高层建筑结构概念精选(九篇)

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第1篇：高层建筑结构概念范文

【关键词】高层建筑；结构设计；概念设计

一、工程概况

日出钱塘公建，位于杭州钱江新城。主楼地上三十七层，地下二层，裙房四层，建筑物檐口高度为149.300米，主体结构为钢筋砼外框-核心筒结构体系，为A类高层建筑，结构的设计使用年限50年。

二、概念设计的意义

在高层建筑结构设计内容中主要包括：结构方案设计也就是本文中提到的概念设计，结构分析计算，施工图设计三个阶段，其中结构概念设计是运用人的思维和判断能力，不仅要经过周密的数值计算，还要根据建筑物重要性，所在的地点、地质勘探报告、场地类别、高度、层数来确定结构的形式，在确定结构形式之后，根据不同的结构形式的特点和要求，按照或参照《高层规程》JGJ3-2002布置合理的结构承重结构体系和受力构件，因此，一个成功的概念设计，往往是结构设计达到既安全又合理、经济的必要的步骤。

三、设计依据

12005年8月10日甲方提供的《杭州日出钱塘公建岩土工程勘察报告》。

2本工程结构设计采用的国家颁布的现行主要标准、规范及规程：

(1) 《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）

(2) 《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）

(3) 《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）

(4) 《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）

(5) 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)

(6) 《钢结构设计规范》(GB50017－2003）

(7)浙江省《建筑地基基础设计规范》(DB 33/1001-2003)

四、建筑结构设计

1、结构形式

主楼采用钢筋砼框架－核心筒结构体系，外框柱与内筒之间采用宽扁梁体系连接。主楼结构高宽比为4.3，平面长宽比为1，内筒边长与总高度比为1/12，内筒面积与整层面积比为1/5.4，地下室埋置深度大于1/15，均符合规范要求，且结构平面简单、规则，刚度和承载力分布均匀；竖向体型均匀，属A级高度钢筋砼高层；核心筒抗震等级为二级，外框抗震等级均为三级。裙房采用现浇钢筋砼框架结构，且与主楼连接成一体。框架构件抗震等级为三级，并特别加强四、五层的主楼竖向整体刚度。因主楼超高，为加强结构整体刚度采用加大角柱截面来加强外框筒刚度和延性；结构计算考虑扭转影响，采用弹性时程分析法作补充计算，确保结构安全可靠。因结构主要受风荷载控制，风载取值按重现期100年考虑，且宜根据风洞试验结果确定结构表面风压、风载体型系数和风振系数。地震考虑水平作用和扭转作用，并增加偶然偏心的影响，使构件承载力和稳定性及结构的层间位移在多遇地震的弹性分析下满足要求，又使结构的层间侧移和层间侧移延性比在罕遇地震的弹塑性分析下满足要求。

2、基础概念设计等级为甲级，桩基安全等级为一级。综合考虑上部建筑物荷重、工程地质条件及周围环境，本工程采用钻孔灌注桩，桩径800、1000、1200，以9－3园跞层为桩端持力层，桩端进入持力层深度不小于3.0d（d为桩径），有效桩长约为35m。抗压钻孔灌注桩采用孔底注浆技术。主楼采用桩径1200的抗压注浆桩，单桩竖向抗压承载力特征值7800KN；裙房采用桩径1000的抗压桩，单桩竖向抗压承载力特征值分别为4800KN（不注浆）、6000KN（注浆）；纯地下室部分采用桩径800、1000的抗拔非注浆桩，单桩竖向抗拔承载力特征值分别为1400KN、1700 KN。

3建筑材料

(1)混凝土

本工程主体混凝土的环境类别为一类，桩承台、地梁、地下室外侧墙、地下室顶板(覆土部分)、女儿墙、雨篷等外露构件为二类(a)。地下室底板地梁承台采用C40密实防水混凝土，地下室外墙、顶板及水池壁采用C40密实防水混凝土；平面构件五层及以下均采用C40砼；六层及以上均采用C30砼；竖向构件五层及以下竖向构件采用C55砼；六至十四层竖向构件采用C50砼；十五层至二十六层竖向构件采用C45砼；二十七层以上竖向构件采用C40砼。基础垫层：C15，圈梁构造柱：C20。钻孔灌注桩因桩身强度要求，除桩径1000的注浆抗压桩采用C35砼，其余均采用C30砼。

(2)钢筋、钢材

梁的主要受力钢筋采用HRB400级热轧钢筋，墙柱板主要受力钢筋采用HRB335级热轧钢筋，分布构造筋或箍筋一般采用HPB235级钢，预应力筋采用15.20高强低松驰钢绞线。预埋钢板、钢型材采用Q235-B碳素钢。焊条采用E43系列，融透焊（对接焊缝，剖口焊缝）焊接质量不低于二级；非融透焊（角焊缝）焊接质量不低于三级。

(3)砌体：外墙、楼梯间和防火分区墙采用蒸压灰砂砖，其他分隔墙体采用容重不大于7KN/m3的轻质材料，砌体砌筑砂浆M7.5。

4、设缝情况：建筑设计方案从建筑立面和使用功能等各方面要求考虑，不设沉降缝，结构在主裙楼交界处设一道施工后浇带，待主楼结顶后45天再封闭，可有效减少结构的不均匀沉降和平面尺寸过大而产生的温度裂缝；并采用相应的技术措施（如采用补偿收缩混凝土等措施，在地下室外墙中布置预应力筋，），以减小温度应力及混凝土收缩的不利影响，防止地下室结构开裂。

5、抗震设计

该建筑结构安全等级为一级，结构框架抗震等级为三级，对主楼框架在底部加强区和顶端的抗震构造适当提高，核心筒抗震等级为二级。

(1)等强度与耗能设计原则，结构设计一定要避免设计不当,造成在地震力作用下部分主要构件破坏,或是整幢建筑物连续破坏的局面,故结构整体设计要注意加强薄弱部位,尽量做到等强度。

(2)结构延性设计原则：结构延性一般用延性系数来表示,它表示的是结构破坏变形(位移、转角、曲率)与屈服变形Y的比值。即: u=u/y延性越大,则结构在强震下可忍受大的塑性变形而不致倒塌、破坏,即结构延性好。

(3)强柱弱梁设计原则，这个原则在框架结构抗震设计中是很重要的原则,其目的是为了保证在强震下,框架结构的塑性铰在梁上产生,而不发生在柱上。使结构在强震时能降低地震对结构的作用。增大结构延性,使框架产生塑性变形。

6、抗风设计

风作用是外界施加在建筑物上的作用,是从空中传递过来的,风作用使建筑物受到双重作用:一方面风力使建筑物受到一个基本上比较稳定的风压力;另一方面风又使建筑物产生风力振动。风作用具有静力和动力双重性质,在建筑结构设计时我们应充分予以考虑,对风作用我们应采取以下措施来改善建筑物抗风的能力:

