高层建筑结构设计重点
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高层建筑结构设计重点范文第1篇
前言
为了追求利益最大化，建筑企业多数选择了设计高层建筑，以便在有限的面积内设计开发出最大的可用空间，为建筑企业创造经济效益。同时，人们对高层建筑的要求也是越来越高。因此，高层建筑的结构设计不仅要满足人们的需要，还要保证其设计的科学合理及安全性。如何设计出更好的高层建筑设计成为建筑行业亟待解决的重要问题。
1、高层建筑结构设计原则
1.1 选择合理的结构方案
在高层建筑的结构设计中，要选择经济合理的结构方案，从而保证结构设计的合理和安全。在结构设计方案的选择中，要注意对材料的要求、施工环境的综合考虑，同时要考虑地震区高层建筑设计的特点，要力图遵循平面和竖向规则，规避结构方案的不适性。在结构设计方案的选择中，要与建筑施工单位和基础设施供应方进行协商，从而选择合适的高层结构设计方案，充分发挥结构设计的效用。1.2 选择合适的基础方案
对建筑进行结构设计，要充分考虑建筑所在地的周边环境，要对工程的地质条件以及周围建筑的施工及特点做好调研，充分保证后续建筑过程与周边环境的和谐统一。建筑结构设计中要选择合适的基础方案，基础方案要体现结构设计的方方面面，要尽量显示建筑的全貌，同时要考虑建筑的经济成本和效益，最大限度发挥建筑周边条件的作用，保证建筑的正常实施。
1.3 选择合适的计算简图
高层建筑的结构设计要选择适当的设计简图，由此可以防止由于计算简图选择不当导致的建筑安全隐患的发生概率。建筑结构计算是以计算简图为基础的，所以结构设计中要特别注重计算简图选取问题，从而可以保证后续结构计算的准确和建筑设计的安全。当然，建筑实际结构与选取的计算简图之间允许存在合理的误差，但是要尽量把工程实际控制在计算简图精度要求范围内。
1.4 分析所得到的计算结果
当下，信息技术飞速发展，由此也带动了建筑结构设计对计算机软件的应用。由于不同计算机软件会产生不同的计算结果，所以要对不同结果进行分析处理。由此，建筑结构设计人员就要具备专业的建筑结构设计理念和知识，更要对计算机软件有充分详细的了解，便于对计算机计算结果进行客观分析。由于操作人员自身的问题或者计算机软件具有的自身误差，使得计算结果与实际情况出现一定的差异，这时就要求结构设计人员客观判断并予以纠正。
2、 高层建筑结构设计的特点
（1）结构延性是重要的设计指标
相对于低楼层而言，高楼层具有独特的特性，高楼层拥有更好的柔性，由此，高层楼房在遭受地震的时候更容易出现变形。所以在建造高层建筑的过程中，就要充分考虑如何保证高层建筑的延性，从而保证高层建筑进入塑性变形阶段之后仍然有较好的变形能力，防止坍塌现象的发生。由此就要在建筑结构设计阶段采取恰当的措施保证建筑结构的延性。
（2）水平载荷成为决定因素
高层建筑的设计和建造过程区别于低层建筑，不仅要考虑竖向载荷，同时要考虑水平载荷的影响。在建造高层楼房时，水平载荷的影响作用也非常重要。水平载荷之所以发挥如此重要的作用是因为在高层建筑设计中要充分考虑抗侧力，而水平载荷可以起到平衡作用。除此之外，对某高度的建筑来说，竖向载荷基本是一个定值，而作为水平载荷的风载荷和地震作用，则随着结构动力特性的不同而浮动。
（3）轴向变形不容忽视
在有外力作用的情况下，建筑结构会发生一定的位移，包括弯曲、轴向变形和剪切变形。对于低层建筑的结构，一般的结构构件轴向和剪切变形的影响相对小，由此不会涉及到轴向变形和剪切变形问题的考虑。但是高层建筑的轴力相对较大，由此产生的轴向变形就会比较显著，由此在建筑结构设计中就要把轴向变形考虑进去。
3、 高层建筑结构设计的要点
3.1 结构的超高问题
抗震规范中对建筑结构的总高度进行了严格限制，新规范中增设了B级高度，这与原来设定的A级高度在处理办法方面有很大的改变。所以在工程实践中，就要充分考虑建筑的超高问题及处理措施，在结构设计过程中要充分根据工程的实际进行抗震设计，防止建筑物结构过高导致的不安全因素。一旦在工程实际过程中忽视建筑物的超高问题，在工程后续施工过程中就会出现一系列的问题，这就会对工程工期和效益造成严重的损害。
3.2 短肢剪力墙设置问题
短肢剪力墙在规范中是这样定义的：墙肢截面高厚比为5-8的墙。实践表明，短肢剪力墙在高层建筑中的运用有更多的因素加以限制。因此，高层建筑结构设计过程中，就应当根据情况尽可能少的使用就要尽量避短肢剪力墙，从而减少由于短肢剪力墙的使用造成了不必要的麻烦，所以，在高层建筑的设计过程中，要特别注重工程的细节问题，从而提高工程建设的进度。
3.3 嵌固端的设置问题
高层建筑通常都有地下室和人防，由此嵌固端的设置位置可能在地下室顶板，也有可能在人防的顶板。在进行高层建筑结构设计的过程中，结构设计人员要特别注意嵌固端的设置问题，防止由于嵌固端设置所造成的问题。比如说嵌固端上下抗震等级的一致性问题和抗震缝设计与嵌固端位置的协调问题等等，由此可能造成结构设计的不合理，导致安全隐患的产生。
