高层结构建筑设计
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高层结构建筑设计范文第1篇
近些年来，建筑也有了突飞猛进的发展，城市规划中的高层建筑越来越多，他以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。就结构特征而言，高层建筑就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和非结构性材料的破坏；控制由风荷载造成顶部的楼层加速度反应，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。
1 高层结构概念设计
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，例如多塔结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（1），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；宽度比和抗倾覆；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（Ⅱ），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。而在最后的第Ⅲ阶段，及施工图设计阶段，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Ⅱ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臂构件，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，或是由地震时地面晃动引起的水平惯例性。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，趋向于即可能将它推倒（受弯曲），又可能将它切断（受剪切），还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、压屈或拉斯，其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限；对抗剪力来说，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，甚职位及屋外行人的安全。所以，高层结构建筑要避免过大的震动。
2 高层建筑的结构体系
通过受理因素分析，下一步就应考虑使用什么结构体系，有下面几种高层建筑结构体系可以选择，其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒中筒结构等。根据其受力特点，结合高层概念设计的三维层次考虑，选取合适的结构体或其组合体系。
（1）框架结构体系。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由梁联系起来，形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时，可以隔断分隔成小房间，或拆除隔断改成大房间，因而使用灵活。外墙采用非承重构件，可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用较易破坏。不高于15层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。
（2）剪力墙结构体系。剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的机构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3-8m。现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大。在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求容易满足，食欲建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好，在历次的地震中，都体现出良好的抗震性能，震害较少发生，程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大，平面布置不灵活，而且不宜开过大的洞口，自重往往也较大，不是很能满足公共建筑的使用要求，而且成本也较大。
（3）框架-剪力墙结构体系。框架-剪力墙结构体系是由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件，框架和剪力墙协同工作的体系。在框架-剪力墙组成。由于剪力墙刚度大，剪力墙承受大部分水平力（有时可以达到80%-90%），是抗侧力的主体，整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受侧向荷载，提供较大的使用空间，同时承担少部分水平力。由于剪力墙刚度大，其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了，在地震作用下层间变形减小，因而也就减少了非结构构件（隔墙和外墙）的损坏。这样无论在非地震区还是地震区，都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成简体结构，布置在内部，外部柱子的布置就可以十分灵活；内筒采用滑模施工，的框架柱断面小、开间大、跨度大，很适合现在的建筑设计要求。
高层结构建筑设计范文第2篇
文献标识码： A 文章编号：
摘要：本文主要阐述了对结构设计中的概念设计工程师重视的几个问题，如概念设计的抗风、抗震的主要内容，并详细地对概念设计结构中应用及其具体的设计措施进行了探讨，。以供同行参考。
关键词：建筑结构；概念设计；结构体系
Abstract: this paper expounds the concepts of the design of structure design engineers, some important problems, such as the concept design wind resistance, the main content of the earthquake, and detailed to the conceptual design structure and its application in the design of concrete measures, the paper discusses the. For peer reference.
