型的施工特點，采用具體不同措施，與之對應(yīng)，在一系列建筑施工的綜合基礎(chǔ)上，采取整體優(yōu)化的措施，實現(xiàn)工程的最大優(yōu)化，解決現(xiàn)實中施工中出現(xiàn)的系列問題，能夠提升工程施工的質(zhì)量效率，保證相關(guān)人員的人身財產(chǎn)安全，促進企業(yè)效益與社會綜合效益提升。

參考文獻

[1]康珍珍. 高層建筑結(jié)構(gòu)體系分析及結(jié)構(gòu)選型模糊決策研究[D].遼寧工程技術(shù)大學，2013.

第5篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

Abstract: at present are normal of the high-rise building structure and the advantages and disadvantages of the system, applicability, economy, and other aspects of the comparison, and discusses how to select the reasonable structure system plan, is of high reference value.

Keywords: high building; Structure system; Economic rationality

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)劃設(shè)計中的高層建筑越來越廣泛。為了更好的使設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作在現(xiàn)實生活中得到合理的運用，這就需要設(shè)計師從概念設(shè)計為基礎(chǔ)進行設(shè)計。而本文主要是探討高層建筑的結(jié)構(gòu)體系以及如何進行結(jié)構(gòu)體系的選擇。

1、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系 目前國內(nèi)的高層建筑目前最廣泛基本結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等五種體系。 （1）框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，房間隔墻可以隨意拆改，建筑立面也容易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。缺點是：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴重;并且框架柱尺寸過大，不適合民用住宅，在地震區(qū)不宜做太高。

剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”。其優(yōu)點是：剛度大，空間整體性好。由于承重結(jié)構(gòu)為片狀的混凝土墻體，房間不見柱子的棱角，感覺更美觀，比框架結(jié)構(gòu)更適合用于住宅、旅館等房屋。在歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微。缺點是：混凝土用量多，自重大，總高度通常無法超過150m?；炷翂w為高強度承重墻體，房間不能拆改。剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不宜采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點是：既有框架結(jié)構(gòu)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，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。缺點是：混凝土用量多，自重大，總高度不宜超過150m。

筒體結(jié)構(gòu)體系。由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu);有時為了滿足建筑高度要求在結(jié)構(gòu)中的框架柱內(nèi)添加型鋼鋼材，或在柱子外側(cè)包裹型鋼鋼材，此類建筑常用于超高層民用建筑和地標建筑，其優(yōu)點是：可以有效減小混凝土柱子的尺寸，減少結(jié)構(gòu)自重，并加強柱子的抗震和承重性能，因為綜合了框架剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，此類結(jié)構(gòu)在150米~300米的建筑中廣泛使用，缺點較少。

鋼柱、鋼梁承重，叫做鋼結(jié)構(gòu)。常用于廠房、超高層公建和大跨度房屋(例如體育場)。

優(yōu)點是自重輕，施工快?？梢孕藿ǖ?00多米甚至更高的高度。因為是柔性結(jié)構(gòu)，地震破壞力對它影響較小。缺點是鋼材害怕腐蝕，建筑保養(yǎng)困難，而且保養(yǎng)費用昂貴。鋼材最怕高溫，火災(zāi)是鋼結(jié)構(gòu)房屋的天敵。

1.2高層建筑結(jié)構(gòu)體系選擇

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料,提高建筑的安全適用性、技術(shù)先進性、經(jīng)濟合理性。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。

（1）增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度。這里很有效的，因為增加寬度可以直接減小傾覆力，并且當其它條件不變時，側(cè)移按寬度增加的三次方的比例減小然而，必須使加寬了的結(jié)構(gòu)體系中的豎向構(gòu)件連接良好，才能真正達到上述效果。

（2）增大承受荷載最有效的構(gòu)件的截面。例如，加大較低樓層柱子和連接大梁的翼緣截面，就能夠直接減小側(cè)向位移和增加抵抗力矩，而不會增大上層樓面的質(zhì)量，否則，抗震問題將更加嚴重。

（3）使大部分豎向荷載直接由主要抗彎構(gòu)件承受。這將使主要的抗傾覆構(gòu)件受到預(yù)壓而有助于傾覆拉力作用下的房屋穩(wěn)定。

（4）在豎向結(jié)構(gòu)分體系中，合理布置實心墻或者斜撐構(gòu)件，可以最有效地抵抗每層樓的局部剪力。完全用抗彎的豎向構(gòu)件來抵抗這些剪力通常不經(jīng)濟的，因為使柱及梁有足夠的抗彎能力，比用墻或斜撐需要更多的材料和施工工作量。

