超高层建筑结构设计要点精选(九篇)

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第1篇：超高层建筑结构设计要点范文

【关键词】：超高层；结构设计；特点；要点

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

引言

超高层建筑的建造，其所以如此之快，除了有的城市为了有一个高大的形象建筑之外，主要还是超高层建筑能在有效面积的土地上，得以发挥最大的使用效益。也尽管建造超高层需要的费用比一般高层建筑高出很多，但在我国的城市建设中，随着日益快速发展的需要，为土地使用率的提高，必然会使超高层建筑以更快的速度发展。

一、超高层建筑设计的特点

1、超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证遇到火灾时人员疏散的安全。由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼而使用，而对于更高的多功能使用的超高层建筑，它不只每15层设一个避难层兼设备层即可，还需要设有机电设备层。对于这些安放有设备的楼层设计除考虑实际的荷载之外，更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响。

2、超高层建筑的平面形状多为方形或近似，对于矩形平面其长宽比也是在2以内，尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。

3、超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面为框架-核心筒或筒中筒，基本没有一般高层建筑中所采用的梁板筏基。同时，由于基底压力大要求地基承载力很高，除了基岩埋藏较浅可选择天然地基外，一般均采用桩基。

4、房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。

二、超高层建筑结构设计要点

1、平面设计

从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下，遵循对称、均匀、周边、拐角的原则，在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置，主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。对结构薄弱部位如楼电梯周围，内庭院周围均设置了120mm厚楼板，采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚

2、基础设计

超高层建筑一般多设二层或更多层的地下室，其基础的埋置深度均能满足稳定要求。而对于基岩埋藏较浅无法建造多层地下室不能满足埋置深度要求的，则可设置嵌岩锚杆来满足稳定要求。

（1）天然地基基础。对于基底砌置在砂、卵石层的建筑，多是采用等厚板筏形基础。但也有工程采用箱形基础。

（2）桩基基础的设计。超高层建筑的桩基础，由于基底压力大，要求的单桩竖向承载力较高，因此，均采用大直径钻孔灌注桩或有条件的工程场地采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。桩端持力层的选择应考虑层厚较大和密实的砂、卵石层或中风化、微风化基岩，以减少桩端沉降变形。

3、核心筒外墙的连梁设计

核心筒外墙的连梁纵筋计算超筋是非常普遍的情况，《高规》对连梁超筋有专门的处理措施，而且研究文献也不少，但计算模型的选取也是重要因素之一。《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，即连梁属于深弯梁和深梁的范畴，其正截面承载力计算时，已不能按杆系考虑，也就是已不符合平截假定，但许多分析软件仍然把连梁按杆系计算，其计算偏差当然是很大了。按“强墙弱梁”和“强剪弱弯”原则进行连梁设计时，虽然《高规》对连梁设计有具体要求，但这个“弱”要到什么程度，还是取决于设计者的理解和经验。本工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线”和“强墙弱梁”的要求。

4、转换层设计

高层建筑应保证大空间的需求的房间具有足够的刚度，从而防止转换层沿竖向的刚度变化过大，应建立严格的转换层上部和下部结构的侧向刚度比例。高层建筑的转换层抗震的结构设计中，转换层结构的侧向刚度不小于上一层结构侧向高度的百分之七十，并且根据高层建筑的指数设计的规范要求。控制转换层结构的下部与上部的等效侧向刚度比宜接近于1。同时还应保证一定比例剪刀墙的落地，加大落地厚度，从而提高剪刀墙混凝土的强度等级，减小洞口的尺寸，从而尽量使纵横墙形成筒体。整体结构的分析过程，应对转换层的薄弱部位的楼板平面的变形对建筑结构受力的印象程度。并通过剪刀墙的布置方式的调整，从而使相应的结构与刚性相接近，避免了扭转，实现平面布置的规范。合理地加强框支剪力墙转换层以下竖向构件的配筋率，按相关规定确保整体稳定和结构抗倾覆；同时，使用现浇钢筋混凝土楼板来达到增强结构整体性的目的。保证核心筒内部楼板厚为150mm，并且是双层双向的配筋以及相关围护材料为新型轻质材料，从而有利于减小地震反应，减轻建筑自身重量。

5、电梯设计

超高层建筑内主要竖向交通由多部高速电梯承担着人的竖向动线运动。由于甲级办公楼行业规定，电梯等候时间和电梯的运输能力(5分钟内运送人员占总人数的比例：HC5)是另一个重要指标，对其产生直接影响的是电梯的速度、数量和载客人数。另外，电梯的数量和大小又直接影响着建筑面积的大小。

此外，超高层内按照《高层民用建筑设计防火规范》规定，还需布置消防电梯，电梯数量按照标准层单层面积决定。除了客运、消防关系着电梯的设计外，整栋建筑中的所有货运流线，也需通过建筑的竖向交通解决。因此，超高层建筑肩负着整栋建筑的客运流线、货运流线、消防疏散三个重要的方面。

三、新技术的推广和应用

为执行国家建筑技术经济政策，积极推广建设部推广的建筑十大新技术，根据本工程的实际情况，在保证工程总造价不超出投资限额的情况下积极推广使用建筑新技术和新材料。

1、使用高强度钢筋。采用高强度钢筋，充分利用钢筋的抗拉性能，减少钢筋用量，减小构件配筋率，节约工程造价，总体经济效益明显。

2、竖向钢筋接驳采用埋弧对焊或机械连接，可保证钢筋的连接接头的质量。

3、采用高强和高性能混凝土。下部楼层柱及剪力墙混凝土强度等级采用C55；地下室底板、外侧墙及后浇带采用微膨胀抗渗混凝土，以增加混凝土的抗裂性能，取得较好的防水效果。

4、砌体采用新型轻质墙砌体材料，减轻结构自重，减少地震作用，降低基础造价。

结语

超高层建筑自身特点大大增加了超高层建筑的不稳定因素，因此，不能将超高层建筑视为普通建筑的拉伸和重叠，以免影响到建筑的使用效果。在实际设计过程当中，要根据超高层建筑的特点开展相应施工环节的加强，减少安全隐患，确保超高层建筑整体质量，确保我国建筑行业的健康发展。

参考文献

【1】秦荣.高层与超高层建筑结构[M].北京：科学出版社，2012.

【2】范跃虹，黄宗襄，林振声.超高层和大型公共建筑设计、施工与研究[M].上海：同济大学出版社，2012.

