高层建筑结构论文2篇

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第一篇

1影响高层建筑结构抗震效果的因素

（1）高层建筑自身结构的设计。作为影响高层建筑结构抗震效果的最主要因素，建筑物的结构设计应是我们首要重视的问题，点式住宅、版式住宅等各种类型的建筑物要想取得理想的抗震效果，那么就必须对其进行合适的结构设计，选择最有效的抗震措施，充分的保证高层建筑结构的抗震性能，从而实现大震不倒、小震不坏的目标。有些高层建筑结构对平面的布置十分复杂，刚心与质心可能不一致，而一旦地震来临，那么其作用影响力和破坏力就会大大的增强。因此，在布置高层建筑结构的平面时，应尽可能的保证刚心和质心是重合的，从而保证高层建筑结构的抗震性能。在对建筑的结构进行设计的过程中，应保证建筑有合适的出屋面部分，这样当地震来临时才能降低其鞭梢的影响，如果房屋结构的平面布置是不规则的，在偏离建筑结构刚心的位置处建议设立抗震墙。

（2）高层建筑结构的施工材料和施工过程。高层建筑结构的施工原材料对其抗震效果也是有着直接的影响的，因此，在施工建设的过程中，应明确施工材料的重要性，通常情况下，建筑物的建设质量越高，那么地震对建筑物的作用力就是越小的，而在同等的地震环境下，建筑施工建设中使用了性能越好的材料，其受到的地震作用力也就越小，而如果无法保证材料的使用性能，那么就会受到较大的地震作用力。因此，在高层建筑的施工建设过程中，选择建筑材料时建议采用塑料板材、空心砖以及加气混凝土板等，这些质轻的材料对于保证建筑物的抗震性能都是十分有利的。在高层建筑的施工过程中，为较好的保证其抗震的效果，我们还应保证施工中每一个环节和每一道工序的质量，应高度的重视施工中的各项管理工作，同时建立完善的施工监管的规范制度，保证高层建筑结构的施工质量，以提升其抗震的效果。

（3）施工现场的地质环境。当地震来临时，其对高层建筑结构的破坏的原因是有很多方面的，最主要的原因就是地表滑坡、山体崩塌以及岩石断层等导致地表发生了运动，使建筑结构受到了破坏，而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。在这些原因中，采取相应的工程措施是可以预防一部分原因的，因此，在施工的准备阶段，应对施工现场的地质环境进行严格的勘察，认真的研究实际的地质和地形条件，施工中尽可能选择对抗震最有力的地点。

2高层建筑结构抗震设计的方法

（1）减少地震发生时能量的输入。进行抗震设计工作时，建议采用基于位移的结构抗震方法，定量的分析每一种设计方案，一旦地震发生时，确保结构的变形弹性是可以满足其作用力下的变形需求的。应严格的检测建筑构件的整体承载力，并且在地震力的影响下，还应严格的控制高层建筑层间的位移限值，在计算建筑构件的变形值时，应充分的考虑到建筑结构的位置和建筑构件的变形之间的关系，充分的分析建筑界面的的应力大小和分布，从而得到其构造的需求。高层建筑的施工过程应选择在加固的场地上，这样当地震来临时，就能降低其能量的输入，从而有效的保证高层建筑的安全性。

（2）采用延性结构，并且推广隔震和消震的措施。现阶段，我们在对高层建筑结构进行抗震设计工作时，通常都是要采用延性结构的，所谓的延性结构就是指能够适当调整建筑结构的刚度，这样当地震灾害发生时，高层建筑的结构就会进入到具有较大延性的塑性状态，地震发生时的能量就得到了消耗，降低了地震反应，从而有效的保护了高层建筑的结构。高层建筑如果具备较高的延性，那么即使其承载能力不高，当地震发生时，其也是不容易倒塌的，这就是因为延性的结构可以吸收很大一部分能力，大大的降低了地震反应。另外，随着我国科学技术的不断进步，现阶段在高层建筑结构的抗震设计工作中，阻尼器的应用也取得了较高的抗震效果，阻尼器可以充分的吸收地震的能量，以减弱地震对建筑结构的影响。

