高层建筑结构体系精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的高层建筑结构体系主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：高层建筑结构体系范文

关键词：高层建筑结构设计

引言

在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。

高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性，还应保证结构的经济性、合理性，以下根据笔者几年的工作经验，就高层建筑结构体系加以探讨。

一 结构体系概述

高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。

自改革开放以来，我国的高层建筑已有20年的历史，其在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》。就高层建筑结构体系而言，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框―筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

在此，笔者主要从以下几个方面加以阐述：1、框架-剪力墙体系。

框架-剪力墙体系在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。

在体系中，框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。 2、剪力墙体系。

在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。

剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高,有一定的延性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。 3、筒体体系。

筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

二、设计难点分析探讨

对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系。高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。

高层建筑结构设计越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点，主要体现在一下几个方面：

剪力墙布置方面。

高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。

剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使结构具有适宜的侧向刚度。

剪力墙和加强部位主要体现在以下三个方面：（1）抗震结构中出现塑性铰的部位应作为加强部位。而剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位，这样可以对塑性铰部位可以有更明确的措施，与由于温度、收缩等需要的加强措施区别；（2）剪力墙塑性铰出现后，剪力墙应具有足够的延性，剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围，该范围内应当加强构造措施，提高其抗剪切破坏的能力；（3）为安全起见，设计剪力墙时将加强部位范围适当扩大，抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值，当剪力墙高度超过150m时，为避免加强区太高，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。

2、短肢剪力墙的设置方面。

在新规范中，对墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制。因此，短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，应用逐渐广泛。但是由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短，可以对短肢剪力墙的应用范围应在设计中加以限制，并采取一些加强措施。

笔者以为，对于短肢剪力墙设计中应着重以下加强措施：（1）为限制过多的剪力墙的数量，在抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩50%；（2）抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比规范中规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性；（3）出于改善延性的考虑，抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7（对一般剪力墙，三级抗震等级时轴压比未限制）；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1；（4） 对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应调整，其他各层也要调整，一、二、级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，目的是避免短肢剪力墙过早剪坏；（5）短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；（6）对于短肢剪力墙截面最小厚度，无论抗震还是非抗震设计，其厚度都不应小于200；对于非抗震设计，除要求建筑最大适用高度适当降低外，对墙肢厚度限制的目的是使墙肢不致过小。

3、嵌固端的设置方面。

嵌固端的设计方面，其有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置。在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。 4、结构的规则性方面。

新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等。因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

结语

由于建筑技术的进步（结构、建筑设计等），随着新型建材的大量使用，高层建筑的具体设计情况也逐渐变得复杂化。在高层建筑结构设计中，结构工程师不仅要重视结构计算的准确性，而且要重视结构方案的具体实际情况，两者结合作出合理的结构方案选择，并充分应用自己所掌握的知识和经验进行具体问题具体分析，做到灵活应变。

第2篇：高层建筑结构体系范文

［论文摘要］文章分析高层建筑结构的六个特点，并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。

我国改革开放以来，建筑业有了突飞猛进的发展，近十几年我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层，高325米；广州中天广场80层，高322米；上海金茂大厦88层，高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼：地王国际商会中心即地王大厦共54层，高206.3米。随着城市化进程加速发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为土建工作设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。

一、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：

（一）水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

（二）侧移成为控指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2.使居住人员感到不适或惊慌。

3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

（四）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。

地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

（五）轴向变形不容忽视

采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

（六）概念设计与理论计算同样重要

抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。

二、高层建筑的结构体系

（一）高层建筑结构设计原则

1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。

2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

（二）高层建筑结构体系及适用范围

目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。

1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。

框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。

框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。

框架结构的适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。

2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。 转贴于

剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。

剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。

在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。

3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：

（1）框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。

（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦（88层、420.5米）、广州中天广场大厦（80层、320米）都是采用筒中筒结构。

（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。

（4）巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱（通常由电梯井或大面积实体柱组成）以及巨梁（每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。

除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。

［参考文献］

［1］GB50011－2001建筑抗震设计规范.

［2］GB50010－2002混凝土结构设计规范.

第3篇：高层建筑结构体系范文

【关键词】高层建筑；结构设计；结构体系

0 前言

随着我国经济的快速发展，高层建筑如雨后春笋，一栋栋拔地而起。建筑的高层化和多样化发展，使得建筑结构设计方面的变化越来越多。面对建筑类型、功能、数量的不断增加，高层建筑结构体系的多样化，高层建筑结构设计迎来了新新的机遇与挑战。作者通过实践、总结，对高层建筑结构设计及结构体系，作出以下分析：

1 高层建筑结构设计的特点

1.1 决定因素是水平荷载

对某一定高度楼房来说，其竖向荷载基本上是定值，但是其水平荷载随着结构动力特性的不同将有较大幅度变化，并不是定值。由于楼房自重和建筑楼面的使用荷载在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值，与建筑高度成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，却与楼房高度的平方成正比 [1]。

1.2 重要设计指标是结构延性

在地震作用下，高层建筑相比于低层建筑的结构变形会更大一些。因此，为了使高层建筑结构具有较强的变形能力，避免高层建筑倒塌，一定要在其结构设计时采取相应的措施，确保高层建筑的结构具有足够的延性。

1.3 控制指标为侧移

在高层建筑结构设计中，结构侧移是关键的控制指标，这与低层建筑有很大的不同。由于在水平荷载作用下，高层建筑结构的侧移变形与建筑高度的四次方成正比。建筑高度越高，其结构的侧移变形将大大增加。因此，必须在水平荷载作用下，将高层建筑结构的侧移控制在允许的限度范围内。

1.4 不能忽视轴向变形

高层建筑的竖向荷载很大，其将会在柱中引起比较大的轴向变形，从而减小连续梁中间支座处的负弯矩值，增大跨中正弯矩和端支座负弯矩值。此外，竖向荷载还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。