第2篇：超高层建筑结构设计要点范文

关键词 ：超高层建筑 结构设计 结构体系 整体倾斜

引言

一般情况下，高层的建筑概念设计有很多种，但对于加强高层建筑抗震能力的概念设计则运用的比较广泛。超高层建筑的设计以及施工通常都要耗费更多的财力和物力，因此控制好超高层建筑的质量和抗震效果至关重要。但如何设计高层建筑结构的方法却是不确定的，在这个过程中需要考虑建筑物的自身特征以及相关的外部因素。本文主要介绍的就是关于超高层建筑在进行结构设计时应当注意的问题，并作出提升超高层建筑结构设计质量的相关建议。

一、 关于超高层建筑的结构设计特点以及相关要点

（一） 重力荷载迅速增大，控制建筑物的水平位移成为主要矛盾

由于超高层建筑相对于其他类型的建筑具有不同的特性，使得其建筑结构的设计也具有自身的一些特点。首先，超高层建筑在高度上具有其他建筑所不可比拟的特性。因此，随着建筑物的高度不断上升，其重力荷载也呈直线上升的趋势，作用在竖向构件柱以及墙上的轴压力也随之增加。在这样的条件下对于基础的承载力也就提出了更高的要求。与此同时，控制建筑物的水平位移也成为了主要矛盾，这种情况主要是由两方面原因所造成的。一方面，超高层建筑的高度较高，使得风作用效应加大；而风力的加大也就使得合力作用点的位置变高，从而使其对于建筑物产生的作用效应也就变得更大。另一方面，超高层建筑的高度过高使得其自身的重心位置也相应的被升高，建筑的结构自重也相应的加大，此时在地震作用下就将导致薄弱部位加速破坏。

（二） 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大

受力变形、干缩变形以及徐变变形都是竖向构件总压缩量的构成部分。通常情况下，受力变形都会在瞬时间完成，并且变形量能够根据胡克定律进行大致的测量。而干缩变形所需要的时间则相对较长，通过相关的统计数据对比可以发现，在一般条件下干缩变形量大致占总压缩量的三分之一左右。而耗时最长的就是徐变变形量，线性徐变能够通过公式进行相应的计算。而受到构件的总压缩量随着高度的不断上升而增大的影响，使得在超高层建筑中竖向构件产生的缩短变形差对于结构内力的影响也逐渐变大。

（三） 倾覆力矩增大，整体稳定性要求提高

超高层建筑由于在建设的过程中，高度不断上升使得侧向风力引起的倾覆力矩也会不断增加，随之而来的是抗倾覆力的要求也随之升高。许多具体的工程施工中都会采用增加基础埋深以及加大基础宽度或者是采取抗拔桩基等手段来达到保证整体稳定性的需求，来强化整体的稳定性。

（四） 防火防灾的重要性显现，建筑物的重要性等级升高

与此同时，在进行超高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效，凸显出防火放防灾的重要作用。这是由于超高层建筑的一些建筑材料虽然具有耐热的特性，但是耐火的功效却不甚理想，一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。并且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大，高层中的人们很难找到有效的逃生途径也容易造成大的人员伤亡。此外，在出现地震等坍塌性事故时，需要较长的疏散时间，但超高层建筑大多采用钢筋混凝土结构，在长时间的疏散过程中极易发生其他的安全事故。与此同时，超高层建筑的投资一般都比较巨大，并且在所属区域一般都应是当做代表性建筑来建造的。所以超高层建筑无论是在经济上，还是在文化乃至政治上都具有较强的影响。为此，在进行超高层结构的设计时务必要强化结构设计的可靠性，强化建筑的整体性能质量。

（五） 控制风振加速度符合人体舒适度要求

一般情况下，风力的作用效果都会随着高度的升高而不断加强，在超高层建筑中风力的作用效果尤为明显。但是风振作用过于显著会影响到人们的舒适度，不利于人们的工作和生活，因此如何处理好风振及速度与人体舒适度之间的平衡成为了超高层建筑结构设计的重要问题。为此，必须控制好顶层的最大加速度，使其满足规定的限值。此外还要掌控好由风振带来的扭转加速度，通常情况下不应该超过标定的限值。与此同时，鉴于超高层建筑的高度较大，使得垂直于围护结构表面上的风载标准也迅速增大，所以围护结构必须进行抗风设计。

二、 超高层建筑结构设计的具体方法

进行超高层建筑的结构设计不仅要掌握好相关的要点，了解相关的结构特征，还要在具体的结构设计上合理的利用设计方法。首先，根据超高层建筑的自身特点就要做到减轻自重，减少地震作用。在这方面通常可以采用高强度轻质材料，全钢结构以及轻质隔断等都能够起到很明显的减轻结构自重，减小地震作用的效果。其次，就要降低风作用的水平力。降低风作用水平力的主要手段可以从减小迎风面积、降低风力形心以及选用体型系数较小的建筑平面形状来实现。其中为了减小迎风面积可以采用正方形的平面形式，如果计算对角线方向的迎风面宽则可以采用圆形的平面形式。而降低风力形心的方式主要可以通过采用下大上小的立面体型来实现，这种方式不仅可以有效的减小高风压在高处的迎风面积，也可以通过降低风作用的重心来使建筑物底部的倾覆总弯矩减小。与此同时，还应做到减少振动耗散输入能量。在这方面主要可以采取阻尼装置或者加大阻尼比的方式来实现。还要选择耗能、减振的结构体系，像利用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段，使用橡胶支座都能够做到有效的减振。最后需要完成的就是加强抗震措施。为了强化超高层建筑的抗震能力，就要从多方面共同入手。首先就要为建筑配有明确合理的计算简图，科学的分析地震作用以及相关的受力情况。大多数情况下，圆形、正多边形以及正方形等平面形状能够做到避免强弱轴的抗力不同和变性差异。但在具体的设计过程中也需要考虑到相应的问题。例如，要注意到结构平面形状是否做到对称，是否设置了多道抗震防线以及是否在满足了强度等方面的需求后采用了延性更好的结构材料等。此外，为了保证结构设计的科学性还应利用多个权威程序进行核算对比，使计算出的结果更加具有科学性和说服力。并且在设计上应当尽量向智能化方向偏转，增强对于结构设计的可控性。

结束语

超高层建筑结构的设计对于建筑的整体效果和实际功能质量具有重要的影响，但是适合的设计方法却也不是单一的。在进行设计方法以及方案的选择上，可以根据建筑的实际特点和需要来进行有针对性的选用。但终归来说，应当通过科学的设计方法使超高层建筑具备安全、舒适以及适用等方面的特征，达到相应的设计要求，满足社会以及公众的需要。

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.

第3篇：超高层建筑结构设计要点范文

关键词：超高层建筑；结构设计

Abstract: to a tall building for, and to adapt the building structure system, structure and arrangement of the conceptual design is not absolute but reasonable structure design should be the only. Based on many years of work experience, and structure design of a high-rising structure is analyzed, in order to offer reference for the same.

