高层建筑结构设计原理
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高层建筑结构设计原理范文第1篇
中图分类号:TU3文献标识码：A
0.引言
随着我国建筑行业的迅猛发展，新兴建筑不断出现，越来越多的高层建筑逐渐走进人民的视线。通常来说，我们把高层建筑定义为超过一定楼层和一定高度的建筑，当前世界上不同国家对高层建筑的规定都有所不同，我国规定建筑高度高于二十四米或者总共楼层超过十层的多层建筑为高层建筑。在高层建筑建设过程中，结构设计至关重要，这是因为建筑结构设计如果科学性和安全性，那么人们生产生活的需要可以得到满足，同时可以满足抗震、抗洪等需求，为人们的安全提供保障。
1.当前高层建筑结构设计中存在的一些问题
作为影响着高层建筑工程质量的重要组成部分，高层建筑结构设计不仅关系着建筑物实体的实用性，更关系其耐用性和安全性。当前我国建筑行业不断发展，但是越来越多的高层建筑工程质量问题不断见诸报端，而建筑结构设计问题是导致工程质量问题的一个重要原因。
1.1结构设计中消防结构设计存在的问题
由于高层建筑具有不同于一般建筑的特定，因此其在进行结构设计时具有一定的复杂性，不仅要保证高层建筑的功能多元化的要求，同时要兼顾安全稳定性要求。但是，当前在进行高层建筑结构设计时，许多设计单位更为注重高层建筑功能性需求而忽视了安全性，这就导致了设计时往往会选用不同建筑功能的材料，这些材料又大多是可燃性材料，加之高层建筑间空气流动快、风力强劲，一旦出现火灾，可能会助长火灾蔓延。
1.2结构设计中抗震结构设计存在的问题
在对高层建筑进行结构设计时，除了上述消防结构设计需要注意外，抗震结构设计整个设计过程中极为复杂但又容易出现问题的地方。由于高层建筑不同于一般建筑的复杂特征以及地震发生时不确定因素极多，因此在进行建筑结构设计时，设计人员必须要对相关抗震数据进行仔细分析和研究，在实际数据的基础上进行总体规划和设计，而不能只是根据一些书本上的原理进行设计，只有这样才能达到有效避震的目的。但是当前，许多设计人员由于自身能力不足以及专业操守不强在进行抗震结构设计时仅仅根据书籍上的原理进行设计，最终导致抗震结构设计有效性不强、灵活性不高、安全耐用性不足，不能很好地保障人民生命财产安全。
1.3建筑结构设计中抗风结构设计存在的问题
除了消防结构设计以及抗震结构设计，在高层建筑结构设计中，抗风结构设计也是一个重要的组成部分。设计人员在进行抗风结构设计时，应该紧紧围绕建筑结构的抗风压性这一特点。由于高层建筑楼层较多、体积庞大，其本身对风具有良好的阻隔作用，当高层建筑周围的空气由于动力的作用出现改变，则又会对高层建筑产生风压，使得高层建筑物必须承受相当的动力荷载力，此时这种力可能会对高层建筑稳定性造成一定的影响。因此，在进行抗风结构设计时必须要以建筑的抗风压性为中心，综合考虑多种因素,从而保证高层建筑的抗风承载力。由于抗风结构设计也是高层结构设计中的一个重点和难点，因此许多设计人员并不能很好的围绕建筑物抗风压性进行抗风结构设计，导致建筑物实体在遭受风压时主体结构出现毁坏，严重者出现玻璃幕墙碎裂、墙体出现断裂等情况。
2．高层建筑结构设计相关问题的解决路径
2.1消防结构设计相关问题的解决路径
为了保障高层建筑中人民的生命健康和财产安全，消防结构设计必须始终以防为中心，同时辅之以应急应对措施。首先，在进行消防结构设计时必须对防火间距进行科学设计，在进行设计时必须根据行业规范对建筑物间距进行测算，此外根据建筑物所在处的地形因地制宜，以增强消防应急措施的灵活度。其次，在进行安全通道进行设计时，应该根据具体地形情况设计多条安全通道，以避免火灾时电梯出现断电导致人群不能有效疏散。再次，为了在发生火灾时延缓火势蔓延，有效控制烟雾扩散，在进行消防结构设计时，对防护墙、防火门等应该予以设计，这样可以为人们在火灾时争取时间。
2.2抗震结构设计相关问题的解决路径
