高层建筑概念精选(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概念主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：高层建筑概念范文

关键词：高层建筑结构概念设计抗震

前言：由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。

1 高层建筑抗震结构设计的基本原则

1.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。

(2)对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

1.2 尽可能设置多道抗震防线

(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架―剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，或由双肢或多肢剪力墙体系组成。

(2)强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。

(3)适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。

(4)在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。

1.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力

(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。

(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

(3)要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。

(4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2 提高短柱抗震性能的应对措施

有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、刚度要求外，还要满足延性的要求。钢筋混凝土材料本身自重较大，所以对于高层建筑的底层柱，随着建筑物高度的增加，其所承担的轴力不断增加，而抗震设计对结构构件有明确的延性要求，在层高一定的情况下，提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大，这样则必然导致柱截面的增大，从而形成短柱，甚至成为剪跨比小于1.5的超短柱。众所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没有延性，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。

混凝土短柱的延性主要受轴压比的影响，同时配箍率、箍筋的形式对混凝土短柱的影响也很大。高层混凝土结构短柱，特别是结构低层的混凝土短柱，其轴压比很大，破坏时呈脆性破坏，其塑性变形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能，主要也就是提高混凝土短柱的延性。因此，可以从以下几方面着手，采取措施提高混凝土的抗震性能。

2.1 提高短柱的受压承载力

提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比，从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的强度等级，即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力，降低其轴压比；但由于高强混凝土材料本身的延性较差，采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外，可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。

2.2 采用钢管混凝土柱

钢管混凝土是套箍混凝土的一种特殊形式，由混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料。由于钢管内的混凝土受到钢管的侧向约束，使得混凝土处于三向受压状态，从而使混凝土的抗压强度和极限压应变得到很大的提高，混凝土特别是高强混凝土的延性得到显著改善。同时，钢管既是纵筋，又是横向箍筋， 其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下，相当于配筋率至少都在4.6%。

当选用了高强混凝土和合适的套箍指标后，柱子的承载力可大幅度提高，通常柱截面可比普通钢筋混凝土柱减小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

2.3 采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下往往是因剪坏而失效，其抗弯强度不能完全发挥。因此，可人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，这样，在地震作用下，柱子将首先达到抗弯强度，从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法已在实际工程中得到应用。人为削弱抗弯强度的方法，可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱，分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键，以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般，连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。

3 结束语

抗震概念设计是高层建筑结构设计中应高度重视的部分，但是地震又是一种随机性振动，这就要求我们的结构工程师们不仅需要具有扎实的计算设计功底，还要具备清晰的概念和丰富的实践经验，在设计过程中更好地运用概念设计去解决理论和细节问题，从而创造出更加安全、适用、经济美观的高层建筑。

可以说，高层建筑本身就是一项系统工程。要搞好这项工程，必须通过了解工程对象，掌握工程特点，进而采取相应措施，保证建筑的质量与效果。随着当今社会的发展，高层建筑将成为未来建筑的主要趋势，我们建筑工作者有必要也有责任掌握更多的高层建筑的设计知识，为我国的建筑业服务。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002，11

[2]徐宜，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨(J].江苏建筑，2009

第2篇：高层建筑概念范文

中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：abstract：The high-rise building design, can't just pay attention to the building itself the creation of the facade, and should with the scale of the people for reference coefficient, fully consider people observe viewpoints, the sights, perspective, and high building use close degree, from the macro environment of the city to the microscopic texture of the materials to create a good design of the scale of the feeling, of the high-rise building is divided into five kinds of main external scale scale: the city scale, the overall scale, streets scale, scale, detail scales approach.

Keywords: architectural design, scale, concepts, plan, the top

伴随高层建筑外部造型设计多以追求建筑形象的新、奇、特为目标，每栋高层都想表现自己，突出自我，而这样做的结果只能使整个城市显得纷繁无序、生硬，建筑个体外部体量失衡，缺乏亲近感，拒人于千里之外。造成这种现象的主要原因是缺乏对高层建筑的外部尺度的认真仔细推敲，因此，对高层建筑的外部尺度的研究是很有必要的。 首先定义一下尺度，所谓的尺度就是在不同空间范围内，建筑的整体及各构成要素使人产生的感觉，是建筑物的整体或局部给人的大小印象与其真实大小之间的关系问题。它包括建筑形体的长度、宽度、整体与城市、整体与整体、整体与部分、部分与部分之间的比例关系，及对行为主体人产生的心理影响。讲到尺度时应注意它与尺寸之间的区别，尺度一般不是指建筑物或要素的真实尺寸，而是表达一种关系及其给人的感觉，尺寸是用度量单位。高层建筑设计时，不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造，而应以人的尺度为参考系数，充分考虑人观察视点、视距、视角，和高层建筑使用亲近度，从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感，把高层建筑的外部尺度分为五种主要尺度：城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度。1.高层建筑设计中的外部尺度1.1城市尺度高层建筑是一座城市有机组成部分，因其体量巨大，高度很大，是城市的重要景点，对城市产生重大的影响。从对城市整体影响的角度来看，表现在高层建筑对城市天际轮廓线的影响，城市的天际轮廓线有实、虚之分，实的天际线即是建筑物的轮廓，虚的天际线是建筑物顶部之间连接的光滑曲线，高层建筑在城市天际线创造中起着重要的作用，因城市的天际轮廓线从一个城市很远的地方就可以看见，也是一座城市给一个进入它的人第一印象。因此，高层建筑尺度的确定应与整个城市的尺度相一致，而不能脱离城市，自我夸耀，唯我独尊，不利于优美、良好天际线的形成，直接影响到城市景观。高层建筑对城市局部或部分产生的影响，是指从市内比较开阔的地方，如：广场、干道、开放的水系和绿地所看到的天际线，也直接影响人民的日常生活。因此，城市天际轮廓线不仅影响人从城市所看的景观，也直接影响到市内居民的生活与视觉观赏。1.2整体尺度整体尺度是指高层建筑各构成部分，如：裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系及给人的感觉。整体尺度是设计师十分注重的，关于建筑的整体尺度的均衡理论有许多种，但都强调整体尺度均衡的重要性。面对一栋建筑物时，人的本能渴望是能把握该栋建筑物的秩序或规律，如果得到这一点，就会认为这一建筑物容易理解和掌握，若不能得到这一点，人对该建筑物的感知就会是一些毫无意义的混乱和不安。因此，建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的，在设计时要注意下面的两点：1.2.1各部分尺度比例的协调高层建筑一般由三个部分组成的——裙房、主体和顶部，也有些建筑在设计中加入了活跃元，以使整栋建筑造型生动活跃起来。一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间的尺度关系，而这三个部分尺度的确定，应有一个统一的尺度参考系（如把建筑的一层或几层的高度作为参考系），不能每一部分的尺度参考系都不同，这样易使整个建筑含糊、难以把握。1.2.2高层建筑中各部分细部尺度应有层次性高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的，各个主要部分应有更细的划分，尺度具有等级性，才能使各个部分造型构成丰富。尺度等级最高部分为高层建筑的某一整个部分（裙房、主体和顶部），最低部分通常采用层高、开间的尺寸、窗户、阳台等这些为人们所熟知的尺寸，使人们观察该建筑时很容易把握该部分的尺度大小。一般在最高和最低等级之间还有1～2个尺度等级，也不易过多，太多易使建筑造型复杂而难以把握。1.3街道尺度街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。这是人对高层建筑近距离的感知，也是高层建筑设计中重要的一环。临近街道的高层建筑部分的尺度确定，主要考虑到街道行人的舒适度，高层建筑主体因为尺度过大，易向后退，使底层的裙房置于沿街部分，减少了高层建筑对街道的压迫感。例如：上海南京路两边的高层建筑置于后面，裙房置于前使两侧的建筑高度与街道的宽度的比例为1∶12，形成良好的购物环境。为了保持街道空间及视觉的连续性，高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致，宜有所呼应。如：在新加坡老区和改建后的一条干道的两侧，为了不致造成新区高层和老区低层截然分开，沿新区一侧作了和老区房屋高度相同中相似的裙房，高层稍后退，形态效果良好的对话关系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。这部分经常为使用者所接触，也易被人们仔细观察，也是人们对建筑直接感触的重要部分。其尺度设计应以人的尺度为参考系，不宜过大或过小，过大易使建筑缺少亲近性，过小则减小了建筑的尺度感，使建筑犹如玩具。