4、 结语
高层建筑是一种更为复杂的建筑模式，近年来，高层建筑发展迅速，然而建筑的结构设计效果并不理想，建筑安全问题发生的频率相对较高，由此在高层建筑结构设计过程中，建筑结构设计人员更应该根据建筑结构的特点，认真考察建筑具体实际，从而设计出合理的设计方案，保证建筑的安全性和稳定性，发挥建筑的效益，从而满足建筑使用群体的要求，同时为建筑业的更快更好发展做出贡献，使得建筑业可以有更长足的发展空间。
参考文献
[1]李红.关于高层建筑结构设计问题探析[J].民营科技，2013（3）
[2]宋金兰.浅谈高层建筑结构设计问题[J].中国新技术新产品，2012（10）
[3]张瀚.关于高层建筑结构设计问题探讨[J].中国新技术新产品，2012（23）
[4]王续晶.高层建筑结构设计问题探讨[J].价值工程，2011（9）
高层建筑结构设计重点范文第2篇
关键词：剪力墙结构、受力性能、抗震设计
Abstract: the shear wall structure is resistance and the vertical load under lateral force, has been widely used in modern high-rise building. Because of its section the height of the great and relatively small thickness, have bearing capacity and rigidity plane within advantages, but also has the shear deformation relative more adverse performance. Based on the shear wall structure of the high-rise building aseismic design as discusses key, from the structural behavior and related codes are primarily discussed.
Key words: the shear wall structure, mechanical properties and seismic design
中图分类号：TU973+.31文献标识码：A 文章编号：
前言
剪力墙结构是指用钢筋混凝土墙代替框架结构中的柱，以承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构。其最大特点是能够有效控制结构水平作用。《建筑抗震设计规范》（2010年版，以下未注明处相同）称之为抗震墙，本文按照工程界习惯称作剪力墙。多数情况下，剪力墙截面高度大于其厚度8倍，厚度相对而言较薄，一般仅为200～300mm。因此，从墙体尺寸可以看出，其墙身平面内抗侧刚度很大，相反，平外面刚度却很小。根据这一特点，在进行结构方案布置时，墙体应当沿建筑物主轴方向均匀布置，利用平面内较大刚度承受纵横两个方向的水平和扭转作用。抗震设计中，要求在正常使用及小震作用下，处于弹性工作状态；在中等强度地震作用下，允许进入弹塑性状态，但应具有足够承载力、延性；在强震作用（罕遇烈度）下，不应出现倒塌。此外还应保证结构稳定。现通过对剪力墙结构中抗震设计的相关要素分析，希望和广大结构设计人员进行交流，共同进步。
受力性能
（1）整体墙和小开口整体墙
由于没有洞口或洞口很小，此类墙可以看作是一个整体悬臂墙。在轴向压力和水平力作用下，悬臂墙破坏形态主要是弯曲破坏。弯曲破坏又分为大偏压和小偏压破坏，要设计成“延性剪力墙”就是要把剪力墙的破坏形态控制在弯曲破坏中的大偏心破坏范围。从墙体尺寸而言，细高的剪力墙（高宽比大于3）容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙。另外，墙肢的平面长度（即墙肢截面高度）不宜大于8米。当一个结构单元中有少量长度大于8米的大墙肢时，计算中楼层剪力主要由这些大墙肢承受。一旦地震，尤其是在罕遇烈度地震时，大墙肢容易首先遭受破坏，而小的墙肢又无足够配筋，使整个结构可能形成各个击破。当墙的长度很长时，可以开设洞口，将长墙分成较小长度、较均匀的肢墙，保证均匀受力。
（2）连肢墙
实际工程中，剪力墙经过门窗分割形成连肢墙。洞口上下部位是连梁，洞口左右部位是墙肢。连肢墙的设计应把连梁放在抗震第一道防线，在连梁屈服前，不让墙肢破坏。连梁自身要做到受剪承载力高于弯曲承载力。目的就是“强肢弱梁”和“强剪弱弯”。无论是在整体的开洞剪力墙设计，还是在连梁、墙肢等局部构件上的设计，都体现上述原则，才能保证墙肢安全。当连梁破坏时，结构会继续承载，直至墙肢截面屈服。
结构设计
（1）强剪弱弯