(1)保证足够的刚度及强度,承受风作用下产生的内力,控制建筑物的位移。

(2)选择合理的结构体系和建筑体型,园形、正多边形平面可以减小风压数值。

(3)尽量采用对称的平面形状和对称的结构布置,以减小风力产生的扭转作用影响。

(4)外墙、窗玻璃、女儿墙及其它周围装饰构件必须有足够的强度,并有可靠的连接,防止产生建筑局部损坏。

五、力学模型在建筑结构中的运用

建筑结构的计算，要首先从概念上理解其力学模型。大体上要考虑以下几点：

1、刚度的调整。刚度的调整主要是考虑水平作用，保证水平位移在一个合理的范围。2、自重的控制。自重的控制可以较好的保证轴向变形在一个合理的范围。类似于柱的轴压比一样，高层建筑也要保证总体的轴力不能太大。既可以减小建筑的沉降，也能避免对梁产生过大的约束弯矩。

3、强节点、强连接。格构柱或者桁架，在保证单杆的基础上，要进一步加强连接部位的设计，无论是焊缝连接还是螺栓、铆钉，都要高于主体构件。

本工程的结构整体分析采用建筑结构三维空间分析程序（SATWE和PMSAP软件）进行计算，抗震计算时考虑平动和扭转耦连作用；结构平面布置呈凹凸不规则时，采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型。结构整体计算结果表明，反映结构整体抗震性能的各项总体指标（如各楼层弹性层间位移角、各相邻楼层刚度比、考虑偶然偏心影响下各楼层的扭转位移比、各阶振型周期及周期比等）均满足有关“抗震规范”及“高规”的有关要求。

六、结语

高层建筑是当代科学技术和社会文化经济的一种体现，是人类社会趋于城市化，高技术化，现代化发展进程中的产物，我们应该提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展。让业主住上更加舒适、安全、经济、美观的高层建筑。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）

[2]《钢结构设计规范》(GB50017－2003）

[3]《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）

第2篇：高层建筑结构概念范文

关键词：高层建筑结构； 概念设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

随着经济的发展，建筑结构越来越高，造型越来越复杂，竖向体型不规则，墙体凹凸转折，平面布置不规则，楼板大开洞等结构型式很适应市场的需求，但却对结构工程师的工作提出了更高的要求。随着科技的发展，人们已经不用在进行复杂的手算，通过一体化计算机的计算，可以很快的判断结构结构的强度和变形是否满足规范的要求，但是设计软件的计算都有它的基本理论假定、应用范围、限制条件等，需要对计算的结果作正确的判断和取舍。作为一名结构工程师，在高层建筑结构的设计中，应本着积极、主动的态度，自觉地完成高层建筑结构概念设计，设计符合规范要求又满足人们需求的高层建筑。

一、高层建筑结构概念设计

高层建筑结构概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验，在方案阶段及初步设计阶段，从宏观上、总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题，主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的的发挥以及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配；结构分析理论的基本假定等等。概念设计是一种思路，是一种定性的设计，它不以精确的力学分析、生搬硬套的规范条文为依据，而是对工程进行概括性的分析，制定设计目标，采取相应的结构措施。

二、概念设计对于建筑结构设计的意义

2.1方案更完美

概念设计可以在建筑设计的方案阶段有效地对结构体系进行构思、比较并最终做出选择。由概念设计所得到的方案往往概念清晰、定性正确，这一方面能避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，同时也使概念设计具有较好的经济可靠性能。

2.2强烈的创新性

一般来说，概念设计做得较好的工程师，其结构概念将随他实践的积累越来越丰富，设计成果也越来完善。但是，随着社会分工更细，很多结构工程师还停留在只知道依赖规范、参照设计手册、应用计算机程序做习惯性传统设计的阶段，这样做出来的设计缺乏创新。因此，要展现先进的设计思想，就必须引进结构设计概念。

2.3判断电算结果可靠性

掌握好概念设计一方面可以保证正确的设计原则，另一方面也可以解决设计中出现的问题以提高设计水平。而且，当发现设计中出现了技术问题时，可以利用概念设计来分析原因，找到问题的症结所在，这个方法尤其适用于判断电算结果。

三、高层建筑结构概念设计的主要思想

3.1 建筑结构的协调

建筑师往往追求功能齐全、造型独特、新颖的高层的建筑，然而结构工程师要使这样的建筑实现出来往往会有很大的困难，或者付出很大的代价才能实现，不满足适用性和耐久性的要求，所以概念设计要求结构师参与到建筑的方案形成阶段，利用结构师掌握的结构知识协调建筑师进行建筑平立面的选择与调整，使之既功能齐全，美观大方，符合建筑设计的要求，又能使结构尽量规则，符合结构设计的要求。

3.2 结构体系选择与结构布置

结构体系是指结构抵抗竖向荷载和水平荷载时的传力途径及构件组成方式，在高层建筑中，设计中主要考虑抵抗水平力的作用，因此抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题，在大多数情况下，它与竖向荷载传力体系是统一的。高层建筑的抗侧力体系近年来有很了很大的发展，由最初的框架、剪力墙结构等基本体系，发展为框架- 剪力墙体系，继而又发展了框架-筒体体系、框架-筒体-伸臂体系、框筒体系、筒中筒体系等等。然而不同结构体系的抗侧刚度、竖向承载力、延性及结构布置的要求是不同的。框架结构建筑平面布置灵活，构件类型少，设计和施工都较简单，但其抗侧刚度小；剪力墙结构整体性好，抗侧刚度大，侧移小，但其平面布置不灵活；而框架－剪力墙结构则综合了框架结构和剪力墙结构的优点，并可以设计成双重抗侧力体系，框架－剪力墙结构设计中要注意的就是剪力墙的布置要均匀，刚心与质心重合或相近，且剪力墙数量不宜过多。

结构水平布置在结构设计中处于举足轻重的地位，它涉及结构安全、受力合理，结构经济、施工方便等方面。结构平面布置宜简单、规则，尽量减少突出、凹进等复杂平面，使结构平面内方向刚度均匀，即使“刚心”与质心尽量靠近，减少结构地震作用下的扭转。影响平面刚度是否均匀的主要因素是剪力墙的布置，不宜将剪力墙集中布置在结构的端部，这样在地震作用下结构会有很大的扭转，将结构对称的布置在结构的两边或将剪力墙布置成井筒可以很好的减少扭转。周边布置剪力墙， 或者周边布置很大的框筒，都是增加结构抗扭刚度的重要措施，有利于抵抗扭转[。

结构沿竖向刚度宜均匀，避免软弱层或薄弱层，减少鞭梢效应，结构宜做成上下等宽或由下向上逐渐变小的体型，做到立面和竖向剖面规则，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下向上逐渐减少，避免建筑立面有较大的收进、局部有大开洞或者顶部有小房间造成建筑立面体型沿高度变化。楼层的刚度突然减小或突然加大都会使该层及其附近楼层出现薄弱层从而使地震反应（位移和内力）发生突变而产生震害。

3.3 高层建筑概念设计的其他问题

高层建筑的概念设计，除了考虑结构体系选择与结构布置外，还应对一些特殊部位进行细部设计和加强构造措施，把结构设计成多道设防的结构即超静定结构，必要时还可以通过缝的设置来加强结构的整体性。

