高层建筑的特点精选(九篇)

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第1篇：高层建筑的特点范文

一、高层建筑的火灾特点

1、火灾蔓延快

（1）烟自效应 高层建筑的楼梯间，电梯井，管道井，风道，电缆井，排气道如果防火分隔存在问题，发生火灾时将像一座座高耸的烟囱，建筑高度越高，烟囱效应越强烈。

（2）可燃物品 在高层建筑中的高级旅馆、综合楼以及重要的图书楼、档案楼、办公楼、科研楼等室内家具及用品等，绝大多数是可燃的，一旦发生火灾，火灾迅速蔓延。

（3）可然建筑室内装修材料 高层建筑中，无论是宾馆、商场、办公楼，许多都采用可燃性材料，大多都是有机材料和复合材料进行装修。这些材料燃烧分解产生大量的有毒气体，同时还会产生大量烟尘及水蒸气等。这些气体和烟尘都会对人体产生危害作用严重影响了建筑物内人员安全疏散和消防员扑救，为火灾的发展扩大创造了条件。

（4）纵横交错的各种管道 高层建筑内设置的空调风管、排烟管道、电缆管道、吊顶等比较复杂，既有水平方向，又有垂直方向，这是火灾发生时烟气火势发展扩大的重要途径。

2、疏散困难性

（1）疏散距离长 高层建筑层数多，垂直距离长。一般高层建筑办公室，平均可容纳4000-5000人。由于垂直疏散距离长，数千人，甚至数万人若从整幢大楼疏散到地面，需要很长时间，少则几十分钟，多则几小时。

（2）蔬散手段有限 多数高层建筑的安全疏散主要还是依靠楼梯，而楼梯间若封闭不严，一旦窜人烟气，就会严重影响人员疏散。消防云梯车数量有限，高度也有限，不能完全满足高层建筑安全疏散和火灾扑救的要求。所以发生火灾时，从楼梯间疏散是室内人员疏散到安全地带的唯一手段。

（3）疏散人员集中 火灾时由于现场混乱状态的影响，受烟气的威胁，人的本能恐惧心理和逃生欲望都强烈暴露出来，人们便一窝蜂的涌向安全通道。大量的人流在楼梯间汇集后，极易发生拥挤堵塞，影响疏散安全。

3、火灾扑救难度大

（1）外部救援扑救进攻难 高层建筑发生火灾时外部进攻受限。现在的消防云梯车数量、高度有限，另一方面缺乏地面消防行动展开的场地。高层建筑的主题建筑周围往往设有裙房妨碍登高车全方位靠近主体建筑进行灭火救援活动，所以有些高层建筑上部楼层发生火灾，消防队员无法进行外攻。

（2）消防设施不够完善 高层建筑扑救要立足于自救，即主要靠室内消防设施。但由千目前我国经济技术条件所限，高层建筑内部的消防设施有些不很完善，尤其是二类高层建筑仍以消火栓系统扑救为主，因此扑救高层建筑火灾往往会遇到较大困难，并进而影响火灾的扑救。13.3登高困难50　m以下楼层发生火灾，消防队员尚可利用消防云梯车登高，在50m以上部位发生火灾，如果停电，消防电梯也失效，先放队员只能通过室内楼梯登高。消防队员负重登高，因体力因素，导致心跳加速，呼吸气喘，影响灭火战斗展开。而且通过楼梯间登高时，也会与楼梯间内往下疏散的人流相对撞，严重影响登高速度，延误灭火救援的战机。

（3）供水困难 高层建筑发生火灾，火灾用水量比较大，有时需要达到80L一120L/s，而如果大楼停电，消防泵失效或故障，室内供水系统无法满足要求，向上供水就极其困难。经灭火演练测试，三辆大功率消防车串联，通过水泵结合器供水，高度只能达到160m，通过水带直接供水，高度只有150m。何况登高铺设的水带，往往会被破碎而落的玻璃片刺破，使灭火供水受阻中断。

（4）排烟困难 高层建筑发生火灾时，由于风向、风力的影响，难以实施破拆玻璃窗进行自然排烟。采用机械排烟系统，也会受到如室外风压，室外空气温度与室内空气温度不同等气候条件的影响而难以达到理想的排烟效果。特别是停电或机械排烟系统发生故障情况一下，排烟就更为困难。大员的烟气笼罩在大楼内，对消防队员的灭火救援行动和室内人员的疏散造成严重影响。

二、高层建筑的防火对策

1、合理选择建筑用址和附属建筑的设置

（1）高层建筑应与城市消防站保持便捷联系，以便在发生火灾时，能及时报警，城市消防站能迅速出动并有效地组织扑救。

（2）宜远离火灾危险性为甲、乙类的厂房，甲、乙、丙类液体和可燃气体储罐以及可燃材料堆场。

（3）与周围建筑物保持足够的防火间距，防火间距应根据火灾时建筑辐射热对相邻建筑的影响，满足扑救要求和节约用地等因素确定。

（4）高层建筑宜设置环形消防车道，高层民用建筑宜与城市主次干道有机相连，使消防车能在最短时间内到达火场。

（5）合理布局裙房，不应布置高度大于5m，进深大于4.m的裙房，且在此范围内必须设有直通室外的楼梯间的出口。便于消防队员，消防车进行灭火救援。

（6）妥善安排油浸变电器，燃气、燃油锅炉房的位置，在总平面布置时，要十分注意防火安全。

2、加强防火管理，严格落实管理制度

（1）严格电气、燃气管理 要选用安全可靠的电器产品和燃气设备，不使用明火或电热丝的电器和燃器设备器具，电器设备及其线路和燃气设备及其管道按标准、规范要求安装铺设，不得擅自乱接、乱拉、乱装。供气管道在地面进人大楼前应设置紧急切断阀。