为避免脆性剪切破坏，应按照” 强剪弱弯”的要求设计剪力墙墙肢。一般的方法是将剪力墙底部加强部分的剪力设计值增大，提高抗剪承载力。《建筑抗震设计规范》6.2.8条规定了各个抗震等级剪力墙底部加强部位的剪力设计值应乘以不同的剪力增大系数，以此进行抗剪配筋设计，从而实现” 强剪弱弯”的结构受力性能。
（2）加强底部塑性铰区
一般在底部剪力墙弯矩最大，底截面钢筋屈服后会形成塑性铰区。而且，塑性铰区（分布于一定范围）是剪力最大部位，在反复荷载作用下，会形成交叉裂缝，可能出现剪切破坏。所以在塑性铰区要采取加强措施，即底部加强部位。《建筑抗震设计规范》6.1.10条规定了底部加强部位的具体高度要求。目的就是提高受剪承载力，加强抗震的构造措施，提升结构的弹塑性变形能力。
（3）限制轴压比
为保证剪力墙延性，避免截面上受压区高度过大而出现小偏压情况，应当控制剪力墙加强区截面相对受压区高度，但截面受压区高度与截面形状有关，实际工程中剪力墙截面复杂，会增加计算受压区高度的困难。为此，《建筑抗震设计规范》采用简化方法，限制截面的平均轴压比。计算轴压比时，规范采用了重力荷载代表值作用下的轴力代表值，即考虑重力荷载分项系数1.2后的最大轴力设计值。《建筑抗震设计规范》6.4.2条具体要求了各个抗震等级下的墙肢轴压比限值。在这里笔者想说明，2010年版《建筑抗震设计规范》6.4.2条较之前版本规范，增加了剪力墙抗震等级三级时0.6的轴压比限值要求（之前版本对抗震等级三级无轴压比限值要求）。笔者曾经参与过清远地区某个剪力墙高层项目，剪力墙抗震等级三级，按照2010年版规范轴压比限值0.6来控制，若从满足轴压比限值角度来布置剪力墙，相应的结构位移（刚度）大多数情况下都能够满足规范要求。由此可以看出，6度区剪力墙结构体系基本以竖向荷载作为剪力墙截面尺寸控制因素，当轴压比限值满足规范要求时，结构刚度一般都能够满足。在实际工程的结构方案（或初步设计）阶段可由此先估算墙柱尺寸，计算结构整体受力性能。
（4）设置边缘构件
边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。约束边缘构件是指用箍筋约束的暗柱，端柱和翼墙，其箍筋较多（配箍率特征值相对较大），对混凝土的约束较强；构造边缘构件的箍筋较少，对混凝土约束较差或没有约束。剪力墙墙肢的塑性变形能力和抗地震倒塌能力，除了与纵向钢筋有关外，还与截面形状、截面相对受压区高度（轴压比），墙梁端的约束范围、约束范围内的箍筋配箍特征值有关。当截面相对受压区高度（轴压比）大到一定时，需要设置约束边缘构件，使墙肢端部成为箍筋约束混凝土。《建筑抗震设计规范》6.4.5条对边缘构件的尺寸、配筋都做了具体的说明。特别是6.4.5-2款规定了“一、二、三级抗震墙，以及部分框支抗震墙结构的抗震墙，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件，在以上其他部位可设置构造边缘构件。”这一点刚好就和本文之前提到的”加强底部塑性铰区”一节相呼应，可以看出，通过设置约束边缘构件，可以提高墙肢端部混凝土极限压应变、改善剪力墙延性。
（5）控制墙肢截面尺寸
剪力墙墙肢截面厚度，除了要满足承载力的要求外，还要满足稳定和避免过早出现斜裂缝的要求。一般情况下，把稳定要求的厚度称作最小厚度，通过构造满足。在实际结构体系中，
楼板以及与剪力墙平面外相交的剪力墙，是剪力墙的侧向支撑，可防止剪力墙失稳。通常情况下，剪力墙最小厚度由楼层高度控制。《建筑抗震设计规范》6.4.1条规定了剪力墙最小厚度要求。设计时需留意。另外，就是本文之前提到过的墙段高宽比不宜小于3，《建筑抗震设计规范》6.1.9条也做了具体的要求。
（6）配置分布钢筋
《建筑抗震设计规范》6.4.3条对剪力墙内分布钢筋的配置提供了具体说明。特别是6.4.3-1款：“一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%，四级抗震分布钢筋最小配筋率不应小于0.20%。”剪力墙中，分布钢筋的作用主要是：抗剪、抗弯、减小收缩裂缝等。如果竖向分布钢筋过少，墙肢端部的纵向受力钢筋屈服后，裂缝将迅速开展，裂缝的长度、宽度都较大；如果横向分布钢筋过少，斜裂缝一旦出现就发展成主要斜裂缝，剪力墙将沿斜裂缝被剪坏。因此，墙肢的竖向和横向分布钢筋最小配筋率是根据限制斜裂缝开展要求确定的。
结束语
剪力墙结构具有较好的抗震性能，且结构布置灵活，可以很大程度减小结构构件对建筑的使用影响，所以高层住宅较多使用这种结构形式。在抗震设计中，针对剪力墙结构受力体系及相关规范条文进行分析理解，合理采用计算分析方法，并采取相应构造措施，相信剪力墙结构能够以更加经济、实用的优势展现在住宅设计中，具有更广阔的发展前景。
参考文献
施岚清---注册结构工程师专业考试专题精讲—建筑抗震设计机械工业出版社 2011
高层建筑结构设计重点范文第3篇
关键词：高层建筑；转换层；结构设计；施工要点；探讨；
一、引言