2 高层建筑的结构体系

现阶段高层建筑常采用的结构体系主要有剪力墙结构体系、框架一剪力墙体系以及简体体系三种，其优缺点见表1[2]。

表1 结构体系优缺点比较

结构体系 优缺点

剪力墙结构体系 侧向刚度比较优良，平面布置也很规整，对侧向风力和地震的抵抗能力较强，用此种结构可以建造高度远大于框架结构的建筑。

框架―剪力墙体系 能够很好地适应多功能的需要，平面布置灵活、空间大，但是框架结构侧向刚度比较小，因此建造高度以及层数都受到一琮的限制。

筒体体系 筒体体系具有优良的整体性和抗侧力性能，因此该结构能够满足高层建筑更高层数的要求。

3 高层建筑结构设计实例分析

3.1工程概况

某高层住宅一期建筑总面积47838.33m2，建筑占地面积1426.33m2；建筑层数地上32层，地下1层；建筑总高度98.7m。建筑防火设计为一类。建筑耐火等级地上为一级，地下为一级，地下室防水为II级。

3.2 抗震等级

按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定划分，场区属中软土类型，因本场地等效剪切波速Vse=156.2―178m/s，9.8m

3.3 设计荷载取值（可变荷载标准值）

①楼、地面主要使用荷载

根据《建筑结构荷载规范》GB5009―2001（2006年版）及业主提出楼面荷载要求，楼面屋面均布主要荷载标准值（KN/M2）按不同使用要求确定（表2）。

表2 楼面屋面均布主要荷载

序号 荷载类别 荷载标准值 分项系数 准永久值系数

1 不上人屋面 0.5 1.4 0

2 上人屋面 2.0 1.4 0.4

3 厨房、卫生间 2.5 1.4 0.4

4 露台 2.0 1.4 0.5

5 阳台 2.5 1.4 0.5

6 楼梯 3.5 1.4 0.3

7 电房、发电机房 10.0 1.4 0.6

8 其他楼面 2.2 1.4 0.5

9 地下车库 4.0 1.4 0.6

10 消防车道 35 1.4 0.6

②风荷载

根据《建筑结构荷载规范》GB50009―2001（2006年版）基本风压按50年重现期的风压值为0.30KN/m2，地面粗糙度属B类。

3.4 结构选型及地下室、伸缩缝设置

本工程为32层住宅；结构拟采用剪力墙结构形式。单层地下车库长约（南北）128米，（东西）长约63米，设计考虑局部地下车库做结构底板、整个地下车库顶板及侧壁均不设伸缩缝，采用沉降后浇带及一般后浇带工艺以解决混凝土收缩开裂问题。地下室每隔约30米设一道后浇带。单层地下室水位比底板面低，不考虑抗浮。

3.5 基础选型及设计等级

地基基础设计，根据地质勘察资料，本工程基础采用人工挖孔桩墩基础，桩径800、1000、1200、1400mm，桩端以中风化泥质粉砂岩、中风化砾岩为持力层，Φ800桩单承载力特征值取3900kN，Φ1000桩单承载力特征值取5600kN，Φ1200桩单承载力特征值取7100kN，Φ1400桩单承载力特征值取8700kN。基础设计等级为甲级。

4 高层建筑结构设计中的参数

高层建筑结构设计中各参数的确定对于结构的合理性、安全性有很大的影响，因此要合理地确定各参数引。

4.1 轴压比

为达到结构延展性的要求，要对结构的轴压比进行控制。但在一些特殊情况下，也会出现轴压比不满足规范要求的状况。此时，可以通过增加墙、柱的混凝土强度以及增加墙、柱横面的面积的措施来对其进行调节。

4.2 剪重比

高层建筑各楼层必须控制最小水平地震剪力，要在确保安全的情况下增加其结构的周期长度。当剪重比不满足规范要求时，可以采取增强纵向结构部件以及增强墙、柱的竖向构件的延展程度等措施来进行合理分配。

4.3 刚重比

高层建筑的刚重比要规范上限，这样就使得重力荷载在水平位移作用下引起二阶效应可以被忽略。当刚重比不满足最小限制值时，可以采取增加或者减少横竖向构件以及加强墙、柱等纵向建筑结构的刚度来进行整合。

4.4 层间位移角

为保证高层结构应该必备的合理刚度需求，要对建筑结构在合理使用中的水平位移进行限制。避免在施工或者使用过程中出现过大的位移，从而影响到整个建筑构件的完整性和安全性。

5 结论

目前，建筑向高层化和功能多样化方向发展的趋势越来越明显。而高层建筑结构设计方面的变化越来越多，涌现出了许多新兴的结构设计方案。面对建筑类型与功能越来越复杂、高层建筑的数量逐渐增多、高层建筑的结构体系越来越多样化的新形势，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。

参考文献：

[1] 李邦耀.高层建筑结构设计分析[J].江西建材，2012，3：59―60.

第4篇：高层建筑结构体系范文

关键词：高层建筑；结构体系分析；地基基础；选型决策；

0.引言

随着高层建筑规模的不断发展和投资力度的不断增加，结构选型作为建筑结构方案设计的重要环节，对结构功能、社会效益、建筑造价等都将产生影响，因此正确处理高层建筑结构选型问题，对高层建筑设计、施工、使用、维护等有重要意义。本文在查阅大量文献的基础上，对高层建筑基础的主要形式、特点及适用范围进行了综述，结合具体工程实例对其进行了单独基础、筏形基础、箱形基础和桩基础等基础形式的设计，并对其进行了结构性能和经济性能的分析。

1.对于高层建筑结构体系的选型分析

1.1高层建筑的结构材料划分

（l）钢筋混凝土结构材料的优势

在实际应用中，钢筋混凝土结构由于结合了钢筋和混凝土两种材料的特性，在各个行业应用极为广泛，并具有一系列的经济特性，比如取材丰富，造价水平较低，耐久性以及耐火性能比较高等优势，有利于各个行业目的的实现。