从抗震设计的角度的出发，我们经常采用的是“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点”的设计要求，就是通过概念分析和结构计算估计受力不利部位和薄弱部位，让结构某些特定部位出现预期的合理破坏模式，下意识的减弱某些部位的承载力，使它屈服提前出现塑性铰，以便保护其相连的重要构件。

抗震结构还应该做成具有多道设防的结构，第一道设防结构中的某一部分先屈服或破坏。同时要注意分析并控制结构的屈服或破坏部位，控制出铰次序及破坏过程。有些部位允许屈服或允许破坏，而有些部位则只允许屈服，不允许破坏，甚至有些部位不允许屈服。例如，带有连梁的剪力墙结构，通常将连梁作为第一道设防，允许它先出铰或破坏，墙肢作为第二道设防仍然可以抵抗地震力。

结构分缝是结构布置中一个重要组成部分，特别是体型复杂，平、立面不规则结构，可在适当部位设置防震缝。

四、结束语

总而言之，概念设计是结构设计的核心和灵魂，其宗旨是要求建筑师和结构工程师明白在目前科技发展和设计计算的水平上，如果结构设计得严重不规则、整体性差，只凭结构力学分析来进行计算，是难以保证结构的抗风、抗震功能的。运用结构概念设计从整体上把握结构的各项性能，这样才能对计算分析结果进行科学的判断、合理的采用，保证工程项目的经济性与安全性，设计出更加安全、适用、可靠、经济的高层建筑。

参考文献：

第3篇：高层建筑结构概念范文

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4篇：高层建筑结构概念范文

Abstract: High-rise buildings earthquake requirements are stringently regulated according to the local specific conditions and building structure, the high-rise buildings in a non-seismic zone are often required to withstand seismic intensity to meet below 6 degrees earthquake resistance intensity.With the increasing number trend of high-rise building development, anti-seismic building requirement as an important part of architectural design is worthy of our exploration and study.

关键词:高层建筑;抗震要求;烈度6度;建筑设计

Key words: high-rise building;anti-seismic requirements;intensity of 6 degrees;architectural design

中图分类号:TU20 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0087-01

1地震对建筑的破坏方式

根据以往的地震灾害经验,建筑物在地震作用下产生破坏的原因主要有以下几方面:

首先,地震引起地面的土质松动,引起砂土液化和软土震陷,从而导致地基失效,造成建筑物根基上的损害,对上部结构产生影响,甚至是失去对上部结构的支撑,导致破坏性损毁。其次,建筑物在地震引起的地面运动影响下产生剧烈的摇晃,建筑结构因强度不够,摇晃过程中产生难以承受的变形,从而触发整体倾覆的恶劣后果。此外,地震引起的其他相关自然灾害,如山体滑坡、地面塌陷或地表层错列等对地面建筑物的破坏等等。

2高层建筑结构抗震概念设计

2.1 场地条件场地条件主要包括建筑场地的土质和稳定性。根据建造高层建筑对土质的要求,实地勘测,掌握该地区的地震动向、地质特点和地下岩层结构等,对建造高层建筑所需的地质条件因素进行全面的勘察和测量,从而得出准确的场地综合评价。对于不适合建造的场地,给出危险性评价,予以警示和严令制止,或提出回避的改造方案。从根本上避免高层建筑因地面震动而造成地基的损毁。

2.2 建筑设计和结构的规则性高层建筑结构的规则性对建筑的抗震能力影响也相对较大,规则、对称的剖面结构和良好的整体性,对于抵抗地震带来的地面高层摇晃具有一定的支撑作用。从建筑的竖向剖面来看,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。因此,高层建筑不应一味的追求外观结构上的视觉效果,更要注重建筑的抗震结构设计要求,尽量避免过于不规则的结构组成。对于有特殊要求的不规则建筑,在结构设计过程中,要采取计算机模拟等手段的辅助,对结构对与水平地震作用进行模拟,从而做出内力调整,对不符合抗震要求的设计进行修改,或对薄弱部位采取有效的强化抗震措施予以弥补。对于结构复杂,平面结构极不规则的高层建筑,可按照实际情况合理地设置防震缝,将整个楼体或不规则楼体部分,分割成为多个规则的抗侧力单元,分担地震测力的作用效果,提高结构对地震的抵抗能力。

2.3 结构材料的选择与结构体系的确定从建筑结构材料抗震要求来看,高层建筑的结构材料应满足材质轻、强度高、质地均匀等特性,构件间具有良好的整体性、连续性和延展性,从而发挥结构的整体强度配合,提高结构的抗震能力。从目前建筑中常用的结构方式来看,钢结构与型钢混凝土结构在抗震效果上略胜一筹,是高层建筑高抗震要求的首选结构材质。此外,其他建筑结构也可应用于一般抗震要求的高层建筑中,具体情况也要参考工程的造价要求,经过经济性比较,从而选择出经济对比度高,抗震性能符合要求的结构材料。

传统意义上的抗震结构体系是依靠结构的整体承载力和变形能力来吸收和耗散地震的能量,使建筑物免于过重的损毁。高层建筑在设计过程中,要注重结构的整体性,从而使每个结构构件都能在抵抗震感的时候连动协作,互为支撑,从而保证必要的竖向承载力,免于震后倒塌。

2.4 多道抗震设防体系在高层建筑设计中,设立多道抗震防线,从结构选材到结构设计,并结合各结构构件之间强弱关系的协调,形成多种抗震设计并存,增加建筑的综合抗震能力。通常一次地震不仅会造成持续震动,也有可能造成接连不断的余震,虽强度不大,但从持续时间和反复次数上来讲,会对高层建筑的结构造成持续的动摇,从而引发积累性的破坏。如果高层建筑只采取抗震的单体结构,一旦遭遇破坏就难以应对此后接踵而来的持续余震或地震的持续破坏而产生坍塌。如果采用了多道抗震设防体系,就可以很好的规避这种反复式冲击带来的破坏,有了第二道、第三道防线的接续防护,抵挡后续的地震冲击,降低地震给高层建筑带来的危险性。随着层数的增多抗震要求也较高。多道抗震设防体系的应用,提高了高层建筑的综合抗震能力,是目前高层建筑普遍采用的抗震结构设计概念。

3结语

城市现代化发展的加剧,使城市建筑风格也发生了天翻地覆的变化,高层建筑的增多与建筑结构的复杂多样,不仅需要建筑设计与建筑施工领域的共同发展,也需要更新建筑设计过程中的一些相关概念。只要针对以上地震危害进行分析,在结构设计上减免以上因素带来的楼体伤害,就可以提高高层建筑在地震中的稳定性和地基的稳固性,降低生命和财产的损失。因此,在设防烈度6度以下要求的高层建筑设计过程中,充分考虑抗震设计的经济可行性结合实地的地质情况,做出科学、合理的高层建筑设计,是保障工程质量和投资收益的重要手段。

参考文献:

[1]张友全.现代高层建筑结构浅析[J].建筑技术,2009(2):77-80.

