高层建筑结构的设计特点精选(九篇)

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第1篇：高层建筑结构的设计特点范文

关键词：高层建筑；结构设计；存在问题；改进措施

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而高层建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。高层建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量日渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。

一、高层建筑结构设计方面的原则

1 、选用适当的计算简图。结构计算是在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2 、选择合适的基础方案。基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻高层建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的高层建筑应进行现场查看和参考临近高层建筑资料。

3、合理选择结构方案。合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析，必要时应进行多方案比较，择优选用。

4、正确分析计算结果。结构设计中普遍采用计算机技术，因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时，要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。

二、高层建筑结构设计的特点

1、决定因素是水平载荷

水平荷载是结构设计中的关键因素也是控制性因素。任何一个高层建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力，水平荷载却起着决定性的作用。在较低楼房中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计，水平荷载产生的内力和位移很小，对结构的影响也就较小；但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响，随着楼房层数的增多，

水平荷载成为决定因素：高层建筑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，仅与高层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构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；某一定高度楼房，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变化。

2、轴向变形不容忽视

轴向变形不容忽视：高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预测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。

高层建筑轴力值很大，再加上沿高度积累的轴向变形显著，轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变。对连续梁弯矩的影响：采用框架体系和框一墙体系的高楼中，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，此种差异轴向变形将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷，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增大。对构件剪力和侧移的影响，与考虑竖向杆件轴向变形的剪力相比较，不考虑竖杆件轴向变形时，各构件水平剪力的平均误差达30%以上，结构顶点侧移减小一半以上。

3、控制指标是结构侧移

结构侧移是最管家的因素，在高层建筑结构设计中必不可少，水平荷载作用下结构的侧向变形会随着高层建筑结构的增高而迅速增大。因此在进行高层建筑设计时，结构的强度时首先要考虑的问题，并且还应具有足够的抗侧刚度，能够可靠地承受风荷载作用产生的内力。为了保证居住条件的良好，在进行高层建筑结构设时还要求使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。

4、重要的设计指标是结构设计

高层建筑结构的柔性大对在发生地震在还是作用力会更大些，其变形能力相对较强，可避免发生坍塌时造成的人员伤亡和巨大的经济损失。因此在结构设计上，应采取是当地的措施，一次保证高层建筑结构的延展性。

三、高层建筑结构的相关问题分析

1、结构的规则性问题。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。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。

采取相应的构造措施：结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的直行段锚固长度；考虑温度应力的影响力。

2、结构的超高问题。对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。因为在地震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。随着高层建筑物高度的增加,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。因此，必须对结构的该项控制因素严格注意

在抗震规范和高规范中，对结构的总高度有着严格的限制，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级高度以为，增加了B级高度，处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

3、嵌固端的设置问题。不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性,而且还影响结构产生侧移的真实性,以及结构局部的经济性,由于高层建筑～般都带有地下室和人防，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，高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置,在这个问题上，结构设计工程师需要注意如下几个方面：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埋下安全隐患。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。

结束语

高层建筑建设的发展迅速对建筑结构设计的要求不断地完善。但从设计质量方面来看，并不理想，结构设计中经常遇到各种问题。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，必须充分地理解新规范，密切结合新规范和工程实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际高层建筑设计中遇到了各种问题，才能够积累经验,利用正确的概念进行设计，不断地提高工程设计水平。

参考文献：

[1]肖峻.高层建筑结构分析与设计[J],中化建设,2011(12)

第2篇：高层建筑结构的设计特点范文

关键词：高层建筑；结构设计；特点；原则；问题

中图分类号：TU97文献标识码： A

一、高层建筑结构设计特点

高层建筑结构要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。一般低层结构的水平荷载对结构影响较小，但在高层建筑中，水平荷载和地震作用是重要因素。随着高度的增加，位移增加很快，过大的侧移会影响建筑使用，会造成非结构构件和结构构件的损坏。所以必须将结构的侧移控制在一定的范围之内。

1、水平力是设计是首要考量

在高层建筑中，不同于在低层和多层房屋的结构当中以重力为导向的竖向荷载是控制结构设计。高层建筑结构设计中，水平荷载有着决定性的作用，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。 虽然竖向荷载还会给结构设计带来一定的影响但竖向荷载大体上是定值，不足以改变结构性质。

2、结构位移设计是控制方法

高层建筑当别是超高层建筑，因此结构位移也成为结构设计的控制指标。顶点位移的限值决定了数值大小以及其振动的频率；防止结构因为变形过大导致其受到损坏以及破坏最主要的控制因素就是层间相对位移，对于其限值在现行的规范当中有点严格，可以适当的放松。 在高层建筑当中轴向变形在高层建筑中也不可忽视。因为竖向荷载的数值是在不断加大的，可能会在柱中产生轴向变形的问题，所以在进行采购预制构件时就应当依照轴向变形重新计算值调整下料的长度，防止不安全的因素影响结果。

3、结构延性是重要设计指标

相对于低层或多层来说高层建筑的结构抗震性是很弱的，在地震的作用下可能会出现比低层以及多层更大的变形，因此进行结构设计时，刚度以及承载力应当是自下而上渐渐减小的，变化均匀且连续，不会出现太多的变化。若是竖向不规则结构出现的话，就必须认真把多种因素的考虑精确并仔细的分析，尤其得进行弹塑性时程分析，采取增大楼层结构延性等措施，合理确定软弱楼层的塑性集中变形，把其变形的能力提高。于此同时，应沿房屋周边布置高层建筑的抗水平力构件，这样就可以为其提供足够大的扭转力矩构件，并且其沿周边布置之后会形成一定的空间结构，还能够为其提供较大的抗倾覆力矩从而保证结构的延性。

4、抗震设计要求更高

近几年来地震灾害频繁发生，震级在不断地增加，建筑物损坏造成严重的后果，危机人们生命安全和财产安全。因此高层建筑的抗震性能更值得关注，结构工程师在对结构进行设计的时候必须加大在抗震的设防方面的研究力度，把高层建筑的抗震性能有效的提高，使得高层建筑物结构质量达到做到小震不坏、大震不倒。

二、高层建筑结构设计原则

1、亲近性原则

高层建筑的设计兴建，只单纯考虑建筑物自身的建设尺度远远不够，高层建筑是人为设计、为人服务的城市建设项目，因此以人为本的建筑理念应该是高层建筑设计的根本要求。应充分考虑人们对高层建筑的视觉观感、亲近感等要求，把冰冷的混凝土钢筋水泥建造的高楼大厦真正的变成人们生活的一部分，有亲切感和实用感。注意高层建筑的近人尺度设计。近人尺度其实是人们对高层建筑的一个整体感官把握，注重人为感觉、使用价值和审美要求，设计尺度应参考多数人的尺度系数与之成为相应比例特别是人们接触的到的细节部分如台阶、门、窗、阳台、柱子、装饰等尺度的处理。

2、协调性原则

高层建筑应注意与建筑整体尺度方面的考量。建筑整体尺度，包括高层建筑的各个组成部分，如楼层主体、顶部结构等各部门的比例协调统一等注意相对尺度，而且要注意高层建筑中细节部分的层次要求。

