高层建筑结构形式精选(九篇)

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第1篇：高层建筑结构形式范文

关键词： 高层建筑，转换层，布置原则

中图分类号： 中国图书馆分类法查询 文献标志码：A

Abstract: The engineering applications of the conversion layer today are developing towards the direction of verious forms,diverse methods and reasonable force. Due to the architectural and structural features of high-rise buildings, the conversion layer is divided into the form of a beam, truss, thick plate, box, giant frame, etc.The design methods for those conversion layers are different.In this paper, on the basis of previous studies,the function, form, features, layout principles of the conversion layer structures are summarized,and the problems to be solved in future research work are pointed out.

Keywords: high-rise building；conversion layer；layout principles

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号

1 引言

近年来高层建筑迅速发展，建筑物越建越高，越建越大。为给人们提供良好的生活和工作条件，高层建筑正向着形式多样、功能多样的方向发展。在同一座高层建筑中，功能要求沿建筑高度要发生变化：上部楼层一般布置住宅、旅馆，中部布置办公用房，而下部常用作餐馆、商店等文化娱乐设施；另一方面，高层建筑下部受力较大，上部受力相对较小，理论上结构布置应是下部结构刚度大，墙体多，柱网密集，自下至上逐渐减少墙体和柱的数量。这两方面使得结构的布置与建筑的功能在空间上恰好相反。为满足建筑功能要求，结构布置需与常规的布置相反，在下部布置大空间，上部布置小空间；上部布置刚度较大的剪力墙，而下部则布置刚度较小的框架柱。为实现此种布置，就须在结构变化的楼层设置转换构件形成转换层结构。

由于建筑对转换层结构的要求，转换层结构设计和施工的研究就必不可少。本文主要对转换层结构的功能、结构形式等进行归纳总结。

2 转换层功能

2．1 建筑功能

1) 为建筑室内提供较大空间

传统的剪力墙结构楼层适合布置住宅和旅馆的客房等房间，如需在建筑底部布置各种需要较大空间的房间时，可以通过转换层将部分剪力墙用框架柱代替，形成大空间框支剪力墙结构，以满足建筑功能要求。

2) 为建筑物提供较大的出入口

对于一些筒中筒结构的建筑，外框筒的柱距通常布置为3-4m，使得建筑无法设置较大的出入口。在建筑底部设置水平转换构件可以扩大底层柱距。

2．2 结构功能

1) 上下层结构形式转换

转换层可以将上部的剪力墙结构转换为下部的框架结构，形成较大的室内空间。这种转换层结构广泛地用于剪力墙和框架剪力墙结构中。

2) 上下层柱网、轴线的改变

转换层上下层结构形式不变，通过转换层扩大下部柱的柱距以形成大柱网。这种转换层结构用于外框筒底部来形成较大的出入口。

3) 结构形式和柱网轴线位置同时转换

转换层结构将上部剪力墙结构转换为框架结构的同时，上下层柱网轴线错开，形成错位布置。

3 转换层主要结构形式

1) 底部多层组成大空间的转换层

这种转换层最常见，一般有两种基本做法：

(1)转换层跨越建筑平面两端，荷载传递到支撑点上，此种做法称为桥式结构；

(2)转换层的中部支撑在强劲的筒体上，四周悬挑向外，以此形成底部大空间。

2) 外部组成大柱网的转换层

此种转换层一般用于筒中筒结构的外筒，以便在底部布置较大的出入口。

图1 传递竖向荷载的转换层结构体系

a梁柱体系；b,c,d桁架体系；e,f墙梁体系；

g格构式体系；h,i筒体体系；j箱梁体系

3．1 转换层结构形式分类及特点

按照上述结构形式，转换层可以分为梁柱体系转换层、桁架体系转换层（空腹桁架体系、斜杆桁架体系、混合桁架体系）、墙梁体系转换层等。

1) 梁式转换层

图2 梁式转换结构类型

梁式转换层结构是现代高层建筑中用来实现垂直方向转换的最常用结构形式。其传力途径采取墙或柱转换梁柱或墙的形式，传力直接、清楚、明确，便于进行工程计算、分析和设计，且造价较低，在实际工程中应用非常广泛。

实际应用中转换梁形式多样，按跨数可分为单跨、双跨和多跨；按上部墙体形式，可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞、开门洞和开窗洞；从功能上，可分为托柱和托墙；按转换形式，可分为加腋和不加腋；按转换梁采用的材料，可分为钢筋混凝土、预应力混凝土、钢骨混凝土和钢结构等。

2) 桁架式转换层

在一些梁式转换层中，由于承托的上部层数比较多而且转换梁的跨度比较大，上部的柱传递给转换梁的荷载比较大，这就导致转换梁截面的尺寸偏大，实际实施起来很困难。而且采用转换梁也不利于布置大型管道等设备系统，不利于充分利用转换层建筑空间。理论分析和工程实践表明，采用桁架结构代替转换梁作为转换层结构是一种可行方案。

转换桁架可分为单层桁架和叠层桁架。

3) 厚板式转换层

当转换层上下部柱网轴线错开较多时，转换梁难以直接承托上部荷载，这时需要做成厚板结构，形成板式承台转换层。

厚板转换层可以给上部结构布置带来方便，但也使得板的传力途径变得不清楚，因而其受力非常复杂，计算相对困难，而且从受力角度考虑，往往需要柱与墙、柱与柱指尖配筋加强，相当于设置了暗梁，增加了配筋量。转换板的厚度一般很大，实际工程中可达到2.0-2.8m，重量和混凝土用量都很大，对下部垂直构件的强度和混凝土施工提出了较高的要求。而且相当于几层楼重量的厚板集中在结构中部，振动性能十分复杂，在地震作用下，地震反应强烈，不利于结构抗震。因此，采用这种厚板形式的转换层要慎重对待。

4) 箱型转换层

在有些情况下，建筑的转换梁可以与其上层和下层的厚楼板协同工作，组成了一种刚度很大的整体结构，这种结构称为箱型转换层。由于原有的上下部楼层和剪力墙对这种转换结构有加强作用，其平面内刚度介于单层梁板转换结构与厚板转换结构之间，在受力性能方面有很大的改善。

箱型梁是桥梁工程中的常见结构形式，但在房屋结构工程中很少使用。

5) 巨型框架结构转换层

巨型框架结构体系把结构中的框架设计为主框架和次框架。主框架是大型的跨层框架，每隔6-10层设一根大截面的框架

图3 巨型框架结构体系

a传统框架结构体系；b巨型框架结构体系

梁，每隔3-4个开间设一根大截面的框架柱。主框架大梁之间的楼层中再另设柱网尺寸较小的次框架，其仅负担这几层的竖向荷载，再将其传递给主框架的大梁，水平荷载通过各层楼盖直接传递到框架上。因次框架柱距和荷载小，又不用承担水平荷载，梁柱截面就可以做得很小，利于楼面合理使用。次框架均是独立的，因而柱网的形式及亦可以互不相同。巨型框架梁的本身就构成了结构转换层，因此，巨型框架结构是一种形式复杂的转换层结构。

巨型框架结构中，主框架的梁柱常采用实心截面。从经济和合理的角度来考虑，梁柱截面尺寸又不能做的很大。因此，这种结构抗水平荷载的能力有限，在台风和地震作用强烈的地区，建筑必须与抗震墙或筒体配合使用。

6) 预应力混凝土转换层

预应力技术可带来很多结构和施工上的优点，例如减小截面的尺寸、控制裂缝和挠度、控制施工阶段裂缝以及减轻支撑的负担等。因此预应力混凝土结构适合用于建造大荷载和大跨度的转换层。

预应力混凝土形式的转换层又可分为预应力混凝土转换梁式转换层、预应力钢骨混凝土转换梁式转换层、预应力混凝土曲线转换梁、预应力混凝土桁架转换层和预应力混凝土厚板转换层。