[2]邓建辉.钢结构建筑的防震抗震效果研究[J].建筑技术,2009(4):45-46.

第5篇：高层建筑结构概念范文

关键词：结构概念设计；小高层建筑；应用

对一个小高层建筑来说，与建筑相适应的结构体系、结构布置等概念设计不是绝对的，但合理的结构设计应该是惟一的。我们所要做的工作就是把一些互相制约的因素统一协调，以满足建筑物的安全性、适用性和耐久性的要求。

一、结构概念设计的定义和宗旨

结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等等。

概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及地理条件下，用整体概念来考虑结构总体方案。在构思、比较及选择总体方案时，基本体系力学比较概念起决定性作用，而概念性近似计算方法是必不可少的手段。

二、小高层建筑的结构特点

小高层建筑的结构主要包括框架结构、框架一剪力墙结构、大开间剪力墙结构和短肢剪力墙结构。框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好，造价较低。框架一剪力墙结构其特点是平面灵活，适用性强，结构合理。大开间剪力墙结构特点是强度好、工程费用低，结构自重小、分隔灵活。短肢剪力墙结构 短肢剪力墙建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方面效果良好。

三、小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点

1.水平荷载控制

在小高层建筑中，由于风荷载和地震作用水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说，竖向荷载大体上是定值；水平荷载其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.刚度和抗震能力控制

保证结构沿平面两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力，减少地震作用的效应、控制结构变形的增大。保证结构的整体性将惯性力聚集并传递给各个竖向抗侧力子结构，共同承受地震的作用。

3.轴向变形控制

在小高层建筑中，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。随着变形的加大，连续梁中间支座产生沉陷，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。

4.结构的简单性

结构的简单性是指结构在地震作用下具有直接和明确的传递途径。GB 50011 001《建筑设计抗震规范》规定，结构体应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。只有结构简单，才能对结构的计算模型、内力与位移进行分析，从而对结构抗震性能的估计也比较可靠。

5.侧移控制

在小高层建筑中，水平荷载下结构侧移，随着变形增大，结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。在设计小高层住宅时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要有足够的抗侧移刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为：①过大的侧移会使人不舒服，影响房屋的正常使用。②过大的侧移会使隔墙、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形而导致不能正常运行。③过大的侧移会因P一效应使结构产生附加内力，甚至因侧移与附加内力的恶性循环导致建筑物的倒塌。

6.结构延性保证

在小高层建筑中，为了使结构在进入塑性阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

四、小高层住宅结构概念设计的方法

1.构造性概念设计

构造性概念设计是深入贯彻结构设诈‘四强网弱”的基本原则，在施工图阶段进一步加强结构的构造措施，使结构成为一个优良的抗震、抗风系统。构造措施主要侧重于增加结构的延性和整体性。在这一点上，不同的结构形式在相应的结构规范中均有明确的规定。

2.整体性概念设计

该方法是将整体结构空间系统简化为杆件连接系统，结合荷载及系统几何体系，近似地求出每一部位的受力状态。例如，若要求出底层及基础承力，可以将整个系统视作一个刚体：若要求出楼层梁、板的受力，可以将系统分割成许多的子系统，再求出杆件的受力状态等。

五、结构抗震概念设计的优化准则

1.优化设计的方法

当前，在无成熟的优化设计分析软件的情况下，主要是应用小高层住宅结构分析软件，采用人工分析进行调整，运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断的进行方案分析比较，以获得比较理想的结构方案，这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的，虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高，但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前所普遍采用的主要方法。对于同一小高层住宅方案，可以有许多不同的结构（包括基础）布置方案；确定了结构布置的小高层住宅物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的；小高层住宅物细部的处理更是不尽相同等等，这些问题目前计算机是无法完全解决的，都需要设计人员自己做出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

2.结构抗震概念设计的优化准则

（1）四强四弱”。“强节弱杆”是防止节点的破坏先于构件；“强柱弱梁”是防止柱高发生楼层倾移、破坏现象，要求柱的抗震能力高于梁的抗震能力；“强剪弱弯”是防止构件剪力的破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力；对于杆件截面而言，“强压弱位”是为避免杆件在弯曲时发生受压混凝土破裂的脆性破坏，使受拉区钢筋的承载力低于受压区混凝土受压的承载力。

（2）保证措施。其保证措施主要有两个方面：一是调整或限制构件的荷载效应；二是强制规定必要的构造措施。

六、小高层建筑结构设计各过程的概念设计

1.截面

截面设计过程中，表面上看只是按照截面的控制内力对构件进行正截面、斜截面等相关计算，而后配筋即可。事实上，概念设计无处不在。在高度电算化的今天，使用TAT软件进行内力分析，计算出配筋并画出平面图后，设计人员一般还会凭经验对配筋作适当的调整，例如框架梁、柱配筋偏小，设计人员将梁柱钢筋用量或直径调大。但是，这种调整往往是直接在图上进行，且调整后并未进行验算，这样做并不符合‘强柱弱梁”的抗震原则。可见，不同构件、同一构件的不同部位所采用钢筋的粗细、类型是不相同的，配筋时要注意区别对待。

2.地基基础

为了防止或减少由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏，可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。例如，避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置；避免立面体形变化过大；将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元；加强上部结构和基础的刚度；同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。对于多层建筑而言，从经济的角度考虑，一般不愿意采用长桩的方案，但对软土层覆盖层厚度较大的地区，一般都需要经过地基处理的方式来达到控制建筑物沉降的目的。常用的软土地基处理方式类型较多，但在选择地基处理方案前，必须认真研究上部结构和地基两方面的特点及环境情况，并根据工程设计要求，确定地基处理范围和处理后所要求达到的技术指标，以及各种处理方面的适用性，同时综合考虑处理方案的成熟程度及施工单位的经验，进行多种方案的比较，选取安全实用、经济合理的处理方案。地基经处理后，还必须满足规范所规定的强度和变形要求。

3.构造措施

结构设计过程中，计算分析只能保证建筑物在静力荷载、地震等动力荷载作用下整体的安全性，而以往出现的工程质量问题、震害表明，仅靠计算分析很难避免建筑物在荷载作用下局部的破坏。开裂特别是在地震过程中，建筑物附属部分严重破坏、墙体整片倒塌、某些构件脆性破坏等现象，不是单靠计算所能解决的问题。对于这些情况，应采取必要的构造措施。

4.结构布置

布置结构时，整体上应把握整体结构的工作原理和抗震设计的基本原则，尽量减小扭转效应和刚度突变，使所有的构件共同作用，以减少不必要的内耗；局部上可以从单个构件的力学性能及破坏特点出发，使所有构件适得其所、各尽所能、扬长避短，以做好整体的选型和布置。

在建筑初步设计阶段，结构师应探讨其平面和竖向布置的合理性，在满足设计意图的基础上，平面布置应规则、对称，尽量缩小质量中心与刚度中心的差异，使建筑物在水平荷载作用下不会产生太大的扭转效应。竖向布置时，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通；能不使用转换层的就避免使用；竖向刚度最好不要突变。各个受力构件的布置要全面考虑其可能承受的各种荷载，应运用力学的基本概念进行定性分析，尽量避免构件处于复杂的受力状态，能受弯的就不要受扭。