Keywords: tall building; Structure design

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

一、超高层建筑的结构设计特点

超高层的结构体系选择与低层、多层的建筑相比，超高层建筑的结构设计显得十分重要。不同的建筑结构体系选择可以对建筑的楼层数目、平面布置、施工技术要求、各种管道的布置及投资多少等产生最为直接的影响。超高层的建筑结构设计主要具有以下几个特点：

1 水平力是超高层建筑结构设计的主要因素。有研究证明，楼房的自重与楼面的载荷在竖向放人构件中所产生的弯矩与轴力大小仅仅是与楼房的高度一次方形成正比，但是水平载荷对与建筑所产生的倾覆力矩以及轴力的大小则是与楼房的高度二次方形成正比。因此在超高层的建筑设计中，水平力是设计主要因素。

2 轴向变形是不可忽视的。当楼层十分高时，由于楼房的自重而产生的轴向压应力会导致楼房的中柱产生出较大轴向变形，会直接导致连续梁的中间支座处负弯矩值直接减小，从而导致跨中正弯矩值与端支座的负弯矩值增大。

3 侧移做为控制指标。超高层的建筑结构侧移随着高度增加会迅速的增大(侧移量和楼层之间高度四次方是正比关系)，所以结构侧移是超高层建筑结构设计的关键因素。

4 抗震设计的要求更高。超高层的建筑抗震设计必须要做到“三水准”要求，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

二、工程概况

某大厦由一栋30层写字楼、一栋2层商业附楼和4层地下室组成，总建筑面积90149m2，屋面结构高度18280m、停机坪结构高度19320m。

三、总体结构设计

1 结构选型

本工程采用钢筋混凝土框架一核心筒结构，虽然其结构承载能力和抗变形能力比筒中筒结构差，但避免了结构竖向抗侧力构件的转换，满足了建筑立面效果和使用要求。为解决建筑首层层高120m、结构高度超限及减小柱截面等问题，下部若干层采用钢管混凝土组合柱，楼盖采用现浇普通钢筋混凝土梁板体系。

承载力和水平位移计算时，基本风压均按重现期为100年的0．90kN／m3取值，(广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》JG13―2002补充规定DBJ/Tl5―46―2005尚未颁布)。由于结构侧向位移不满足限值要求，在第3O层利用建筑避难层，设置了钢筋混凝土桁架的结构加强层，结构加强层是一把双刃剑，虽然可提高结构抗侧移刚度，也使得结构竖向刚度突变，所以结构加强层及相邻层按《高规》要求进行了加强处理。

2 超限措施

本工程结构平面形状规则、刚度和承载力分布均匀，竖向体型也规则和均匀、结构抗侧力构件上下连续贯通(如图1)，除结构高度超过适用限值外，其它指标通过调整后均达到未超限。

图1 结构布置平面图

由于结构高度超限、而且首层层高12.0m，超限应对措施把首层及下部若干层的结构抗侧力构件作为加强的重点：l～15层框架柱采用钢管混凝土组合柱、1～2层核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱、首层抗震等级提高一级。钢管混凝土柱有着卓越的承载能力和变形能力，但其防腐和防火材料不仅造价较高还有时效性，需考虑今后的维修保养，钢管混凝土叠合柱及钢管混凝土组合柱可弥补这方面的缺陷。核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，以解决由于首层层高较大，使得剪力墙端部应力集中的问题，并提高剪力墙的承载能力和抗变形能力。

四、钢管混凝土组合柱的梁柱节点

在工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土，而框架梁则采用普通钢筋混凝土，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点成为工程中难点之一。目前常用的连接节点有：钢牛腿法、双梁法、环梁法、钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法等，本工程采用在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点，为连接节点的设计提供多一种选择。

1 钢管开小孔的连接节点构造(如图2)。钢管上开穿钢筋小孔的连

接节点做法要点如下：

图2钢筋穿钢管立面图

① 钢管开小孔：小孔直径D=钢筋直径+10mm，小孔水平间距：3×D，小孔垂直间距=2×D；

②钢管水平加强环：梁顶面和梁底面各设置一道，环板宽度：钢管混凝土柱时，取0.10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时，取65~100mm；环板厚度=0.5t且≥16mm(t为钢管壁厚)；

③钢管竖向短加劲肋：紧贴水平加强环，肋宽=环板宽一15mm，肋厚=环厚，长度为200mm，布置在梁开孔部位的两侧和中间；

④梁钢筋尽量采用直径较大的HRB400级钢筋，以减少钢管开孔数量。在钢管混凝土叠合柱时，部分梁钢筋可以在钢筋混凝土柱区域穿过。

2 钢管开小孔连接节点的优点

①钢管开小孔后对钢管截面削弱不大，梁钢筋穿过小孔后剩余的缝隙很小，钢管对管芯混凝土的约束力基本没减少，不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力；②梁钢筋直接穿过钢管后，梁可以可靠的传递内力，梁长范围内的刚度保持不变，结构受力分析与实际相同。(钢牛腿法和钢管开大洞后补强法，在梁端范围内有相当长度的型钢，使得梁刚度急剧变化)；③在设置水平加强环和竖向短加劲肋补强后，钢管在节点区是连续的，节点的刚性不受影响，满足“强节点弱构件”的要求；④ 现场施工较方便，即使圆弧形梁钢筋也可顺利穿过；⑤节点补强所用材料比钢牛腿法和钢管开大洞法减少很多，造价较低。

五、剪力墙平面外对梁端嵌固作用的分析

对于框架一核心筒结构，部分框架粱要支撑在剪力墙平面外方向，剪力墙平面外对梁端嵌固作用究竟如何，其研究文献较少，设计标准和规范也没有涉及。影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用的主要因素：墙平面外对粱端嵌固作用的有效长度、墙线刚度与梁线刚度之比和墙在该层的轴压力等等。目前常用的计算分析软件虽然具有墙元平面外刚度分析功能，但未考虑墙平面外对梁端嵌固作用的有效长度，当遇到墙肢很长或筒体墙肢空间刚度很大情况时，计算分析软件会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用，使得梁端负弯矩计算值要大于实际值，本工程应对措施如下：

1 采用梁端增加水平腋方法，用以直接增加墙平面外对梁端嵌固作用有效长度；

2 采用增加墙边框梁方法(如图3)，用以增加墙平面外对梁端嵌固的局部刚度。墙边框梁截面宽度应不小于0．4倍梁纵筋锚固长度，墙边框梁截面高度应大于楼面梁截面高度，为保证梁端剪力通过墙边框梁均匀传递到墙上，墙边框梁宽出墙厚处用斜角过渡；

3 为保证梁正截面设计更加符合实际受力情况，梁端计算弯矩可以采用“调幅再调幅”方法，即分析计算时设定梁端负弯矩调幅系数后，配筋时再局部手算调幅。“调幅再调幅”时，应考虑构件的刚度、内力重分布的充分性、裂缝的开展及变形满足使用要求。

图3墙边框梁的设置

六、核心筒外墙的连梁设计

核心筒外墙的连粱纵筋计算超筋是非常普遍的情况，《高规》对连粱超筋有专门的处理措施，而且研究文献也少，但计算模型的选取也是重要因素之就一。

《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，即连梁属于深弯粱和深粱的范畴，其正截面承载力计算时，已不能按杆系考虑，也就是已不符合平截面假定，但许多分析软件仍然把连梁按杆系计算，其计算偏差当然是很大了。