在高层建筑物的施工过程中，由于其结构的多样性，给转换层的结构设计带来不少困难，在对转换层进行设计时，必须要针对高层建筑的结构类别，对方案的设计采取区别性对待，认真设计，并通过精心组织施工，高要求确定模板、混凝土及钢筋等的施工方案，为实现施工方案提供有利的条件，把施工的难度降低下来，为高层建筑转换层的结构安全奠定坚实基础。
二、高层建筑中转换层设计的原则
（一）、高层建筑中转换层的结构布置
通过分析得出，首先，底部转换层位置越高，转换层上、下的刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就会越加剧。另外，转换层的位置越高，落地剪力墙或简体越容易出现受弯开裂，从而增大框支柱的内力，造成转换层上部附近的墙体容易被破坏。其次，底部带转换层的结构，由于其上部的部分竖向构件，不能直接连续贯通落地，所以，必须设置安全可靠的转换构件。就目前而言，转换构件一般可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于在地震区使用转换厚板的经验较少，可在非地震区或六6抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，因此，七八度抗震设计时，地下室设计可采用厚板转换层。
（二）、高层建筑中对转换层的抗震设计
首先，为确保转换层设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在三层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级需要按照高规规定提高一个等级采用，以便提高其抗震构造措施。其次，对于底部带转换层的框架一―核心简结构和为密柱框架的简中简结构的抗震等级不需要提高，只需要对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力进行调整增大。在进行八度抗震设计时，还必须注意竖向地震作用的影响。
（三）、高层建筑中转换层的竖向布置
首先，转换结构要根据建筑功能和结构传力的实际需要，沿着高层建筑物高度的方向一处或多处进行灵活布置。还可以依据建筑物功能的要求，将转换层布置在楼层局部，且自身的这个空间既可作为技术设备层，也可作正常使用楼层，为防止沿竖向刚度过于悬殊，前提是必须确保转换层有足够的刚度。其次，对于大底盘多塔楼的商住建筑来说，塔楼的转换层设置在裙房的屋面层比较适宜，为避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害，设计时还必须加大屋面梁、厚度及板尺寸。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置设计，若是七度区则不要超过第五层，若是八度区则设置不宜超过第三层。
三、高层建筑转换层结构形式及特点
高层建筑转换层结构形式主要有梁式转换、箱式转换、板式转换、桁架转换、斜柱转换等几种形式。梁式转换是高层建筑中使用频率比较多的结构形式。转换梁的截面通常是0.8至1米。梁式转换传力路线比较明确，这就给建筑工程的研究计算与设计带来很大的便利，在加上其成本较低，因此应用范围比较广。箱式转换是通过双向与单向两个方面来实现的，与上下两层较厚的楼板结合在一起，成为一个整体。这种方式要求转换层必须有较大的刚度。
板式转换是当其厚度无次序、分错开较大、梁承托不了的时候。这种形式的转换层的下层灵活度大，但因为比较厚重，施工的时候难度提高了很多，相对比较麻烦。桁架转换与其它的转换层结构形式相比，其受力路径更清晰，抗震能力更好，使用更灵活。但其节点的设计比较麻烦，加上其它的不利因素，运用范围不是太广。斜柱转换层能够使混凝土的可压缩性进行充分发挥，扩大了建筑物的可利用空间，不足之处会使水平荷载加大。因此，对斜柱转换层进行施工时，需要添加拉梁或圈梁，将斜柱连接更多的楼层，相对减少水平荷载，促使建筑达到平衡，确保了建筑的安全。
四、高层建筑转换层的施工设计要点
（一）、高层建筑钢筋工程结构设计要点
由于高层建筑转换层具有钢筋高含量、主筋长、钢筋布置密集的特点，因此，在施工时要准确地翻样、下料，安放、安装好钢筋，防止钢筋发生“抢位”而造成的返工问题
首先是关于钢筋的翻样、下料。对转换层设计理念进行分析，在对设计文件说明认真审核和熟悉的基础上，结合实际条件翻样施工工作；适当增加节点空间，以便为混凝土的浇灌和振捣提供有利的施工条件；闪光对焊大梁主筋接头，除了要做好电焊培训工作之外，还要保证施工材料的质量；分别设置跨中1/3的跨长内和支座1/3跨长内于梁上部的主筋接头、部主筋接头两个位置，在下料主筋的同时，对所有钢筋的接头位置进行合理安排，防止主筋焊接接头的重叠；梁主筋需要根据接位的顺序进行编号，主筋下料的时候也要密切关注对焊接头的准确性。