1.在近人尺度处理中，应特别注意建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度划分，檐口、门、窗及装饰的处理，使其尺度感比以上几个部分更细。对入口部分及建筑周边空间加以限定，创造一个由街道到建筑的过渡缓冲的空间，使人的心理有一个逐渐变化的过程。如：上海图书馆门前采用柱廊的形式，使出入馆的人有一个过渡区，这样使建筑更具有近人及亲人性。

2.高层建筑外部尺度设计的原则

2.1建筑与城市环境在尺度上的统一 。注意高层建筑布置对城市轮廓线的影响，因为在城市轮廓线的组织中，起最大作用的是建筑物，特别是高层建筑，因而它的布置应遵行有机统一的原则进行布置：（1）高层建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但为避免其相互干扰，可以采用一系列不同的高度，或虽采用相仿高度，但彼此间距适当，组成有关的构图。也可以单栋高层建筑布置在道路转弯处，以丰富行人的视觉观赏。（2）若高层建筑彼此间毫无关系，随处随地而起不到向心的凝聚感，则不会产生令人满意的和谐整体。（3）高层建筑的顶部不应雷同或减少雷同，因为这会极大影响轮廓线的优美感。

2.2同一高层建筑形象中，尺度要有序。高层建筑设计时，应充分考虑建筑的城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度这一尺度的序列，在某一尺度设计中要遵守尺度的统一性，不能把几种尺度混淆使用，才能保证高层建筑物与城市之间、整体与局部之间、局部与局部之间及与人之间保持良好的有机统一。

第3篇：高层建筑概念范文

关键词：高层建筑；结构设计；概念设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

前言

在经济发展的带动下，我国的城市化进程不断加快，城市规模的迅速扩大和城市人口的不断增加，使得城市建设用地急剧减少。为了缓解日益紧张的人地矛盾，满足城市居民的住房需求，建筑逐渐向着高层化的方向发展，高层建筑在城市形象中发挥着不可替代的作用，做好建筑的结构设计，凸显建筑的造型创意，在建筑中更加完美地展现设计时的设计理念，对于城市形象工程的建设是十分重要的。

一、概念设计的相关概念

概念设计，是指由分析用户需求，到生成概念产品的一系列有序的、可组织的、有目标的设计活动，表现为一个由粗到细，由模糊到清晰，由抽象到具体的不断进化的过程。具体来讲，概念设计就是利用设计概念，并以其为主线，贯穿整个设计过程的设计方法，是一个完整而全面的设计过程。对于建筑设计领域而言，概念设计主要是建筑设计人员根据自身丰富的工作经验，以及对建筑整体结构布局的了解和判断，对建筑设计方案进行构思，从宏观层面，决定建筑的结构、形态等基本问题。要想确保建筑设计的合理性和科学性，必须有正确的概念设计为指导，以避免因经验不足或者错误判断而产生不符合客观事实的现象。

二、概念设计与建筑结构设计之间的关系探讨

概念设计是指以设计师的个人经验为基础进行的定性设计，而结构设计是根据概念设计的要求及力学等定量设计来实现的一个逆向过程，其中，定量设计主要包括建筑结构内力、配筋数量及结构变形等参数。若概念设计不合理，将会影响整个建筑的结构设计，由于概念设计是体现出设计师的一种先进设计思想，因此，在建筑结构设计中，设计师需要根据建筑的整个概念进行结构设计，并对构件与结构之间的关系进行协同处理。所以，概念设计与结构设计两者之间的关系是相辅相成的。

三、高层建筑结构概念设计的相关问题

在高层建筑结构概念设计中，需要遵循几个一般性的原则:

(1)合理选择设计方案:一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案 ,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确 ,传力简捷 ,同一结构单元不宜混用不同结构体系 ,地震区应力求平面和竖向规则。总之 ,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析 ,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商 ,在此基础上进行结构选型 ,确定结构方案 ,必要时还应进行多方案比较 ,择优选用。

(2)合理选择计算简图: 计算简图与实际结构之间不可能完全一致，必然会存在一定的误差，只要这些误差在允许的范围内，都可以正常使用，但是如果误差较大，就需要重新进行处理和计算。在这个过程中，计算简图的选择是非常关键的，选取不当很容易引发安全事故，因此需要相关设计人员的重视。

(3)正确分析计算结果: 在计算机技术和软件技术不断普及的现在，建筑结构设计过程中，很多时候都会采用各种各样的专业软件进行设计，但是由于软件程序等因素，设计出来的建筑结构可能不会十分精准，从而导致计算结果的偏差和错误。对此，设计人员需要正视计算机得出的结果，结合自身的实际工作经验，对其进行分析和判断，确保计算结果的准确性和可靠性。这里针对高层建筑结构中几个关键性的部位，对其概念设计进行分析和探讨。