（2）严格明火管理 对施工、维修过程中必须进行的明火作业，必须经审批后方可作业。加强安全监护工作，在作业现场必须安排专人进行监护。对餐厅、餐馆的加热器具使用必须落实专人负责。对吸烟问题应制定有针对性的管理规定并落实。

（3）严格操作规定 对用火、用电、用气必须制定安全操作规程和管理制度。对涉及用火、用电、用气的操作人员，必须经过安全技术培训和安全责任心教育，使其具备良好的安全意识和操作技能，自觉遵守操作规程。

（4）严格维护保养制度 电气设备、燃气设备、机械设备等，必须定期维持保养，发现故障，及时修复使其始终处于良好状态。

3、控制火灾扩大措施

（1）水平防火分区 利用防火门、防火墙或防火卷帘等分隔物，严格按照规范要求，控制水平面内防火分区面积。

（2）竖向防火分区化 火灾不仅能水平蔓延，而且还能沿建筑物外墙各种井道、楼梯间竖向蔓延。对电梯井、暖通风井、燃气管井等竖向井道，必须采用相应耐火等级的防火墙、防火门、防火阀进行防火分隔，将每个竖井作为一个防火分区对待进行分隔。对中庭、外墙、玻璃幕墙应设置有效的防火门窗、防火卷帘进行分隔。

（3）装修材料应为阻燃材料 建筑装修和室内装修采用阻燃材料，是预防火灾扩大蔓延的有效措施，用于高层建筑室内墙面，隔断，地面应采用B1级材料，对于室内顶棚必须A级材料，局部造型装修需要，可采用B2级材料，安全疏散通道、楼梯间及其前室，避难区（间）等，其墙面、吊顶、地面均应采用A级材料装修。

（4）完善消防设施，达到消防自动化高层民用建筑内，除了安装消火栓，消防软管水喉外，必须按照规范系统，全面地设计火灾报警系统、自动灭火系统、自动防排烟系统，并根据不1司场所的特点选用消防设备，达到早期发现，将火灾消灭在初期阶段。

4、安全疏散避难措施

（1）疏散走道 逃离起火房间的人员进人走道后，应能较好地保障其顺利奔向防烟楼梯间的前室和楼梯间，为了缩短疏散时间，疏散走道应力求短捷，便于形成双向疏散。合理细致设计确定疏散通道的位置、安全疏散距离、疏散走道和门的宽度、高度，且不宜设置台阶。

（2）疏散楼样 为保证安全疏散，每幢高层建筑应设置至少两座防烟楼梯间，宜靠外墙布置，必须有采光和防排烟设施，疏散楼梯宜在电梯厅旁设置，应采用乙级或甲级防火门作为前室和楼梯间的门，门必须向外开启.并不应设置门槛。

第2篇：高层建筑的特点范文

【关键词】高层建筑 建筑施工混凝土控制高层施工混凝土施工

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

1．引言

随着经济发展速度的加快，城市建设也得到快速发展，各类高层建筑也不断涌现。在高层建筑中，由于建筑结构复杂，建筑施工工期较长，混凝土用量较大等特点，为避免施工后期出现质量问题，要加强对高层建筑的施工管理。由于高层建筑的特殊性，其混凝土控制手段也较为特殊，本文从高层建筑特点入手，分析了高层建筑混凝土施工控制要点。

2.高层建筑施工特点。

2.1.高层建筑结构特点。

在现代高层建筑结构中，一般可分为钢筋混凝土结构体系、钢结构体系、钢和混凝土混合结构体系以及钢和混凝土组合结构体系等。

（1）钢筋混凝土结构体系。

合理利用钢筋和混凝土这两种材料的功能，根据受力性能进行配比，这种结构在现代高层施工中，应用较多，因为其本身具有造价低、耐水性和结构灵活，可塑模性好，整体性能好等优点，由于这些优点，使得钢筋凝土被广泛应用于高层建筑结构中。

（2）钢结构体系。

钢结构因为构件截面较小和自重轻、抵抗地震性能好、工厂制作程度较高且建筑周期短等优点，被应用于高层建筑结构中。但钢结构材料较贵，造价高，而且易于锈蚀，抵御火灾能力较差，在施工设计时较复杂，由于上述缺点，导致钢结构在高层建筑施工中，未普遍使用。

（3）钢和混凝土混合结构体系。

钢和混凝土混合结构就是将钢构件和混凝土构件二者混合使用，互相取长补短，既利用钢结构的硬度高，又利用了钢筋混凝土拥有的较大刚度的抗推性和抗剪承载能力。钢和混凝土混合结构，可以形成高效的抗侧力体系，同时因为用钢量较少，造价较低。对于此类结构，一般被应用到30-80层的高层建筑施工中。

（4）钢和混凝土组合结构体系。

由型钢混凝土结构和钢管混凝土结构组成的结构，为钢和混凝土组合结构，其拥有承载能力较高，具有较好的抗裂性和抗震性能。一般在高层建筑的底部或者用于跨度比较大的部分。

2.2高层建筑施工特点。

（1）高层建筑施工规模庞大，施工工期较长，施工成本高。

高层建筑建筑面积大，对各类建筑材料使用量较大，建筑施工期间需要消耗大量的人力、物力和财力；加上高层建筑施工工期较长，施工单位需要投入更多的资金来给付建筑施工的消耗，这样就无形之中增加了施工单位的成本压力，如果一旦工程出现延期，就会导致建筑工程投资成本的增加，影响了投资收益。