按“强墙弱梁”和“强剪弱弯”原则进行连梁设计时，虽然《高规》对连梁设计有具体要求，但这个“弱”要到什么程度，还是取决于设计者的理解和经验。

本工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线’和“强墙弱梁”的要求。

七、结束语

第4篇：超高层建筑结构设计要点范文

【关键字】高层建筑，结构，结构体系，抗震，经济

1高层建筑结构选型

结构选型对结构至关重要，他从总体上决定了一个结构的适用性，经济性，抗震性能等。

结构选型不单纯是结构问题，而且一个综合性的科学问题，其整个过程相对较为复杂，它所涉及的学科多、综合性强，其选型受着很多因素的影响与制约，需要通过相关专业的工程师与专家进行不断的沟通协调与密切配合来完成。在结构选型中，要考虑以下因素： （1）所选结构类型应对建筑的功能有较大的适应性；（2）工程造价和投资能力；（3）施工条件、技术条件和施工工期的要求；（4）建筑材料和能源的供应；（5）建筑的美学要求，包括建筑群及其与环境的配合；（6）建设场地的地形、地貌和自然灾害的特点。

高层建筑结构体系按结构受力特点分有框架结构，异形柱结构，框架-剪力墙结构，筒体结构，混合结构以及钢结构和混合结构。高层建筑按照结构材料不同也可以分为钢筋混凝土结构，钢结构，钢-混凝土混合结构。不同结构体系适用于不同的建筑功能的要求。

一般来说钢筋混凝土结构体系造价较低，取材丰富，耐久性和耐火性较好，维护费用低，可模性好，结构造型灵活，整体性能好；但是其自重大，构件占据面积大，抗裂性能差，延性较差，修复和补强比较困难，施工速度慢。而钢结构体系具有强度高、构件截面小、抗震性能好；工厂化程度高，施工方便，建设周期短。钢结构的缺点是结构材料较昂贵，造价较高，钢材易于锈蚀，防火性能较差，设计施工技术也较复杂。钢一混凝土混合结构将钢构件和钢筋混凝土构件两者并用，互相取长补短，充分利用钢构件具有的材料强度高、截面尺寸小、能提供较大跨度空间的优点，同时利用钢筋混凝土墙体或筒体具有的较大的抗侧刚度和较高的抗震承载力。然而型钢与混凝土连接问题一直是不容忽视的大问题。

总之，合理选择结构方案：一个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。

2高层建筑结构设计要点与措施

2.1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设计师对结构安全的错误判断，最终酿成工程事故，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。

2.2合理分析计算结果

目前结构设计中普遍采用计算机辅助结构设计软件进行结构构件设计，但是由于目前软件种类繁多，各个软件适用假定条件和范围不同，因而计算结果也会有差别，因此设计师应对程序的适用条件要求等进行全面深入了解。在计算机辅助设计时，由于程序的假定结构实际情况不相符合，或人工输人有误，或软件本身有缺陷均会导致计算结果错误，因而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。

2.3.选择合理的控制参数

在高层建筑结构设计中，有几个需要特别注意控制参数，这几个参数直接影响建筑结构的安全性，合理的调整控制参数，可以提高建筑结构的整体控制效率，增加建筑结构的合理性。特别注意以下几个参数的控制：

（1）轴压比：轴压比的限制可以保证建筑结构的延性要求，通过增大墙、柱的截面，或者提高墙、柱混凝土强度等力法进行调整。

（2）层间位移角：合理结构的层间位移角，可以保证高层建筑结构的稳定性，避免因出现过大位移影响使用，层间位移角的改善一般是通过加强竖向构件刚度的方法进行调整。

（3）周期比：建筑结构的抗扭刚度不能太弱，周期比可以通过改变结构布置进行调整。

（4）剪重比：限制各楼层的最小水平地震剪力，确保建筑结构的安全剪，重比可以通过加强竖向构件刚度的方法进行调整。

（5）刚度比：刚度比的规范主要是为了是建筑结构布置更有规则性，避免建筑结构沿竖向突变，形成薄弱层。加强下层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度可以调整刚度比。

2.4应特别注意的构造措施

结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度；考虑温度应力的影响力。

2.5针对结构的复杂性的技术措施

对结构的结构，常见的技术措施有：1）选用相适应的结构抗侧力体系；2）选择合适的楼面结构以及转换结构；3）加强端部构件，提高抗扭刚度，减少结构扭转效应；4）进行抗震性能化设计，明确关键部位抗震设计性能化目标，必要时验证其中震及大震下的抗震性能；5）加强技术分析和研究工作；6）采用高强混凝土材料、组合楼板、空心楼盖等措施降低楼面自重；7）对关键楼层（如加强层、嵌固端）以及大洞口周围进行必要的楼板加厚或配筋加强以提高整体性；8）采用钢结构、钢管混凝土结构、型钢混凝土结构提高结构抗震性能及变形能力；9）合理的节点构造保证受力和施工的可实施性；10）抗震等级适当提高。

3高层建筑结构设计经济性

3.1结构经济性

（1）在高层建筑中，结构造价占超高层建筑投资比例较大。因此，在结构设计中应从概念设计出发，从体型、体系、材料和施工等多方而综合考虑提高结构的经济性。

（2）安全、适用、经济是结构设计的三要素。影响结构造价的各因素相互影响、相互制约甚至需要相互妥协。结构工程师与建筑师应密切合作才能得到优化的建筑体型、结构体系以及性价比最好的结构总体方案。

（3）高层项目都是个性化的创造，有其地域性和特殊性，其结构造价指标没有统一标准，也不应有统一标准。但创新、精心、优化的结构设计是降低超高层建筑结构造价的必然途径。

3.2综合经济性

判别结构所用材料的经济性，不能单独地将钢结构与混凝土结构的造价相比较，而必须考虑所有影响造价的因素。在超高层建筑的结构总造价中，结构材料直接费约占50%左右，另外50%为现场安装所需人工费和设备费用。因此，在结构材料选用时，除了节省结构材料用量外，还应考虑结构材料的施工特点，价格（如钢筋、钢材的）波动以及是否适合当地具体条件、材料供应情况、劳动力成本、技术与管理状况。

结束语

结构体系选择是建筑结构设计初始必须重视阶段，需要与方案人员协商并对各种结构体系反复对比，从而选取合理的结构体系。结构设计中各个措施是保证结构安全的重要手段，也是结构设计师必须要严格运用的方法。高层建筑结构设计是个系统的，全面的工作，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要从一个个基本的构件算起，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计，在工作中应事无巨细，善于总结对比和反思工作中的经验和教训。

【参考文献】

[1] JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3] 虞终军， 丁洁民， 阮永辉， 王玲. 超高层建筑办公楼面竖向振动舒适度分析[J].结构工程师，2012（1）：14-20.

[4] 黄铭枫. 基于风振性能的高层建筑抗风设计优化[J].工程力学，2013（2）：240-246.