7) 其他结构形式转换层

其他结构形式的转换层还有错列桁架结构体系、错列墙梁结构体系、错列剪力墙结构体系、底部大空间剪力墙结构体系、底部大空间上层鱼骨式剪力墙结构体系和大底盘大空间剪力墙结构体系等。

4 转换层结构在高层建筑中的布置原则

4．1 转换层在高层建筑中的布置

一般来说，高层建筑下部的竖向结构体系或上下结构形式有较大的差异，或下部竖向结构轴线距离扩大或者上下部轴线错位时，必须在结构改变的楼层设置转换构件，即结构转换层。因此，转换构件可以根据建筑的功能和结构的传力需要沿高度的方向一处或多处灵活布置，且自身这个空间即可以作为正常的使用楼层，也可以作为技术设备层，但需确保转换层有足够的刚度来防止建筑沿竖向刚度悬殊。

当建筑的整体刚度可能不足时，在竖向的某部位设置加强层，结构整体的弯曲效应被人为地加强时，转换层可以同加强层和设备层一同考虑。

对于大底层多塔楼的建筑，塔楼转换层可以布置在裙房屋面处，并且增大梁和板的厚度和尺寸，避免建筑中部楼层的刚度特别小，减小地震危害。

对一些框剪结构的建筑，转换层高度应根据所在地区的地震烈度确定：在7度地区转换层高度宜低于第五层，8度地区则宜低于第三层。当与上述的规定不符时应做专门的研究并采用有效措施。

4．2 转换结构构件在平面上的布置

建筑内部要求尽量敞开自由空间时，转换梁可以沿横向或纵向平行布置；当纵横向需同时转换时，可布置双向梁；还可采用间隔布置；但要与相邻层错开布置；可以顺建筑平面柱网变化合理布置；相邻层可以互相垂直布置。上述方案的共同特点是须与相邻层的柱网统一考虑。

5 转换层结构研究中的问题

虽然目前应用转换层的实际工程比较多，但是对其性能研究还不完善，还有一些问题需要进一步研究。

1) 带转换层结构的建筑抗震性能和抗震设计方法的研究

高层建筑中，建筑刚度的均匀性沿高度方向受转换层的影响很大，转换结构抗震性能变差。如何准确地建立带转换层的建筑在地震作用下的计算模型还有待研究。

2) 转换层中构件受力过度的研究

由于在转换层中的梁和柱都存在强弱之分，而以往对施工过程的模拟计算对比分析中均没有涉及。在设计时应注意结构内力变化，采取相应的设计措施，在施工阶段还应充分考虑转换构件的过度受力。

3) 转换层结构关于施工力学问题的研究

为保证转换层整体的承载力和刚度，其截面尺寸不可避免地又高又大，这就使得在施工时有一定的难度。

例如，某高层建筑高度88m，地下2层，采用框剪结构，首层层高6m，在二层楼面布置梁式转换层，板厚200mm，梁截面有1000mm×1800mm、1000mm×2200mm等。由于转换梁尺寸和自重很大，而且首层层高6m，高支模体系的稳定性如何保证就成为一个重要问题；转换梁配筋构造复杂，各构件连接和构造要求如何满足以确保工程质量需要细致考虑；钢筋密集加大了浇筑混凝土的困难，转换梁又有大体积混凝土的施工特点，确保转换层的混凝土质量亦是转换层施工的难点之一。

因此，在结构设计阶段应与施工时支模和拆模的方案一同考虑，建立与实际相符的力学分析模型，施工时注意钢筋连接和混凝土浇筑时易出现的问题，使设计和施工相统一并保证施工质量。

6结语

高层建筑结构的多样性使得转换层结构形式多种多样，而不同结构形式的转换层又有着各自不同的受力特点和适用范围。在研究中应结合各种转换层形式的特点，建立相应的计算和设计方法，尤其是带转换层结构高层建筑结构地震作用的计算模式。此外，高层建筑转换层结构在施工时有一定难度，在今后的研究工作中应结合转换结构施工时的受力特点，确立适当的力学模型，以指导施工工作。

参考文献：

[1]唐兴荣．高层建筑转换层结构设计与施工[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2] 中华人民共和国国家标准.《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2002）[S].北京：中国建筑工业出版社，2002

[3] 于小虎．高层建筑厚板转换层混凝土施工技术研究[J]．建筑与发展，2010，05：81-82．

第2篇：高层建筑结构形式范文

【关键词】小高层住宅；适用性；经济性；抗震性能

对小高层住宅的结构设计，作为结构设计师在进行结构选型时，不仅要考虑结构体系的适用性与经济性，还要充分考虑抗震性能等几方面。本文就以某小区为例，对目前普遍采用的几种结构形式进行分析比较。

一、结构方案概述

某小区的十二层，一梯两户两单元住宅，对称结构，层高均为2.90m，建筑物总高34.80m，长34.20m，宽14.70m，每层面积490m2，总面积5 880m2，抗震烈度为6度，场地土类别为三类，基本风压：0.60kn/m，采用“多层及高层建筑结构三维分析与设计软件”程序及有关规范对不同的结构设计方案进行计算并分析比较。

（一）框架结构

此方案的特点是一般用于多层结构及小高层结构，适用高度范围一般为60.0m以下（6度设防）。框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用较为方便。填充墙可采用轻质隔墙，减轻结构自重。但内凸的框架柱直接影响到户型的实际使用面积及家具布置。

（二）异型柱框架结构

这种结构体系是框架结构的一个派生结构形式，它除了具有框架结构的特点外，与墙同宽的异型柱很好地解决了建筑平面使用问题。根据行业标准《砼异型柱结构技术规程》JGJ149―2006第3.1.2条抗震设计为6度时，异型柱结构适用的房屋最大高度为24 m，本工程建筑总高为34.8 0m。故不宜采用异型柱框架结构。

（三）框架剪力墙结构

这种结构体系一般用于高层结构，在近几年的高层结构设计中应用广泛，此方案的特点是利用楼电梯间做钢筋砼核心筒抵抗大部分水平荷载，框架柱主要承受竖向荷载。这种结构既具有框架结构布置灵活，使用方便的特点，又具有较大的刚度和较强的抗震能力。但内凸的框架柱同样影响到户型的实际使用面积及家具布置。

（四）异型柱框架剪力墙结构

这种结构体系是框架剪力墙的一个派生结构形式，此方案的特点是利用楼电梯间做钢筋砼核心筒抵抗大部分水平荷载，异型柱主要承受竖向荷载，水平位移及层间位移大大减小。同时，与墙同宽的异型柱又能更好地解决建筑平面使用问题。

（五）普通剪力墙结构

这种结构体系一般用于高层结构住宅，尤其在30层左右的高层住宅结构设计中应用广泛。此方案的特点是根据建筑平面布局而设置钢筋砼墙，与墙同宽的剪力墙很好地解决了建筑平面使用问题。

该总高度仅34.8m，抗震设防烈度为6度区，若采用纯剪力墙结构，造价高，故不作为该工程的首选结构类型。

（六）短肢剪力墙结构

此方案的特点是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构，根据建筑平面布置，在建筑物凹凸转角处布置各种行式的短墙肢，主要形式有：一型、Y型、+型、T型、z型、Y型等。因采用这种结构体系时，将中部的电梯间、楼梯间和管道井四周的剪力墙组成筒体结构，四周布置短肢剪力墙，也可根据需要布置一些长肢墙，所以结构布置极为灵活，基本上能根据建筑的要求布置竖向受力构件。

二、结构抗震性能的比较

（一）框架结构

一般用于多层及小高层结构，即10层以下或建筑物高度H小于28.0m，对H大干30.0m的框架结构，在抗震设防烈度为6度地区，《高规》第4.8.2条规定，抗震等级为三级.SATWE程序计算结果显示，此结构在水平荷载（风荷载及地震荷载）的作用下，水平位移及层间位移为最大（1/1200）；由于框架柱作为唯一的抗水平力构件，轴压比限值为0.90，故框架柱截面尺寸较大，内凸的框架柱直接影响到户型的实际使用面积及家具布置。而且，最为严重的是，由于建筑的平面使用或立面造形的要求，经常出现框架两一端搁置在柱上，另一端搁置在梁上；或几根框架柱并不在一条轴线上，往往出现单跨框架的现象，成为抗震薄弱环节。所以，在考虑抗震设防要求的结构中，由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，特别是采用砌体填充墙时，地震中填充墙损坏严重，修复费用很高。故对高层结构不宜采用。

（二）异型柱框架结构

异型柱在受剪承载力、节点承载力和延性等受力性能方面比普通矩形柱差，在水平地震作用下，柱内钢筋的粘结锚易遭受破坏，对抗震性能有不利影响。因此，钢筋砼异型柱框架及框架抗震墙结构的房屋应在一定的高度及适用范围内应用，而不能等同于一般的钢筋砼结构。根据《砼异型柱结构技术规程》适用于总高度小于24 m的房屋。当建筑的高度较高时，异形柱无法满足轴力和抗侧力的要求。所以，异型柱框架结构相比较而言，抗震性能为最差。

（三）框架剪力墙结构

一般用于高层结构，在近几年的高层结构设计中应用广泛，此方案的特点是利用楼电梯间做钢筋砼核心筒抵抗大部分水平荷载，框架柱主要承受竖向荷载，水平位移及层间位移大大减小，轴压比限值较框架结构放宽，但考虑框架柱的构造要求，及实际计算中若轴压比大于0.90，则柱配筋较大，所以在小柱网的住宅中，与框架结构相比，柱截面尺寸与不可能小很多，同样存在上述建筑使用问题。

（四）异型柱框架剪力墙结构

这种结构体系是框架剪力墙的一个派生结构形式，此方案的特点是利用楼电梯间做钢筋砼核心筒抵抗大部分水平荷载，异型柱主要承受竖向荷载，水平位移及层间位移大大减小。同时，与墙同宽的异型柱又能更好地解决建筑平面使用问题。6度地区，框架剪力墙结构总高度不得超过45.0m，柱中距不大于7.20m。抗震等级之所以异形柱有上述的限制条件，主要是异形柱的肢长较短，当建筑的高度较高时，异形柱无法满足轴力和抗侧力的要求。在6度设防地区，建筑物高度大于18.0 m抗震等级即为三级，这点较框架结构（60.0m）严格。

（五）普通剪力墙结构

一般用于高层结构住宅，尤其在30层左右的高层住宅结构设计中应用广泛。此方案的特点是根据建筑平面布局而设置钢筋砼墙，适当部位开结构洞，以轻质填充墙代替，以减轻结构自重及工程造价，可使各墙段刚度均匀，抗震性能好，水平位移及层间位移大大减小，尤其在户型的实际使用面积及家具布置中。

（六）短肢剪力墙结构

由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安垒起见，对这种结构抗震设计的最大适用高度、使用范围、抗震等级、墙肢厚度、轴压比，截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率均做了较严格的限制。

三、计算结果的比较

根据以上计算结果：

地震周期。框架结构最大（T 1=1.6463S），短肢剪力墙结构最小，异型柱剪力墙结构次之，其余结构相差不大。显然，这是与结构的刚度有直接关系。

水平地震剪力。框架结构最小（1347.7 7f），短肢剪力墙结构最大，异型柱剪力墙结构次之，其余结构相差不大。显然，这是与结构的地震周期是一致的。

最大层间位移。框架结构最大（D x/h=1/455），短肢剪力墙结构次之（1/3591），其余结构相差不大。显然，这是与结构的刚度是一致的。

结构自重。框架结构最大，其余结构相差不大（约8300t）。活载相差不大（约600t）。恒载占总重量的百分比为9 3%以上，故在高层计算中，一般可不考虑恒活最不利组合，这对计算结果几乎无影响。

砼用量。短肢剪力墙结构与异型柱剪力墙结构较大（约146m3），其余结构相差不大（约1333）。相差了146/13.1=1.1倍。

钢筋用量。短肢剪力墙结构与异型柱剪力墙结构较大（约l 8.5f），其余结构相差不大（约16.0t）。相差了18.5/16.0=1.15倍。这是由于前者结构的最小配筋率要求较高。

第3篇：高层建筑结构形式范文

Abstract: the author analyzes the modern high-rise building development to the structural type of difficulties and bring new new requirements, to know the structural type design problems essence and the rule, further clear structure on the selection of necessity and the complex characteristics, is both modern high-rise building construction practice, but also the requirements of a comprehensive understanding of the need to question the structural type. The structure of the building design is an important index of ductility design. Relative to the key words: high building, structure design, selection

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

1.高层建筑结构选型的意义

一是搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键在于结构选型，如果选型不当，即使结构计算很精确，也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷，所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。

二是现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大,要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。主要表现为:第一，需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化,为增大建筑净空高度,很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现,对结构系统形式的要求提高。第二，随着高度与规模等增大 ,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。第三，高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大

2．高层建筑结构选型的相关概述

高层建筑的结构体系主要有框架结构,异型柱框架结构,框架一剪力墙结构,剪力墙结构,部分框支剪力墙结构,筒体结构(框架一核心筒结构,筒中筒结构),以及混合结构,即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件(钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等)构成的结构。主要分为:

一般高层建筑结构体系。一般高层建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架－剪力墙体系、框架－筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。

复杂高层建筑结构体系。复杂高层建筑结构体系一般是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。

新颖高层建筑结构体系。近年来,出现了一些新颖的高层建筑结构体系。其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。

。

3．高层建筑结构选型的若干思考

一是竖向承重结构的选型。在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度和用途。不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架―剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构。当建筑物的高度超出表中数值时,要进行专门的研究,采取有效的措施。选择结构体系应考虑的另一个因素是建筑物的用途。目前国内高层建筑按用途大体上可分三大类:住宅、旅馆及公共性建筑(办公、商业、科研、教学、医院等)。住宅建筑一般采用剪力墙结构。

二是水平承重结构的选型。水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。水平承重结构选型通常有以下几种,平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜成过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大 ,楼面重量太大。采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接的可靠性。无梁楼盖的合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m。密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。当采用装配式楼板时,框架－剪力墙结构应加混凝土现浇面层。楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架―剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构；剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。房屋高度不超过50m时,8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构；6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖；框架结构和剪力墙结构可采用装配式结构。同时对于现浇楼盖,混凝土强度等级不宜低于C20,也不宜高于 C40。

三是下部结构的选型。高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏,不但关系到结构的安全,而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。高层建筑基础形式通常有以下四种: 柱下独立基础、交叉梁基础、片筏基础和复合基础。

4．结语

总之，高层建筑结构的选型与结构布置在结构抗震概念设计中占有极其重要的地位,它们直接影响着结构的安全性与经济性。总的来说,高层建筑结构选型包含竖向承重结构选型、水平承重结构选型以及下部结构选型;结构布置包括结构平面布置、结构竖向布置及变形缝设置。设计中应根据房屋的高度、高宽比等多方面因素选取合理的结构体系,以上因素在结构选型方面应该重点考虑。

参考文献:

[1]陈子强. 建筑结构选型的思路及其抗震设计应用[J]. 建筑设计管理. 2010(04).

[2]张丽. 小区小高层住宅建筑结构选型分析与研究[J]. 科技传播. 2010(07).

第4篇：高层建筑结构形式范文

关键词：超高办公楼；经济性；综合评价；

目前，我国资源消耗高、浪费大、环境污染等问题非常严重，随着经济的快速增长和人口的不断增加，淡水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾更加突出，环境压力日益增大。土地资源的节约集约利用和循环、高效利用成为发展的必然

而现代办公楼的建设由于用地紧张，所需面积又较大，多以高层和超高层建筑为主。而这些建筑又往往成为消耗能源和建设经费的超级大户，上海金茂大厦，北京soho，中央电视台等项目在成为城市地标的同时往往都是以天价的投资为基础的。如何在这些超高层办公建筑项目中从设计理念阶段就明确方向，尽量节约造价是今后新建超高层办公楼的一大重点。

一、 新建项目应实现的基本目标

1提高经济性：保证标准层面积，提高高层实用率，避免低效建设。

通过对深圳现有相应品质高档办公楼的调查，为保障高层建筑的实用率，办公楼标准层面积不宜过小。我们建议办公标准层面积应在1600~1800平方米之间，且不宜超过2000平方米，从而提升项目建设效率和城市对土地的利用，提高项目经济性。

2正确定位项目标志性：绿色经典为原则

新建项目不应盲目追求华而不实的建筑风格，而应将项目定位成绿色高效经典的新型现代办公楼。应该充分重视“人”在建筑中的感受，打造节能，环保，绿色的现代化高档办公楼，这既能充分发挥为数不多的剩余土地的价值，又能成为响应国家“节能减排”政策的积极举措，同时为内部办公人员提供一个健康舒适的自然办公环境。

二、 项目经济性分析

我们以某一面积近10万平方米的超高层双子楼办公项目为例，通过对塔楼高度，标准层面积，避难层层数，结构型式等方面进行对比分析，力求得出不同高度的双塔方案其造价的变化情况。

1方案可能性分析

2经济性分析

通过对深圳高档甲级写字楼项目的调研可得出，按照深圳中高档写字楼标准，单位面积造价随建筑高度变化而不同，常规情况下，建筑造价和建筑高度的关系大体如下所示：

三、 结论：

对三种方案的综合评价采用打分方式，其基本规则如下：

评分指标分为经济性和标志性两大类。在每一大类中包含有多项相关的要素，根据四个方案对每个要素的相应情况进行评分。最高分为3分，最低分为1分，获得3分表示该方案在本要素方面表现最佳，获得1分为表现最差。三个方案在每个要素的总得分最多为6分，如果在某个要素上有两个或三个方案难分高下，则平分分数。综合评价打分表如下表。

根据综合评价打分的结果，一高一矮方案作为得分最高的方案，在各主要要素上都有较好的表现，综合来讲，可以认为是最为可行方案。

四、 超高层办公楼标准层进深分析

使用空间的进深指从外窗到房间最内侧墙边的距离，房间进深的确定需综合考虑以下的因素：

进深越大，分隔组合的可能性越多，灵活性越大。反之，进深较小，空间划分的可能方也越少，灵活性降低。

进深越大，每层的办公面积越大，建筑的使用效率越高；进深越小，建筑交通面积和公共空间面积所占的比例会相对增大，使得建筑实用效率降低。

进深越大，房间内区的面积越大。办公室内区距离外窗较远，空气流动性差、品质得不到保障，无法利用用自然采光。内区的办公环境是较差。反之，小进深能够提高办公空间的整体品质。

进深越大，外柱到内筒的跨度越大，框架梁的高度越大，在同样层高条件下的室内净高越小。

选择建筑进深必须要综合考虑上述各方面因素后进行综合判断。

五、 建筑设计过程中其他影响工程造价的主要因素分析：

1. 平面形状

一般来说，建筑平面形状越简单，它的单位面造就越低。一般情况下建筑周长与建筑面积比越低，设计越经济。因些建筑物平面形状的设计应在满足建筑物功能要求的前提下，降低建筑物周长与建筑面积比。

2. 流通空间

建筑物的经济平面布置。在满足建筑物使用要求前提下，将流通空间减少到最少。因为如门厅、过道、走廊、楼梯以及电梯井的流通空间，他们都不能为了获利目的的加以使用，但是需要相当多的采光、清扫和装饰的费用。但是不能为了降低工程造价，忽虑了美观和功能质量的要求。

3. 层高

在建筑面积不变的情况下，建筑层高增加会引起各项费用的增加：1、墙与隔墙及其有关粉刷、装饰费用的提高；制冷空间体积增加；卫生设备、上下水管道长度增加；楼梯间造价和电梯设备费用的增加；另外，由于施工垂直运输量的增加，可能增加屋面造价；如果屋高度增加而导致建筑物总高度增加很多，还可能增加基础造价。

4. 建筑物层数

建筑物总造价是随着建筑手的层数增加而提高的。

5. 柱网布置

常规建筑柱网为8.4mX8.4m，若柱网过大，则梁高增加，配筋加大，造价增高，且影响室内净高。建议塔楼结构柱跨（进深）控制在12米以内，结构体系比较合理。柱外侧可考虑悬挑，以保证立面的完整性，同时可以形成丰富的空间感。

6. 建筑物的体积与面积

一般来说随着建筑物体积和面积的增加，工程造价会提高。尽量减少结构面积比例，增加有效面积，就是结构面积与建筑面积比越小，设计越经济。

7. 建筑结构。

建筑结构就是建筑工程中构件所组成的起骨架作用的。建筑结构材料如，砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构。建筑材料和建筑结构选择直接影响到工程质量、使用寿命、耐火抗震性能，而且对施工费用、工程造价有很大的影响。

六、结论：

第5篇：高层建筑结构形式范文

关键词：工民建；高层建筑；结构选型；影响因素

Abstract: As a comprehensive and strong systematic content, the selection decision-making of high-rise building structures in civil engineering project occupies an extremely important position. This paper will combine with many years of practical experience; provide a simple exposition of civil engineering in high-rise buildings for selection of structural factors, for reference.Key words: civil engineering; high-rise buildings; structure selection;influencing factors

中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02

高层建筑以其占地面积较小，高层空间利用率较高的优势，有效的缓解了目前城市土地资源紧张与城市人口压力逐年加大之间的矛盾，使其迅速成为现今建筑工程设计与施工建造的首选类型。就我国目前而言，高层建筑主要用于住宅、宾馆、办公写字楼、以及综合性商业设施等用途中，由于其对高层建筑的使用功能性的要求不同，使其在对于建筑物的内部结构选型中存在着一定的差异性。在高层住宅的建筑工程项目中，由于其对于功能具有空间较小、分隔墙体较多、各层布局基本相同的特殊要求，在结构的选择时就比较适合采用剪力墙或框架剪力墙结构，此外除了应考虑各组成部分各自适用的结构体系以外，选型中还要考虑两种体系组合的效果是否最佳因为当建筑物包括不止一个主要结构时，它们之间必然存在一定的横向联系，分别对每一结构优化所拼凑而成的整个建筑结构不一定最优，故结构选型应从整个工程系统，即主要结构的集合出发进行全局优化决策根据工程的具体情况和条件正确解决结构体系的选型问题。

1工民建筑物的基本要求

1.1美观功能要求

结构是构成建筑艺术形象的重要因素通常人们比较强调结构型式适应建筑造型上的美观性要求，而易于忽视另一方面，即结构本身的美学效应。结构自身也富有美学表现力，为了达到安全与坚固的目的，各种结构体系都是由构件按一定的规律组成的，这种规律性的东西本身就具有装饰效果，结构选型的参与者、建筑师们必须注意发挥这种表现力和利用这种装饰结果自然地显示结构，结构型式与建筑的空间艺术形象融合起来使两者成为统一体。

1.2结构受力合理性

因为各种结构体系有各自的受力特征，比如在抗风能力、抗震能力整体刚度等各方面各不相同，而选型必须保证结构体系的受力合理，所以要根据力学上的要求认真比较各种结构体系优缺点，挑选出能入围的几个结构体系，然后再结合其它影响因素作分析，做筛选结构受力合理性包括结构能有效抗风、可靠抗震、传力途径明确、应力分布合理破坏机制合理等等。它受环境条件诸如基本风压、设防烈度等影响，而基本风压、设防烈度又因场地条件不同而不同。

1.3综合考虑不同结构方案对建筑物造价的影响

某些结构材料单价较高但可能给建筑物整体造价带来好处，结构材料对选型的影响下文将展开论述。例如某市三多里高层住宅地面以上15层、局部16层，层高2.7m建筑。总高度44.2m为板-柱框架剪力墙体系，采用陶粒混凝土。预制大楼板内外填充墙分别采用100mm及200mm厚的加气混凝土彻块，每层平均重量仅为8.31kN/平方米而一般框架-剪力墙体系的高层住宅每层平均重量约为12~13kN/平方米，因此该高层建筑采用天然地基箱形基础，而同期建造的另一幢15层高层住宅，为内浇外挂剪力墙体系，采用柱箱复合基础15层高层住宅采用天然地基，在某市是仅有的一幢，是一个成功的工程实践。

1.4结构全寿命期费用

在进行结构方案的经济分析时，通常考虑的是一次性投资费用，这是不够全面的。一幢建筑物在其整个使用寿命期内，一般为50年，还会发生其它费用，如结构的一般维护维修费用、灾后的重建费用等等，而这些费用的数额往往也是不容忽视的。在进行结构选型决策时也应予以考虑。例如对于一幢高层建筑如果结构方案采用钢结构，则由于钢材易于锈蚀在整个建筑物投入使用后，必须对钢结构构件进行定期的防锈蚀处理和维护，从建筑的整个使用寿命期来看这一笔维护费用的数额是巨大的但如果结构方案采用钢筋混凝土结构则基本上不需要对结构构件进行维护。从建筑的整个使用寿命期来看，就基本上不存在发生于结构构件的维护费用，当对类似的高层建筑进行结构方案的选择时就要综合考虑权衡各方面利弊从结构的全寿命期，来进行综合经济分析才能得出令人满意的决策结论。

2施工水平对高层建筑结构选型的影响建筑施工的生产技术水平及生产手段对建筑结构型式有很大影响。正是大型起重机械及各种建筑机械例如混凝土泵，相继问世才使高层建筑的各种结构型式成为现实，施工水平对建筑结构型式的影响表现在以下两个方面：

一方面，施工技术条件不具备或选用的结构方案不适应现有施工技术能力，将给工程建设带来困难。例如选择装配式框架结构方案时需要认真考虑施工单位焊工技术力量，否则将给工程质量带来严重影响。如果决策人员在结构选型时考虑不周也将会给施工单位带来不必要的困难。因此选型时有关设计人员应多与施工单位人员沟通，共同磋商解决选型中出现的矛盾。

另一方面，选择结构型式时要结合施工工艺因素考虑工程的具体施工条件，同一种结构型式可以对应不同的施工工艺，而不同的施工工艺不仅影响材料消耗，劳动力工期施工工期的影响已经在经济因素中分析及造价等技术经济指标，而且会影响到结构的受力状态、抗震性能、计算分析及构造措施。所以，在高层建筑结构选型中应对施工工艺连同其它因素加以全面综合权衡考虑。

3建筑结构材料对高层建筑结构选型的影响

随着科学技术的发展，新的结构材料如高强砼、轻骨料砼、复合材料中的钢管砼、钢纤维砼等等不断诞生，新的结构材料促使传统结构型式发生变革，新的结构型式产生，从而不可避免地给结构选型问题带来深刻影响。众所周知在传统的建筑材料中，钢材符合轻质又高强的条件，在国外高层建筑中很多采用钢结构体系，鉴于我国国情和条件，绝大部分高层建筑都采用钢筋砼结构体系，且一般都采用普通钢筋砼、混凝土及钢材的强度等级不高，建筑物的自重一般平均在12~17kN/平方米。据统计，在我国已建成的高层建筑中，自重小于12kN/平方米的只占22%。而大于14kN/平方米的占46%，总的来说，自重偏大给设计、施工、材料运输、结构抗震性能及结构技术经济指标带来较多不利影响因此在考虑了材料的供应状况的前提条件下，优先选用能减轻建筑物自重的结构材料是很有必要的。减轻建筑物自重给整个高层建筑带来的效益有：

3.1有利于减小结构截面节约建筑材料尤其对于高层建筑下部楼层的柱子影响更大。

3.2有利于减小基础投资据统计在软土地基地区基础的造价约占土建总投资的25%左右。例如：某市桩箱型基础约占28%，随着目前地下室越来越深，这个比例有加大的趋势，所以减轻高层建筑自重对减少软土地基地区高层建筑基础投资有重大意义。

4结语

综上所述，在实际工作中，结构设计人员往往由于未能深入了解结构选型的各个影响因素及其相互关系，从而造成结构选型决策的种种失误影响结构选型决策的因素主要体现在建筑物的功能要求，结构受力合理性经济因素的制约等多个方面，所有的这些确定性的和非确定性的因素都或多或少对结构选型产生影响，在某些情况，不为人们重视甚至被忽略的一些因素往往起着决定性的作用。因此，在结构选型决策工作中应该综合考虑各种决策影响因素的作用特点和对决策结果的影响度，并将它们综合协调统一起来，这就涉及到高层建筑选型决策方法的合理选择问题。

参考文献

[1]李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题[J].建筑结构学报，2008.08.

第6篇：高层建筑结构形式范文

关键词：高层建筑；转换层；结构设计

中图分类号：TU97文献标识码： A

建筑行业的发展速度不断加快，人们对生活水平的要求越来越高，居住环境的好坏成为人们关注的问题，在现代建筑结构体系中，高层建筑结构设计引起了人们的关注。为了满足人们对住宅的需求，复杂化、多样化的建筑结构不断涌现。高层建筑转换层结构设计在高层建筑过程中起到非常重要的作用，它能够充分发挥建筑结构各个部分使用功能，使高层建筑结构更加完善。因此，不断提高和完善高层建筑转换层结构设计是促进建筑行业更好发展的前提条件。

1 转换层的概念和功能

1.1 转换层概念

高层建筑结构中，为了满足人们对房屋住所的要求，为建筑物预留更大的空间，扩大建筑物网柱，减少墙体；而在高层建筑结构上层，要开设小的空间，就需要多层墙体来实现。然而，在结构设计过程中会因竖向杆件无法贯通接地，使得无法满足高层建筑结构额整体效果和功能，所以采取水平转换结构来与下部竖向杆件进行连接，能够有效的满足高层建筑结构设计在不同功能上的需求。这种形式的建筑结构称为高层建筑转换层结构。

1.2 转换层功能

转换层结构功能可以分为3 类：上层结构和下层结构转换，这种形式的转换大多应用于剪力墙结构和框架- 剪力墙结构，以此来创造一个较大的内部自由空间；上层与下层之间的柱网、轴线变化，转换层结构没有发生改变，但是通过转换层使下层形成大柱网，多用于外框筒的下层较大的入口；对结构形式和结构轴线布置进行转换，使其形成上下结构不对其的结构布置。

2 转换层结构形式与设计方法

2.1 梁式转换层结构

梁式转换层结构是高层建筑中经常采用的一种形式。其主要是将墙转换成梁柱的形式，在具体的施工过程中，能够明确和了解传力途径。因此，采用这种转换层结构简单、清楚且施工成本低。正因为其有这种优点，在高层建筑转换层结构中应用广泛。由于建筑结构多样化，在实际工程建设中，转换梁的结构形式也趋于多样化。转换梁所承受的荷载力来源于竖向杆件荷载作用下的受力情况。通过对不同结构性形式转换梁的受力规律进行分析和研究，可以了解转换梁设计方法受荷载作用和转换层的形式影响较大。

2.2 桁架式转换层结构

桁架式转换结构的受力规律较为清晰，使用起来比较灵活，还能起到良好的抗震效果。这种转换层结构是梁式转换层结构演变而来的，其整个转换层是由钢筋混凝土结构组成，桁架结构的上下杆件布置在转换层的上下楼面结构层内。桁架结构高度很高，其下部杆件的界面尺寸较小。虽然桁架式转换层结构的整体性能好，但是在施工处理方面却比较复杂，施工难度较大。桁架式转换层结构设计的重点是节点设计，当节点受力较大时，易剪切破坏，增加配筋量；桁架式转换层结构设计对高度要求较为严格，因此，在施工过程中，要严格控制高度，避免地震作用下造成破坏。

2.3 箱式转换层结构

箱式转换层结构形式是单向、双向托梁与上下层楼板之间共同工作情况下形成的。其整体性能较好，在上下层结构布置过程中，具备有效的传力。从高层建筑结构来看，其占用太大的空间，不适用于住宅转换层的设计，由于转换层结构设计经常会与设备布置和管道布置发生冲突。这种转换层结构形式缺点是自重大，施工成本高。 从结构形式的选择和建筑造价等方面来考虑，这种转换层结构形式在实际高层建筑转换层结构上的应用较少。

2.4 厚板厚梁式转换层结构

高层建筑结构中，当上下柱网轴线错开较大，需要用厚板进行直接承重，形成厚板式转换层结构，这种转换层结构形式可以灵活布置下层柱网，不需要与下层结构对齐。但是，采用这种结构形式的自重大，施工材料消耗较大，使得成本增加。厚板式转换层结构的强度大，使上层结构的布置更加方便；由于传力模糊不清，导致结构计算受到限制，影响整体结构设计。厚板式转换层结构在地震作用下反应强烈，使厚板本身受力大，也会因竖向刚度的变化，上下层结构受到很大的荷载作用力，造成严重的危害。

3 高层建筑转换层结构设计原则及问题要点

3.1 高层建筑转换层结构设计原则

针对转换层的布置使得建筑物竖向刚度的发生改变，在地震作用下，容易形成许多薄弱环节，降低了高层建筑整体结构的抗震效果，因此，在设计过程中因遵循相应的设计原则。设计过程中要减少结构转换的竖向构件，竖向构件减少，转换结构就越少，对建筑物竖向刚度突变的影响作用小，对抗震结构有利；高层建筑结构转换层的竖向设计尽量选择较低的位置；在转换层结构形式的选择上，要选择具有明确传力路径的结构形式，这样便于结构设计和施工。

3.2 高层建筑转换层结构设计中问题要点

转换层的刚度突变是高层建筑转换层结构最为复杂，也是设计人员最为头痛的问题。为了满足高层建筑抗震设计的要求，需要对转换层结构上下层结构的总体刚度进行有效的处理，避免刚度突变地震作用下带来的危害。因此，在设计过程中，通常采用加大截面尺寸、加强混凝土强度、增加剪力墙等方法来强化刚度，设计人员进行转换层结构设计时，需重点考虑这方面的影响因素。高层建筑转换层结构的刚度要控制在地震作用影响的范围之内，不宜过大，也不宜过小，刚度太大，地震作用下容易增加建筑物地震发应，刚度太小又会影响建筑物上下层结构的受力作用。因此，在结构设计时，刚度的控制是非常重要，同时在材料的消耗方面也要进行有效的控制，避免因各种原因导致高层建筑转换层结构出现问题。

4 结语

随着我国高层建筑项目不断增加，建筑结构设计越来越复杂化、多样化，转换层结构在高层建筑结构中应用普遍。强化高层建筑转换层结构设计水平，提高转换层在高层建筑中的应用能力，是建筑行业迫切需要解决的问题。因此，在未来高层建筑不断增加的条件下，深入对转换层结构的分析和研究，是提高高层建筑技术含量和建设水平的有效依据。通过合理分析建筑物转换层结构的设计原则和种类以及充分了解建筑物转换层设计的过程中应该的注意事项，能够有效的提高建筑物转换层的设计效果，在保证工程质量的前提下，降低整个工程的施工难度，有效降低施工造价和成本，保证建筑物的质量，延长整个建筑物的使用寿命，最终实现促进我国建筑行业的广泛发展。

参考文献

[1] 曾曲云.高层建筑转换层结构设计[J]. 建筑知识：学术刊，2011（12）.

[2] 王春伟.高层建筑转换层结构设计中的问题分析[J]. 黑龙江科技信息，2011（23）.

[3] 徐斌.高层建筑转换层结构设计的探讨[J]. 中国新技术新产品，2013（4）.

[4]张俊东.高层建筑结构转换层的结构设计[J]. 现代经济信息，2009（1）

[5]邱剑雄.高层建筑梁、板式转换层结构设计方法研究[J].知识经济，2011（3）

[6]徐志杰.浅议高层建筑转换层结构的设计[J].山西建筑，2011（6）

第7篇：高层建筑结构形式范文

关键词：建筑结构形式；发展；力学原理

1引言

随着社会的发展，建筑业也在不断的发展。建筑业是我国的重要支柱产业，建筑业的发展带动着我国经济的发展。建筑结构形式需要运用力学原理，遵循将弯矩转变为轴力的力学主线。运用力学原理进行建筑物建设，能够节约建造成本，避免出现倒坍现象，促进人们的生活。

2建筑结构形式的发展史

建筑与结构是不可分割的，缺一不可。随着经济的发展，人们逐渐提高了对建筑结构的认识，建筑工程不仅要保证质量和性能，还需要符合美观的要求，满足人们的品味。因此，美观实用和安全可靠逐渐成为建筑工程的重要评判标准。但是两者基于不同的知识和技能，具有一定的差异，为了最大的满足人们的需要，专业人员不断提高这两方面的技能，美观实用和安全可靠的设计人员也不同。两者的知识和技能不同，导致专业人员需要掌握的内容也不一样。美观实用要求专业人员掌握美术和建筑这两方面的知识。安全可靠要求专业人员除了掌握美术和建筑这两方面知识外，还需要掌握力学、数学、制造与施工也等专业知识。随着建筑工程的发展，建筑工程要求专业人员掌握的专业知识也越来越多，美学、艺术等学科都需要专业人员掌握，学会运用，学习要求增多，难度也变大。建筑结构形式发展要求专业人员掌握专业知识，而专业知识又帮助建筑结构形式的发展，两者缺一不可，相互促进。

3建筑结构形式的划分

3.1按材料划分建筑结构形式按使用材料划分可分为木质结构、混合结构、钢结构钢筋混凝土结构、钢筋混凝土与钢的组合结构。其中，木质结构主要应用于单层建筑中，使用的材料为木制材料。混合结构主要应用于单层建筑和多层建筑，承重部分使用砖石材料，楼顶使用钢筋混凝土材料。钢结构主要应用于工厂房、承重能力强的厂房以及移动房等。其使用的材料主要是钢。钢筋混凝土结构主要应用于高层或者是多层建筑，其使用材料主要是钢筋混凝土。钢筋混凝土与钢的组合结构主要应用于超高层建筑，其使用材料主要有混凝土与钢筋。

3.2按墙体划分建筑结构形式按墙体划分可分为全剪力墙结构、框架一剪力墙结构、框一一结构、简体结构、框一一支结构、无梁楼盖结构。全剪力墙主要应用于高层以及超高层建筑，其属于建筑结构强度大。框架一剪力墙结构主要应用于高层建筑。框一一结构主要应用于高层和超高层建筑。简体结构主要应用于超高层建筑。框一一支结构主要应用于超高层建筑，其主要材料是钢结构。无梁楼盖结构主要应用于大空间和大柱网建筑。

4建筑结构形式遵循的自然力学规律

随着社会的发展，建筑结构形式的侧重点不同，但是无论是建筑还是结构都需要遵循力学原理，保证建设和结构的安全。结构物承受着一定的荷载，其在每个截面上都会产生拉、压轴力、剪力、弯矩、扭矩等。弯矩是最为危险的。弯矩和拉、压轴力产生的力偶钜是等效的。弯矩把内力作用到截面上，其内力分布不均匀。弯矩使中性层材料的力学性能得不到充分的施展。例如，一根杆件，给其施加一定的加压力和压力时采用轴向，折断它的可能性很小。但是，采用横向加力时会形成弯矩和剪力，折断杆件就非常容易。因此，建筑结构构建为了能够正常工作，必须要求每个截面承受剪力、拉、压轴力、弯矩。

5建筑结构的实例

5.1堆砌结构古埃及金字塔就是采用堆砌结构建造的。建造者为了表达对帝王的崇拜，采用了石材进行建造，石材承压能力强，且安全耐用。金字塔结构简约、体积庞大，给人一种敬畏的感觉。从结构学来讲，金字塔只承受压应力，受力结构简单。经历了数年的风雨变化，金字塔依然屹立不倒。堆砌结构形式的受力情况符合石材的要求，受到当时人们的喜爱。但是，金字塔的建造时间漫长，运用大量的人力、物力、财力，其内部空间小，使用价值不高。随着社会的进步，人类的需要提高，需要提高建筑结构的空间，由此，梁、板、柱结构出现在人们视野中。

5.2梁、板、柱结构梁、板、柱结构应用的材料是木材。石材承受拉力的强度低，因此不能承受弯矩。木材能够承受一定的拉力和压力，值得使用。在当代，钢材和钢筋混凝土取代木材占据主导地位。石材虽然有一定的弊端，但是仍受到人们的认识，木材虽然受弯能力强，但是也有一定的局限。欧洲很多建筑都采用此结构。例如，爱琴文化的克诺索斯宫殿、宗教神庙等。随后用发展了拱、壳、柱的结构。后来又出现了梁、板、拱、壳、柱的结构，其中罗马建筑是此结构的典范。

5.3拱、壳结构拱、壳结构深受古今中外的喜爱，拱、壳结构能够覆盖大跨度，代替了梁板结构。拱、壳结构符合把弯矩通过结构形式的改变转化为轴力的规律。通过该规律建造出的结构具有坚固、耐用、不容易破坏，容易保留的特点。此结构经过无数人的实践证明，具有可行性。实践证明，拱结构产生的支座水力能够使每一个截面生成负弯钜，负弯矩能够抵消正弯钜，受压力强。通过该结构建造的建筑物具有美观实用、坚固耐用的优点。根据此结构建造的建筑物具有标志性作用。例如，意大利威尼斯、圣玛丽亚.莎留特教堂、佛罗伦撒主教堂、罗马城万神庙、法国克勒芒-费杭圣母教堂等。

6结束语

随着社会的发展，建筑业也在不断的发展壮大，高层结构的建筑在建筑中占据重要位置。建筑结构形式需要遵循力学发展规律，根据该力学规律创造出更多的新结构，促进社会建筑业的发展。

参考文献：

[1]王友三.建筑结构形式发展的力学原理[J].建筑工程技术与设计,2015(7):2260.

[2]黄志东,何萍.经济发展与建筑结构形式相关性初探[J].华南地震,2014(2):103～106.

[3]于佳佳.浅谈建筑结构形式及发展方向[J].建筑工程技术与设计,2016(19):3656.

[4]王轩堃.建筑结构形式发展的力学原理分析[J].建筑工程技术与设计,2016(13):3369.

第8篇：高层建筑结构形式范文

关键词：高层建筑 结构设计 设计分析

前言

随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为高层建筑迅速发展提供了必要的技术条件。

1高层建筑结构的形式

1.1 结构形式多样化、复杂化

传统的高层结构型式有框架结构、剪力墙结构或筒体结构等，但随着建筑功能的提升，形式的多样化使得传统结构形式需要进一步更新。因而使用多种结构形式，或者在常用结构形式上补充其他结构，已经成为一种常见的方式。例如：广州天建酒店同时使用框支剪力墙、内置钢板转换梁、钢桁架、钢框架；广州合景大厦在钢管混凝土柱框架的基础上，在不同部位加设斜或交叉支撑等等。

1.2 节点特点形式的多样复杂化

高层建筑结构形式复杂，使得不通构件的连接节点变得复杂化。不同的构件形式，不通采用的构件连接方式决定了节点的类型，如刚接、铰接或滑动不同节点受力方式也会影响结构的设计要求，相对来说，节点设计成为了高层结构特别是钢结构高层结构安全的控制因素。

1.3 高度的增加带来的变化

高层建筑由于其高度的增加，使得有顶部传递给底部的重力荷载随之增加，使得竖向结构体系承受了更多的载荷，对柱、墙等竖向支撑构件的要求更高。再者高度的增加必然会导致高层建筑侧向风荷载的增加，再加上地震荷载的共同作用，高层建筑荷载的侧向作用相比于传统建筑而言已经成为荷载控制的主导因素。而且侧向荷载对建筑物作用的效应不是线性的关系，对内力是平方的关系，对位移则是4次方的关系，显然在侧向荷载作用之下，高层结构的水平荷载起了控制作用，因此必须严格控制侧面位移。对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。

2高层建筑结构设计的思路的多样性

2.1 建筑结构的选型设计

结构工程的选型设计对结构的安全使用及寿命有着非常重要的作用，合理的概念设计是高层建筑设计成功的核心因素之一。首先，合理选择流线型的建筑体型，比如截锥形或类似体型较为常用，其体型系数相对较小，有利于抗风。另外在进行结构平面布置时，平面形状和刚度分布尽量保持均匀对称，有利于结构的稳定和力学平衡，同时也可以减轻扭转效应的影响。其次，要加强高宽比的设计。高层建筑结构高宽比的规定是对结构整体刚度、抗倾覆能力、整体稳定、承载能力以及经济合理性的宏观控制指标，从大量的工程实践经验来看，合理的高宽比能取得实用、经济的效果。

2.2高层建筑剪力墙结构的设计

(1)避免出现独立小墙肢与剪力墙刚度不宜过大 《高规》中规定：“矩形截面独立墙肢的截面高度hw不宜小于截面宽度bw的5倍。”如果出现不满足规范要求的情况，墙肢轴压比、配筋就受到严格的限制，后续的设计施工的难度无疑增加。因此，在实际设计中，可以采用尽力合并洞口、合理布置剪力墙使小墙肢成为墙体翼缘的措施，这样结构受力性能得到大大的改善。

(2)加强转换层结构设计

当高层建筑功能要求相对提高，比如一栋建筑物的中上部和下部使用功能不同时，此时结构布置也应作相应的改变，只有通过设置转换构件来衔接传递上下结构的荷载，达到功能的满足。

(3)底部加强部位的设计

在剪力墙设计时，一般高层剪力墙结构，底部加强部位的高度可取嵌固部位以上墙肢总高度的1/8和底部两层高度二者的较大值，底部带转换层的高层建筑结构1。当将地下室顶板视作嵌固部位，在地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层，同时将影响到地下1层，此时地下1层的抗震等级不能降低，加强部位的范围应向下延伸到地下1层，并应按规范要求在地下1层设置约束边缘构件。

2.3高层建筑结构的计算与分析

随着计算机技术以及结构设计理论的发展和完善，计算机软件在结构设计中的使用日益增多。但是，数值计算并不能完全替代人的主要设计概念，因为在充分利用计算机设计的过程中，必须充分了解软件设计的内在要求和适用性。总之，在结构的计算和分析阶段，必须在保持对计算和分析过程、结果有充分认识的基础上，准确的利用计算软件根据规范进行深入细化的计算和分析，这一处理结果的好坏实际上也决定了设计质量好坏的关键。SATWE、TAT、ETABS、SAP、MIDAS等式目前比较通用的结构分析软件。但是，软件自身都有其自身的计算特点，因此不通的软件计算分析的结果可能有所区别，此时需要设计人员的主观判断。最合理的做法是，根据工程整体结构计算的要求，选择合适的软件来建立合理精确地模型，对不同软件计算的结构进行横向比较，为最终的设计工作奠定基础。

2.4 把握高层结构设计中的注意环节

(1)周期折减系数。在高层结构的周期分析中，很容易忽略掉非结构的砌体填充墙所带来的影响。显然，周期的折减应考虑到非结构性构件的影响作用，而且不同的结构类型和填充墙的形式也决定了周期折减系数的取值。

(2)选择足够的振型数目。通常对于规则高层建筑而已，选择其前三阶振型计算即可满足计算要求，在分析的过程中，应依据规范要求对计算结果进行合理判断；但对于一些不规则的高层结构而已，或者对于一些有特殊构件的结构而已，局部的振动也必然存在，此时因根据具体的振动特性来选择振型数目的取值。

(3)明确多塔之间的藕联计算。在高层建筑结构形式中，主塔建筑和裙塔建筑构成的藕联体系是一种常见的结构形式，按结构的受力特点，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满足力学基本要求的规定，但是很多工程师为了计算的方便通常都是分开单独计算，这样处理显然是存在问题的。当多塔间刚度相差较大的时候，两者之间就存在“耦合效应”，此时若忽视掉就必然使得塔楼的计算误差仍然有较大，从而导致结构出现不安全的隐患。

3 结束语

总之，随着高层建筑规模和型式的不断发展，追求结构形式新颖、受力合理的目标将是结构设计工作者的目标和方向。作为结构工程师，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，

加强优化设计的实施，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。

参考文献

1 GB50010―2002，混凝土结构设计规范［S]；

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；

第9篇：高层建筑结构形式范文

关键词：民办院校；高层建筑结构设计；实践应用

作者简介：胡恺（1984-），男，湖北襄阳人，武昌工学院土木工程系，助教。（湖北?武汉?430065）

中图分类号：G647?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）26-0094-01

“高层建筑结构设计”是土木工程专业房屋建筑方向的一门核心专业课程，主要是在已学过的专业基础知识（结构力学、钢筋混凝土结构设计等）为基础，进行多层、高层建筑结构计算的学习。该课程结构体系复杂，对先修课程的依赖程度较高，授课及学习难度较大。[1]鉴于本课程的特点，特别是针对民办院校土木工程专业学生的实际情况，结合民办院校“应用型”人才培养的指导方针，有针对性地谈一些本课程的改革方案，希望对提高民办院校学生“高层建筑结构设计”实践应用能力起到抛砖引玉的作用。

一、“高层建筑结构设计”课程的意义

高层建筑的出现是人类社会商业化、工业化和城市化发展的必然结果。从19世纪末现代高层建筑的出现，到如今已建成的160层，总高828米的迪拜哈利法塔，充分印证了高层建筑与社会生产发展及人类活动空间的不断探索有密切联系，特别是土地资源的稀缺性也推动着高层建筑的研究与发展。

高层建筑的迅猛发展离不开结构设计人员对其安全性与经济性的考量，每一栋高层建筑的设计都需要结构人员遵循高层建筑结构设计规范，结合高层建筑设计经验、选择合理的结构体系、设置合适的支撑构件，从而在保证高层建筑在施工和使用时的安全上，起到了举足轻重的作用。

“高层建筑结构设计”则是高层建筑的结构设计者在校内接触高层建筑设计的一门主修课程，[2]具有很强的专业性、应用性和综合性。该课程主要介绍高层建筑的多种结构体系、高层建筑荷载与荷载组合、每种结构体系的计算方法与设计概念等。学习本课程，使学生能够掌握高层钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构的计算与构造，了解高层钢结构及筒体结构、混合结构的设计特点。通过本课程的学习，学生应具备手工计算多、高层框架结构内力分析的能力，具备分析和解决常见的高层建筑选型、设计、施工的能力。

二、民办院校“高层建筑结构设计”的教学现状

作为土木工程专业房屋建筑方向的一门核心专业课程，民办院校开设本课程的教学目的就是给学生架设一座由教室理论学习到设计室实际操作的桥梁，能够为社会输送具有专业技能的“应用型”人才，满足民办院校“应用型”人才培养的特点。但是由于该课程所涉及的结构体系复杂，设计概念与规范要求各不相同，对先修课程依赖程度较高，特别是在民办院校中开设本门课程时，授课和学习效果往往并不理想。

1.教师的教学重点和市场需求之间的矛盾

由于该课程涉及的结构体系较多，不论是常见的框架、剪力墙结构体系还是超高层建筑使用的筒体与支撑体系，教师在备课时往往会做到“面面俱到”，不漏掉教材里任何一个章节。这样的备课与授课思路固然没有问题，但是却没有找到教学“重点”，不能做到有的放矢，而这里的“重点”便是市场：学生毕业后主要接触什么形式的建筑、什么样的高层建筑结构形式出现得频率最多。

教师往往把时间花费在大量的荷载计算、内力组合以及内力计算等理论推导上，却没有给学生带去最有工程价值的、最容易动手实践的基本知识。

2.学生的专业基础薄弱与该课程抽象复杂之间的矛盾

作为民办院校的本科生，由于入校时的基础较薄弱，特别是理论推导与虚拟抽象的思维活动比较欠缺。不少学生对学科基础课已表现出力不从心，一知半解；当他们接触到更加复杂的高层建筑设计理论及内力计算时，则早已失去了兴趣，主观上表现出回避与厌恶的情绪，以致长期不到课、不出勤。这种现象也普遍出现在其他的核心专业课课堂之上。

3.课程开设的学期与就业、考研等客观因素之间的矛盾

“高层建筑结构设计”对先修课程的依赖性较高，如“混凝土结构设计”、“抗震结构设计”、“结构力学”等专业基础课。本课程作为一门核心的专业课程一般开设在大四上学期，而此时的学生虽已学过基础课程，但不免会有遗忘，加之此时是毕业生找工作和考研的集中时期，本课程的教学受到多种方面影响，成为客观且不可回避的现实。如何加强该课程与先修课程的连贯性、回避学生就业、考研对核心专业课的影响，是民办院校不得不面对与解决的一个现实问题。

4.课程较强的实践性与课程设计环节缺失之间的矛盾

民办院校大四上学期的专业核心课程都具有课时较少且无课程设计环节的特点，“高层建筑结构设计”课程也不例外。一门应用性强、能够充分调动学生主观能动性的课程，却没有实践教学环节的辅助，是很不合理的。学生也只有在理论与实践的交叉作用下，才能收获最多。即使大四学生的时间紧迫，也不能舍弃该课程的实践教学，影响学生“高层建筑结构设计”的工程应用能力。

三、民办院校“高层建筑结构设计”的教学思考

1.以市场需求为导向，调整课程的教学重点与方向

现代高层建筑的结构形式主要以框架、剪力墙与框架—剪力墙结构为主，只有极少数学生才有机会接触更复杂的超高层建筑结构。因此，以市场需求为导向，抓住重点，集中优势力量，重点讲解与练习常见的结构形式才是适合于民办院校“高层建筑结构设计”教学的合适方法。同时，对课时分配以及总的课时计划安排上要敢于创新，缩短理论教学的间隔时间，重点对几类常见的高层建筑结构作深入分析与介绍，从而加深学生的印象。市场的需求决定了教师授课的重点，给予学生最想要的和最需要的知识，是“应用型”民办院校教师的最高使命。