在进行抗震结构设计时，基于高层建筑的特点，必须对建筑结构的构件、建筑物的地基以及剪力墙进行设计已达到抗震的目的。具体而言，首先，应该对高层建筑结构的构件位置进行科学合理的规划，使不同的构件发挥不同的作用，在地震发生时承载不同力。其次，由于发生地震时如果建筑物地基出现沉降的情况则整个建筑物都极易损毁，因此必须对建筑物地基进行针对性设计，通过地基设计，简化了建筑平面，对建筑物的刚度进行增强。再次，对剪力墙进行设计，兼顾楼板的刚度以及结构侧面的强度，从而最大程度地控制建筑物的位移，有效提升整个高层建筑的抗震性。
2.3抗风结构设计相关问题的解决路径
在整个高层建筑结构设计中，抗风结构设计是一个重要的基础性设计。对高层建筑进行抗风结构设计，增强建筑物的抗风压性，提高其抗风承载力，具体可以从以下方面出发：首先，要对建筑物进行基础性的抗风结构设计，保证高层建筑的稳定性，这表现在选材时要使用级配比较高的砂石，这样不仅可以确保建筑物的一定的填充材料密度，同时还可以杜绝水平方向上出现的对整个建筑结构的倾覆性的威胁。其次，在进行抗风结构设计时必须设计有效的耗能减振系统，其组成部分为楼板、剪刀墙以及梁柱等，其材质一般为粘弹性高的阻尼材料，这种减振系统可以保证建筑结构的稳定性，减小风荷载力对建筑物的作用，增强建筑物抗风压性。再次，在进行抗风结构设计时，为了增强建筑无得稳定性，还可以对高层建筑的高风压处进行补强加固，这就需要在选材时采用高强度的钢筋混凝土，严格控制构件中的钢筋含量。最后，为了增强高层建筑实体的强度和刚度，提高整个建筑物的承载力，设计人员在进行抗风结构设计时必须对高层建筑的风荷载进行分析和计算，按照相关行业规范，高效设计适合该建筑物的抗风结构。
3结论
在对高层建筑结构进行设计时，尤其应该注重三个方面的设计，分别是消防结构设计、抗震结构设计以及抗风结构设计。设计人员在施工设计时，必须充分考虑到这三个方面，保障高层建筑兼具实用性与安全性，保证建筑物内人民的生命财产安全。
参考文献：
[1] 叶至峰.带转换层的高层建筑结构设计[J]. 中国新技术新产品. 2011(18)
[2] 孙广花.关于高层建筑结构设计问题分析[J]. 中国新技术新产品. 2011(17)
[3] 李荣全.浅谈高层建筑结构体系的选型及含钢量的控制[J]. 现代物业(上旬刊). 2011(08)
高层建筑结构设计原理范文第2篇
建筑物过高
近年来，随着高层建筑的不断增多，许多房地产公司为了把其建筑特征显现的更明显，就不断的增加其楼层数。但是随着楼层数的增加，建筑物的高度过高，使得其建筑在质量以及抗震设防的性能上都有更高的需求，而建筑规范也对建筑物的高度进行了明确的规定，并且提出在高度设计中
定要保障其满足抗震的实际需求。但现如今的建筑中，仍然有许多的企业存在着建筑超高的现象，这使得建筑的质量性与安全性面临着比较严峻的问题。
为解决这一问题，建筑规范将限制高度进行了调整细化，区分了AB级高度，这在一定程度上使得建筑物过高问题有了改善。除此之外，在建筑规范的基础上，各个企业在进行高层建筑结构设计时都应该将建筑物超高现象重视起来，在项目进行施工审核时，发现问题就要及时处理，重新讨论制定科学的设计方案，避免对其建筑工程的施工进度以及整体造价造成不必要的影响及损失。
结构的规则性
近年来，高层建筑结构设计有了新的规范条例，其中对其结构的规则性又提出了很多限制内容。虽然其中明确的采用了强制性条例规定建筑设计中不能采用严重不规则的设计方案，可从目前的情况来看，依旧有很多的企业在高层建筑结构设计中违反了结构的规则性，这会对高层建筑物的质量造成很大的影响，拉低整个工程的质量水平。
对此，我们要采取相应的对策来解决这一问题。为了避免在建筑的后期出现施工图纸被迫做更改的情况出现，我们就需要高层建筑的结构设计者严格的考虑设计工作中的结构规则性问题，要结合建筑的施工要求来计算与分析出合理的结构设计方法，达到高层建筑结构设计规范条例的规定要求，致力于提高整个高层建筑的质量。