3、实用性原则

高层建筑具有楼层高、居民多的特点，因此在进行建筑高层设计时应充分考虑实用性的问题，比如高层建筑物的稳定性、抗震性、防火性以及各种电气设备安装位置、楼梯间空间安排、建筑物整体划分的合理程度，只有本着实用科学的原理才能发挥高层建筑的整体优势。

4、环保性原则

高层建筑设计规划中，对节能环保元素的应用也应予以重视。一方面，选择自然环境和地理环境都较为优秀的位置建设，例如考虑交通便捷性、空气环境质量好、采光照明好等条件来规划。另一方面建筑节能设计要贯穿建筑规划设计，合理应用环保技术，如太阳能电池板、地热设计、雨水回收系统等先进技术，以便形成系统的高层建筑节能体系，营造能耗低、环境舒适的居住环境。对空间的利用也要把握节能环保，从分考虑高层建筑的空间占用科学合理的进行利用。

5、整体性原则

注重高层建筑与城市环境的整体性考量，因此要注意环境尺度的合理把握。环境尺度，包括考虑高层建筑所处城市地理位置、城市大小、周围街道尺度环境、建筑物的轮廓设计要求等，要根据具体的环境比例要安排高层的建设。

三、浅谈高层建筑结构设计应注意的问题

1、防雷的问题

高层建筑的高度和结构集中度较高，容易受到雷击。因此高层建筑设计中对于防雷的设计要求比较重要，常见的避雷设施有在易受雷击的部位和建筑的顶端位置安装避雷针、避雷网避雷带，注意接地装置的设置。建筑物结构中含有的金属物体和阁楼等部位带有的金属物体都要进行接地处理，从而防止高层建筑受到雷击灾害。

2、抗风的问题

高层建筑高度较高，不稳定性较大，容易受气流的影响。在设计高层建筑轮廓时要考虑风向、风流的作用力。设计科学合理的结构尽量保护建筑物的结构稳定和牢固。将抗风设计考虑到高层的建筑结构设计中去充分分析和研究这一重要课题。

3、电气的问题

高层建筑的用电包括楼层配电、消防电源、应急照明以及电梯的用电。其中楼层配电是基本的设计要求，要保证配电线路的科学合理安排；消防电源作为紧急情况下必要的设施，应该在高层建筑设计中给予充分考虑，作为紧急电源要与基础供电电源分属两个不同区域的供电所，保证基础用电停止时消防用电正常使用；应急照明系统用电包括楼梯通道路线指示牌电源的供给、消防照明设备的使用等，要保证应急照明系统的科学合理设置，便于疏散人群保证安全；电梯的用电，高层建筑设计电梯的设置是基本配备，要根据楼层居民人口数量来选择相对荷载量的电梯，电梯的安装也要选择便捷、安全的位置，为了保证停电时电梯的运转正常电梯的电源也要相对独立便于居民生活。

4、防火的问题

高层建筑总体布局结构繁琐复杂，而且高层人口居住较为密集，因此居民日常生活中的防火问题应充分考虑到。首先是人群疏散通道的设计要求，走廊、楼梯通道要保证畅通安全便于疏散。有采光、照明设备要保证正常工作避免踩踏事件的发生，并且要注意进行防火区的划分。其次是消防设施的配备，设计时要将建筑物室内、外消防给水系统设计到位，灭火器、消火栓的位置安排要科学合理。

防火中一个重要的问题是防烟，烟雾窒息导致的伤害远大于明火的伤害，因此在高层设计时也考从分考虑烟雾的排放，楼梯设置位置考虑通风条件，设计阳台、窗户、凹廊等增加排烟保证通风。

参考文献：

第3篇：高层建筑结构的设计特点范文

【关键词】建筑工程；结构特点；设计措施

一、高层建筑结构体系的特点

地震时建筑物的破坏程度，主要取决于主体结构变形的大小，因此建筑结构的变形计算与控制在抗震设计中起着越来越重要的作用。目前，世界上多数国家的抗震规范都明确提出了控制结构变形的要求，有的还提出了基于位移的抗震设计方法，我国的抗震规范提出了抗震设防三个水准的要求，采用二阶段设计方法来实现，即：在多遇地震作用下，建筑主体结构不受损坏，非结构构件没有过重破坏，保证建筑的正常使用功能的弹性变形验算；在罕遇地震作用下防止结构倒塌的弹塑性变形验算。由于结构受到的地震作用与结构自身的重量及刚度有关，而结构的变形也与其刚度有关，所以，研究不同结构体系的刚度特征和变形特点，有助于我们选择更加合理可靠的结构形式，更好地满足抗震设计的要求。

一般的建筑结构，在整体上都可以视为一个嵌固在地基上的悬臂柱，但选用不同类型的结构抗侧力体系，在水平荷载作用下结构具有不同的变形性质，通常采用的结构抗侧力体系有：框架体系、框架一剪力墙、剪力墙体系及筒体体系等。

二、高层建筑的结构的基本构架

一是框架结构。框架结构由梁、柱构件通过节点连接而成，平面布置灵活，容易形成大空间，全现浇时，房屋的整体性强，延性较好，施工方便，承受竖向荷载能力较强；缺点是侧向刚度小，在水平荷载作用下侧向变形大，承受水平地震作用的能力较弱，因而建造高度受到限制"其侧移曲线表现为剪切型，层间位移下大上小，层间最大位移角出现在下部楼层。

二是剪力墙结构。承受建筑物竖向和水平荷载的主体结构全部为剪力墙时，即形成剪力墙结构体系"这种结构抗侧移刚度大，空间整体性好，在水平荷载作用下侧向变形小，侧移曲线表现为弯曲型，层间位移下小上大，层间最大位移角出现在中上部楼层，地震时非结构构件破损小，高层建筑中当剪力墙的高宽比较大时，相当于一个以受弯为主的竖向悬臂构件，经合理设计，可控制剪力墙的最终破坏以受弯破坏为主，延性较好"其缺点是平面布置不灵活，不容易满足公共建筑等使用大空间的要求，结构自重大，地震作用大，造价较高。

三是框架一剪力墙结构。如上所述，框架结构体系具有空间大！平面布置灵活！立面处理丰富等优点，但侧向刚度差，抵抗水平荷载能力低"剪力墙结构体系则相反，抗侧力强度和刚度均很大，但平面布置欠灵活，不适应大空间的要求"因此把两种结构体系结合起来，在同一结构单元中同时采用框架和剪力墙结构，共同承受竖向和水平荷载，如框架一剪力墙结构体系"在这种结构体系中框架和剪力墙共同承担风荷载和水平地震力的作用，由于框架与剪力墙在水平荷载作用下的受力和变形性能各异，必须通过各层楼板或连梁使它们变形协调一致，达到框架与剪力墙的协同工作"当剪力墙单独承受水平荷载时，其侧移曲线为弯曲型，顶部侧移增长迅速，层间相对位移上大下小，而框架结构侧移曲线为剪切。底部侧移增长迅速，层间相对位移下大上小"两者通过各层楼板连在一起使侧移一致，则侧移曲线为介于弯曲型和剪切型之间的某一曲线一弯剪型"，在下部层间位移小的剪力墙对框架施加跟荷载方向相反的力，给框架支持；在上部则反过来，层间位移小的框架对剪力墙施加跟荷载方向相反的力，给剪力墙以支持，这种协同工作结果，使框架下部和剪力墙上部的层间相对位移均相应地减小，从而降低了整个结构体系的层间相对位移和顶端位移，提高了建筑物的侧向刚度。