（2）建筑施工难度较大。

高层建筑为了保证结构的稳定性，需要进行基础开挖，要选择多种基础方案。同时为了利用地下空间的需要，还会增加地下室的开发，这导致高层建筑的基础需要埋置更深，地基处理较为复杂，对深基础开挖和支护技术要求较高，也增加了施工难度。

（3）施工工期长，难避免气候的影响。

高层建筑由于建模面积大，需要较长的施工工期，在这种情况下，就难以避免出现在冬季或雨季进行施工，当建筑高度增加时，施工难度也越来越大，作业环境也越来越恶劣。气温变化和低温天气都对高层建筑施工造成影响。

（4）施工空间较小，组织难度高。

高层建筑的施工是在一定的空间内，随着建筑高度的增加，施工空间变的狭小，不利于施工的组织和安排。同时，高层建筑施工需要突出解决材料、施工机具、设备和人员的垂直运输，并做好防止物体坠落事故。

（5）施工要求高。

高层建筑施工通常是采用钢筋混凝土为主要结构，对钢筋混凝土施工是采用现浇的方式，这就要求对各种施工模板、混凝土强度等级、结构安装、钢筋连接以及建筑制品安装等施工技术要符合高层建筑施工特点，相对于底层建筑来讲，高层建筑施工要复杂的多，施工要求也要高很多。

（6）项目复杂，管理杂乱。

高层建筑的工程项目内容繁杂，其施工工种多、施工项目多、施工技术应用多、施工机械设备投入多等等都是需要大量的人、物、设备的消耗和投入，这无疑增加了管理难度。加上技术层面要求严格，在设计、施工、检查中需要进行多方面考虑，同时也需要多部门配合和协作。尤其是对于一些比较复杂的大型高层建筑，通常都存在一边设计一边进行施工准备，一边开始准备一边开始施工的现象，由于工程量大，施工层包单位多，导致各部门出现协作困难，加大了管理难度。

3.高层建筑混凝土控制要点。

3.1高层建筑中混凝土质量问题。

在现阶段的高层建筑施工中，混凝土主要质量问题是产生裂缝。高层建筑一旦出现裂缝，对导致混凝土强度和抗渗性无法达标，容易形成功能缺陷。高层建筑混凝土产生裂缝通常有三个因素：

温差裂缝：在高层建筑的大体积混凝土中，水泥在水化的过程中，需要释放热量，但由于混凝土的体积较大，其内部的热量发生聚集无法及时排除，导致在混凝土的表面形成温差，一旦温差较大就形成了温差裂缝。

收缩裂缝：在高层建筑混凝土中，混凝土在硬化过程中，发生收缩应力，其收缩应力超过水泥混凝土最大抵抗强度就形成收缩裂缝。同时，由于选用水泥的标号不同，也会容易形成收缩裂缝。

安定性裂缝：在大体积混凝土中，水泥在硬化过程中出现不均匀的体积变化，导致混凝土发生龟裂，出现膨胀性的裂缝。

3.2高层建筑混凝土质量控制措施。

（1）混凝土强度控制。

在进行高层建筑施工前，要根据混凝土的不同强度，结合设计要求和实际情况进行配比的研究，通过工地实验室的配比实验，找出离析小强度高，符合设计质量的配比率，并通过验证，确定配比率是否符合建筑物质量要求。要根据《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107）规定，对施工中使用的混凝土进行强度检查和评定，选用同一种强度进行配比和生产工艺实验。同时要根据建筑施工工期和养护天气等因素，确定混凝土强度，必要情况下，要超过设计标准进行配比和评定。在高层建筑施工中，通常是采用泵送水泥混凝土施工方式，虽然可以提升施工效率，保障施工工期，但同时更要注意泵送水泥混凝土的强度控制，不能出现只顾施工工期，忽视施工要求。

（2）混凝土材料控制。

高层建筑混凝土材料是影响混凝土质量的主要因素，也是关键所在。对混凝土的材料要严格控制，对砂、石的含水量和含泥量都要进行控制和检测。特别是在混凝土浇筑中，由于水的加入使混凝土具有可塑性，这就要求混凝土拌合用水不能掺杂其他过量的酸、盐、碱等矿物质和有害成分。通过加强对各材料的选用，提高混凝土配比准确性，降低混凝土的离析性能。

（3）混凝土施工控制。

落实混凝土施工工序是混凝土施工要求的保证。在高层建筑施工中，混凝土施工需要有专业技术人员在施工现场进行指导，根据施工设计图纸要求，对施工全过程进行监督，保障施工质量。现场监督人员要对施工方案进行把关，对混凝土浇筑工艺和施工质量进行严格督导，对混凝土浇筑、振捣、支模、拆模等工艺要进行检测，督促施工人员根据施工图纸和施工要求进行合理施工，提升混凝土强度。同时要根据设计要求，做好混凝土养护工作，避免出现养护不足导致建筑物出现质量问题。