（2）钢结构体系的规划

钢结构具有一系列的优点，比如高强度，高抗震性能等，这一系列的特点使其结构材料拥有较高的造价水平，同时钢材料也有一系列劣势，如容易被腐蚀，日后的维修费用高，防火性能比较差，技术施工技术复杂难懂等问题。

（3）钢混结构体系的应用

在实际建设项目中，为了达到钢筋混凝土的综合最有效利用，还要搭配其他一系列结构构件，比如钢混结构中的钢构件，这两者之间可以相互取长补短，达到适用性的目的。这两者的结合不仅拥有钢构件的强度高、跨度空间大等优点，也具有钢筋混凝土抗震承受力强等特点。因而钢混结构对于现实应用项目具有重要的应用意义。

（4）钢一混凝土的组合结构相关体系

钢混结构通常包括钢混凝土结构以及钢管混凝土结构。钢混凝土的结构是混凝土内部包含的相关的型钢混凝土结构，钢管混凝土是指在钢管中形成的填充混凝土。

1.2高层建筑结构的体系优化选择

1）增强其抗弯结构体系有效宽度。调整结构的抗侧刚度能够最大程度的对高层建筑结构进行优化，提高其宽度，增大其抵抗力臂，从而减少其抗倾覆力。

2）对于设计结构体系设定。为了使构建之间能够相互融合，在结构设计时应进行合理有效的相互配合设计。

3）对最有效承受荷载构件面积的提升。为了达到建筑材料最大利用率，相关施工人员必须针对实际施工中的基本结构，对其自身材料强度进行综合优化比选分析。

4）对于水平传递作用的优化比选设计。楼板是建筑结构水平作用传递的主要方式，针对目前一般分析理论的基本假定对楼板水平刚度无限大的假设进行合理修正。

2.对于高层建筑地基基础选型解析

2.1建筑地基的系统类型

对于不同高度的建筑，其地基基础的类型也是不同的。而不同的基础划分方法代表不同的系统分类。按照材料进行划分，可以分为砖基础、灰土基础以及毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础等。按照基础的埋置程度可以分为浅基础与深基础（对于浅基础的定义是其埋置的深度小于5m，对于深基础的定义是其埋置晨程度大于5m）。按照基础的受力性能可以为刚性基础以及柔性基础。按照基础构造形式可以分为独立基础、条形基础、满堂基础以及桩基础。

2.2地基基础类型的选择

在进行地基基础的选择时，需要考虑综合的条件，运行相应的方法进行计算分析，以实现其的最高效益。一般情况下选择地基基础方案都要首先考虑浅基础的施工。这种浅层埋置的基础不需要太多复杂施工设备，节省原料。但是在开挖基坑的过程中，需要进行及时排水以及支护坑壁，对地基进行及时的处理维修。而在一些比较复杂的地基环境下，浅层基础就可能不适应了，针对其具体的上部结构荷载、构造程度，运用合适的地基类型，确保施工过程效率质量的实现，

3.实例分析

3.1案例概况

该工程为某商用高层建筑工程，其一层地下室是商场，二层地下室是设备用房。其平面轴线的尺寸为68m-114.3m，其标准层尺寸为45m-15.8m，一层的高度为5.1m。2层到5层的高度为4.8m，6层以及6层以上的高度为3m，并且该6层是结构转换节点。结构体系是A级别的钢筋混凝土高层建筑，是一种钢筋混凝土框支剪力墙结构。

3.2工程结构体系的选择

（1）结构体系分析

该工程根据建筑使用功能的需要，利用钢筋混凝土框支剪力墙结构，在六层的具体设计中将设备层兼作转换层，其转换层以下利用框支剪力墙结构进行矩形柱大柱网的具体实施。取得较大的空间，转换层以上需要进行剪力墙结构的使用，让提升住宅的美观问题，提升整个住宅的使用效率，营造最大的使用空间。

（2）楼盖结构的设计

该工程的设计过程中实现了较大中庭的布置，其楼板的开洞面积比较大，具体采用加强中庭周围楼板的刚度和配筋设置，加大部门边梁的截面等手段，运用这些措施提高建筑物的整体性能等。

3.3工程基础的优选

工程勘察资料显示研究区域的强风化层在地下26m左右，并且它的持力层以上砂层较厚。同时由于区域较浅的地下水位以及丰富的水量，会导致较高的降水费用，而高难度的挖孔工程在此过程中出现。为了提升整个工程综合效率与质量的需要，该工程的应用不适合利用人工挖孔桩。而高强混凝土预应力管桩刚度具有较大的特点，良好的抗裂性能，高质量的施工速度，静压管桩施工的时候对于周围环境干扰小，相对之下，人孔挖孔桩的成本是较低的。桩的持力层难以到达岩层，其仅能存在于砾砂层，并且由于桩的挤土效应，常常有部门桩难以穿透厚砂层，不能到达持力层，在此条件下，如果将静压改为锤击，又容易导致断桩出现，为了避免这种情况，需要根据具体地质构造进行分析，利用反循环式的机械钻孔灌注桩进行操作。并且根据其基础受力情况，进行微风化泥质粉砂岩操作，它的饱和单轴抗压强度标准值丘一般为frk=12.03Mpa；桩径采用800与1000mm，C30混凝土，桩长约22m，对于单桩竖向承载力的特征值需哟啊进行一系列试验确定。必须满足国家有关的规范要求。针对该工程应用，采用桩径外径为400mm，内径为200mm的预应力混凝土桩、桩身450mm扩大头700mm的夯扩桩，桩身800mm的机械钻孔灌注桩，适合作为该工程基础类型。

4.结束语

根据高层建筑主要建筑结构类型的施工特点，采用具体不同措施，与之对应，在一系列建筑施工的综合基础上，采取整体优化的措施，实现工程的最大优化，解决现实中施工中出现的系列问题，能够提升工程施工的质量效率，保证相关人员的人身财产安全，促进企业效益与社会综合效益提升。

参考文献

[1]康珍珍. 高层建筑结构体系分析及结构选型模糊决策研究[D].辽宁工程技术大学，2013.

