高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
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
高層建筑設(shè)計與施工是一個系統(tǒng)工程特別是設(shè)計階段的工作尤其要引起重視。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計還有其他的重點問題，比如扭轉(zhuǎn)的問題，要求幾何中心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心合為一；此外還要注意抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，保護建筑的支撐結(jié)構(gòu)和裝飾結(jié)構(gòu)等；抗震結(jié)構(gòu)也是建筑高層設(shè)計的難點，這需要設(shè)計人員有靈活性。最后，設(shè)計人員要注意消防設(shè)計，盡量減少高層失火對人們的傷害。
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概況及意義
隨著我國城市化進程不斷加快，城市人口顯著增多，高層建筑在城市建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。即使在建筑設(shè)計理念和方法日益先進的今天，仍會因為高層建筑復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，較廣的學(xué)術(shù)知識涉及和較大的工程量而出現(xiàn)設(shè)計失誤的現(xiàn)象。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義有:首先，如果建筑所使用的面積一定，設(shè)計和建造高層建筑可以獲得相對多一些的使用面積，可以解決城市用地緊張、房價高漲等問題。另一方面，精美的高層建筑設(shè)計還可以改善城市的外觀，或者說成為城市的一道風(fēng)景。比如馬來西亞的石油大廈和上海的金茂大廈等等。而如果設(shè)計的建筑高層密度、結(jié)構(gòu)不合理，就會給城市帶來熱島效應(yīng)，影響城市居民的生活環(huán)境，甚至由于高層的玻璃因反光而發(fā)生光污染的現(xiàn)象。其次，如果是在建筑面積與建設(shè)場地面積的比值一定，那么建造高層建筑就會有效地節(jié)約城市土地面積，得到更多的空閑地面，用這些空閑出來的地面來進行城市綠化或者供人們休息娛樂。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
高層建筑結(jié)構(gòu)可以設(shè)想成為支撐在地面上的豎向懸臂構(gòu)件，承受著豎向荷載和水平荷載的作用，與多層建筑結(jié)構(gòu)相比，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有以下幾個方面的特點。
2.1、水平荷載成為設(shè)計的決定因素
圖1高層建筑結(jié)構(gòu)的受力及變形示意圖
對于高層建筑結(jié)構(gòu)，一般是豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)的設(shè)計。隨著房屋層數(shù)的增加，雖然豎向荷載對結(jié)構(gòu)設(shè)計仍有著重要影響，但水平荷載已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素。而且，與豎向荷載相比，作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值與結(jié)構(gòu)的動力特性等有關(guān)，且具有較大的變異性。
在豎向荷載和水平荷載作用下，如圖1（a）（b）所示，高層建筑結(jié)構(gòu)底部所產(chǎn)生的軸力N和傾覆力矩M與結(jié)構(gòu)高度H分別存在著如下的關(guān)系式，即：
結(jié)構(gòu)底部的軸力
N=ωH
結(jié)構(gòu)底部的傾覆力矩
式中，ω、q、qmax分別為沿建筑單位高度的豎向荷載、均布水平荷載和倒三角形分布荷載的最大值（kN/m）。
2.2、側(cè)移成為設(shè)計的控制指標
我們知道，隨著建筑高度的增加，水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移急劇增大，水平位移增加的速度最快，內(nèi)力次之。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為了有效的抵抗水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和變形，必須選擇可靠的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)不僅具有較大的承載力，而且還應(yīng)該具有較大的側(cè)向剛度，將水平位移控制在一定的范圍內(nèi)。
2.3、延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標
對地震區(qū)的高層建筑，應(yīng)確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有較好的抗震性能。結(jié)構(gòu)的抗震性能主要取決于其能量吸收與耗散能力的大小，而它又取決于結(jié)構(gòu)延性的大小。因此，為了確保建筑結(jié)構(gòu)在進入塑性變形后仍具有良好的抗震性能，需加強結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計，采取恰當?shù)目拐饦?gòu)造措施，來確保結(jié)構(gòu)具有較好的延性。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要注意的重要標準和準則，也是高層建筑設(shè)計單位提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量與效益的重要保障。只有在一定的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則支持下，才可以進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計?？傮w來講，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則主要包括以下幾點:
3.1、基礎(chǔ)方案合理
建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提和基礎(chǔ)，在實際的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案設(shè)計中，需要根據(jù)實際施工地質(zhì)條件，根據(jù)實際建筑結(jié)構(gòu)施工需求進行設(shè)計。同時建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案需要配置完善的施工地質(zhì)調(diào)查報告，最大程度的發(fā)揮建筑物地基的潛力，必要的情況下還需要對地基的變形做好相應(yīng)的演算。另一方面，還需要對建筑物進行綜合性分析，尤其是對于建筑物負荷以及上部結(jié)構(gòu)類型，通過對這些綜合性分析，最終選定最適合的基礎(chǔ)方案，從而可以在提高設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟效益。
3.2、計算簡圖適當
計算簡圖設(shè)計，也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的重要問題，主要原因在于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要對一些基本的數(shù)據(jù)進行計算分析，而這些計算分析都必須要建立在計算簡圖的基礎(chǔ)之上。只有通過計算簡圖基礎(chǔ)之上的數(shù)據(jù)分析，才可以提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性以及牢靠性。舉例來講，建筑物結(jié)構(gòu)節(jié)點問題，建筑物結(jié)構(gòu)節(jié)點并不是我們傳統(tǒng)觀念中的鉸節(jié)點或者是剛節(jié)點，在進行計算簡圖設(shè)計時，需要對建筑物結(jié)構(gòu)節(jié)點進行深入研究，提高計算簡圖計算的精確性，進而將計算簡圖的誤差控制在合理的范圍內(nèi)。
3.3、結(jié)構(gòu)措施完善
除了基礎(chǔ)方案合理以及計算簡圖適當這兩大基本原則之外，還有一條基本原則是經(jīng)常忽略的，那就是結(jié)構(gòu)措施完善原則。在進行建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，需要注意結(jié)構(gòu)組件的延展性，例如建筑物中鋼筋的錨固長度等。同時，還需要注意建筑物薄弱環(huán)節(jié)以及建筑物本身溫度對于建筑物組件的影響，對于這兩方面的問題，在實際的設(shè)計過程中，需要遵循“強柱弱梁、強剪弱彎以及強壓弱拉”的基本原則，只有這樣才可以提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性以及牢靠性。
4、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題
4.1、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，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，而且新規(guī)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案”。因此，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。
4.2、超高問題
在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴格的限制。尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)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(jié)構(gòu)的該項控制因素嚴格注意。一旦結(jié)構(gòu)為b級高度建筑甚或超過了b級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大的變化。
5、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的對策
5.1、高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端的上下層的剛度比、平面規(guī)則性等等，因此，應(yīng)嚴格按照規(guī)范執(zhí)行。
5.2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計短肢剪力墻設(shè)置
短肢剪力墻在新規(guī)的定義是，墻肢的截面的高度和厚度比在5～8的墻，這加大了在高層建筑中使用的難度。因此，在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)的過程中盡量避免使用。
結(jié)束語
改革開放以來，伴隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，加上科學(xué)技術(shù)的不斷進步，我國高層建筑行業(yè)取得了重大的突破。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，不僅僅影響到高層建筑實施施工，而且還直接影響到高層建筑建設(shè)以及后期養(yǎng)護的順利開展。
參考文獻
[1]周世航.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題及解決對策[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè),2013,05:80-82.
[2]殷輝.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題及對策分析[J].硅谷,2013,21:164+141.