其次是关于钢筋的安装、就位。大梁钢筋的安放需注意：搭设临时的钢管搁架，搭设位置在梁底上方；铺设纵筋和首排面筋于搁架下的横杆上；铺设所有主筋于梁下部上；铺设首排面筋于搁架下的横杆上并将钢筋做成S形。首层面筋铺设后，铺设第二排纵筋，第二排纵筋铺设完毕后，再铺设第三排纵筋，逐层挂起全部纵筋；梁纵筋的安装，梁与梁之间的位置，柱节点箍筋安装位置和数量，要通过依次交叉穿插和上下交替搁置等方式进行确定，在每一层的主筋之间穿插柱箍筋，特大梁钢筋骨架就位之后，按需固定和绑扎柱箍筋。
（二）、高层建筑模板工程结构设计要点
第一，对模板支撑工程方案的选择，要求其具有适用性。在对方案进行选择时，需要对支撑系统的稳定程度及强度进行细致检验。在进行混凝土浇筑之前，必须完成支撑系统的搭建，并确保其牢固程度。
第二，对支撑系统的脚手架进行设计时，要将其宽度控制在1200mm左右，高度控制在1700-1900mm之间，托顶和加调座底在门式脚手架之上，托顶与底座的距离控制在900mm左右，确保支撑两层门架中间可以交叉与连接。
第三，将钢管水平架布置在转换梁的侧模位置，每根钢管的间隔控制在450mm，采用配对拉螺栓将钢管加固。在施工之前，要对拉螺栓的牢固程度及侧模的刚度进行检查，对第一层的梁板支撑进行拆除时，要确保在七个小时之后进行。
4.结束语
通过以上分析，不难看出，在高层建筑物的施工过程中，转换层的施工设计是结构设计的一个难点，由于建筑空间的整体复杂性，建筑结构的施工技术控制也会在不断的发生变化，为了能够对建筑工程的整体的空间布局进行有效控制，就必须在结构的转换上下大力气。因此，随着建筑物结构的不断变化，转换层截稿施工设计也要不断的变化，加强对转换层的整体施工质量进行控制，确保建筑工程最终的整体施工进度，以实现工程建设安全、适用、经济的综合目标。
参考文献：
高层建筑结构设计重点范文第4篇
关键词：高层建筑结构设计要点分析问题
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
1.高层建筑结构设计要点
1.1选择合理的结构方案
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。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，并与建筑、电、水、暖等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。
1.2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建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。
1.3选用适当的计算简图
结构计算式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。
1.4正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术，但是由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。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，由于结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到计算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。
1.5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，尤其是钢筋的执行段锚固长度；考虑温度应力的影响力。
2.高层建筑结构设计中应注意的问题
2.1高层建筑结构受力方面
2.1.1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，而建筑结构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，在建筑结构设计最初阶段，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。
2.1.2对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加。竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个：其一，较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或井筒；其二，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。
2.1.3与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而是随建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。