四是筒体结构体系。利用电梯井、楼梯间和管道井等四周的墙体围成筒状，便形成实腹筒体。实腹筒体具有很好的抗弯、抗剪和抗扭刚度，它可以单个或几个筒体来抵抗整个结构单元的水平荷载，也可以和其它的结构体系共同组成抗侧力结构体系，当围成筒体的四周墙体在各层都开有规则布置的门窗洞时，便形成空腹筒体，又称框架筒体，简称框筒，通常是利用建筑物的周边布置密排柱，以及上、下层窗洞间的窗裙梁（深梁）所形成的密集空间网格组成的筒体，框筒结构承载水平荷载时的工作形态，从整体来看，跟实腹筒相似，但由于框筒的筒壁是网格式的结构，剪力滞后现象严重，分析内力时必须计及"当建筑物高度更高，刚度要求更大，并要求有较大的开敞空间时，可采用筒中筒结构"这种体系通常由建筑物周边所围成的外框筒，以及实腹筒的内核组成，内、外筒之间由平面内刚度很大的楼板连接，迫使外框筒和实腹内筒协同工作，形成一个比仅有外框筒时刚度更大的空间结构体系。

近些年来，建筑业有了突飞猛进的发展，城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。它以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。就结构特性而言，高层建筑是必须着重考虑水平荷载和竖向荷载组合影响的建筑物。设计高层建筑时，它的结构除在上述荷载组合下的强度、刚度和稳定性应予以保证外，还必须控制由风荷载（或地震水平作用）所产生的侧向位移，防止由此产生的结构的和非结构性材料的破坏；控制由风荷载造成顶部楼层的加速度反应，以使用户对摆动的感觉和不舒适感降到最低程度。这就需要设计师从一开始就应该以一个立体的概念设计为基础。

三、高层建筑结构设计的三维层次

把房屋看成一个三维空间块体分层次来分析，对于复杂的高层，例如多塔机构也可以把它分成几块，分别研究其倾覆、刚度、承载力等问题，然后组合起来。首先，在方案阶段，可以把基本设计方案概念化，建立一个符合建筑空间三维形式的结构方案。在该阶段分析总结构体系的荷载和抗力关系、高宽比与抗倾覆、承载力和刚度，并预估基本分体系的相互关系。由于整个结构必然是由一些平面单元组成，因此在初步设计阶段。其二要扩展方案，把那些体现初步设计基本要求的、主要是二维的平面体系包括进来，进行基本水平和竖向分体系的总体设计，从而得到主要构件及其相互的关系。其三是施工图设计阶段，处理一维的构件设计，具体设计所有分体系的构件、连接和构造详图，对第二阶段做出的粗略决定进行细化。

对于高层建筑结构，可以设想成为一个从地基升起的竖向悬壁构件，承受水平侧向荷载和竖向重力荷载的作用。侧向荷载是由风吹向建筑物引起的水平压力和水平吸力，或者是由地震时地面晃动引起的水平惯性力。重力荷载则是建筑物自身的总重力荷载。这些侧向荷载和重力荷载的组合，趋向于既可能将它推倒（受弯曲），又可能将它切断（受剪切），还可能使它的地基发生过大的变形，使整个建筑物倾斜或滑移。对抗弯曲而言，结构体系要做到不使建筑物发生倾覆，其支撑体系的构件不致被压碎、压屈或拉断，其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限；对抗剪切来说，结构体系要做到不使建筑物被剪断，其剪切侧移不超过弹性可恢复极限；对地基和基础来说，结构体系的各支撑点之间不应发生过大的不均匀变形，地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力，并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载，使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态，就会导致建筑物中的人有震动的感觉，使人有不舒服感。如果建筑物晃动得太厉害，还会使非结构构件（如玻璃窗、隔墙、装饰物等）断裂，甚至危及屋外行人的安全。所以，高层建筑结构要避免过大的震动。

参考文献：

[1]王敏等，组合剪力墙的抗震研究与发展[J]；地震工程与工程振动；2007年05期

[2]林树枝，超限高层建筑抗震设计及抗震审查[J]；福建建筑；2005年Z1期

[3]施金平等，高层建筑中高位箱形转换层结构的抗震设计[J]；工程抗震与加固改造；2005年06期

第4篇：高层建筑结构的设计特点范文

关键词：高层建筑 结构设计 相关问题

高层建筑结构的设计是一项系统而复杂的工程，结构设计的好坏将直接影响到建筑工程的质量，进而间接影响到人们的居住环境以及生命财产安全。随着高层建筑结构设计类型与功能的多样化，在设计人员的实际工作中就会经常出现一些问题。

一、高层建筑结构的设计要点

1．轴向变形的问题

在高层建筑中，竖向的荷载作用力是非常大的，极易引起高层建筑中的柱中的轴向变形，进而降低连续梁的中间处的负弯矩，增加跨中的正弯矩。同时，也会严重影响预测构件的下料长度。因此，要对建筑的轴向变形进行结构计算，并根据所计算出的数值来调整预测构件的下料长度。

2．水平荷载的设计

在普通层的房屋建筑中，结构设计主要受到竖向荷载的制约。那么在高层建筑结构设计中，不仅仅要考虑竖向的荷载作用，同时也要考虑水平荷载的作用因素。首先，由于在竖向的构件中，高层建筑物的自重与楼面所使用的荷载的轴力与弯矩的数值和建筑的高度的一次方成正比。另外，水平荷载作用于高层建筑结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中引起的轴力与楼房的高度的二次方成正比。此外，对于一定的高度的高层建筑，竖向的荷载作用力通常是一个定值，而水平荷载作用力却会随着高层建筑结构的具体动力特性而发生改变。

3．高层建筑的结构延性

高层建筑结构相对于偏低的建筑结构要柔和一些，因此，如果发生地震，高层建筑就会发生相对较大的变形。因此，通常可在高层建筑结构的构件上采取相应的措施，提高建筑结构的延性，进而增强其变形能力，避免在地震等灾害中发生坍塌。

二、高层建筑结构的设计体系

1．剪力墙结构体系

剪力墙结构是高层住宅结构中一种比较常用的体系，其主要是将框架结构中的梁柱用钢筋混凝土墙板来代替，一般用钢量比框剪结构少，用一系列的剪力墙相互交错，来承受竖向承重和抵抗水平力。墙体的刚度相对于其他结构体系来讲很比较大，非常有利于高层住宅结构的抗风和抗震性能，常用于四十层以下的高层住宅结构中。但是这种结构也有些不足之处，尽管结构有很强的整体性，但是制约了平面的布局。