（5）每層樓蓋應(yīng)足以起水平隔板的作用。這可以使各抵抗外力的構(gòu)件共同工作，而不是單獨工作。

（6）將大型豎向和水平構(gòu)件聯(lián)結(jié)成巨型框架。諸如，在兩個或更多的電梯井間每隔若干層用重型樓蓋結(jié)構(gòu)體系或非常大的梁式析架連接起來。

所有高層建筑基本上都是支承在地面上的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。當合理使用上述原則時，由墻、核心筒、框架、筒式結(jié)構(gòu)和其它豎向結(jié)構(gòu)分體系可以得到所希望的結(jié)構(gòu)方案，從而真正實現(xiàn)建筑的安全適用性、經(jīng)濟合理性。

參考文獻

[1] GB50011-2010 建筑抗震設(shè)計規(guī)范

第6篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

關(guān)鍵詞：高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 問題

Abstract: with the rapid development of the economy in our country, high-rise building has become a symbol of the development and progress of the society, its function and types of complicated, to the diversification of the structure of the high-rise building structure design is also more and more become the difficulty of building structure design. This paper, from the high building structure based on the features of the design, according to the problems existing in the design of structure are analyzed and discussed for the general structure designers with reference value for high-rise building structure is designed to provide help.

Keywords: high building structural design problem

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)也有了質(zhì)的飛躍。高層建筑因用地的緊缺、合理利用豎向空間，已經(jīng)成為建筑工程的主流趨勢。由于高層建筑層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工量大、管理工序繁多、周期長、質(zhì)量難以保證等特殊性，實際設(shè)計施工中存在許多問題。本文從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度出發(fā)，針對高層建筑結(jié)構(gòu)的特點，依照設(shè)計原則，總結(jié)分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員提供參考。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

1)水平荷載已經(jīng)成為決定性因素。因為高層建筑結(jié)構(gòu)自重和作用在其上的使用荷載，即總荷載在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比，而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，和建筑高度的兩次方成正比。因此，對于高層建筑來講，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和其他容易造成水平荷載的地震力的數(shù)值大小，也就是水平荷載大小是隨著結(jié)構(gòu)動力特點的不同而有較大幅度變化。因此，水平荷載高層建筑的一個主要的決定性因素。

2)軸向變形的影響不能忽視。高層建筑結(jié)構(gòu)中，總的豎向載荷數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生較大的直接影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大。同時，軸向變形還會對預(yù)測構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響。因而要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整，避免因下料不足引起不安全后果。另外，軸向變形還會對結(jié)構(gòu)構(gòu)件剪力和側(cè)向位移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

3)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移是主要控制指標。相對于低層建筑結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移是設(shè)計中的關(guān)鍵因素。在高度不斷增加的條件下，側(cè)向位移的變形就取決于水平荷載的大小，荷載越大，側(cè)向位移越大。因此，要將結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在安全容許范圍內(nèi)，以免對建筑結(jié)構(gòu)的安全產(chǎn)生不利影響。

4)結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計指標。相對于普通低層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)更具有柔韌性，整體的結(jié)構(gòu)變形會更大一些。在地震作用下，結(jié)構(gòu)的彈性階段的變化是可以恢復(fù)的，過了彈性階段在進入塑性變形階段后，為了使高層建筑結(jié)構(gòu)仍具有較強的變形能力，避免結(jié)構(gòu)受損嚴重，特別需要在構(gòu)造上采取適當?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題分析

根據(jù)上述高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點，依據(jù)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，結(jié)合工程實踐，從以下幾個方面對設(shè)計中遇到的問題進行總結(jié)分析，并提出注意事項和相關(guān)處理方法。

1)結(jié)構(gòu)的高度問題。在抗震設(shè)計規(guī)范和高層建筑混凝土技術(shù)相關(guān)規(guī)范中，對結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴格的限制。新規(guī)范中針對以前的超高問題，將原來的限制高度設(shè)定為A級高度，并且增加了B級高度，而且其處理措施與設(shè)計方法都有較大改變。對于超高限的建筑，在地震力作用下會發(fā)生巨大的破壞形態(tài)，高度越大，影響因素越多，有時會發(fā)生質(zhì)的變化。在實際工程設(shè)計中，若忽略高度問題，就會帶來因施工圖審查時未通過，而進行重新進行設(shè)計。開專家會議進行論證也會對工程工期、造價等整體規(guī)劃產(chǎn)生影響。隨著建筑高度的增加，影響因素將會發(fā)生質(zhì)變，一些參數(shù)本身超出了容許范圍，如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。

2)結(jié)構(gòu)體系的選取問題。采用何種結(jié)構(gòu)是設(shè)計人員重視的問題，鋼結(jié)構(gòu)和鋼混結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)外主要的結(jié)構(gòu)形式。在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成大剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，常常會使與加強層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，且加強層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實現(xiàn)強柱弱梁。在需要設(shè)置加強層及轉(zhuǎn)換層時，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式，盡量降低其本身剛度，以減少不利影響。在高層建筑中，根據(jù)現(xiàn)在我國建筑鋼材的類型、品種和鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。