Keywords: building structure; The conceptual design; Structure system
随着人们生活水平的提高，建筑功能的多样化的发展，人们对建筑结构的设计都有着越来越高的要求，如何做好建筑设计是结构工程师在结构设计中需要考虑的重要问题。建筑结构设计中的概念设计首先要明确建筑结构设计的定义，它是指在结构工程师将实践中提炼出的各种结构元素通过语言表达出建筑从整体布置到技术和经济分析、以及计算、构造、制图等方面的工作，以达到建筑物经济、安全、耐久等功能的优化。本文对高层建筑结构设计中值得重视的几个问题进行了探讨，仅供参考。
1.概念设计的主要内容
建筑结构设计中的概念设计其整体可以分为结构方案、结构设计和施工图设计三个阶段。概念设计则是结构工程师在设计过程中根据个人经验对于整体建筑结构宏观把握的前提下进行整体定型设计的过程，具体说来就是从结构总体方案之始，在特定的地理条件以及建筑空间的条件下，以整体概念来考虑和设计结构的总体方案，在这一过程中借助结构总体、分体间的力学关系，结构破坏机理，试验和实践经验等过程中形成的设计理念和设计原则。它主要包括在结构体系的选择上注重结构的规则性，选取抗风和抗争性较强的结构体系；在结构布局上整体结构在刚度、质量和承载力上都能均匀分布，尽量避免不规则方案的使用；在结构构件上选取刚度和承载力较强，同时延性较好的构建；在结构连接上不只要保证结构的连接节点延性好，稳定性较强，还要保证建筑的附属构件以及机电设备等布置不会对主体结构构成不良影响。
2.概念设计的重要性和必要性
由于概念计算是指依据建筑的整体结构对于一些难以规定或者难以做出精确分析的问题，不经过数值计算而进行近似于估算方法的宏观控制。它对于分析判断计算机计算结果、建筑结构体系选择以及一些建筑细部的措施具有重要意义。
2.1建筑抗震设计规范规定的模糊性
建筑结构概念设计的一个重要目标就是抗震，目前我国建筑行业普遍遵循《建筑抗震设计规范》来进行建筑结构设计，然而这一新的抗震规范作为一种整体的规则和参考，关于许多具体问题没有明确细致的规定，因此在设计中不能盲目的照搬照抄。只有结构设计师在实际工作中运用概念设计，对于建筑结构的整体和各基本分体系之间的力学关系的认识和了解，运用自身的专业知识和专业技能，完成建筑设计方案。比如在建筑结构的抗震设计和抗风设计中，两者对于动力效应的要求相互冲突矛盾，就需要建筑设计师合理运用概念设计来加以协调。有如，根据新规范的相关规定，建筑设计师在设计过程中还应当注意建筑场地与建筑结构的共振问题，要在建筑物内设地设置地震反应观测系统等，都体现了概念设计的重要性。
2.2建筑设计过程中对结构工程师的经验要求
随着信息技术的发展，计算机网络在建筑工程设计中受到广泛应用。然而在建筑方案设计之初，无法凭借计算机进行相关的计算，这就要求结构工程师综合运用概念设计理念来选择最为经济可靠的方案。由于近似估算的概念设计有助于在设计方案阶段迅速有效的进行结构体系的构思与选择，在设计之初对于建筑结构有准确的定性，概念清晰。同时还可以免去后期设计中一些不必要的较为繁琐的运算，提高设计的经济性。另外概念设计还是判断计算机进行内力分析后输出数据是否可靠的重要依据。建筑设计过程中一定不能过分依赖计算机软件，容易影响建筑物结构设计的合理性和安全性。另外在建筑物的使用过程中由于许多不确定因素，如地震作为一种随机性较强的荷载，同时具有循环往复的特点，其破坏机理复杂，此外还有风荷载等，都要求设计过程中概念设计的使用。
2.3建筑高校教学体系中的缺陷