1.楼层平面刚度

在对高层建筑进行结构设计时，由于建筑自身的复杂性，计算数据庞杂，因此一般都是通过计算机进行计算。当前常用的计算程序，通常都是将楼层假设为刚性楼面(楼板平面内刚度无限大)，极个别的软件会考虑弹性楼板的情况。如果确定楼层为刚性楼面，则认为其在平面空间内，只作刚体运动，而不会发生剪切和弯曲变形。而由于采用了刚度无限大的假设，则在对建筑楼层进行结构设计时，楼面的构造需要保证楼板刚度的无限大。在现行的标准中认为，当楼板在自身平面内的挠度小于1/2000，可以将其看做刚性楼板。在这种情况喜爱，模拟计算的结果基本上可以准确地反映建筑结构的真实受力情况，以此为基础所设计出来的建筑结构，是比较合理的，在安全方面也有着很大的保障。反之，如果设计的楼板变形较为明显，如楼面宽度狭窄、平面上存在较长的外伸段、存在错层结构等，如果按照刚性楼面进行计算，则很难保证结果的准确性，结构的安全性和合理性也就存在很大的不足，对于这种情况，需要按照柔性楼面对其进行计算和设计。

2.抗震设计

建筑自身的抗震能力直接影响着建筑的稳定性和安全性，因此，建筑设计人员在对高层建筑进行设计时，需要将建筑的抗震概念设计充分考虑进去，以减少强烈震动对于建筑的影响和破坏。从建筑的整体结构来看，不仅存在有敏感薄弱的部位，也存在有坚固抗震的部位，当震动到来时，震动波作用在建筑上，如果集中于建筑的敏感薄弱部位，则很可能造成建筑结构的损坏，甚至可能瞬间倒塌。而为了使得建筑具备较强的抗震能力，设计人员可以通过科学合理的设计，使得建筑可以在面临强烈震动时，对受到的冲击作用进行分散，从而确保建筑的稳定和安全。建筑抗震概念设计需要考虑几个基本原则: 首先，结构应该简单。当地震来袭时，建筑应该具有直接而且明确的传力途径，以确保对作用力的快速分散。其次，结构规则而且均匀。规则均匀的建筑结构，其承载力也会分布的比较均匀，传力途径突变的概率也会比较小，建筑自身的安全性更强。然后，结构的刚度和整体性。在地震中，建筑承受的作用力方向是不规则的，可能来自任意一个方向，因此，在对建筑进行设计时，需要确保其在各个方向上都具备一定的承载能力，在结构设计时，对结构的刚度进行合理选择，确保结构的整体性，可以有效减少地震对于建筑的破坏。

3.基础埋深

对于高层建筑而言，由于自重较大，对于基础的承载能力要求较高，因此，建筑设计人员在对建筑进行设计时，为了保证建筑的稳定性和抗震性，需要适当增加建筑基础的埋深。在相关规范中，对于高层建筑的基础埋深，有着非常明确的标准，如果采用的是天然地基或者复合地基，则基础埋深应该为建筑自身高度的 1/15，如果采用的是桩基础，则基础埋深应该为建筑高度的1/18。从这个标准来看，建筑基础的埋深仅仅需要考虑基础的型式以及建筑自身的高度，但是在实际施工中，基础埋深的设计还需要充分考虑建筑的裙房底座宽度、地下室底盘宽度、高宽比等各方面的因素。当建筑的高度和基础型式相同时，如果高宽比较大，则基础埋深应该适当增大; 当地下室面积与塔楼投影面积相同时，基础埋深同样需要加大。建筑设计人员需要充分理解高层建筑基础埋深的本质涵义，在实际工程设计中进行灵活运用，以确保高层建筑结构设计的合理性和可靠性。

(4)采取相应的构造措施: 始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则” 注意构件的延性性能 加强薄弱部位 注意钢筋的锚固长度 ,尤其是钢筋的直线段锚固长度 考虑温度应力的影响。除此之外 ,还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置 综合考虑抗震的多道防线 尽量避免薄弱层的出现 以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。

结语

总而言之，在高层建筑设计中，结构概念设计受到了越来越多的重视，建筑设计人员在保证建筑结构安全性的基础上，不断创新，使得概念设计在建筑设计中发挥着越来越重要的作用，推动了建筑结构设计的科学发展。

参考文献：

[1]王允.浅析高层建筑结构设计的相关问题[J].中华民居(下旬刊).2013．

[2]王荣书.高层建筑结构概念设计探析[J].黑龙江科技信息，2010．

第4篇：高层建筑概念范文

【关键字】概念设计；结构选型；构造做法；基础；目标

随着我国经济不断发展，城市化进程的加快，城市中钢筋混凝土结构的高层建筑愈来愈多，由于建筑形式的多样化，建筑设计理念的不断创新，各种不同使用功能的多元化等诸多因素，使得高层建筑形体日趋复杂，形态各异，给结构设计增加了一定的难度，往往会遇到一些规范或规程未论及的问题，这时概念设计就显得尤其重要

一、何为概念设计

具体的讲，是指在没有进行认真运算的时候，通过大层次的控制特征对构造等的综合内以及分部信息开展的一种整理的设计理念。概念指的是当我们在开展具体活动的时候，通过一定的认知能力而发展变化得到的。现在，我们在开展实际的结构探索的时候仍然面临许多的不利现象，在开展设计的时候是按照假定等的方式来进行的。所以，规定构造设计人员对综合内容和不同的分层内容进行深入的了解，特别是对那些不容易进行细致的力学探索或者是在活动中无法辨别的事项中结合综合构造和分部间的理论内容，将其运用到具体的活动里，改变了传统模式中的呆板模式，进而能够有效的体现出设计人员的主观能动思想 。

二、建筑的概念设计应从以下及方面进行

1、结构选型布置的概念设计

（1）结构平面布置刚度宜均匀，减少扭转。高层建筑的平面布置宜简单，规则，尽量减少突出、凹进等复杂平面。更重要的是结构平面布置时要尽可能刚度均匀，即结构的刚心与质心尽量接近，减少地震作用下的扭转，扭转对结构的危害很大。减少结构的扭转，一是减少地震作用引起的扭转，二是增加结构抵抗扭转的能力。平面刚度布置均匀，可减少地震作用下的扭转。而影响平面刚度均匀的主要因素是剪力墙的布置。剪力墙集中布置在结构平面的一端或一侧是不好的。大刚度抗侧力单元偏置的结构在地震作用下扭转大，而对称布置剪力墙、井筒有利于减少扭转。周边布置剪力墙，或周边布置刚度很大的框筒等，都是增加结构抗扭刚度的重要措施，有利于抵抗扭转。为了减少地震作用下的扭转，还要注意平面上质量分布，质量偏心会引起扭转，质量集中在周边会加大扭转。