3)結(jié)構(gòu)細節(jié)問題。主要從以下三點來考慮：

①結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。新規(guī)范要求建筑物不能采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案，平面規(guī)則性、嵌固端上下層剛度比等方面也做了嚴格的限值。設(shè)計人員應(yīng)嚴格遵循新規(guī)范的要求，必須予以注意，以避免在后期施工圖設(shè)計階段造成不便。

②短肢剪力墻的設(shè)置。在高層建筑中，短肢剪力墻的應(yīng)用受到相當多的限制，設(shè)計人員應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻。

③嵌固端的設(shè)置。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，嵌固端可以設(shè)置在地下室頂板，也可設(shè)置在人防頂板位置。因此，嵌固端設(shè)置問題上，設(shè)計人員往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面。如：嵌固端樓板的設(shè)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(jié)構(gòu)整體計算時嵌的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題。忽略其中任何一個方面都有可能埋下安全隱患，導(dǎo)致后期設(shè)計工作的大量修改。

4)結(jié)構(gòu)抗震問題。高層建筑結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜，致使幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心不重合，會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，在地震荷載作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大危害，從而加劇了對建筑結(jié)構(gòu)的破壞。現(xiàn)在多數(shù)高層建筑距離非常近，很容易對鄰近建筑物造成危害。因此要加強結(jié)構(gòu)的抗震性能。相關(guān)資料和一些力學分析表明，結(jié)構(gòu)在凹凸拐角處容易造成應(yīng)力集中，尤其體現(xiàn)在非對稱結(jié)構(gòu)中。在對稱結(jié)構(gòu)中也因注意凸出部位的尺寸，采取有效的補救措施。另外，結(jié)構(gòu)在豎向方面的剛度的不均勻不連續(xù)，容易出現(xiàn)剛度突變和軟弱層，因而在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時要全力避免。結(jié)構(gòu)的防震縫設(shè)置是結(jié)構(gòu)整體的柔韌性的關(guān)鍵，設(shè)置與否也是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中容易忽視的問題。我國目前的抗震設(shè)計規(guī)范，對與建筑物的抗震提出三大水準的設(shè)防要求、兩階段的設(shè)計方式。第一階段的設(shè)計應(yīng)當運用第一水準烈度的地震參數(shù)，從而計算出建筑結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)之下的地震效應(yīng)及構(gòu)件的截面大小。在第二階段的設(shè)計中，應(yīng)當采用第三水準烈度的地震參數(shù)核算結(jié)構(gòu)薄弱層，或者對薄弱環(huán)節(jié)彈塑性層間進行側(cè)向位移或轉(zhuǎn)角進行核算，從而使設(shè)計小于規(guī)范所規(guī)定之限值。

4 結(jié)束語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，不僅要從理論上重視結(jié)構(gòu)設(shè)計的準確性，還得充分考慮影響因素，作出合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)具體情況進行具體分析，結(jié)構(gòu)體系選型時應(yīng)充分考慮高層結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，依據(jù)相關(guān)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則規(guī)范，避免上述設(shè)計中問題的重復(fù)出現(xiàn)。

參考文獻：

[1]黃順河. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個實例[J]. 建筑設(shè)計管理. 2010

[2]國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010

第7篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題及對策

隨著大中城市的發(fā)展以及人口的聚集，建設(shè)用地日趨緊張，這就為高層建筑的出現(xiàn)提供了廣闊的發(fā)展舞臺。隨著建筑業(yè)的日漸成熟，高層建筑的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜多樣化，外形的不規(guī)則性、建筑內(nèi)部空間的盡可能寬敞及靈活性、豎向或低層的不規(guī)則和不均勻性，這些情況的出現(xiàn)往往難以滿足《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》（下稱《高規(guī)》）的條款，針對這樣的問題必須采用一些特殊的方法來處理。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖的合理化原則

計算高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)是計算簡圖，則計算簡圖的合理性直接關(guān)乎到高層建筑的結(jié)構(gòu)安全。由此可見，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須堅持計算簡圖合理化原則。此外，必須把計算簡圖的誤差控制到規(guī)范范圍內(nèi)，理由是高層建筑實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點并不單一。

1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的合理化原則

一般而言，選擇高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的參考依據(jù)為高層建筑的地質(zhì)條件。高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的合理化要求對高層建筑的結(jié)構(gòu)類型、施工條件、荷載分布情況、與鄰近既有建筑物的關(guān)聯(lián)性等因素予以綜合考慮。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)方案通常應(yīng)確保最大化發(fā)揮地基的潛力。此外，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須具備相應(yīng)的地質(zhì)勘查報告。