在目前的高校教学中主要有两方面的缺陷，一是注重理论教育，相对忽视学生的实践能力培养；而是在具体教学过程中中会单独构建、分体系的力学概念讲解，专业课的教学过程中缺乏综合性的练习，因此在高校毕业生中缺乏综合运用能力较强的技术人才。要求概念设计思想的引入，可以极大的拓展结构工程师的设计思路，有效的提高建筑物的安全性、适用性、经济性。
3.概念设计在一般结构中的应用
概念设计应当贯穿于建筑结构设计从方案制定到施工图绘制，甚至后来的工地现场服务等过程中。具体的施工设计措施应当满足以下要求：在场地选择中避开对抗震不利的地段；建筑应尽量采用规则的平面布置；建筑结构体系和材料的选择应当综合考虑结构的延性、匀质和房屋重心；以概念判断计算结果的合理性并进行必要的调整；尽量多的设置抗震防线；施工现场设计工程师根据自身经验技能解答现场的不确定突发问题。
4.概念设计在高层结构中的应用
随着今年来建筑行业的发展和人们生活水平的提高，高层建筑物越来越多的出现在人们视野中。在建筑结构设计中，高层建筑应当遵循和执行《高层建筑混凝土结构技术规程》（简称为高层规程），其中1.0.5条规定：“高层建筑的结构设计中应注重概念设计。”因此，概念设计在建筑结构中的运用至关重要。
4.1高层建筑结构的设计特点
高层建筑物由于高度增加，其重力荷载也相应上升，对于基础承载力的要求提高；由于地震作用和风作风的效应加大，建筑物水平位移的控制成为建筑设计中的主要矛盾；由于竖向构件产生缩短变形差对于建筑结构内力的影响增大，要求钢筋混凝土结构采取多种方法减小变形差；建筑物高度增加引起的倾覆力矩增大，对于建筑物稳定性的要求更加提高；由于高层建筑大多使用钢混结构和钢结构，耐火耐热性能较差，因此必须更加重视防火防灾的重要性，此外，建筑物的重要性等级提高，抗风要求加强等都是高层建筑结构设计中独有的特点。
4.2高层建筑结构设计方法
在材料选择方面，采用延性加好的高强度的轻质材料以减小地震的作用，如结构构件采用钢混或纯钢结构，外墙围护采用铝合金或玻璃幕墙，楼屋面采用压型钢板加混凝土面层等。采用正方形平面结构，加之在立面开洞泄风、采用下大上小的立面体型结构降低风作用中心并减小高风压在建筑物高处的迎风面积、尽量选取体形系数较小的平面形状，最好是流线光滑的外形来减小建筑物整体及局部的风压体型系数。[4]在结构体系的选择方面，剪力墙结构体系是高层建筑中最常用的结构体系，因为它可以有效的减少非承重隔墙的数量，有效抵抗高层建筑物地震水平力荷载和风荷载，同时也符合一般客户无外露梁柱的审美需求；此外还有框架轻体墙结构和框架剪力墙混合结构体系，如果是30层以上的超高层建筑则要选择刚度较大的筒形结构来增强建筑物的抗侧力。此外还可以采取将多个权威程序计算比较、小规模风洞试验获取相关参数、智能化设计提高结构可控性等措施。
5结束语
通过了高层建筑的对于建筑结构概念设计问题的探讨运用自身的专业知识和专业技能，完成建筑设计方案。从而更加有效地构造出新的措施与计划，完善建筑结构设计。
【参考文献】
高层结构建筑设计范文第3篇
关键词：高层住宅；建筑结构；抗震性能；优化设计
中图分类号：TU241.8文献标识码：A文章编号：
引言：
随着我国钢产量、成型制造工艺以及经济政策等方面的支持，我国房地产业的迅猛发展。进入上世纪 90 年代后，高层钢结构成为高层建筑的发展趋势。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化，而且在优化建筑结构设计上也越发受到业界普遍关注和重视。由于我国处于地震多发区，结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的日程。房地产业的高速发展将成为趋势，国内虽有一些高层钢结构设计理念，但可靠性仍值得商榷。因此，住宅高层建筑结构抗震的优化设计处于非常重要的地位。
1.住宅高层建筑结构抗震设计原则