（2）结构竖向刚度宜均匀，避免薄弱层，减少鞭梢效应。结构宜做成上下等宽或由下向上向心逐渐减小的体型，更重要的是结构的抗侧刚度应当沿高度均匀分布，或沿高度向心逐渐减小。各层剪力墙的布置是影响结构竖向刚度是否均匀的主要因素。框支剪力墙结构是典型的结构竖向刚度有突变的结构，框支层的变形大，为薄弱层，容易发生地震震害。故在结构设计时，不允许将全部或大部分剪力墙设计成框支，必须有一走数量的落地剪力墙，将框支剪力墙转换层以上的剪力较均匀的转移到落地剪力墙，从而避免软弱层引起的震害。

2、构造做法的概念设计

预先估计和分析结构的薄弱部位、破坏形态，调整承载力以加强或削弱某些部位有意识设置构造措施。使结构的构造做法和建筑构造要求相一致，结构的理论构造要求和施工的实际构造做法保持一致。

3、基础的概念设计

在建筑中基础不但会和地基有影响，同时还和其上的构造有一定的关联，除了在物体的外边发生较为严重的荷载时，其他情况下其形变都是呈现出中间多，小的特征。在进行地质条件选型中，首先地基地质要好，或采用桩基。要求地基沉降量不能过大，重要的是控制高低层的沉降差，天然地基的建筑，高层部分一般采用满堂红基础，低层部分采用双向条形或单独基础，高层建筑常设有通往地下车库的通道，通道紧贴高层的外壁，并平行于外壁，作为车道的底板，便于铺防水层，也保证了高层建筑的整体连接。根据不同建筑的地理位置结构形式可选择桩基础、箱形基础和筏形基础。桩基础，当地基土质较软弱，建筑物层数较多，荷载较大的情况下，天然地基不能满足地基承载力的要求可以采用桩基将上部结构荷载直接传到下部坚实的持力层，高层建筑的桩基础可采用预制钢筋混凝土桩，混凝土灌注桩和钢管桩。箱形基础，箱开基础在高层建筑中广泛应用，它整体刚度好，能将上部结构的荷载均匀地传给基础，对上部结构能良好地嵌固，箱基有效地抵抗不均匀沉降，并与周围土体协同工作，提高建筑物的抗震和抗风能力。筏形基础，筏形基础适用于上部结构荷载较大，地基承载力较低的工程，筏形基础整体较好，刚度大，能有效地分散上部结构的荷载，调整基底的压力和不均匀沉降。在建造下部基层时，基础钢筋应力不断增长，建筑到四五层时钢筋应力达到最高值，以后随层数和荷载的增加应力又逐渐减小，这种现象是基础和上部结构协同作用的结果，当上部结构高低层数差别很大，但地下室有直通要求时，应做成整体基础，高低层不分开是有条件的。

三、概念设计的目标

1.设计的创新性。结构设计人员对于建筑结构设计常采用的设计方法是通过查找手册、以及结合计算机程序等方式进行，这一切都是缺少创新性。而概念设计则是要求结构设计师应充分结合设计实践经验以及理论知识，采取一系列的合理想象及创新进行规划，得出具有合理性以及一定创新性的结构设计。

2.优化设计结果。基于概念设计的结构设计其包含分析、综合以及评估三步。分析阶段主要是对问题进行全方位的了解，因为存在分析数据不完整与不准确的特点，此阶段具有一定的模糊性质，综合阶段则是要求工程师将理论知识和实际情况，通过结合设计师的想象力以及创新意识从而实现工程设计规划。最后评估阶段是最优方案的选择过程。这种优选方案不仅可以有效地防止了结构后期出现的繁琐计算，更重要的是体现了方案的可靠性与经济性。

3.提升工程师设计能力。概念设计其是在正确理念和原则的指引下，允许工程师在设计中进行一定程度的发挥，因此避免了结构设计人员一味采用传统方法设计，这方便于结构师从根源查找问题，从而使计算结果更为准确。因此，概念设计无论在理论知识、方式还是思想以及手段等方面都为建筑结构提供了科学有效的技术平台。

四、结束语

概念设计在我们结构设计中发挥着巨大的作用，无论是从经济角度来考虑还是安全使用角度考虑，它都是值得结构设计人员去学习去借鉴的。同时概念设计的内容也较为复杂，内容较多，综合性强，需要设计人员从多角度的去理解结构整体的受力状态，通过不断的积累结构设计经验，不断的进行设计创新，从而做出外形美观，经济适用，安全耐久的结构设计。

参考文献：

[1]林同炎.结构概念和体系[M]. 北京：中国建筑工业出版社.2010.

[2]方鄂华.高层建筑钢筋混凝土结构概念设计[M].北京： 机械工业出版社.2004.

[3].高海虎.结构设计过程中概念设计的应用[J].山西建筑.2012（01）：30-31

第5篇：高层建筑概念范文

关键词：高层建筑、剪力墙结构、优化、措施

引言

在调查研究过程当中，对于高层建筑剪力墙结构的关心程度早已提升到一个很高的层面。在这些研究人员当中，较为重视的就是如何将剪力墙存在的缺点予以改进，在最大限度上将工程施工的经济成本控制在最低，将工程质量提升等。结合这些研究，笔者做出以下分析：

1 对于高层建筑剪力墙结构的概念设计

对于一幢建设较为成功的高层建筑而言，其应当有着能够承受建筑内所有重力负荷并保持稳定的作用，并且还需要对于自然界给予的压力有着一定的承受能力，诸如风荷载，地震作用等。进而保证整个建筑的稳固以及建筑内部的各类装饰或者墙体的安全，最后提供给在内生活或工作的人们一个良好的环境。

同一般结构的建筑相比，高层建筑在水平方向的荷载以及受地震的影响要大得多。并且，在建筑高度增加的同时，位移增加也会加大，而弯矩次之。所以对于高层建筑设计而言，承载能力是关键，较大的抗侧刚度也是必不可少的部分，这样就能够保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。基于此，剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型，其承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。并且具有整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置等优点，正好在这方面予以运用。