1.3 高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化原則

高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化是指高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案必須與結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的要求保持一致，同時應(yīng)滿足經(jīng)濟性的要求，其中結(jié)構(gòu)體系的具體要求為傳力簡單化、受力明確化。針對某些結(jié)構(gòu)單元相同的高層建筑物，其結(jié)構(gòu)體系也應(yīng)該相同。

一般而言，高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化要求綜合考慮工程設(shè)計需求、地理條件、施工材料、施工條件等因素，同時要求建筑的暖氣、水、電等相互協(xié)調(diào)。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

2.1、高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設(shè)計，建筑師考慮更多的是它的組成特點，而不是詳細地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成。因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的。而建筑設(shè)計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基上的承載力之間的關(guān)系。所以，在建筑設(shè)計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布做出總體設(shè)想。

2.2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇合理的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻。減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形潿形、正多邊形等簡面形式。

2.3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震的問題

對一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位控制軸壓比，并設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，是《高規(guī)》為保證剪力墻的延性，新增加的要求。在剪力墻約束邊緣構(gòu)件配箍特征值為λv/2的區(qū)段，規(guī)范允許配置箍筋或拉筋。所設(shè)拉筋應(yīng)同時鉤住墻體的水平分布筋（或箍筋）和豎向分布筋，而不能有一部分拉筋僅鉤住墻體的豎向分布筋。當此區(qū)段的體積配箍率或拉筋的豎向間距不能滿足規(guī)范要求時，應(yīng)同時設(shè)置箍筋。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計解決對策

針對于在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，存在著的高層建筑本身的原因以及連梁超筋現(xiàn)象、地下室外墻設(shè)計存在著的問題，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)建筑的實際情況，根據(jù)自身的設(shè)計經(jīng)驗，采取有效的措施進行解決，才能夠不斷的促進高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的順利進行，促進高層建筑順利的施工和竣工。下面就針對于具體的措施進行分析。

3.1、配合專業(yè)了解工程

首先，設(shè)計人員需要進行全面的分析，充分的了解工程以及情況，不是拿到圖紙盲目的建模計算或者是上機繪圖，需要理解透徹建筑圖的含義及意義，明確各個專業(yè)注意和配合，并且做統(tǒng)一的標準，確定原則和方案，必要的時候要組織各個專業(yè)的協(xié)調(diào)和相關(guān)的管理，使各個專業(yè)的條件圖真正成為條件圖，避免出圖后出現(xiàn)調(diào)整引起的返工，浪費時間和精力。

3.2、建模處理

建模計算之前要處理好荷載計算，不要估算不精確的同時還存在著誤差，要完整的準確的根據(jù)建筑做法和要求來輸入，考慮是否施工活荷載的不利影響，樓梯口的輸入局部開洞口，飄窗部分的處理地方，要運用專業(yè)知識來計算或處理，這樣減少誤差，也減少計算工作量。

3.3、收集數(shù)據(jù)資料

準確的計算出建設(shè)工程所處的地理位置的制約條件，以及設(shè)計要涉及的所有數(shù)據(jù)和資料，都要提前收集好，等要用到的時候能夠很快的查閱到，方便工作的需要，而且對于一些特殊的建筑還要根據(jù)經(jīng)驗來確定各種數(shù)值的參數(shù)取值，收集設(shè)計所需要的資料和規(guī)范，根據(jù)不同地域工程類型準確計算參數(shù)，可以使設(shè)計計算更加的可靠。

3.4、保護裝置

為了確保安全，要在電源處安裝與進戶線連接，形成保護接零系統(tǒng)，引用各個插座的接地和不帶電的金屬外殼，總配電箱的熔絲和分支熔絲應(yīng)該相配得當，用電設(shè)備發(fā)生故障時應(yīng)得到保護，高層房屋住宅應(yīng)該安裝防雷保護裝置，確保使用者的安全，有計算機房的要設(shè)計屏蔽網(wǎng)，防外漏干擾。

四、結(jié)束語

綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是高層建筑的靈魂，關(guān)系到整個建筑的安全及可行性，同時高層建筑行業(yè)與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個彼此影響、相互關(guān)聯(lián)的整體，高層建筑行業(yè)的深入發(fā)展需要高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的支撐，直接關(guān)乎到高層建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[2]陶忠，張耀春，韓林海，王光遠. 關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)選型設(shè)計的初步探討[J]-哈爾濱建筑大學學報2012（1）.