（3）尽可能的设计多道抗震防线。为尽可能的提升高层建筑结构对地震的抵抗力，就应设置多条地震防线。在高层建筑结构的抗震设计过程中，如果能够顺利的设置了多道地震抵抗防线，那么在第一道防线受到了破坏后，第二道以及第三道防线都可以有效的抵消地震的作用力，从而有效的保护建筑结构。在为高层建筑结构选择防震体系时，通常建议选择具有壁式框架和多个肢节的框架剪力墙结构。框架剪力墙作为一个具有多道防线的抗震结构，其第一道抗震防线就是剪力墙结构，同时也是其抗侧力构件，在设计的过程中应保证具有足够多的剪力墙，从而提升其整体的承载能力。如果地震的作用力过大，那么剪力墙就一定会开裂，而要想承受其重新分配的地震作用，在剪力墙和框架协同工作的情况下，每一层框架所分配的地震剪力是应大于框架各层地震剪力最大值的1.5倍的或是超过高层建筑结构底部总地震剪力的20%的，通过合理设置连梁的方式，保证剪力墙具有多道抗震风险的性能。

3高层建筑结构抗震设计的展望

在今后的几十年中，我国必将成为具有高层建筑数量最多的国家，那么高层建筑结构的抗震设计工作也将面临着更大的挑战。首先，应更加的重视建筑材料对抗震性能的影响，严格的控制材料的各类性能指标，从而保证建筑物的抗震能力，还应大力的研发先进的抗震材料，从而进一步的完善高层建筑结构的抗震技术；其次，高层建筑的抗震结构体系应逐步的转变成柔性为主的结构体系，在建筑结构构件的消震、减震和隔震的设计工作中，应采用“以柔克刚”的方式；接着，应进一步的推广和应用计算机模拟抗震试验，在模拟地震振动台上放入事先制作好的结构构件，台面上输入相应的地震记录，在计算机模拟环境下，取得真实的地震作用效果，不断的完善各类因素，逐步的实现抗震目标；最后，在高层建筑结构抗震结构设计的计算方法上，将逐步的转变为非线性分析、时程分析和非确定性分析的方法。

4结语

通过以上的论述，应充分的认识到影响高层建筑结构抗震效果的各类因素，在高层建筑的抗震设计工作中，选择最为科学合理的设计方法，针对现阶段高层建筑抗震设计的现状，准确的把握抗震建筑结构抗震设计工作的发展趋势，保证高层建筑抗震设计的效果，促进我国高层建筑行业的健康发展。

作者：尹政雯单位：重庆市建筑科学研究院

第二篇

1高层建筑结构体系的划分

1)按结构材料划分为:

a．钢筋混凝土结构。充分发挥了钢筋和混凝土两种工程材料的力学性能，且能共同受力，协调工作。

b．钢结构。虽然存在结构材料本身价格较高、易锈蚀、维护成本高的种种缺点，但结构强度高、自重低、抗震性能优良等优点使钢结构成为超高层建筑的首选。

c．钢—混凝土组合混合结构。将钢构件和钢筋混凝土构件作为结构构件进行连接，共同形成结构。

d．钢—混凝土组合结构。型钢混凝土结构:将型钢当作混凝土中包的钢筋;钢管混凝土结构:钢管内浇筑混凝土形成新的结构构件。

2)按结构形式划分为:

a．框架结构。由梁柱作为承受横向或竖向荷载的结构形式。

b．剪力墙结构。由剪力墙作为承受横向或竖向荷载的结构形式。

c．框架剪力墙结构。利用框架和剪力墙的各自优点，框架主要承受竖向荷载，剪力墙主要抵抗横向荷载。

d．筒体结构:包括框筒、筒中筒和组合筒等结构形式。

3)较复杂高层建筑结构体系:

a．转换层结构。沿立面根据功能划分为不同区段，设置转换层使这些不同区段的竖向构件实现过渡。

b．连体结构。由架空连接体将不同的高层建筑进行连接，以实现外观和功能需求。c．带加强层结构。在框筒结构中沿竖向设置一个或若干个加强层，以提高整个结构的抗侧刚度。

2高层建筑结构选型

建筑结构从受力上可划分为竖直方向、水平方向以及与地基接触的底部等结构。综合考虑建筑的高度、高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术等影响因素而决定的建筑物各方向整体受力情况的结构体系称为结构选型。结构选型涉及到整个建筑物的设计功能，更涉及到建筑物的结构安全，是结构设计的关键。结构选型的主要任务有:

1)决定建筑竖直方向的受力体系;

2)决定建筑水平方向的受力体系;

3)决定建筑底部的受力体系。决定的结构体系应满足几方面的要求:

1)建筑功能。如居住建筑、公共建筑;采光、通风、空调等功能。

2)结构与建筑美学的统一。建筑的表达从社会学、民俗学、哲学等人文领域讲具有一定的随意性，如何把建筑的美学表达和结构实现结合起来，就要从结构选型上多加考虑。

3)有足够的强度、刚度和变形能力。不同的结构体系所对应的这三个方面的指标能力不同。

4)施工上技术可行。设计最终需要施工上予以实现，若现有的施工技术水平无法达到，则所有的设计只能放在展览厅。

5)总体费用最低。无论处于建筑产品实现的哪个阶段，钱都是最主要的问题。当设计方案对比时，要充分考虑总体费用，我们的目标是在满足所有功能的前提下，花钱最少。

3高层建筑的受力情况分析

3．1竖向荷载

1)恒荷载。根据结构或构件的密度与设计尺寸进行计算。

2)活载。包括楼面活载或屋面活载，从《建筑结构荷载规范》中查阅，但要特别考虑:

a．充分考虑到施工中可能遇到的对结构受力有影响的其他因素;

b．在高层或超高层建筑顶部设置可移动装置时设备的影响;

c．在高层建筑后期维护或清洁时，大型清洁机具空中作业时产生的附加重量对结构的影响;

d．经济发达地区当高层建筑顶部设置有直升机起降平台时所产生的活荷载。

3)高层建筑活载占比较小，可不考虑活荷载的不利布置。

3．2水平作用

1)风载。空气流动对建筑物侧面产生正压力或负压力，这些就是建筑物受到的风荷载。设计时应根据《规范》充分考虑:基本风压，风压高度变化系数，风载体型系数，风振系数的影响，分别计算总风载和局部风载，以及相对应的总体效应和局部效应。

2)地震作用。规范规定“设计中主要考虑水平地震作用，只有震中附近的高烈度区大跨度结构才同时考虑竖向地震作用”。根据抗震设防三水准目标和两阶段设计方法，计算地震作用方法一般采用“反应谱法”。

3)其他作用。在设计过程中还应充分考虑建筑物在施工过程中和使用过程中由于温度、材料、沉降等其他因素而引起的内力或变形。通过以上分析，高层建筑在结构设计时要充分考虑楼面刚度无穷大假定，竖向荷载和水平荷载分配假定的整体工作性能。同时可以看出，水平作用的影响是高层建筑结构设计的关键因素。高大建筑刚度设计时还要提高延性和考虑薄弱层的影响。

4高层建筑结构设计的特点

从设计方法和计算原理角度看，高层建筑与多层建筑除了高度与层数，没有实质性区别，都会受到竖向或水平方向上的作用。但是高层建筑结构设计中抗侧力设计成为更多消耗材料的重要因素，同时从功能上讲，高层建筑更有其特殊要求。

1)水平方向的作用成为结构设计是否成功的最主要考虑因素，结构的倾覆力矩与位移随结构高度增加呈指数变化曲线上升。因此，水平方向的作用成为关键因素，在这种情况下，必须对结构进行优化，才能适度减少材料用量。

2)随着高度增加，地震作用的危害将会进一步放大，因此，必须特别重视高层建筑结构的抗震设计，结构延性成为高层建筑结构设计的重要指标。

3)高层建筑在竖向荷载作用下，荷载数值很大，因此，必须考虑柱的轴向变形导致的连续梁的弯矩变化而引起的变形所产生的影响。

4)高层建筑在水平荷载作用下，随高度增加侧移急剧增大，因此必须将侧移控制在一定范围内。

5)充分考虑结构的抗扭刚度。地震时，地面在平移的同时还会产生转动，随之结构在地震作用下也会产生平移和扭转。震害研究指出，地震时的扭转是导致建筑结构破坏的一个很重要的因素，因此，规范增加了对高层建筑结构偏心扭转的规定。在结构计算时应考虑结构构件对抗扭刚度的有利影响。同时注意:

1)抗侧构件布置应规则、均匀、对称;

2)抗侧构件截面设计宜规整、对称;

3)在建筑设计允许的条件下，适度降低层高。除上述一些特点外，为了简化计算模型，实用分析法一般都作弹性假定、小变形假定和刚性楼板假定。

5框剪结构中剪力墙数量的优化

钢筋混凝土框架—剪力墙结构体系是震区高层建筑使用较为广泛的结构体系，不仅能为建筑设计提供大空间，且结构具有良好的抗震性能。但是这种结构体系中，剪力墙的数量的最佳配置不仅反映结构的安全性，更是衡量技术经济性的重要指标。钢筋混凝土框剪结构中，满足抗震规范层间位移角限值规定的最少剪力墙数量就是剪力墙数量的最佳配置，且布置对称、均匀。

6结语

随着我国城镇化水平的不断提高，建筑物的精心设计才能满足广大人民群众对安居生活的较高要求。这样，不仅能够有效解决城市用地紧张给房屋价格带来的巨大影响，而且还能够在满足建筑物功能的基础上使建筑的结构设计与建筑形式达到和谐统一。

作者：侯艳斌单位：临汾市建筑规划设计院