第2篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；水平力；扭轉(zhuǎn)
Abstract: n, the specification only given the minimum limits or recommended values for the considerable part of the components in structural design, in the actual design process, everyone's different understanding may be take considerable differences in the entire design. There are some areas belonging to the conceptual design especially worthy us to explore together.Key words: structural design; horizontal force; to reverse
中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼： A 文章編號：
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化，城市人口的不斷增多及建設(shè)用地日趨緊張和城市規(guī)劃的需要，促使高層建筑得以快速發(fā)展。另一方面由于輕質(zhì)高強材料的開發(fā)及新的設(shè)計計算理論的發(fā)展，抗風(fēng)和抗震理論的不斷完善，加之新的施工技術(shù)和設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，特別是計算機的普及和應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)分析手段的不斷提高，為迅速發(fā)展高層建筑提供了必要的技術(shù)條件。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題
（一）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空間組成特點， 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土的承載力之間的關(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)量和分布作出總體設(shè)想。
（二）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，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要求建筑三心盡可能匯于一點， 即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。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、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)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(guī)則L 形、T 形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時， 應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。
（三）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的側(cè)移和振動周期
建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的振動周期問題包含兩方面: 合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期; 控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。
1、結(jié)構(gòu)自振周期
高層建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范圍內(nèi):
框架結(jié)構(gòu): T 1= (0. 1～ 0. 15)N
框―剪、框筒結(jié)構(gòu): T 1= (0. 08～ 0. 12)N
剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu): T 1= (0. 04～ 0. 10)N
N 為結(jié)構(gòu)層數(shù)。
結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi):
第二周期: T 2= (1 3～ 15 )T 1; 第三周期: T 3= (1 5～ 17)T 1。
2、共振問題
當建筑場地發(fā)生地震時， 如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近， 建筑物和場地就會發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計時就應(yīng)針對預(yù)估的建筑場地特征周期， 通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù)，選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系， 擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別， 避免共振的發(fā)生。
3、水平位移特征
水平位移滿足高層規(guī)程的要求， 并不能說明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時， 地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)， 當結(jié)構(gòu)剛度小， 結(jié)構(gòu)并不合理時， 由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小， 位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)， 此時并不能認為該結(jié)構(gòu)合理。因為結(jié)構(gòu)周期長、地震力小并不安全; 其次， 位移曲線應(yīng)連續(xù)變化， 除沿豎向發(fā)生剛度突變外， 不應(yīng)有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型; 框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型; 框―剪結(jié)構(gòu)和框―筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。
（四）位移限值、剪重比及單位面積重度
1、位移限值
在結(jié)構(gòu)整體計算的輸出結(jié)果中， 結(jié)構(gòu)的側(cè)移(包括層間位移和頂點位移) 是一個重要的衡量標準， 其數(shù)值大小從一個側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)的整體剛度是否合適， 過大或過小都說明結(jié)構(gòu)剛度過小或過大(或者體現(xiàn)結(jié)構(gòu)兩個主軸方向的剛度是否均衡) ， 以致要引起設(shè)計者對其中的結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)的豎向及平面布置合理性的再思考?，F(xiàn)行規(guī)范中將頂點位移與層間位移并重對待，經(jīng)實踐探索并參照國外經(jīng)驗， 得出的結(jié)論為: 高層建筑尤其是超高層建筑， 頂點位移限值決定的不僅是其數(shù)值大小而且還有其振動頻率，人的舒適感覺與振動頻率有關(guān)而與振動幅度(絕對位移) 關(guān)系不大， 即擺動頻率不太高時就可滿足人們的舒適度; 其次， 防止結(jié)構(gòu)由于變形過大而可能遭受損壞或破壞的控制因素是層間相對位移， 而其限值在現(xiàn)行規(guī)范中似偏嚴， 可予放松。同一結(jié)構(gòu)用不同的計算程序計算， 如果其層間位移數(shù)值差異很大，則有可能是其“層間位移”內(nèi)涵不同所致， 有的是指樓層形心位移， 有的則專指考慮樓層轉(zhuǎn)動后的最大角點位移， 后者通常比前者要大， 形心位移對規(guī)則建筑有意義， 而角點位移則更能反映結(jié)構(gòu)樓層的真實位移，因此角點位移是結(jié)構(gòu)工程師必須關(guān)注的一個數(shù)值。
2、剪重比及單位面積重度
結(jié)構(gòu)的剪重比(也即水平地震剪力系數(shù))是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大小的一個指標， 其大小主要與結(jié)構(gòu)地震設(shè)防烈度有關(guān)， 其次與結(jié)構(gòu)體型有關(guān)， 當設(shè)防烈度為7、8、9度時， 剪重比分別為0. 012， 0. 024， 0. 040; 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期< 3. 5s 的結(jié)構(gòu)剪重比則分別≮0. 016， 0. 032， 0. 064。單位面積重度是衡量結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面取值是否合理和樓層荷載數(shù)據(jù)輸入是否正確的一個重要指標。
以上兩個指標不僅在施工圖設(shè)計階段， 而且在初步設(shè)計階段都是非常重要的數(shù)據(jù)， 其數(shù)值正常與否從另一個側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)體系的選擇是否合適， 結(jié)構(gòu)布置(包括構(gòu)件截面確定) 是否合理， 電算數(shù)據(jù)輸入是否正確， 以及最后決定電算結(jié)果是否可信可用等， 因此結(jié)構(gòu)設(shè)計者對這兩個指標切不可掉以輕心， 更不可認為是無關(guān)緊要的。
二、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(fēng)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)移成為控制指標
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。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）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。
第3篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；承重柱；分析；對策
Abstract: with the development of urbanization high-rise building more and more diverse, and the problems and more complex. High-rise building bearing structure column section size usually selected by the limit value of the axial compressive ratio, easy to form short columns, engineering design should be avoided. This paper introduces the structure of the high-rise building bearing column type, the axial compression ratio, improve the aseismatic performance of short column and rational Suggestions.