[3]王曉 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]-城市建設(shè)2010（9）

第8篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；特點

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義和特點

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義在于高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件相一致，充分展現(xiàn)先進的設(shè)計，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計來判斷計算設(shè)計的合理性。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，就是將高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：

抗震設(shè)計要求更高。有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

水平力是設(shè)計主要因素。在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，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(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。

側(cè)移成為控制指標。與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

2、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架D剪力墻結(jié)構(gòu)體系和筒體結(jié)構(gòu)體系等。

隨著層數(shù)和高度的增加，水平作用對高層建筑結(jié)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風荷載。高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價高低，與其所采用的結(jié)構(gòu)體系密切相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)分析

3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本假定。

3.1.1彈性假定。目前，工程上使用的高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下，結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況。但是，在遭受地震或強臺風作用時，高層建筑結(jié)構(gòu)往往會產(chǎn)生較大的位移而出現(xiàn)裂縫，進入到彈塑性工作階段。

3.1.2 剛性樓板假定。許多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)位移的自由度，簡化了計算方法，并為采用空間薄壁桿件理論計算筒體結(jié)構(gòu)提供了條件。

3.1.3 計算圖形的假定。高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計算圖形主要是三維空間分析。二維協(xié)同分析并未考慮抗側(cè)力構(gòu)件的公共節(jié)點在樓面外的位移協(xié)調(diào)（豎向位移和轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào)），而且忽略了抗側(cè)力構(gòu)件平面外的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，對于具有明顯空間工作性能的筒體結(jié)構(gòu)也是不妥的。

3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法。

3.2.1框架DDD剪力墻結(jié)構(gòu)?？蚣蹹DD剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算的方法很多，大多采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，可以建立位移與外荷載之間的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式也不相同?？蚣?剪力墻的機算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。

3.2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。按受力特性的不同，單片剪力墻可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。剪力墻的類型不同，其截面應(yīng)力分布也不同，計算內(nèi)力與位移時需采用相應(yīng)的計算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的機算方法是平面有限單元法，此法較為精確，而且適用于各類剪力墻。但由于其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應(yīng)力分布復(fù)雜的情況。

3.2.3 筒體結(jié)構(gòu)。按照對計算模型處理手法的不同，筒體結(jié)構(gòu)的分析方法可分為3 類：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。

4、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的措施

4.1重視概念設(shè)計概念是人們通過實踐從理性認識上升到感性認識的結(jié)果，它反映了物體的本質(zhì)特征。概念設(shè)計是一個結(jié)構(gòu)工程師必備的一項基本素質(zhì)。正確的概念設(shè)計可以指引設(shè)計者一個正確的方向，也是確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、安全性、經(jīng)濟性的前提，應(yīng)該將概念設(shè)計貫穿于整個設(shè)計過程。概念設(shè)計必須依賴于深厚的理論知識基礎(chǔ)以及對結(jié)構(gòu)原理和力學性質(zhì)的深入了解，只有具備了高質(zhì)量的概念設(shè)計，才能完成高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)。

4.2正確運用計算機輔助設(shè)計現(xiàn)代計算機技術(shù)已經(jīng)普遍被應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計中，通常是利用計算機輔助完成結(jié)構(gòu)分析，大部分的圖紙設(shè)計，因此，正確的采用設(shè)計軟件及對計算程序的充分了解也是確保結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵?，F(xiàn)在，市場上的設(shè)計軟件種類較多，采用不同的設(shè)計軟件得到的結(jié)果也不一樣。因此，要求對結(jié)果進行認真的分析復(fù)核。另外，所有的設(shè)計軟件都是根據(jù)當時國家的規(guī)范要求、結(jié)合結(jié)構(gòu)體系的特點進行模擬簡化而得，因此，都有一定的使用范圍和使用期限。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)形式也越來越復(fù)雜，這就使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度越來越大，計算越來越復(fù)雜，因此，結(jié)構(gòu)工程師必須采用合理的設(shè)計軟件，準確的設(shè)置各項技術(shù)參數(shù)，確保計算結(jié)果的準確，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量及效率。

4.3加強抗震設(shè)計

我國是一個地震發(fā)生較多的地區(qū)，因此，要求建筑結(jié)構(gòu)有很高的抗震性能，減少地震給人們帶來的損失。我國的《建筑設(shè)計抗震規(guī)范》也經(jīng)歷了多次的修正與完善，最新的抗震設(shè)計規(guī)范是2010年版，因此，結(jié)構(gòu)工程師在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須嚴格按照現(xiàn)行的規(guī)范要求進行抗震設(shè)計。只有提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，才能有效的降低地震災(zāi)害給人們帶來的傷害。發(fā)生在中國的汶川大地震、青海玉樹地震造成了相當大的損失，大量的砌體結(jié)構(gòu)房屋倒塌，其原因在于結(jié)構(gòu)不合理、傳力不明確、抗震構(gòu)造不規(guī)范。而發(fā)生在智利的8.8級地震以及最近發(fā)生在日本的9.0級大地震，死亡人員的數(shù)量卻較少，倒塌的建筑物較少，其原因也就是智利及日本的民用住宅建筑的抗震性能都很

5、結(jié)語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實際情況做好結(jié)構(gòu)分析，多做方案比較，根據(jù)使用功能和受力的合理性確定好結(jié)構(gòu)的體系，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，只有綜合考慮各項原則，結(jié)合建筑物的使用功能，對整體結(jié)構(gòu)進行把握，對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點以及特殊部位進行重點優(yōu)化設(shè)計，才能確保高層建筑的使用安全。

參考文獻：

第9篇：高層建筑結(jié)構(gòu)體系范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

一、高層建筑結(jié)構(gòu)的特點

(一)整體結(jié)構(gòu)更具有柔和性

與底層建筑相比，高層建筑的整體結(jié)構(gòu)更具有柔和性的特點，在地殼運動和具有震動性環(huán)境中極易發(fā)生變形，導(dǎo)致建筑物的傾斜，倒塌。因此高層建筑的結(jié)構(gòu)延展性應(yīng)當作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要設(shè)計指標，在構(gòu)造上采取適當?shù)拇胧﹣肀苊飧邔咏ㄖ苄宰冃坞A段之后延展能力的喪失，使其具有更強的抗震性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而保障住戶的生命財產(chǎn)安全。

(二)豎向載重負荷較大

高層建筑的第一個特點就在于豎向利用空間，這也是在現(xiàn)代城市寸土寸金情形下成為城市建設(shè)設(shè)計寵兒的首要原因。高層建筑的豎向載荷很大，就可能在柱中引起較大的軸向變形，這樣一來，一方面對連續(xù)梁彎矩會產(chǎn)生較為嚴重的影響，對于連續(xù)梁中間支座處的負彎矩而言，就會導(dǎo)致負彎矩減小，而對于跨中正彎矩和端支座負彎矩值而言，就會導(dǎo)致兩者的擴張，不利于高層建筑的穩(wěn)固性。另一方面，對于構(gòu)件下料長度的預(yù)測，是依據(jù)軸向變形的計算值來對下料長度進行逐步調(diào)整，一旦對軸向變形計算值不準，會進一步影響構(gòu)件剪力和側(cè)移，從而會導(dǎo)致建筑的不安全因素增加。因此，鑒于高層建筑豎向載重負荷較大的特點，要充分考慮軸向變形的程度。

(三)水平荷載的重要作用

所謂水平荷載是指，物體受水平方向的作用力，在高層建筑的設(shè)計時，一旦高度確定，其豎向荷載基本上為定值，變動幅度不大，而建筑的穩(wěn)定性是與高層建筑的荷載能力與建筑高的比值度緊密相關(guān)的，一般而言，建筑高度與建筑物自重和樓面使用荷載在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值為正相關(guān)，而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩和由此在豎構(gòu)件中引起的軸力的數(shù)值，是與建筑高度的平方成正比，因此豎向荷載大體定值的情況下，可以通過結(jié)構(gòu)特性不同可以改變的水平荷載就成為設(shè)計時重點注意的地方，將水平荷載的風荷載和地震作用數(shù)值通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計控制在有利于建筑的最完美的狀態(tài)。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

(一)選擇合適的計算簡圖

由于結(jié)構(gòu)計算以計算簡圖作為基礎(chǔ)而進行，計算簡圖的選擇不合適會造成結(jié)構(gòu)安全事故，因此為了保證結(jié)構(gòu)的安全就必須選擇合適的計算簡圖，并且還需要配合相應(yīng)的構(gòu)造措施。盡管實際的結(jié)構(gòu)節(jié)點不能是純粹的剛接點或者鉸接點，然而我們也要分析判斷，將誤差設(shè)計在合理的范圍內(nèi)。

(二)選擇合適的結(jié)構(gòu)方案

選擇合適的結(jié)構(gòu)方案即選擇可行的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)體系需要滿足傳力簡捷，受力明確的條件。同一結(jié)構(gòu)單元不能混合使用不一樣的結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)要盡可能的符合豎向和平面規(guī)則。同時要綜合分析工程的材料供應(yīng)、設(shè)計要求、施工條件、地理環(huán)境等情況，和其他專業(yè)進行充分的協(xié)商，然后進行結(jié)構(gòu)的選型，以確定好結(jié)構(gòu)方案。在有必要的情況下需要進行多方案的比較，建立模型分析比對，選擇最合理的結(jié)構(gòu)方案。

(三)選擇恰當?shù)幕A(chǔ)方案

要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的類型、工程地質(zhì)條件、施工條件、相鄰建筑物影響、載荷分布等因素來選擇恰當?shù)幕A(chǔ)方案。在設(shè)計的時候要盡可能的發(fā)揮地基潛力，在必要的時候要做好地基變形的驗算。并配合詳細的地質(zhì)報告來做基礎(chǔ)設(shè)計，以及進行現(xiàn)場的查看或者對臨近的建筑資料進行參考。