注意建筑设计中的轴压比和短柱问题
建筑的设计者为了将柱的轴压比控制住，一般在用钢筋混凝土建造的高层建筑中把柱的横截面做的很大，并且在柱的纵向钢筋之中运用构造配筋。即便是在高层建筑施工中使用高强度的混凝土，建筑柱的断面尺寸也丝毫不会减小。所以为了能使建筑当中的柱体一直处在偏压的一种状态并要避免出现混凝土被砸碎的情况，我们就必须要对柱体的轴压比进行限制。若建筑主体的塑性能力不达标，那么相对的其结构延性也就会很差，这就可能会导致建筑在发生灾害时受到一定程度的损害。
对此，我们在高层建筑的结构设计中，要依据强柱弱梁的原理对建筑进行科学设计，并且要选用延性较好的梁具，这样能够让柱子出现变形破碎的可能性大大降低，也能够放松轴压比的限值。另外要说明的是，并不是底部柱长和直径比都小于4的柱体就定是短柱。短柱的确定依据是柱的剪跨比小于2，只有这时，我们才可以确定其为短柱。
考虑建筑所用材料的选用及结构体系问题
般情况下，工程设计的技术人员都非常重视材料的选用及建筑的结构体系问题，因为这在一些地震多发地区是起到关键性作用的。从我国目前的现状来看，超过150米的建筑物主要是采用筒中筒、框架-支撑以及框架-筒这三种经常使用的结构体系。由于在结构设计中多以钢筋混凝土核心筒为主要结构，因此对于建筑材料的形变控制应该要结合钢筋混凝土结构上的位移来考虑。又因为钢筋混凝土结构其弯曲变形的侧移幅度相对较大，若用刚性度非常小的钢架支撑其减少侧移，并不会有非常明显的作用并且还可能对钢结构的承载能力施加更大压力。有的时候还会采用加大混凝土的内筒，但效果也不明显。
因此，我们在高层建筑结构设计的材料选用过程，一定要依据我国建筑市场上现有的钢材品种、类型自己各种相关的钢结构加工及制造能力来进行选购，由于考虑到高层建筑的抗震设防需求，设计者最好在高层建筑的结构施工中选用钢结构亦或是钢管混凝土结构，这样可以有效的改善其防震效果。
高层建筑结构设计原理范文第3篇
关键词：高层建筑，结构设计，分析，研究
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
我国经济的快速发展加快了城市化进程的脚步，同时带动了建筑业的腾飞，建筑技术随之也有了质的飞跃。高层建筑的发展使有限的土地面积得到了最大化的使用，发展无限的空间，缓解了城市用地紧张和城市人口压力，并且高层建筑一跃成为建筑发展的主流导向，俨然成为城市高度发展的标志。高层建筑结构层数多、复杂难度大、施工困难、管理复杂、工序繁多、建设周期长、质量难以保证等诸多的特殊性，给设计施工带来了许多不便。高层建筑能够做到结构功能与外部条件的一致，设计理念先进，能够充分发挥结构的功能并保持经济性的协调，更好的解决构造问题。高层建筑结构总体系与各个分支体系设计和构造处理的原则、力学性质以及工作原理、力学模型和功能等这些高层建筑概念设计的依据都需要在实践中不断的积累经验。本文从高层建筑结构设计的角度出发，针对高层建筑结构的特点和设计问题，分析总结设计的要点，提出相对的控制措施，以期为相关的结构设计人员提供借鉴和参考。
2 高层建筑结构设计特点
相比低层、多层建筑结构，高层建筑结构中结构专业在各个专业中发挥着更为重要的作用，结构体系的选择直接关系到建筑的平面布置、楼层高度、施工技术、机电管道、施工工期、造价成本等，主要设计特点有以下几点：
1）高层建筑结构设计的主要因素是水平载荷，其也是高层建筑结构设计的决定因素，在低层和多层建筑结构中，一般是以重力为代表的竖向载荷对结构设计起着至关重要的作用。在高层建筑结构设计中，虽然竖向载荷对结构存在着重要的影响作用，但是水平载荷更为重要，之所以这样认为，是因为水平力对高层建筑结构安全稳定性的影响程度要远远超过竖向载荷对结构的影响。建筑结构设计中的竖向载荷包括建筑自重以及建筑楼面的使用载荷，它们在竖向构件中作用的轴力和弯矩的大小与建筑高度的一次方成正比关系，而水平载荷对建筑结构产生的倾覆力矩，和由此在竖向构件中产生的轴力，都与建筑高度的二次方成正比关系，因而，对于一定高度的建筑来说，竖向载荷是定值，而水平载荷主要是风载荷和地震水平分力，它们的数值大小是动态的，具有不确定性，对着结构动力学的不同随之产生较大的变化，而随着建筑高度的增加，较小的水平载荷也会产生较大的倾覆力矩和轴力，因此水平载荷是高层建筑安全性能的主要决定性因素之一。