七、结语

住宅设计中的结构设计，必须在灵活运用结构设计的基本方法、满足设计规范要求的前提下，加强小高层住宅结构的概念设计，才能提高小高层住宅结构的设计水平，确保小高层住宅结构的设计质量。

参考文献：

[1]石磊；钢筋混凝土住宅结构体系的优化设计及用钢量控制[D]；合肥工业大学；2007年

[2]宣伟，朱杰江；上海市某超限高层商住楼框支剪力墙结构设计[J]；工程建设与设计；2003年11期

[3]容柏生；高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系[J]；建筑结构学报；1997年06期

[4]孔峻清；抗震短柱的若干处理技术[J]；安徽建筑；2003年02期

第6篇：高层建筑结构概念范文

一、结构整体概念设计

结构整体概念设计是结构工程师在建筑方案阶段,运用人的思维和判断能力,从宏观上构思结构设计中的基本问题,有效地选择结构体系,使之与建筑方案和使用功能相协调。概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下,用整体概念来考虑结构的总体方案,在方案阶段用概念性近似计算方法,迅速有效地对结构体系进行构思、比较与选择。

二、结构体系的选择

结构形式与特点

在高层建筑方案阶段,结构工程师对建筑师提出的建筑体型、房屋高度、建筑平面和建筑功能进行分析,用结构概念设计的基本方法(建筑结构总体系作用分层次研究方法),寻找出一个符合建筑空间形式的最佳结构总体设计方案,以满足总结构体系高宽比、抗倾覆、承载力和刚度的要求。高层建筑结构体系除常用的框架、框～剪、剪力墙、筒体和板柱一剪力墙结构外,还出现了一些较新颖结构体系,如悬挂、巨型、悬挑结构等,为满足各种使用功能要求创造了有利的条件。

悬挂结构:是采用吊杆将高楼各层楼盖分段悬挂在主构架上所构成的结构体系。主框架承担全部侧向和竖向荷载,并将它直接传至基础。除主框架落地外,其余部分均从上面吊挂,可以不落地。

矩型结构:一般有矩形框架结构和矩形桁架结构。矩形框架结构由楼、电梯井组成大尺寸箱形截面矩形柱,也可以是大截面实体柱,每隔若干层设置一道1-2层楼高的矩形梁。组成刚度极大的矩形框架,是承受主要水平力和竖向荷载的一级结构;上下层矩形框架梁之间的楼层梁柱组成二级结构,其荷载直接传递到一级结构上,其自身承受的荷载较小,构件截面较小,增加了建筑结构布置的灵活性。紧靠上层矩形梁的楼层甚至可以不设柱,形成较大空间以满足建筑需要。矩形桁架结构以大截面的竖杆和斜杆组成悬臂桁架,主要承受水平和竖向荷载。楼层竖向荷载通过楼盖、梁和柱传递到桁架的主要杆件上。矩形结构亦称“超级框架结构”。

悬挑结构:是围绕核心筒在各个方向作出悬挑,由核心筒承受所有的荷载,围绕核心筒可创造出没有任何垂直支撑的平面形式,使室内空间的使用更加方便灵活。但建筑体型上大下小,形成了上层质量大、刚度大,下层质量小、刚度小的不合理分布,上部楼层产生很大的水平作用使底部中央简体受力很大,使用时要慎重。

三、平面设计

高层建筑对内部空间的要求,因其使用性质和功能不同,建筑平面布置也随之变化。小空间平面布置方案仅适用于住宅及旅馆;办公室要求大小空间兼有;餐厅、商场、展览厅则要求有能灵活分隔的大空间;舞厅、宴会厅和报告厅又要求内部为无柱大空间,不同功能要求在方案阶段设计支承平面时应综合考虑。

水平荷载作用下结构侧移是高层建筑设计中的关键控制因素,如何在满足相关要求的前提下选择更好的抗侧力体系成为结构工程师追求的目标,也是方案阶段的考虑重点。建筑平面的形状宜选用风压较小的形式,并考虑邻近高层建筑对其风压分布的影响,还须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力途径清楚。在地震作用下,建筑平面要力求简单规则、尽量对称,风荷载作用下则可适当放宽。因为结构整体弯曲变形所引起的侧移与结构体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比,～般应将结构的高宽比H/B控制在5-6以下,当设防烈度在8度以上时,H/B限制应更严格。另外,建筑平面的长宽比也不宜过大(一般宜小于6)。以避免两端相距太远,振动不同步,产生扭转等复杂的振动,而使结构受到损害。在规则平面中,如果结构平面刚度不对称,仍会产生扭转。对任何平面形式的高层建筑来说,其抗侧力结构的布置原则都是尽量使平面的质量中心接近于抗侧力结构的刚度中心。由于质量分布很难做到均匀对称,在结构布置时,除要求各向对称外,最好能具有较大的抗扭刚度,在满足建筑功能的条件下,把抗侧力构件从中心布置或分散布置,改为沿建筑周边或四个角上布置,将大大提高结构的抗扭能力。

四、建筑体型(坚向)设计

1、建筑体型选择原理

在高层建筑方案阶段要对多个建筑体型的结构特性进行比较分析,选择出合理的建筑体型以满足高层建筑抗侧力和刚度的要求。建筑形式大多较复杂,可将复杂的体形分解成若干简单体形,分别确定每个方案简单体型的风力及地震作用(总剪力、力臂及基底倾覆力矩),然后将每个方案的简单体型的风力、地震作用叠加,即可得到每个方案的总风力、总地震作用及相应的倾覆力矩。分析比较各方案,就可选择出较合理的建筑体型。

抗震设计规范对建筑体型作了相应规定:建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案;在一个独立结构单元内,平面布置力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;竖向体型尽量避免外挑。内收也不宜过多,力求刚度均匀、渐变,避免产生变形集中。

2、竖向传力体系设计

建筑的空间形态是由结构传力体系支撑的。传力体系的剖面形式直接反映结构竖直荷载传递的路径,也关系到建筑物的使用性能。从高层建筑的受力合理性讲,应注意以下几点:

(1)注意控制建筑的高宽比。

(2)高层建筑的抗侧力结构刚度,应注意由基础向顶层逐渐过渡,尽量避免出现竖向刚度突变的现象,以免刚度的较大突变而削弱其抵抗水平荷载的能力。

(3)由于使用上的要求造成剐度变化特别大,或结构布置发生变化时,则必须设置结构转换层。

3、竖向形体设计

采用对侧向力不太敏感的房屋形状,利用它的几何形状所具有的力学优点,使结构较为有效或造价较低而房屋又能造得较高,是现代高层建筑创新的一种途径。

(1)截锥形:采用由上而下分段逐渐减小楼层面积的阶梯状体型,能使房屋刚度大大增加。由于房屋顶部的楼面尺寸比底部小,除在建筑使用功能方面存在优点外,在抗风和抗震方面也具有一定的优越性。