Keywords: high building; Structure; Bearing column; Analysis; countermeasures
中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A 文章編號：
1、高層建筑結(jié)構(gòu)承重柱的種類
一、鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的互補性充分發(fā)揮了他的優(yōu)勢，它的主要類型如下：（1）箍筋約束混凝土柱。根據(jù)配筋構(gòu)造形式的不同，可分為普通箍、井字箍、井字復(fù)合箍、復(fù)合螺旋箍、連續(xù)復(fù)合矩形箍柱。箍筋約束混凝土柱的受力機理是利用復(fù)合鋼箍或螺旋鋼箍約束核心混凝土受壓時的橫向應(yīng)變，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高混凝土強度，增加延性。這種類型柱在設(shè)計使用時，柱截面需做成圓形，適用性和靈活性差；采用焊接鋼箍時，焊接麻煩，用鋼量大，同時，鋼箍約束核心混凝土橫向應(yīng)變有限，柱承載力提高和延性能的改進也是有限的。（2）鋼纖維混凝土柱。鋼纖維混凝土是一種由水泥、粗細集料和隨機分布的短纖維組合而成的復(fù)合材料。由于鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的擴展，使其各項物理力學(xué)性能都比普通混凝土有明顯的提高和改善。試驗研究表明，隨著鋼纖維含量提高，混凝土極限壓應(yīng)變明顯增大。在其他各項條件基本相同的情況下，摻入適量鋼纖維能夠明顯提高構(gòu)件的延性。（3）鋼管混凝土柱。根據(jù)裁面形式不同，可分為方鋼管混凝土柱、圓鋼管混凝土柱和多邊形鋼管混凝土柱。鋼管混凝土是將混凝土注入封閉的薄壁鋼管內(nèi)形成的一種組合結(jié)構(gòu)材料，它利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互制約，使其具備了優(yōu)異的工作性能：承載力高、塑性和韌性好、經(jīng)濟效果好。采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)替代鋼結(jié)構(gòu)柱，可節(jié)約鋼材50%左右；若替代鋼筋混凝土柱，則在用鋼量大體相同的情況下可減小柱截面面積50%左右。相應(yīng)節(jié)約大量混凝土。（4）鋼骨混凝土柱。該類型柱是指在鋼筋混凝土柱中配置鋼骨，同時配有構(gòu)造鋼筋及少量受力鋼筋。配置鋼骨的形式可分為實
腹式和空腹式。不同形式的鋼骨混凝土柱截面形式不同。鋼骨混凝土柱不受最大配筋率限制，混凝土中配置較多的鋼材，能有效地減少柱截面尺寸，滿足建筑功能要求。同時，鋼骨可以承擔施工荷載，可作為施工荷載的承力系統(tǒng)。（5）分體柱。該類型柱是將鋼筋混凝土短柱采用隔板將一個整截面柱分成2 個或4 個等截面小柱。各小柱獨立配筋，梁柱節(jié)點仍為一個整體。試驗研究表明，對鋼筋混凝土短柱采用分體柱的方法可以實現(xiàn)變“短柱”為“長柱”的設(shè)想，框架柱破壞形態(tài)由剪切型轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢?，延性明顯提高，但柱承載力略有下降，因此柱截面尺寸不僅沒有減小，反而略有增大。（6）高強混凝土柱。高強混凝土是指混凝土強度等級為C50-C80 的混凝土。由于其抗壓強度高，使鋼筋混凝土柱的承載力大幅度增加，在相同的荷載下可減小構(gòu)件的截面尺寸，增大使用空間，避免短柱出現(xiàn)。應(yīng)用較高強度等級混凝土?xí)r，需考慮施工條件的可行性。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)承重柱的軸壓比限值
（1）柱中軸壓比是影響延性的主要因素之一，而影響混凝土柱延性的主要原因在于混凝土部分所分擔的軸壓力。確定一個合適的軸壓比限值，以使混凝土柱的抗震延性得到滿足，十分重要。同時軸壓比是影響承重柱的破壞形態(tài)和變形能力的重要因素?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）為了保證鋼筋混凝土柱具有足夠的延性，對柱的軸壓比限值做出了規(guī)定，希望框架發(fā)生大偏心受壓破壞，保證框架柱在地震作用下發(fā)生大變形時具有較好的延性，從而保證框架結(jié)構(gòu)有足夠的變形能力。實現(xiàn)框架大震不倒的抗震設(shè)計目標。表1 是建筑抗震設(shè)計規(guī)范對鋼筋混凝土柱軸壓比的限值。
表1 鋼筋混凝土柱軸壓比的限值
抗震等級 一級 二級 三級
框架柱 0.7 0.8 0.9
框支柱 0.6 0.7 0.8
對于箍筋約束混凝土柱，采用井字復(fù)合箍、復(fù)合螺旋箍、連續(xù)復(fù)合矩形箍鋼筋混凝土柱，軸壓比限值可增加0.10，但應(yīng)保證最低配箍率的要求。
(2)高強混凝土柱材料的性能A、在材料的性能上，高強混凝土延性比普通混凝土延性差，在外荷作用下容易發(fā)生脆性破壞，但通過適當?shù)呐浣顦?gòu)造措施，用高強混凝土制作的構(gòu)件延性同樣可以滿足設(shè)計要求，因此，其軸壓比限值可不降低。B、鋼纖維混凝土柱的性能。與普通混凝土類似，存在大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞兩種破壞形態(tài)。當鋼纖維摻入量在1%-2%范圍內(nèi)，鋼纖維混凝土抗壓強度提高幅度較小。參照鋼筋混凝土框架柱軸壓比限值理論分析，鋼纖維混凝土柱軸壓比限值可略有提高。C、鋼管混凝土柱的性能。基于鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的水平力和位移恢復(fù)力特性的理論分析結(jié)果，鋼管混凝土構(gòu)件用于高層建筑中時，可采取限制長細比的辦法，不必限定軸壓比。D、鋼骨混凝土柱的性能，相關(guān)研究根據(jù)鋼骨混凝土柱正截面承載力和低周期反復(fù)水平力作用下的靜力試驗結(jié)果，從鋼骨混凝土柱界限破壞時內(nèi)力的平衡條件出發(fā)，推導(dǎo)出軸壓比的理論計算公式，經(jīng)簡化后提出了實用計算公式。計算表明，鋼骨混凝土柱的軸壓比限值
一般比鋼筋混凝土柱的軸壓比限值高25%-50%。E、分體柱的性能。由于“短柱”變?yōu)椤伴L柱”，實現(xiàn)了框架柱的破壞形態(tài)的轉(zhuǎn)變，因此，其軸壓比不應(yīng)受到限制。
3、改善短柱抗震性能的對策
改進配筋構(gòu)造型式，加強核心混凝土有效約束，如配置螺旋箍筋、復(fù)式箍筋、斜向交叉配筋等。（1）提高構(gòu)件承載力，減小軸壓比，如鋼骨混凝土柱、鋼管混凝土柱和高強混凝土柱等；（2）改進材料性能，提高混凝土變形能力，如鋼纖維混凝土柱等；（3）采用分體柱，變短柱為長柱。
4、高層建筑結(jié)構(gòu)承重柱的造型與合理化建議
（1）在工程實際應(yīng)用中，經(jīng)常選用的型鋼、鋼管、高強混凝土組合而成的復(fù)合柱、如型鋼高強混凝土柱、鋼管高強混凝土柱、雙層鋼管混凝土柱、充滿型型鋼混凝土柱等。
第4篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
【關(guān)鍵詞】高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計
隨著高層建筑的迅速發(fā)展，對其要求也越來越高，而混凝土施工是高層建筑施工中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這就需要從混凝土結(jié)構(gòu)方面對高層建筑進行優(yōu)化設(shè)計以達到理想效果。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求
1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮側(cè)向力
側(cè)向力（風(fēng)或水平地震作用）成為影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形及建筑物土建造價的主要因素。高層建筑和低層建筑一樣，承受自重、活載、雪載等垂直荷載和風(fēng)、地震等水平力。在低層結(jié)構(gòu)中，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，可以忽略不計；在多層結(jié)構(gòu)中，水平荷載的效應(yīng)（內(nèi)力和位移）逐漸增大；在高層建筑中，水平荷載和地震力將成為主要的控制因素。
1.2結(jié)構(gòu)應(yīng)具有適宜剛度
隨著高度的增加，高層建筑的側(cè)向位移迅速增大。因此設(shè)計高層建筑時不經(jīng)要求結(jié)構(gòu)有足夠的強度，而且要求結(jié)構(gòu)有適宜的剛度，使結(jié)構(gòu)有合理的自振頻率等動力特性，并使水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內(nèi)。
1.3結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的延性
相對于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。建筑結(jié)構(gòu)的耐震主要取決于結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力兩個因素。為了使結(jié)構(gòu)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免高層建筑在大震下倒塌，必須在滿足必要強度的前提下，通過優(yōu)良的概念設(shè)計和合理的構(gòu)造措施，來提高整個結(jié)構(gòu)、特別是薄弱層（部位）的變形能力，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)綜合考慮這些因素，合理設(shè)計，使結(jié)構(gòu)具有足夠的強度、適宜的剛度、良好的延性。
2 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的具體方法
高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計首先得適應(yīng)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且要追求接近最優(yōu)解。優(yōu)化設(shè)計，關(guān)鍵是要有整體和局部的概念，要從整體入手，落實到局部，整體和局部都要兼顧。
2.1合理使用高強砼和高強鋼筋
建筑的總造價包括上部結(jié)構(gòu)的材料、基礎(chǔ)及施工等費用，構(gòu)件的截面尺寸和用鋼量對造價的影響很大，設(shè)計中合理使用高強鋼筋（如梁、板筋采用三級鋼）可有效降低用鋼量，節(jié)約成本。如果高層建筑位于深厚軟弱地基上，由于作用于地基上的荷載很大，合理使用高強砼和高強鋼筋優(yōu)化構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，將會降低基礎(chǔ)施工的難度和造價，取得顯著的經(jīng)濟效果。同時，對于地震區(qū)的高樓，地震作用的大小幾乎與建筑自重成正比，減輕自重能夠減小結(jié)構(gòu)的地震荷載，有利于提高結(jié)構(gòu)的安全度。在設(shè)計中合理的使用高強砼和高強鋼筋，能快速、有效的減少墻、柱、梁、板等構(gòu)件的截面尺寸，降低用鋼量減輕建筑自重，最終達到降低造價的目的。
2.2單元結(jié)構(gòu)布置要合理
在高層建筑的一個獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻，平面長度不宜過長。突出部分長度不宜過大；高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化，不應(yīng)采用豎向布置嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。當一幢高層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置簡單、規(guī)則、均勻，那么其各項指標的校核驗算會很容易滿足規(guī)范的要求，反之，則需花一番苦功才能令各項指標勉強滿足規(guī)范要求。結(jié)果可能是墻柱截面尺寸大得驚人，單位面積重量嚴重超標。不僅造價上去了，而且還影響部分建筑功能的使用。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員一定要注重概念設(shè)計，在建筑方案階段就應(yīng)積極介入，運用自己的專業(yè)知識提出建議，在滿足美觀、適用的前提下，盡量使建筑結(jié)構(gòu)的平面布置和豎向布置簡單、規(guī)則和均勻。這樣一來，結(jié)構(gòu)體系就會具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。只有這樣，到擴初設(shè)計和施工圖設(shè)計階段的截面尺寸優(yōu)化才會有實質(zhì)性的意義。