第5篇：高层建筑结构体系范文

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

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

随着经济社会的不断发展，城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。为了更好的使设计建筑结构设计工作在现实生活中得到合理的运用，这就需要设计师从概念设计为基础进行设计。而本文主要是探讨高层建筑的结构体系以及如何进行结构体系的选择。

1、高层建筑的结构体系 目前国内的高层建筑目前最广泛基本结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构、筒体结构、钢结构等五种体系。 （1）框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，房间隔墙可以随意拆改，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重;并且框架柱尺寸过大，不适合民用住宅，在地震区不宜做太高。

剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”。其优点是：刚度大，空间整体性好。由于承重结构为片状的混凝土墙体，房间不见柱子的棱角，感觉更美观，比框架结构更适合用于住宅、旅馆等房屋。在历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微。缺点是：混凝土用量多，自重大，总高度通常无法超过150m。混凝土墙体为高强度承重墙体，房间不能拆改。剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不宜采用这种框支剪力墙结构。

框架―剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架―剪力墙结构，这种结构优点是：既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。缺点是：混凝土用量多，自重大，总高度不宜超过150m。

筒体结构体系。由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构;有时为了满足建筑高度要求在结构中的框架柱内添加型钢钢材，或在柱子外侧包裹型钢钢材，此类建筑常用于超高层民用建筑和地标建筑，其优点是：可以有效减小混凝土柱子的尺寸，减少结构自重，并加强柱子的抗震和承重性能，因为综合了框架剪力墙结构和钢结构的优点，此类结构在150米~300米的建筑中广泛使用，缺点较少。

钢柱、钢梁承重，叫做钢结构。常用于厂房、超高层公建和大跨度房屋(例如体育场)。

优点是自重轻，施工快。可以修建到300多米甚至更高的高度。因为是柔性结构，地震破坏力对它影响较小。缺点是钢材害怕腐蚀，建筑保养困难，而且保养费用昂贵。钢材最怕高温，火灾是钢结构房屋的天敌。

1.2高层建筑结构体系选择

钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，并积极采用新技术、新工艺和新材料,提高建筑的安全适用性、技术先进性、经济合理性。高层建筑结构设计时应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

（1）增加抗弯结构体系的有效宽度。这里很有效的，因为增加宽度可以直接减小倾覆力，并且当其它条件不变时，侧移按宽度增加的三次方的比例减小然而，必须使加宽了的结构体系中的竖向构件连接良好，才能真正达到上述效果。

（2）增大承受荷载最有效的构件的截面。例如，加大较低楼层柱子和连接大梁的翼缘截面，就能够直接减小侧向位移和增加抵抗力矩，而不会增大上层楼面的质量，否则，抗震问题将更加严重。

（3）使大部分竖向荷载直接由主要抗弯构件承受。这将使主要的抗倾覆构件受到预压而有助于倾覆拉力作用下的房屋稳定。

（4）在竖向结构分体系中，合理布置实心墙或者斜撑构件，可以最有效地抵抗每层楼的局部剪力。完全用抗弯的竖向构件来抵抗这些剪力通常不经济的，因为使柱及梁有足够的抗弯能力，比用墙或斜撑需要更多的材料和施工工作量。

（5）每层楼盖应足以起水平隔板的作用。这可以使各抵抗外力的构件共同工作，而不是单独工作。

（6）将大型竖向和水平构件联结成巨型框架。诸如，在两个或更多的电梯井间每隔若干层用重型楼盖结构体系或非常大的梁式析架连接起来。

所有高层建筑基本上都是支承在地面上的竖向悬臂结构。当合理使用上述原则时，由墙、核心筒、框架、筒式结构和其它竖向结构分体系可以得到所希望的结构方案，从而真正实现建筑的安全适用性、经济合理性。

参考文献

[1] GB50011-2010 建筑抗震设计规范

第6篇：高层建筑结构体系范文

关键词：高层建筑 结构设计 问题

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

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1 引言

随着我国建筑业的快速发展，建筑技术也有了质的飞跃。高层建筑因用地的紧缺、合理利用竖向空间，已经成为建筑工程的主流趋势。由于高层建筑层数多、结构复杂、施工量大、管理工序繁多、周期长、质量难以保证等特殊性，实际设计施工中存在许多问题。本文从结构设计角度出发，针对高层建筑结构的特点，依照设计原则，总结分析了结构设计中存在的问题，为结构设计人员提供参考。

2 高层建筑结构设计特点

1)水平荷载已经成为决定性因素。因为高层建筑结构自重和作用在其上的使用荷载，即总荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，和建筑高度的两次方成正比。因此，对于高层建筑来讲，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和其他容易造成水平荷载的地震力的数值大小，也就是水平荷载大小是随着结构动力特点的不同而有较大幅度变化。因此，水平荷载高层建筑的一个主要的决定性因素。

2)轴向变形的影响不能忽视。高层建筑结构中，总的竖向载荷数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，会对连续梁弯矩产生较大的直接影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。同时，轴向变形还会对预测构件的下料长度产生影响。因而要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整，避免因下料不足引起不安全后果。另外，轴向变形还会对结构构件剪力和侧向位移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

3)结构的侧向位移是主要控制指标。相对于低层建筑结构而言，结构的侧向位移是设计中的关键因素。在高度不断增加的条件下，侧向位移的变形就取决于水平荷载的大小，荷载越大，侧向位移越大。因此，要将结构的侧移控制在安全容许范围内，以免对建筑结构的安全产生不利影响。

4)结构延性是重要设计指标。相对于普通低层建筑而言，高层建筑的结构更具有柔韧性，整体的结构变形会更大一些。在地震作用下，结构的弹性阶段的变化是可以恢复的，过了弹性阶段在进入塑性变形阶段后，为了使高层建筑结构仍具有较强的变形能力，避免结构受损严重，特别需要在构造上采取适当的措施，来保证结构具有足够的延性。