在构建地下室或者下部一层、几层，需要大空间时就可以形成部分框支剪力墙结构。在框架-剪力墙结构以及剪力墙结构两种不同结构的过渡层必须设置转换层。受益于剪力墙结构的优点，能够建造出比框架结构更高、更多层数的建筑。只是还要考虑其存在的不足，也就是只能以小房间为主，比如住宅、宾馆、单身公寓等。同时，宾馆中需要大空间的门厅、餐厅、商场等，往往设置在另外的建筑单元中。并且为了适用任何方向的水平力（或地震作用），因此对于矩形平面，剪力墙在纵横双向均应设置；对于圆形平面，剪力墙应沿径向及环向设置；三角形平面，宜沿三个主轴方向设置剪力墙。

2 剪力墙的优缺点

2.1 剪力墙的优点

对于剪力墙的优点而言，主要体现的方面在于有着很强的整体性以及用钢量小却刚度大等，这样就决定了其能够在高层建筑中得到大范围的运用。而且，当墙体采用剪力墙结构时，能够让承重墙和分隔墙互为一体，整体上就显得较为经济，也就非常适用于诸如旅馆类多房间结构的建筑当中。同时，使用剪力墙结构，能够很好的保证建筑外形的美观性，能够避免露柱或者露梁的状况发生，也从另一方面使得室内空间得到拓展。

2.2 剪力墙的缺点

在对剪力墙的优点进行分析之后，若换成其他角度去考虑剪力墙的话，其还是存在以下几个缺点：

（1）受剪力墙自身具有很大抗侧刚度的影响，在地震中，剪力墙产生的反应也就会相应的增大，进而使得在剪力墙的上、下部结构上的资金成本增加，使得经济压力加大；

（2）此类墙体所浇筑的内容主要的还是混凝土，这样其本身所具有的重量就会很大，无形中造成了材料的浪费，也会使得建筑在地震之中的反应加剧；

（3）运用剪力墙结构，虽然每个墙肢在承载能力上有一定的承受能力，但是这些墙肢所具有的轴压并不大，因此使得应有的性能难以很好的发挥。

3 对于剪力墙结构方案的选择

不论选择何种剪力墙结构方案，仍需要以建筑结构的施工安全得到了保障之后为前提，并且还需要对工程造价的高低进行充分考虑，尽量的择选出最适合高层建筑的结构形式。而在框支剪力墙的结构当中，选择短肢剪力墙结构也比较不错。在框支剪力墙的结构中，为使上下层的刚度变化适度，能够利用短肢剪力墙结构，这是由于它对剪力墙的刚度有所缓解。比如使用加大下一层的刚度，产生的经济效益则会比较明显。假如高层建筑物的层数在18以上，最佳的选择方式还是普通剪力墙结构。如果将短肢剪力墙结构运用到层数过大的建筑结构当中，会导致其刚度不达标，从而导致结构的安全性能也受到其影响。

4 对于剪力墙结构的优化设计

4.1 加大对转换层结构设计的重视程度

当前，居民们都希望自身所居住的建筑能够拥有多种功能，这也是建设人员需要考虑的问题。但是，当前的高层建筑往往有着较强的综合性能，特别是在使用的方面，上下部的机构并不相同。所以，就需要对对应的变化在选择高层建筑物自身的结构布置时进行充分考虑。

对于剪力墙结构的设计的重视，是考虑到在高位转换的底部大空间当中，其结构相对复杂。并且在进行高位转换时，刚度以及质量较大的转换层升高，有效的将其本身与上下的刚度调整到接近的地步也相当有必要。不过对于转换层自身来说，其质量以及刚度都不适宜较大，在最终时，是否能够确保转换层附近的层间位移角基本达到均匀的情况，就需要在水平作用力的作用之下，进行空间精确分析，检查其均匀情况。

并且在采用转换层结构形式时，在选择上，偏向于重量与刚度皆偏小的材料，在实际的计算中，对于参与到了组合的振型数需要多多的进行选择。通过计算，我们能够计算出在结构当中，哪一部分才是最薄弱的，然后再通过内力分配特点的具体研究，改善薄弱部位的设计性能，适当的对于构件的配筋进行相应的调整，从而达到改善薄弱部位性能的目的。

4.2 改良连梁设计

对于连梁的抗震以及非抗震的设计时，其高跨比存在大于或者小于2.5两类，而且对于截面配筋以及受剪承载力两个方面都有了相应的规范。而可以使用以下两种方式针对塑性调幅：

（1）在进行内力计算之前，就需要拆减连梁的刚度；

（2）在进行内力计算之后，连梁的剪力与弯矩的组合值还需要乘上一个折减系数。

5 结语

结合以上所述，设计人员在对高层建筑结构当中的剪力墙结构的设计时，应当先要对其本身的概念要有较为深入的认识，并可以借鉴以上几点的论述，来对概念性的剪力墙结构进行优化，以便能够建出更加符合当前社会要求的建筑，方便人们的生活。

参考文献

[1] 混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）

[2] 建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）

[3] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 3-2010）

[4]门进杰，李慧娟，史庆轩，贺志坚，王顺礼，周琦.某板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J].结构工程师，2013，03：1-10.

[5]王和平.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].四川建材，2008，05：85-86.

[6]谢向鹏，李献军，高菊芳.试析高层建筑剪力墙结构优化设计[J].中国建筑金属结构，2013，24：175.

第6篇：高层建筑概念范文

关键词：高层建筑；建筑结构；抗震设计；设计应用

中图分类号：TU97文献标识码： A

引言

地震作为最严重的自然灾害之一，一旦发生，就会给社会带来巨大的人员伤亡和经济损失。近几年来，国内外地震灾害频发，无情地剥夺了上百万人的生命。而这些伤害基本上都是由于建筑物的倒塌引起的，尤其是高层建筑。若在建筑结构的设计当中能加强抗震概念的设计，将会从一定程度上减小损失。因此，如何才能够提高高层建筑的抗震性能的概念设计已经成为了建筑行业研究的重点工作。

一、抗震概念设计

传统的结构设计理论为建筑结构设计提供了一些计算方法，但是这些方法主要是针对结构设计中的一些细节，而忽略了对整体结构的考虑。因此，传统的结构设计理论并不能完全地适用于高层建筑的抗震设计，照本宣科式的结构设计不能满足现代建筑物的要求。在高层建筑的抗震设计当中，设计师们都会融入概念设计。抗震概念设计是指根据以往的工程经验和地震灾害的发生情况，从整体上研究工程项目的抗震决策，包括使用材料的种类、抗震方案以及结构的内部构造等等方面。

二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的意义

高层建筑结构设计中应该非常重视抗震概念设计，因为高层建筑结构非常复杂，当发生地震时具有动力不确定性特点，人们对地震时对结构认识的局限性，再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素，导致计算结果和实际之间具有很大的差异。简单的依赖数值计算获得结构并不能有效的解决高层建筑的实际抗震问题，尤其是地质特征的差异性原因，导致许多国家甚至是地区指定的抗震规范都有明显的差异。高层建筑结构抗震概念设计在依据数值计算的基础上，还增加了实践经验元素，并且结构概念设计甚至比分析计算更重要，使得这一抗震设计理念能够满足区域差别下从事高层建筑结构设计的实际需求。强调高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性，其目的是为了引起高层建筑结构工程是在进行建筑结构设计时，特别重视相应的结构规程以及抗震概念设计中的相关规定，从而摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区，要求结构工程师严格的按照结构设计计算原则，再结合地区的抗震规范，以此保证高层建筑结构的抗震性能。

三、高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则

(1)结构的整体性。在高层建筑结构中，楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用，其相当于水平隔板，不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构，还要求这些子结构具有较强的抗震能力，能够抵抗地震作用，尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

(2)结构的简单性。结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行分析，准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节，然后采取相应的措施，避免薄弱环节的出现。

(3)结构的刚度。结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形，还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击，如果结构发生较大的变形，将会产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，降低高层建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念设计中，应该重视结构的刚度设计。

(4)结构的规则性与均匀性。高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则，结构侧向刚度的变化应该巨晕，避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向，机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀，避免传力途径、刚度以及承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。

四、抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

(1)抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律。在高层建筑的抗震概念设计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。

(2)抗震概念设计在结构体系上的应用。高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面:其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证;其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合;其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。

(3)抗震概念设计在结构构件上的应用。高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

结束语

高层建筑的结构设计不仅仅是种技术，某种程度上更是一门艺术。无论什么设计，它都没有唯一的答案，只有通过不断的比较、研究，才能找到最优方案。这就要求设计师们不懈努力地去追求完善的设计方案。随着社会的发展，高层建筑的设计已经不能盲目地照搬课本上的规范和计算机程序，需要创新。总而言之，一幢建筑物，要想做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”，就应该要做好文中所提到的几个重点。高层建筑物中的抗震结构设计使建筑结构的设计更加人性化，更加合理化。除此之外，抗震概念设计不仅拓宽了建筑结构设计的思路，同时还为高层建筑的设计提供了新的方向，在建筑行业当中发挥了重要的作用。

参考文献

第7篇：高层建筑概念范文

关键字：高层建筑建筑结构概念设计

一、高层建筑结构设计的特点

筑结构设计相比较，结构专业的各专业中

1、高层建筑结构设计与低层多层建占有更重要的地位。不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面布置，立面体型，楼层高度，机电管道的设置，施工技术要求，施工工期的长短和投资造价的高低。

2、高层结构设计中水平力是设计的主要因素。在低多层房屋结构中，水平力产生的影响较小，以抵抗竖向荷载为主，侧向位移小，通常可以忽略不计。在高层结构设计中，随着结构高度的增加，水平力(风荷载或地震作用)产生的内力和位移迅速增大。

3、高层建筑结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力的刚度，将结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。因此，高层建筑所需的侧向刚度由位移控制。

4、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，如果在同样基础条件下，减轻房屋自重意味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。另外地震效应是与建筑的质量成正比的，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效方法。因此在高层建筑中，结构材料宜采用高强度材料。

5、在高层建筑的抗风设计中，应保证结构有足够承载力，必须具有足够的刚度；控制好在风荷载作用下的位移值，保证有良好的居住和工作条件；维护结构和装饰构件必须有足够的承载力，并与主体结构可靠连接。

6、有抗震设防的高层建筑应进行详细勘察，摸清地质情况，选择位于开阔平坦地带，具有较好场地土的对抗震有利的地段。

7、地基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。当上部结构与基础连接部位考虑受弯承载力增大时，相临基础及上部结构嵌固部位的地下室结构。应考虑弯矩增大的作用。

8、剪跨比和剪压比是判别梁、柱和墙肢等抗侧力构件抗震性能的重要指标。剪跨比用于区分变形特征和变形能力，剪压比用于限制内力，保证延性。

二、高层建筑概念设计的基本原则

1、以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的结构形式。即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，随着第一道防线破坏，结构变柔后仍有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。例如，林同炎教授根据此思想设计的18层马那瓜美洲银行在1972年的马那瓜大地震中经受了绝佳的考验。

2、在对结构进行分析计算时，应该运用最简单、最直接、概念最清楚的计算方法，将结构的受力与传力途径设计成简单、直接，明确。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。

3、尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度中心(简称刚心)和建筑物表面力 (风力)作用中心或质量重心(质心)靠近或重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应。

4、建筑物竖向布嚣的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，避免出现软弱层和上下层问的剪切刚度、弯曲刚度和轴压刚度的突变。

5、应重视上部结构与其支承结构整体共同作用的机理，即传力与受力结构两者之间的共同作用；例如，在高层建筑的箱基和筏基的底板设计中，计算软件无法进行上部结构一地下室一地基基础的相互作用分析，计算出来的底板内力远远大于底板实际受到的内力。

三、高层建筑中的结构体系的选择

结构设计实际上是在各种约束条件下的最优化选择过程。在这一过程中要对建筑材料与结构形式进行综合考虑，如建筑材料形式主要有钢筋混凝土结构钢结构、混凝土和钢的组合结构：结构体系主要有剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构、简中简结构。

对于结构选型来说，没有普遍使用的选择标准，往往是随着建筑的环境、功能要求有所变化，每一选择都有其优劣性。需要设计师仔细斟酌。例如：框筒是高层建筑最常用的结构形式，为了减少框简的剪力滞后，外框筒一般应采用密柱高裙梁的形式。但这种做法不仅限制了建筑体型和建筑功能，而且当建筑的平面尺寸较大时也往往难以发挥结构的效能。因而，在结构的竖向平面内增加斜向支撑，形成组合框架式结构或框架简结构的做法，已在工程界广泛采用，并被认为是增加高层结构抗侧移刚度的最有效和经济的方法。香港的中银大厦、上海证券大厦等工程，在外框筒中增加了斜撑，达到了结构和建筑的完美结合。

选型与布置的具体内容：

一是结构平面形状和立体体型的选择。平面形状宜简单、规则、对称，避免过多的外伸、内凹，以预防地震时产生大的震害。

二是电梯间的布置。电梯间会对楼板产生较大的削弱，布置时应尽量避开端角和凹凸处。同时，还应避免在电梯开洞后将建筑物截为两段。在纯框架结构中，电梯井一般不宜采用钢筋混凝土井筒，所以，到底设计成框架结构还是框剪结构，必须十分明确。如为框架结构，则不宜设剪力墙：如设计为框剪结构，剪力墙的数量必须足够。