2.3注重剪力墻的平面布置
2.3.1結(jié)構(gòu)平面布置時，必須在滿足建筑功能的基礎(chǔ)上，剪力墻宜沿周邊均勻、相對集中布置。在建筑物的樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位宜布置剪力墻，其間距不宜過大。
2.3.2剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置，抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式。
2.3.3剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則，剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過大。
2.3.4設(shè)計中應(yīng)注意盡量減少短肢剪力墻的數(shù)量，不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。
2.4女兒墻的優(yōu)化設(shè)計
對于高層建筑，為了照顧立面效果，屋頂女兒墻往往做的很高，其荷載效應(yīng)對主體結(jié)構(gòu)的影響越來越明顯，這一點常常被設(shè)計者所忽略。在設(shè)計上，女兒墻無法直接參與主體結(jié)構(gòu)的分析，所以在計算時往往僅考慮女兒墻的自重，當女兒墻較低時，這種方法是符合精度要求的，不會影響結(jié)構(gòu)的安全；但是，隨著女兒墻高度的增加，其地震荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)也在增加，對主體結(jié)構(gòu)的影響越來越大。因此，當女兒墻較高時，要仔細計算女兒墻所受水平荷載的情況。由于其側(cè)向剛度較小，女兒墻一般采用鋼筋混凝土材料，配筋計算可按支承于屋頂?shù)膽冶郯鍋砜紤]，且應(yīng)配雙層鋼筋。為保證屋面女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的可靠連接，屋面女兒墻所在的框架梁或墻必須具有足夠的抗彎、抗扭剛度，即對框架梁要根據(jù)女兒墻的底部計算彎矩配置受扭鋼筋。對女兒墻的計算，主要應(yīng)該驗算在正常使用情況下由風(fēng)荷載引起的內(nèi)力并進行截面配筋。有人認為應(yīng)進行地震作用計算，并將其地震作用乘以放大系數(shù)3來進行內(nèi)力、配筋計算，認為一般情況此法沒有必要；因為女兒墻在結(jié)構(gòu)中畢竟是次要構(gòu)件，只要通過合理的構(gòu)造措施，來保證發(fā)生強烈地震時，女兒墻不致于倒塌掉下來傷人即可。
2.5地下室外墻的設(shè)計方法
第5篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；對策
1高層建筑結(jié)構(gòu)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受較大的垂直方向的荷載，同時也承受較大的水平方向的荷載，如風(fēng)荷載和地震作用。一般情況下，低層建筑結(jié)構(gòu)受到水平方向上的影響比較小，然而在高層建筑中，水平荷載作用則往往比較大，外界地震的作用和外界風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑的位移增加較快，但是高層建筑過大的側(cè)移不但影響人的舒適度，同時使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。基于此，在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)時，首先控制側(cè)移在規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
2.1選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案必須滿足安全性和經(jīng)濟性的要求，并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確，傳力簡單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當中，應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系，如果高層建筑處于地震區(qū)，那么盡量選用平面和豎向規(guī)則的結(jié)構(gòu)方案。另外，應(yīng)在綜合考慮地理條件，工程使用需求，施工條件，材料等因素的基礎(chǔ)上，并和建筑包括水，暖，電等各個專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結(jié)構(gòu)，從而確定結(jié)構(gòu)的方案。
2.2選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖 在計算簡圖基礎(chǔ)上進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算，如果選擇不合理的計算簡圖，就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)不安全或造成不必要的浪費?；诖?，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全合理保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時，在設(shè)計中應(yīng)該采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，保證計算簡圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，確保結(jié)構(gòu)的安全。
2.3選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計 按照高層建筑地質(zhì)條件進行基礎(chǔ)設(shè)計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個因素，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案。基礎(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設(shè)計要有詳細的地質(zhì)勘查報告，如果缺失，那么應(yīng)該進行現(xiàn)場勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下，相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的類型。
2.4對計算結(jié)果進行準確的分析 隨著科技的不斷進步，計算機技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中。當前市場上存在著形形的計算軟件，采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進行計算，對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用兩種以上的不同的結(jié)構(gòu)軟件計算，并進行對比分析，按最不利的結(jié)果進行設(shè)計。
2.5高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要采用相應(yīng)構(gòu)造措施。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是強剪弱彎，強柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中把握上述原則，加強薄弱部位，對鋼筋的執(zhí)行段錨固長度給予重視，并且要重點考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對構(gòu)件的影響。
3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型
3.1建筑的結(jié)構(gòu)在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時構(gòu)件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。通過包括墻，柱等的豎向構(gòu)件和樓蓋等水平構(gòu)件將豎向荷載傳遞到基礎(chǔ)，利用抗側(cè)力體系將水平荷載傳遞到基礎(chǔ)。
3.2根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的材料將高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼–混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼–混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系被廣泛的應(yīng)用在各類的工程結(jié)構(gòu)中，具有混凝土和鋼筋兩種材料的協(xié)同受力性能特征，造價低廉，耐久耐火，成本低，整體性能優(yōu)良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點；鋼結(jié)構(gòu)體系的強度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著費用高，防火性能差，施工復(fù)雜等不足；鋼–混凝土混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件的長處，不但增加了鋼構(gòu)件的材料強度，同時具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構(gòu)件的連接技術(shù)還存在著不足；鋼–混凝土組合結(jié)構(gòu)具有承載能力高，抗震性能強，比鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的耐火性，施工速度快，但是存在著節(jié)點的構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點，一般被用于小偏心受壓構(gòu)件。
3.3根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架–剪力墻結(jié)構(gòu)等體系。利用柱，梁等結(jié)構(gòu)體系作為高層建筑豎向承重的結(jié)構(gòu)，并且承受水平荷載，這種結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大，適于60m高度以下的建筑；通過高層建筑的墻體當做抵抗側(cè)力和豎向承重的結(jié)構(gòu)體系，就是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這種剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發(fā)生變形，適應(yīng)于高層建筑，但是由于剪力墻的間距小，使得平面的布置不靈活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墻組合的而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架–剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式不但具有實用性強，布局靈活的優(yōu)點，同時承受水平負載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架–剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設(shè)計合理的剪力墻的數(shù)量，以及滿足框架的設(shè)計要求。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析及對策