2．框架剪力墙结构体系

这种体系主要是由剪力墙结构和框架结构相结合组成的。由于剪力墙结构主要受到水平侧力，而框架结构主要受到竖向的作用力，这样就可以各取其长，进行合理的分工。这种结构主要以框架结构为主，将剪力墙结构布置于高层住宅的周边、电梯间以及平面形状变化较大的位置作为辅助，主要适用于二十五层以下的高层住宅结构。但是这种结构体系也存在不足之处，结构刚度不是很强，进而导致抗风和抗震能力就比较低。

3．筒形结构体系

在设计超过三十层以上的高层住宅结构时，要充分考虑其所受到的巨大侧力，在现有的几种高层住宅体系中，只有筒形结构的刚度和强度都比较大，中央设有井筒，同时与周围的框架很好地结合，这样就能够形成极强的抗侧力结构体系，通常应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

三、高层建筑结构设计中相关问题分析

1．结构的规则性

对于高层建筑结构的新规范中，制定了很多关于限制高层建筑结构的规则性的条件，严禁采用不规则的高层建筑结构设计方案，由此可见，设计人员在实际工作中，要严格按照对于高层建筑结构规则性的相关规范进行设计，保证建筑施工的正常运作。

2．短肢剪力墙的设置

在新的高层建筑结构设计规范中，也明确界定了短肢剪力墙为墙肢截面高厚比为5—8的墙，这在一定程度上限制了高层建筑结构设计中短肢剪力墙的应用。因此，高层建筑结构的设计人员要尽可能少用短肢剪力墙，便于设计工作的顺利进行。

3．高层建筑结构的超高问题

在高层建筑结构设计的相关规范中，对于建筑的高度有一定的限制，同时，对于高层建筑的结构设计以及处理方法也都发生了相应的改变。在实际的高层建筑结构设计中，一些建筑结构的类型的改变，但是并没有采取相关的处理措施，就会直接导致高层建筑结构的设计方案不能通过，重新进行设计，进而对整个高层建筑工程的造价以及工期产生巨大地影响。

总结：

综上所述，随着经济与科学技术的发展，人们对建筑物的功能和类型的要求也有所改变，对于高层建筑结构的设计人员，要其他方面的专业人员进行协调合作，并结合自己的实际工作经验以及对具体问题的分析，来解决高层建筑结构设计中的相关问题，进而保证高层建筑的经济性、合理可靠性以及安全性。

参考文献：

[1]李勇．高层建筑结构设计探讨[J]．科技与生活.2010(22).

第5篇：高层建筑结构的设计特点范文

【关键词】高层建筑结构；安全性；问题；措施

高层建筑结构的施工建设是一项综合性工作，不仅要考虑到高层建筑的经济性以及美观性，更要考虑到高层建筑的安全性。随着现代化国民经济的迅猛发展，人们的居住水平也在不断提高，对高层建筑的安全性要求也越来越高。但是，由于高层建筑结构的特殊性，经常在建筑项目的施工建设过程中存在一系列安全性问题，需要建筑工程施工建设的管理人员以及相关研究人员从建筑工程的设计环节开始进行严格的控制管理，确保高层建筑的安全性。

一、高层建筑结构安全性中存在的安全性问题

（一）高层建筑结构的安全性意识相对淡薄

在高层建筑的设计以及施工建设过程中，建筑工程项目建设的相关设计人员以及项目管理人员对高层建筑的安全性意识相对较低，对于高层建筑结构施工建设的安全管理标准规范没有形成系统化制度体系。导致在设计与施工过程中经常会出现一系列人为的安全性问题[1]。高层建筑结构的施工建设过程中出现的安全性问题，从某种程度上来讲大多数都是人为误差以及错误。高层建筑施工建设中的安全性问题直接影响到整个高层建筑项目的顺利开展，对广大人民群众的生命以及财产安全造成严重威胁。

（二）高层建筑结构中超高带来的安全性问题

高层建筑在建设过程中，与其他建筑结构相比最大的特点就是高度问题，高层建筑物的本身就存在较高的高度，这就给高层建筑的设计工作带来了较大的困难。而且在高层建筑结构的抗震要求中也严格限制着建筑物的实际高度，特别是在新标准中对高层建筑结构的超高问题有着相对明确的要求。此外，在高层建筑物的实际施工建设过程中，由于建筑物结构在结构类型等方面经常会改动现象，但是建筑项目的施工建设又要严格按照原来的设计计划来开展，所以导致高层建筑的实际情况与计划之间有着相对较大的差异。高层建筑结构在超高问题中不能得到有效解决将会直接影响到高层建筑施工过程中的安全施工。

（三）高层建筑结构中嵌固端的安全设置问题

现阶段，高层建筑大多数情况下都是设置在建筑物的人防顶板以及地下室的顶板位置，高层建筑施工建设过程中地下室以及人防发挥着重要的作用。但是在实际高层建筑结构的设计工作中，高层建筑结构的相关设计管理人员以及工作人员往往对嵌固端的安全性设计工作认识程度不够，甚至忽略高层建筑结构在嵌固端方面的设计。因此，在实际工作中，经常会出现高层建筑的嵌固端楼板之间的相互适应性问题、高层建筑嵌固端的实际刚度比问题、高层建筑嵌固端的抗震等级是否一致的问题以及高层建筑在整体设计过程中的位置准确计算问题等。如果在高层建筑结构的实际设计过程中忽视了嵌固端的安全设置问题，将会给高层建筑物的后期施工建设工作带来相对严重的问题。

二、提高高层建筑结构安全性的措施

（一）高层建筑设计过程中梁高度的合理选用

高层建筑施工过程中，悬挑梁在整个高层建筑结构的支撑方面发挥着至关重要的作用，在一定程度上起着决定性作用。目前在高层建筑结构的实际结构设计过程中相关设计工作人员往往会选择相对较小的梁高，从而使高层建筑结构的梁截面在受压区的实际应力相对过高，给建筑物带来一定的安全隐患。引起这个问题的重要原因是高层建筑结构设计期间，相关设计人员忽视了梁挠度的准确计算。使较小的梁高实际梁截面受压力位置发生严重的非线性徐变，最终导致高层建筑结构的实际梁挠度出现增大现象，高层建筑物的挑梁变形之后又会使高层建筑物的梁板也出现裂缝，而且裂缝会越来越宽，严重影响到高层建筑物的实际稳定性，最后关系到高层建筑物的安全[2]。因此，在高层建筑结构的设计过程中要科学选择建筑物的实际梁高度，在综合考虑到高层建筑梁挠度准确计算的基础上，尽量减少实际计算过程中出现的误差，最大限度增加高层建筑结构挑梁的实际支持力度。此外，要增强高层建筑结构挑梁的实际承载力，科学选择悬挑梁的具体高度，确保高层建筑的实际支撑力，从根本上增强高层建筑物的抗震性能，保证高层建筑结构的安全性。

（二）做好高层建筑物施工建设中的地基工作

由于我国各个地区相互之间在地质地形方面存在着较大差别，在高层建筑物的实际施工建设过程中，高层建筑结构的地基基础必须根据每个地区在实际地质条件方面的差异进行个性化施工建设。如果施工建设中高层建筑结构的施工建设现场的实际地质持力层相对较深、现场的实际地质条件相对复杂以及地基基础的实际埋深度不高，这种情况下就需要利用桩基础。由于我们国家的实际钢产量相对较少，在高层建筑结构的地基施工工作中不适合使用钢桩，而比较适合利用钢筋混凝土桩。现阶段，我国钢筋混凝土桩的发展速度相对较快，混凝土桩在实际灌注工作中的施工噪声较小、成本相对低廉以及混凝土桩的具体适应能力相对较强。因此，在我国高层建筑结构的实际施工建设过程中需要使用混凝土桩来有效开展高层建筑物的地基施工工作。在高层建筑结构的地基基础埋深度相对较高的时候，可以使用沉井法进行施工建设，从而保证高层建筑施工建设中的施工安全。

（三）做好高层建筑结构在施工建设过程中的钢结构施工工作

在高层建筑结构的实际施工建设过程当中，施工建设的钢结构施工工作在整个高层建筑所有的施工工作中具有运用比较广泛的特点。从某种程度上来讲，是由于现阶段钢结构的实际施工技术发展速度相对较快以及目前工业化强度不断提高形成的。高层建筑结构中的具体钢构造主要有大跨度空间施工结构、高层建筑的钢与混凝土结构以及高层建筑结构的重型钢结构等类型。高层建筑结构中的钢结构有着相对较强的热传递性能，这是由于钢本身就拥有较强的热传递性，因此，我们在高层建筑结构的钢结构施工工作中要高度重视施工建设中的防火控制管理，不断增强对建设过程中防火设施设备的设计管理[3]。此外，高层建筑中的钢结构施工工作要配合使用到大型塔吊，为了从根本上确保高层建筑结构施工建设中的安全性，要做好钢结构中的吊装工作、连接工作以及测控工作。

结语

总而言之，高层建筑结构施工建设过程中的安全问题是整个高层建筑建设中的至关重要问题。需要在实际施工过程中，针对高层建筑结构中存在的安全性问题，采取科学措施，在高层建筑结构的设计环节以及施工建设环节加强管理，确保高层建筑结构的安全性。

参考文献：

[1]王伟.如何提高建筑结构设计的安全性[J].中华民居（下旬刊），2014，10：141.

第6篇：高层建筑结构的设计特点范文

关键字：高层建筑；结构设计；问题探讨；

中图分类号： TU97 文献标识码： A

一、高层房屋建筑结构的设计特点

高层房屋的建筑结构设计与我国传统的低层和多层房屋的建筑结构设计是不同的。高层房屋不仅在建筑设计方面要求有艺术感的立面效果和流畅合理的平面布置，在结构设计方面也要具备较强的抗震性能和抗风能力。从而就需要了解高层房屋在结构设计时的特点，做好充分的考虑和周密的计算，并做好相应的控制。

1、控制指标的侧移

建筑高度的增加会导致水平的荷载作用之下的结构侧向产生更大的变形，结构侧移和建筑的高度四次方是成正比的，因此结构强度必须足够大，还要考虑足够抗侧移的刚度，保证结构于水平的荷载作用下所产生的侧移是在规范限定内。当侧移过大的时候，位于建筑物里的人会产生心理不适;建筑物里的电梯轨道、建筑装饰以及填充墙等设施易产生裂缝、变形、损害状况;且侧移过大会导致建筑结构出现开裂甚至损害状况，最终危及结构使用的期限。因此要确保建筑物的正常使用功能，就必须做好控制建筑结构的侧移工作。

2、水平力

影响高层房屋的建筑结构设计主要因素的是水平力，和控制多层或底层房屋结构的荷载产生的力是不同的。在高层建筑里，水平荷载对房屋的结构设计有十分重要的影响，其中常见的为风荷载，以及地震所产生的水平荷载，这就对高层建筑要求较高的刚度。

3、轴向变形不容忽视

在外力的作用下所有的建筑结构都会产生剪切变形、弯曲变形、和轴向变形这三种位移。由于一般的结构构件其轴力与剪力产生的影响比较小，因此在低层的房屋建筑结构中经常忽视轴向变形与剪切变形。然而高层房屋建筑结构的轴向变形由于轴力大和建筑层数比较多对高层房屋的结构内力存在较大的影响，再加上建筑高度的升高会给轴向变形带来显著的变化。因此高层房屋的建筑结构设计对剪力墙的截面考虑就要非常慎重。

4、较高抗震设计

高层房屋建筑结构设计必须考虑建筑结构的抗震性能，以便发生小地震的时候建筑物可以不遭损害、发生中地震时能通过维修来恢复原貌，发生大地震的时候不出现倒塌现象，确保人们的财产以及人身安全。这就需要通过一系列的抗震构造措施来加强高层房屋的抗震性能。

二、高层建筑结构设计中存在的问题

1、高层建筑结构的均衡关系不够合理

在高层建筑的结构布局上，设计人员在设计前应该先将街道的宽度和窄度测量清楚，再考虑高层建筑物的自身尺度。一个设计合理的高层建筑其主题、裙房和顶部之间应该是均衡的尺度空间。另外，高层建筑的地理位置应该以城市的街道布局为基础，与其相容，做到和谐，确保高层建筑的结构设计部不会坏周边建筑的美感，不阻碍车辆行人的出行，并且自身外形应该做到美观。然而，设计人员在该方面还存在一些薄弱意识。

2、高层建筑消防结构设计不够规范合理

高层建筑的结构设计是非常复杂的，因为其功能的多样化，就要求其内部结构设计的多样化。不同的结构设计又会需要不同性质的材料，这也给高层建筑的设计带来了障碍。换言之，材料的可燃性会加大火灾的风险，特别是在风力较大的高层建筑中，一旦发生了火灾，就会迅速扩张火势，对高层建筑的安全性造成了极大的威胁。此外，高层建筑的层数越多，越应该充分考虑到高层建筑材料的特性。

3、高层建筑结构的高度问题

不少建筑开发商家为了谋取自身高额的利润而一味地使高层建筑结构超高，这种在建筑物上私自增高的行为不仅违反规范操作，而且还会带来很多隐患。我国地质结构多样化，每一个地方的地质结构都有自己的特点。一般处在板块边缘交界处的地方就容易发生地震，如我国的西南地区，如果高层建筑的高度过高，就会降低它的抗震效果，对使用人群带来极大的生命安全威胁。