抗震设计要刚柔相济，选择合适的结构形式，在增加结构刚度的同时也要增强地震作用，需要确定合理的抗震措施。保证结构的抗震性能主要是确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。在地震力作用下，要求结构保持在弹性范围内正常使用。建筑物的变形破坏性态后不能发生很大的变化，经简单的修复后可正常使用。随着建筑物高度的增加，允许结构进入弹塑性状态，但必须保证结构整体的安全。因此，六级以上必须进行抗震设计。每次强震之后都会伴随多次余震，在建筑抗震设计过程中如果若一味的提高结构抗力，就会增加结构刚度。若只有一道设防，则会导致结构刚度大。所以，建筑物在地震过程中既能满足变形要求，又能减小地震力的双重目标。因此，只有这样才能使建筑物抗震设计过程中防止造成建筑物局部受损。建筑物的抗震结构体系如果刚度太柔，首次被破坏后而余震来临时其结构将因损伤，结构构件协同工作来抵挡地震作用容易导致建筑物过大形变而不能使用。延性较好的分体系组成，地震发生时不会发生整体倾覆。因此，由若干个在地震发生时由具有较好延性。
2.高层建筑结构抗震设计要点
2.1 结构规则性
建筑在结构方案设计的初期，结合抗震设计的要求，对建筑平面及使用功能进行合理优化和布局，特别是高层住宅建筑，应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，要求建筑物平面对称均匀，柱网剪力墙布置合理。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，对建筑进行合理的布置，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，体型简单，结构刚度。大量的地震灾害表明，在地震时，只有建筑物受力均匀，平立面布局简洁对称合理，这样的结构才能满足抗震设防的设计要求。
2.2 层间位移限制
我们在进行高层建筑物结构设计时要注意建筑的高宽比，位移的限制和结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等问题。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格，以及所处的地理位置进行设计，稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，满足其具有足够的刚度又要避免超过结构的承载力，位移限值风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格，在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。
3.抗震设计中的注意事项
3.1基本设计信息的确定
根据当地的抗震设防烈度和建筑类别等确定抗震等级。值得注意的是，高层住宅建筑一般为丙类建筑，是不需要调整设防烈度的，而甲、乙类建筑要按照《建筑抗震设防分类标准》来调整设防烈度。设计时要明确该场地土类别、地面粗糙度和地震加速度，使设计更加合理。建筑越高，风荷载的影响越大，因此对基本风压也要更加重视，当建筑高度超过60 m 或者对风荷载敏感的建筑，就要按照一百年重现期的风压采用，并应根据建筑的形状、高宽比等选择合适的体形系数。
3.2概念设计与设计参数的正确选择