4．结束语

高层建筑具有特殊性，其施工难度较大，工期长，对各项资源消耗较大，施工投入也较多。对高层建筑混凝土进行施工控制，能有效提升高层建筑质量，保障高层建筑投资收益。

参考文献：

[1] 黄锦富 高层住宅建筑中砼灌注桩施工质量的控制研究 [期刊论文] 《科技与生活》 2010年8期

[2] 马成山 浅议控制高层施工主体砼施工质量措施 [期刊论文] 《投资与合作》 2012年12期

[3] 曾海明 高层建筑结构转换层施工技术[期刊论文] 《商品与质量·建筑与发展》 2010年12期

[4] 贺西安 试论大体积砼的施工技术及防裂缝对策 [期刊论文] 《商品与质量：建筑与发展》 2012年5期

第3篇：高层建筑的特点范文

关键词：高层建筑 结构设计 问题分析

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

一、高层建筑各专业设计的协调

高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程，涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节，参与高层建筑设计的工程师都深深体会到，对于每个专业单独而言是最完美的设计，但结合在一起却不是优秀的设计。 “建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分，高层建筑设计既是各个专业自我完善的过程，也是各个专业之间互相协调的过程。我们认为在方案设计、初步设计阶段一般应以建筑专业牵头进行各专业协调，在施工图设计阶段则应以结构专业为主进行各专业协调。高层建筑结构设计除了采用合理的结构体系，先进的计算技术外，大量的工作是搞好与其它专业的协调，以便保证结构计算简图的实现。

二、高层结构分析设计特点

（1）水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房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，仅与楼房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引起的轴力，是与楼房高度的二次方成正比；另一方面，对某一定高度的楼房来讲，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，其数值则随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(2)轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值对下料长度进行调整。另外，会对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

(3)侧移成为控制指标。与较低的楼房不同结构侧移已成为高层建筑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。

三、高层建筑的结构体系分析

(1)框架一剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，因而便形成了框架一剪力墙体系。在该体系中，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，所以，框架一剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

(2)剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。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。剪力墙体系的强度和刚度均比较高，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一剪力墙体系。

(3)筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为简体体系，包括单简体、简体一框架、筒中筒、多束筒等多种形式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。简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。

四、高层建筑结构设计的问题分析

（1）结构选型①结构的规则性问题。新规范对这方面的内容有了较大的变动，增加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时必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。②高度问题。按我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定，综合考虑经济与适用的原则，给出了各种常见结构体系的最大适用高度。对结构的总高度均有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A 级高度的建筑外，增加了B 级高度的建筑。随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。③嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有2 层或2 层以上的

地下室和人防设施，嵌固端有可能设置在地下室顶板或人防顶板等位置。在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由于嵌固端的设置带来的一系列需要注意的问题，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固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等。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留下安全隐患。④短肢剪力墙的设置问题。在新规范中，将墙肢截面高厚比为5—8 的墙定义为短肢剪力墙，且根据试验数据和实际经验，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，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

（2）地基与基础设计。地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，这不仅仅是因为该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时也因为地基基础是整个工程造价的决定性因素。由于我国幅员辽阔，地质条件相当复杂，仅依据GB50007--2002{地基基础设计规范》，无法对全国各地的地基基础均进行详细的描述和规定，而地方性的“地基基础设计规范”则能够将各地的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

（3）结构计算与分析。在这一阶段，如何准确、高效地对工程进行内力分析并按照规范的要求进行设计和处理，是决定工程设计质量的关键。由于新规范中对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此对这一阶段比较常见的问题应该有一个清晰的认识①结构整体计算的软件选择。在进行工程整体结构计算和分析时，必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可

以作为参考的，哪个是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时问和精力，而且有可能使结构存在不安全隐患。②是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新旧规范中均已涉及，只是新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。③振型数目是否足够。由于在旧规范设计中并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否需要调整振型数目的取值。④多塔之间各地震周期的相互干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘、多塔楼的高层建筑类型大量出现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个

整体并按多塔类型进行计算还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。⑤非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在着一些由于建筑美观或功能要求而非主体承重骨架体系以内的非结构构件。在对这部分非结构构件尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。

第4篇：高层建筑的特点范文

关键词：高层建筑；结构；设计

Abstract: The article will combine with years of practical experience; engineering design and construction of high-rise buildings are analyzed and discussed, for reference. Key words: high-rise buildings; structure; design

自十九世纪至今，高层建筑已逐步成为了建筑工程施工领域的主流趋势，特别是我国近年来随着经济的迅猛发展，以及城市化规模的不断壮大，高层建筑已在各行政区域内随处可见，并成为了一个城市发展水平的标志性参考准则。高层建筑工程的快速发展，不仅促进了城市化发展速度的加快，更促进了建筑工程技术领域的不断革新，随着国家和人们对于高层建筑的工程质量、施工标准、作业环境等的要求不断提升，高层建筑工程施工也面临了众多的机遇与挑战。下面本文将以一定的建筑实例为例，从高层建筑的建筑设计结构特点和剪力墙的设计两面进行简单的论述。

1 高层建筑工程的结构设计特点分析

高层建筑工程能否顺利的实施建设、其各项建设项目能否达到最优化的配置、各项建筑指标是否符合国家相关标准等的关键都在于高层建筑的结构设计阶段。作为重要的阶段性环节，为保证设计的合理性，在结构设计阶段需对结构的延性、水平荷载、建筑物的侧移、轴向变形等因素进行综合性考虑。

在对水平荷载因素进行分析设计时应注意以下两方面影响性因素：第一，一般而言在高度一定的建筑住宅工程的设计时，其竖向荷载值基本上为定制，当风荷载和地震作用作为其目标时，其荷载值将随着结构动力特性的变化而进行大幅度的变化；第二，因楼房自重与楼面的使用荷载的共同作用所形成的竖构件中的轴力、弯矩的数值与楼烦高度成正比；当水平荷载因对结构结构产生倾覆力矩而引起的竖构件中的轴力，则是与楼房高度的二次方成正比。

对于高层建筑的轴向变形，主要考虑构件剪力和侧移产生较大的影响，与考虑构件竖向变形相比较，会得出偏于不安全的结果。另外对于竖向荷载数值较大，能够在柱中引起较大轴向变形，从而对连续梁弯矩产生较大影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大，还会对预制构件的下料长度产生较大的影响，根据轴向变形计算值，对下料的长度进行调整。

关于高层结构还需要考虑建筑会出现的侧移现象，因为随着楼房高度的不断增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度内。与较低的楼房不同的是，结构侧移已经成为高楼结构设计中的关键因素。所以还需要了解结构的延性，为了使得建筑物牢固、可靠，具有很强的变形能力不会出现楼体倒塌等严重事故，就需要注意结构的延性。因为结构在进入塑性变形阶段后依然具有比较强的变形能力这就必须在构造上采取恰当的措施，以确保建筑结构具有足够的延性能力。相对较低的楼房，高楼结构在地震作用下的变形更大。

2 高层结构的剪力墙

很多人只看到高层建筑物，但还不明白其构造原理。现今的高层建筑，很多都是剪力墙构造的。那么什么是剪力墙呢？它有什么样的结构效能呢？一般建筑物中的竖向承重构件都是由墙体承担的，这种墙体既要承担水平构件传来的竖向重力，还要承担风力或地震作用传来的水平方向的地震作用力。剪力墙由此而生，这种墙体除了最基本的能避风避雨外，还能抗震。高层的剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，在设计墙体的时候，要考虑平面布置和结构布置两方面的因素，需要同时满足这两方面的要求。高层建筑的剪力墙结构体系要求有很好的承载能力，并且要具有较好的整体性和空间性能，相对框架结构而言，剪力墙要有较好的抗侧能力，那么对于高层建筑就需要选用剪力墙结构。高层建筑的剪力墙结构优点有侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，但是其缺点是剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不是很灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性相对而言比较差。一般适用住宅、公寓和旅馆。剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可以节约一些高层建筑的成本。剪力墙所承受的竖向荷载，一般是结构自重和楼面荷载，通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除了在连梁（门窗洞口上的梁）内产生弯矩以外，在墙肢内主要产生轴力。可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。框架结构和剪力墙结构，两种结构体系在水平荷载下的变形规律是完全不相同的。框架的侧移曲线是剪切型，曲线凹向原始位置；而剪力墙的侧移曲线是弯曲型，曲线凸向原始位置。在框架-剪力墙（以下简称框－剪）结构中，由于楼盖在自身平面内刚度很大，在同一高度处框架、剪力墙的侧移基本相同。这使得框-剪结构的侧移曲线既不是剪切型，也不是弯曲型，而是一种弯、剪混合型，简称弯剪型。假设有向右的水平力作用与结构，在结构底部，框架将把剪力墙向右拉；在结构顶部，框架将把剪力墙向左推。因而，框-剪结构底部侧移比纯框架结构的侧移要小一些，比纯剪力墙结构的侧移要大一些；其顶部侧移则正好相反。框架和剪力墙在共同承担外部荷载的同时，二者之间为保持变形协调还存在着相互作用。框架和剪力墙之间的这种相互作用关系，即为协同工作原理。

3 现实中高层建筑剪力墙设计的实例

高层剪力墙要考虑建筑物的布置、配筋结构、墙体钢筋配置、边缘构件的设置和合理的配筋因素，这些都是高层建筑中需要认真考虑的环节。对于高层建筑的剪力墙其布置要合理匀称，要求其整个建筑物的刚心和质心重合，至少要趋于重合，并且其水平方向的两个轴的刚重要比较接近。

关于高层建筑中剪力墙的布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且水平方向两个轴的两向的刚重比的值是比较接近的。我们设置一栋高层建筑时候，其结构布置必须要避免出现一字型的剪力墙，因为那样的墙抗震效果不理想，同时也注意不要出现长墙，长墙也不利抗震效果。应该避免楼面的主梁平面外搁置在剪力墙上，如果无法避免则需要将剪力墙的适当部位设置成暗柱，当梁的高度大于墙体的厚度的 2.5 倍时，就必须计算暗柱的配筋参数，由于高层建筑物的转角处应力比较集中，如果可以的话两个方向都要布置成长墙，所以高层建筑物的转角处的墙肢应该尽可能的长。

对于墙体的配筋，结构要设置得合理才能控制剪力墙的配筋，这么做可以节约建筑成本，且安全耐用。高层建筑剪力墙的墙体配筋，一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧，这样便于施工。同时其配筋要能满足计算和规范建议的最小配筋率要求。对于剪力墙体的边缘构件，要求对于一、二级的抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件。对于普通的剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，为了能保证质量和安全，根据个人经验建议对于加强区应该加强0.7%，而一般的部位应该加强0.5%。但是，对于短肢的剪力墙，控制配筋率加强区应该加强 1.2%，其一般部位应该加强 1.0%。特别注意，对于小墙肢其受力性能较差，应严格按高规控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵向钢筋配筋率加强区应该加强1.2%，一般部位应该加强1.0%；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋。

参考文献

第5篇：高层建筑的特点范文

关键词：转换层；结构设计；特点；注意事项

一、概括转换层结构的几种型式及其设计特点

目前高层建筑的发展趋势，既集吃、住、办公、娱乐、购物、停车等多功能为一体的综合型建筑。但由于空间功能的复杂化，使得建筑结构也随之变化。为了适应上部小空间下部大空间的功能需要，需在两种结构的交接部位设置过渡结构，也就是所谓的转换层。因高层建筑结构的多样性，也呈现多种形式：

1.1 转换层形式一：板式转换

整体来讲，板式转换的力学性能和经济指标均较差。当上下轴网变化但仍正交时，可采用正交主次转换梁的结构型式来实现转换。板式转换最大的优点是可以在转换层以上随意布置结构型式和轴网，特别适用于建筑物上下部轴网错位复杂甚至互不正交的情况。由于抗剪和抗冲切的需要，转换板厚一般在2M以上，这一方面造成转换层质量和刚度的突变，在地震作用时结构反应增大，转换层上下相邻层更成为结构薄弱层，不利于建筑物抗震；另一方面由于自重和地震作用的增加，下部竖向构件的荷载明显增大，设计难度大。

1.2 转换层形式二：梁式转换

实际工程中，转换层常兼作设备层，转换梁腹部要开设洞口以便设备管道的通过，因此转换梁的计算模型可根据开洞与否以及洞口的相对大小分别取为实腹梁、开孔梁、双梁和空腹桁架等。梁式转换具有传力路径清晰快捷，施工方便，构造简单，工作可靠等特点，转换梁的截面尺寸主要由其抗剪承载力决定，但可通过加腋或采用钢骨混凝土、预应力混凝土等方法来减小截面尺寸。在进行转换梁设计时，要特别注意对转换大梁与上部结构共同工作程度的分析。

1.3 转换层形式三：桁架转换

桁架分为空腹桁架与实腹桁架两种。桁架转换层与梁式转换相比，受力状态更明确，可使用空间更大，自重小，抗震性能好，但其节点设计难度大，“强斜腹杆、强节点”是桁架转换层设计的基本原则，而节点的受力状态复杂，容易发生剪切脆性破坏，造成计算配筋多，施工不便，限制了桁架转换的应用。

1.4 其它转换型式

其它转换型式包括：

①巨型框架它由竖向筒体或巨型柱与一道或多道大梁组成，具有良好的抗震性能，是目前国内建筑结构发展的一个重要方向。巨型框架要采用模拟施工过程的设计方法，在未形成巨型结构之前应合理地解决临时支撑和保证足够的抗侧刚度；巨型梁以下几层范围内的柱内存在拉应力，应按受拉构件进行设计。

②斜柱转换式可以较好地发挥混凝土的受压性能，形成更多更好利用的建筑空间。斜柱转换中会产生较大的水平荷载，在实际工程中可以结合建筑物的平面布置，通过加设圈梁或拉梁，使其以最短的路径相互平衡，转换斜柱尽可能通过较多的楼层，以减小其在上下楼层产生的水平力，使转换层设计更加方便。

二、高层建筑转换层结构的设计原则

转换层结构的概念：指在整个建筑结构体系中，合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系，为了满足城市建筑功能的要求，那么结构必须以与常规方式相反进行布置，上部小空间，布置刚度大的剪力墙，下部大空间，布置刚度小的框架柱。转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变，地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节，对结构抗震不利，所以在设计转换层结构时应遵循以下原则：

（1）布置转换层上下主体竖向结构时，注意使尽可能多的上部竖向结构能向下落地连续贯通，尤其框架核心筒结构中核心筒应上下贯通.

（2）弱化上部，强化下部，抗震设计时应保证转换层上、下部主体结构的总剪切刚度比值满足下式 ：式中： 分别为转换层上部第I 楼层、下部第J 楼层的主体竖向结构总剪切刚度。

（3）尽可能减少需结构转换的竖向构件，直接落地的竖向构件越多，转换结构越少，转换层造成的刚度突变就越小，对结构抗震更有利。

（4）优化转换层结构。选择具有明确传力路径的转换层结构型式，以便于结构分析设计和保证施工质量。

（5） 将转换结构作为整体结构中一个重要组成部分采用符合实际受力变形状态的计算模型进行三维空间整体结构计算分析.必要时可采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算。

三、转换层结构设计中应注意的问题

3.1与建筑专业的相配合

为了满足建筑的需要，因此高层建筑转换层结构型式的选择必须与建筑相互配合。

（1）转换层结构型式的选择应与建筑外观相结合，如巨型框架、拱式转换等型式不仅具有良好的受力性能，而且能满足该类型建筑外观的要求；

（2）转换层结构必须服从于建筑功能的实现，实际工程中常常将设备层兼作转换层，此时转换层中要有足够的空间让设备管道通过，当洞口尺寸超出开孔梁允许范围时，宜用实腹或空腹桁架代替梁式转换。

3.2 转换层结构刚度的合理选择

在进行转换层结构设计时，存在着转换层结构刚度合理值的问题。当转换层刚度过大时，一方面引起地震反应和结构竖向刚度的突然增大，使转换层上下层处于更加不利的受力状态，另一方面材料用量增加，结构经济性不合理。当转换层刚度过小时，上部框支部分的竖向构件与其它竖向构件之间可能出现较大的沉降差，从而在上部结构中与该部分竖向构件相连的水平构件中产生明显的次应力，导致其配筋增加。

3.3 转换层下部主体结构的刚度分布

对于转换层结构来说：竖向刚度突变也是最复杂的问题，是不可避免的。为了保证转换层结构上下层主体结构的总剪切刚度满足要求，抗震设计时，常常要采用加大转换层下部主体结构竖向构件截面尺寸、提高其混凝土强度等级、增设剪力墙等方法。

四、注意事项

4.1 结构转换层型式多且各具特点，设计时应结合工程实际情况加以选用，对于复杂工程可采用多个方案综合比较和选用的方法。

4.2 注重转换层结构的概念设计，合理的结构平面和竖向布置可以从整体上形成良好的抗震体系，保证建筑物的安全性和经济性。

4.3在框架，框架或短肢剪力墙，框架的正交主次转换梁式转换层设计中，应注意选择适当的转换梁刚度，减小由于转换次梁的支座沉降引起的次应力。

4.4在加强转换层下部结构时，要避免由于刚度分布不均匀引起扭转或刚度过于集中而导致不安全。

五、结束语

高层建筑体现一个城市建设的基本特色，承载着城市发展过程的信息。为此，高层建筑的发展也是塑造城市新特色的重要条件。然而如何将现代的高层建筑更更好的与城市建筑中的各个因素相应的结合起来，有效地把建筑风格融合到城市的环境中去设计，是每个建设者需要考虑的问题。

参考文献：

第6篇：高层建筑的特点范文

【关键词】普通高层建筑；电气设计；自动报警；自动灭火；分析

1 高层建筑的高低压供、配电系统设计的要求性

（1）为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件负荷等级而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，视具体情况，设置还须装设应急备用柴油发电机组，并要求在 15秒钟内自动恢复启动供电，保证事故照明、疏散照明、重要计算机电脑设备等设备的事故用电。

（2）由户用电表开并户内配电箱向室内配电的回路，应以照明、空调及其它电器用插座分三个回路为基本回路，除以上三个回路外，尚应根据地区条件和工程要求增设厨房电器具专用回路，以及卫生间电热水器专用回路。

2 电气照明设计的重要性

在电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。现代建筑物中，使用定时器，传感器，或光敏元件来实现照明自动控制功能是普遍的。选用各种建筑物自动化系统来触发照明电路和接触器。

3 防避雷与接地间的设计

现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然存在不少争论，但也在工程上得到不少实际应用。高层建筑物的防雷接地、电气设备系统的接地、电子信息系统接地、屏蔽接地及防静电接地应采用一个总的共用接地装置。共用接地装置优先采用大楼建筑物砼结构内的钢筋混凝土内的钢筋、金属物件及管道等自然接地体，但严禁利用输送可燃气体的管道。其接地电阻应≤ 1Ω。若达不到要求，可增加人工接地体或采用化学降阻法，使接地电阻≤ 1Ω。

4 电梯安装供电的设计

电梯机房一般设置在井道上面。普通电梯的梯井可连通或设开口相连同。电梯按使用功能分，普通电梯、消防电梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。现代高层建筑的电梯，为了提高输送能力和缩短候梯时问，一般都采用高速或超高速电梯，分组实行电脑群控。为提高运行的稳定性和舒适感，客梯都是选用直流电动机驱动。电气控制设备由制造厂成套供应，电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。其中在进行电梯设计时一定要做好配电设计、主开关选择、电气照明、通风装置和插座设置及与火灾自动报警系统的联动控制等相关问题。

5 电脑智能化系统的设计

一般包括楼宇自控系统、综合布线与计算机网络系统、火灾报警与消防联动控制系统、安全防范系统、广播音响系统、汽车库管理系统、无线通讯系统、程控交换机系统、因特网接人入系统、电视系统、视频点播系统、办公自动化系统、物业管理系统、计量三表系统、系统集成平台与各子系统的连接等十余个子系统。在有些高层建筑中还会遇到小区域无绳电话系统、无线对讲系统、酒店电视综合服务系统等。虽然具体到一个项目子系统的多少会由于建筑性质、投资规模等因素的不同而有所增减。电脑智能化系统的地位十分重要，首先其设计方案应在技术上先进，在经济上合理。也就是说设计方案应注意具有以下方面：

（1）实用性。既要满足实用要求又要使用方便。

（2）综合性。兼顾各专业、各系统的需要。

（3）扩充性。将来增加设置不致影响整体 。

（4）经济合理。指性能价格比好，开支不太高。

电脑智能化系统的建设要目标明确，其主要功能与目标大体包括以下方面：

（1）坚持以人为本，按人体的需要布置操作空间，适当设置辅助设施，使人感到机房环境舒适整洁，轻松愉快。

（2）通过中央数据库实现尽量多的信息共享与交换。

（3）简捷控制机电设备工作流程。

（4）各智能化子系统的运行状态一目了然，报警信号醒目悦耳，设备维护方便。具备机房设备的工作条件，满足其长期、稳定运行的要求。

（5）通过集成接口实现系统内部的系统联动。

（6）保证高层建筑的信息传递高速、畅通，重要信息直观。

（7）将各智能化子系统有机集合，形成性能良好的一个整体。电脑系统安全措施包括防非法侵入网络、防雷、接地、防火、防停电、防静电等内容，这些都是保证设备安全运行的必不可少的重要条件。

6 消防自动报警和灭火系统的设计

按国标 G B 5011698《火灾自动报警系统设计规范》要求，建筑物作为火灾自动报警系统的保护对象，共分三级，即特级、一级、二级。按规定，我国的建筑高度为 24米及以下的公共建筑物、9层及9层以下的居住建筑包括设置商业服务网点的居住建筑的消防系统设计按国标《建筑设计防火规范》执行；10层及10层以上的居住建筑、建筑高度超过24m的公共建筑）24～100米高的建筑物按国标《高层民用建筑设计防火规范》执行，地下工业或民用建筑按《人民防空工程设计防火规范》执行。国标这2本规范是属于强制性技术规定，是约束业主、设计单位、施工单位和验收单位的共同标尺，必须严格执行。超高层建筑尚无相应国标，在实际工作中只能参照有关国标及国际标准，按照当地消防主管部门意见，本着安全第一的精神，尽量仔细周详地完成设计工作。现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。

（1）关于消防自动报警和自动灭火系统的设计应从以下几方面入手：报警探测器安装、报警手段、自动灭火方面、手动灭火方面、通讯设备、挡烟垂壁的防排烟设备及正压送风设备的联动设置以及避难层的消防安排等。

（2）高层建筑中防火重要方法

防火阀设置都是为了防止烟火沿风管蔓延而设置，因而一般在通风机房外侧装设。特殊情况下，通风风管被允许进入或穿越电气设备间，此时在电气设备间过墙处的风管上的墙内、墙外要各设一个防火阀，使设备间的烟火不能外传，也不允许外面的烟火导入设备间。在平时防火阀处于常开状态，火灾初起时一旦管中气温超过 70℃，管道上的防火阀叶片在电磁动力作用下翻转 90度，阻断管道。灭火结束，防火阀重新恢复常开状态。

第7篇：高层建筑的特点范文

【关键词】高层建筑；结构特点；体系

前言

随着城市化进程发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为建筑工作人员，必须充分了解高层建筑结构特点及其结构体系，只有这样才能使高层建筑达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。

一、高层建筑结构的特点

（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。

（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。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。

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8篇：高层建筑的特点范文

关键词：高层建筑；结构设计；结构体系

Abstract: The structural design of high-rise building is a long-term, complex or iterative process. This paper discussed the main issues in the design of high-rise buildings.Key words: high-rise buildings; structural design; structural system

中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

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。

1.结构类型

1.1结构的规则性 新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，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，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”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。 1.2结构的超高在抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。 1.3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，因此，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，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固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，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。

2.高层建筑结构设计的特点

2.1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。

2.2侧移成为控制指标

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。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:

2.2.1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。

2.2.2使居住人员感到不适或惊慌。

2.2.3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。

2.2.4使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

2.3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。

2.4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。

3. 结构计算与分析

3.1结构整体计算的软件选择

目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件 。3.2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。 该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。 3.3振型数目是否足够。 在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。 3.4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。

3.5非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大。因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。 4. 高层建筑的结构体系

4.1剪力墙体系

当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。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。

4.2框架―剪力墙体系

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,便形成了框架―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。框架―剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。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,所以框架―剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

4.3简体体系

凡采用简体为抗侧力构件的结构体系统称为简体体系,包括单简体、简体-框架、筒中筒、多束筒等多种型式。简体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。简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。

第9篇：高层建筑的特点范文

【关键词】短肢剪力墙；异形柱；结构

1.短肢剪力墙结构

短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。

这种结构型式的特点是：

①结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾。

②墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置。

③能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单。

④连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽。

⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。

对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广，但对墙肢较长的短肢剪力墙，应该用空间杆-墙组元程序进行校核。

在进行以上分析后，这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。

（1）由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小，设计时宜布置适当数量的长墙，或利用电梯，楼梯间形成刚度较大的内筒，以避免设防烈度下结构产生大的变形，同时也形成两道抗震设防。

（2）短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率。

（3）高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢。

（4）各墙肢分布要尽量均匀，使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近，必要时用长肢墙来调整刚度中心。

（5）高层结构中的连梁是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁要求，控制砼压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决，按强剪弱弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。

2.异形柱结构

异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

这种结构的特点是：

①由于截面的这种特殊性，使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异。

②对于长柱（H/h>4）可以不考虑剪切变形的影响，控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好。而对短柱（H/h

③异形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力，这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，而该剪应力的存在，使柱肢易先出现裂缝，也使得各肢的核心砼处于三向剪力状态，它使得异形柱较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显。

④特别是异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差。

在进行异形柱结构设计时，除满足高规中对结构布置要求外，还应注意几个方面的问题：

2.1异形框架的计算

由于其截面的特殊性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，按砼设计规范计算，特别是在框—剪，框—筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小。

2.2轴压比控制

对框架结构，框-剪结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。由试验结构分析，柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。

在高轴压比情况下，增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小，因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要，特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合，剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝，产生腹剪破坏，加上异形柱多属短柱，这些导致异形柱脆性明显，使异形柱的延性普遍低于矩形柱，因而对异形柱的轴压比要严格控制。

当高层建筑的高度进一步加大时，其水平力的影响会愈来愈显著，对结构的延性要求也愈高。由天津大学土木系对异形柱延性资料可知，影响异形柱延性的因素比普通柱要复杂，且不同的柱截面形式，如L型、T型、十字型，在相同水平侧移下，其延性性能也有较大差异，因而，轴压比控制应参考天津规程。但天津规程的控制过于繁锁，在结构计算中，柱的纵筋与箍面的直径还没有设定，因而箍筋间距与纵筋直径的比值还无法确定。为在实际工作中便于使用，可按不同的截面形式（L、T、十字型）与不同的抗震等级两项指标从严控制，对低烈度地区的这类结构是能够满足其延性要求的。

2.3配筋构造