(2)上窄下宽形:高层建筑随着高度的增加在符合竖向结构的要求下,楼身向上不断收进与变细,可减轻承受的风力,降低楼体的重心,增强结构的稳定性。这种形体主要包括上削楔形体和退缩体。上削形体、楔形体利于抗风、抗震,并呈稳固坚韧的特性。退缩性的形式比较多样,有收进式、截切式、台阶式。

(3)新月形:新月形就像一个竖向的悬臂壳体一样,能有效地增加它抵抗侧向力的刚度,它的作用就像波形的屋面壳体能有效地抵抗重力荷载一样。重力荷载由柱一壳―框架承受,侧向荷载由竖向的壳体抵抗,壳体由于楼面结构的加劲作用而得以加强。新月形的壳体形式能有效地低抗对称作用与它的侧向力。但是,当荷载不对称时效能较差,并将产生扭转应力。此外还可将立面布置成折板形等曲线形式。

第7篇：高层建筑结构概念范文

关键词：抗震概念；高层建筑；应用

在我国的地震频发地区，部分高层建筑对地震的承受力低下，为了进一步加强我国高层建筑抗震能力，强化抗震概念在高层建筑工程结构设计中的应用变得十分重要。同时，随着科学技术的不断进步，高层建筑为适应现代高速发展的建筑竞争市场，需从全方位的角度探索研究，以加强高层建筑的抗震作用，从而促进我国高层建筑整体建筑水平的提高。

1 抗震概念在高层建筑工程结构设计中的重要性

抗震概念是指在高层建筑工程结构设计中，建筑设计者需认识地震规律和地震所造成的影响，通过对地震各方面的考虑，使高层建筑有能力承受地震带来的破坏性压力。抗震概念主要是建筑者对高层建筑工程结构设计中建筑结构布置、结构材料选择以及结构体系的确定等方面进行充分的了解，通过对抗震概念的熟知，认识抗震概念的重要性，使高层建筑工程结构设计能达到抗震标准，经济损失降到最低。

我国属于地震多发国家，在高层建筑工程结构设计中有效应应用抗震概念，有助于增强高层建筑的承压力和抗震性，同时，为高层建筑在激烈市场竞争中提供了充足的条件。第一点，高层建筑工程设计在应用时具备抗震概念，强化了高层建筑的固性，保障了高城建筑住户的生命安全和财产安全。第二点，抗震概念的加强，提高了高层建筑者的风险意识，能充分有效的促进建筑材料的有效选择和使用。第三点，抗震概念有利于建筑工程结构设计的优化，使结构设计符合选址的实际情况，减小了地震造成的物力、人力以及财力损失。

2 抗震概念在高层建筑工程结构设计的应用策略

2.1 注重建筑均匀性和规则性的抗震概念结构设计。传统的建筑抗震结构设计主要是采用滞回耗能和塑形变形能来分散地震能，致使建筑工程结构的抗震性能受到严重的影响，破坏力增大。近年来，我国多次地震灾害表明，运用传统的方法对高层建筑进行抗震设计已经无法将地震带来的损害程度有效地控制在一定范围内。因此，在高层建筑结构体系中，传统抗震结构体系已无法达到现代化社会的要求。随着建筑者对抗震建筑结构的研究不断深化，人们逐渐认识到建筑工程结构设计在抗震中应有的耗能作用，注重高层建筑结构体系的创新和改善对减小震害有着十分关键的作用。

在高层建筑工程结构设计时，应注重建筑工程结构的均匀性和规则性。具体表现在建筑的立面形态、平面体状、竖向布置和平面布置方面，使抗震建筑工程结构具备均匀、简单、对称、长宽比例协调以及规则等特点。在整体结构承载力的分布和质量上可有效的减小扭转效应，并为刚度中心与质量中心的重合提供了充足的条件。

2.2 加强建筑结构设计中抗震概念的合理选材。随着现代经济的快速发展，我国高层建筑市场呈现出激烈竞争的趋势，多数建筑者在对高层建筑材料的选择和利用上存在严重问题。建筑商为节约建筑成本，降低质量好性能高抗震强等建筑材料的购买量，多数情况下以低性能低质量的材料来代替。导致高层建筑在抗震中承压力下降，住户财产损失巨大，同时也加大了国家的财政支出，从整体上影响了我国经济的发展。因此，强化高层建筑材料的选择和利用变得十分重要。

在抗震概念的原则下，以钢筋混泥土的结构设计作为延性机构，建筑材料的选取应具备延性好、强度高以及性能大等优势，合理的对塑性铰部分进行控制，使高层建筑在大震中也能具有强有效的抗震作用。同时，合理的对高层建筑材料进行选择和利用能有效减少建筑结构的承载力及地震危害，降低高层建筑倾覆力矩，减少扭转效应。

2.3 重视建筑结构设计中抗震概念的科学选址。多数地震发生在板块构造的边缘地带，因板块的挤压张裂等因素而引起。我国处于环太平洋地震带和喜马拉雅—地中海地震带，属于地震多发国家，因此，在对高层建筑地基选址时应对地基进行科学的考察和勘探。通过对地基的地形地貌进行科学分析，可有效的避免建筑位置处于地震多发带上，从而降低地震对建筑造成的影响。

在选址的实际过程中，建筑地基勘察者应从我国地形的实际情况出发，在充分认识我国地形地貌的基础上，以客观的角度对建筑场地进行科学的探究勘测，避开不利地段，使建筑地基与场地的选择在适宜建筑的抗震带上。另外，应对建筑工程结构自身周期与场地地震卓越周期进行初步的估算，通过改变房屋的类型和层数将两者错开，以此减少地震损害。

3 抗震概念在高层建筑工程结构设计应用中注意事项

3.1 加强抗震概念的有效宣传及充分认识。抗震概念的宣传和认识是高层建筑工程结构设计中不可缺少的重要组成部分，建筑者需要从抗震概念的各个角度出发，通过加大对抗震概念的认知度，增强我国高层建筑工程结构设计的使用性和有效性。在建筑者中需大力宣传抗震概念的作用和意义，对抗震概念进行全新认识，树立正确的抗震概念及价值观。

如果要实现对抗震概念掌握的全面化和整体化，建筑工作者需要熟知抗震概念内容以及抗震概念的重要性和必要性。同时，对建筑者要不定期的进行抗震概念的宣传和再学习，从抗震概念的基础出发，全方面的对抗震概念进行了解，促进建筑者对抗震概念的掌握，以此增强建筑者的职业道德修养和业务素质。另外，抗震概念是适应现代高层建筑成长的发展性理念，对我国高层建筑质量的提升具有重要作用。

3.2 注重提高抗震建筑工程监理者的职业道德。建筑监理是建筑工程中的重要检验者，主要控制着建筑工程的质量、进度以及投资，在建筑质量和安全的监控管理中有着重要作用。随着我国建筑的大力发展，建筑工程监督中出现了监督管理不到位，监理工作程序不清以及监理者自身专业技术水平低些等问题，因此，注重对建筑工程监理者的职业道德修养的提高变得十分重要。