三是错层的布置。一般说来，高层建筑不应设置错层，对于因局部取消梁板而形成的联层柱，应控制其高度。

四是必须具有明确的主群楼关系。

五是为防止地震时高层建筑的倾覆和滑移，基础必须有足够的埋深。

四、提高结构的抗震性能

由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑，因此在地震区进行高层建筑结构设计时，除应保证结构具有足够的强度和刚度外，还应具有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计，使建筑物达到小震不坏，中震可修，大震不倒。为了达到这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量，减弱地震破坏的影响。

框架结构设计应使节点基本不破坏，梁比柱的屈服易早发生。同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱底的塑性铰宜晚形成，应使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散，充分发挥整体结构的抗震能力。为了保证钢筋砼结构在地震作用下具有足够的延性和承载力，应按照“强柱弱粱”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则进行设计，合理地选择柱截面尺寸，控制柱的轴压比，注意构造配筋要求，特别是要加强节点的构造措施。

第8篇：高层建筑概念范文

关键词：高层建筑、概念设计、结构体系

引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点，高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑，因此，在进行高层建筑的设计时，不仅要注意结构的定量计算分析，更应该注意结构的概念设计，即结构的宏观控制和定性判断。

1、高层建筑结构体系设计

高层建筑结构从出现发展到现在，随着不同结构形式的出现，建筑形式相继呈现出不同的表现状态。从结构的角度来看待高层建筑的话，杆状是高层建筑结构形式的基本特点，相比起竖向荷载，水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素，高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下，其弯矩和剪力都表现为最大，这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力，设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间，不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同，在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。

高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙，还有索，板的高度大于厚度，承受的是垂直于板面的荷载，梁是截面小于跨度的结构构件，柱是线性构件，框架既能承受竖向荷载，同时也能承受水平荷载，衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件，网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构，拱式平面结构构件，壳体是曲面形的构件，墙是竖向构件，承受的是平行于墙面方向的荷载，索是以柔性受拉钢索形成的构件。

高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构，钢结构包括框架结构体系，也就是钢性连接的柱梁体系，但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构，框架剪力衍架结构体系，既有框架，又有剪力衍架的一种结构体系，框筒和成束筒，框筒是一种筒体结构，在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力，成束筒是将单独的筒体捆绑在一起，这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应，还大大加强了结构的侧向荷载能力，对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系，这种结构体系有效性很强，可以增加窗洞面积，由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系，内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。

钢筋混凝土结构包括框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框筒、筒中筒、成束筒结构体系、内填支撑筒、巨型柱―核心墙这几种结构体系，而混合结构，也称组合结构，是钢材和钢筋混凝土组合而形成的混合结构体系，到现在为止，已经有三种结构体系得到了很好的发展，第一种是在一个钢结构高层建筑中涉及核心筒，第二种是将型和混凝土的组合构件运用到外筒体的密柱深梁中，第三种是混合竖向体系，就是建筑物的上部采用钢结构，中下部采用钢筋混凝土结构。

2、概念设计

2、1 概念设计的含义及其重要性

概念设计是对结构设计工程师和建筑师的一种能力的印证，它需要结构设计工程师和建筑师们在进行建筑设计时，有效的把握建筑的结构体系，不经过计算，就能从整体的角度对建筑结构的总体布置和抗震措施进行指导，仅从平面和立面的形式就可以对设计空间综合的进行协调，从而使最后的空间定形，无论是在功能要求，还是形式的需要方面都能与所设计的平、立面形式相吻合。当然，如果建筑师或者结构工程师想要进行结构的概念设计，他们首先就需要深刻的理解高层建筑结构的风作用、地震作用、场地土特征、结构的真实效应还有地震作用等以及其他的一些相关的基本概念。

2、2 结构概念设计的原则

在进行结构概念设计时，应该遵循的第一个原则就是全面考虑的原则，要巨无细遗的考虑到建筑设计中的方方面面，包括建筑结构和施工方面的考虑，从整体到局部都要进行很好的把握，更不能忽视他们之间的关系，还有建筑完成后带给使用者在视觉感受、功能使用方面、成本预算方面等的考虑。

从实际出发，结合当地的地域性特点，根据建筑即将坐落地区的自然条件、人文条件、历史文化、资源和材料限制等方面从现实的角度考虑建筑的结构概念。

高层建筑拥有自己的自重特点，要从减轻自重的原则出发，建筑结构所承受的荷载大部分都是来自建筑物本身的自重，减轻自重也就减轻了结构的负荷。要让建筑结构合理受力，荷载均匀分布，多跨连续、空间作用、刚性连接、超静定的受理系统都可以使结构的受力状况均匀分布，分析结构的受力状况时，还要从各部分结构构件的直接受力状况和整体结构的宏观受力状况分析。材料尽可能的选用以轴向应力为主的受力状态，合理的组织构件的截面。

优先选型，就是要优化结构体系，根据实际条件优化选择合适的基本构件，并确定他们的联系，确定构件的基本支撑做法。

2、3 高层建筑结构的抗震设计

所谓的高层建筑，我们完全看以把它想成是一个从地面抛向空中的悬臂挂件，它的高度就决定了这种建筑承受的水平的和竖向的荷载都要强于一般建筑物，对他的抗弯矩和抗剪力的能力在概念设计阶段就要考虑细致，高层建筑特殊的受力特点不同于低层建筑，高度越高，水平荷载越强，例如地震和风力产生的作用就会越强，因此在地震强区若想建造高层建筑，就必须要保证所有的结构，包括结构细部都具有足够的刚度和强度，还必须具有很强的抗震能力。

在框架结构体系中，梁柱的节点是这种结构体系的组合点，因此在增强抗震能力的环节中，节点也就成了关键部件，如果梁柱节点遭到破坏，那么框架结构的剪切脆性就会破坏，在节点处相交的梁和柱就会失效，“强柱弱梁”、“强节点弱构件”、“强剪弱弯”的设计原则，可以保证框架结构体系在地震的压力下还能保证足够强的延性和承载力，构造配筋、柱的轴压比，还有截面尺寸的选择，都可以影响到框架结构的抗震能力，尤其是对于节点的构造措施。