2.2结构选型阶段：对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，应该注意以下几点：
2.2.1结构的超高问题。
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级高度建筑超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。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。
2.2.2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，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，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格遵守，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2.2.3嵌固端的设置问题
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，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，在这个问题上，结构设计中往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：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等问题，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。
2.2.4短肢剪力墙的设置问题
在新规范中，对墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙。且根据实验资料和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，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。
2.3地基与基础设计方面
地基与基础设计一直是比较重要的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也因为地基基础是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。高层建筑的基础应选用整体性好、满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。为此，在进行高层建筑结构的基础设计时应注意以下几个问题：
2.3.1基础的总沉降量和差异沉降量应满足规范规定的允许值；
2.3.2满足天然地基或复合地基承载力及桩基承载力的要求；
2.3.3地下结构满足建筑防水的要求；
2.3.4应综合考虑经济效益，不仅考虑基础本身的用料和造价，还应考虑土方、降水、施工条件和工期等因素。
2.4高层建筑结构抗震设计中的问题
2.4.1部分建筑物高度过高
目前不少高层建筑超过了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性会发生很大的变化，建筑物的抗震能力下降，很多影响因素也发生变化，结构设计和工程预算的相应参数需要重新选取。
2.4.2地基的选取不合理
高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地，远离河岸，不应垮在两类土壤上，避开不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。
2.4.3材料的选用不科学，结构体系不合理
由于我国建筑结构主要以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。
2.4.4较低的抗震设防烈度
建筑结构设计的安全度水平应大幅度提高。我国现行抗震设防标准是比较低的，中震相当于在规定的设计基准期内超越概率为百分之十的地震烈度，较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求。
高层建筑结构设计重点范文第5篇
关键词：民办院校；高层建筑结构设计；实践应用
作者简介：胡恺（1984-），男，湖北襄阳人，武昌工学院土木工程系，助教。（湖北?武汉?430065）
中图分类号：G647?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）26-0094-01
“高层建筑结构设计”是土木工程专业房屋建筑方向的一门核心专业课程，主要是在已学过的专业基础知识（结构力学、钢筋混凝土结构设计等）为基础，进行多层、高层建筑结构计算的学习。该课程结构体系复杂，对先修课程的依赖程度较高，授课及学习难度较大。[1]鉴于本课程的特点，特别是针对民办院校土木工程专业学生的实际情况，结合民办院校“应用型”人才培养的指导方针，有针对性地谈一些本课程的改革方案，希望对提高民办院校学生“高层建筑结构设计”实践应用能力起到抛砖引玉的作用。
一、“高层建筑结构设计”课程的意义
高层建筑的出现是人类社会商业化、工业化和城市化发展的必然结果。从19世纪末现代高层建筑的出现，到如今已建成的160层，总高828米的迪拜哈利法塔，充分印证了高层建筑与社会生产发展及人类活动空间的不断探索有密切联系，特别是土地资源的稀缺性也推动着高层建筑的研究与发展。
高层建筑的迅猛发展离不开结构设计人员对其安全性与经济性的考量，每一栋高层建筑的设计都需要结构人员遵循高层建筑结构设计规范，结合高层建筑设计经验、选择合理的结构体系、设置合适的支撑构件，从而在保证高层建筑在施工和使用时的安全上，起到了举足轻重的作用。
“高层建筑结构设计”则是高层建筑的结构设计者在校内接触高层建筑设计的一门主修课程，[2]具有很强的专业性、应用性和综合性。该课程主要介绍高层建筑的多种结构体系、高层建筑荷载与荷载组合、每种结构体系的计算方法与设计概念等。学习本课程，使学生能够掌握高层钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构的计算与构造，了解高层钢结构及筒体结构、混合结构的设计特点。通过本课程的学习，学生应具备手工计算多、高层框架结构内力分析的能力，具备分析和解决常见的高层建筑选型、设计、施工的能力。
二、民办院校“高层建筑结构设计”的教学现状
作为土木工程专业房屋建筑方向的一门核心专业课程，民办院校开设本课程的教学目的就是给学生架设一座由教室理论学习到设计室实际操作的桥梁，能够为社会输送具有专业技能的“应用型”人才，满足民办院校“应用型”人才培养的特点。但是由于该课程所涉及的结构体系复杂，设计概念与规范要求各不相同，对先修课程依赖程度较高，特别是在民办院校中开设本门课程时，授课和学习效果往往并不理想。
1.教师的教学重点和市场需求之间的矛盾
由于该课程涉及的结构体系较多，不论是常见的框架、剪力墙结构体系还是超高层建筑使用的筒体与支撑体系，教师在备课时往往会做到“面面俱到”，不漏掉教材里任何一个章节。这样的备课与授课思路固然没有问题，但是却没有找到教学“重点”，不能做到有的放矢，而这里的“重点”便是市场：学生毕业后主要接触什么形式的建筑、什么样的高层建筑结构形式出现得频率最多。
教师往往把时间花费在大量的荷载计算、内力组合以及内力计算等理论推导上，却没有给学生带去最有工程价值的、最容易动手实践的基本知识。
2.学生的专业基础薄弱与该课程抽象复杂之间的矛盾
作为民办院校的本科生，由于入校时的基础较薄弱，特别是理论推导与虚拟抽象的思维活动比较欠缺。不少学生对学科基础课已表现出力不从心，一知半解；当他们接触到更加复杂的高层建筑设计理论及内力计算时，则早已失去了兴趣，主观上表现出回避与厌恶的情绪，以致长期不到课、不出勤。这种现象也普遍出现在其他的核心专业课课堂之上。
3.课程开设的学期与就业、考研等客观因素之间的矛盾
“高层建筑结构设计”对先修课程的依赖性较高，如“混凝土结构设计”、“抗震结构设计”、“结构力学”等专业基础课。本课程作为一门核心的专业课程一般开设在大四上学期，而此时的学生虽已学过基础课程，但不免会有遗忘，加之此时是毕业生找工作和考研的集中时期，本课程的教学受到多种方面影响，成为客观且不可回避的现实。如何加强该课程与先修课程的连贯性、回避学生就业、考研对核心专业课的影响，是民办院校不得不面对与解决的一个现实问题。
4.课程较强的实践性与课程设计环节缺失之间的矛盾
民办院校大四上学期的专业核心课程都具有课时较少且无课程设计环节的特点，“高层建筑结构设计”课程也不例外。一门应用性强、能够充分调动学生主观能动性的课程，却没有实践教学环节的辅助，是很不合理的。学生也只有在理论与实践的交叉作用下，才能收获最多。即使大四学生的时间紧迫，也不能舍弃该课程的实践教学，影响学生“高层建筑结构设计”的工程应用能力。
三、民办院校“高层建筑结构设计”的教学思考
1.以市场需求为导向，调整课程的教学重点与方向
现代高层建筑的结构形式主要以框架、剪力墙与框架—剪力墙结构为主，只有极少数学生才有机会接触更复杂的超高层建筑结构。因此，以市场需求为导向，抓住重点，集中优势力量，重点讲解与练习常见的结构形式才是适合于民办院校“高层建筑结构设计”教学的合适方法。同时，对课时分配以及总的课时计划安排上要敢于创新，缩短理论教学的间隔时间，重点对几类常见的高层建筑结构作深入分析与介绍，从而加深学生的印象。市场的需求决定了教师授课的重点，给予学生最想要的和最需要的知识，是“应用型”民办院校教师的最高使命。