建筑监理对建筑工程进行监督管理时，应以公正、客观、科学、独立的方法和态度处理问题。在编写项目监理技术文件时，需充分发挥主观能动性，结合建筑项目的具体情况和特点制定相关文件，避免照搬和抄袭监理技术规范文件。通过对监理工程程序的学习和认识，强化建筑监理的监督管理地位，使监理在建筑实施中起到应有的作用，从而使高层建筑质量得到显著提高和有效保证。

4 结语

随着我国建筑市场的兴起，抗震概念在高层建筑工程结构设计中的有效应用，为我国高层建筑的发展提供有力知识理念的同时，也科学的规范了技术标准。从科学、客观的角度分析，在建筑市场不断发展的环境下，抗震概念不仅适应了现代建筑市场现代化发展的需求，还在建筑建设过程中发挥着重要作用。将抗震概念融合到高层建筑工程结构设计中，能有效的促进高层建筑质量的提升，进一步提高我国高层建筑发展水平。

参考文献

[1] 王剑，宫井会，金英.高层建筑设计存在的问题[J].城市建设理论研究，2012（06）.

[2] 刘杨.探讨抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].大观周刊，2011（18）.

第8篇：高层建筑结构概念范文

关键词:高层建筑;结构设计;问题;概念设计

随着经济的迅速发展，受城市化人口的增长与土地使用环境的矛盾，高层建筑逐渐成为了建筑发展一种趋势。房屋结构形式的改变，也使得高层建筑的结构形式也日益复杂。高层建筑的结构形式常采用框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、筒体结构或者框筒结构等不同的结构形式来满足不同类型及不同高层建筑的设计需求，不同类型建筑采用的结构形式也不尽相同。正由于这种多样性，就突出了结构设计中概念设计的重要性。下面就高层建筑在结构设计过程中的概念设计来分析一些在高层建筑结构设计中需要注意的问题。

1高层建筑的定义

通常在建筑结构设计中，我们常把10层及10层以上或高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的的其他高层民用建筑统称为高层建筑。高层建筑在结构设计中与低层建筑、多层建筑相比较而言，其竖向和水平结构体系设计的基本原理还是相同的。但较于低层多层建筑不同的是，在低层多层建筑结构设计中，竖向荷载一般是影响结构体系的主要控制因素，但在高层建筑结构设计过程中，随着建筑高度的增加，虽然竖向荷载仍会对结构设计产生影响，但由于高层建筑整体结构体系会较低层多层建筑而言整体结构刚度偏柔，受到水平力作用如风荷载作用影响较为强烈，在这种情况下，竖向结构体系的设计就成为整个结构实际的主控因素，在高层建筑设计里要注重水平力的作用，保证整体建筑结构的刚性。

2结构设计中概念设计的主要内容

随着社会的发展，建筑空间的使用功能也有些各种类型的需求变化。在高层建筑结构设计中，对于不同类型、不同使用建筑使用功能、不同高度的建筑宜采用不同的与之相对应的适合的结构体系，使得建筑达到安全可靠且较为经济的目的。为了达到这一目的，就需要概念设计先行。在高层建筑结构设计的过程中，概念设计其实是结构工程师根据个人工程经验，在对整体建筑使用功能情况、建筑总高度和建筑所处的地理环境、地质环境有一种较为宏观的把握下提出的与之相对应的较为经济合适的结构体系设计。简而言之，就是根据工程经验对现有建筑环境、地理环境等前提下拟定大致的结构体系布置，为接下来的深化建模后续的设计计算等提供大致思路，起一个指导性的作用。

3结构设计中的注意问题

(1)高层建筑建筑材料选取及建筑平面设计:高层建筑材料建议采用较为轻质的砌体材料作为填充墙的材质，避免因墙体材料荷载过大，对结构构件和基础造成较大的负荷。在建筑设计过程中，也尽量避免平面过于不规则和竖向刚度突变的情况;

(2)结构体系的选取:高层建筑的结构体系与多层、低层建筑的结构体系较为不同。多层低层建筑在建筑结构设计过程中，主要受竖向荷载作用，由于层高较矮，风压对于建筑物结构的影响较小。但高层建筑则不同，由于建筑物高度较高，受水平力影响作用较大。而且，由于现在高层建筑的使用功能五花八门，有时候为了不影响建筑物功能的正常使用，会对结构构件例如柱墙的尺寸有限制，这也为高层建筑结构设计增加了难点，而且高层建筑结构的整体刚性本就相对于多层低层建筑结构偏柔，所以，在高层建筑结构设计中，结构体系的选择显得尤为重要。在高层建筑结构设计的概念设计之初，应根据建筑需求，优先选择结构体系较为规则的，结构平面布置最好是简单规则，减少偏心，且需考虑结构的抗风性以及抗震性，尽量避免刚性突变易产生薄弱层的结构体系。对于有特殊需求的部分在设计中进行调整。由于高层建筑在其正常使用过程中，常伴随着水平力(例如风荷载)的作用，所以在设计之初就要考虑水平力作用对高层建筑结构的影响。在高层建筑结构设计中，尽量保证建筑结构的质量、刚度和承载力的均匀分布，避免因水平力作用而扭转产生扭转振动，使建筑结构遭到破坏，且不宜采用严重不规则的结构平面布置。所以考虑水平力对高层建筑结构的影响，在高层建筑结构设计过程中，尽量将建筑结构的几何形心、刚度中心和结构重心保持一致，结构均匀布置;

(3)对高层建筑结构设计中各构件的要求:

①高层建筑由于高度高，其整体结构的自重也较为笨重，上部结构重力荷载的上升使得整个建设项目中对于建筑基础的要求也更为严苛。这就要求在高层建筑结构设计过程中对于基础的设计选型有着更严格的把控。高层建筑结构设计中对于基础的选型要根据甲方提供的地质勘察报告书结合上部建筑结构的具体柱底轴力及其地质条件，施工条件来选择恰当的基础类型，不能死搬硬套，遇到不同类型的地质条件或施工条件限制，可选用不同的基础类型;

②高层建筑在随着高度的增加，地震作用与风压作用对整体结构体系的影响也越来越大，刚度过于柔的结构体系在水平地震作用或风作用下，位移过大，容易产生侧向变形。一般而言，过大的侧向变形会引起摇晃，不仅会让居住在建筑物上的人们的舒适度降低，影响正常生活质量，还会使建筑的填充墙因产生侧向剪切导致开裂影响建筑物正常使用，严重时甚至会导致结构主体出现裂缝，导致结构主体破坏。在高层建筑设计规范中也明确注明了对于不同建筑结构类型的位移的要求。因此高层建筑位移的控制或成为高层建筑结构设计中的主要矛盾，适当加大建筑结构的刚度，保证按规范里的严格控制;