在方案设计阶段，要进行概念设计，使结构体系的地震作用传递途径明确以及使结构具有多道抗震防线。结构最大适用高度要控制在规范允许范围内，使结构具有足够的延性。剪力墙的布置应均匀、对称，在纵横两个方向上都有布置，使两个主轴方向的刚度尽量接近；墙体要尽量减少开洞，如果要开洞，洞口应均匀对齐，避免任意开洞。砼结构构件应控制截面尺寸和受力钢筋、箍筋的设置，防止剪切破坏先于弯曲破坏、砼的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋破坏。结构各之间的连接应做到构件节点的破坏，不应先于其连接的构件；预埋件的锚固破坏，不应先于连接件；装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性；预应力砼构件的预应力钢筋，宜在节点核心区以外锚固。
4.优化策略
对高层建筑结构抗震设计时,首先可以从高层住宅建筑结构的结构体系、建筑结构的规则性等方面着手,在将抗震和消震相结合的基础之上,建立建筑结构延性和结构设计的地震力要求相互影响的双重指标和设计方法,从而可以通过建筑结构形式达到减震消震的效果,从而使高层住宅建筑在地震中具有良好经济的抗震性能。
4.1 建筑结构的抗震设计应重视建筑结构的规则性
4.1.1在高层住宅建筑抗震设计中建筑主体抗侧力结构应该沿着竖向断面构成变化比较均匀,并且不能出现突变的现象,这种均匀的高层建筑结构能够避免因为结构薄弱层的破坏而造成整个建筑结构破坏,特别是对于强震区的高层住宅建筑应该特别注意。
4.1.2建筑主体的抗侧力结构的两个主轴方向变形特性以及刚性应该比较相近,这主要是因为高层建筑结构是三维形式,实际的地震作用以及风荷载具有任意的方向性,在设计中使建筑主体抗侧力的两个主轴方向的刚度比较均匀,这就可以保证建筑结构具有良好的抗风能力和抗震性。
4.1.3在高层住宅建筑抗震设计时,主体抗侧力结构的平面布置应保证同一主轴方向的抗侧力结构刚度应该均匀,这样可以有效避免在主体结构的布置设置中刚性大而延性小的结构,比如长窄的实体剪力墙,这种结构虽然能够满足刚度以及对称性的要求,但是由于在建筑结构中一些结构刚度比较大,所以在地震发生时,将会吸收非常大的能量,造成应力的集中的地方首先受到破坏,从而造成正整体结构的损坏。因此在设计的过程中保证高层住宅建筑同一主轴方向的抗侧力结构刚度的均匀性,对建筑结构的抗震延性具有重要作用。
4.2 抗震结构体系的优化设计
高层住宅建筑结构体系的设计是建筑结构设计中最为重要的问题。建筑结构设计方案的合理性,对建筑结构的经济性以及安全性具有重要的作用。而抗震结构体系是高层住宅建筑抗震设计中关键问题,在抗震结构体系设计的过程中应该设计多道抗震防线,并且还应该根据建筑的类型以及因素进行设计,这样不仅可以避免因为建筑中某些部分的构件的破坏而造成整个建筑体系的抗震能力失效的现象,而且还可以保证建筑设计的安全性。在设计中结合建筑特点、经济条件等因素综合考虑,并且在建筑抗震结构体系的设计中应该选择不承受重力载荷的构件。抗震结构体系必须具有合理的地震作用传递途径,设计中不适合采用轴压比较大的钢筋混凝土框架作为抗震结构体系设计的第一道防线,在抗震设计中设计多道防线主要是为了减少建筑主体结构的地震能量,必要的强度分布以及刚度能够减轻主体结构的破坏。
4.3 层间位移的控制
高层住宅建筑都具有非常大的高宽比,并且在地震以及风力的作用下会产生非常大的层间位移的现象,严重情况会超出结构位移的限制数值,位移限值的大小与建筑结构体系和结构材料、侧向荷载以及装修等多方面因素有关。所以在高层住宅建筑结构设计的过程中应该根据建筑的具体情况以及地理位置等进行设计,不仅应该具有足够的刚度,而且诶还应该有效避免水平载荷作用下造成的位移现象,而影响建筑结构的稳定性、承载能力和舒适度。
5.结语
随着新型结构、高性能材料的出现人类建筑也势必再上新台阶，理顺结构与建筑，使得新型结构建筑要求同时能满足建筑物的使用功能和外观要求。提高结构与设备的关系，需要从目前抗震设计现状出发，设计者应根据工程抗震概念各方面的知识和经验，作出正确的工程判断，找出结构安全与经济合理的最佳结合点，探求处一种实用可行的二步或三步设防的合理有效的抗震设计方法，以更好地适应社会经济和科学技术的发展。
参考文献：
高层结构建筑设计范文第4篇
目前，伴随着我国建设速度的加快，超高层建筑成为一个经济建设速度的标志，也越来越受到社会的认可，不过超高层的设计与施工技术是一个非常严谨的工作，超高层建筑的设计不仅仅要有安全储备保障，还要保证高层设计结构的科学布局与整体的合理性。所以说建筑结构设计单位必须要十分重视在高层建筑设计中的关键技术问题，从源头上保证高层建筑的设计质量。
1高层建筑结构的特点
在超高层建筑设计上面，需要兼顾高层建筑的水平位移与高层在垂直方向造成的垂直荷载力。在具体的超高层设计过程中，由于外力造成的水平荷载是高层建筑最需要考虑的因素，在对超高层进行建筑结构设计的时候，必须要首先对超高层的承载范围确定清楚，控制在一定的数值范围之内，也就是说，在超高层的设计中，其设计核心就是对建筑结构的抗压设计计算。
2超高层建筑结构体系的选择
2．1超高层结构体系分类
一般分为钢筋混凝土设计、钢与混凝土组合设计。由于超高层建筑结构体系的不同，可以将超高层建筑结构的设计分为混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计等。就目前来说，我国的超高层建筑结构基本上都是采用的钢筋混凝土结构。
2．2超高层建筑体系选用原则
在对超高层建筑结构进行选取的时候，必须要按照经济性、合理性、安全性的原则来进行选择作为高层建筑结构的体系。不过，超高层的设计还要依据建筑物的使用要求与高层的施工环境来确定其体系的选用。与此同时，超高层建筑结构在选取时还要具有较高的承受压力的能力。
2．3超高层的结构材料分析
当前，钢筋混凝土结构在超高层中的应用非常广泛，对于材料的选择必须要按照超高层设计的依据进行。原则是要求尽力发挥钢筋混凝土的材料性能。钢混结构由于具有耐久性能、防火能力以及结构刚度大等优点被广泛采用。不过，在设计过程中必须要考虑混凝土构件的截面尺寸问题，以保证空间结构的最优化设计。就目前来看，钢—混凝土混合结构的应用在高层建筑中的使用率将会进一步提升。但需要进一步开展混合结构体系的抗风、抗震性能研究，研究工作主要有两个方面的内容:一方面是混合、组合结构的抗震性能研究，如阻尼系数的确定、整体结构稳定性能等;其次，针对组合构件以及组合构件之间衔接及构造关系要进行相关研究。由于混合结构体系比较复杂，大多包含巨型柱和斜撑等大型构建，各种组合柱、梁、楼板等体型复杂，因此需要结合工程实际应用，对各种新型组合构件进行更加深入细致的研究，才能真正的将复杂化的混合结构运用到实际工程中去。
2．4超高层结构体系选择
针对超高层建筑框架结构体系的选择主要分为:1)框架结构体系。所谓的框架结构就是说在结构的横向与纵向都利用混凝土梁柱组成一个整体的框架结构，而且可以同时承受水平与竖向的荷载。单纯的单一框架结构布置非常灵活，因此空间结构非常的大，是目前使用最为广泛的高层建筑。2)剪力墙结构体系。所谓的剪力墙结构体系就是纵横向的剪力墙来承受建筑结构的水平与竖向荷载的建筑结构体系。采用剪力墙结构对于建筑物的整体抗震能力具有很大的提高。3)框架—剪力墙结构。框架—剪力墙就是指兼有框架结构与剪力墙结构的优点，这样就使框架剪力墙结构不仅仅能够变得空间灵活，还能有很强的抗侧移能力。框架—剪力墙布置数量不如剪力墙结构多，数量决定了其抗侧力的能力较低。不过剪力墙的数量超过一定值后就会影响经济性。
3高层建筑结构设计的问题分析及对策
3．1扭转问题
在超高层建筑结构中，其设计的中心点就是刚度、几何形心点和结构的重心点，不过，当对超高层结构进行设计时，很难将超高层的几何形心、刚度与结构的重心点进行整合，因此，就会使得超高层在设计时出现扭转的情况。为了解决这个扭转的问题，作为结构设计者对于超高层的建筑结构设计要选取最合理的平面结构布置图，力求三个中心点能够重合。
3．2受力性能的问题
在超高层建筑方案的选取中，在初步选择建筑方案时，建筑师很少会对高层建筑的具体结构特征来进行考虑，而是将重点放在了建筑物的空间结构上，这样就容易使得超高层建筑在设计上出现一些不合理的受力。所以说，在对超高层进行设计时，必须要明确选择结构体系，在方案选取上，要对主要的承重部位的布置与数量进行整体优化设计。
3．3超高的问题
目前，超高层建筑结构有明显的超高、超重现象存在。在我国，出于建筑结构的抗震需要，对于超高层建筑的层高有很明确的规定。所以说，在对超高层进行建筑设计时，建筑设计师会轻易忽略这一问题，从而导致审图不通过，这就需要在设计完成后，对设计方案进行重新的设计与审图，杜绝在超高层建筑结构设计中出现超高的现象。
3．4嵌固端的设置问题
在当前的超高层建筑设计中，一般来说都会有地下室，这样就使得超高层的嵌固端位于地下室的顶板处。在针对嵌固端的设置问题上，很多情况下设计师常常会忽略这类问题导致的后期效应，就使得在后期经常会出现针对嵌固端问题的修正，如果修正不及时，就会对嵌固端的安全性造成不良的影响，为安全留下了隐患。
3．5防连续倒塌设计
目前，我国关于高层建筑结构连续倒塌的试验分析与理论研究还不多。现行规范所确定的基本目标就是防止建筑物发生地震时倒塌，确保人的生命不受损失。汶川地震中，按现行抗震规范设计和建造的高层建筑，虽然在地震中没有连续倒塌、保障了人们的生命安全，但是其填充墙等受力构建破坏对建筑物内部的设备、物品的损坏间接造成了财产损失。对于高层建筑的非受力构建倒塌问题需要引起人们的关注，作为建筑结构设计师要引起重视，对于非地震造成的倒塌，例如飞机撞击、爆炸、火灾等不可抗拒的灾难，如何在设计时予以考虑等等，都是下一步研究的重点。
4基础设计
基础设计确实是超高层的一个设计难点与重点，与此同时也是关系到整个超高层建筑结构的安全性的重要一环。所以说，在进行超高层设计时，必须要保证超高层建筑的埋置深度，地基的变形系数与稳固要求必须要符合相关规定要求。在采用桩筏时，对于其埋置深度必须要按照相关的规定进行。与此同时，对于超高层的施工现场场地问题，要注意与相邻建筑物的相互关系，保证基坑开挖后对于相邻建筑物的影响不会造成不良后果，实时监测其变化过程。
5结语
高层结构建筑设计范文第5篇
关键词：高层建筑 建筑结构 现代
建筑行业的发展，高层建筑也有了一定的发展，高层建筑的数量在逐渐地增加。随着高层建筑结构高度增多的同时，建筑的侧移与内力也需要增加，如果高层建筑的高度不能再增高时，侧向移位很大，因此水平荷载出现的侧移与内力决定着结构体系与材料用量以及建筑造价。就高层建筑的设计而言，其依赖刚度支配，并不是依赖于结构材料的强度，结构体系决定着刚度的高低。于是，结构体系为高层建筑设计的关键。
一、结构特点
（一）水平荷为高层建筑设计的决定因素。第一，楼房自重与楼面所采用荷载在竖构件里造成的轴力与弯矩和楼房高度的一次方为正比关系；然而水平荷载对结构造成的倾覆力矩，还有其在竖构建里造成的轴力，和楼房高度的二次方为正比关系；第二，就特定高度的楼房来讲，竖向荷载的数值大概是一定的，然而水平荷载的数值是不定的。
（二）重视轴向变形。就高层建筑而言，竖向荷载数值比较大，可以在柱里造成很大的轴向变形，进而影响到连续梁弯矩，导致其中间支座位置的负弯矩值降低。也会影响到预制构件的下料长度，需要依据轴向变形算出数值，来调整其长度，除此以外，还会影响到构件剪力与侧移，和构建竖向变相比较来看，会得出和安全结果相偏离的结果。