(四)做好計算結(jié)果的分析

目前結(jié)構(gòu)設(shè)計多為軟件計算，且種類比較多，不同的軟件易和不同的計算方法都會導(dǎo)致不同的結(jié)果。設(shè)計前應(yīng)全面了解程序的適用條件和范圍，熟悉設(shè)計規(guī)范，讓計算機作為輔助設(shè)計。設(shè)計過程中容易出現(xiàn)錯誤，如人工輸入錯誤; 軟件本身有缺陷; 結(jié)構(gòu)的實際情況和程序的不符等，都會導(dǎo)致計算結(jié)果不準確，所以設(shè)計師計算完成后，應(yīng)對電算結(jié)果認真分析審核，做出準確的判斷。

三、目前在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的常見問題分析

由于經(jīng)濟發(fā)展原因，我國高層建筑施工相對歐美等發(fā)達國家起步較晚，但隨著改革開放對經(jīng)濟的巨大促進作用，我國高層建筑施工建設(shè)進度加快。但由于施工經(jīng)驗和技術(shù)的先天不足，導(dǎo)致我國目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中存在諸多問題，而這些問題的直接體現(xiàn)便是高層建筑服務(wù)壽命和使用質(zhì)量遠不及歐美等發(fā)達國家。通過大量的研究與分析，我們發(fā)現(xiàn)我國目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題主要有以下幾點：

(一)建筑空間布局不當

高層建筑在設(shè)計過程中除了考慮建筑的實際使用功能，同時也要照顧到外在的美觀和該建筑與周邊設(shè)施的環(huán)境適應(yīng)性。因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際工作中需要綜合考慮建筑高度和建筑高寬比以及建筑與周邊設(shè)施相對距離。

在某些地區(qū)的商品寫字樓樓盤建設(shè)過程中，常出現(xiàn)各樓盤布局相對集中的現(xiàn)象，彼此間距過小。如某地兩棟35層高度樓盤在進行設(shè)計時沒有充分考慮北側(cè)樓盤采光需要，既沒有進行錯位布局設(shè)計，也沒有拉開建筑距離（實際上兩棟樓盤南北距離僅僅三十余米），實際上造成了北側(cè)大樓底層常年采光不暢，嚴重影響了建筑的使用功能。

(二)高層建筑嵌固端的設(shè)置不當

一般來說，高層建筑地面以下都附建有地下室，用作地下停車場或者地下商場。在進行地下工程設(shè)計時，設(shè)計人員常忽視了對建筑物的嵌固端位置設(shè)計，這常會影響到嵌固端的樓板設(shè)計、嵌固端的上下層剛度比例限制、嵌固端的上下層抗震等級的一致性、建筑整體建構(gòu)設(shè)計與嵌固端位置協(xié)調(diào)等，并由此引發(fā)一系列問題，既不利于工程施工的正常進行，也給建筑使用安全埋下一定的隱患。

(三)建筑材料的選用不當

我國多地屬于地震多發(fā)地帶，根據(jù)國外的設(shè)計施工經(jīng)驗，一般地震多發(fā)地的高層建筑主體結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)為主，多種類復(fù)合材料為輔的建筑結(jié)構(gòu)。但在我國高層建筑設(shè)計中，大多采用鋼筋混凝土或者沙石混合結(jié)構(gòu)。一是由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)過于復(fù)雜，國內(nèi)尚不能完全掌握鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的設(shè)計施工技術(shù)，二是由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了豐富的研究和實踐，更容易控制設(shè)計與施工質(zhì)量。但從實際效果來看，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑很容易在施工和使用過程中發(fā)生鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)彎曲變形側(cè)移幅度較大的現(xiàn)象，由此不利于建筑的長期正常健康使用。

(四)建筑安全性設(shè)計不足

高層建筑不同于一般建筑，人口相對密集，而且不利于緊急狀態(tài)下的人員快速疏散，因此需要特別注意對建筑安全性的設(shè)計，主要包括消防滅火、應(yīng)急逃生通道、抗震、抗風、防雷電設(shè)計等。對于高層建筑來講，其受力載荷較大，在劇烈的地質(zhì)運動（如地震）及自然條件（雷雨大風等強對流天氣）沖擊下極容易發(fā)生建筑受力穩(wěn)定性遭到影響或者破壞、部件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降等現(xiàn)象。高層建筑中的防滅火是高層建筑日常安全管理中的重點，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計中沒有完善的消防滅火設(shè)施系統(tǒng)以及應(yīng)急逃生通道，該高層建筑在事實上存在著嚴重的安全漏洞，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，后果不堪設(shè)想。在我國很多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對消防滅火、應(yīng)急逃生通道、防風、防震、防雷電設(shè)計均有不足，不利于建筑的日常正常使用和管理。

四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的解決措施

建筑結(jié)構(gòu)的合理性和科學性直接決定著建筑的整體質(zhì)量，影響著人們的生命和財產(chǎn)安全，所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中為避免以上問題的出現(xiàn)，應(yīng)注意以下幾個方面的問題。

(一)增強高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度，盡量減少位移

位移對高層建筑結(jié)構(gòu)的影響非常大，合適的結(jié)構(gòu)體系、平面的體型、立面的改變等方面是探討減少位移不可缺少的內(nèi)容，只有綜合考慮了上面的方面，才能有效控制位移。另外，在高層建筑的結(jié)構(gòu)進行布置時，要適度地加強高層建筑樓蓋的剛度，將各個構(gòu)建連接好。在高層建筑結(jié)構(gòu)相對薄弱的位置和應(yīng)力較復(fù)雜的位置，要加強重視，不可忽略。對于高層建筑結(jié)構(gòu)體系中的抵御復(fù)力矩的寬度、結(jié)構(gòu)寬度，要進行適當有效地加大，減少高層建筑的側(cè)向位移。如今高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用的材料范圍越來越廣，采用的結(jié)構(gòu)形式也越來越新穎，這也就隨之對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響越來越大。然而隨著混凝土材料性能的日趨完善，其在高層建筑結(jié)構(gòu)中的使用也越加廣泛。

(二)優(yōu)化高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑在城市中的應(yīng)用越發(fā)普遍。除去自然災(zāi)害引發(fā)的地震以外，還要充分考慮人為因素引起的災(zāi)害，比如火災(zāi)。高層建筑結(jié)構(gòu)越復(fù)雜越高，那么一旦引起了火災(zāi)，使用者的人身安全和財產(chǎn)安全就會受到極大的威脅。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中注意防火是很關(guān)鍵的。首先，防火間距要合理，設(shè)計人員在進行設(shè)計時，要按照相關(guān)規(guī)定進行操作，精確地測出建筑物之間的實際距離。然后，對于設(shè)計要因地制宜，防火結(jié)構(gòu)一定要符合實際的地形情況。除此之外還有安全疏散通道的設(shè)計也很重要。一般而言，安全疏散通道應(yīng)該進行垂直結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且盡量多設(shè)計幾條，利于慌亂人群的疏散。安全疏散通道中一定要設(shè)計防煙區(qū)，避免煙霧將疏散的人群嗆暈。設(shè)計人員可以使用分隔式的設(shè)計，可以更好地控制火勢和煙霧的蔓延。另外，防火門、防火墻以及其他防火設(shè)備等也需要設(shè)計人員注意。

(三)優(yōu)化高層建筑的抗震性能

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要保證各個地方的剛度對稱且均勻，其平面形狀也要盡量的規(guī)范和盡量的簡單。如果能夠保證以上要求達到標準，那么在計算地震應(yīng)力時就會容易的多，處理起來也會容易很多。比如地震應(yīng)力扭轉(zhuǎn)和集中地方的處理等等。由此可見，在設(shè)計高層建筑的結(jié)構(gòu)時，要盡量可能地將建筑剛度的中心點和地震力作用中心點設(shè)計到一起，正常情況下，偏心距e 要比與外力作用線垂直的建筑物邊長的5%小。高層建筑物體積龐大，噸位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出現(xiàn)地震或者其他使之震動的因素，造成的損失將是巨大的。為了避免災(zāi)難的發(fā)生，必須要優(yōu)化好高層建筑的抗震性能。

(四)優(yōu)化高層建筑自身的缺陷

高層建筑自身所帶有的缺陷也是很多的，比如高層建筑的溫度收縮問題、沉降問題等，除此之外，高層建筑因為其體型很龐大宏偉，內(nèi)外部結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，十分復(fù)雜，所以極其容易對建筑物本身造成不利的影響。如果工作人員想要加強高層建筑物的安全工作，就不能忽略以上其自身的弱點，并且還要根據(jù)不同的問題進行不同的設(shè)計，妥善處理。現(xiàn)今，建筑行業(yè)的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和其計算方法得到了更好的提高，在高層建筑的平面設(shè)計方面也出現(xiàn)了設(shè)計不規(guī)范、不對稱以及曲線形設(shè)計等現(xiàn)象，在高層建筑實際中也應(yīng)用到了耗能減震技術(shù)。

五、結(jié)束語

總之，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計算的準確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)具體情況進行具體分析掌握的知識處理實際建筑設(shè)計中遇到了各種問題。

參考文獻：

[1]趙東曉.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題與對策研究[J].商品混凝土,2012,09:132-133.