2）建筑结构中，轴向变形对结构的影响主要表现在连续梁支座的安全和预测构件的下料长度方面。在高层建筑结构中，由于竖向载荷较大，柱中的挠度也较大，这样直接影响了连续梁弯矩，导致中间支座附近的负弯矩减小，而连续梁跨中正弯矩和端支座负弯矩增大，威胁到连续梁的稳定安全性能。同时较大的轴向变形也会对预测构件的下料长度产生影响，因此要根据轴向变形的计算值来调整预测构件的下料长度，避免出现安全隐患。结构构件的剪力值和侧移也会受到轴向变形的影响，考虑到结构构件竖向变形，得到的结果安全度不够。
3）与低层、多层建筑结构几何变形相比，高层建筑结构的侧向位移也成为控制目标，需要在结构设计中认真重视的关键所在。随着建筑高度的不断增加，侧向位移受水平荷载影响也越来越明显，水平荷载越大，侧向位移也就越大，对结构的安全影响就越大。因此，结构侧向位移要规定一个安全的容许范围，设计计算要将其控制在此范围之内，减少其高层建筑结构的安全影响。
4）结构延性是建筑结构的一项非常重要的设计指标，与低层建筑结构相比，高层建筑结构更具有柔韧性和延展性，建筑结构的整体变形相对来说也会更大一些。在风、地震等外力的水平作用下，高层建筑结构由处于弹性状态，在作用力超过弹性极限的前提下，结构就会进入塑性变形阶段，此时的变形无法恢复，如果作用力继续加大，就会达到破坏阶段，因此为保证结构在进入塑性变形阶段后仍然具有较强的变形能力和持久性，避免出现倒塌，就要采取恰当的措施，增加结构的延展性，避免结构损坏。
5）有抗震设防要求的高层建筑结构设计，在考虑竖向载荷、风载荷等的条件下，还要满足抗震设防的要求，保证结构具备良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
3 高层建筑结构设计分析研究
3.1结构的高度
高层建筑结构的总体高度受制于规范标准，主要体现在抗震规范、高层混凝土技术规范中，对高度、超高等进行了严格的划分。高层建筑结构设计中，之前的一些处理方法和措施都有一定的改变，并且随着高度的增高，结构安全影响因素也增多，若忽视这些问题，就会产生非常大的风险。在实际工程中如果忽略这些问题，在施工图的审查过程将受到限制，导致返工重新设计的现象出现，若进行专家论证继而会影响工期、造价等一连串的规划设计施工，给项目造成很大的麻烦。当建筑高度达到一定的程度时，结构会发生质的变化，如安全指标、荷载、材料、力学模型选择等。
3.2 结构的体系
建筑结构体系有很多种，目前主流的结构形式主要有钢结构和钢筋混凝土结构。对结构体系的选择有直接影响的是结构转换层和加强层的设置，在结构体系之间或者柱间距发生变化时，就需要设计转换层，这时结构的刚度突变会直接影响到相邻的柱构件的受力情况，剪力增大导致很难实现转换层与体系连接处的强柱弱梁。因此，高层建筑在需要转换层或者加强层的结构设计中，结构体系的刚度要低，避免刚度出现太大变化，根据我国的建材市场产品性能和品种，可以适当的选择钢骨混结构、钢管混结构、钢结构等。
3.3 结构的细节问题
重视建筑结构细节的设计是为了保证结构的规则性、剪力墙和嵌固端的设置。采用平面规则的建筑结构方便了设计施工，并且规范要求建筑物采用规则的方案，同时在平面规则性做了严格的限制，就是为了避免在后期的施工图设计中造成不必要的麻烦。短肢剪力墙是设计中受到限制最多的，因此在设计中要避免出现短肢剪力墙，如无法避免，则要符合各种要求。嵌固端一般出现在地下室顶板、人防的顶板位置，它的设计也需要按照规范要求进行，如抗震等级一致的要求、嵌固端上下层的刚度比值的选取、嵌固端和抗震缝的相对位置要求，如不满足规范要求，则会对工程产生严重影响，因此也要重视嵌固端的设计。
3.4 结构的抗震性能
高层建筑结构极易出现扭转效应。当受到地震作用时，会加剧结构的破坏，继而影响到邻近建筑物的稳定。在高层建筑中结构抗震是设计中必不可少的环节。结构的应力集中现象会影响结构的安全性能，常出现在凹凸的拐角处，需要引起一定的重视，避免出现或者采取补救措施来减小这种应力集中现象。高层建筑结构在竖向还常出现刚度突变和薄弱层，因此在进行抗震设计时要注意防震缝的设置，同时它也是设计时容易忽视的问题。高层建筑结构要严格按照抗震设防规范的要求进行。
4 结束语
高层建筑结构设计随着建筑的高度变化越发复杂，相关设计人员要针对高层建筑的结构特点以及主要安全影响因素进行重点考虑，在严格遵守规范要求的基础上进行合理的结构体系的选择、高度的控制，重视结构细节的设计问题，按照抗震的安全标准设计，提高高层建筑在设计上的质量和安全性能。
参考文献：
高层建筑结构设计原理范文第4篇
关键字：高层建筑；结构设计；概念设计
Abstract: The industry of high-rise buildings in China with the development of city and area restrictions and vigorous development, in addition to building community increased,form and structure design of main building has become increasingly diversified, enrichment, in which, the structuredesign of high-rise building brought more problems to the engineering designer, is briefly described design features of structure design of high-rise building structure firstly,architectural design of high-rise buildings and high-rise buildings of the problem, introduces the concept of high-rise building structure design.
Keywords: high-rise building; structure design; conceptual design
中图分类号：TU972文献标识码：A文章编号：
我国经济市场的快速发展决定了城市建筑多功能化的趋向，人口数量的急剧增长和建筑用地日趋紧张决定了高层建筑列入城市发展规划的必然趋势，进而促进了相关产业的不断壮大和发展。除此以外，科技技术的进步也为高层建筑提供了更为轻质的高强度材料，设计计算理论方面的发展也为高层建筑结构设计带来了更为夯实的理论基础，而计算机技术的普及应用与建筑结构设计分析相结合，更为高层建筑的发展提供了必要的技术支持。
一、高层建筑的建筑设计状况概述
近些年来，随着我国社会经济的快速发展，市场对于高层建筑的需求也越来越高，伴随着这种社会需求形式，高层建筑在各地如雨后春笋般涌现，这为建筑行业的发展提供了良好地机遇，于此同时，高层建筑的特点为占地面积较小，建筑面积大，建筑造型较为独特，具有高集约性的特点。这些特点能够充分满足城市建筑日益紧张的用地局面，能够占用更少的用地，进而有效节约城市用地，同时能够有着良好地采光，日照以及通风效果。这些优点使得高层建筑在现代化城市中得到了快速的发展。然而随着高层建筑高度的快速增加，如何有效进行建筑的防火防灾，已经成为了城市建筑一个不可避免的难题。正是这些特点，使得高层建筑在现代化大都市中得到了迅速的发展，但是，随着建筑高度的增加，建筑的防火、防灾、热岛效应等已成为人们急待解决的难题。
二、当下高层建筑的结构设计特点
高层建筑的结构设计与多层或底层建筑的设计相比，结构的设计项目比其他工程项目的内容要重要一些，由于建筑结构设计与建筑的平面布置、立体构型、建筑高度、施工技术的标准、水电管道的布设、工程竣工时间的耗费以及工程造价投资等方面有着十分密切的关系，下面，笔者就对高层建筑的结构设计特征进行详细介绍。
2.1水平力是结构设计的重要因素
多层或底层的建筑结构设计中，通常都是将以重力代表的竖向荷载来对整体的房屋结构设计进行控制，而高层建筑的结构设计中，竖向荷载所起到的控制因素占比不大。由于高层建筑的自重和楼面使用所产生的荷载在竖向构件中所产生的弯矩及轴力的数值与建筑高度的一次方呈正比关系；而该荷载在水平构件中所产生的倾覆力矩以及在竖向构件中引起的轴力则与建筑高度的二次方呈正比；从另一个角度来说，若建筑高度到达一定程度时，其竖向荷载的数值为定值，而水平荷载则因为受到各种环境因素的影响，其数值会因为结构动力性的不同而产生较大的变化。
2.2侧移是结构控制的重要指标
结构侧移在多层和底层建筑的结构设计中并没有受到重视，而高层建筑的结构设计中，结构侧移扮演着十分重要的角色，水平荷载结构的侧向形变与建筑高度的四次方成正比，因此其数值会随着建筑高度的增加而增加。除此以外，高层建筑的高强度轻质材料的应用、侧向位移的速增、新型结构设计和建筑形式都会随着建筑高度的突破而一一出现，这样一来，高层建筑的结构设计不仅在强度标准上有所提升，同时结构的抗推刚度也要随之增强，只有这样才能保证在该结构设计下建筑由于水平荷载而产生的侧移量被控制在一定范围内，若超过限定范围，则会出现以下现象：1.附加内力的增强会在侧向位移增大时加剧偏心现象，而附加内力超过了限定大小数值时，就会导致房屋恻塌；2.填充墙或室内装饰产生裂缝或损坏，导致建筑物的机电设备管道受到冲击，会造成电梯轨道变形而停止运行；3.建筑主体结构构件产生裂缝，甚至出现损坏；4.给建筑使用者带来心理上的不适合压力。
2.3对建筑的抗震性能要求更高
风荷载和竖向荷载是高层建筑正常使用时所涉及的基础抗震性能设计的内容之一，具备抗震设防的高层建筑结构设计，除了要考虑到以上正常使用的荷载以外，还要保证建筑结构具备良好的抗震性能，大震不倒、小震不坏是高层建筑抗震性能的表现。
2.4轴向变形重视的加强
现代高层建筑常见的设计结构中，框架体系的应用较为普遍，而在这种建筑结构中，框架的中柱轴压应力会比边柱的轴压应力要大，也就是说中柱的轴向压缩变形会比边柱轴向压缩变形要大。建筑高度越大，中柱和边柱轴向形变的差异就会越大，当超过限定范围时，会导致连续梁中间支座下陷，从而导致连续梁中间支座位置的负弯矩值减小，端支座负弯矩值和跨中正弯矩值变大。
三、高层建筑结构设计中存在的问题
3.1高层建筑结构受力性能设计问题
无论是多层、底层建筑还是高层建筑，在对水平和竖向的结构系统进行设计时，所涉及到的基本原理都一样的，设计思想方面的唯一差异就是，在建筑高度有所增加的状态下，结构设计应该提高对竖向结构体系的重视，原因有两点：1.侧向荷载与竖向荷载相比，其侧向力所产生的倾覆力矩会大很多；2.在垂直荷载比较大的情况下，应该保证结构设计中加入墙、柱或井筒等承受力较大的空间构建。
3.2高层建筑结构扭转问题
刚度中心、结构中心和几何形心是建筑结构的主要内容，统称为结构三心。高层建筑的设计原则之一是要做到三心合一，也就是建筑三心的点尽可能集中在一个点上。所谓结构扭转现象就是指建筑的整体结构设计没有达到这一要求标准，进而使得建筑在水平荷载的作用之下发生结构扭转振动的现象。
四、高层建筑结构概念设计思想
4.1选择有利的抗震场地
应尽量选择有利的地段，避开对建筑抗震不利的地段，实在无法避开时，应尽量使建筑物场地选择建在基岩或薄土层上，或具有较大“平均剪切波速”的坚硬场地土上，从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。
4.2确保结构的整体性
结构的整体性是保证结构各部件在地震作用下协调工作的必要条件。不开洞或者是开洞较小的现浇钢筋混凝土结构楼盖和钢混凝土组合楼盖具有整体性好、平面内刚度大的优点，增加结构的整体性，有助于结构的协同工作。因此优先选用现浇楼板，且尽量要少开洞或不不开洞。
4.3减轻结构自重，控制结构刚度
地震作用的大小与建筑自重成一定比例，自重越轻，地震效应也就越小，因此附属结构要尽量选用轻质材料。同时结构刚度在满足位移的基础上宜小不宜大。增大结构构件截面，提高了结构刚度和抗力大小，但同时也会招来更大的地震力。因此，不可盲目增大结构的刚
度，而要对其加以控制。
五、结束语
综上所述，高层建筑的结构设计作为一个长期、复杂且往复循环的一个建筑发展过程，其间，负责建筑设计的工程师不仅要按早建筑业内的规范来进行设计规划，更要在设计的过程中结合建筑区域的地质地况来进行结构设计，运用多种设计方案和设计思想，通过对比分析出最佳的设计图纸，从而保证高层建筑结构设计的质量和效率。
参考文献:
[1]天水市建筑勘察设计院 陈龙;浅谈建筑结构设计中的概念设计[N];天水日报;2008年
[2]刘洁;建筑结构概念设计[J];河南广播电视大学学报;2006年03期
高层建筑结构设计原理范文第5篇
【关键词】建筑结构设计；特点；建筑工程；布置；应用
建筑工程中进行建筑工程结构设计时，必须首先深入了解结构设计的特点，然后结合实际情况和消费需求进行相应的结构设计，避免无根据的天马行空结构设计，最后给建筑的施工和成本带来管理困难。
一、建筑结构设计的特点
1.1水平方向的应力方面
一般情况下以建筑重力为主的竖向载荷决定着结构设计中的受力控制。在水平受力方面，因为其楼层低，载荷小等特点，使得水平应力基本不对结构设计的稳定等造成大的影响。而对于高层建筑来说，水平荷载对结构产生的倾覆力矩，是与楼层高度的两次方成正比，加之水平载荷的风载荷和地震的影响，它的数值随着这些因素的动态变动而有着较低层建筑更大的变动。所以对于高层建筑而言，水平载荷才是结构设计决定性因素
1.2结构延性方面
对于低层建筑而言，更加注重的是竖向的结构延伸性，因为其主要的受力是集中在重力为主的竖向应力，它的建筑风格更加固化和硬质一些。而对于高层建筑，考虑到水平荷载对结构产生的倾覆力矩以、风载荷以及地震载荷，它的结构设计需要更加柔和一些。为了应对建筑结构塑性变形后还能有较强的变形能力，这就需要使用一些特殊的延展性较强的材料和特殊的工艺方法，保证建筑结构具有较好的结构延展性。
1.3侧移控制方面
在侧移方面，低层建筑比较好控制，主要就是保证地基的稳定性，在结构设计上，尽量使受力在竖向平衡的分布。而对于高层建筑而言结构侧移是一个关键因素，随着建筑高度的不断增加，水平侧移力不断增加，加上高层建筑为了减少自重会采用一些新的轻质结构体系，这使得侧向位移控制难度大大增加。
二、建筑结构的总体布置
科学合理的建筑结构设计即需要有合理的结构体系还需要有完美的结构布置。因为结构布置会影响到建筑设计方案的效果，影响到建筑的安全和功能的使用。结构的总体布置要考虑控制结构的侧向变形、平面布置、竖向布置、缝的设置和构造等几个方面。
2.1平面布置
平面布置的选择主要是根据建筑工程的实际情况来确定，如果是独立的结构单元，则采用形状较为简单，而且要根据相对应、相协调的原理，刚度和承载力分布要呈现出比较均匀的形状。此外，根据抗震设计的要求，高层建筑单个的结构单元长度要控制在一定的范围内，不能太长，否则在发生地震时，结构的两端可能会出现反相位的振动，这将会导致建筑被过早地破坏，同时威胁到人们的安全。
2.2竖向布置
为了避免过大的外挑和内收，结构的竖向布置应遵循形体规则、刚度和强度沿高度均匀分布的原则，而在同一层的楼面，要设在统一标高处以防止错层和局部夹层的情况出现。而在面对高层建筑时，还要注意解决结构刚度和强度发生变化的情况，对于这种情况，应逐渐变化。
2.3控制结构的侧向变形
建筑的结构一般都要同时承受竖向荷载、水平荷载。水平荷载会使侧移随结构的高度增加而变大，因此，在水平荷载的作用下，如果建筑高度超出一定的范围后，就会造成结构发生过大侧移和相对的位移，有时甚至会严重地破坏非结构构件，所以，我们要把控制侧向位移作为高层建筑结构设计的重点和难点来解决，一般情况下，要以限制结构的高度和高宽比为控制手段。
2.4缝的设置和构造
建筑结构的总体布置应该要考虑到沉降、温度收缩和形体复杂对结构带来的不利影响。可以利用沉降缝、伸缩缝或防震缝把结构分成若干个独立单元，以消除沉降差、温度应力和形体复杂对结构的不利影响。但如果设缝，就会对建筑的使用要求、立面效果、防水处理带来不便。因此，在设缝上必须要谨慎对待，尽量能从总体布置上或构造上采取其他有效的措施来减少沉降、温度收缩和形体复杂引起的问题。
三、建筑结构设计在建筑工程中的应用
结构设计方面必须要考虑的因素主要有：建筑物结构类型的选择；基础形式的选择；上部结构体系及构件的确定；混凝土设计强度的确定等。建筑结构设计极大的影响着整个建筑工程的整体效果，它应用于建筑工程的方方面面，比如施工进行、造价控制、安全美观度。下面我们就从这三方面进行分析介绍：
3.1施工方面的应用
建筑结构设计对于施工的进行有着重要影响，什么样的结构设计决定了什么样的施工方案。施工方面分为基础结构施工和上部结构施工，地基基础的结构设计首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。对于上部结构，我们要考虑建筑的稳定性和造价的平衡，我们首先要保证建筑的稳定性，在此基础之上严格控制造价。
3.2在造价控制上的应用
结构设计在造价控制方面的目的就是在保证结构安全的前提下，通过设计人员自身的判断力和创造力对结构方案进行优化，以控制工程造价，满足投资方的经济要求。在结构设计中影响建筑工程在造价的因素有：一.建造结构形式的选择。它对整个工程的建设影响极大，因为不同的结构会有不同的施工方案，相应的安全美观度也不一样，造价更是大不一样。如高层建筑水平应力其主要的控制作用，所以我们在选择结构形式的时候，水平应力就应该是主要的考虑因素，还应根据实际需要选择相应的结构，如筒体结构。二.建筑材料的选择。在建筑材料的选择上，低层建筑而言我们一般选择钢筋混泥土结构，但是对于高层建筑而言，我们要考虑减轻它的自重和地震等的影响，所以一般会选择高强度混凝土可以减小结构截面和减轻结构自重，填充墙材料宜采用轻质墙体。三.高宽比是建筑物的总高度和倾覆方向支承体系的总宽度之比。高宽比对高层建筑物的造价影响相当大，有时甚至比建筑物的绝对高度影响更大。四.新技术的使用。近年来，随着信息化的发展，很多新技术也不断被建筑行业应用，但是由于新技术带来的成本提高，使得在应用中我们必须要掌握好工程造价和新技术之间的使用平衡。
3.3在安全美观方面
建筑的结构和外观造型体现着该地区的建筑水平和文化发展。所以建筑结构设计在安全美观这方面，也有着积极的影响。如澳大利亚的悉尼歌剧院，图中贝壳形尖屋顶，是由2194块每块重15.3吨的弯曲形混凝土预制件，用钢缆拉紧拼成的，外表覆盖着105万块白色或奶油色的瓷砖。外形美观且有文化特点，它是悉尼艺术文化的殿堂，更是悉尼的灵魂，是公认的20世纪世界十大奇迹之一，是悉尼最容易被认出的建筑，这一切都归功于伟大的建筑结构设计。
对于目前我国的建筑结构设计应用中还应该注意一些问题：如尽量采用节约型的结构设计，以适应我国节约型社会的发展趋势；提倡使用概念性的设计方法；对于结构设计采用一些量化的指标进行评定等。
四、结束语
建筑结构设计在建筑工程中的应用，我们不仅要重视建筑的安全和质量，还应该考虑其外观美感和造价的控制。一切从实际出发，不断提高建筑结构设计的水平，为我国建筑行业的提高做出积极的贡献。
参考文献
[1]赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京：科学出版社，2007