（三）侧移变成控制对象。高层建筑和低层楼房不一样，结构侧移为高层建筑设计时必须考虑的重要影响因素。受楼房的高度不断提高的影响，侧移变形也在持续地加大，于是结构受水平荷载影响下的侧移要控制于一定的限度之中。
（四）结构延伸性为设计指标。和低层楼房相比，高层建筑结构较柔，受地震的影响，它的变形会大一些。保障建筑结构在塑性变形环节还有很强的变形力，防止出现倒塌，尤其要在结构上采用合理的措施，使得结构具有较好的延伸性。
二、结构体系
（一）剪力墙体系。如果由平面剪力墙构件建承担全部受力时，也就形成了剪力墙体系。于剪力墙体系里，有单片剪力墙担负着所有的垂直荷载与水平力。其属于刚性结构，剪力墙位移曲线为弯曲型。它的强度与刚度均很高，具有较好延伸性，总体性很好，具有较强的抵抗倒塌能力，剪力墙为一种较好结构体系，可以建构高度高于框架剪力墙体系。
（二）简体体系。只要是运用简体为抗测力构建的结构体系就是简体体系，简体体系包括简单体和筒中筒以及多束筒等很多型式。简体为一种空间受力构建，其主要有两种类型：即实腹筒与空腹筒。实腹筒为由平面构成的三维竖向结构，或者是由曲面墙构成的三维竖向结构，由密排柱与窗群梁或者为开孔钢筋混凝土组成的空间受力构件为空腹筒。筒体体系的刚度与强度均很强，各个构件都能够合理的受力，其抵抗风力以及抵抗地震能力均很好，该体系通常运用于跨度较大的高层建筑，或是是运用于高度较高的高层建筑。
三、结构分析
（一）基本假定。高层建筑结构为自竖向抗测力构件经过与水平楼盘相连形成空间结构体系。如果玩玩全全的根据三位空间结构研究是很难进行的。本文对某些情况进行假定：
首先，弹性假定。目前高层建筑结构分析法都采取弹性的计算方法。受垂直荷载的影响或者是受一般风力的影响，建筑结构经常处于弹性工作环节，该假定和实际情况基本相符合。如果受到地震或者是大风影响时，建筑结构就会出现很大程度的位移，导致裂缝出现，就会到弹塑性工作环节。如果出现这种状况还是以弹性方法进行计算，就不能反映出它的实际工作情况，因此，应该依照弹塑性分析法去设计。
其次，小变形假定。这也是多种假定方法中比较常使用的一种假定。然而有很多人分析了几何线性问题，通常情况下，如果顶点水平位置与高层建筑物的比到一定数值时，就要关注该问题所带来的影响。
再次，刚性楼板假定。结构分析法假定楼板与自身平面里的刚刚度为无限大，不考虑楼板外面的刚度。通常来说，框架体系比较适合这种假定，剪力墙体系亦是如此。
（二）静力分析法。首先，框架—剪力墙结构。有很多计算该种结构的内力与位移，但是经常使用的假定为连梁连续化。由于剪力墙和框架水平位移的协调条件，通过位移和外荷载间的联系，利用微分方程进行求解。受所使用的未知量与考虑要素不一致的影响，采用的各种方式解答出来的具体形式也是不一致的。该种结构的计算方法，一般情况下，把结构变成等效壁式框架，采取杆系结构矩阵位移法计算。
其次，剪力墙结构。剪力墙的开洞状况影响着它的受力特点以及变形状态。依照单片剪力墙受力特点的不一致，可以将其分成单肢墙和联肢强以及特殊开洞强等多种类型。种类不相同的剪力墙，它的截面应力分布亦是不相同的，因此，想要计算结构的内力与位移，就要采用与之相适应的方法。
该结构的计算方法为平面有限单元法。使用平面有限单元法进行计算，所得到的结果精准性比较高，并且能够运用于各种剪力墙的计算。该种方法的不足之处为自由度过多，当前通常状况下只是用于特殊开洞墙等应力分布比较繁琐的状况。
总结：
随着社会的发展以及市场经济的发展，高层建筑也有了一定的发展。高层建筑的形式和高层建筑所使用的材料，以及高层建筑力学分析方式等变得越来越复杂，为了创新高层建筑，使得高层建筑的魅力得到充分地体现，探索新的高层建筑结构形式以及科学合理的高层建筑结构力学分析方法成为土木工程师的奋斗目标与研究方向。
参考文献：