4、高层建筑结构设计体系不够合理

高层建筑的结构设计出了追求外观好看以外，还有注意设计的科学性和和合理性、体系化。对于高层建筑的设计并不是单一的，有剪力墙结构体系、筒体结构体系等等。另外，要想一个高层建筑达到一定的安全性，一定要将其整个结构设计系统化，既要考虑地震等带来的巨大载荷，也要考虑到水平方向的强风等，并且还有做好相关的预防措施。如果这些问题只是被单独拿出来解决，而忽视其他一连串的问题，就极容易给高层建筑埋下隐患，对突如其来的灾害不知所措。

三、高层建筑结构设计问题的解决措施

建筑结构的合理性和科学性直接决定着建筑的整体质量，影响着人们的生命和财产安全，所以在建筑结构设计中为避免以上问题的出现，应注意以下几个方面的问题。

1、增强高层建筑结构的刚度，尽量减少位移

位移对高层建筑结构的影响非常大，合适的结构体系、平面的体型、立面的改变等方面是探讨减少位移不可缺少的内容，只有综合考虑了上面的方面，才能有效控制位移。另外，在高层建筑的结构进行布置时，要适度地加强高层建筑楼盖的刚度，将各个构建连接好。在高层建筑结构相对薄弱的位置和应力较复杂的位置，要加强重视，不可忽略。对于高层建筑结构体系中的抵御复力矩的宽度、结构宽度，要进行适当有效地加大，减少高层建筑的侧向位移。如今高层建筑结构设计中使用的材料范围越来越广，采用的结构形式也越来越新颖，这也就随之对高层建筑结构设计的影响越来越大。然而随着混凝土材料性能的日趋完善，其在高层建筑结构中的使用也越加广泛。

2、优化高层建筑的消防结构设计

随着建筑业的发展，高层建筑在城市中的应用越发普遍。除去自然灾害引发的地震以外，还要充分考虑人为因素引起的灾害，比如火灾。高层建筑结构越复杂越高，那么一旦引起了火灾，使用者的人身安全和财产安全就会受到极大的威胁。因此，在高层建筑结构的设计中注意防火是很关键的。首先，防火间距要合理，设计人员在进行设计时，要按照相关规定进行操作，精确地测出建筑物之间的实际距离。然后，对于设计要因地制宜，防火结构一定要符合实际的地形情况。除此之外还有安全疏散通道的设计也很重要。一般而言，安全疏散通道应该进行垂直结构设计，而且尽量多设计几条，利于慌乱人群的疏散。安全疏散通道中一定要设计防烟区，避免烟雾将疏散的人群呛晕。设计人员可以使用分隔式的设计，可以更好地控制火势和烟雾的蔓延。另外，防火门、防火墙以及其他防火设备等也需要设计人员注意。

3、优化高层建筑的抗震性能

高层建筑结构的设计要保证各个地方的刚度对称且均匀，其平面形状也要尽量的规范和尽量的简单。如果能够保证以上要求达到标准，那么在计算地震应力时就会容易的多，处理起来也会容易很多。比如地震应力扭转和集中地方的处理等等。由此可见，在设计高层建筑的结构时，要尽量可能地将建筑刚度的中心点和地震力作用中心点设计到一起，正常情况下，偏心距e要比与外力作用线垂直的建筑物边长的5%小。高层建筑物体积庞大，吨位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出现地震或者其他使之震动的因素，造成的损失将是巨大的。为了避免灾难的发生，必须要优化好高层建筑的抗震性能。

4、优化高层建筑自身的缺陷

高层建筑自身所带有的缺陷也是很多的，比如高层建筑的温度收缩问题、沉降问题等，除此之外，高层建筑因为其体型很庞大宏伟，内外部结构千变万化，十分复杂，所以极其容易对建筑物本身造成不利的影响。如果工作人员想要加强高层建筑物的安全工作，就不能忽略以上其自身的弱点，并且还要根据不同的问题进行不同的设计，妥善处理。现今，建筑行业的结构分析技术和其计算方法得到了更好的提高，在高层建筑的平面设计方面也出现了设计不规范、不对称以及曲线形设计等现象，在高层建筑实际中也应用到了耗能减震技术。

总之，高层房屋的建筑结构设计比较复杂，因此我们要因地制宜的实行全过程的管理和控制。以使整个高层房屋建筑结构设计安全可靠、经济合理，工程建设顺利进行。

参考文献：

[1]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程,2011,25:88-89.

[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,2012,09:132-133.

[3]沈荣飞.复杂高层建筑结构的若干关键设计技术研究[D].同济大学,2007.

第7篇：高层建筑结构的设计特点范文

【关键字】高层建筑；结构设计；变形特点；存在问题；解决途径

1高层建筑结构设计特点

高层建筑是当前城市建筑工程项目开发的主流产品。高层建筑不仅要有合格的质量，还需要有美观的结构。而这些建筑目标的实现都需要在项目设计时，十分明确建筑结构的受力特点。针对这个问题，本了如下分析：

1.1水平荷载成为决定因素

水平载荷是建筑结构受力变形的决定因素。根据材料力学理论，楼房的重力与楼面使用载荷在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，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，是与楼房高度的两次方成正比。另外，对于特定高度的楼房而言，竖向载荷一般是定值。而水平载荷，如风、地震作用引起的横向载荷，其大小与建筑结构的材料力学性质有关，具有一定的不确定性。

1.2轴向变形不容忽视

由于建筑比较高大，因此一般建筑结构受到的竖向载荷比较大，很容易引起相关建筑结构的轴向变形，进而会影响到连续梁的弯矩，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。同时，竖向载荷还会影响到预制构件的下料长度。因此在进行建筑结构设计时，需要根据轴向变形的计算值选取下料长度。

1.3侧移成为控制指标

结构侧移是关系着高层建筑结构设计质量的重要因素之一。楼层高度逐渐增加，则建筑结构在水平载荷作用产生的侧移会迅速变大。为了保证高层建筑的质量和安全，结构侧移需要被控制在一定范围内。

2高层建筑结构的变形特点

首先，对于高层建筑而言，竖向的结构变形是主要的。在建筑楼面上的各种竖向构件其应力大小不同，其受到压缩之后的变形也不同。尤其在当前，大多数的高层建筑采用的钢筋混凝土的浇筑结构，如果在施工中，不对基底应力进行调整，会导致建筑基础产生不均匀沉降。另外，由于高层建筑结构的柔性更大一些，对水平载荷特别敏感。因此，在进行建筑结构设计时一定要合理地选取参数，施工时严格按照技术要求进行，使得高层建筑能够保证足够的强度、刚度和稳定要求，进而保证建筑物的质量。

3高层建筑结构选择原则

高层建筑物结构的复杂性决定了设计师在进行结构选择时必须严格遵循一定的原则，对于建筑结构的特定要有合理的取舍。只有这样，才能保证高层建筑的设计质量和施工质量，进而保证总体建筑工程项目更加顺利的完工，提高建筑工程项目的经济效益和社会效益。

3.1结构的规则性

在高层建筑结构的规则性方面，新的设计规范有比较大的变动，在原来的基础上，添加了很多新的限制条件，如嵌固端上下层刚度比信息等方面的要求。并且在新的设计规范中，明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。在进行建筑工程项目的开发设计时，结构设计师一定要严格遵守新的设计规范中的技术参数要求，避免不规范建筑结构的出现。同时这样避免了后期施工中出现问题时，再进行设计方案的修改。

