高层建筑结构的设计原则

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高层建筑结构的设计原则范文第1篇

关键词：城市建设；高层建筑；结构设计；特点

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

前言

高层建筑是指超过一定高度和层数的多层建筑。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑，在英国，等于或大于24.3m的建筑为高层建筑。我国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。下面就高层建筑结构设计的几个注意要点加以叙述：

1高层建筑结构设计原则

（1）结构设计应与其他专业工种配合；（2）慎重把握结构选型、结构计算和结构构造，这是保证结构安全、经济合理的关键；（3）对照有关规范和规程，准确核定结构的安全等级、建筑物重要性类别（共四个类别）及抗震等级（共四级）等。这些等级和类别都关系到设计工作的全局；（4）严格遵守和执行现行的设计工作标准、规范、规程和规定，（5）设计中应优先采用国家、地区和部门颁布的标准图和通用图，结合实际情况选用或局部修正；（6）必须慎重对待结构选型这一首要环节。结构选型包括确定结构用料类别、选定结构体系和拟定结构布置方案三个方面内容。

2高层建筑结构设计特点

荷载的取值。荷载分为竖向和水平荷载两类。竖向荷载分为重力荷载和其他竖向荷载，前者量大起主导作用，在结构设计中非常重要，应准确取值。水平荷载又称侧向荷载，如水平风载、水平地震荷载、水平动力荷载等。控制测移指标。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的测移变形会迅速增大，所以结构测移已成为高楼结构设计中的关键因素，测移指标应控制在某一限度内。注意结构延性，对于高层建筑而说，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。来保证结构具有足够的延性

3高层建筑的结构体系分类

3.1框结构体系。钢筋混凝土梁柱刚接，能承受竖向、水平荷载的结构，称框架结构体系。使用空间灵活、抗震性能好，整体刚度较剪力墙结构差，故在多层建筑中广泛采用。

3.2剪力墙结构体系。钢筋混凝土纵横体与楼盖刚接，能承受很大的竖向、水平荷载的结构称剪力墙结构体系，其墙体同时起承重、围护和隔断作用。采用全浇方案时，结构整体性好、刚度大、承载能力强。该体系的最大缺点是平面布置不灵活，使用功能局限性大。

3.3框架-剪力墙结构体系。这是一种集框架结构和剪力墙结构优于一身的结构体系，既保持框架结构空间灵活，使用方便和剪力墙结构抗侧刚度大、承载能力强的优点，又缓解了框架结构和剪力墙结构各自的缺点，因此在高层公共建筑中广泛采用。

3.4框架-筒体结构体系。筒体结构的整体性很强，空间工作性能好，主要表现为在侧向力作用下，同方向筒壁为翼缘，垂直方向筒壁为腹板，共同受力。因之其抗竖向力、抗侧向力、抗扭能力好；框架创造了良好的使用空间，这种结构体系易于满足各种建筑功能要求，适用修建高层公共建筑。

3.5框式筒结构体系。结合建筑功能的需要，把结构平面做成钢筋混凝土筒体，平面中央部位布置柱网，既能更进一步提高结构空间刚度，又能够提供更空旷的建筑内部空间，因此宜修建超高层的建筑物。

3.6筒中筒及多束筒结构体系。将框式筒结构水平面中的柱网用墙体分隔成一个核心筒或几个小的内筒，由外筒和内筒共同支撑楼盖，并抵抗水平荷载。这类结构体系的整体性、承载能力和抗扭、抗震性能又大大优于框式筒体系。结构专家和科技工作者从不同的方面提出许多新的设计思路。如改进和提高建筑材料性能，把不同的材料从新搭配组合；创新一些新的结构体系。

4 高层建筑的抗震设计

4.1抗震设计的基本原则。①建筑物的基本周期应避开地震引发的场地卓越周期。一个地区地震引发的地面运动总存在一个破坏性最强的主振周期，把由若干次地震地面运动记录整理和归纳出的反应谱主振周期称地震卓越周期。为避免共振发生，应尽量准确地确定地震卓越周期周期，同时用调整结构层数、结构类型、结构体系等办法使结构的自振周期和地震卓越周期拉大差距。②建筑结构平面尽量规整简单。③建筑立面要求体形、刚度匀称，不宜上下层的平面刚度变化太大。④严格控制建筑总高度。一般而言，建筑越高所受地震力及倾覆力距越大，破坏可能性也越大。

4.2结构地震反应计算的基本原理。一类是反应谱分析法，既考虑地震时的地面加速度反应，也考虑建筑结构的动力特性，把最大的地面加速度值（乘以质量）这一惯性力，以等效静力荷载代替，进行结构内力和变形分析；另一类是直接动力分析法。对一般的高层结构大多可采用反应谱法。

4.3建筑结构地震作用的计算步骤。①确定结构受两向总地震作用，并假定地震作用只沿结构两个主轴方向发生；②计算出总地震作用在结构各个片平面单元之间的分配，和沿结构高度的各层之间的分布；③进行结构的抗震变形验算，以控制结构整体上能保证实现“大震不倒，中震可修，小震不坏”的抗震目标；④进行结构内力分析，计算出各构件的载面内力；⑤通过进行内力组合，按最不利内力进行截面设计；⑥确定抗震构

5建筑结构的防火设计

高层建筑的防火设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，针对高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理。根据国家规定，我国18层以上的高层建筑必须有两个楼梯间，用于逃生和紧急疏散；楼梯间与居民分户门之间必须设计消防前室，以阻挡火灾发生时的烟气。我国还规定高层建筑每个楼层、每个楼梯间都必须装有防火门，以防止由于一个楼层起火而快速蔓延到别的楼

层，每个楼层也要求配备消火栓等消防设施。此外，我国高层住宅的底楼楼梯间一般都设计了两个通道，以免一个通道被烟气阻塞，居民可迅速通过另一个逃生；楼梯间还可以直接通往顶层，当发生火灾时，如果难以向下撤离，可通过楼梯间往上到楼顶，成为第二避难场所。

6 建筑结构的节能设计

（1）规划与节能设计。重视规划节能,在总体、全盘、初始阶段,应全方位的考虑建筑与外部环境的关系,在设计中重点坚强节能设计的元素和措施,充分利用自然资源,根据地域的气候和自然特点,从总体上强化建筑节能。通过降低太阳辐射、增强建筑的自然通风效果来实现节能。迎合当地夏季的主导风向来设计朝向,保证利于自然通风给室内换气和减少太阳的辐射,提高居住的舒适度。（2）注重墙体节能。建筑墙体一般采用空心砌块墙体、加气混凝土墙体等,墙体保温包括内保温、外保温、夹芯保温等。采用新型复合墙体,调整和改善整个墙体的热工性能,实现保温隔热的节能目的。（3）门窗节能技术。加强节能型窗框和节能玻璃等技术的推广和应用,采用塑钢门窗,利用其防噪隔声功能显著,防雨水渗漏能力强,空气渗透量小的优势,实现节能的目标,在采暖和制冷上,采用塑钢门窗能耗明显减少。（4）采用节能材料。把纳米透明隔热涂料喷涂或刷涂在各类建筑物的玻璃上,能减少太阳辐射到65%以上,纳米涂料能保证透光率达到70%以上,从而很好地降低室内温度4℃～7℃左右,实现了空调节能的目的。在需要保暖的冬季,纳米隔热涂膜的特殊金属膜可引进可视光,使室内长波长的暖气截留约90%左右,实现保暖节能要求。

参考文献：

高层建筑结构的设计原则范文第2篇

【关键词】高层建筑；结构设计；抗震；概念；设计

高层建筑结构设计中抗震概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制，合理的运用抗震概念和原则是建筑结构抗震设计的必要前提，在高层建筑工程一开始从建筑的场地选择、平立面形式、结构布置以及延性等方面进行考虑，从根本上消除高层建筑中抗震的薄弱环节，再通过计算与结构措施，能够保证设计出的高层建筑具有良好的抗震能力，显著的提高高层建筑的抗震可靠度。

1 高层建筑结构设计中抗震概念设计的意义

“概念设计”理论是理论设计同试验研究的结合，概念设计思想中融入了大量的工程实际经验，从而形成了概念设计的基本原则，根据这些基本原则来进行建筑结构设计以及整体布局的构建。高层建筑结构非常复杂，当发生地震时具有动力不确定性特点，人们对地震时对结构认识的局限性，再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素，导致计算结果和实际之间具有很大的差异。简单的依赖数值计算获得结构并不能有效的解决高层建筑的实际抗震问题，尤其是地质特征的差异性原因，导致许多国家甚至是地区指定的抗震规范都有明显的差异。高层建筑结构抗震概念设计在依据数值计算的基础上，还增加了实践经验元素，并且结构概念设计甚至比分析计算更重要，使得这一抗震设计理念能够满足区域差别下从事高层建筑结构设计的实际需求。强调高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性，其目的是为了引起高层建筑结构工程是在进行建筑结构设计时，特别重视相应的结构规程以及抗震概念设计中的相关规定，从而摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区，要求结构工程师严格的按照结构设计计算原则，再结合地区的抗震规范，以此保证高层建筑结构的抗震性能。

2 高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则

2.1 结构的整体性

在高层建筑结构中，楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用，其相当于水平隔板，不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构，还要求这些子结构具有较强的抗震能力，能够抵抗地震作用，尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

2.2 结构的简单性

结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行分析，准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节，然后采取相应的措施，避免薄弱环节的出现。

2.3 结构的刚度

结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形，还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击，如果结构发生较大的变形，将会产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，降低高层建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念设计中，应该重视结构的刚度设计。

2.4 结构的规则性与均匀性

高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则，结构侧向刚度的变化应该巨晕，避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向，机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀，避免传力途径、刚度以及承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。

3 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

3.1 抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律

在高层建筑的抗震概念设计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。

3.2 抗震概念设计在结构体系上的应用

高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面： 其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证； 其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合； 其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。

3.3 抗震概念设计在结构构件上的应用

高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

4 结束语

总而言之，抗震概念设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分，通过合理的抗震概念设计，能够有效的提高高层建筑的抗震可靠性。因此，相关设计人员应该熟练的掌握和运用抗震概念设计，全面的考虑各项因素，从而为社会建造出更多精品高层建筑工程。

参考文献：

[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居，2013（6）.

高层建筑结构的设计原则范文第3篇

【关键词】高层建筑；结构设计；问题分析

中图分类号： TU208 文献标识码： A

一、高层建筑结构设计

近年来，高层建筑的迅速发展，高层建筑是一个复杂的结构模型。但建筑结构设计效果不理想，从而在结构设计过程中，建筑结构设计人员应根据建筑结构特点，认真研究建筑实践，合理设计，保证建筑的安全性和稳定性，发挥施工效率，以满足建设的使用要求。对高层建筑超高的问题，高层建筑结构的高度有严格的规定，不仅有限制规定的高度，并增加了对高层建筑结构设计的方法和措施，为了避免施工设计阶段后的更改，高层建筑结构设计必须遵循严格的约束规范。在高层建筑结构的设计，工程结构设计人员应考虑固定端设置，考虑嵌入地板端的设计，必须尽量减少或避免剪力的应用。与此同时随着建筑物高度的增加，高层建筑结构载荷不仅承担水平方向的受力，而且也承受着垂直方向上的载荷，这也是抗震的一种要求。在高层建筑结构设计过程中，不仅要考虑竖向荷载，同时还要考虑水平荷载作用。此外，在外力的情况下，建筑结构有一定的位移，包括弯曲，轴向变形和剪切变形。高层建筑轴向力较大，轴向变形产生显著，在建筑结构设计中要充分考虑轴向变形。

二、高层建筑结构设计过程存在问题分析

在一般情况下，高层建筑结构需要体现建筑结构水平，高层建筑结构设计是延性设计的重要指标，由于高层建筑具有楼层高的特点，从而高层建筑更容易发生变形，因此，在施工过程中，必须充分考虑如何保证高层建筑的延性，应该在建筑设计阶段采取相应的措施保证结构延性。所以从高层建筑结构设计过程的影响因素来分析，影响高层建筑结构设计过程的问题主要有：一方面是只注重优化结构尺寸。在高层建筑结构设计过程中，往往只注重几何结构最优截面约束条件的优化，而忽视整体结构的优化，但是有时形状优化比尺寸优化更有意义，尺寸优化根本无法接近最优的结果，因而为了改善应力状态，增加材料消耗，但是增加构件截面没有明显改善所存在的状况。在工程设计中，忽略了对高层建筑超高和建筑类型结构变化的问题，导致建筑方案审批不予采用，在这种情况下，整个建筑成本好项目建设期会受到很大的影响。另一方面是结构设计优化存在薄弱环节。由于实际结构往往是很复杂的，有许多设计变量和约束条件等因素的制约，甚至不确定因素使目标函数在成立后只能是相对最优解。目前高层建筑实际优化没有软件分析，因此这种优化方法的实现更加困难。许多高层建筑方案设计，结构和布局合理，同类型的结构构件截面也是常用的尺寸，但结果仍然存在一些薄弱环节。

三、提升高层建筑结构设计水平的措施

（一）合理设计高层建筑计算图

高层建筑设计计算需要基于结构计算图，才能确保高层建筑结构设计合理，如果计算图的选择不科学，那么就比较容易导致高层建筑出现意外事故，所以在一定程度上，高层建筑结构计算简图是确保高层建筑理性选择的安全设计。同时，建立相应的高层建筑计算图方法应保证建筑安全性设计。另外，高层建筑结构设计的原则是强剪弱弯，合理分配强弱压力，根据高层建筑工艺设计原则和结构要求，加强薄弱环节的加固，并把重点放在对构件的延伸性能和温度应力的要求上。

（二）确保高层建筑地基基础设计

高层建筑的地基基础设计是高层建筑的基本设计选择之一，根据高层建筑的地质条件进行合理选择，对高层建筑的结构类型和荷载分布进行综合分析，并综合考虑高层建筑的施工条件，研究相邻建筑物的影响因素，最终确定科学、合理的基础设计方案。基于程序的选择可以充分保障高层建筑地基基础设计的有效性，能够满足路基变形的检验要求。此外，在对高层建筑设计中需要进行详细的地质调查，确保高层建筑地基的基础设计。

（三）合理选择高层建筑整体结构

高层建筑的合理结构设计必须满足经济要求，并满足系统的结构形式要求。高层建筑的整体要求是受力明确，传力简单。在同一个建筑结构单元，应选择相同的系统结构，建设高层建筑需要符合当地的地理地形条件，满足工程设计要求，并且充分考虑施工条件，对建筑材料进行综合分析，实现整体结构的相协调，以确定该方案的结构合理科学。

（四）准确分析高层建筑结构计算结果

随着科学技术的不断进步，计算机技术已广泛应用于建筑结构设计之中，但是在目前的市场上，有许多形形的结构设计计算软件，通过使用不同的软件得到的结果可能不同，因此，高层建筑结构设计中应采取相应的施工措施，需要全面了解建筑设计软件的使用前提条件和建筑结构的设计范围是否相互匹配，科学合理的选择计算软件，同时由于高层建筑实际情况和建筑结构的计算机程序不一致，所以需要结合计算机进行辅助设计，避免软件本身所导致的缺陷，对计算机软件工程的结构设计应进行检查，确保得到高层建筑结构计算的精确结果。

四、结语

社会经济的迅速发展促进了高层建筑的迅速发展。高层建筑结构设计在建筑设计中起着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑结构设计要求越来越高，本文对高层建筑的结构特征分析，探讨了高层建筑结构的设计原则，阐述了高层建筑结构体系的选择，并着重对高层建筑结构设计存在的问题及对策分析，可为建筑结构的顶层设计提供参考和依据。

参考文献：

[1]吴大炜.高层建筑的结构优化设计研究[J].四川建筑科学研究,2006(04):127-130.

[2]容柏生.国内高层建筑结构设计的若干新进展[J].建筑结构,2007(09).

高层建筑结构的设计原则范文第4篇

关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策

引言

随着建筑结构的逐渐高层化，在高层建筑建建设中，为了保证高层建筑质量，必须要加强高层建筑结构的稳定性和坚固性。在现今高层建筑结构设计中，概念设计对优化建筑结构设计起到至关重要的作用，对优化高层建筑结构设计有着重要的促进作用。

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

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。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 高层建筑结构体系的选型

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。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。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

随着社会的不断进步和科技的不断发展，高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容，因此，研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。

参考文献：

[1]李盛辉. 高层建筑结构设计中存在的问题及其措施[J]. 江西建材，2014，22：36.

[2]中煤科工集团重庆设计研究院 王炜. 浅谈高层建筑结构设计的特点及应注意的问题[N]. 山西科技报，2012-11-14013.

高层建筑结构的设计原则范文第5篇

关键字：高层建筑；结构设计；要点分析

1高层建筑结构设计的基本原则

1.1结构方案合理化原则。高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致，同时应满足经济性的要求，其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物，其结构体系应相同。1.2计算简图合理化原则。高层建筑结构设计的基础是计算简图，计算简图的合理性直接关乎高层建筑结构的安全，由此可见高层建筑结构设计必须坚持简图合理的原则。高层建筑结构构件及节点的简化可以有多种选择，但必须把计算结果的误差控制在合理的范围内，以免对建筑结构产生负面的影响，从而影响建筑结构的安全。1.3结果分析精准化原则。伴随着计算机技术的迅速发展，当前很多领域都开始应用计算机技术，并且发挥着至关重要的作用，而在建筑结构方案设计中，通过应用计算机技术能够对相关数据进行科学更加科学的分析，不仅能够有效的降低人工计算存在的失误，而且还能确保建筑结构方案的准确与合理。

2高层建筑结构设计特点

2.1水平荷载。建筑同时承受竖向荷载和地震及风产生的水平荷载，在多层建筑中，因水平荷载产生的内力和位移相对较小，对建筑建构设计的影响不大，主要是以重力为代表的竖向荷载着建筑结构的设计起控制作用。而在高层建筑中，很多时候是水平荷载对建筑结构设计起决定性作用，尽管竖向荷载对结构设计会产生重要的影响，但相对于水平荷载来说，影响相对较小。2.2轴向变形。对于多层建筑轴力项相对于弯矩项来说，对结构设计产生的影响不是很大，结构设计时可只考虑弯矩项而忽略轴力的影响。但是对高楼层建筑结构进行分析所要考虑的因素就不太一样了，需充分考虑到高层建筑的层数、高度对竖向构件轴力值的影响。随着高度的不断增加，竖向构件的轴力变形也会变得特别明显，当竖向构件轴向变形达到一定的程度，会使高层建筑的结构内力数值和分布产生变化。2.3建筑侧向位移。随着建筑楼层及高度的增加，在水平荷载的作用下产生的侧向位移也会不断的增大。高层建筑设计时，需要保证足够的结构强度，在应对风荷载及地震作用产生的内力作用时，才能有足够大的力量去抵御。为了能够将风荷载及地震作用下产生的侧移距离控制在一定的限度之内，就必须拥有足够的抗侧刚度能力，才能较好的保障结构安全及正常使用的舒适度。

3高层建筑结构设计存在的问题分析

3.1建筑短肢剪力墙设置存在问题。随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高，高层住宅建筑中短肢剪力墙的运用越来越多。在一般情况下，建筑结构的短肢剪力墙是指墙肢的高度、厚度比例为5-8的墙体。短肢剪力墙与普通剪力墙相比承担较大轴力与剪力，抗震性能较差，从受力特性及构件的安全储备有别普通剪力墙，为安全起见，在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构，在某些情况下还要限制建筑高度。3.2抗震结构设计问题。高层建筑结构设计中很重要的内容是结构抗震设计。受高层建筑高度过高、荷载过大的影响，一旦出现了地震，就会诱发出各种不可估计的问题。现阶段我国建筑工程建设要求高层建筑最低要保证五十年的设计基准期，并对高层建筑的抗震设计进行了明确的规定。但是在实际结构设计中，存在设计人员对规范理解不透、概念设计模糊等问题。如果高层建筑结构设计人员没有充分认识到上述问题，就会给高层建筑留下安全隐患。3.3扭转问题。质量中心、刚度中心和几何中心是高层建筑结构设计中的“三心”，“三心合一”也是高层建筑结构设计过程中需要尽量达到的目标。但是在实际设计中存在“三心”偏离较大的问题。在三心偏离较大的情况下，受较大水平力的影响就会出现高层建筑扭转震动的问题，影响高层建筑的安全。

4高层建筑设计相关假定

4.1弹性假定。当建筑处于一般风力的、正常使用竖向荷载及低于设防烈度的地震的作用时，建筑结构构件一般处于弹性的工作阶段，这一假定与实际的工作情况存在的差异不大。但当遭遇强震作用或者强烈的台风天气时，建筑产生的位移会比较大，结构构件会转入弹塑性的工作阶段。在这个时候就应当按照弹塑性动力分析方法进行分析，而不能只按照弹性假定的方法计算，否则就不能将结构构件的真实工作状态反映出来，留下安全隐患。4.2小变形假定。小变形假定方法是除了弹性假定之外另一种比较常用的方法，但也有学者对几何非线性问题进行研究。除了弹性假定，小变形假定方法也常被采用。但有不少学者对几何非线性问题（P-Δ效应）做了一些研究。一般情况下，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效应的影响就不能被忽视了。4.3刚性楼板假定。目前在我国对很多高层建筑结构进行分析时，都是将楼板的平面内刚度设定为无限大，而将楼板平面外的刚度予以忽略。在这种假定下，建筑结构体系的自由度在一定程度上减少，对计算方法进行了简化。此外通过这种假定，使得在使用薄壁杆件的理论在对筒体体系的结构进行计算时非常方便，但是一般情况下，因为受到计算方式以及其他因素的影响，使得这种假定通常比较适合对建筑的框架以及剪力墙体系的计算。4.4计算图形的假定。在高层建筑架构体系中，整体分析将采用的计算图形分为一维、二维协同分析和三维空间分析三种。其中，三维空间分析的普通杆单元，每一节点含有6个自由度，按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应该考虑截面翘曲，截面翘曲有7个自由度。

5高层建筑结构设计要点

5.1建筑的载荷设计。在高层建筑的建筑结构设计中，建筑的安全性以及稳定性是设计的重中之重，而建筑的荷载直接影响着建筑的安全以及稳定，因此在进行建设设计时一定要做好荷载的计算。相对于一般的建筑，高层建筑的荷载及其组合要复杂的多，相关的设计人员在进行建筑的荷载计算时需要考虑的内容也多得多。在进行高层建筑的荷载计算时，最主要的内容是以下两个方面：建筑的地震荷载以及风荷载。在实际的设计中，复杂的超限高层建筑还应当进行的风洞试验及振动台试验，以确保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的设计。因为高层建筑的高度要比普通建筑高出很多，多以其对应力的承受能力也不一样，因此当地震时其产生的反应程度也不是一样的，因此对于高层建筑，在进行设计的时候必须要充分考虑抗震设计。而且抗震设计时，必须要对建筑所处的地形地质条件都进行充分的考虑，通常土地比较坚硬的其抗震强度会比较大，所以要尽量选择硬度比较大的土层，而避开那些土质疏松的地层，而对土层的变化进行有效的把握成为抗震设计中的一个困难点。5.3高层建筑结构的包络设计。包络设计是近年来比较常见的设计方式，可以有效解决工程项目结构设计中存在的各种问题。当前工程设计问题变化比较多，有许多因素都会影响到结构效应，各种问题盘根错节，使用目前已经掌握的只是或者软件很难对其进行准确的分析。学术科学和工程的不同点在于后者难以长时间等待。因此要通过优化结构设计的形式，利用最少的经济投入来获取最大的经济效益，并解决工程项目存在的问题。不同的工程条件可以用不同的网络设计原则来处理，在对待转换结构转换层或者连体结构时，也可以用网络设计，对构件进行分析验算，取不利值包络设计。

总之，高层建筑的复杂性不仅要求其设计人员必须具有较高的综合素质，而且还有掌握足够的理论知识以及相关的法律知识，而且在对其进行结构设计时也要对对建筑周围的环境进行综合的考虑，由此来提高设计的质量，同时降低建造的成本，促进高层建筑的健康发展。

作者:崔惠林 单位:保定市城乡建筑设计研究院

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