3 高层建筑结构设计的常见问题分析

根据上述高层建筑结构的设计特点，依据高层结构设计原则，结合工程实践，从以下几个方面对设计中遇到的问题进行总结分析，并提出注意事项和相关处理方法。

1)结构的高度问题。在抗震设计规范和高层建筑混凝土技术相关规范中，对结构的总高度有着严格的限制。新规范中针对以前的超高问题，将原来的限制高度设定为A级高度，并且增加了B级高度，而且其处理措施与设计方法都有较大改变。对于超高限的建筑，在地震力作用下会发生巨大的破坏形态，高度越大，影响因素越多，有时会发生质的变化。在实际工程设计中，若忽略高度问题，就会带来因施工图审查时未通过，而进行重新进行设计。开专家会议进行论证也会对工程工期、造价等整体规划产生影响。随着建筑高度的增加，影响因素将会发生质变，一些参数本身超出了容许范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。

2)结构体系的选取问题。采用何种结构是设计人员重视的问题，钢结构和钢混结构是目前国内外主要的结构形式。在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，且加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量降低其本身刚度，以减少不利影响。在高层建筑中，根据现在我国建筑钢材的类型、品种和钢结构的加工制造能力，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构。

3)结构细节问题。主要从以下三点来考虑：

①结构的规则性。新规范要求建筑物不能采用严重不规则的设计方案，平面规则性、嵌固端上下层刚度比等方面也做了严格的限值。设计人员应严格遵循新规范的要求，必须予以注意，以避免在后期施工图设计阶段造成不便。

②短肢剪力墙的设置。在高层建筑中，短肢剪力墙的应用受到相当多的限制，设计人员应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。

③嵌固端的设置。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端可以设置在地下室顶板，也可设置在人防顶板位置。因此，嵌固端设置问题上，设计人员往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面。如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题。忽略其中任何一个方面都有可能埋下安全隐患，导致后期设计工作的大量修改。

4)结构抗震问题。高层建筑结构布置复杂，致使几何形心、刚度中心、结构重心不重合，会出现扭转效应，在地震荷载作用下产生扭转，会对结构产生较大危害，从而加剧了对建筑结构的破坏。现在多数高层建筑距离非常近，很容易对邻近建筑物造成危害。因此要加强结构的抗震性能。相关资料和一些力学分析表明，结构在凹凸拐角处容易造成应力集中，尤其体现在非对称结构中。在对称结构中也因注意凸出部位的尺寸，采取有效的补救措施。另外，结构在竖向方面的刚度的不均匀不连续，容易出现刚度突变和软弱层，因而在建筑物结构设计时要全力避免。结构的防震缝设置是结构整体的柔韧性的关键，设置与否也是结构抗震设计过程中容易忽视的问题。我国目前的抗震设计规范，对与建筑物的抗震提出三大水准的设防要求、两阶段的设计方式。第一阶段的设计应当运用第一水准烈度的地震参数，从而计算出建筑结构在弹性状态之下的地震效应及构件的截面大小。在第二阶段的设计中，应当采用第三水准烈度的地震参数核算结构薄弱层，或者对薄弱环节弹塑性层间进行侧向位移或转角进行核算，从而使设计小于规范所规定之限值。

4 结束语

高层建筑结构设计是一项复杂的工作，不仅要从理论上重视结构设计的准确性，还得充分考虑影响因素，作出合理的结构设计方案选择。设计人员应根据具体情况进行具体分析，结构体系选型时应充分考虑高层结构设计特点，依据相关高层结构设计原则规范，避免上述设计中问题的重复出现。

参考文献：

[1]黄顺河. 高层建筑结构设计的一个实例[J]. 建筑设计管理. 2010

[2]国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

第7篇：高层建筑结构体系范文

【关键词】高层建筑；结构设计；问题及对策

随着大中城市的发展以及人口的聚集，建设用地日趋紧张，这就为高层建筑的出现提供了广阔的发展舞台。随着建筑业的日渐成熟，高层建筑的结构越来越复杂多样化，外形的不规则性、建筑内部空间的尽可能宽敞及灵活性、竖向或低层的不规则和不均匀性，这些情况的出现往往难以满足《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（下称《高规》）的条款，针对这样的问题必须采用一些特殊的方法来处理。

一、高层建筑结构设计的原则

1.1 高层建筑结构计算简图的合理化原则

计算高层建筑结构设计的基础是计算简图，则计算简图的合理性直接关乎到高层建筑的结构安全。由此可见，高层建筑结构设计必须坚持计算简图合理化原则。此外，必须把计算简图的误差控制到规范范围内，理由是高层建筑实际结构的节点并不单一。

1.2 高层建筑结构基础方案的合理化原则

一般而言，选择高层建筑结构基础方案的参考依据为高层建筑的地质条件。高层建筑结构基础方案的合理化要求对高层建筑的结构类型、施工条件、荷载分布情况、与邻近既有建筑物的关联性等因素予以综合考虑。高层建筑结构设计基础方案通常应确保最大化发挥地基的潜力。此外，高层建筑结构设计必须具备相应的地质勘查报告。

1.3 高层建筑结构方案的合理化原则

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，其结构体系也应该相同。

一般而言，高层建筑结构方案的合理化要求综合考虑工程设计需求、地理条件、施工材料、施工条件等因素，同时要求建筑的暖气、水、电等相互协调。

二、高层建筑结构设计中存在的问题

2.1、高层建筑结构受力性能

对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成。因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的。而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基上的承载力之间的关系。所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布做出总体设想。

2.2、高层建筑结构设计中的扭转问题

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下。高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀。减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形涠形、正多边形等简面形式。

2.3、高层建筑结构设计中抗震的问题

对一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位控制轴压比，并设置约束边缘构件，是《高规》为保证剪力墙的延性，新增加的要求。在剪力墙约束边缘构件配箍特征值为λv/2的区段，规范允许配置箍筋或拉筋。所设拉筋应同时钩住墙体的水平分布筋（或箍筋）和竖向分布筋，而不能有一部分拉筋仅钩住墙体的竖向分布筋。当此区段的体积配箍率或拉筋的竖向间距不能满足规范要求时，应同时设置箍筋。

三、高层建筑结构设计解决对策

针对于在高层建筑结构设计中，存在着的高层建筑本身的原因以及连梁超筋现象、地下室外墙设计存在着的问题，设计人员应该根据建筑的实际情况，根据自身的设计经验，采取有效的措施进行解决，才能够不断的促进高层建筑结构设计的顺利进行，促进高层建筑顺利的施工和竣工。下面就针对于具体的措施进行分析。

3.1、配合专业了解工程

首先，设计人员需要进行全面的分析，充分的了解工程以及情况，不是拿到图纸盲目的建模计算或者是上机绘图，需要理解透彻建筑图的含义及意义，明确各个专业注意和配合，并且做统一的标准，确定原则和方案，必要的时候要组织各个专业的协调和相关的管理，使各个专业的条件图真正成为条件图，避免出图后出现调整引起的返工，浪费时间和精力。

3.2、建模处理

建模计算之前要处理好荷载计算，不要估算不精确的同时还存在着误差，要完整的准确的根据建筑做法和要求来输入，考虑是否施工活荷载的不利影响，楼梯口的输入局部开洞口，飘窗部分的处理地方，要运用专业知识来计算或处理，这样减少误差，也减少计算工作量。

3.3、收集数据资料

准确的计算出建设工程所处的地理位置的制约条件，以及设计要涉及的所有数据和资料，都要提前收集好，等要用到的时候能够很快的查阅到，方便工作的需要，而且对于一些特殊的建筑还要根据经验来确定各种数值的参数取值，收集设计所需要的资料和规范，根据不同地域工程类型准确计算参数，可以使设计计算更加的可靠。

3.4、保护装置

为了确保安全，要在电源处安装与进户线连接，形成保护接零系统，引用各个插座的接地和不带电的金属外壳，总配电箱的熔丝和分支熔丝应该相配得当，用电设备发生故障时应得到保护，高层房屋住宅应该安装防雷保护装置，确保使用者的安全，有计算机房的要设计屏蔽网，防外漏干扰。

四、结束语

综上所述，高层建筑结构设计是高层建筑的灵魂，关系到整个建筑的安全及可行性，同时高层建筑行业与高层建筑结构设计是一个彼此影响、相互关联的整体，高层建筑行业的深入发展需要高层建筑结构设计的支撑，直接关乎到高层建筑行业的可持续发展。

参考文献：

[1]黎藜，李志 高层建筑结构设计浅析[J]-中华民居2010（9）

[2]陶忠，张耀春，韩林海，王光远. 关于高层建筑结构选型设计的初步探讨[J]-哈尔滨建筑大学学报2012（1）.

[3]王晓 高层建筑结构设计[J]-城市建设2010（9）

第8篇：高层建筑结构体系范文

【关键词】高层建筑结构；设计；特点

1、高层建筑结构设计的意义和特点

高层建筑结构设计的意义在于高层建筑能做到结构功能与外部条件相一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。

高层建筑结构设计的特点，就是将高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：

抗震设计要求更高。有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

水平力是设计主要因素。在低层和多层房屋结构中，是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2、高层建筑的结构体系

高层建筑常用的结构体系有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架D剪力墙结构体系和筒体结构体系等。

随着层数和高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。

3、高层建筑结构分析

3.1 高层建筑结构分析的基本假定。

3.1.1弹性假定。目前，工程上使用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下，结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是，在遭受地震或强台风作用时，高层建筑结构往往会产生较大的位移而出现裂缝，进入到弹塑性工作阶段。

3.1.2 刚性楼板假定。许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大，而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度，简化了计算方法，并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。

3.1.3 计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形主要是三维空间分析。二维协同分析并未考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调（竖向位移和转角的协调），而且忽略了抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度，对于具有明显空间工作性能的筒体结构也是不妥的。

3.2 高层建筑结构静力分析方法。

3.2.1框架DDD剪力墙结构。框架DDD剪力墙结构内力与位移计算的方法很多，大多采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式也不相同。框架-剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。

3.2.2 剪力墙结构。剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。按受力特性的不同，单片剪力墙可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。剪力墙的类型不同，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法，此法较为精确，而且适用于各类剪力墙。但由于其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

3.2.3 筒体结构。按照对计算模型处理手法的不同，筒体结构的分析方法可分为3 类：等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。

4、提高建筑结构设计质量的措施

4.1重视概念设计概念是人们通过实践从理性认识上升到感性认识的结果，它反映了物体的本质特征。概念设计是一个结构工程师必备的一项基本素质。正确的概念设计可以指引设计者一个正确的方向，也是确保结构设计的合理性、安全性、经济性的前提，应该将概念设计贯穿于整个设计过程。概念设计必须依赖于深厚的理论知识基础以及对结构原理和力学性质的深入了解，只有具备了高质量的概念设计，才能完成高质量的结构设计任务。

4.2正确运用计算机辅助设计现代计算机技术已经普遍被应用于建筑结构辅助设计中，通常是利用计算机辅助完成结构分析，大部分的图纸设计，因此，正确的采用设计软件及对计算程序的充分了解也是确保结构设计质量的关键。现在，市场上的设计软件种类较多，采用不同的设计软件得到的结果也不一样。因此，要求对结果进行认真的分析复核。另外，所有的设计软件都是根据当时国家的规范要求、结合结构体系的特点进行模拟简化而得，因此，都有一定的使用范围和使用期限。随着建筑业的发展，建筑规模越来越大，结构形式也越来越复杂，这就使得建筑结构设计的难度越来越大，计算越来越复杂，因此，结构工程师必须采用合理的设计软件，准确的设置各项技术参数，确保计算结果的准确，从而提高结构设计的质量及效率。

4.3加强抗震设计

我国是一个地震发生较多的地区，因此，要求建筑结构有很高的抗震性能，减少地震给人们带来的损失。我国的《建筑设计抗震规范》也经历了多次的修正与完善，最新的抗震设计规范是2010年版，因此，结构工程师在进行建筑结构设计时必须严格按照现行的规范要求进行抗震设计。只有提高建筑结构的抗震性能，才能有效的降低地震灾害给人们带来的伤害。发生在中国的汶川大地震、青海玉树地震造成了相当大的损失，大量的砌体结构房屋倒塌，其原因在于结构不合理、传力不明确、抗震构造不规范。而发生在智利的8.8级地震以及最近发生在日本的9.0级大地震，死亡人员的数量却较少，倒塌的建筑物较少，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、结语

高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析，多做方案比较，根据使用功能和受力的合理性确定好结构的体系，在进行高层建筑结构设计时，只有综合考虑各项原则，结合建筑物的使用功能，对整体结构进行把握，对结构设计中的重点以及特殊部位进行重点优化设计，才能确保高层建筑的使用安全。

参考文献：

第9篇：高层建筑结构体系范文

关键词：高层建筑；结构设计；问题

中图分类号：TU208文献标识码： A

一、高层建筑结构的特点

(一)整体结构更具有柔和性

与底层建筑相比，高层建筑的整体结构更具有柔和性的特点，在地壳运动和具有震动性环境中极易发生变形，导致建筑物的倾斜，倒塌。因此高层建筑的结构延展性应当作为高层建筑结构设计的一个重要设计指标，在构造上采取适当的措施来避免高层建筑塑性变形阶段之后延展能力的丧失，使其具有更强的抗震性和结构稳定性，从而保障住户的生命财产安全。

(二)竖向载重负荷较大

高层建筑的第一个特点就在于竖向利用空间，这也是在现代城市寸土寸金情形下成为城市建设设计宠儿的首要原因。高层建筑的竖向载荷很大，就可能在柱中引起较大的轴向变形，这样一来，一方面对连续梁弯矩会产生较为严重的影响，对于连续梁中间支座处的负弯矩而言，就会导致负弯矩减小，而对于跨中正弯矩和端支座负弯矩值而言，就会导致两者的扩张，不利于高层建筑的稳固性。另一方面，对于构件下料长度的预测，是依据轴向变形的计算值来对下料长度进行逐步调整，一旦对轴向变形计算值不准，会进一步影响构件剪力和侧移，从而会导致建筑的不安全因素增加。因此，鉴于高层建筑竖向载重负荷较大的特点，要充分考虑轴向变形的程度。

(三)水平荷载的重要作用

所谓水平荷载是指，物体受水平方向的作用力，在高层建筑的设计时，一旦高度确定，其竖向荷载基本上为定值，变动幅度不大，而建筑的稳定性是与高层建筑的荷载能力与建筑高的比值度紧密相关的，一般而言，建筑高度与建筑物自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值为正相关，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩和由此在竖构件中引起的轴力的数值，是与建筑高度的平方成正比，因此竖向荷载大体定值的情况下，可以通过结构特性不同可以改变的水平荷载就成为设计时重点注意的地方，将水平荷载的风荷载和地震作用数值通过合理的结构设计控制在有利于建筑的最完美的状态。

二、高层建筑结构设计的原则

(一)选择合适的计算简图

由于结构计算以计算简图作为基础而进行，计算简图的选择不合适会造成结构安全事故，因此为了保证结构的安全就必须选择合适的计算简图，并且还需要配合相应的构造措施。尽管实际的结构节点不能是纯粹的刚接点或者铰接点，然而我们也要分析判断，将误差设计在合理的范围内。

(二)选择合适的结构方案

选择合适的结构方案即选择可行的结构体系和结构形式。结构体系需要满足传力简捷，受力明确的条件。同一结构单元不能混合使用不一样的结构体系，地震区要尽可能的符合竖向和平面规则。同时要综合分析工程的材料供应、设计要求、施工条件、地理环境等情况，和其他专业进行充分的协商，然后进行结构的选型，以确定好结构方案。在有必要的情况下需要进行多方案的比较，建立模型分析比对，选择最合理的结构方案。

(三)选择恰当的基础方案

要根据上部结构的类型、工程地质条件、施工条件、相邻建筑物影响、载荷分布等因素来选择恰当的基础方案。在设计的时候要尽可能的发挥地基潜力，在必要的时候要做好地基变形的验算。并配合详细的地质报告来做基础设计，以及进行现场的查看或者对临近的建筑资料进行参考。

(四)做好计算结果的分析

目前结构设计多为软件计算，且种类比较多，不同的软件易和不同的计算方法都会导致不同的结果。设计前应全面了解程序的适用条件和范围，熟悉设计规范，让计算机作为辅助设计。设计过程中容易出现错误，如人工输入错误; 软件本身有缺陷; 结构的实际情况和程序的不符等，都会导致计算结果不准确，所以设计师计算完成后，应对电算结果认真分析审核，做出准确的判断。

三、目前在高层建筑结构设计中存在的常见问题分析

由于经济发展原因，我国高层建筑施工相对欧美等发达国家起步较晚，但随着改革开放对经济的巨大促进作用，我国高层建筑施工建设进度加快。但由于施工经验和技术的先天不足，导致我国目前高层建筑结构设计施工中存在诸多问题，而这些问题的直接体现便是高层建筑服务寿命和使用质量远不及欧美等发达国家。通过大量的研究与分析，我们发现我国目前高层建筑结构设计中存在的问题主要有以下几点：

(一)建筑空间布局不当

高层建筑在设计过程中除了考虑建筑的实际使用功能，同时也要照顾到外在的美观和该建筑与周边设施的环境适应性。因此在高层建筑结构设计的实际工作中需要综合考虑建筑高度和建筑高宽比以及建筑与周边设施相对距离。

在某些地区的商品写字楼楼盘建设过程中，常出现各楼盘布局相对集中的现象，彼此间距过小。如某地两栋35层高度楼盘在进行设计时没有充分考虑北侧楼盘采光需要，既没有进行错位布局设计，也没有拉开建筑距离（实际上两栋楼盘南北距离仅仅三十余米），实际上造成了北侧大楼底层常年采光不畅，严重影响了建筑的使用功能。

(二)高层建筑嵌固端的设置不当

一般来说，高层建筑地面以下都附建有地下室，用作地下停车场或者地下商场。在进行地下工程设计时，设计人员常忽视了对建筑物的嵌固端位置设计，这常会影响到嵌固端的楼板设计、嵌固端的上下层刚度比例限制、嵌固端的上下层抗震等级的一致性、建筑整体建构设计与嵌固端位置协调等，并由此引发一系列问题，既不利于工程施工的正常进行，也给建筑使用安全埋下一定的隐患。

(三)建筑材料的选用不当

我国多地属于地震多发地带，根据国外的设计施工经验，一般地震多发地的高层建筑主体结构采用钢结构为主，多种类复合材料为辅的建筑结构。但在我国高层建筑设计中，大多采用钢筋混凝土或者沙石混合结构。一是由于钢结构设计技术过于复杂，国内尚不能完全掌握钢结构高层建筑的设计施工技术，二是由于钢筋混凝土结构已经得到了丰富的研究和实践，更容易控制设计与施工质量。但从实际效果来看，采用钢筋混凝土结构的高层建筑很容易在施工和使用过程中发生钢筋混凝土结构弯曲变形侧移幅度较大的现象，由此不利于建筑的长期正常健康使用。

(四)建筑安全性设计不足

高层建筑不同于一般建筑，人口相对密集，而且不利于紧急状态下的人员快速疏散，因此需要特别注意对建筑安全性的设计，主要包括消防灭火、应急逃生通道、抗震、抗风、防雷电设计等。对于高层建筑来讲，其受力载荷较大，在剧烈的地质运动（如地震）及自然条件（雷雨大风等强对流天气）冲击下极容易发生建筑受力稳定性遭到影响或者破坏、部件结构稳定性下降等现象。高层建筑中的防灭火是高层建筑日常安全管理中的重点，如果结构设计中没有完善的消防灭火设施系统以及应急逃生通道，该高层建筑在事实上存在着严重的安全漏洞，一旦发生火灾事故，后果不堪设想。在我国很多高层建筑结构设计中对消防灭火、应急逃生通道、防风、防震、防雷电设计均有不足，不利于建筑的日常正常使用和管理。

四、高层建筑结构设计问题的解决措施

建筑结构的合理性和科学性直接决定着建筑的整体质量，影响着人们的生命和财产安全，所以在建筑结构设计中为避免以上问题的出现，应注意以下几个方面的问题。

(一)增强高层建筑结构的刚度，尽量减少位移

位移对高层建筑结构的影响非常大，合适的结构体系、平面的体型、立面的改变等方面是探讨减少位移不可缺少的内容，只有综合考虑了上面的方面，才能有效控制位移。另外，在高层建筑的结构进行布置时，要适度地加强高层建筑楼盖的刚度，将各个构建连接好。在高层建筑结构相对薄弱的位置和应力较复杂的位置，要加强重视，不可忽略。对于高层建筑结构体系中的抵御复力矩的宽度、结构宽度，要进行适当有效地加大，减少高层建筑的侧向位移。如今高层建筑结构设计中使用的材料范围越来越广，采用的结构形式也越来越新颖，这也就随之对高层建筑结构设计的影响越来越大。然而随着混凝土材料性能的日趋完善，其在高层建筑结构中的使用也越加广泛。

(二)优化高层建筑的消防结构设计

随着建筑业的发展，高层建筑在城市中的应用越发普遍。除去自然灾害引发的地震以外，还要充分考虑人为因素引起的灾害，比如火灾。高层建筑结构越复杂越高，那么一旦引起了火灾，使用者的人身安全和财产安全就会受到极大的威胁。因此，在高层建筑结构的设计中注意防火是很关键的。首先，防火间距要合理，设计人员在进行设计时，要按照相关规定进行操作，精确地测出建筑物之间的实际距离。然后，对于设计要因地制宜，防火结构一定要符合实际的地形情况。除此之外还有安全疏散通道的设计也很重要。一般而言，安全疏散通道应该进行垂直结构设计，而且尽量多设计几条，利于慌乱人群的疏散。安全疏散通道中一定要设计防烟区，避免烟雾将疏散的人群呛晕。设计人员可以使用分隔式的设计，可以更好地控制火势和烟雾的蔓延。另外，防火门、防火墙以及其他防火设备等也需要设计人员注意。

(三)优化高层建筑的抗震性能

高层建筑结构的设计要保证各个地方的刚度对称且均匀，其平面形状也要尽量的规范和尽量的简单。如果能够保证以上要求达到标准，那么在计算地震应力时就会容易的多，处理起来也会容易很多。比如地震应力扭转和集中地方的处理等等。由此可见，在设计高层建筑的结构时，要尽量可能地将建筑刚度的中心点和地震力作用中心点设计到一起，正常情况下，偏心距e 要比与外力作用线垂直的建筑物边长的5%小。高层建筑物体积庞大，吨位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出现地震或者其他使之震动的因素，造成的损失将是巨大的。为了避免灾难的发生，必须要优化好高层建筑的抗震性能。

(四)优化高层建筑自身的缺陷

高层建筑自身所带有的缺陷也是很多的，比如高层建筑的温度收缩问题、沉降问题等，除此之外，高层建筑因为其体型很庞大宏伟，内外部结构千变万化，十分复杂，所以极其容易对建筑物本身造成不利的影响。如果工作人员想要加强高层建筑物的安全工作，就不能忽略以上其自身的弱点，并且还要根据不同的问题进行不同的设计，妥善处理。现今，建筑行业的结构分析技术和其计算方法得到了更好的提高，在高层建筑的平面设计方面也出现了设计不规范、不对称以及曲线形设计等现象，在高层建筑实际中也应用到了耗能减震技术。

五、结束语

总之，在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。

参考文献：

[1]赵东晓.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].商品混凝土,2012,09:132-133.