3.2避免结构超高

建筑的结构特定对于高度的变化特别敏感。如果建筑物的高度过高，那么在抗震等方面的结构特性就有所减弱，会严重影响建筑物的质量。在有关建筑设计的抗震要求中，将建筑物进行级别的划分，然后对不同的级别做了相应的高度要求。如果在设计中，出现了结构超高问题，则应该对建筑设计方案进行重新计算和修改，或者召开专家会议，严格论证其可行性，以避免施工之后出现问题，或者在建筑物使用过程中出现坍塌等事故。

3.3嵌固端的设置要严格遵守技术要求

一般而言，高层建筑都有地下室或者人防。而建筑物的嵌固端即设置在地下室顶板或者人防顶板等位置。由于这些位置比较隐蔽，工程师在进行建筑结构设计时，往往会忽略了嵌固端的技术要求等。而事实上，嵌固端的结构合理性对于建筑物的质量具有十分重要的意义，因此，在项目设计时，一定要注意到相应的结构规范要求，如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层抗震等级的一致性等。这些细节值得设计师特别重视，否则有可能带来极大的安全隐患。

3.4短肢剪力墙的设置

在新的建筑设计技术要求规范中，对短肢剪力墙的设置增添了很多新的技术要求。为了提高建筑项目的设计施工质量，避免因为设计问题而引起重新修改设计方案、返工等问题，建筑设计时一定要严格遵守相应的技术规范。

4高层建筑结构设计中存在的问题及其对策

4.1 建筑结构高度问题

我国现行的建筑物技术规范中对于建筑结构的高度问题作了明确的规定。该规定的制定充分地考虑了经济与适用原则，给出了不同级别的建筑结构相应的高度要求。这个规定是根据我国的经济发展水平、建筑技术科研水平以及施工技术水平而制定的，是在当前状况下，一般建筑物结构的比较安全的高度。然而，由于很多开发商为了尽可能的获得更多的经济效益，而忽视了建筑结构的安全问题，盲目地设计导致了建筑结构超出技术标准要求，使得建筑施工与使用存在很大的安全隐患。针对这个问题，相关部门应该做出明确的规定，对于超高建筑要取消其销售资格，而对于由于超高而引起的安全问题的责任人严惩不贷。而由于特殊原因，引起的超高，需要经过专家会议论证其安全性，否则不予以批准。

4.2材料与结构体系问题

首先，建筑原材料的合理选择有助于提高建筑物整体的质量。尤其在地震区，很多建筑物需要采用抗震性能比较好的材料。如在高层建筑中要尽量选择钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构，这样可以改善建筑物的抗震性能。而当建筑物超过一定的高度以后，则可以选择钢筋混凝土，以减小风振。当前的市场不仅对建筑的质量提出了较高的要求，而且对建筑物的美观程度也有较高的要求。而建筑设计师进行设计时需要在建筑质量与美观程度方面有一定的取舍，即要在保证质量的基础上再考虑审美的需要。因此，为了保证建筑的质量，大多数建筑中选用了钢筋混凝土结构。

4.3在某些烈度区采用较低的抗震措施与构造措施

随着我国经济的发展和科技进步以及建筑物高度的不断升高，很多专家指出当前的建筑结构设计规范已经不适应当前的发展需要。我国现行的建筑结构的防震要求比较低。这主要是由我国的财力、物力比较有限。而在新时期的发展过程，我国的经济与科学技术都取得了长足的进步，我们也应该修改相应的行业技术规范，如提高配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配的要求，加强结构造价以及相关安全技术的开发，进而从整体上提高我国的建筑物结构设计水平。

5结束语

高层建筑的结构设计对于建筑的安全性、施工质量等具有十分重要的意义。近几年来，由于建筑物机构设计不过关而引起的高层建筑坍塌、倒塌等事故逐渐增多。这些事故提醒我们，在进行建筑结构设计时必须严格遵守相关的技术要求与行业规范，避免建筑物超高等问题，而且还要严格把关嵌固端等细节问题。建筑设计师需要十分明确各种建筑结构的受力特点，了解不同载荷对建筑结构的影响，才能充分保证高层建筑物的质量，避免安全事故的发生。

参考文献：

[1]陈敏明.浅析高层建筑梁式转换层设计施工研究[J].广东建材，2010（1）.

第8篇：高层建筑结构的设计特点范文

关键词：建筑结构；结构设计

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

一、剪力墙结构设计的特点

（一）水平荷载是高层剪力墙结构设计时的决定性因素

这是通过其自身重量和其他的垂直载荷的轴向力和弯曲力矩的大小的结构，唯一的建筑物高度的平方成正比；倾覆力矩和水平载荷的结构所产生的垂直分量的轴向力，相同的建筑，自重和竖向荷载作用基本上是恒定的水平荷载，风荷载和地震，随结构动力特性不同而变化。

（二）侧移是高层剪力墙结构设计的关键因素

水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大，因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内。

（三）结构延性是高层建筑结构设计的重要设计指标

与低多层建筑相比，高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。为了能让结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，防止建筑倒塌，必须采取一定的构造措施，以保证结构具有足够的延性。

二、设计实例

本项目为24层的高层建筑大楼，该建筑高度为81．2m，该高层建筑底下3层主要用于商业活动，4层为设备夹层，其余层主要用于酒店，地下设有一层地下室。抗震设防烈度为7度，场地类型为II类。

（一）主体结构选型

由于本高层建筑为24层，高度为81．2m，属于高层建筑，同时结合高层建筑结构设计的特点，主体结构采用双向现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。该结构体系能较好地满足建筑使用功能，剪力墙结合建筑功能双向均匀对称布置贯通落地，结构横向高宽比为4．27，小于7，采用框架剪力墙结构能够满足结构抗震、抗风和承受重力荷载作用等各项技术要求，结构整移、稳定及构件节点延性也都能较好地满足要求。

（二）楼盖结构选型及楼屋面板设计

由于本高层建筑主体结构采用了双向现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，为了能与之相适应，楼盖结构也应选用现浇钢筋混凝土梁板结构。结合建筑平面布置，考虑有利于提高结构横向刚度，楼盖次梁沿横向布置，支承于纵向框架梁上。楼屋面板采用多跨连续板，其中商业层板厚120mm，其余层为l00mm。

（三）剪力墙截面

本高层建筑的剪力墙端柱以及剪力墙厚度，分别见表1和表2所示：

表1剪力墙端柱截面尺寸(单位：mm)

表2 剪力墙厚度（单位：mm）

（四）高层建筑结构设计及构造要求

结合本项目的高层建筑框架剪力墙结构为例，说明该高层建筑结构设计及构造要求。本高层建筑的框架剪力墙中的框架和剪力墙的截面设计除了满足框架和剪力墙截面设计的一般原则外，还重点采取以下几点设计要求：

（1）框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整对本高层建筑进行抗震设计时，地震造成的对房屋的倾覆力由框架和剪力墙两部分共同承担。若由框架承担的部分大于倾覆力矩的50％以上时，说明框架部分己居于较主要地位，应加强其抗震能力的储备。如可以通过按纯框架结构的要求来确定其抗震等级或轴压比按纯框架结构的规定限制来实现。适用高度和高宽比则可取框架结构和剪力墙结构两者之间的值，视框架部分承担总倾覆力矩的百分比而定，当框架部分承担的百分比接近于0时，取接近剪力墙结构的适用高度和高宽比；当框架部分承担的百分比接近于100％时，取接近框架结构的适用高度和高宽比。

（2）框架剪力墙中框架总剪力的调整

框架剪力墙结构中，柱和剪力墙相比，其抗剪刚度很小，故在地震作用下，楼层因地震引起的总剪力主要由剪力墙来承担，框架柱只承担很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的内力很小，而框架作为抗震的第二道防线，过于单薄是不利的，为了保证框架部分有一定的抗震能力储备，规定框架部分所承担的地震剪力不应小于一定的值。框架剪力的调整应在楼层剪力满足楼层最小剪力系数的前提下进行。

（3）构造措施设计

本高层建筑框架剪力墙结构中剪力墙的配筋的构造要求：剪力墙都是主要的抗侧力构件，承担较大的水平剪力。因此，必须规定剪力墙设计的最基本的构造要求，使剪力墙具有最低限度的强度和延性保证，同时本工程中还对剪力墙周边设置的梁和端柱，其配筋和截面尺寸也应符合相应的要求。

三、高层结构设计分析

（一）水平位移的控制设计

鉴于高层建筑受风荷载和地震作用的影响较大，为此本工程重点对风荷载和地震作用下结构的水平位移进行了分析。在承载力的使用条件下，高层建筑结构应具有足够的刚度，避免产生过大的位移影响结构的承载力、稳定性和使用要求。而在正常使用条件下，限制侧向变形的主要原因有：防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装饰开裂、损坏：过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移使结构产生附加内力。荷载作用下高层结构的水平位移按弹性方法计算，确保高层建筑结构的层问弹性水平位移应满足,本工程中。本工程中，结构在风荷载作用下，顶点水平位移，,

则，满足要求；最大层间相对水平位移：，满足要求。

本工程中，结构在地震荷载作用下，顶点水平位移，，则，，，满足要求；最大层间相对水平位移，

，，满足要求。

（二）结构整体稳定分析

鉴于高层建筑结构的刚度一般较大，且有许多楼板作为横向隔板，所以高层建筑在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性较小。高层建筑结构的稳定验算主要是控制在风荷载或地震荷载作用下，重力荷载产生的二阶效应不致过大，以免引起结构的失稳倒塌。一般高层建筑结构构件的长细比不大，其挠曲二阶效应的影响相对很小，一般可以忽略。但由于高层建筑结构的侧移较大，重力荷载的P—A效应相对明显，可使结构的位移和内力增加，甚至导致结构失稳。因此，高层建筑结构的稳定设计，主要是控制和验算结构在风或地震作用下，重力荷载产生的p一效应对结构性能降低的影响以及由此可能引起的结构失稳。

本高层建筑结构中，经对其进行结构整体稳定验算，验算结果如下：l3～25层各层重力荷载设计值Gl=9384kN，4～12层各层重力荷载设计值G2=9572kN，13～25层各层重力荷载设计值G3=23816kN。

，取，

，因此，本高层结构的双向整体稳定满足规范要求。

第9篇：高层建筑结构的设计特点范文

关键词：高层建筑结构设计要点

近年来，我国的高层建筑可谓突飞猛进，高层建筑的建设速度、建造数量在世界建筑史上都是十分罕见的。但是2008年，随着突然袭来的汶川大地震，许多高层建筑物轰然倒下，也为高层建筑的结构设计带来新的考验。笔者根据理论知识，结合自身的实践经验，浅谈高层建筑结构设计的基本要点，以及高层建筑结构的抗震设计。

一、高层建筑结构设计特点

1．水平荷载成为结构设计的决定性因素

高层建筑自身重量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,与建筑物高度是成正比关系的；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，是与建筑物高度的二次方成正比；此外，对某一定高度建筑物而言，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．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。

4．结构延性是高层建筑的重要设计指标

相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形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。

二、高层建筑结构体系

按照建筑使用功能不同的要求、建筑不同的高度和拟建场地的抗震设防烈程度，依照经济、合理、安全、可靠的设计原则，高层建筑在建设时，应当选择选择相应的结构体系，一般分为下列几类：

1．框架结构体系

框架结构体系由梁、柱构件通过节点连接构成承载结构。框架结构体系可较灵活配合建筑平面布置、安排需要较大的空间。随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用层数上受限。

2．剪力墙体系

剪力墙一般用于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。在承受水平力的作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。其水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙特点是结构层间位移随楼层增高而增加。剪力墙结构比框架结构刚度大、空间整体性好，用钢量较省，结构顶点水平位移和层间位移通常较小，能够满足抗震设计变形要求。

3．框架―剪力墙体系

此种体系是把框架和剪力墙两种结构组合在一起形成的体系。房屋的竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担，而水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。这种结构既具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，因而广泛应用于高层办公建筑和旅馆建筑中。该体系中的框架和剪力墙共同承担水平力。由于框架和剪力墙的协同工作，受力状况和内力分布都得到了改善。

4．筒体体系

随着层数、高度增大，高层建筑结构承受的水平地震作用大大增加，框架、剪力墙以及框架―剪力墙等结构体系已显得不合理、不经济，甚至不可行。这时，可将剪力墙在平面内围合成箱形，形成一个竖向布置的空间整体受力的框筒，从而形成具有很好的抗风和抗震性能的筒体结构体系。

三、高层建筑结构的抗震设计

1．要尽量减少地震能量输入

积极采用基于位移的结构抗震设计，要求进行定量分析，使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。除了验算构件的承载力外，要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比；根据构件变形与结构位移关系，确定构件的变形值；并根据截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。

2．应积极推广使用隔震和消能减震设计

目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施，改变结构的动力特性，减少地震能量输入，减轻结构地震反应，是一种很有前途的防震措施。提高结构阻尼，采用高延性构件，能够提高结构的耗能能力，减轻地震作用，减小楼层地震剪力。随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高， 地震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。

3．应设置多道抗震防线

当第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线能抵挡后续地震的冲击，使建筑物免于倒塌。高层结构形式应采用具有联肢、多肢及壁式框架的框架剪力墙，剪力墙框架简体，筒中筒等多道抗震防线结构体系。需要强调的是设计不能陷入只凭计算的误区，若结构严重不规则，整体性差，仅按目前的结构设计计算水平，是难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑师与结构工程师共同把好初步设计这一环节。

四、结语

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

参考文献：

[1] 容柏生，国内高层建筑结构设计的若干新进展[J] 建筑结构，2007(9)