高层建筑受力特点精选(九篇)

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第1篇：高层建筑受力特点范文

关键词：高层建筑； 结构； 设计； 研究； 探析；

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

前言

高层建筑对于我国基本国情而言科学合理且切合适宜，但高层建筑的结构设计决不容许出现任何错误或遗漏。因高层建筑中零星半点的不安全因素，一旦引发事故，必定会酿制极其严重的恶果。故此，应当深入研究、筹划并不断改进、革新、完善高层建筑结构的设计技术。

一、高层建筑的特点

1．在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观，如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应，玻璃幕墙过多的高层建筑群还可能造成光污染现象。

2．在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。例如在新加坡的新建居住区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空间。

3．高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。

二、高层建筑结构设计的基本要求

高层建筑顾名思义即指超过了一定高度或层数的建筑物。各国对于高层建筑的定义各不相同，均以本国人口与土地面积为基准而定量。目前，我国《民用建筑设计通则》将十层以及十层以上、大于 24 米且小于 100 米的民用建筑划分为高层建筑。在传统的建筑结构设计中，由于建筑的高度有限，因此无需过多考虑建筑物本身的重量对建筑结构稳定性产生的影响。然而在高层建筑的结构设计当中，受到建筑本身高度和重力的作用，建筑本身所受的轴向力大大增加，同时轴向形变明显，使得高层建筑结构内部的受力特点发生了显著的改变，如果单纯的按照以往的设计思路，将会导致高层建筑在使用中因受力问题而发生病害，降低高层建筑的使用寿命，威胁高层建筑的使用安全。为此，在进行高层建筑结构设计时，应当充分考虑到轴向形变的对建筑结构受力特点的影响。但是在实际施工的过程中，高层建筑的所受的垂直荷载是随着建筑高度的提升而逐层施加的，因此不得简单的按照一次加载的情况加以考虑，而必须进行严格的计算，以防止出现计算结果与实际状况不吻合的情况，避免因设计失误给高层建筑的施工质量造成不利的影响，从而威胁到使用者的生命财产安全。例如，在高层建筑中，与剪力墙与筒体相邻的上层框架柱会在垂直荷载的作用下在结构内部出现拉应力，而上层框架梁则会出现过弯距和剪力。此外，随着楼层的不断递增，建筑物所受的水平荷载也会进一步增大，导致建筑物的侧向形变明显增大。为了提高高层建筑的工程质量，延长高层建筑的使用寿命，高层建筑结构设计需要遵循一定的设计原则。首先，高层建筑的水平荷载是决定高层建筑结构设计的基本要素。高层建筑水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩与建筑物高度的平方呈正比关系，决定了高层建筑结构的稳定性会在很大程度上受到建筑水平荷载的影响。其次，高层建筑的轴向变形是高层建筑结构设计需要考虑的另一因素。高层建筑的垂直荷载较大，能够引起建筑的轴向形变，从而对下层的构建产生作用，影响预制构建的长度。再次，高层建筑的侧向位移在水平荷载的作用下，随着建筑物高度的增加俄日迅速增大，其变化与建筑高度的四次方成正比，如果得不到有效的控制，将会严重威胁高层建筑的使用安全。最后，为了保证高层建筑能够抵抗地震的侵袭，在保证高层建筑结构强度与刚度达到相应标准的同时，还应确保高层建筑的整体具有足够延性，在地震中能够良好的维持自身结构的稳固，保证使用者的生命安全。

三、高层建筑结构设计中的常用结构

1、框架―剪力墙体系。框架―剪力墙体系是高层建筑结构设计中经常使用的受力结构。由于传统框架式结构的强度与刚度较为有限，不能满足高层建筑的设计要求，因此，需要在建筑内部恰当的位置使用剪力墙来替代惯用的框架，形成框架―剪力墙体系，以提高建筑结构对水平荷载和垂直荷载的承受能力，保证高层建筑的使用安全。当建筑承受水平方向的作用力时，框架与剪力墙的复合结构通过楼板与连梁形成统一的受力体系，大大提高了自身的刚度。而当该体系承受垂直荷载时，框架结构便会发挥其作用，保障高层建筑结构的稳定。可以说，剪力墙的应用大大提高了高层建筑的侧向刚度，有效的限制了高层建筑的水平位移，在高层建筑的结构设计中占据着十分关键的地位。框架―剪力墙体系的计算方法种类较多，但是在综合考虑计算难度与结果准确性的前提下，通常采用连梁连续化假定的方法进行计算，从而对框架及剪力墙的受力特点进行解答，为高层建筑的结构设计提供充足的依据。

2、剪力墙体系。剪力墙不仅可以应用在框架―剪力墙体系中，同样也可以作为单独的结构应用于高层建筑的结构设计当中，形成剪力墙体系。剪力墙的强度与刚度的水平较高，具有一定的延性，在承受作用力时，可以将力均匀传导至墙体的各个部分，整体性较强，因而有着良好的抗倒塌能力，其能建高度要大于框架以及框架―剪力墙体系。但是剪力墙的种类较多，根据类型的不同，其受力的特点也有着一定的变化，在进行结构设计时，应当使用平面有限单元法对剪力墙的受力进行计算，以提高计算结果的准确性，保证高层建筑的使用安全。

3、筒体体系。在高层建筑的结构设计中，筒体体系不仅可以单独作为受力结构而存在，也能够由框架体系与剪力墙体系组成，形成种类丰富、功能各异的筒体体系。作为空间受力构件，筒体具有极大的刚度与强度，并能够根据设计的需要灵活的进行组合，既可以作为单个筒体独立使用，也可以形成多筒体结构，共同承担外界的作用力。将筒体体系应用在高层建筑的结构设计当中，可以明显提高建筑的抗风、抗震能力，保障高层建筑的使用安全。在对筒体体系进行计算时，常用的方法包括三维空间分析法、等效连续化法以及等效离散化法，

四、结语

随着时代的发展，世界人口迅速增多，文明建设水平突飞猛进，既可以节约城市用地面积，又能够减少市政投资，还在某种程度上加速了城市化建设的高层建筑已被广泛采纳与应用。然而，高层建筑远非仅仅加高建筑层数那么简单，有必要深入研究包括高层建筑在内的建筑结构设计，将质量安全置于建筑的首位。

参考文献：

[1] 王小娜：《论高层建筑结构设计原则》，《价值工程》，2011

[2] 唐小山：《对高层建筑结构设计问题的分析》，《广东科技》，2011

[3]都凤强。高层建筑结构设计的实践探讨[J]。科技创新导报，2009

[4]刘露。对某住宅建筑结构设计的分析[J]。沿海企业与科技，2009

[5]吴晓琳。浅析高层建筑结构设计与特点[J]。中国高新技术企业，2009

[6]何辉，吴祖跃。浅谈高层建筑结构的设计与分析[J]。科技创新导报，2009

第2篇：高层建筑受力特点范文

关键词：高层建筑，混凝土，剪力墙设计，控制要点

中图分类号： TU398+.2文献标识码：A文章编号：

Abstract: with the development of China's economic level and the development of society, people to the construction industry put forward higher request, city modernization construction and building energy saving construction technology are the very big development. At present, according to China's vast area, population, and the per capita in the world rankings covers an area is relatively backward actual situation, there are many new standard, policy promulgation and implementation of high-rise building city is business, live and structural design, and in the space structure, these high building the lower part of the one to three layers of commercial space to larger, with some of the big cylinder structure as main main wall, the upper portion of the living space is close to some, in order to save resources. High-rise buildings in bearing design is more difficult, in order to meet the high building in height and appearance of the demands of, there are many of the shear wall structure engineering. Shear wall is a good resistance of the lateral force unit, the design method of flexible, with the new materials, new technology, new techniques and new equipment of development and use one, engineering quality enhances unceasingly, the shear wall structure can be completely separate made by shear wall to resist lateral force of a kind of shear wall structure; Also can be composed of shear wall and the frame to resist the lateral force, shear wall system framework, the composite force structure. Aiming at the shear wall structure of the high-rise building the basic concept of design, structure and characteristics of a simple treatise.

Keywords: high buildings, concrete, shear wall design, control key points

在目前我国城市建设发展的水平下，高层住宅建筑大量采用剪力墙结构，建筑层高一般不会超过15层，对于超过15层的高层建筑结构，为了保证结构安全，一般都采用框架――剪力墙等复合受力结构体系。就单独的剪力墙结构体系，与框架结构相比，具有承受水平荷载的能力强，刚度大，水平位移小，遇到地震等灾害时破坏程度低。在地震等级较高时，通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形，耗散地震能量；在轻微小震作用下结构的位移限值容易控制在规定范围以内。另外，剪力墙结构室内比较美观，没有柱及梁等承重部位棱角露出，使用功能好，增大了使用面积，节约了室内空间，在高层建筑中得到了广泛的应用与欢迎。

一、高层建筑剪力墙的特点以及分类

剪力墙刚度比较大，在结构中通常大部分的水平力由墙体承受，所以说剪力墙是一种比较有效的抗侧力的结构。剪力墙根据墙体是否开洞以及开洞面积的大小，结合不同的受力特点可以分为以下几个常见的类型。

1、无洞、单肢实体剪力墙

所谓实体墙就是指没有任何洞口或者由于其他结构功能的需要开洞，洞口的面积很小，不影响整个墙体结构的受力。无洞、单肢实体剪力墙受力特征相当于一个悬臂构件竖向放置，在水平荷载的作用下，墙体内部的正应力在墙体截面的分布是直线形的，整个墙体的变形是以弯曲型为主，发生的弯曲变形与普通悬臂梁受力时的平截面假定相符。墙体内部的内力和变形，可以直接采用材料力学方法来计算。

2、整体墙和小开口的整体剪力墙

小开口整体墙墙面上只有很小的洞口，墙体上开孔的面积一般占到整个墙体面积的20%左右。小面积开孔的墙体受力的弯矩图在连接梁的地方有突变，在高度上没有反弯点，正应力为直线分布，墙体横截面的变形仍然符合平而假定。在洞口面积稍大一些的情况下，墙肢应力中出现由局部弯曲引起的应力，但是仍然可以按材料力学方法计算应力，然后根据实际情况采用修正系数加以修正。

3、双肢或者多肢剪力墙

开洞比较大的或者洞口成列布置的墙体，在承受荷载时，会受到影响，应力分布会发生变化，这类墙体称为双肢或者多肢剪力墙。墙体受力的弯矩图在连接梁的地方有反弯点。

二、高层混凝土剪力墙技术控制要点

1、提高混凝土强度等级

在高层建筑剪力墙受力过程中，墙肢和连梁的协同工作，连梁必须满足“强剪弱弯”的要求，剪力墙应该具有足够的刚度和强度。在正常的使用荷载和风荷载作用下，结构应该处于弹性工作状态。提高混凝土的强度等级，可以使连梁在正常受力状态下不产生塑性铰，满足高层建筑的使用性和耐久要求。

在承受地震等偶然荷载的时候，在连梁设计中，适当减小结构的整体刚度，结构允许进入弹塑性状态。提高混凝土的强度等级，连梁正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力会大大增加，使连梁的承载力有可能不超限，满足高层建筑的安全要求。

2、控制混凝土墙体裂缝

混凝土墙体出现裂缝时，空气、水等会渗入墙体内部，腐蚀钢筋，降低结构的承载力，会影响结构的耐久。裂缝的产生主要与温度、湿度和混凝土收缩、徐变的影响等众多因素有关。商品混凝土中水泥用量大，使混凝土收缩量增大，使结构出现裂缝的因素增多。所以，在施工过程中，混凝土的配合比设计、浇筑、养护等过程都应当符合规范的要求，减少结构中出现的裂缝。

3、控制墙体结构的轴线位移

剪力墙结构的高层建筑体型庞大、形状复杂，混凝土收缩大，墙体刚度比较大，约束应力积聚也大，如果墙体结构的轴线位移不满足《高层建筑混凝土结构技术规程》的限制要求，混凝土结构在受力变形时，在约束条件下引起拉应力，严重影响混凝土剪力墙结构的承载能力。所以，必须严格控制墙体结构的轴线位移，必须提高施工工艺和管理水平，结合环境因素的影响，合理确定墙体结构的轴线位移和内力以及配筋，最终实现对剪力墙的合理布置的有效控制。

结束语：

采用剪力墙结构的高层建筑适应了人们对生活水平提高的要求，适应了经济发展的步伐，在城市建设的过程中越来越多的高层建筑采用了剪力墙结构形式。在剪力墙结构的设计过程中，严格遵守设计和规范的要求，特别注意高层建筑混凝土剪力墙技术控制要点，设计出更加安全、适用、耐久的高层建筑。

参考文献：

[1] 郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用，2011(1).

[2] 葛勇.对高层建筑框架剪力墙设计的探讨[J].建材与装饰(中旬刊)，2008(5).

[3] 王月华.七度区高层剪力墙数量优化研究[D]：[中国石油大学硕士学位论文].山东:中国石油大学（华东）建筑工程与力学学院，2006：5-21.

[4] 薛运飞，马晓霞.谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑，2008，（6）.

[5] 曹杨，李杰.双连梁短肢剪力墙结构非线性损伤分析[J].同济大学学报，2007，35（12）：1587-1591.

第3篇：高层建筑受力特点范文

【关键词】高层建筑；错层结构；抗震设计；分析研究

高层建筑错层结构实际上是由同一楼层的楼板沿着高度方向相互错开而形成了我们看到的富有多样性的室内空间，这样的设计越来越受到消费者的青睐。所以说这样的设计也在城市建设中更加频繁。但是，这样的结构体系其结构是非常复杂的，当面临地震等自然灾害的时候，其与普通高层结构也是不尽相同的，所以说，这些年人们依靠计算机技术的发展，更加深了对高层结构地震抗震反应的研究。

1 高层建筑错层结构的受力特点和影响因素

1.1 高层建筑中错层结构的形成过程

在高层建筑中采用错层结构是为了将室内空间更多样化，不仅要满足人们的住宅需求还要满足人们的视觉要求，在通常情况下一个单元内的几个房间在设有高层的几个层面上，当各个错层之间的高度不相同时，也就形成了各种类型的梁柱结合。根据我国当前的设计风格来说，一般将错层结构分为三类，包括含型错层、交叉错层和混合型错层三种。

1.2 高层建筑错层结构的受力情况

在高层建筑中的错层结构与普通高层中的框架结构的区别主要在于在错层中错开的楼层导致了在结构的一些部位形成竖向的短构建，这样就会将所有的受力都集中在一起，这样是不利于抗震的。其主要原因是在同向受力时由于错层构件本身刚度较大，这样就会将内力集中。所以说在进行高层建筑的时候要注重对错层结构中的短柱问题。

1.3 高层建筑中错层框架剪力墙结构的受力特点

在错层框架监理墙的设计结构中，剪力墙主要承载水平力，在面对地震灾害的时候，错层框架中剪力墙的两道防线就可以将错层结构中的受力点进行改善。

2 高层建筑中错层对建筑结构的不利因素

在高层建筑中错层对建筑影响的不利因素主要存在于两个方面：一是楼板在分块时的错置，这样就会造成高层建筑在建筑过程中的错层构建结构产生内力，进而造成建筑结构变形，这样也就降低了楼板在整体结构的受力能力；第二方面主要表现在楼板错层，这样就会造成一些部位形成竖向的短构建，这样当建筑结构在同向受力的时候就会因为这些错层构建本身的刚度大而产生内力集中现象。也正是因为这两个因素的存在，错层就会对整个建筑结构产生影响。相互错层的相邻楼板之间仅由中间的错层柱来进行支撑，楼板在自身平面内的拉弯刚度早已远远地超越了错层墙的拉弯刚度，当高层建筑结构受到来自各处力的时候，建筑物结构左右两部分受力不均衡，这样就产生了结构变形现象，导致了错层墙中内力的产生。所以说，这样的结构对于高层建筑的抗震是不利的。在高层建筑中采用这样的错层结构对抗震性能会产生很大影响，主要表现在以下几个方面：

（1）相对包含形式的错层结构。这样的结构形式会使上下层楼面的刚度发生变化，这也就导致了当地震发生的时候，由于地震力本身存在不规则性，这样就影响了整个建筑中的抗震能力。

（2）交叉形式的错层结构。这样的机构形式会使上下层之间的平面刚度分散，不能很好的重叠，这样在地震发生的时候就容易使地震力存在于楼层之间，进而对建筑物产生扭矩，这样的结构形式对建筑物主体结构也是不利的，而且这样的错层结构使用的柱大部分是短柱，这样在面对地震的时候产生弯矩的情况要比其他长柱要多，这样的受力结构是比较薄弱的。

（3）混合形式的错层结构。这样的错层结构在地震作用下会使地震力分配不均衡，这样会使同楼层之间产生内力的情况不一样，这样也就造成了各结构构件之间产生的可靠度不同。在高层建筑物中的错层结构的错层部位在竖向抗侧力构件上一般会选取较为低矮的构件，这样在地震作用下的延性较差。

3 高层建筑中错层结构抗震设计的关键问题

高层建筑中的错层结构由于其采用的错层短柱本身具存在着很大的内力，并且还要求错层框架结构在错层位置的短柱需要相互协调来错开楼盖的变形，特别是在发生地震的时候很容易发生破坏。为了将普通高层中错层框架结构的受力情况，我们可以采用以下几种措施来加以改善：

（1）在普通高层建筑中的普通错层框架错层处我们要根据实际情况来增加撑杆，这样就可以借用撑杆的力来将普通错层框架结构错层处短柱所受到的剪力进行转移，减少短柱所受的力。

（2）在高层建筑中的普通错层框架结构的适当位置来增加一些剪力墙，这样就可以很轻松的用剪力墙来分担大部分的错层框架结构水平剪力。

（3）在错层构架的建设时不应该沿着建筑通高来进行设置，在高层建筑错层中应该设置一定数量的贯通层，并且要根据实际情况将错层分成几个区域，并且每个错层区域所覆盖的错层层数也不能太多，在通层位置要适当的进行重点加强。

（4）当对一些比较复杂的高层建筑进行错层设计的时候就需要采用概念设计的思想来对结构方案和不知结构进行确定了，这在设计中是非常重要的。在这样的基础上我们还需要采用计算的方法来对自己提出的设计方案进行验证，通过不断的对比、分析和补充进而选出最适合的设计方案。

（5）在高层建筑中对错层处的设计应该将剪力墙进行纵横形式布置，并且使其形成相互的扶壁，在高层建筑中的错层位置布置单独的框架柱都是不可取的。

4 在高层建筑中进行错层结构的设计时需要注意的事项

在高层建筑中对错层结构的应用是比较广泛的，但是如何才能保证错层结构的安全，如何采用有效的措施来正确处理错层结构就变得尤为重要了。在进行错层结构的设计时我们需要根据具体的问题来进行分析，要充分的对其中存在的一些不利因素进行考虑，重点针对错层中可能会出现的一些薄弱部位从建筑平面的布置、理论计算及抗震构造措施等方面来进行考虑，增强建筑结构的整体受力能力，提高结构的延性。

（1）错层结构中采用的共用柱大多都是短柱，但是短柱本身的延性又比较差，这样当建筑物遭受等同于本地区的设防烈度或者高于设防烈度的地震影响时就会很容易的出现结构破坏甚至建筑物倒塌现象，所以说对建筑中由于错层而形成的短柱我们要尽量的提高短柱的承载力，减小短柱的截面尺寸，并且采用一些有效的措施来提高短柱的延性，进而改善短柱的抗震性能。

（2）我们在进行错层设计的时候要尽可能的使结构平面布置合理，使错层部位的两层竖向构件刚度能够相等，对错层结构平面布置中不对称的结构地震的扭转效应也会十分明显，这样就有可能造成角部抗侧力构件开裂，在设计中应加强这些部位的配筋，增强抗震构造措施。

5 结束语

综上所述，高层建筑中的错层结构变化丰富，层次感也非常强，极大的满足了人们的心理要求，与此同时也为错层结构的发展提出了新的课题。比如说由于受力复杂，一些不确定因素也比较多，地震的特点要求等都为设计施工带来了较大难度，这些都是影响高层建筑错层结构发展的主要因素。所以说，我们要加大对高层建筑中错层结构的深入研究、提升建筑整体性能。

参考文献：

[1]王春伟.浅谈带错层的高层建筑结构抗震设计[J].中国新技术新产品，2011（13）.

[2]郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用，2011（01）.

第4篇：高层建筑受力特点范文

转换层位于高层建筑的中部，主要转换下部框架剪力墙结构和上部的纯剪力墙结构，另外还要改变上下受力柱的分布情况和分布的疏密。根据建筑物自身的特点和设计图纸的具体要求，适当选择合适的转换层方式，更好的保证高层建筑使用功能和建筑结构性能的统一。转换层结构由于位于整个高层建筑的中间，因此其承受了两部分的压力，既要承受由于垂直荷载的重力，还要承受由于悬挂所导致的重力，导致转换层结内部存在有较大的应力。另一方面，转换层在中间的位置，会影响整个建筑的安全性能，在一定程度上降低了建筑物的整体性和统一性，基于这个原因，转换层的设计不能单单考虑自身的承载要求，还要分析整个建筑物的结构性能，确保整个建筑的使用安全。

2建筑结构中转换层的分类

2.1梁式转换层

梁式转换层使用条件主要为底部是大空间的框支剪力墙结构体系，采用剪力墙、框支梁和框支柱相结合的结构布置方式，将上部的剪力墙布置在框支梁上，框支梁由下层的框支柱支撑。这样的受力体系，当需要横纵同时转换时，则采用双向梁布置，来提高转换层的强度与钢度。这种转换层结构可靠、施工难度低、传力途径明确直接，优点众多，为目前应用最广泛的转换层结构。

2.2板式转换层

当上下柱网错位较多，设计复杂并且不能用梁进行承托时，可以采用板式转换层。这种结构最显著的特点是像木板一样随意在楼板上布置轴线和柱网，适用于结构复杂，开间较多的建筑结构。同时伴随着这个特点的同时，由于转换层的受力状态较为复杂，传力途径不明确，使得建筑物在转换层处出现钢度的突变，使得转换层产生的内应力较大，不适用于多震地区。

2.3桁架转换层

桁架式转换层主要应用于结构下部为大商场，上部为写字楼或者住宅区的结构用途，并且需要设置相应的设备层。这种转换层结构受力途径最为明确，是用在多震地区最为合适的结构，唯一不足的是桁架转换层结构设计较为复杂。节点设计难度较大，对施工要求比较高，所以在一定程度上限制了这种转换层结构向二三线城市的应用个推广。，此外，桁架转换结构适用于高度达到3m以上的转换层设计当中，另外还可以采用预应力技术，进一步加强稳定性和抗震性。

2.4箱式转换层

箱式转换层的适用范围主要是转换梁的截面过大，并且一层楼板不能满足平面内楼板刚度的假定值。这种结构在转换层的支梁上设置一层扳，形成一个箱形梁，箱形梁的这种转换结构，遍布全层设置，围绕建筑物周围形成所谓的箱子，即称箱式转换层。优点是转换梁的约束力强，钢度大，传力途径直接明确，上下部传力较为均匀，还可将其利用作为设备层，不过其施工难度较大，造价比较高。

3建筑结构中转换层的设计原则

3.1确保转换层钢度

转换层的钢度是决定转换层设计成功与否的绝对性因素，特别是在高层建筑的设计与施工过程中，高层建筑本身的高度和自身重量对转换层影响十分巨大，转换层的钢度成为其中一个薄弱的环节。所以为了保证建筑物结构的稳定，就要保证转换层的钢度，查阅相关资料，转换层的钢度应大于上层钢度的70%，才能保证建筑物的稳定性。为了确保高钢度的转换层，应当采用比设计等级高一个等级的混凝土，一般采用C60级以上的商品混凝土，并且整个转换层采用筒体结构，完全保证转换层钢度不低于设计水平，从而确保建筑物的稳定性能。

3.2确保建筑物整体性

尽可能减少转换的竖向构件，采用统一方向的构件，从最开始的设计文件中要体现出来，能够提高建筑物的稳定性，延长建筑物的使用寿命。直接落地的剪力墙越多，需转换的其他结构就会越少，这样整个转换层刚度突变的程度就越少，对整个建筑结构的整体性越有利。

3.3合理布置转换层

由于建筑物的受力模式较为复杂，且建筑物中各层所受的作用力都随高度的变化而改变，所以转换层结构在高层结构竖向位置应该适当，宜低不宜高。转换层的位置较高时，容易造成在转换层附近上下的楼层的框支剪力墙结构钢度、内力和传力受力途径发生突变，形成薄弱的受力层，降低整个建筑物的稳定性，不利于建筑抗震，对建筑物抗震设计不利，所以转换层高度的设计应尽量低，六度区不超过六层，七度区部超过五层为宜。高规附录中规定当转换层设置在1、2层时，转换层与其相临上层结构的等效剪切刚度比宜接近1，非抗震时小于等于3，抗震设计时小于等于

4结语

第5篇：高层建筑受力特点范文

关键词：高层民用建筑 抗震设计 施工

1、前言

随着人们生活理念的转变,基于高层建筑结构的民用建筑,已成为现代建筑产业的重点。尤其是基于良好抗震性能的设计和施工,是确保其安全性能的重要举措。高层民用建筑在抗震设计中,具有一定的特殊性,因而其需要遵循一定的设计原则,而且我国在抗震设计领域也有了一定的发展,各种较为先进和成熟的抗震方法被运用于高层民用建筑的施工建设之中。

2、高层民用建筑的抗震设计原则

随着我国经济建设的加快,高层民用建筑已成为现代建筑产业的重要组成部分,基于优良抗震性能的设计,是保障其安全使用的关键。因此,在建筑结构的抗震设计中,需要遵循如下原则,进而确保设计的有效性。(1)建筑结构的整体性。高层建筑结构在一定程度上具有特殊性,因而其在结构整体性的设计中,容易存在结构不连续的缺陷。在进行结构的抗震设计中,要遵循结构整体性的原则,使得结构在地震作用下保持连续性。同时,基于现代高层民用建筑在设计的过程中,注重结构的风格化,因而造成建筑结构的抗震设计与性能存在较大的差距。因此,建筑结构的整体性,是体现于机构各体系之间相互支持,整体构建建筑结构的稳定性。(2)建筑结构间的连接性。高层建筑的结构比较复杂,尤其是各结构之间的连接性,直接关系着建筑结构的抗震性能。在抗震元素的设计中,建筑结构间需要具有良好的连接性,确保建筑结构之间具有稳定的抗震性能。同时,良好的结构连接,可以保护机构的预应力,以助于主承受力的形成。而且,建筑结构的连接性,主要体现于各构件之间的可靠性,其需要满足地震时的强度,而且在地震之下,需要具有极强的延性,这样可以确保地震下的安全性。(3)建筑结构的刚度设计。高层民用建筑的抗震设计,在结构的刚度上有着严格的控制,尤其是主承受结构的竖向刚度,以及横向延性都是抗震设计中的重点。高层建筑的受力点比较复杂,因而在抗震性能的设计中,应该基于设计需求,在结构的横向和纵向上,考虑结构的承载力,进而计算出各主要承受结构的刚度。同时,基于结构刚度的设计,可以提高结构的整体性,减小了地震中结构的下沉程度。

3、高层民用建筑的抗震方法

建筑的抗震设计是一项复杂的工程,尤其是基于高层受力结构而言,其在抗震的设计中,需要基于结构的整体性、受力强度等角度,采取有效的抗震方法,进而提高高层建筑的抗震性能。

(1)控制结构的偏移量,尤其减小地震下的能量输入。基于建筑结构的偏移量,进行抗震性能的设计,已成为当前抗震的主流方法。其需要基于大量的数据测量和分析,进而把地震中的结构形变量控制在安全设计的范畴之内。同时,在地震作用下,往往伴随有较大的偏移量发生,尤其是地基结构的位移偏移。因而,在设计中,往往基于结构的延性,以及结构抗震构件,控制好建筑的偏移量。而且抗震构件的变形量控制直接关系着结构的预应力保护,因而需要科学的确定各抗震构件的变形参数,以便于结构抗震性能的设计。

高层建筑结构的受力计算,也是抗震性能设计的关键,尤其是对于主受力结构而言,需要增大结构的延性,进而确保受力的分散。同时,高层民用建筑的建地选择,也要以结构稳定的场地为主,这样可以增强结构的稳定性,减小地震下的破换能量的输入,这点也是当今抗震性能实际的一个重要方面。

(2)基于隔震消能技术的运用。随着现代科学技术的发展,在高层建筑的抗震设计中,主要以隔震消能的方法,进行有效的抗震。隔震消能的技术是通过控制结构的刚度,并在结构中嵌入有效的构件,进而在良好的结构延性下,可以消除地震能量,是一种很好的抗震方法。同时,基于各种抗震构件的使用,已成为高层民用建筑抗震设计的一个重要方面。通过采用隔震措施,尤其是基于滑动隔震和摆动隔震,可以很好的提高结构的稳定下,并且做到“列而不倒”的抗震性能,这点是现代抗震性能设计的主流。

建筑结构的延性,也是抗震设计的重要方面。基于良好的结构延性,可以提高结构的阻尼,也就是,通过结构的阻尼性,消减地震的能量。这点可以很好的保护结构的预应力,使得结构在地震的影响下,保持良好的结构稳定性。同时,各关节点的抗震设计,也是抗震有效性的重点。尤其是地基与楼层结构的连接处的抗震设计,需要特点明确和有效,其也是抗震设计中最为薄落之处。

4、高层民用建筑的抗震施工要求

高层民用建筑的抗震施工是一项复杂的工程,其相对于普通性能结构的构建而言,具有特殊性。因而在施工建设的过程中,需要控制好各个环节的施工要点,尤其是施工工艺的控制,这是实现结构抗震性能的重要基础。

(1)抗震结构类型的选择。高层民用建筑的抗震结构设计,是抗震施工的重要环节。其需要基于建筑的设计需求,尤其是基于建筑功能设计,合理的选择抗震结构,是实现建筑结构良好抗震性能的关键。当前的高层建筑多以钢筋混凝土结构为主,因此在抗震结构的选择上多以钢结构为主,这样可以减小建筑结构的自重。同时,钢结构具有极强的刚性,满足抗震的设计需求。

在抗震结构的选择上,要基于施工计划,以及建筑设计需求,进行全面的综合考虑。尤其是基于设计的需求,是构建抗震性能点的关键。而且,抗震结构的选择影响到施工建设的进度,以及工程造价。因此,在结构的建筑施工中,要科学的综合各方面因素,进行合理的抗震结构选择。

第6篇：高层建筑受力特点范文

关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；结构体系

随着社会与经济的蓬勃发展，特别是随着城市建设的发展，高层建筑在城市中应运而生。城市中的高层建筑成为反映城市经济繁荣和社会进步的重要标志。随着对高层建筑使用功能要求的日益严格，高层建筑的高度不断增加，高层建筑的结构体系也是越来越多样化。如何合理设计城市建筑结构以满足人们日益增长的需求成为社会关注的焦点。高层建筑在进行结构设计时，不仅要考虑建筑的安全性，还要考虑建筑的功能性。

1、高层建筑结构设计

高层建筑结构设计是为了满足人们越来越多的建筑功能需求为基本目标的。因此，在进行高层建筑的结构设计时，要充分考虑到当地的经济状况与和人民的生活水平以及施工条件的限制等因素。另外，高层建筑结构并不是低层建筑结构的叠加，其对于建筑结构的力学性质、设计构造原理的要求更加严格规范。

现代高层建筑结构的形式具备多样化、复杂化的特点，除了原有的几种基本结构形式，如框架结构、剪力墙结构以及筒体结构等，还需要根据不同建筑的功能需求而增加其他的结构，同时这也使得建筑中节点的连接形式更加复杂，不同的构件连接需要利用不同的节点类型，这是关系着高层建筑结构安全稳定的重要因素。另外，高层建筑在增大基层载荷的同时也为竖向结构带来了更多的载荷，对墙体、柱体的结构强度和支撑能力要求更高。

高层建筑的结构设计是一项涉及知识面较广，考虑因素较多的现代化建筑设计方式，在设计中除了要发挥设计的先进性，使建筑功能得到很好的体现，还要做好与经济性的协调工作。

2、高层建筑结构设计特点

高层建筑相较于低层建筑来讲，其结构设计需要更加严谨科学。笔者通过对现有的高层建筑结构进行深入的研究与分析，结合自身对建筑结构设计的理解，提出了高层建筑结构设计不同于其他建筑结构设计的几个特点，主要表现在水平荷载、轴向变形、侧移以及结构延性这几方面。

2.1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，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，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，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2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影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外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。

2.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2.4结构延性是重要设计指标。一般在建筑施工设计中，在保证建筑物应有的强度的同时，要需要保证建筑物具有一定的延性。这是为了使建筑物具有一定的变形能力，以适应因自然环境或人为因素而引起的楼房震动，避免因缺乏延性而在轻微震动中就发生建筑倒塌事故。高层建筑相对于低层建筑来讲，延性需要更大一些，即保证高层建筑的结构更柔一些，这就需要在结构设计中采取合理科学的措施，使高层建筑结构在使用中具有足够的延性。

3、高层建筑的结构体系设计分析

3.1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。

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

3.3筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体－框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒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。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

4、高层建筑结构设计经济性分析

建筑结构的经济性是衡量建筑结构设计优劣的重要指标之一，一套好的建筑结构设计方案，不但要具有较强的实用性，还需要具备一定的经济性。尤其在高层建筑逐渐成为建筑结构的主流形式的今天，分析高层建筑结构的经济性对于我国建筑业的发展是很有意义的。

建筑结构的经济性是指一项建筑工程项目在以最低的成本投入下，获得最大的效用。其主要体现在建筑材料、空间设计、施工方法、建筑结构设置以及能源资源的利用这几个方面。例如在关于建筑材料的设计中，除了强调改进建筑材料保温性、改善建筑体形系数、提高建筑材料的气密性等一系列节能降耗措施，还要利用结构设计的灵活性，最大程度的减少材料的使用量来达到预期效果。在建筑空间组织、利用的高效化方面，除了要坚持对平面面积的充分利用，还要注重三维空间的挖掘。比如在图书馆设计中提出了“模块式”图书馆的创作思路，将图书馆划分成不同的功能模块，采用不同的层高、柱网，进行类比布局。这样可以减少“三统一”标准空间所造成的浪费，充分发挥空间效益。或者在空间住宅的设计中则对厨房、厕所的上区、卧室上下等潜在空间进行了有效的利用。将每户主、次二个开间设置为不同层高，对应于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空间的使用效益和经济性。

第7篇：高层建筑受力特点范文

1钢筋混凝土建筑结构设计概述

钢筋混凝土建筑结构主要是指由钢筋材料和混凝同组成的建筑结构。钢筋混凝土建筑结构承担着房屋建筑的大部分重力，因此其建筑结构设计对于整个房屋建筑工程的稳定性有着非常重要的影响。混凝土的结构抗压能力较好，钢筋的延展性较好，钢筋混凝土将两者有效地结合起来，极大地提高了房屋建筑工程的结构强度。另外，钢筋混凝土建筑结构还具有良好的防火性能，工程施工成本较低，被广泛的应用于现代化建筑工程中。

2钢筋混凝土建筑结构设计的现状

2．1地基稳定性不足房屋建筑钢筋混凝土结构设计，受到地基稳定性不足的影响，表现出结构缺陷，始终无法达到结构设计的标准。地基对钢筋混凝土结构的影响，主要体现在两方面:第一，地基承载不足，房屋建筑的地基无法承受钢筋混凝土的重量，容易出现沉降、偏移;第二，地基受力分配不平衡，导致钢筋混凝土结构处于风险状态中，直接影响房屋建筑的内部受力，毁坏钢筋混凝土的结构。

2．2框架结构不全面钢筋混凝土的框架结构无法在房屋建筑中起到支撑作用，部分框架结构点存在质量缺陷。例如:某房屋建筑在框架结构方面，缺乏角度、横梁控制，导致框架结构与钢筋混凝土结构设计无法达到配合状态，满足不了该建筑的结构需求，最终该框架结构需要重新设计，既消耗人力、物力，又影响到房屋建筑的成本控制。

2．3预应力分配不均匀预应力问题在钢筋混凝土结构中比较常见，基本是由结构设计的数据、受力等因素引起，干扰钢筋混凝土的受力分析，无法标准分配预应力。钢筋混凝土结构设计中的预应力问题，需借助科学的计算和专业的分配，才可达到平衡分配的状态。

3钢筋混凝土建筑结构设计要点

3．1建筑钢筋混凝土结构选型设计的要点高层建筑钢筋混凝土结构选型设计具有技巧性和科学性的双重特点，必须在高层建筑钢筋混凝土结构选型设计做好如下几方面工作:1)提升高层建筑钢筋混凝土结构的规则性，特别要注意高层建筑钢筋混凝土结构平面和立面的规则性，同时要提升整个高层建筑钢筋混凝土结构的艺术性。2)在高层建筑钢筋混凝土结构嵌固端设计中应该考虑到上下层刚度，降低整个高层建筑钢筋混凝土结构的风险和隐患。3)在高层建筑钢筋混凝土结构选型设计过程中应该减少短肢剪力墙设计的频率，提升高层建筑钢筋混凝土结构的整体性，进而优化高层建筑钢筋混凝土结构建设的整个过程。4)合理设计高层建筑钢筋混凝土结构的高度，控制高层结构的组成和高程，做到对工期和造价目标在设计阶段的严密控制。

3．2科学处理钢筋混凝土结构的刚度近年来，我国国民经济快速发展，城市人口越来越多，与此同时城市的土地资源日益紧张，各个地区的高层房屋建筑工程开始蓬勃发展，和占地面积同样的低层或者多层建筑相比，高层房屋建筑工程的利用率更高，能够有效地节约城市资源，受到广大建筑企业的青睐。高层房屋建筑工程的竖向高度较高，因此对于建筑结构的要求也较高，因此要科学处理钢筋混凝土结构的刚度，提高高层房屋建筑工程的承载能力，结合高层房屋建筑工程施工现场的实际情况，如果当地的土质性能较好，可以在满足建筑结构强度要求的基础上，减少使用剪力墙，最大程度地节约施工成本。

3．3提高高层建筑耐久功能加强高层建筑耐久性设计也很重要，在钢筋混凝土结构设计方案中，要重点考虑混凝土结构的耐久性，确保其在规定使用年限内能够正常使用。但在现实中，很多设计方案不能达到这一要求，主要原因是设计时忽略了环境等因素对建筑的影响，造成建筑可靠指数下降。所以，在设计高层建筑钢筋混凝土结构时，需要全面考虑材料、造价等方面因素，确保所设计的结构用料少、造价低。

3．4框架构造设计建筑钢筋混凝土结构设计中，必须解决好框架构造设计，建筑的大跨度结构内较为常见，连接钢筋混凝土结构，能够提高房屋建筑结构的稳定水平。框架构造是混凝土结构设计的关键点，建筑单位在此项结构设计中，需着重考虑框架构造的长度设计，严禁超过规定范围，如果超过范围，可采取补缝措施，后期在框架连接处适当密实缝隙，平衡长度设计，以避免出现失衡偏重，强化框架构造设计的连接力度。

3．5预应力分配设计预应力是房屋钢筋混凝土建筑结构设计的力度数值，平衡分担结构设计中的内力分布，预应力分配设计与结构固定存在直接关系。预应力分配设计时，需要解决力度滞后的问题，消除预应力的后期影响。例如:高层、重型等建筑结构，对预应力分配的需求度比较大，实际设计中还需考虑应力、内部变力等因素，综合完成预应力分配，促使钢筋混凝土建筑结构具备受力平衡的优势，以防偏度受力加重影响，干扰房屋建筑的结构受力。

3．6抗震构造设计因为我国建筑物抗震标准不高，对抗震结构而言，很难处理好其结构设计和抗震烈度间的关系，所以在高层建筑抗震结构设计中，抗震结构设计要有一定弹性，这样的高层建筑结构设计更加稳定和安全。我国建筑构造规定的安全度和抗震计算方法很低，同时在轴压比、配筋率和梁柱承载力匹配程度等抗震延性上，缺少严格的规定。因此需要重视建筑整体投资中结构设计造价，并且在高强度区域要有严格的构造措施和抗震方法，以提高建筑结构的安全性和稳定性。

3．7做好钢筋混凝土结构裂缝控制对于钢筋混凝土结构的结构裂缝要加强薄弱部位的强化，避免墙角、转弯、端板处因应力而产生的裂缝，从形式、结构和功能上确保钢筋混凝土结构的安全。对于钢筋混凝土结构的温度裂缝要加强对温度、干湿度的控制，避免出现温度积累、温差过大等问题的产生，提升混凝土施工的技术含量，做到对温度裂缝的技术预防和施工控制。对于钢筋混凝土结构的收缩裂缝要在设计的环节中明确养护方式和技术，预防外力因素对钢筋混凝土结构自然收缩的加剧作用，做到设计过程中对钢筋混凝土结构的有效防范。

4结语

第8篇：高层建筑受力特点范文

关键词：超高层；建筑结构；设计；问题

中图分类号：TU3 文献标识码： A

1、超高层建筑结构受力特点

超高层建筑结构受力特点最主要是在两个部分，第一个就是高层建筑自己本身受重力影响而产生的对于建筑基础的负荷，另一部分就是来自于建筑外部所施加的作用力，不同类型的框架结构，有着不同的架构形式，因而导致其优缺点各有不同。

（一）框架结构。框架结构的主要受力部分是建筑的支柱和梁，结构基础是用来承受整体受力的，三个结合起来构成了高层建筑的承重结构，楼板则是用于力的传递。其主要特点是建筑内部的空间是比较大的，建筑的立面处理是相对容易的，楼板的平面布置也是灵活方便的，受力特点主要是在侧向刚度比较小，但是如果建筑的层数比较多，在受到水平方向的负荷时候侧移量比较大，很不利于建筑的稳定性，因此，框架结构有其相对的局限性。

（二）剪刀结构。剪刀结构的特点是整个建筑所受到的所有力，包括自己本身的承重和外部水平方向或是垂直方向的载荷，全部是有建筑墙体所承重的承受的，因此，剪刀结构在力的传导方面来说直接、均匀，不会产生什么冲突。此外，剪刀结构在整体强度和刚度上有着十分卓越的表现。其的整体性和延展性能很强，在受到较大的外部力量的时候，例如地震等，结构侧向位移是易于控制的，不容易倒塌的。但是，剪刀结构在其建筑的平面布置来说相对死板，因此，剪刀结构的适用范围只能在住宅和宾馆等建筑。

（三）框架―剪刀结构。框架―剪刀结构是在框架结构和剪刀结构中，选取各自的优点所在，融合并延伸而所得的。在垂直方向的力的传导上，其轴向负荷和变形主要是由框架与剪刀结构共同来承受的，而水平方向的传递方面，则是通过剪刀结构来承受的，这主要是因为剪刀结构具有比较高的抗侧力和强度。框架―剪刀结构不但在力的传导过程中比较均匀和直接，而且在整体性和抗侧力方面都优于框架结构，因此在高层建筑中比较普遍。

（四）筒体结构。筒体结构则是在近几年所兴起来的一种建筑结构，主体结构是以筒体为基础的，其建筑结构的强度和刚度远远优秀于传统的建筑结构。在高层建筑中，运用筒子结构能够极大地提高整个建筑的受力性，在其他方面也是有着比较大的优点。因为筒子结构在力的承重和分配上更加合理，因此主要应用在超高层建筑的结构设计方面上，尤其是大空间和大跨度的高层建筑。

2、超高层建筑结构设计原则

2.1、基础方案要合理

建筑结构设计作为高层建筑施工项目的基本前提和必要基础，其工作成效会对整个高层建筑的施工成效造成重大影响，因此，建筑结构的设计单位，必须按照项目工程的实际施工情况和施工现场的地质环境，设计出科学、合理、符合建筑结构施工实际需求的设计方案。与此同时，在设计建筑结构基础方案的时候，要配置相应的施工现场地质条件的调查报告，促使建筑物的地基发挥其最大潜能，推动建筑施工项目获得最大的成果。此外，建筑结构设计单位，需要从整体上把握建筑物的实际情况，准确掌握建筑物的最大负和基本结构框架，在此基础上，制定出适合的施工方案，促使建筑结构设计单位的利益达到最大化状态。

2.2、计算简图要适当

在设计建筑结构施工简图的时候，需要经过大量的数据分析，详细了解施工现场的情况和施工设计要求，在此基础上，提高简图设计工作的有效性，从而为高层建筑施工的安全、可靠性奠定良好的基础。对此，要求在建筑结构设计单位，要重点注意建筑物结构节点问题，此处的接点与传统理念下的铰节点或者是钢节点有所区别。建筑结构设计单位，在全面掌握建筑物结构节点的基础上设计简图，有利于提高简图的计算精确性，减少误差。

2.3、结构措施要完善

除了基础方案要合理性、计算简图要适当这两点之外，还有一条特别重要的建筑结构设计原则，就是结构措施要完善。很多建筑结构设计单位，往往会忽略这点原则的重要性，使得设计方案不尽完美。针对结构措施要完善这点，建筑结构设计单位，在开展设计工作的时候，需要注意结构组件的延展性问题。同时，设计单位还应该加强对薄弱环节的关注力度，将“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的原则，观察落实到整个建筑结构的设计工作中，从而增强高层建筑结构设计的可靠性。

3、超高层建筑建筑结构设计的相关问题分析

3.1、结构的超高问题

超高层建筑结构设计规范、抗震规范当中对结构总高度给出了限制，尤其是近年来修订的新规范标准对超高问题上将限定高度氛围了A级和B级两种，A、B二级高度不论是在结构设计方法还是在处理措施上都存在较大差异。但调查发现，在实际工作当中很多工程师并没有重视此类问题，以至于导致在施工图审查时无法通过，从而严重影响了工期、施工进度及建筑物的整体规划，付出了巨大代价。

3.2、短肢剪力墙的设置问题

钢筋混凝土结构设计规范当中明确提出：“短肢剪力墙墙肢界面高厚比为5：8”，同时根据大量的试验与数据分析结果，在超高层建筑设计中限制了短肢剪力墙的应用范围。所以，在超高层建筑结构设计当中工程师应该尽量不去采用短肢剪力墙，从而避免短肢剪力墙的设计给后续工作带来不必要的问题。

3.3、嵌固端的设置问题

超高层建筑一般都具有2层及2层以上的地下室结构，其嵌固端的设置位置一般在地下室顶板。但是在实际的结构设计工作当中，很多结构设计师并没有对嵌固端的设置上没有引起重视，其实在嵌固端的设计上需要注意以下几个方面：嵌固端上下层刚度比限制、嵌固端楼板设计及嵌固端上下层抗震等级设计等，在对嵌固端结构进行计算时其设计位置、抗震缝设计、嵌固端协调性等问题。但如果在超高层结构设计当中忽视了其中任何一个问题，都会对后期的设计工作产生巨大影响，因此为了避免后期工作当中陷入大量修改的境地必须要对此慎重对待。

3.4、结构的规则性问题

新修订的《钢筋混凝土结构设计规范》在结构规则上的内容出现了较大变化，同旧规范相比新规范添加了较多的限制条件，如结构平面规则性、嵌固端上下层刚度比等。其中还采用强制性的条文对结构的规则性问题进行了具体说明，即建筑物不得采用严重不规则的设计方案。正因如此，在超高层建筑结构设计上，工程师必须要对新规范所标定的各类限制条件进行分析，确保后期设计工作有条不紊的开展。

3.5、结构材料选用

超高层建筑不同于一般建筑物，在结构材料的选用上必须要紧密结合以下三点：轻便、稳固、延性。钢筋混凝土、纯钢材料都可以作为超高层从建筑结构构建的主要使用材料；而在外墙维护上应该尽量多选用复合板材，如玻璃幕墙、铝合金幕墙等。其次，在楼层面的选用上最好以钢板、混凝土面层为主，必要时还应该在承重结构表面喷涂防火材料。

总之，城市土地资源日趋紧张，城市建筑结构也不断的变化，为了进一步提高土地利用效率，高层建筑和超高层建筑越来越多的出现在城市中，并深入到人们的日常生活当中去。结构设计是超高层建筑建设的重要组成部分，并直接关系到未来高层建筑的使用、护养维修等各方面，因此需要引起我们的重视。

参考文献

[1]邱仓虎，刘建平，张宇华，谢诗溶，杜文博.对超高层建筑结构设计中几个问题的实践与思考[J].建筑结构，2012，07：22-26.

[2]夏云鹏.对超高层建筑结构设计中几个问题的实践与思考[J].中华民居（下旬刊），2014，05：184.

第9篇：高层建筑受力特点范文

Abstract： At present， with the rapid development of urbanization in China， the number of high-rise buildings is increasing. In high-rise buildings， beam-type transfer floor forms an important connecting link between the preceding and the following， so in the design process， it should be combined with the vertical load in the upper structure， and a scientific and reasonable design and planning should be taken to reduce the structural catastrophe and the stress concentration， which can guarantee the whole structure continuity and the force stability.

关键词：梁式转换层；高层建筑；结构设计

Key words： beam transfer floor；high-rise building；structural design

中图分类号：TU972 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）10-0117-03

0 引言

近年来随着我国社会经济持续不断的发展，人们的生活质量及水平也随之得到了极大程度的提升与发展。进而，对相关建筑物的结构设计及要求也在不断地增加，以此来更好地满足人们在日常生活中对停车及购物等方面的要求。基于此，很多的高层建筑采用了梁式转换层的结构来进行设计与规划，进而提升了整个高层建筑的实用性，为人们的生活提供了更多的便捷。

1 高层建筑梁式转换层设计概述

1.1 梁式转换层结构设计特点

就当前我国高层建筑中应用梁式转换层的效果来看，通过应用梁式转换层能够促使高层建筑的上下荷载力保持在一个平衡的状态之中，进而能够有效地避免由于结构发生形变而导致受力不均匀的现象，进而增加了整个结构的稳定性。此外，在设计建筑的过程中，通过在梁式转换层中增设一些管道、通道等线路能够提升整个高层建筑多功能性，为其中的用户提供暖气、水电等相关的保障措施。但是，目前我国带有国内转换层的高层建筑大多采用的都是上部剪力墙、下部框架式的结构，其框架式剪力墙的结构如图1所示。这种形式的设计还需要通过应用相关的转换构建来对高层建筑的结构内力进行重新的分配，进而来调整高层建筑的内部应力，防止其发生形变。

1.2 高层建筑梁式转换层的构造特点

在高层建筑的设计过程中，转换层的应用十分普遍，其中的建筑构造形式也存在着多样性的变化，具体如图2所示。目前，在我国高层建筑转换层的设计中，梁式转换层的应用最多，板式转换层以及箱型转换层等的应用次数较低。梁式转换层由于尺寸较大、结构设计简单、便于施工等特点，在实际的建设设计当中的应用十分广泛。此外，梁式转换层在高层建筑设计应用中还有性能稳定、工程造价核算便捷以及经济效益较高等有利的特点。

1.3 高层建筑梁式转换层受力特点

梁式转换层在高层建筑应用过程中主要是维持高层建筑内部稳定，使其能够受力均匀，通过上部密集小空间的竖向载荷传递到下部稀疏的大空间中。但是由于高层建筑的结构设计通常都比较复杂，所具有的功能也具有多样化的特性，从而会造成内部荷载在竖向传递的过程中出现中断的问题，进而造成建筑整体刚度发生突变的现象。这种建筑的形式在发生地震时，很容易由于下部结构的稀疏而发生坍塌及变形的事件。因此，在对高层建筑进行转换层设计时，需要针对受力均衡问题展开有效的分析与解决，由此来避免建筑结构被破坏的事故发生，尽可能地减少相关财产的损失。

2 梁式转换层的高层建筑结构设计案例

2.1 工程概况

A市某高层建筑，有地下1层，地上22层，总建筑面积为25840m2。其中的1-4层为商业用房，1层的层高为5m，2-4层的层高为4m，采用框架简体结构。5-20层均为住宅层，层高为3m，采用的是剪力墙简体结构。21-22层分别是电梯的机房以及屋面水箱，层高为3m。针对这种情况，需要在整栋建筑物中的4-5层之间设置一个结构转换层，同时存放相关的操作设备。其楼层结构平面设置的情况如图3所示。

2.2 楼幼换方案

在对这个高层建筑进行楼层结构转换的时候，所采用的转换层的结构形式为梁式、板式、箱式等多种形式。由于这些转换层能够形成一个较大的空间，进而完成结构类型以及轴线的转变。其中的梁式转换层对相关的受力结构比较明确，从而在设计及施工过程中的操作比较便捷，应用的范围较为广泛。因此，在本工程的施工过程中采用梁式转换层的方式，其转换层的高度为2.5m，转换梁上、下两端与楼板相连，上层楼板厚度为20cm，下层楼板的厚度为300cm。转换梁承托上部的剪力墙，且所使用的混凝土强度为C40。

2.3 整体结构分析

在高层建筑梁式转换层中所使用的转化梁本身是杆件，能够直接地按照梁单元进行相关的分析与设计，同时，梁的轴线位于转换层的上层楼板处，在整体结构中需要通过对上下层的刚度进行比较来确定适当的力度，防止竖向刚度的变化而形成薄弱层。据此，转换层的下层柱子截面尺寸可以设置为110cm×110cm，剪力墙的厚度为50cm，混凝土的强度等级为C45。同时，转换层上层的剪力墙的厚度为35cm，混凝土的强度等级为C45。

2.4 转换梁设计

在高层建筑中，转换梁承托上部剪力墙，受力较大，也是保障整个结构安全性的关键性因素。转换梁的跨度大约在9m左右，截面的高度为2.5m。但是由于我国在混凝土设计规范中没有明确地给出承载力计算的方法，进而对此进行了两种连续短梁的试验研究。

2.4.1 试验结果

本试验中所采用的转换梁为转换梁1/5的缩尺模型，其截面尺寸及配筋的形式如图4所示。

通过经过相关试验可知：该转换梁的正截面平均应变符合平截面的建设。斜裂缝在加载点与中支座的内剪跨区的梁腹中部出现，属于剪斜裂缝，并通过长时间的发展成为临界斜裂缝。底部的纵筋和顶部的纵筋会顺着梁的方向来分散相应的应力，因而在斜裂缝出现之前，需要与弯矩图保持一致性，而在斜裂缝出现之后则与弯矩图产生明显的差距，由此就说明了转换梁内的应力发生了较大程度的变化。此外，在转化梁的底部纵筋处于受拉状态中，顶部纵筋的内剪跨内也随之处于一种受拉状态。当试验受到破坏时，内剪跨区段之内，临界斜裂缝的箍筋会受到一定的拉力，剪压区内的混凝土压疏。当穿越斜裂缝的箍筋应力变化为原来的应力的53%时，剪压区内的混凝土中就没有压疏现象。

2.4.2 相关构造要求

依据相关的试验结果，为了保证梁式转换层中的转换梁在斜裂缝出现后能够起到纵筋拉杆的效果，其底部纵筋不能够在跨内形成弯折或者是截断的现象，需要将整个纵筋全部地伸入到支座中，并使用相关的可靠锚进行固定。同时，转换层的顶部纵筋在跨中不能够较早地被折断，最好进行通长布置。由于转换梁的横截面尺寸较大，因此需要依据梁高来配置一定数量的水平腹筋。由此，就能够承受到一定的受剪承载力，进而对整个裂缝的发展情况有一个抑制的作用，能够有效地减少相关温度以及混凝土收缩对整个工程的影响力。

2.5 转换层抗震设计

在进行转换层结构设计的时候，由于有转换层的存在，致使高层建筑物在高度方向上的刚度均匀性会受到较大的影响，进而造成承载力构件与墙、柱截面产生突变，线路发生曲折的现象等等，因此，转换结构需要较大的抗震性能。基于此，需要在该建筑物3层及以上的部分都设置部分框支剪力墙结构的转换层。同时，相关构架的抗震等级还需要依照国家相关的标准进行。此外，还需要配备相关构件抗震性能的构造措施，以此来有效地提升建筑物的抗震等级，增加高层建筑物转换层的抗震效果。

3 结语

在高层建筑结构设计的过程中，通过应用梁式转换层能够有效地提升整个工程的项目建设效果，由此来提升整个高层建筑的稳定性。此外，通过应用梁式转换层还能够在相关的成本造价、费用方面有一定程度的提升。因此，在高层建筑设计的过程中可以通过应用梁式转换层来保证整个建筑工程设计的稳定性，同时还能够对相关设计、施工单位的操作进行有效的控制，从而避免产生相关的问题及困难，最终做到优化高层建筑设计，提升整个工程的结构。

参考文献：

[1]熊进刚，吴晓莉，程文，陈礼建，杨建明.有梁式转换层的高层建筑结构设计与研究[J].工业建筑，2001（6）：33-36.

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[3]熊M刚，李艳.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].南昌大学学报：工科版，2002（4）：15-18.