③在当今高层建筑发展的今天，高层建筑的结构形式一般常采用框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、筒体结构或者框架—剪力墙结构等不同的结构体系。建筑正常使用过程中各类荷载的传导过程中，不管经过了多少次多么复杂的传导过程，最终都是各项荷载从水平传导转为竖向传导，框架柱或者剪力墙作为竖向结构构件，在高层建筑结构中有着不可忽视的决定性作用。按理说，低层由于承受上部传导的较为巨大的荷载，理性适当加大柱截面，但由于建筑功能的多样化，很多框架柱或剪力墙的截面都有受到限制，这就要求结构设计师在框架柱或剪力墙截面及其布置的选择上应在保证安全的情况下考虑其实用性。故不宜做过大的框架柱或者剪力墙，适当提高柱墙的混凝土等级以降低柱子或剪力墙的轴压比。在高层建筑设计过程中，竖向构件的压轴比是一个及其需要重视的内容。各种模拟实验数据和地震震害调查表明，当框架柱或剪力墙的轴压比过大的时候，当构件遇到水平作用(如地震作用)时的延性变形能力就会大大减弱，极易产生脆性的剪切破坏，而一旦竖向构件产生了破坏，往往使整体结构遭到破坏。所以在高层建筑结构设计时应控制柱的轴压比，用以提高或保证框架柱或者剪力墙的延性，保证结构的安全性。

4结束语

随着经济的发展，城市化建设的进程加快，高层建筑日益增多，对于高层建筑结构质量也较为严苛，为保证高层建筑结构的安全性和可靠性，对于结构设计师而言，高层建筑结构设计的要求也增多了。总之，高层建筑结构设计是一个较为复杂的长期的甚至可能是往复循环推敲的过程，任何遗漏或者错误都可能使整个结构设计过程变得复杂。高层建筑的结构设计比较灵活，结构体系也比较多，为了保证建筑质量和减少往复的工作量，在设计之初就需要先拟定高层建筑结构概念设计，并在计算推敲过程中把握解决对于高层建筑结构设计中容易出现的问题，更有效率地完成高层建筑结构设计。

参考文献

［1］方正．某高层建筑结构设计探讨［J］．四川建材，2011，37(3):52－53．

［2］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，2012，9(9)

第9篇：高层建筑结构概念范文

关键词:高层建筑；抗震设计；结构设计

引言

随着建筑行业的快速发展，我国建筑逐渐向高层建筑和超高层建筑结构发展。高层建筑的结构复杂，层数比较高，建筑地基承受的荷载比较大。地震发生时，震源对高层建筑结构会产生冲击力，容易造成建筑梁、柱断裂，建筑倒塌等现象，严重威胁到人民群众的安全。我国是地震灾害比较频繁的国家，高层建筑抗震设计一直是社会关注的重点，抗震设计的好坏直接关系到高层建筑的质量。因此高层建筑抗震设计的时候要根据高层建筑的实际情况，提高建筑结构抗震性能。

1超限高层建筑结构基于性能抗震设计与常规抗震设计的比较

1.1基于性能的抗震设计的概念

概念设计是目前一种比较先进的设计理念，与传统建筑设计相比，概念设计不需要精准的计算或参考建筑设计规范相关的目录，而是设计者根据实践经验，按照建筑结构体系的力学关系、结构破坏机理，从建筑结构整体进行把握设计。传统的建筑设计思想无法满足人们对建筑结构抗震功能的要求,为了提高建筑结构抗震安全性能要求,抗震设计已经发生了较大变化。比如建筑结构以力分析为主并兼顾力与变形，考虑到建筑结构变形、耗能和损失，以及非线性分析和可靠性分析。基于性能的抗震设计是20世纪90年代美国建筑设计师提出来的一个全新的设计理念。它的主要核心是将抗震设计从保护居民生命财产安全为基本目标转移到不同风险水平地震作用力下满足人们对建筑的性能要求，通过多层次、多目标的抗震安全设计，保障建筑安全，最终实现经济效益和投资效益的平衡，满足人们对建筑的个性需求。

1.2我国常规抗震设计方法

当前大部分国家的抗震设计规范为“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则，我国采用二阶段抗震设计方法满足工业建筑和民用建筑实现以上三个原则的抗震要求，并在这个基础上根据建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四类建筑物，根据建筑物的类别设置相应的抗震防烈要求。二阶段抗震设计方法如下:第一阶段是对建筑结构强度进行验算，也就是小震的地震洞参数，通过弹性模量计算建筑结构的弹性地震作用力,并与建筑物风荷载、雪荷载、水平荷载等进行组合，计算建筑结构截面的抗震承载力，确保建筑结构的强度，并通过合理的平面结构布置，确保建筑结构的抗拉力。第二阶段则是验算建筑结构的弹塑性，也就是对地震作用下很容易倒塌的建筑结构按照大震标准进行设计，处理好建筑结构的薄弱环节，以免地震发生时首先冲击建筑结构的薄弱环节，影响到整个建筑结构的安全性和稳定性。

1.3常规抗震设计方法与基于性能抗震设计方法的比较

基于常规抗震设计方法与基于性能抗震设计方法在设防目标、设计实施方法和检验方法、实现性能和工程应用方面都有所不同，具体见表1。通过比较发现，基于性能抗震设计方法是未来建筑抗震设计的发展方向，它适应了社会新技术和新工艺发展需求，能够满足建筑业务单位和使用单位对建筑结构安全性、经济性等相关要求。

2超限高层建筑结构的抗震性能目标

某酒店塔楼的高度是168.9m，结构计算高度为176m，建筑结构为B类钢筋混凝土高层建筑。建筑场地类别为III类，建筑抗震等级为二级。

2.1结构的抗震性能水准

按照相关规定，酒店的塔楼高度、平面扭转不规则等不能超限，所以在第一、二阶段抗震设计过程中，必须采取有效的方法满足建筑工程国家以及地方相关的标准，并将基于性能抗震设计目标概念进行设计。按照《建筑抗震设计规范》给出的抗震性能设计方法以及《高层建筑混凝土结构技术规范》中的相关规范进行设计，确定该酒店的性能水准为C类，具体控制目标如下:

2.2建筑结构的性能目标

超限高层建筑结构规则性、高度等方面超出了建筑工程规范中的适用限值，使得抗震设计缺乏相应的参考依据。基于性能目标设计方法在设计的时候，需要综合考虑到建筑场地实际设防裂度、超高限值以及建筑结构不规则等经济因素，对超高建筑的薄弱环节、主抗侧力构件等结构变形能力和抗震承载能力有具体的性能目标。按照建筑工程设计中相关内容，建筑结构关键构件由建筑结构工程师根据工程实际情况分析。比如水平转换构件和支撑竖向构件、大悬挑结构的主要悬挑构件、长短柱在同一楼层的数量相当于在该层各个长短柱等要求。这其实是将过去常规抗震设计中的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计原则进行量化和细化。比如将A级性能目标设计要求建筑结构小震不坏、中震和大震不坏，就是要求建筑结构在中震和大震中依然保持一定的弹性。

3结语

随着建筑行业的快速发展，常规的建筑工程抗震设计方法已经无法满足当下建筑设计的要求，基于建筑结构性能抗震设计理念对抗震结构的目标进行量化，明确抗震目标性能，能够提高建筑结构抗震性能，必将成为建筑行业的发展趋势。

参考文献: