高层建筑结构设计重点精选(九篇)

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第1篇：高层建筑结构设计重点范文

关键词：高层建筑；结构设计；问题

中图分类号：TU208文献标识码： A

高层建筑设计与施工是一个系统工程特别是设计阶段的工作尤其要引起重视。高层建筑的结构设计还有其他的重点问题，比如扭转的问题，要求几何中心、刚度中心、结构重心合为一；此外还要注意抗风结构的设计，保护建筑的支撑结构和装饰结构等；抗震结构也是建筑高层设计的难点，这需要设计人员有灵活性。最后，设计人员要注意消防设计，尽量减少高层失火对人们的伤害。

1、高层建筑结构设计的概况及意义

随着我国城市化进程不断加快，城市人口显著增多，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天，仍会因为高层建筑复杂的结构，较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有:首先，如果建筑所使用的面积一定，设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积，可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面，精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观，或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理，就会给城市带来热岛效应，影响城市居民的生活环境，甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次，如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定，那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积，得到更多的空闲地面，用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。

2、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构可以设想成为支撑在地面上的竖向悬臂构件，承受着竖向荷载和水平荷载的作用，与多层建筑结构相比，高层建筑结构的设计具有以下几个方面的特点。

2.1、水平荷载成为设计的决定因素

图1高层建筑结构的受力及变形示意图

对于高层建筑结构，一般是竖向荷载控制着结构的设计。随着房屋层数的增加，虽然竖向荷载对结构设计仍有着重要影响，但水平荷载已经成为结构设计的控制因素。而且，与竖向荷载相比，作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值与结构的动力特性等有关，且具有较大的变异性。

在竖向荷载和水平荷载作用下，如图1（a）（b）所示，高层建筑结构底部所产生的轴力N和倾覆力矩M与结构高度H分别存在着如下的关系式，即：

结构底部的轴力

N=ωH

结构底部的倾覆力矩

式中，ω、q、qmax分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载和倒三角形分布荷载的最大值（kN/m）。

2.2、侧移成为设计的控制指标

我们知道，随着建筑高度的增加，水平荷载作用下结构的侧移急剧增大，水平位移增加的速度最快，内力次之。因此，高层建筑结构设计时，为了有效的抵抗水平荷载产生的内力和变形，必须选择可靠的抗侧力结构体系，使所设计的结构不仅具有较大的承载力，而且还应该具有较大的侧向刚度，将水平位移控制在一定的范围内。

2.3、延性成为结构设计的重要指标

对地震区的高层建筑，应确保结构在地震作用下具有较好的抗震性能。结构的抗震性能主要取决于其能量吸收与耗散能力的大小，而它又取决于结构延性的大小。因此，为了确保建筑结构在进入塑性变形后仍具有良好的抗震性能，需加强结构抗震概念设计，采取恰当的抗震构造措施，来确保结构具有较好的延性。

3、高层建筑结构设计的原则

高层建筑结构设计原则，是高层建筑结构设计过程中需要注意的重要标准和准则，也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障。只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下，才可以进行建筑结构设计。总体来讲，高层建筑结构设计原则主要包括以下几点:

3.1、基础方案合理

建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础，在实际的建筑结构基础方案设计中，需要根据实际施工地质条件，根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告，最大程度的发挥建筑物地基的潜力，必要的情况下还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面，还需要对建筑物进行综合性分析，尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型，通过对这些综合性分析，最终选定最适合的基础方案，从而可以在提高设计质量的基础上提高经济效益。

3.2、计算简图适当

计算简图设计，也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题，主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析，而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析，才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲，建筑物结构节点问题，建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是刚节点，在进行计算简图设计时，需要对建筑物结构节点进行深入研究，提高计算简图计算的精确性，进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。

3.3、结构措施完善

除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外，还有一条基本原则是经常忽略的，那就是结构措施完善原则。在进行建筑物结构的设计时，需要注意结构组件的延展性，例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时，还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响，对于这两方面的问题，在实际的设计过程中，需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则，只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。

4、高层建筑结构设计的问题

4.1、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，在这方面增添了相当多的限制条件。例如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，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。

4.2、超高问题

在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制。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级高度的建筑外，增加了b级高度的建筑。因此，必须对结构的该项控制因素严格注意。一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。

5、高层建筑结构设计的对策

5.1、高层建筑结构的规则性

高层建筑结构的规定了结构嵌固端的上下层的刚度比、平面规则性等等，因此，应严格按照规范执行。

5.2、高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

短肢剪力墙在新规的定义是，墙肢的截面的高度和厚度比在5～8的墙，这加大了在高层建筑中使用的难度。因此，在设计高层建筑结构的过程中尽量避免使用。

结束语

改革开放以来，伴随着国民经济的快速发展，加上科学技术的不断进步，我国高层建筑行业取得了重大的突破。高层建筑结构设计是否合理，不仅仅影响到高层建筑实施施工，而且还直接影响到高层建筑建设以及后期养护的顺利开展。

参考文献

[1]周世航.浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策[J].广西城镇建设,2013,05:80-82.

[2]殷辉.高层建筑结构设计存在问题及对策分析[J].硅谷,2013,21:164+141.

第2篇：高层建筑结构设计重点范文

关键词：结构设计；水平力；扭转

Abstract: n, the specification only given the minimum limits or recommended values for the considerable part of the components in structural design, in the actual design process, everyone's different understanding may be take considerable differences in the entire design. There are some areas belonging to the conceptual design especially worthy us to explore together.Key words: structural design; horizontal force; to reverse

中图分类号：TB482.2 文献标识码： A 文章编号：

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，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。

一、高层建筑结构设计的问题

（一）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。

（二）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。

（三）高层建筑结构设计中的侧移和振动周期

建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面: 合理控制结构的自振周期; 控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。

1、结构自振周期

高层建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范围内:

框架结构: T 1= (0. 1～ 0. 15)N

框―剪、框筒结构: T 1= (0. 08～ 0. 12)N

剪力墙、筒中筒结构: T 1= (0. 04～ 0. 10)N

N 为结构层数。

结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内:

第二周期: T 2= (1 3～ 15 )T 1; 第三周期: T 3= (1 5～ 17)T 1。

2、共振问题

当建筑场地发生地震时， 如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近， 建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期， 通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系， 扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别， 避免共振的发生。

3、水平位移特征

水平位移满足高层规程的要求， 并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时， 地震力的大小与结构刚度直接相关， 当结构刚度小， 结构并不合理时， 由于地震力小则结构位移也小， 位移在规范允许范围内， 此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全; 其次， 位移曲线应连续变化， 除沿竖向发生刚度突变外， 不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型; 框架结构的位移曲线应为剪切型; 框―剪结构和框―筒结构的位移曲线应为弯剪型。

（四）位移限值、剪重比及单位面积重度

1、位移限值

在结构整体计算的输出结果中， 结构的侧移(包括层间位移和顶点位移) 是一个重要的衡量标准， 其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适， 过大或过小都说明结构刚度过小或过大(或者体现结构两个主轴方向的刚度是否均衡) ， 以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。现行规范中将顶点位移与层间位移并重对待，经实践探索并参照国外经验， 得出的结论为: 高层建筑尤其是超高层建筑， 顶点位移限值决定的不仅是其数值大小而且还有其振动频率，人的舒适感觉与振动频率有关而与振动幅度(绝对位移) 关系不大， 即摆动频率不太高时就可满足人们的舒适度; 其次， 防止结构由于变形过大而可能遭受损坏或破坏的控制因素是层间相对位移， 而其限值在现行规范中似偏严， 可予放松。同一结构用不同的计算程序计算， 如果其层间位移数值差异很大，则有可能是其“层间位移”内涵不同所致， 有的是指楼层形心位移， 有的则专指考虑楼层转动后的最大角点位移， 后者通常比前者要大， 形心位移对规则建筑有意义， 而角点位移则更能反映结构楼层的真实位移，因此角点位移是结构工程师必须关注的一个数值。

2、剪重比及单位面积重度

结构的剪重比(也即水平地震剪力系数)是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标， 其大小主要与结构地震设防烈度有关， 其次与结构体型有关， 当设防烈度为7、8、9度时， 剪重比分别为0. 012， 0. 024， 0. 040; 扭转效应明显或基本周期< 3. 5s 的结构剪重比则分别≮0. 016， 0. 032， 0. 064。单位面积重度是衡量结构构件截面取值是否合理和楼层荷载数据输入是否正确的一个重要指标。

以上两个指标不仅在施工图设计阶段， 而且在初步设计阶段都是非常重要的数据， 其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适， 结构布置(包括构件截面确定) 是否合理， 电算数据输入是否正确， 以及最后决定电算结果是否可信可用等， 因此结构设计者对这两个指标切不可掉以轻心， 更不可认为是无关紧要的。

二、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有:

（一） 水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中， 尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑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所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说， 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，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

（二）侧移成为控制指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H 的4 次方成正比。另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大， 在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况:

1、因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2、使居住人员感到不适或惊慌。

3、使填充墙或建筑装饰开裂或损坏 使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4、使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。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， 减轻房屋自重意昧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。

第3篇：高层建筑结构设计重点范文

关键词：高层建筑；结构；承重柱；分析；对策

Abstract: with the development of urbanization high-rise building more and more diverse, and the problems and more complex. High-rise building bearing structure column section size usually selected by the limit value of the axial compressive ratio, easy to form short columns, engineering design should be avoided. This paper introduces the structure of the high-rise building bearing column type, the axial compression ratio, improve the aseismatic performance of short column and rational Suggestions.

Keywords: high building; Structure; Bearing column; Analysis; countermeasures

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

1、高层建筑结构承重柱的种类

一、钢与混凝土结构的互补性充分发挥了他的优势，它的主要类型如下：（1）箍筋约束混凝土柱。根据配筋构造形式的不同，可分为普通箍、井字箍、井字复合箍、复合螺旋箍、连续复合矩形箍柱。箍筋约束混凝土柱的受力机理是利用复合钢箍或螺旋钢箍约束核心混凝土受压时的横向应变，使核心混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土强度，增加延性。这种类型柱在设计使用时，柱截面需做成圆形，适用性和灵活性差；采用焊接钢箍时，焊接麻烦，用钢量大，同时，钢箍约束核心混凝土横向应变有限，柱承载力提高和延性能的改进也是有限的。（2）钢纤维混凝土柱。钢纤维混凝土是一种由水泥、粗细集料和随机分布的短纤维组合而成的复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的扩展，使其各项物理力学性能都比普通混凝土有明显的提高和改善。试验研究表明，随着钢纤维含量提高，混凝土极限压应变明显增大。在其他各项条件基本相同的情况下，掺入适量钢纤维能够明显提高构件的延性。（3）钢管混凝土柱。根据裁面形式不同，可分为方钢管混凝土柱、圆钢管混凝土柱和多边形钢管混凝土柱。钢管混凝土是将混凝土注入封闭的薄壁钢管内形成的一种组合结构材料，它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约，使其具备了优异的工作性能：承载力高、塑性和韧性好、经济效果好。采用钢管混凝土结构替代钢结构柱，可节约钢材50%左右；若替代钢筋混凝土柱，则在用钢量大体相同的情况下可减小柱截面面积50%左右。相应节约大量混凝土。（4）钢骨混凝土柱。该类型柱是指在钢筋混凝土柱中配置钢骨，同时配有构造钢筋及少量受力钢筋。配置钢骨的形式可分为实

腹式和空腹式。不同形式的钢骨混凝土柱截面形式不同。钢骨混凝土柱不受最大配筋率限制，混凝土中配置较多的钢材，能有效地减少柱截面尺寸，满足建筑功能要求。同时，钢骨可以承担施工荷载，可作为施工荷载的承力系统。（5）分体柱。该类型柱是将钢筋混凝土短柱采用隔板将一个整截面柱分成2 个或4 个等截面小柱。各小柱独立配筋，梁柱节点仍为一个整体。试验研究表明，对钢筋混凝土短柱采用分体柱的方法可以实现变“短柱”为“长柱”的设想，框架柱破坏形态由剪切型转变为弯曲型，延性明显提高，但柱承载力略有下降，因此柱截面尺寸不仅没有减小，反而略有增大。（6）高强混凝土柱。高强混凝土是指混凝土强度等级为C50-C80 的混凝土。由于其抗压强度高，使钢筋混凝土柱的承载力大幅度增加，在相同的荷载下可减小构件的截面尺寸，增大使用空间，避免短柱出现。应用较高强度等级混凝土时，需考虑施工条件的可行性。

2、高层建筑结构承重柱的轴压比限值

（1）柱中轴压比是影响延性的主要因素之一，而影响混凝土柱延性的主要原因在于混凝土部分所分担的轴压力。确定一个合适的轴压比限值，以使混凝土柱的抗震延性得到满足，十分重要。同时轴压比是影响承重柱的破坏形态和变形能力的重要因素。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）为了保证钢筋混凝土柱具有足够的延性，对柱的轴压比限值做出了规定，希望框架发生大偏心受压破坏，保证框架柱在地震作用下发生大变形时具有较好的延性，从而保证框架结构有足够的变形能力。实现框架大震不倒的抗震设计目标。表1 是建筑抗震设计规范对钢筋混凝土柱轴压比的限值。

表1 钢筋混凝土柱轴压比的限值

抗震等级 一级 二级 三级

框架柱 0.7 0.8 0.9

框支柱 0.6 0.7 0.8

对于箍筋约束混凝土柱，采用井字复合箍、复合螺旋箍、连续复合矩形箍钢筋混凝土柱，轴压比限值可增加0.10，但应保证最低配箍率的要求。

(2)高强混凝土柱材料的性能A、在材料的性能上，高强混凝土延性比普通混凝土延性差，在外荷作用下容易发生脆性破坏，但通过适当的配筋构造措施，用高强混凝土制作的构件延性同样可以满足设计要求，因此，其轴压比限值可不降低。B、钢纤维混凝土柱的性能。与普通混凝土类似，存在大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种破坏形态。当钢纤维掺入量在1%-2%范围内，钢纤维混凝土抗压强度提高幅度较小。参照钢筋混凝土框架柱轴压比限值理论分析，钢纤维混凝土柱轴压比限值可略有提高。C、钢管混凝土柱的性能。基于钢管混凝土压弯构件的水平力和位移恢复力特性的理论分析结果，钢管混凝土构件用于高层建筑中时，可采取限制长细比的办法，不必限定轴压比。D、钢骨混凝土柱的性能，相关研究根据钢骨混凝土柱正截面承载力和低周期反复水平力作用下的静力试验结果，从钢骨混凝土柱界限破坏时内力的平衡条件出发，推导出轴压比的理论计算公式，经简化后提出了实用计算公式。计算表明，钢骨混凝土柱的轴压比限值

一般比钢筋混凝土柱的轴压比限值高25%-50%。E、分体柱的性能。由于“短柱”变为“长柱”，实现了框架柱的破坏形态的转变，因此，其轴压比不应受到限制。

3、改善短柱抗震性能的对策

改进配筋构造型式，加强核心混凝土有效约束，如配置螺旋箍筋、复式箍筋、斜向交叉配筋等。（1）提高构件承载力，减小轴压比，如钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱和高强混凝土柱等；（2）改进材料性能，提高混凝土变形能力，如钢纤维混凝土柱等；（3）采用分体柱，变短柱为长柱。

4、高层建筑结构承重柱的造型与合理化建议

（1）在工程实际应用中，经常选用的型钢、钢管、高强混凝土组合而成的复合柱、如型钢高强混凝土柱、钢管高强混凝土柱、双层钢管混凝土柱、充满型型钢混凝土柱等。

第4篇：高层建筑结构设计重点范文

【关键词】高层建筑；混凝土结构；优化设计

随着高层建筑的迅速发展，对其要求也越来越高，而混凝土施工是高层建筑施工中的一个关键环节，这就需要从混凝土结构方面对高层建筑进行优化设计以达到理想效果。

1 高层建筑结构设计的要求

1.1结构设计要考虑侧向力

侧向力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。高层建筑和低层建筑一样，承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计；在多层结构中，水平荷载的效应（内力和位移）逐渐增大；在高层建筑中，水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。

1.2结构应具有适宜刚度

随着高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大。因此设计高层建筑时不经要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。

1.3结构应具有良好的延性

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。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。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，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。

因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。

2 高层建筑混凝土结构的优化设计的具体方法

高层建筑混凝土结构的优化设计首先得适应于高层建筑结构设计，而且要追求接近最优解。优化设计，关键是要有整体和局部的概念，要从整体入手，落实到局部，整体和局部都要兼顾。

2.1合理使用高强砼和高强钢筋

建筑的总造价包括上部结构的材料、基础及施工等费用，构件的截面尺寸和用钢量对造价的影响很大，设计中合理使用高强钢筋（如梁、板筋采用三级钢）可有效降低用钢量，节约成本。如果高层建筑位于深厚软弱地基上，由于作用于地基上的荷载很大，合理使用高强砼和高强钢筋优化构件截面尺寸，减轻结构自重，将会降低基础施工的难度和造价，取得显著的经济效果。同时，对于地震区的高楼，地震作用的大小几乎与建筑自重成正比，减轻自重能够减小结构的地震荷载，有利于提高结构的安全度。在设计中合理的使用高强砼和高强钢筋，能快速、有效的减少墙、柱、梁、板等构件的截面尺寸，降低用钢量减轻建筑自重，最终达到降低造价的目的。

2.2单元结构布置要合理

在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀，平面长度不宜过长。突出部分长度不宜过大；高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。当一幢高层建筑的结构平面布置和竖向布置简单、规则、均匀，那么其各项指标的校核验算会很容易满足规范的要求，反之，则需花一番苦功才能令各项指标勉强满足规范要求。结果可能是墙柱截面尺寸大得惊人，单位面积重量严重超标。不仅造价上去了，而且还影响部分建筑功能的使用。结构设计人员一定要注重概念设计，在建筑方案阶段就应积极介入，运用自己的专业知识提出建议，在满足美观、适用的前提下，尽量使建筑结构的平面布置和竖向布置简单、规则和均匀。这样一来，结构体系就会具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。只有这样，到扩初设计和施工图设计阶段的截面尺寸优化才会有实质性的意义。

2.3注重剪力墙的平面布置

2.3.1结构平面布置时，必须在满足建筑功能的基础上，剪力墙宜沿周边均匀、相对集中布置。在建筑物的楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位宜布置剪力墙，其间距不宜过大。

2.3.2剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式。

2.3.3剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。

2.3.4设计中应注意尽量减少短肢剪力墙的数量，不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

2.4女儿墙的优化设计

对于高层建筑，为了照顾立面效果，屋顶女儿墙往往做的很高，其荷载效应对主体结构的影响越来越明显，这一点常常被设计者所忽略。在设计上，女儿墙无法直接参与主体结构的分析，所以在计算时往往仅考虑女儿墙的自重，当女儿墙较低时，这种方法是符合精度要求的，不会影响结构的安全；但是，随着女儿墙高度的增加，其地震荷载和风荷载效应也在增加，对主体结构的影响越来越大。因此，当女儿墙较高时，要仔细计算女儿墙所受水平荷载的情况。由于其侧向刚度较小，女儿墙一般采用钢筋混凝土材料，配筋计算可按支承于屋顶的悬臂板来考虑，且应配双层钢筋。为保证屋面女儿墙与主体结构的可靠连接，屋面女儿墙所在的框架梁或墙必须具有足够的抗弯、抗扭刚度，即对框架梁要根据女儿墙的底部计算弯矩配置受扭钢筋。对女儿墙的计算，主要应该验算在正常使用情况下由风荷载引起的内力并进行截面配筋。有人认为应进行地震作用计算，并将其地震作用乘以放大系数3来进行内力、配筋计算，认为一般情况此法没有必要；因为女儿墙在结构中毕竟是次要构件，只要通过合理的构造措施，来保证发生强烈地震时，女儿墙不致于倒塌掉下来伤人即可。

2.5地下室外墙的设计方法

第5篇：高层建筑结构设计重点范文

关键词：高层建筑结构；设计；对策

1高层建筑结构的特征

高层建筑结构不但承受较大的垂直方向的荷载，同时也承受较大的水平方向的荷载，如风荷载和地震作用。一般情况下，低层建筑结构受到水平方向上的影响比较小，然而在高层建筑中，水平荷载作用则往往比较大，外界地震的作用和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此，在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。

2高层建筑结构设计的原则

2.1选择合理的结构方案。合理的结构设计方案必须满足安全性和经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么尽量选用平面和竖向规则的结构方案。另外，应在综合考虑地理条件，工程使用需求，施工条件，材料等因素的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。

2.2选择合理的高层建筑结构计算简图 在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算简图，就比较容易造成由于结构不安全或造成不必要的浪费。基于此，高层建筑结构设计安全合理保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，在设计中应该采取相应的结构构造措施，保证计算简图的误差在规范规定的范围内，确保结构的安全。

2.3选择合理的高层建筑结构基础设计 按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况，考虑施工条件，相邻的建筑物的影响等各个因素，在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥，必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告，如果缺失，那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下，相同结构单元应该采用相同的类型。

2.4对计算结果进行准确的分析 随着科技的不断进步，计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算，对复杂的结构应采用两种以上的不同的结构软件计算，并进行对比分析，按最不利的结果进行设计。

2.5高层建筑的结构设计要采用相应构造措施。高层建筑结构设计的原则是强剪弱弯，强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则，加强薄弱部位，对钢筋的执行段锚固长度给予重视，并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。

3高层建筑结构体系的选型

3.1建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙，柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础，利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。

3.2根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢–混凝土混合结构体系以及钢–混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中，具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，造价低廉，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足；钢–混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，成本低廉，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢–混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，施工速度快，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小偏心受压构件。

3.3根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架–剪力墙结构等体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于60m高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架–剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承受水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。在框架–剪力墙结构体系中，需要注意考虑剪力墙的位置，设计合理的剪力墙的数量，以及满足框架的设计要求。

4高层建筑结构设计问题分析及对策

4.1高层建筑结构存在着超高的问题 基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B 级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。

4.2高层建筑结构设计短肢剪力墙设置 我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面厚度不大于300mm，且高度和厚度比在5～8 的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。

4.3高层建筑结构设计嵌固端的设置 一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。

4.4高层建筑结构的规则性 在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了 “高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。

结束语：

高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求越来越高，充分了解高层建筑的结构特性和高层建筑结构设计的原则至关重要。本文分析了高层建筑的结构特性，高层建筑结构体系的选型问题，并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策，可以为高层建筑结构设计提供参考。

参考文献：

第6篇：高层建筑结构设计重点范文

关键词：高层建筑；存在问题；结构设计；应对措施

近几年来，随着高层建筑物在我国城市建设中所占比重的日益增大，从而使得高层建筑在结构设计方面发生了很大的变化，同时也出现了许多新兴的设计方案。总之，我们社会中高层建筑的结构体系变得越来越多，类型和功能变得越来越复杂，高层建筑的结构设计逐渐成为我们结构设计的重点与难点。在这样的形势之下，为了更好的加快我国城市发展，我们不得不重视高层建筑结构设计问题的研究。

1 高层建筑结构设计的现状分析

在目前的高层设计之中，我们往往会选用钢筋混凝土和钢材这两种材料。钢筋混凝土材料来源广，造价低，具有良好的耐火性、耐久性、可塑性以及较高的承载能力，对其进行合理的设计之后，还可以得到不错的抗震能力；但是它的自重较大，构件的断面也比较大。而钢材不仅自重轻，断面小，韧性好，强度大，易于加工，施工比较方便，而且还具有很好的抗震性；但是钢材的造价高，耐火性也不好，如果使用大量的防火涂料，还会额外增加造价和工期。

目前的世界上，发达国家中的高层建筑大多数是钢结构的，而我国也有一些采用钢结构的高层建筑。但考虑到钢结构和钢筋混凝土两者之间能够取长补短，因此，我们认为高层建筑的结构设计采用钢筋混凝土和钢的组合结构才是更加合理的。

2 高层建筑结构设计过程中的主要存在问题

我们进行高层建筑的结构设计时需要注意的要点涉及到了许多方面：必须考虑当遇到地震或者是超大强风时，高层建筑会因此产生的水平侧向力；为了保障高层建筑的稳定性，必须严格控制好其高和宽的比例问题；尽量使高层建筑的体型、刚度及其立面的质量等各方面保持对称，减少建筑结构的薄弱环节；全面考虑由于温度、风力以及基础沉降等方面可能对建筑物产生的影响，合理设置变形缝，妥善处理好变形节点处的构造；特别考虑当遇到基础比较深、重量比较大等比较特殊的地质条件时，怎样才能安全可靠的保证其设计和施工的问题。

根据上述的主要设计要点，可以总结出，我们在高层建筑的结构设计过程之中遇到的主要问题为抗震和抗风结构、消防设计以及扭转问题。

（1）抗震结构：一直以来，抗震结构都是我们进行高层建筑结构设计时的重点及难点。但由于高层建筑的结构比较复杂，设计人员灵活性不够，计算的抗震结果不够精确，无法设计出完善的抗震结构，从而使得高层建筑很容易受到地震的强烈破坏。

（2）抗风结构：高层建筑高度太高，很容易使风在建筑表层的流动性以及空气的动力效应发生改变，从而使高层建筑的较软部位产生震动，严重影响了高层建筑的装饰和支撑等结构，因此，为了降低高层建筑受到的破坏，我们必须要进行高层建筑物的抗风设计。

（3）消防设计：我国建筑规范中明确规定，高层建筑必须要有科学的消防设计。但消防设计中遇到的难点比较多，例如，在高层建筑中，使用的材料具有较高的易燃性、排烟比较难、居住人口较多、不易疏散等。

（4）扭转问题：在高层建筑结构设计之中，我们要求三心合一，也就是说，建筑结构的三心（即结构中心、几何形心和刚度中心）尽量交在一点上。如果我们没有在结构的设计中做到这一点，那么建筑物就很可能出现扭转问题，使得建筑结构遭受到水平力从而发生破坏。

3 高层建筑结构设计的应对措施

3.1 不断完善抗震结构的设计方案

解决高层建筑抗震的难题，完善抗震结构的设计方案，首先需要我们对高层建筑的抗侧力结构进行合理的设置，提高建筑结构的稳定性和连续性；再增设高性能的剪力墙，使其在地震时能更好地吸收结构的内力；然后加大桩基础的埋置深度，提高基础的抗震能力；还可以对高层建筑的结构进行简化，使其对称，另外，再对其进行一体化的设计，加大结构的整体连续性，进而提高高层建筑的抗震能力。

3.2 不断完善抗风结构的设计方案

对高层建筑抗风结构的设计方案进行优化，首先要保证其基础的牢固性，然后利用增设耗能结构来减小风力对建筑的不利影响，另外还得减小高层建筑由于风力叠加及水平荷载而产生的影响，最后还需要加大高层建筑的抗风能力和结构承载力，从而进一步提高结构的抗风能力。

3.3 不断加强、改善高层结构的消防设计

在对高层建筑物进行消防设计时，我们必须严格控制防火结构之间的距离。为了能够更好的防火，我们可以适当加大耐火材料的使用，减少易燃材料的用量。除此之外，还要把疏散系统设置好，让其呈垂直状态，保证疏散的效率，而且在设计消防结构的时候，我们还可以增设避难层、耐火区等，用来提高其消防能力。与此同时，我们还可以在高层建筑中设立独特的隔离结构，用来控制火力的蔓延。

3.4 合理的进行平面布局

为避免出现三心未合一引起的扭转问题，在进行高层设计时，对高层建筑应该较多的选用比较规则的图形，例如矩形、正方形、正多边形、圆形等分布比较均衡、简单的平面图形。避免十字形、T型、L型等比较复杂的平面图形的使用。在特殊情况下，我们应该根据现有的有关规范对其进行合理的设计，尽可能的让结构保持对称，避免出现某一结构过分突出的情况。

4 结语

在最近的几年中，我国高层建筑有了十分迅速的发展，但是如果从高层建筑的质量上来看，结果就并不是那么理想了。所以，在今后的高层建筑结构设计工作中，结构设计人员不仅要加强对结构设计准确性的重视，还得了解结构方案的实际情况，不断积累工作的经验，从而做出科学合理的方案选择，使得高层建筑更加舒适、安全。

参考文献

[1] 钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆大学硕士学位论文，2006.

[2] 王鲲鹏，田亚珍.高层建筑结构设计研究[J].建筑知识：学术刊，2013 （B01）：53-53.

第7篇：高层建筑结构设计重点范文

关键词：高层建筑；结构设计；特点；问题

在我国城市化进程不断加快的背景下，城市居住用地在不断缩减，而高层建筑因具有占地小、居住人口多、房价相对较低等特点，而在现代城市建设中占据越来越大的比例。随着我国高层建筑建设中工艺和技术研究的不断深入，越来越多的新理念、新方法被应用于高层建筑的结构设计中，促进了我国高层建筑工程整体技术力量、质量、安全性的提高。但是从整体状况而言，国内在高层建筑的结构设计中仍然存在一定的问题，这是必须及时得到处理和解决的，本文仅从专业技术的角度对其进行简要的论述。

1高层建筑结构设计的基本特点

与单层或多层建筑的结构设计相比，高层建筑在结构设计中要考虑的因素较多，尤其是如果实现建筑整体美观性和安全性的协调，逐渐成为广大设计师关注的焦点问题。近年来，在国内各地区频繁出现高层建筑建设质量问题，结构设计的不合理是其主要原因之一，设计师难以把握高层建筑结构设计的基本特点，由于设计方案的不合理性，最终导致建筑的整体质量难以保证。高层建筑结构设计的基本特点，主要表现在以下几个方面：1.1水平荷载具有决定性因素由于高层建筑的层数一般在15层以上，其自身重量和使用荷载必然会导致结构中竖向构件产生一定的轴力，所以在高层建筑结构设计中必须注意水平荷载的问题，保证建筑的整体高度与弯矩值形成正比。对于水平荷载与建筑结构之间产生的倾覆力距，则应与建筑整体高度的二次方形成正比。1.2结构延性至关重要与多层建筑相比，高层建筑结构的柔性相对较大，特别是在地震或地基不规则沉降过程中出现结构变形的几率较大，因此，为了进一步提升高层建筑结构在塑性变形后的变形能力，防止其出现倒塌的问题，必须采取有效的措施增强高层建筑结构的延性。1.3侧移是主要控制性指标在高层建筑结构的设计中，侧移是设计师必须考虑的关键性问题之一。随着现代高层建筑层数的不断增加，结构在水平荷载的强大作用下，其出现侧向变形的几率也无形中增加，所以一定要将高层建筑结构的侧移控制在合理的范围内。

2高层建筑结构设计的相关问题分析

目前，国内在高层建筑结构设计中虽然积累了一定的经验，并且积极吸取了国外的先进设计理念，但是对于相关问题的把握和控制仍然存在一定的缺陷，这是阻碍我国建筑行业整体设计水平发展的主要因素之一。结合国内高层建筑结构设计的现状，应注意的问题主要有以下几点：2.1短肢剪力墙的设置问题

在我国建设部组织编制的《高层建筑设计规范》中，对于短肢剪力墙作出了明确的定义，即墙肢截面的高厚比为5-8的墙被统称为短肢剪力墙。根据相关建筑技术部门的研究和实验，对于短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用也提出了具体的要求，因此，在今后的高层建筑结构设计中，设计师应尽量减少或取消短肢剪力墙的设置，以免为建筑的后期设计和竣工质量检验造成麻烦。

2.2结构的超高问题

在高层建筑的结构设计中，超高问题是较为突出的，根据我国《建筑抗震规范》中的相关规定，必须对建筑的整体高度进行严格控制。我国高层建筑的限制高度一般分为：A级和B级两个标准，对于高层建筑的处理措施与设计方法的要求也有所改变。在高层建筑的实际设计工作中，设计师应根据建筑类型合理确定其高度，并且在通过相关部门的审核后，方可组织施工。2.3结构的规则性问题

在我国现行的《高层建筑建设规范》中，对于结构的规则性问题作出了较多的限制，如：在设计方案中必须体现平面规则性的基本信息。同时，在高层建筑的结构设计中，不得采用严重不规则的结构设计方案，因此，设计师在开展设计工作时必须全面了解国家的各项规章，以全面提高结构设计的质量。

3加强高层建筑结构设计的措施

在我国高层建筑数量增多、规模扩大，以及工艺和技术要求不断提高的背景下，在今后的高层建筑结构设计中，一定要不断采取新的理念和方法，全面提高设计方案的合理性、可行性与经济性，这也是促进我国建筑行业发展的先决条件。针对国内高层建筑结构设计的现状，应采取一下加强措施：

3.1进行合理的概念设计在国外的高层建筑结构设计中，概念设计较为流行，而国内则较少采取此方法。所谓的概念设计是指在通过科学的构想来完善设计工作，促进设计方案更趋合理化、人性化。在我国的高层建筑结构设计中，应用概念设计方法时，必须考虑到结构的平面布置与刚度宜，以保证高层建筑的平面布置简单、规则，减少凸出或凹进等复杂结构。另外，在概念设计中尽量减少扭转对于结构的危害性也是十分重要的，可以从以下两方面入手：1）进一步增加结构自身抵抗扭转的性能；2）尽量减少或控制因地震作用而引起的建筑结构扭转问题。

3.2选择合理的结构体系总结国内的高层建筑工程实践经验不难发现：在高层建筑结构设计中，如果结构体系的选择不合理，而仅是依靠所谓的先进理论和计算方法进行设计，难以保证建筑结构的安全性、经济性与可靠性，而且会留下较多的安全和质量隐患。由此可见，在高层建筑结构设计中，选择合理的结构体系是至关重要的，而且设计师应该重点分析的问题之一。目前，国内的高层建筑中主要采用：抗震墙结构、框架结构、简体结构、板柱-抗震墙结构、框架-抗震墙结构，以及部分框支抗震墙结构等，每一种结构体系都具有其自身的优点的缺点，适用的环境也有一定的差异，所以设计师一定要结合工程项目的实际要求进行合理的结构体系选型。

3.3科学进行计算在高层建筑结构设计中，科学进行各类数据的计算是设计师必须掌握的专业技能。根据高层建筑结构的实际情况，设计师要选取相应的计算模型。在进行概念设计时，要注意简化计算流程，以保证设计工作的时效性。目前，在国内高层建筑结构设计的计算中，各种专业的计算机软件和工具已经得到了广泛的应用，设计师仅需将各种实地测量数据输入到系统中，就可以在短时间内获取所需的各种专业数据，大大提高了设计师的工作效率和设计方案的准确性。

近年来，我国高层建筑的建设有了迅猛的发展，而且成为促进国内建筑行业发展的重要建设项目。但是从高层建筑结构设计的整体质量而言，存在的弊端和问题相对较多，必须引起国家建筑主管部门和相关单位的高度重视。在未来的高层建筑结构设计中，广大设计师一定积极运用先进的设计理念和方法，在提高相关数据计算精确度的基础上，全面提高设计方案的质量，为工程项目的建设提供专业的工艺和技术依据。

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.

[2]赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京：科学出版社，2004.

第8篇：高层建筑结构设计重点范文

关键词：高层建筑； 结构设计； 原则； 方法

Abstract: With the economic development and the scarcity of construction land of China, high-rise buildings are more and more, and its structure systems present diversified trend, so strengthening the design of high-rise building structure is of important significance. Combined with working experience, the design principles and the relevant precautions of high-rise building structure are analyzed and discussed, hoping to discuss the emphasis and difficulties of the high-rise building structure design with readers.

Key words: high-rise building; structure design; principle; method

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

随着城市化进程的不断加速，城市用地越来越紧张，因此高层建筑的应用越来越广泛；加强对高层建筑结构设计的重视程度，既可确保安全性、稳定性，也可顺利实现经济效益目标，其重要性不言而喻。以下将对相关问题进行具体分析：

高层建筑结构设计的重点与难点

1.1 水平荷载的优化

在高层建筑设计中，涉及到的水平荷载问题非常重要。一方面，考虑到高层建筑自身的重量以及各个楼面的荷载作用主要集中于竖向构件，而由此产生的弯矩数值、轴力数值等与建筑高度的一次方呈正比例关系；另一方面，对于高层建筑来说，竖向的荷载力为定值，但是水平荷载力将随着建筑结构特性的不同而有所差异[1]。不同结构形式、不同烈度地区的水平控制荷载主要体现在水平地震作用及风荷载两种情况。

1.2 结构变形的控制

对于高层建筑结构设计来说，位移问题是设计的关键要素之一。随着当前建筑的高度不断增加，水平荷载力也有所提高，因此建筑结构位移和变形随之加大，如何确保高层建筑结构的安全性、稳定性，是非常重要的话题，这也需要采取有效措施将建筑结构水平荷载作用下的变形幅度控制在规范要求之内。

1.3 结构延性的调整

在高层建筑结构设计中，应考虑到震动情况下的变形问题。为了确保建筑结构受到变形力之后仍能保持良好性能，而不至破坏或者坍塌，这就需要在设计过程中采取相应措施，对其延性进行优化调整。

1.4 竖轴向变形的约束

以高层建筑结构设计的实际情况来看，一般竖向的荷载值比较大，如果在设计过程中忽略这一问题，可能引发轴向变形问题（超高层结构尤其明显），进而对连续梁弯矩产生影响；这时候，可能对连续梁中间部位的支座负弯矩值造成影响，并且增大端支座的跨中正弯矩与负弯矩等；在高层建筑结构设计中，应该根据轴向变形的实际情况对相应数值进行确定；采取有效方式应对轴向变形问题、加强对构件剪力值、侧移幅度等控制，确保建筑结构的安全性、稳定性[2]。

高层建筑结构设计应遵循的原则

2.1 合理的结构计算模型

合理的结构受力模式计算模型，在高层结构设计中的重要性不言而喻，如果计算模型与工程实际不相符，则可能对结构设计精准性产生影响，严重者甚至引发结构事故。因此，若想确保高层建筑结构设计的合理性、安全性、稳定性，必须加强对计算模型的重视程度。

2.2 基础的优化设计

以高层建筑的地质条件为出发点，有针对性地选择基础设计形式，对建筑的上部结构类型、荷载分布等进行综合分析，合理选择施工条件，减少对周边建筑物产生的影响；通过考虑各方面的实际因素，最终确定施工组织方案。合理方案的选择，必须充分发挥地基潜力并应考虑经济型及施工简便性，必要情况下需要对地基变形控制[3]-[4]。此外，在高层建筑结构设计中，需要制定详尽的地质勘查报告，必要时应进行现场施工勘查并应充分考虑周边建筑物的情况，还必须对降水、抗浮问题采用有效的措施。

2.3 确定高层建筑结构方案

只有提高结构设计方案的经济性、合理性，同时满足高层建筑的结构体系要求，才能确保整体设计的顺利实现。对于结构体系来说，要求明确受力过程，保障传力的简洁性。对于同等的结构单元来说，结构体系也应相同；如果高层建筑位于地震区域内，那么就需要充分考虑平面规则与竖向规则。

2.4 分析计算结果的合理性

随着我国科技水平的不断进步升，结构设计中计算机的应用越来越广泛，可以选择的计算软件种类非常多，不同软件可能获得不同的计算结果，对设计人提出更高要求，既要了解工程实际情况，也要掌握软件适用的条件、范围等，提高软件的针对性、适用性；由于计算机的程序并不可能与建筑结构完全相符，应用计算机辅助手段，可能产生人工输入错误或者由于软件缺陷而造成计算结果不准确等问题，因此通过计算机软件获得计算结果之后，必须经过设计人员的反复校核，确保计算结果的精准性、合理性，切忌生搬硬套。

2.5 采取针对性地结构措施

结合以往高层建筑结构设计的经验来看，应遵循“强剪弱弯”、“强柱弱梁”等原则，尤其关注薄弱部位(薄弱层)，重视控制节点构造，同时考虑到温度应力、延性等因素，避免因构造不当对构件产生负面影响。

高层建筑结构设计的注意问题

3.1 结构超限问题的控制

我国有关高层建筑结构设计的相关规范以及抗震标准等，对建筑的高度及规则性提出了较高的要求，很多高层结构会遇到超限问题。超限问题主要体现在建筑结构高度及规则性两个方面，对建筑结构的经济型与安全性影响较大，对此类情况应进行综合全面的分析尽量避免或减少，并应采取有效措施予以加强；适当情况下应考虑性能设计目标加以控制以确保结构安全性。

3.2 嵌固端的设置

对于高层建筑来说，一般设置1层或者1层以上的地下室、人防工程等，因此可能在地下室的顶板位置设置嵌固端，或者在人防顶板位置设置嵌固端。但是在实际进行结构设计过程中，一些工程师忽略了嵌固端设计中需要注意的问题。例如，嵌固端的楼板设计要点、嵌固端上下的刚度比、结构抗震缝的设计以及与车库的衔接构造等；如果忽略了其中某个环节，都将对结构整体性产生影响，甚至留下抗震安全隐患，这一点必须充分重视。

3.3 保持结构规则性

对于结构的规则性，在当前新规范中提出了较多限制条件，如平面规则性、嵌固端的上下层刚度比等；同时提出高层建筑不得采用“严重不规则”的设计方案，应在设计中应引起高度重视，确保结构的安全性、经济型以及施工简便性。

综上所述，随着高层建筑的与日俱增，高层建筑设计尤其是结构设计越来越重要。作为结构工程师，除了掌握基本的专业知识以外，还要具备复合型能力水平，了解现代化信息技术，提高结构计算的完整性、精确性，结合工程具体情况，最终确定最合理、最经济、最合适的方案，解决设计过程中可能遇到的各种问题，推动我国高层建筑的优化发展。

参考文献：

[1]王钲日.试论现代高层建筑结构设计特点及相关问题[J].黑龙江科技信息，2012（4）

[2]刘华新，孙志屏.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2007（2）.

[3]季静，黄超，韩小雷，等.基于性能的设计方法在超限高层建筑设计中的应用研究[J].世界地震工程，2007（1）.

[4]薄琳琳.浅谈高层建筑混凝土结构设计中常见的几个问题[J].中国科技博览，2012（14）.

[5]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2005。

[6]李国胜. 多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理机算例[M].北京：中国建筑工业出版社，2004。

第9篇：高层建筑结构设计重点范文

【关键词】高层建筑；结构设计；选型

高层建筑的发展，一定程度上反映了一个国家的科技水平和综合国力。在确保高层建筑物具有足够可靠度的前提下，为了进一步节约材料、降低造价，高层建筑正在不断的更新，设计理念也在不断的发展。作为一个庞大复杂的系统，高层建筑的结构设计，一方面要满足包括抗震，抗风等在内的安全性能的要求，另一方面，也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。

1高层建筑结构的特征

高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载，同时也承受着在垂直方向的荷载，并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下，建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱，然而在高层建筑中，外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此，在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。

2高层建筑结构设计的原则

2.1选择合理的高层建筑结构。在计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算简图，那么就比较容易造成由于结构安发生的事故，基于此，高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，其结构节点不单是钢节点或者饺节点，保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。

2.2选择合理的高层建筑结构。基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况，考虑施工条件，相邻的建筑物的影响等各个因素，在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥，必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告，如果缺失，那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下，相同结构单元应该采用相同的类型。

2.3选择合理的高层建筑结构方案。合理的结构设计方案必须满足经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等的综合分析的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。

2.4对计算结果进行准确的分析。当前市场上存在着形形的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符，所以进行计算机辅助设计的时候，出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后，应该进行校核，进行合理判断，得出准确结果。

2.5高层建筑的结构设计要采用相应构造措施。高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则，加强薄弱部位，对钢筋的执行段锚固长度给予重视，并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。

3高层建筑结构分析与设计方法

高层建筑结构是由竖向抗侧力构件（框架、剪力墙、筒体等）通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。

对于框架-剪力墙体系来说，框架-剪力墙结构内力与位移计算的方法很多，大都采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。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。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。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。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。

4高层建筑结构设计问题分析及对策

4.1高层建筑结构存在着超高的问题。基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B 级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。

4.2高层建筑结构设计短肢剪力墙设置。我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5～8 的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。

4.3高层建筑结构设计嵌固端的设置。一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。

4.4高层建筑结构的规则性。在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。

5结语

高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求越来越高，本文只是就其中的几点作了简要分析，只有充分了解了高层建筑结构设计的特点，才能做出更加优秀的设计。

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.