第9篇：高层建筑概念范文

关键词：高层建筑概念设计意义探讨

一概念设计意义

多高层结构概念设计的基本原则有结构简单、规则及具有足够的水平刚度和抗震能力；注重结构的整体性。概念设计的范围较大，即有大的方案选择，又有小的细节构造，应该贯穿在设计的各阶段和步骤中。概念设计是结构工程师通过自身的力学知识和工程经验，运用经无数事故分析，震害分析，模拟实验的定量定性分析及长期的困内外设计与使用经验分析、归纳、总结出来的具有基础性、整体性、全局性和关键性的设计基本原则、规定和方法。通过概念设计能够从宏观上确定结构设计的基本问题，在初步设计时把握建筑的概念性整体方案，明确结构总体系与各分体系之间的传力关系，加强结构整体性，保证结构成为高延性的抗震耗能结构。

二 概念设计的应用分析

⑴平立面形式是保证结构简单的重要基本条件。结构平面的布置必须考虑有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，做到受力明确，传力集中，尽可能减少扭转影响。许多震害表明，平面不规则不对称的建筑，无论是砌体结构还是混凝土结构都会因扭转产生而破坏。因此，简单、规则、对称、长宽比不大，平面外伸长度小的平面形式是理想的选择。这样做可使结构的刚度、质量和承载力分布均匀，质量中心和刚度中心宜重合，实现扭转效应的减小。建筑的立面形式以连续、简洁为宜，较大程度的内收、外挑或中间层部分构件不连续会造成结构的刚度和质量沿竖向分布不均匀，竖向抗剪承载力不连续，竖向刚度出现突变和不规则，对建筑结构的抗震不利。面对当前建筑方案中出现平立面不规则的情况，作为结构工程师应该运用概念设计的原则尽可能地与建筑工程师沟通，通过调整结构布置和加强构造措施等设计手段使结构趋于合理。

对于平面规则的结构，如果刚度中心偏心，仍会有扭转现象产生。这时可调整抗侧力构件，使其均匀布置，尤其是考虑具有较大刚度的楼梯间布置。另外，注意控制结构的周期比、位移比。周期比是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值，表明了侧向刚度和扭转刚度的相对关系；位移比是楼层竖向构件最大位移与平均位移的比值，是各楼层相对刚度大小的体现。控制它们可使结构的抗侧力构件平面布置更合理、更有效，使结构不出现过大的扭转效应。周期比超限时，当位移比满足要求时，可减小抗侧力构件的刚度，加大平动自振周期，对框剪和剪力墙结构，连接楼层端部横纵剪力墙，形成“T”型和“L”型，加大结构的抗扭刚度。位移比超限时，可提高结构的抗扭刚度和承载力，对于平面特别复杂和刚度相差悬殊的结构可设置防震缝。

⑵多高层建筑的结构体系应该具有足够的抵抗水平荷载和竖向荷载的能力，同时，还应具有良好的抗震承载力和变形能力，出色的耗能性能。笔者认为应注意以下几个方面。 a.形成明确的传力路径。多高层建筑结构体系应具备明确合理的传力途径，使作用在其上部的竖向及水平荷载能够直接传往基础，避免传力的迂回。其次尽可能形成简单正确的计算简图，减小计算模型与实际情况的差异。所以在具有转换层、错层、大底盘多塔等复杂结构体系中，概念设计更为突出。b.保证多道防线措施的运用。《抗震规范》要求结构体系应具有多道防线，通过合理处理结构刚度、承载力分布和构件的强弱关系，利用前道防线的破坏，消耗地震能量。改变结构的动力特性，减小地震作用，保证“大震不倒”的设防目标。实践表明：在纯框架结构中，增加钢或钢筋混凝土柱间支撑，利用支撑的屈曲耗能，能够成为第一道防线很好地保护框架柱子。在框一剪结构和剪力墙结构中，连梁的开裂和屈曲可消耗能量保护墙体，但前提必须加强连梁的抗剪性能，保证强剪弱弯，或者设置双连粱也能够起到良好的效果。多层砌体结构中设置罔梁和构造柱，在汶川大地震中再次验证了能够增大砌体延性，加强结构稳定性的抗震作用，成为砌体结构的第二道防线。多道防线作为概念设计对于防止结构倒塌具有重要意义，在设计中应予以足够的重视。c.真正实现强柱弱梁。强柱弱梁是保证结构延性的措施之一，即使塑性铰出现在梁端，形成梁铰机制，使得柱子不发生断裂，保证结构的稳定性。这一措施在《抗震规范》和《高规》具体表现为梁端弯矩设计值М。小于柱端弯矩设计值M，根据不同的抗震等级，满足M>M，为抗震调整系数。

但在具体设计中，由于考虑现浇楼板参与梁的受力，将粱的抗弯刚度增大1．5～2倍，同时梁的支座配筋率高甚至出现超筋，加上板的实际配筋，使梁的实际刚度增大，实际梁端承载力大于梁端弯矩。尽管通过柱端弯矩调整系数放大弯矩，但柱子的实际配筋往往以构造配筋居多。因此实际结构体系却成为强梁弱柱的柱铰机制，反而降低了结构稳定性。所以对于柱子可加大配筋，适当减小梁的截面尺寸和限制钢筋用量，将利用软件计算的梁端配筋调整系数取1.O，不再放大梁端的实配钢筋面积，考虑板钢筋的实际作用。这些是保证强柱弱梁得以真正实现的设计措施。

⑶结构的整体性是保证结构各体系及构件间共同工作的必要前提，结构空间整体刚度的大小直接决定了结构抗震能力的强弱。加强结构的整体稳定性，避免由于部分结构构件发生局部破坏而导致整体结构丧失承载力发生倒塌。a.保证楼盖的刚性要求。多高层建筑结构中，楼盖对结构的整体性起着非常重要的作用，它不仅要承受竖向荷载，而且作为竖向抗侧力构件的水平支撑，兼有向其传力和保证其协调工作的作用。尤其当竖向抗侧力结构布置不均匀、复杂或各抗侧力构件水平位移不同时，结构将更加依靠楼盖体系来保证抗侧力结构的协同工作。因此楼盖设计应采用现浇形式，尽量避免平面狭长、跨度或外伸长度较大，平面不规则，楼盖开大洞等情况。b.注重非结构构件抗震措施。非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备及其与结构主体的连接。虽然在抗震设防上非结构构件的破损程度允许高于主体结构构件，但其破坏和功能丧失也会带来严重的经济损失甚至危及人的生命安全

对非结构构件，其基本抗震措施有：加强与主体结构连接部位的预埋件、锚固件设计，以承受非结构构件传给主体结构的附加地震作用；优先选用轻质材料墙体作为非承重墙体，合理布置刚性非承重墙体的位置，避免结构形成刚度不均匀；填充墙体应采用有效措施与主体结构拉结，同时考虑减小对结构体系的不利影响，例如采用柔性拉结；通过设置连系梁、圈梁，构造柱等加强自身的稳定性和与主体的拉结。