第5篇：超高层建筑结构设计要点范文

【摘要】为了确保高层建筑结构设计的安全和合理，必须提高高层建筑结构设计的水平。本文建筑设计论文主要分析了高层建筑结构设计的基本要求，说明了提高高层建筑结构设计水平的关注要点。关键词：高层建筑；结构设计；要点

Abstract: In order to ensure the security and reasonable of the high-rise buildings structural design, we must improve the level of the high-rise buildings structural design. This article analyze the basic requirements of high-level building structures design, and illustrates the increased level of attention points of high-level design of building structures.Key words: high-rise buildings; structural design; points

中图分类号：TU972 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）04-0020-0

前言高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计（Design of building stractures):在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。当前，我国高层建筑特别是超高层建筑的发展非常迅速，其规模、形式日益丰富。高层建筑形式的这一变化使得结构形式也发生了很大的变化，为了确保高层建筑结构设计的安全和合理，必须提高高层建筑结构设计的水平。一、建筑结构设计包括的内容建筑结构设计包括上部结构设计和基础设计。 上部结构设计主要内容及步骤：1.根据建筑设计来确定结构体系、确定结构主要材料；2.结构平面布置；3.初步选用材料类型、强度等级等，根据经验初步确定构件的截面尺寸；4.结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析；5.荷载效应组合；6.构件的截面设计。此外还包括某必要些构造措施。需要依据结构专业相关规范、图集等。 基础设计：1，根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式，材料强度等级，一般有浅基础（如：独立基础、条形基础等）和深基础（如：桩基）；2，基础底面积的确定及地基承载力验算；3，基础内力计算及配筋计算。4，考虑必要的构造措施 结构设计的成果体现在绘制的结构施工图上，该图纸是结构工程师的语言，是直接面对施工现场及相关工程技术人员的，应该按照一定的规范绘制。二、高层建筑结构设计的基本要求1、基础设计在设计时宜最大限度地发挥地基的潜力, 必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告。一般情况下, 同一结构单元不宜采用两种不同的类型。2、必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析, 并与建筑、水、暖、电等专业充分协商, 在此基础上进行结构选型, 确定结构方案, 必要时还应进行多方案比较,择优选用。3、选择恰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刚结或铰结点, 但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。 4、坚持“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉” 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, 尤其是钢筋的直线段锚固长度；考虑温度应力的影响。 5、按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置；综合考虑抗震的多道防线；尽量避免薄弱层的出现以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。三、提高高层建筑结构设计水平的关注要点 1、计算机在结构设计中只是辅助工具,只有真正理解结构概念的内涵后,才能确定合理的参数取值和正确的判断分析结果。设计人员不能过分依赖程序,将计算结果照抄照搬,要认真分析结构。工程设计中常用的软件有TBSA、PKPM 等, 合理地根据结构特点选用分析模块对提高设计质量和效率十分重要。T A T 是PKPM 系列中重要的功能模块,其特点是可计算多塔、连体、错层及底部不等高嵌固结构；可计算常用的各种形状截面的钢梁、钢柱和支撑的钢结构,钢结构截面和支撑信息由P M C A D 建模生成。2、高层建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状, 避免过于复杂的平面形式,大量震害的资料表明,高层建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。在高层结构的抗震设计中,结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确，更能影响结构的安全,除了考虑结构安全因素外,还要综合考虑建筑美观、结构合理及便于施工和工程造价等多方面因素。在不对称结构中,结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中而遭到破坏,所以应尽量避免。而在完全对称的结构中, 也应注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分较长,要在结构设计中采取相应的补救措施。结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀且连续,避免结构的刚度突变和出现软弱层。刚度突变及软弱层的出现往往是由于切断剪力墙所致,如果在结构设计中必须要切断少数剪力墙时,其他剪力墙在该切断层处应给以加强。 3、对于桩基础,桩的中心线宜与剪力墙中心线相重合,宜在剪力墙两端及剪力墙与剪力墙相交处设桩,不宜在开洞的剪力墙处布桩。剪力墙下桩基承台宜做成联合承台,不宜采用单独承台,联合承台可加强桩基承台的整体性、减少基础的不均匀沉降以及提高桩抗水平力的能力,联合承台可以按照反梁法计算内力,按照梁的构造配筋。对于电梯井或框架筒体、筒中筒结构的筒体部分,可采用厚板或环形承台,采用厚板承台时可按筏板配筋。 4、高层建筑顶点位移限值的决定不仅是其数值大小而且还与其振动频率的大小有关,一般来说,人对建筑振动频率的大小感觉很强烈,而对振动幅度(绝对位移)的大小则不是很关心,所以只要结构摆动的频率不太高时就可满足人们的舒适度;对于防止结构由于变形过大而可能遭受损坏的层间相对位移,其限值在现行规范中偏于严格,可以放松其指标。而且由于各计算程序算法的差别,同一结构用不同的计算程序计算,其层间位移数值差异可能会很大,其中一个原因可能就是各个软件对“层间位移”的定义不同所致,有的是指楼层形心位移,有的则认为是考虑楼层转动后的最大角点位移,后者通常比前者要大,对于规则建筑来说,形心位移很有意义,而角点位移却更能反映出结构楼层的真实位移,是结构工程师需要注意的。四、结束语综上论文所述,高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程, 任何在这个过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。在设计过程中要掌握以上要点, 才能提高高层建筑结构设计水平。

第6篇：超高层建筑结构设计要点范文

关键词：高层建筑；结构；设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

引言

随着我国现代化建设的日益深入，建筑行业的发展也在蒸蒸日上，在数量上越来越多的情况下，如何控制好质量的问题成为建筑行业甚为关注的问题。作为高层建筑施工中的重点工作，结构设计对整个建筑质量有着直接性的影响。如何控制好其设计质量、其主要内容和涉及到的要点有哪些，下文笔者将结合自己多年来对高层建筑结构设计经验对这些问题做相关探讨。

一、高层建筑结构设计的重要性

（一）、高层建筑与城市社会的发展息息相关

近年来，随着我国城市化建设进程以及人口的持续增长导致城市的人口数量上升的非常快。城市居住、办公等用地日益紧张，为了尽可能的减少城市土地的不必要浪费、更加充分的发挥出城市土地的利用率、最大程度缓解城市住房紧张等问题，高层建筑的需求增长十分迅速。而且建筑的高度、复杂性以及建设速度也都在不断的上升。

（二）、高层建筑结构的复杂性

现如今，建筑的体形及其平立面的空间设置愈趋复杂、建筑难度以及成本投入日益增大。这就要求建筑物的结构性能要更加优良，同时对建筑结构系统形式适应性方面也要求的更加严格。为了适应现如今社会愈趋多元化的发展趋势，高层建筑的设计方案也向着多样化复杂化的方向不断发展。很多的高层建筑为了在最大程度上增大净空高度，致使很多建筑本身以及施工过程当中出现了很多的问题以及矛盾。因此，提高对建筑结构系统形式的要求势在必行。

二、高层建筑结构设计特点

（一）、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。

（二）、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。

（三）、水平荷载成为决定性因素

建筑物自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑物高度成线性关系；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。

（四）、结构延性是重要设计指标

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。

三、高层建筑结构设计的主要问题

（一）、建设的高度问题

目前我国对于高层建筑混凝土结构开始向超高层方向发展，对于高层建筑的高度，我国的根据当前我国的经济发展水平和施工技术水平进行了全面的规定，但在实际设计中出现许多超高度的情况。国家并不提倡超过高度限制的高层建筑，因为在高度不断升高的情况下，对建筑整体的抗震性能会带来一定的影响，一旦发生地震，对超高层建筑具有较大的危害性。特别是在建筑不断升高的情况下，建筑会有更多的质变发生，使建筑本身各项性能受到较大的影响，不利于建筑的安全性。

（二）、扭转的问题

在结构设计时，建筑结构的三心（几何形心、刚度中心、结构重心）要尽可能的汇集在一点上。所谓的结构扭转问题，就是结构设计时三心没有做到合一，使水平荷载下结构产生扭转振动效应。为了避免建筑发生扭转破坏，在结构设计时应该选择的合理的形式及平面布局，尽量做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑的质量分布是其扭转作用大小的决定性因素。建筑的平面应该尽量设计成方形、矩形、圆形或正多边形等简单的平面形式。很多情况下高层建筑由于各种因素干扰，不可能全部采用相对简单的平面形式，当需要采用较为复杂的平面形式时，需要控制好凸出部分的厚度与宽度比值，保证其在允许范围内。

（三）、水平荷载问题

垂直荷载、风力产生的水平荷载、地震抵抗力等都是在建筑工程施工的过程中能够影响到建筑质量的因素。水平荷载是建筑结构设计的主要控制因素，其对建筑质量发挥着决定性的作用。建筑结构设计人员需要分析水平荷载的方向和大小，预防、控制水平荷载可能会导致的高层建筑结构问题，加强对建筑结构的强化效果，从而减少水平荷载导致的建筑结构问题。

（四）、抗震及连梁问题

在进行高层建筑抗震设计的过程之中，一般情况下，高层建筑不使用单纯的框架结构体系，而是会选取框架一剪力墙、剪力墙、筒体结构等来实现对自身结构的加固，提高其抗震性能。这以上方法可以有效地提高对地震的抵抗效果，从而提高建筑结构的经济性。在框架－剪力墙结构中，设计人员可以降低连梁的刚度，折减刚度系数。如果在折减之后，建筑结构仍然无法满足设计的需要和设计要求，设计人员可以适当内调幅连梁，然而在实际调幅的过程中，还要保证调幅力度应低于20个百分点。

（五）、结构的刚度问题

在对高层建筑刚度设计时，由于设计人员理念的不同，所以在设计上也存在一定的差异，这就导致结构在设计过程中存在着较大的经济指标差异。高层建筑的抗震性能受其抗侧移刚度影响较大，在土地较好岩基埋深较浅的地区，基础多以桩基为主，这样整体建筑的持力层就会落在微化的岩层当中，地基具有较好的稳定性和强度，这种情况下在对抗需刚度进行设计时就可以稍微低一些，其控制标准可以以结构极限变形能力为主。在进行结构刚度设计时，确保其在符合变形限值的情况下，结构刚度尽可能设计得要小，这样对于抗震性和减少共振的发生具有极其重要的作用。

（六）、结构总体布置问题

高层建筑结构的总体布置主要包括对高层建筑的高度、平面、立面和体型等方面进行选择，确保总体布置能够完全满足建筑、施工和结构的具体要求。同时还要对建筑使用功能进行充分的考虑，确保各项服务设施、开间、进深、层数、层高以及平面关系和体型等都能够满足使用功能的需求。对于使用过程中的便利性、经济和美学需求也要进行考虑。另外还要确保后期的维护费用具有较好的经济性。在选择先进的施工技术，提高工业化程序，有效地实现对工程造价的控制。高层建筑结构设计与其他工程存在着很大的不同，所以需要将结构体系进行确定，确定了结构体系后，则需要将总体布置与建筑设计有效地进行结合，确保高层建筑的造型和传力路线具有合理性。

结束语

因为高层建筑的结构体系将会对建筑物本身的抗震能力产生直接的影响，因此在进行建筑物结构设计的时候一定要注意以下几点要求。第一，所选择的建筑结构模型一定要具备一定的承载能力、刚度以及必要的变形能力。最大程度上避免因为建筑结构局部的破坏致使整个建筑结构的坍塌。第二，建筑结构的竖向布置以及水平布置要将承载能力进行合理的分布，避免因为建筑结构局部位置的突变和扭转形成建筑的薄弱部位，这里最好要设计多道的抗震防线。

参考文献

第7篇：超高层建筑结构设计要点范文

关键词：结构设计；设计要点；工程案例

引言

因为科技的发展导致建筑技术的进步，建筑工程面临着越来越高的要求。好的建筑结构设计的方案不但要经济性、可行性、合理性等特点，而且要有相当的理论技术作为基础。经济高速发展的几年，我国城市涌现出越来越多的高层和超高层建筑，随着数量的加大，一系列的设计弊端和问题在结构设计中也体现出来，设计人员必须在事件中不断的积累经验、总结经验，丰富自己的专业知识和设计创新，才会在未来的城市建筑结构设计中体现设计的核心价值。

一、 现代建筑结构设计的要点分析

1. 轴向变形是现代高层建筑在结构设计中须要考虑的设计要素。有些情况下可能会由于数值较大的竖向荷载，在柱中可能引起一定程度轴向变形，引起连续梁中间支座处的负弯矩值减小越来越明显，会产生影响预制构件下料的长度，设计人员要依据轴向变形的实际计算值，合理调整下料长度，而达到不影响连续梁弯矩的目的。

2. 现代建筑结构设计中水平荷载是一项必须重视的因素，建筑结构设计的过程中，楼面使用荷载和建筑物的自重等竖向荷载，将在竖向构件中引起与建筑物高度一次方成正比例的一定数值的轴力与弯矩，而水平荷载对于建筑结构产生的倾覆力矩及其在竖构件中引起的轴力，则是与建筑物高度的二次方成正比，竖向荷载基本是定值，而地震作用、风荷载等水平荷载的数值则会随着建筑结构动力特性的不同，而会出现很大幅度的变化，在建筑结构设计过程中，这种情况经常出现，这是必须在设计工作中进行详细计算与周密分析的原因所在。

3. 设计工作还有一项重要的控制指标――侧移，必须将水平荷载作用下的建筑结构侧移控制在一定的限度之内，侧移在高层建筑结构设计中已经成为重要的控制指标，特别是伴随着建筑物高度不断增加，建筑结构的侧移变形在相同水平荷载下增大显著，这是与与多层建筑完全不同的。

4. 设计工作还有另一项重要指标―结构延性，相比较于小高层、多层建筑而言，层数较高的建筑结构会相对更加柔一些，在相同的地震作用下变形更大些。在结构设计中必须采取相应的工艺与技术措施，以保证建筑结构具有足够的延性，这都是为了保证高层建筑结构进入塑性变形阶段后，依然会具有非常合理的变形能力，避免建筑物倒塌或者发生其他的危险。

二、 建筑结构设计工程案例

本论文以某高层住宅建筑工程项目为例，需要指出建筑结构设计的基本流程与注意事项如下：这个建筑工程项目位于某城市的市中心繁华的地段，地上20 层，地下1 层，建筑总高度78.3 m，建筑总面积约25万m2。建筑结构的长宽比为3.8～7.4，高宽比为5.6～10.1。项目所在地地形平坦，表层土以人工填土为主，土层在垂直与水平方向有着稳定的分布，基础一般在第四纪沉积土层的以下部分。结构为二级安全等级，抗震设防重要性为丙类，基本风压0.45kN/m2，抗震设防烈度为9 度。

1. 主体结构设计

这个项目主体结构采用框架―剪力墙结构体系。其中框架的抗震等级为二级，剪力墙的抗震等级为一级。建筑物中部布置剪力墙，形成筒体，并且将其作为主要的抗侧力构件，在筒体周围结合建筑物的实际使用功能合理设置框架柱。地下室顶板作为结构嵌固端，其板厚设计为180mm，板配筋为双层双向形式满布。地上部分的楼层主次梁沿Y 向布置，以利于减小主梁的高度，增加使用净高，层楼板厚为110mm。

2. 基础设计

依据本工程所在地的地质勘察报告提供的地基承载力计算，确定本工程X 向基础梁的尺寸为900×1800，Y 向基础梁的尺寸为1000×2000 或1800×2000。由于受到筒体内电梯基坑、集水井局部下沉的影响，设计采用梁板式筏形基础，筒体四周的板厚为1.5m，其他部位板厚为1.0m。局部可能主梁不能正常贯通，筒体部位的竖向荷载也相对较大。基础结构设计过程中，要特别重视各类技术资料与数据的收集和整理，计算采用弹性地基梁、板和有限元梁、板的设计软件，确保计算结果真实性与可靠性。

3. 框支层设计

（1）框支墙结构设计

本工程结构设计中，为了有效改善混凝土的受压性能，增大结构延性，在设计中合理控制墙肢轴压比，其比值应控制在0.5 以内。核心筒落地剪力墙的厚度为40cm，核心筒以外，建筑四角分别布置L型剪力墙，厚度为70-90cm 。底部加强区域的剪力墙设计中，应按照相关规范与技术要求设置相应的约束边缘构件，其纵筋配筋率应控制在≥1.2%，体积配箍率则要控制在≥1.4%。同时，在本工程长厚比

（2）框支柱设计

本工程框支柱的抗震等级为二级，框支柱的剪力设计中，设计值按照柱实配纵筋进行计算，还应控制剪压比在0.15 以内，剪力设计值应乘以放大系数1.1。柱内纵向钢筋的配筋率应

（3）箱形转换层楼板设计

本工程结构设计中，箱形转换层的箱体的上下层板厚均为25cm，总高度为245cm。结构设计中，采用专业的ANSYS 有限元软件对箱体上下层板的内力进行分析与计算。在不同的荷载工况条件下，在箱形转换层楼板设计中，楼板裂缝≤0.2mm，双层双向通长配筋。箱体上层板的最大压应力控制在1.2MPa 以内，箱体下层板的最大拉应力应控制在2.0MPa 以内。

三、 结语

由上述可以得出，对于设计中常见的效率与质量的问题要引起特别的重视，必须综合考虑各种影响因素在建筑结构设计工作中的影响与作用。应及时引入先进的设计理念和方法，从而使得建筑结构设计中更多的应用新工艺、新技术和新材料，从而达到有效提高建筑结构设计整体品质的目的，有利于项目建设工作的顺利进行。

参考文献

第8篇：超高层建筑结构设计要点范文

关键词：高层建筑结构设计 分析

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

1我国的高层结构建筑的发展

1.1 钢材的国产化 国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB 4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/ T1591-94)又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。

1.2 钢结构设计国产化 国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。

1.3 高层及超高层结构体系 对于高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过100m为超高层建筑。

对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

2高层建筑结构设计分析

2.1高层建筑结构受力性能

对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。

2.2高层建筑结构设计中的扭转问题

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。

2.3高层建筑结构分析的基本假定

2.3.1弹性假定。目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用时,往往会产生较大的位移,进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。

2.3.2小变形假定。小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题(P-Δ效应)进行了一些研究。一般认为,当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H > 1/500时, P-Δ效应的影响就不能忽视了。

2.3.3刚性楼板假定。许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。一般来说,对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是,对于竖向刚度有突变的结构,楼板刚度较小,主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况,楼板变形的影响较大。特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。

2.3.4计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:①一维协同分析。②二维协同分析。③三维空间分析。三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度,按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,有7个自由度。

2.4高层建筑结构静力分析方法

2.4.1框架-剪力墙结构。框架-剪力墙结构内力与位移计算的方法很多,由于采用的未知量和考虑因素的不同,各种方法解答的具体形式亦不相同。框架-剪力墙的机算方法,通常是将结构转化为等效壁式框架,采用杆系结构矩阵位移法求解。

2.4.2剪力墙结构。剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。不同类型的剪力墙,其截面应力分布也不同,计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确,而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多,机时耗费较大,目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

2.4.3筒体结构。筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类:等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。

等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化,以便用连续函数描述其内力;另一种是作几何和物理上的连续处理,将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板,以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。具体应用有连续化微分方程解法、框筒近似解法、拟壳法、能量法、有限单元法、有限条法等。

等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件,以便应用适合杆系结构的方法来分析。这一类方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子结构法等。具体应用包括等代角柱法、展开平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子结构法。

比等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系,其中应用最广的是空间杆-薄壁杆系矩阵位移法。这种方法将高层结构体系视为由空间梁元、空间柱元和薄壁柱元组合而成的空间杆系结构,这是目前工程上采用最多的计算模型。

3 结语

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。建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量口渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层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。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。

参考文献：

[1]梅洪元，付本臣．中国高层建筑创作理论发展研究[R]．高层建筑与智能建筑国际学术研讨会，2002.

第9篇：超高层建筑结构设计要点范文

关键词：超高层；建筑施工技术；管理问题

中图分类号： TU97 文献标识码： A

引言:技术管理的基本工作包括施工技术准备工作、施工过程中的技术工作和技术开发与更新改造工作。施工技术准备工作能够提高技术工作对施工生产的指导作用,保证施工正常的技术秩序。施工过程中的技术工作对于保证施工生产的顺利进行和工程质量的控制能起重要作用。

1.超高层建筑的发展及基本特点

随着现代施工技术的应用，超高层建筑已由最初的框架结构向框- 剪、框-筒、剪力墙、框架等结构形式演变，单一钢筋混凝土结构也扩展为包括钢结构、钢- 混凝土组合结构在内的多元化建筑形式，并逐步向“更高、更大、更深、更复杂、更齐全”的发展方向迈进。由于超高层建筑与普通建筑施工应用技术的差异，其施工特点主要表现为以下几点：一是投资大，工期长，资金压力重；

二是高度大与独特的建筑造型效果，增加了结构施工难度；三是基础埋置深，混凝土基础底板和裂缝制约施工要求高；四是作业空间狭小，对作业时间、空间增加了组织难度；五是多处于繁华地段，交通、环保、场地等因素给施工平面布置带来较大困难。