4.1高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題 基于高層建筑抗震的要求，我國的建筑規(guī)范對高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴格的規(guī)定，針對高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為A級高度，并且增加了B 級高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計方法和措施都有了改進。實際工程設(shè)計中，對于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應(yīng)該重新進行設(shè)計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計短肢剪力墻設(shè)置 我國建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面厚度不大于300mm，且高度和厚度比在5～8 的墻，按照實際經(jīng)驗以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
4.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計嵌固端的設(shè)置 一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設(shè)置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會可能帶來的問題?？紤]嵌固端的樓板的設(shè)計；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的；高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。
4.4高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 在關(guān)于高層建筑的新規(guī)范中，對于高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做出了很多限制，比如規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比，平面規(guī)則性等等，并且硬性規(guī)定了 “高層建筑不能采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。”因此，為了避免后期施工設(shè)計階段的改動，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須嚴格遵循規(guī)范的限制條件。
結(jié)束語：
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項綜合性的技術(shù)工作，對于建筑的設(shè)計有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高，充分了解高層建筑的結(jié)構(gòu)特性和高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則至關(guān)重要。本文分析了高層建筑的結(jié)構(gòu)特性，高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問題，并重點分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及對策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。
參考文獻：
第6篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；存在問題；結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)對措施
近幾年來，隨著高層建筑物在我國城市建設(shè)中所占比重的日益增大，從而使得高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面發(fā)生了很大的變化，同時也出現(xiàn)了許多新興的設(shè)計方案。總之，我們社會中高層建筑的結(jié)構(gòu)體系變得越來越多，類型和功能變得越來越復(fù)雜，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計逐漸成為我們結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點與難點。在這樣的形勢之下，為了更好的加快我國城市發(fā)展，我們不得不重視高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的研究。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀分析
在目前的高層設(shè)計之中，我們往往會選用鋼筋混凝土和鋼材這兩種材料。鋼筋混凝土材料來源廣，造價低，具有良好的耐火性、耐久性、可塑性以及較高的承載能力，對其進行合理的設(shè)計之后，還可以得到不錯的抗震能力；但是它的自重較大，構(gòu)件的斷面也比較大。而鋼材不僅自重輕，斷面小，韌性好，強度大，易于加工，施工比較方便，而且還具有很好的抗震性；但是鋼材的造價高，耐火性也不好，如果使用大量的防火涂料，還會額外增加造價和工期。
目前的世界上，發(fā)達國家中的高層建筑大多數(shù)是鋼結(jié)構(gòu)的，而我國也有一些采用鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑。但考慮到鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土兩者之間能夠取長補短，因此，我們認為高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用鋼筋混凝土和鋼的組合結(jié)構(gòu)才是更加合理的。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的主要存在問題
我們進行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要注意的要點涉及到了許多方面：必須考慮當遇到地震或者是超大強風(fēng)時，高層建筑會因此產(chǎn)生的水平側(cè)向力；為了保障高層建筑的穩(wěn)定性，必須嚴格控制好其高和寬的比例問題；盡量使高層建筑的體型、剛度及其立面的質(zhì)量等各方面保持對稱，減少建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)；全面考慮由于溫度、風(fēng)力以及基礎(chǔ)沉降等方面可能對建筑物產(chǎn)生的影響，合理設(shè)置變形縫，妥善處理好變形節(jié)點處的構(gòu)造；特別考慮當遇到基礎(chǔ)比較深、重量比較大等比較特殊的地質(zhì)條件時，怎樣才能安全可靠的保證其設(shè)計和施工的問題。
根據(jù)上述的主要設(shè)計要點，可以總結(jié)出，我們在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程之中遇到的主要問題為抗震和抗風(fēng)結(jié)構(gòu)、消防設(shè)計以及扭轉(zhuǎn)問題。
（1）抗震結(jié)構(gòu)：一直以來，抗震結(jié)構(gòu)都是我們進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時的重點及難點。但由于高層建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計人員靈活性不夠，計算的抗震結(jié)果不夠精確，無法設(shè)計出完善的抗震結(jié)構(gòu)，從而使得高層建筑很容易受到地震的強烈破壞。
（2）抗風(fēng)結(jié)構(gòu)：高層建筑高度太高，很容易使風(fēng)在建筑表層的流動性以及空氣的動力效應(yīng)發(fā)生改變，從而使高層建筑的較軟部位產(chǎn)生震動，嚴重影響了高層建筑的裝飾和支撐等結(jié)構(gòu)，因此，為了降低高層建筑受到的破壞，我們必須要進行高層建筑物的抗風(fēng)設(shè)計。
（3）消防設(shè)計：我國建筑規(guī)范中明確規(guī)定，高層建筑必須要有科學(xué)的消防設(shè)計。但消防設(shè)計中遇到的難點比較多，例如，在高層建筑中，使用的材料具有較高的易燃性、排煙比較難、居住人口較多、不易疏散等。
（4）扭轉(zhuǎn)問題：在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，我們要求三心合一，也就是說，建筑結(jié)構(gòu)的三心（即結(jié)構(gòu)中心、幾何形心和剛度中心）盡量交在一點上。如果我們沒有在結(jié)構(gòu)的設(shè)計中做到這一點，那么建筑物就很可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問題，使得建筑結(jié)構(gòu)遭受到水平力從而發(fā)生破壞。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)對措施
3.1 不斷完善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案
解決高層建筑抗震的難題，完善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，首先需要我們對高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)置，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連續(xù)性；再增設(shè)高性能的剪力墻，使其在地震時能更好地吸收結(jié)構(gòu)的內(nèi)力；然后加大樁基礎(chǔ)的埋置深度，提高基礎(chǔ)的抗震能力；還可以對高層建筑的結(jié)構(gòu)進行簡化，使其對稱，另外，再對其進行一體化的設(shè)計，加大結(jié)構(gòu)的整體連續(xù)性，進而提高高層建筑的抗震能力。
3.2 不斷完善抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案
對高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案進行優(yōu)化，首先要保證其基礎(chǔ)的牢固性，然后利用增設(shè)耗能結(jié)構(gòu)來減小風(fēng)力對建筑的不利影響，另外還得減小高層建筑由于風(fēng)力疊加及水平荷載而產(chǎn)生的影響，最后還需要加大高層建筑的抗風(fēng)能力和結(jié)構(gòu)承載力，從而進一步提高結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。
3.3 不斷加強、改善高層結(jié)構(gòu)的消防設(shè)計
在對高層建筑物進行消防設(shè)計時，我們必須嚴格控制防火結(jié)構(gòu)之間的距離。為了能夠更好的防火，我們可以適當加大耐火材料的使用，減少易燃材料的用量。除此之外，還要把疏散系統(tǒng)設(shè)置好，讓其呈垂直狀態(tài)，保證疏散的效率，而且在設(shè)計消防結(jié)構(gòu)的時候，我們還可以增設(shè)避難層、耐火區(qū)等，用來提高其消防能力。與此同時，我們還可以在高層建筑中設(shè)立獨特的隔離結(jié)構(gòu)，用來控制火力的蔓延。
3.4 合理的進行平面布局
為避免出現(xiàn)三心未合一引起的扭轉(zhuǎn)問題，在進行高層設(shè)計時，對高層建筑應(yīng)該較多的選用比較規(guī)則的圖形，例如矩形、正方形、正多邊形、圓形等分布比較均衡、簡單的平面圖形。避免十字形、T型、L型等比較復(fù)雜的平面圖形的使用。在特殊情況下，我們應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的有關(guān)規(guī)范對其進行合理的設(shè)計，盡可能的讓結(jié)構(gòu)保持對稱，避免出現(xiàn)某一結(jié)構(gòu)過分突出的情況。
4 結(jié)語
在最近的幾年中，我國高層建筑有了十分迅速的發(fā)展，但是如果從高層建筑的質(zhì)量上來看，結(jié)果就并不是那么理想了。所以，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不僅要加強對結(jié)構(gòu)設(shè)計準確性的重視，還得了解結(jié)構(gòu)方案的實際情況，不斷積累工作的經(jīng)驗，從而做出科學(xué)合理的方案選擇，使得高層建筑更加舒適、安全。
參考文獻
[1] 鐘國華.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及某工程結(jié)構(gòu)選型探討[D].重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.
[2] 王鯤鵬，田亞珍.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].建筑知識：學(xué)術(shù)刊，2013 （B01）：53-53.
第7篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；特點；問題
在我國城市化進程不斷加快的背景下，城市居住用地在不斷縮減，而高層建筑因具有占地小、居住人口多、房價相對較低等特點，而在現(xiàn)代城市建設(shè)中占據(jù)越來越大的比例。隨著我國高層建筑建設(shè)中工藝和技術(shù)研究的不斷深入，越來越多的新理念、新方法被應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，促進了我國高層建筑工程整體技術(shù)力量、質(zhì)量、安全性的提高。但是從整體狀況而言，國內(nèi)在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍然存在一定的問題，這是必須及時得到處理和解決的，本文僅從專業(yè)技術(shù)的角度對其進行簡要的論述。
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點
與單層或多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮的因素較多，尤其是如果實現(xiàn)建筑整體美觀性和安全性的協(xié)調(diào)，逐漸成為廣大設(shè)計師關(guān)注的焦點問題。近年來，在國內(nèi)各地區(qū)頻繁出現(xiàn)高層建筑建設(shè)質(zhì)量問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理是其主要原因之一，設(shè)計師難以把握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點，由于設(shè)計方案的不合理性，最終導(dǎo)致建筑的整體質(zhì)量難以保證。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.1水平荷載具有決定性因素由于高層建筑的層數(shù)一般在15層以上，其自身重量和使用荷載必然會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件產(chǎn)生一定的軸力，所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須注意水平荷載的問題，保證建筑的整體高度與彎矩值形成正比。對于水平荷載與建筑結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的傾覆力距，則應(yīng)與建筑整體高度的二次方形成正比。1.2結(jié)構(gòu)延性至關(guān)重要與多層建筑相比，高層建筑結(jié)構(gòu)的柔性相對較大，特別是在地震或地基不規(guī)則沉降過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的幾率較大，因此，為了進一步提升高層建筑結(jié)構(gòu)在塑性變形后的變形能力，防止其出現(xiàn)倒塌的問題，必須采取有效的措施增強高層建筑結(jié)構(gòu)的延性。1.3側(cè)移是主要控制性指標在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，側(cè)移是設(shè)計師必須考慮的關(guān)鍵性問題之一。隨著現(xiàn)代高層建筑層數(shù)的不斷增加，結(jié)構(gòu)在水平荷載的強大作用下，其出現(xiàn)側(cè)向變形的幾率也無形中增加，所以一定要將高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在合理的范圍內(nèi)。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)問題分析
目前，國內(nèi)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中雖然積累了一定的經(jīng)驗，并且積極吸取了國外的先進設(shè)計理念，但是對于相關(guān)問題的把握和控制仍然存在一定的缺陷，這是阻礙我國建筑行業(yè)整體設(shè)計水平發(fā)展的主要因素之一。結(jié)合國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀，應(yīng)注意的問題主要有以下幾點：2.1短肢剪力墻的設(shè)置問題
在我國建設(shè)部組織編制的《高層建筑設(shè)計規(guī)范》中，對于短肢剪力墻作出了明確的定義，即墻肢截面的高厚比為5-8的墻被統(tǒng)稱為短肢剪力墻。根據(jù)相關(guān)建筑技術(shù)部門的研究和實驗，對于短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用也提出了具體的要求，因此，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計師應(yīng)盡量減少或取消短肢剪力墻的設(shè)置，以免為建筑的后期設(shè)計和竣工質(zhì)量檢驗造成麻煩。
2.2結(jié)構(gòu)的超高問題
在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，超高問題是較為突出的，根據(jù)我國《建筑抗震規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，必須對建筑的整體高度進行嚴格控制。我國高層建筑的限制高度一般分為：A級和B級兩個標準，對于高層建筑的處理措施與設(shè)計方法的要求也有所改變。在高層建筑的實際設(shè)計工作中，設(shè)計師應(yīng)根據(jù)建筑類型合理確定其高度，并且在通過相關(guān)部門的審核后，方可組織施工。2.3結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
在我國現(xiàn)行的《高層建筑建設(shè)規(guī)范》中，對于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題作出了較多的限制，如：在設(shè)計方案中必須體現(xiàn)平面規(guī)則性的基本信息。同時，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不得采用嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，因此，設(shè)計師在開展設(shè)計工作時必須全面了解國家的各項規(guī)章，以全面提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。
3加強高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施
在我國高層建筑數(shù)量增多、規(guī)模擴大，以及工藝和技術(shù)要求不斷提高的背景下，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一定要不斷采取新的理念和方法，全面提高設(shè)計方案的合理性、可行性與經(jīng)濟性，這也是促進我國建筑行業(yè)發(fā)展的先決條件。針對國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀，應(yīng)采取一下加強措施：
3.1進行合理的概念設(shè)計在國外的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，概念設(shè)計較為流行，而國內(nèi)則較少采取此方法。所謂的概念設(shè)計是指在通過科學(xué)的構(gòu)想來完善設(shè)計工作，促進設(shè)計方案更趨合理化、人性化。在我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)用概念設(shè)計方法時，必須考慮到結(jié)構(gòu)的平面布置與剛度宜，以保證高層建筑的平面布置簡單、規(guī)則，減少凸出或凹進等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。另外，在概念設(shè)計中盡量減少扭轉(zhuǎn)對于結(jié)構(gòu)的危害性也是十分重要的，可以從以下兩方面入手：1）進一步增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能；2）盡量減少或控制因地震作用而引起的建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題。
3.2選擇合理的結(jié)構(gòu)體系總結(jié)國內(nèi)的高層建筑工程實踐經(jīng)驗不難發(fā)現(xiàn)：在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果結(jié)構(gòu)體系的選擇不合理，而僅是依靠所謂的先進理論和計算方法進行設(shè)計，難以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性與可靠性，而且會留下較多的安全和質(zhì)量隱患。由此可見，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系是至關(guān)重要的，而且設(shè)計師應(yīng)該重點分析的問題之一。目前，國內(nèi)的高層建筑中主要采用：抗震墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)、板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，以及部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)等，每一種結(jié)構(gòu)體系都具有其自身的優(yōu)點的缺點，適用的環(huán)境也有一定的差異，所以設(shè)計師一定要結(jié)合工程項目的實際要求進行合理的結(jié)構(gòu)體系選型。
3.3科學(xué)進行計算在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，科學(xué)進行各類數(shù)據(jù)的計算是設(shè)計師必須掌握的專業(yè)技能。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的實際情況，設(shè)計師要選取相應(yīng)的計算模型。在進行概念設(shè)計時，要注意簡化計算流程，以保證設(shè)計工作的時效性。目前，在國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算中，各種專業(yè)的計算機軟件和工具已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計師僅需將各種實地測量數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，就可以在短時間內(nèi)獲取所需的各種專業(yè)數(shù)據(jù)，大大提高了設(shè)計師的工作效率和設(shè)計方案的準確性。
近年來，我國高層建筑的建設(shè)有了迅猛的發(fā)展，而且成為促進國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展的重要建設(shè)項目。但是從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量而言，存在的弊端和問題相對較多，必須引起國家建筑主管部門和相關(guān)單位的高度重視。在未來的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，廣大設(shè)計師一定積極運用先進的設(shè)計理念和方法，在提高相關(guān)數(shù)據(jù)計算精確度的基礎(chǔ)上，全面提高設(shè)計方案的質(zhì)量，為工程項目的建設(shè)提供專業(yè)的工藝和技術(shù)依據(jù)。
參考文獻：
[1]梅洪元，付本臣.中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[R].高層建筑與智能建筑國際學(xué)術(shù)研討會，2002.
[2]趙西安.現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京：科學(xué)出版社，2004.
第8篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
關(guān)鍵詞：高層建筑； 結(jié)構(gòu)設(shè)計； 原則； 方法
Abstract: With the economic development and the scarcity of construction land of China, high-rise buildings are more and more, and its structure systems present diversified trend, so strengthening the design of high-rise building structure is of important significance. Combined with working experience, the design principles and the relevant precautions of high-rise building structure are analyzed and discussed, hoping to discuss the emphasis and difficulties of the high-rise building structure design with readers.
Key words: high-rise building; structure design; principle; method
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
隨著城市化進程的不斷加速，城市用地越來越緊張，因此高層建筑的應(yīng)用越來越廣泛；加強對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視程度，既可確保安全性、穩(wěn)定性，也可順利實現(xiàn)經(jīng)濟效益目標，其重要性不言而喻。以下將對相關(guān)問題進行具體分析：
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點與難點
1.1 水平荷載的優(yōu)化
在高層建筑設(shè)計中，涉及到的水平荷載問題非常重要。一方面，考慮到高層建筑自身的重量以及各個樓面的荷載作用主要集中于豎向構(gòu)件，而由此產(chǎn)生的彎矩數(shù)值、軸力數(shù)值等與建筑高度的一次方呈正比例關(guān)系；另一方面，對于高層建筑來說，豎向的荷載力為定值，但是水平荷載力將隨著建筑結(jié)構(gòu)特性的不同而有所差異[1]。不同結(jié)構(gòu)形式、不同烈度地區(qū)的水平控制荷載主要體現(xiàn)在水平地震作用及風(fēng)荷載兩種情況。
1.2 結(jié)構(gòu)變形的控制
對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，位移問題是設(shè)計的關(guān)鍵要素之一。隨著當前建筑的高度不斷增加，水平荷載力也有所提高，因此建筑結(jié)構(gòu)位移和變形隨之加大，如何確保高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，是非常重要的話題，這也需要采取有效措施將建筑結(jié)構(gòu)水平荷載作用下的變形幅度控制在規(guī)范要求之內(nèi)。
1.3 結(jié)構(gòu)延性的調(diào)整
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)考慮到震動情況下的變形問題。為了確保建筑結(jié)構(gòu)受到變形力之后仍能保持良好性能，而不至破壞或者坍塌，這就需要在設(shè)計過程中采取相應(yīng)措施，對其延性進行優(yōu)化調(diào)整。
1.4 豎軸向變形的約束
以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況來看，一般豎向的荷載值比較大，如果在設(shè)計過程中忽略這一問題，可能引發(fā)軸向變形問題（超高層結(jié)構(gòu)尤其明顯），進而對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響；這時候，可能對連續(xù)梁中間部位的支座負彎矩值造成影響，并且增大端支座的跨中正彎矩與負彎矩等；在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該根據(jù)軸向變形的實際情況對相應(yīng)數(shù)值進行確定；采取有效方式應(yīng)對軸向變形問題、加強對構(gòu)件剪力值、側(cè)移幅度等控制，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性[2]。
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循的原則
2.1 合理的結(jié)構(gòu)計算模型
合理的結(jié)構(gòu)受力模式計算模型，在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性不言而喻，如果計算模型與工程實際不相符，則可能對結(jié)構(gòu)設(shè)計精準性產(chǎn)生影響，嚴重者甚至引發(fā)結(jié)構(gòu)事故。因此，若想確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、安全性、穩(wěn)定性，必須加強對計算模型的重視程度。
2.2 基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計
以高層建筑的地質(zhì)條件為出發(fā)點，有針對性地選擇基礎(chǔ)設(shè)計形式，對建筑的上部結(jié)構(gòu)類型、荷載分布等進行綜合分析，合理選擇施工條件，減少對周邊建筑物產(chǎn)生的影響；通過考慮各方面的實際因素，最終確定施工組織方案。合理方案的選擇，必須充分發(fā)揮地基潛力并應(yīng)考慮經(jīng)濟型及施工簡便性，必要情況下需要對地基變形控制[3]-[4]。此外，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要制定詳盡的地質(zhì)勘查報告，必要時應(yīng)進行現(xiàn)場施工勘查并應(yīng)充分考慮周邊建筑物的情況，還必須對降水、抗浮問題采用有效的措施。
2.3 確定高層建筑結(jié)構(gòu)方案
只有提高結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的經(jīng)濟性、合理性，同時滿足高層建筑的結(jié)構(gòu)體系要求，才能確保整體設(shè)計的順利實現(xiàn)。對于結(jié)構(gòu)體系來說，要求明確受力過程，保障傳力的簡潔性。對于同等的結(jié)構(gòu)單元來說，結(jié)構(gòu)體系也應(yīng)相同；如果高層建筑位于地震區(qū)域內(nèi)，那么就需要充分考慮平面規(guī)則與豎向規(guī)則。
2.4 分析計算結(jié)果的合理性
隨著我國科技水平的不斷進步升，結(jié)構(gòu)設(shè)計中計算機的應(yīng)用越來越廣泛，可以選擇的計算軟件種類非常多，不同軟件可能獲得不同的計算結(jié)果，對設(shè)計人提出更高要求，既要了解工程實際情況，也要掌握軟件適用的條件、范圍等，提高軟件的針對性、適用性；由于計算機的程序并不可能與建筑結(jié)構(gòu)完全相符，應(yīng)用計算機輔助手段，可能產(chǎn)生人工輸入錯誤或者由于軟件缺陷而造成計算結(jié)果不準確等問題，因此通過計算機軟件獲得計算結(jié)果之后，必須經(jīng)過設(shè)計人員的反復(fù)校核，確保計算結(jié)果的精準性、合理性，切忌生搬硬套。
2.5 采取針對性地結(jié)構(gòu)措施
結(jié)合以往高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)驗來看，應(yīng)遵循“強剪弱彎”、“強柱弱梁”等原則，尤其關(guān)注薄弱部位(薄弱層)，重視控制節(jié)點構(gòu)造，同時考慮到溫度應(yīng)力、延性等因素，避免因構(gòu)造不當對構(gòu)件產(chǎn)生負面影響。
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意問題
3.1 結(jié)構(gòu)超限問題的控制
我國有關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)規(guī)范以及抗震標準等，對建筑的高度及規(guī)則性提出了較高的要求，很多高層結(jié)構(gòu)會遇到超限問題。超限問題主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)高度及規(guī)則性兩個方面，對建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟型與安全性影響較大，對此類情況應(yīng)進行綜合全面的分析盡量避免或減少，并應(yīng)采取有效措施予以加強；適當情況下應(yīng)考慮性能設(shè)計目標加以控制以確保結(jié)構(gòu)安全性。
3.2 嵌固端的設(shè)置
對于高層建筑來說，一般設(shè)置1層或者1層以上的地下室、人防工程等，因此可能在地下室的頂板位置設(shè)置嵌固端，或者在人防頂板位置設(shè)置嵌固端。但是在實際進行結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一些工程師忽略了嵌固端設(shè)計中需要注意的問題。例如，嵌固端的樓板設(shè)計要點、嵌固端上下的剛度比、結(jié)構(gòu)抗震縫的設(shè)計以及與車庫的銜接構(gòu)造等；如果忽略了其中某個環(huán)節(jié)，都將對結(jié)構(gòu)整體性產(chǎn)生影響，甚至留下抗震安全隱患，這一點必須充分重視。
3.3 保持結(jié)構(gòu)規(guī)則性
對于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，在當前新規(guī)范中提出了較多限制條件，如平面規(guī)則性、嵌固端的上下層剛度比等；同時提出高層建筑不得采用“嚴重不規(guī)則”的設(shè)計方案，應(yīng)在設(shè)計中應(yīng)引起高度重視，確保結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟型以及施工簡便性。
綜上所述，隨著高層建筑的與日俱增，高層建筑設(shè)計尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越重要。作為結(jié)構(gòu)工程師，除了掌握基本的專業(yè)知識以外，還要具備復(fù)合型能力水平，了解現(xiàn)代化信息技術(shù)，提高結(jié)構(gòu)計算的完整性、精確性，結(jié)合工程具體情況，最終確定最合理、最經(jīng)濟、最合適的方案，解決設(shè)計過程中可能遇到的各種問題，推動我國高層建筑的優(yōu)化發(fā)展。
參考文獻：
[1]王鉦日.試論現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及相關(guān)問題[J].黑龍江科技信息，2012（4）
[2]劉華新，孫志屏.抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007（2）.
[3]季靜，黃超，韓小雷，等.基于性能的設(shè)計方法在超限高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].世界地震工程，2007（1）.
[4]薄琳琳.淺談高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的幾個問題[J].中國科技博覽，2012（14）.
[5]徐培福.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005。
[6]李國勝. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中疑難問題的處理機算例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004。
第9篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；選型
高層建筑的發(fā)展，一定程度上反映了一個國家的科技水平和綜合國力。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下，為了進一步節(jié)約材料、降低造價，高層建筑正在不斷的更新，設(shè)計理念也在不斷的發(fā)展。作為一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，一方面要滿足包括抗震，抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性能的要求，另一方面，也要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性。
1高層建筑結(jié)構(gòu)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著由于外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，同時也承受著在垂直方向的荷載，并且對于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)受到低層建筑結(jié)構(gòu)水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑的位移增加較快，但是高層建筑過大的側(cè)移不但影響人的舒適度，同時使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件?；诖?，在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)時，首先控制側(cè)移在規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
2.1選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)。在計算簡圖在計算簡圖基礎(chǔ)上進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算，如果選擇不合理的計算簡圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(fā)生的事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時，計算簡圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點不單是鋼節(jié)點或者餃節(jié)點，保證和計算簡圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。
2.2選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)設(shè)計按照高層建筑地質(zhì)條件進行基礎(chǔ)設(shè)計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個因素，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設(shè)計要有詳細的地質(zhì)勘查報告，如果缺失，那么應(yīng)該進行現(xiàn)場勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下，相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的類型。
2.3選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案必須滿足經(jīng)濟性的要求，并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確，傳力簡單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當中，應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系，如果高層建筑處于地震區(qū)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進行了地理條件，工程設(shè)計需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(chǔ)上，并和建筑包括水，暖，電等各個專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結(jié)構(gòu)，從而確定結(jié)構(gòu)的方案。
2.4對計算結(jié)果進行準確的分析。當前市場上存在著形形的計算軟件，采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進行計算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實際情況和計算機程序并不一定完全相符，所以進行計算機輔助設(shè)計的時候，出現(xiàn)人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結(jié)果不準確的問題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師在得到了通過計算機軟件得到的結(jié)果以后，應(yīng)該進行校核，進行合理判斷，得出準確結(jié)果。
2.5高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要采用相應(yīng)構(gòu)造措施。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是強剪切力弱彎變，強壓力弱拉力，強柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中把握上述原則，加強薄弱部位，對鋼筋的執(zhí)行段錨固長度給予重視，并且要重點考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對構(gòu)件的影響。
3高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計方法
高層建筑結(jié)構(gòu)是由豎向抗側(cè)力構(gòu)件（框架、剪力墻、筒體等）通過水平樓板連接構(gòu)成的大型空間結(jié)構(gòu)體系。要完全精確地按照三維空間結(jié)構(gòu)進行分析是十分困難的。各種實用的分析方法都需要對計算模型引入不同程度的簡化。
對于框架-剪力墻體系來說，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算的方法很多，大都采用連梁連續(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關(guān)系的微分方程來求解。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亦不相同?？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。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。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，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。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析及對策
4.1高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題?；诟邔咏ㄖ拐鸬囊?，我國的建筑規(guī)范對高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴格的規(guī)定，針對高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為A級高度，并且增加了B 級高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計方法和措施都有了改進。實際工程設(shè)計中，對于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應(yīng)該重新進行設(shè)計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計短肢剪力墻設(shè)置。我國建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在5～8 的墻，按照實際經(jīng)驗以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
4.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計嵌固端的設(shè)置。一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設(shè)置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設(shè)計；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的；高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。
4.4高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。在關(guān)于高層建筑的新規(guī)范中，對于高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做出了很多限制，比如規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比，平面規(guī)則性等等，并且硬性規(guī)定了“高層建筑不能采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案?！币虼?，為了避免后期施工設(shè)計階段的改動，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須嚴格遵循規(guī)范的限制條件。
5結(jié)語
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項綜合性的技術(shù)工作，對于建筑的設(shè)計有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高，本文只是就其中的幾點作了簡要分析，只有充分了解了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，才能做出更加優(yōu)秀的設(shè)計。
參考文獻：
[1]孫凱.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策探討[J].價值工程，2011，25：88-89.