2. 超高层建筑施工技术的优化

随着超高层建筑工程规模扩大、建筑结构日趋复杂，超高层建筑施工技术也随施工难度与施工环节的变化不断革新，其施工技术路线优化主要包括以下几方面：

2.1以主楼施工为重点：突出工期保证措施，通过统筹规划尽量提前主楼施工，尽可能地缩短资金回收周期；

2.2以建筑安全和稳定性为核心：结合超高层建筑作业环境和特点，着力于优化基础和结构施工工艺，为缩短工程总工期创造条件；

2.3以高效的垂直运输体系为支撑：针对垂直发展建筑物高空作业环境差、作业面狭窄、施工进度紧等特点，尽可能地应用科技进步成果以提高机械化设备尤其是垂直运输体系的施工效率；

2.4强化总承包管理，重点提升施工作业空间和时间的利用效率：结合超高层建筑逐层施工的作业面特点，有序组织各楼层空间施工，实现建筑施工空间的立体流水作业，使各工种、工序紧密衔接，尽可能地削弱作业面狭窄对建设工期产生的负面影响。

3.超高层建筑施工技术路线

超高层建筑施工前必须首先深人分析工程特点，明确项目的施工技术要点，然后制定针对性的施工技术路线:突出主楼、流水作业、机械化施工、总承包管理。

3.1突出主楼

超高层建筑的显著特点是: 投资大、工期长、工期成本高。因此业主非常关心项目建设的工期，工期长短在业主心中占据非常重要的地位。因此必须突出工期保证措施，采取有力措施缩短工期。在整个工程中，主楼的工期无疑起着控制作用，缩短工期关键是缩短主楼的工期，尽量将主楼的施工提前进行。缩短工期难免增加投人，因此要统筹规划，提高效益。缩短建设工期应贯穿于项目建设的整个过程中，但是无疑缩短工期应重在施工前期。施工前期以结构施工为主，牵涉面小，投人少，缩短工期相对影响面比较小，成本比较低。因

此在施工组织中必须突出主楼，将主楼施工摆在突出位置，即使这样做会增加部分直接成本也在所不惜。

3.2流水作业

超高层建筑施工作业面狭小，必须自下而上逐层施工，这是其不利一面，但是它也具有一定的优点，即可以利用垂直向上的特点，充分利用每一个楼层空间，通过有序组织，使各工种紧密衔接，实现空间立体流水作业。这样可以大大加快施工速度，缩短建设工期。

3.3机械化施工

超高层建筑施工作业面狭小、高空作业条件差，施工进度要求高，因此必须有效利用当今科技进步成果，采用机械化施工。采用机械化施工可以减少现场作业量，特别是高空作业量。这样一方面可以加快施工速度，缩短施工工期；另一方面可以充分发挥工厂预制的积极作用，提高施工质量。

3.4总承包管理

超高层建筑功能多，系统复杂，参与承建的单位多且来自五湖四海，只有强化总承包管理才能将他们有序组织起来，实现对工程质量、工期、安全等的全面管理和控制，确保业主的项目建设目标顺利实现。在超高层建筑施工中，总承包管理发挥了极其重要的作用，特

别是进人施工中后期，各个分包队伍都进入施工状态，各种矛盾都陆续暴露，需要总承包及时协调解决，协调工作量非常巨大，因此必须强化总承包管理，加强对施工过程的控制，确保施工顺利进行。

4.超高层建筑工程质量存在的问题分析

质量是建筑的生命，也是建筑企业的生命，质量重于泰山。各级建设主体单位要牢固树立安全.质量第一的思想，把提高工程质量作为今后建设系统工作的重中之重。我国建筑业以其巨大的推动力带动着相关行业的发展。然而建筑业的发展也存在着严重的质量问题：血的教训.一桩桩.一件件性质恶劣.损失巨大的建筑工程质量事故屡屡出现。

4.1违背建设程序。如不经可行性认证，不作调查分析就拍板定案；没有搞清楚工程地质.水文地质就仓促开工；无证设计.无施工详图，任意设计，不按图纸方程式；工程竣工不进行试车运转，不经验收就交付使用等盲干，致使不少超高层工程项目留有严重降患。

4.2设计计算问题。设计考虑不全面，结构不合理，计算简图不正确，计算荷载取值过小，内力分析有误，沉降缝及伸缩缝设置不当悬挑结构未进行搞倾扭验算等，都是诱发质量问题的隐患。

4.3工程地质勘察原因。未认真进行地质勘察，提供地质资料.数据有误；地质勘察时，钻孔间距太大，不能全面反映土地基地实际情况，如当基岩地面起伏变化较大时，土层厚薄相关亦甚大，地质勘察钻孔深度不够，没有查清地下软土层.滑坡.墓穴.孔洞等地层构造；地质勘察报告不详细.不准确等，均会导致采用错误的基础方案，造成地基不均匀沉降.失稳，使上部结构及墙体开裂.破坏.倒塌。

4.4未加固处理好地基。对软土.充填土.杂填土.湿陷性黄土.膨胀土.岩层出露.溶岩.土洞等不均匀地基未进行加固处理或处理不当，均是导致重大质量事故的原因。必须根据不同地基的工程特征，按照地基处理应与上部结构相结合，从地基处理.设计措施.结构措施.防水措施.施工措施等方面综合考虑治理。

4.5自然条件影响。施工项目周期长.露天作业多，受自然条件影响大，温度.温度.日照.雷电.供水.大风.暴雨等都能造成重大的质量事故，施工中应特别重视，采取有效措施予以预防。

4.6建筑结构使用问题。建筑物受力不当，亦易造成质量问题。如不经校核.验算，就在原有建筑物上任意加层；使用荷载超过原设计的容许荷载；任意开槽.打洞.削弱承重结构的截面等。

4.7建筑材料成品及半成品不合格。如：钢筋的力学性能不符合标准，水泥受潮.过期.结块.安定性不良，砂石级配不合理.有害物含量过多，混凝土配合比不准，外加剂性能.掺量不符合要求时，均会影响混凝土强度.和易性.密实性.抗渗性，导致混凝土结构强度不足.裂缝.渗漏.蜂窝.露筋等质量问题；预制构件断面尺寸不准，支承锚固长度不足，未可靠建立预应力值，钢筋漏放.错位，板面开裂等，必然会出现断裂.垮塌。施工和管理问题。工程质量问题时常由施工和管理不当造成。例如图纸不熟悉，盲目施工，未经图纸会审，仓促施工或不按图施工。不按有关规范及规定施工。

6.结语

超高层建筑施工项目的成功管理不仅对项目.对企业有良好经济效益，对国家也会产生良好的社会效益。成功的施工管理，能促进超高层建筑和企业的发展，能推动建筑市场不断前进。开拓创新，总结经验，在超高层建筑的实践中不断摸索。最终创造出一条超高层建筑施工项目管理的成功之路。

参考文献: