复杂高层建筑结构设计要点探究(6篇)

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第一篇：复杂高层与超高层建筑结构设计要点思考

【摘要】随着我国城市化进程的不断加快，各类复杂高层以及超高层建筑开始出现，这些建筑工程在进行结构设计的过程当中都十分复杂的，为了更好的保证复杂高层以及超高层建筑的建设质量，满足人们对建筑物的要求，我们需要更好的进行复杂高层以及超高层建筑的结构设计。

【关键词】复杂高层；超高层；建筑；结构设计；要点

1复杂高层与超高层建筑结构设计的基本要求

1.1合理进行构造分析

我们在进行复杂高层建筑与超高层建筑结构设计的过程当中，设计人员需要充分保证建筑物的整体构造的合理性。在进行结构设计的过程当中从保证建筑物的稳定性以及实用性方面进行出发，重视结构设计当中的细节，对建筑物当中部分应力符合比较集中的部位我们需要进行一定的加固设计，同时我们在进行结构设计的过程当中还需要对周围的外界环境因素进行考虑。

1.2优化结构方案选择

我们在进行复杂高层建筑与超高层建筑结构设计的过程当中，结构方案的选择是进行工程建设工作的前提条件，所以说为了更好的保证建筑工程建设的质量，设计人员在进行结构方案确定的时候一定需要从工程的实际情况出发，在保证了建筑结构的稳定性以及安全性的前提之下，对建筑结构优化以及建筑工程成本投入之间的关系进行协调，制定出一个相对来说全面并且系统的评价方案，将设计的要求、工程材料、施工工艺以及自然因素等相关的评价标准纳入到评价体系当中，然后对复杂高层与超高层建筑结构设计方案进行一个深入的对比分析，然后从这些结构方案当中选择最为理想的结构方案，这样才能够有效的保证工程建设的顺利进行。

1.3完善结构计算简图

我们在进行复杂高层建筑以及超高层建筑结构设计的过程当中，计算简图就是帮助我们进行建筑物结构精细化分析的，帮助方案选择进行一个数据支持的基础性内容，也就是说计算简图的完善性将会直接的影响到结构设计的合理性以及科学性，所以说我们在进行复杂高层与超高层建筑结果设计的时候，设计人员需要保证计算简图能够对建筑物结构的特点进行直观并且全面的表现，对结构简图绘制过程当中可能会出现的绘制误差进行严格的控制，力求能够对工程结构的信息进行一个真实的反映，保证我们能够通过结构计算简图来对方案设计当中的关键内容进行获取。

2复杂高层与超高层建筑结构设计的要点探析

2.1载荷的计算

在相应应力条件之下，复杂高层与超高层建筑结构载荷的表现会对建筑物的稳定性以及安全性造成直接的影响，与中低层建筑进行比较，复杂高层与超高层建筑在水平方向以及竖直方向的载荷情况是更加复杂的，所以说在进行复杂高层与超高层建筑结构设计的过程当中设计人员应该对建筑物的载荷进行准确的计算，这样才能够更好的展开结构设计方案的设计。首先我们需要进行地震载荷计算，地震载荷的计算其实是复杂高层与超高层建筑结构设计当中稳定性校核的基础性内容，我们通过相关的研究发现，目前高层与超高层建筑结构的自振周期是维持在6秒到9秒这一个范围当中的，而在结构设计抗震性能规范当中，地震载荷影响系数大约是6秒左右，所以说我们在进行结构设计的过程当中可以根据实际的需求将地震载荷影响系数设置在6秒到10秒这一个范围当中。其次我们还需要进行风载荷的计算，通过工程设计的实践，我们发现，随着建筑物整体高度的不断增加，建筑物所需要承担的风载荷也是越高的。

一般来说我们在进行建筑物风载荷计算的时候经常采用的是100年重现期的风载荷来对构建的承载力进行设计的，并且采用50重现期的风载荷来对构建的承载力进行相应的控制，并且我们需要对部分超过200m的高层建筑进行风洞试验。我们在进行实际的风载荷计算的过程当中，应该对相应的高层超高层设计标准进行严格的控制，并且我们还需要对当地的风力变化规律进行一定的结合，从而确定载荷计算的波动范围，并且我们在进行设计的时候还需要给予充分的风载荷余量，这样能够充分的保证建筑结构在相应的风力调解下载荷的表现。

2.2自振周期计算

与中低层建筑进行比较，复杂高层与超高层建筑在进行使用的过程当中所需要承受的应力变化是比较复杂的，并且其震动的特征往往来说都是不规律的，然而在振幅以及频率都在不断进行波动的情况之下，高层与超高层建筑是非常容易因为震动接近了自振周期从而出现了大幅度震动的问题，进而引发建筑物较为严重的稳定性以及安全性问题。

2.3抗震性能的设计出于对高层与超高层建筑物稳定性以及使用性能的考虑，对于复杂高层与超高层建筑的抗震性能设计标准与其他的传统建筑进行比较会有很大的提升，目前来说复杂高层与超高层建筑的抗震目标的设置主要包含使用水准和倒塌水准。

3结语

综上所述，随着城市化进程的不断加快，城市当中高层与超高层建筑的数量在不断的增加，为了更好的提高复杂高层与超高层建筑的建设质量，我们需要对结构设计进行一定的探讨，本文主要分析了复杂高层与超高层建筑当中结构设计的基本要求以及设计要点。

参考文献

[1]黄鹤.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨[J].才智，2012，04：24-25

作者：黄蕊 单位：泰安市建筑设计院有限责任公司

第二篇：高层建筑结构分析与设计探析

摘要:在社会经济稳健发展的背景下，我国建筑业也呈现出了快速的发展势态。特别是在经济较发达的城市，高层建筑建设工程越来越多。从高层建筑本身质量方面考虑，做好其建筑结构设计工作非常关键。本文在分析高层建筑结构设计要点及相关体系的基础上，进一步对其设计分析方法进行了解析，希望以此为高层建筑结构设计的优化及完善提供一些具有价值的参考建议。

关键词:高层建筑;结构设计;设计要点

0前言

进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的背景下，我国建筑业也快速发展起来，高层建筑也越来越多。要想使高层建筑的整体质量得到有效保障，便需要从整体角度出发，做好各方面的工作。其中结构设计就直接关系到高层建筑的质量，鉴于此，本文对高层建筑结构设计相关内容进行深入分析，意义重大。

1高层建筑结构设计要点分析

高层建筑结构设计与高层建筑的质量紧密相关，与此同时，为了使高层建筑结构设计的优化，对其设计要点加以了解，也非常重要。

1.1水平荷载要点

水平荷载在高层建筑结构设计中属于一个决定性要素。楼房自身重量与楼面应用荷载基于竖构件当中引发的轴力与弯矩数值，只和楼房高度的一次方成正比。而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及在竖构件产生的轴力，和楼房高度的二次方成正比。在高层建筑中，竖向荷载属于一个定值，但作为水平荷载的风荷载及地震作用来说，两者之间的数值会在结构动力特征变化时随着发生变化。因此，水平荷载属于高层建筑结构设计中的一个决定性要素。

1.2轴向变形要点

基于高层建筑当中，其竖向荷载数值通常偏大，处于柱当中可以引发很大的轴向变形，进而使连续梁弯矩受到很大程度的影响，在连续梁中间支座位置的负弯矩值降低的情况下，跨中正弯矩数值便会提高，进一步使预制构件下料长度受到极大影响。在这样的情况下，就有必要以轴向变形计算数值为依据，科学合理地调整下料长度。此外，在发生轴向变形的情况下，构件应力及侧移均会受到很大程度的影响，进而使构件的安全性难以得到有效保障。为此，充分控制轴向变形非常关键。

1.3侧移要素

在高层建筑结构设计过程中，需对侧移进行合理控制。在高层建筑的高度越来越高的情况下，基于水平荷载条件下的结构的侧移变形便会大大上升，为了使侧移不随着大大增加，有必要将其控制在一定合理的范围内。

1.4结构延性要素

与非高层建筑相比，高层建筑的柔性更为突出。例如，在发生地震的情况下，所发生的形变会比非高层建筑更明显。为确保高层建筑在处于塑性变形环节依旧拥有足够大的抗变形作用，防止倒塌状况的发生，需制定并落实有效措施，以此使高层建筑的结构延性得到有效增强。

2高层建筑结构体系分析

在上述分析过程中，认识到了高层建筑结构设计的一些关键要素，在满足各大要素条件的基础上，才能够为高层建筑结构设计的优化提供保障。与此同时，笔者认为在高层建筑结构设计过程中，还有必要对高层建筑的结构体系加以了解。

2.1框架剪力墙体系

基于框架体系强度及刚度与相关要求不相符的情况下，则需基于建筑平面的合理位置设置剪力墙，以此将部分框架取而代之。采取这种设计思路，便形成了所谓的框架剪力墙体系。对于框架剪力墙体系来说，其工作机理为:一旦需要承受较高的水平力的情况下，剪力墙与框架能够很好地利用楼板与连梁共同工作。基于框架剪力墙体系当中，垂直荷载由框架体系承担，水平剪力由剪力墙承担。对于框架剪力墙体系来说，其位移曲线为弯剪型，在设置剪力墙的基础上，能够使高层建筑结构的侧向刚度大大增强，同时让建筑物的水平位移大大降低，此外框架水平剪力也明显下降。从整体层面而言，与一般的框架体系相比，框架剪力墙体系的价值作用更为显著，在高层建筑结构设计中需对框架剪力墙体系的设计及应用加以重视。

2.2剪力墙体系

倘若受力主体结构均是在平面剪力墙构建的基础上组合而成的，那么便形成了所谓的剪力墙体系。基于剪力体系当中，所有的垂直荷载及水平力均由单片剪力墙承担。对于剪力墙体系来说，是一种刚性结构，它的位移曲线呈现弯曲型。并且，剪力墙体系无论是刚度还是强度均较大，具备延性作用，在整体性方面表现优良，具备抗倒塌的效果，属于一类优良的结构体系，并且与框架剪力墙体系相比，剪力墙体系也有一定的优势。因此，在高层建筑结构设计过程中，也需要充分考虑剪力墙体系的设计及应用。

2.3筒体体系

在高层建筑结构设计过程中，将筒体作为抗侧力构件的结构体系即为筒体体系。对于筒体来说，属于一类空间受力构件，主要有两大类型:其一为实腹筒;其二为空腹筒。筒体体系在强度及刚度两方面均非常大，各个构件在受力上较为合理，此外还具备很大的抗风及抗地震效果。因此，在高层建筑结构设计过程中，也需要充分考虑筒体体系的设计及应用，以此使高层建筑结构设计得到有效优化，进一步为高层建筑整体质量的提升奠定夯实的基础。

3高层建筑结构设计分析方法解析

由于高层建筑与一般的建筑体系存在很大方面的不同，并且高层建筑在设计过程中也需要考虑诸多问题，比如抗倒塌问题、抗震问题等。因此，除了在需要掌握高层建筑结构设计要点及相关体系的基础上，还需要掌握高层建筑结构设计的分析方法。笔者结合多年的工作经验，总结出了两种比较常见的分析方法，即基本假定分析法与静力分析法。

3.1基本假定分析法

基本假定分析法是高层建筑结构设计常见的分析方法，包括了弹性假定分析、刚性楼板假定分析、计算图形假定分析等。对于弹性假定分析来说，现如今建筑工程采取的高程建筑结构分析方法都使用了弹性计算方法。基于垂直荷载的作用下，建筑结构一般是在弹性工作环境当中。弹性假定通常情况下能够和建筑结构的具体工作情况相符合。但如果受到较强的台风或地震的影响，会有偏大的位移产生，进而使建筑结构处于弹塑性工作环境。因此，在这样的情况下，便不可再使用弹性计算方法，而是应该采取弹塑性动力计算方法完成相应的设计。对于刚性楼板假定分析，假定楼板基于自身平面内的刚度无限大，但基于平面外的刚度则忽略不计算，这即为刚性楼板假定，并且，刚性楼板假定在很多高层建筑结构都广泛采取。通常而言，针对框架体系及剪力墙体系使用此种假定分析方法是具备可行性的。但有时候，部分结构存在竖向刚度突变情况，在楼板刚度不足以及层数比较少的状况下，楼板在变形上的影响便非常大。因此，在使用刚性楼板假定分析方法的情况下，需考虑是否与相关设计体系相符合，进而使计算分析的精准度及科学性得到有效保障。

3.2静力分析法

对于高层建筑结构静力分析方法来说，主要是针对框架剪力墙结构与剪力墙结构实施的。对于框架剪力墙结构来说，其内力及位移计算方法非常多。因未知条件及需考虑的因素有所不同，因此各类方法的解答形式也有所不同。对于框架剪力墙来说，一般是把结构转化成等效壁式框架，进而通过杆系结构矩阵位移方法进行求解。另外，对于剪力墙结构来说，其开洞情况决定了其受力的特点及变形情况。剪力墙在类型有所不同的情况下，截面应力分布也有所不同。在内力及位移计算过程中，需采取有针对性的计算方法。一般情况下，是将平面有限单元法作为剪力墙结构的计算方法。但由于剪力墙自由度比较大，因此通常在应用分布比较复杂的条件下对这种计算方法加以应用。

4结语

通过本文的探究，认识到要想使高层建筑的整体质量得到有效保障，便需要考虑诸多要素，比如高层建筑结构的分析及设计便显得极为重要。一方面，需充分了解高层建筑结构设计要素;另一方面，需充分掌握各种优化的高层建筑结构体系。此外，还需要掌握高层建筑结构设计分析方法，例如基本假定分析法与静力分析法等。相信从以上方面加以完善，高层建筑结构设计将能够得到有效优化，进一步为高层建筑整体质量的提高奠定夯实的基础。

参考文献:

［1］徐勇．王慧君．浅析高层建筑结构设计［J］．科技与企业，2014，23(6):177．

［2］孙凯．高层建筑结构设计的问题及对策探讨［J］．价值工程，2011，30(25):88－89．

［3］陈耀．高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨［J］．福建建材，2011，30(4):36－37，39．

［4］董苏媛．高层及超高层建筑结构分析与设计［J］．中华民居:下旬刊，2014，7(2):43－44．

［5］丁洁民，吴宏磊，赵昕．我国高度250m以上超高层建筑结构现状与分析进展［J］．建筑结构学报，2014，35(3)

作者：罗人蜜，李龙 单位：湖南高速铁路职业技术学院

第三篇：高层建筑结构设计途径

【摘要】近年来，经济社会的快速发展及科学技术的不断进步使得高层建筑特别是超高层建筑不断涌现，大大提高了土地使用率。现代高层建筑结构设计既要保证建筑结构的安全性，同时对其美观性、经济性、功能性等要求越来越高。本文着重对高层建筑结构设计进行了分析，特别是重点分析和探讨空心楼盖的内容。

【关键词】结构设计；高层建筑；空心楼盖

如今，现代建筑结构安全技术体系日益成熟，高层建筑已在全国众多城市中拔地而起。高层建筑具有使用功能强大、集约节约资源等诸多优点，成为建筑业的热点。目前，在我国的城市化过程中，不断增加的建筑高度及高层建筑数量，更加注重高层建筑的使用功能，无论建筑类型，还是建筑功能更加复杂，与此同时，高层建筑结构设计也随着多样化高层建筑结构体系的流行而更受重视。由此可以得知，必须全面掌握高层建筑结构体系和结构设计特点，以达到对高层建筑多样化标准的要求。

1高层建筑结构的特点

高层建筑结构在承受垂直方向荷载的同时，还要承受因为外界风力而造成的水平方向荷载，不仅如此，建筑抵抗地震的能力也同样重要。一般来讲，外界风力产生的水平方向的荷载和抵抗地震能力这两个方面是高层建筑的主要影响因素，不过，楼层相对较低的建筑结构，其水平方向对高层建筑产生的影响比较小。每当建筑物高度有所增加，高层建筑的位移就会相应加快，过大的高层建筑侧移也会影响建筑物的使用及舒适度，导致非结构构件和结构构件很容易受损。因此，设计结构时，必须注重在规定的合理范围内，设计好抗侧力结构，并做好侧移的控制。

2高层建筑结构设计的关键所在

与低层或者多层建筑结构不同，高层建筑结构设计的方法理念和施工工艺更为专业，需要考虑的因素会大大增加。

2.1适宜的设计简图

结构计算是以设计简图为基础的，设计简图的选取是否适当与高层建筑结构安全稳固性息息相关，刚结点与铰结点很难就是实际结构的节点，因此设计简图正常情况下是存在误差的，不超过允许范围即可。

2.2合理选择结构方案

高层建筑策划的科学适用才能保证建筑结构的合理性，选取实际可行的结构体系以及构造方式至关重要。高层结构一方面要承受诸如地震、风等造成的水平荷载，另一方面还要承受竖向荷载。当出现巨大风力或者地震力时，会对高层建筑产生水平侧向力，必须严格控制高层建筑体型的高宽比例，来保证高层建筑的稳定性。总而言之，必须综合分析工程的材料供应、施工条件、设计要求、地理环境等情况，并结合给水排水、电、供暖、建筑等专业，然后确定结构方案，并进行结构选型。

2.3合理选择基础方案

高层建筑的基础设计必须全面考虑以下因素：设计时注重选择经济适用的基础方案，关注高层建筑地基情况，整体分析地基变形因素并进行验算。

2.4准确分析设计结果

通常在高层建筑结构设计策划程序中运用计算机分析，但因为电脑软件分很多种类，不同的电脑程序会导致不同的计算结果，所以对于高层建筑结构设计工作者来说，需要全面了解掌握不同软件程序的适用范围和条件等。与此同时，因为程序自身的不足，或者与建筑结构的实际情况不相适合，或者操作者的人工输入错误等因素均会导致计算结果出现错误，使结构设计人员在工作过程中对资料审核、数据输入一定要严谨仔细，认真校核，做出科学的判定。

3高层建筑结构设计面临的问题

3.1关于高层建筑结构设计的受力性能

设计师在设计建筑物的第一方案时，并不需要确定其具体结构，而是着重考虑它的空间组成特点。由于组成的建筑物大而重，而要保证建筑空间结构的稳定性，需要清楚地基土的承载力与建筑结构体系向下的作用力之间的关系，在方案设计时，应对主要承重墙及承重柱的数量和分布做出正确预计。

3.2关于高层建筑结构设计的扭转问题

建筑结构的三心包括几何形心、结构重心和刚度中心。在结构设计的过程中，三心应当尽量汇于一点。但是，因为部分建筑在结构设计时没能做到三心合一，所以在水平荷载作用下结构发生了扭转振动效应。为避免建筑物的扭转破坏，选择合理的结构形式和平面布局显得尤为重要。

4空心楼盖在高层建筑设计中的优势

现代高层建筑设计中，已经开始流行采用空心楼盖结构，这种结构的优势在于增加楼层净高、无需吊顶、室内空间高达舒展、隔热隔音性能好等效果。更为重要的是，空心楼盖在结构和经济方面还存在一定的优势，前者包括施工方便、钢筋用量少、结构自重轻等优点，后者包括节省钢筋和混凝土用量，节省基础造价和施工工期等优点。顾名思义，空心楼盖结构的楼板是空心的，但厚度较大，并且多为扁梁，有时梁高甚至与板厚相同，由此可见，板对梁的影响非常之大。空心楼盖的内膜之间是肋梁，所以空心楼盖结构也可以看作是密肋梁结构体系，与传统的实心楼板存在很大区别，笔者在此就几个方面将空心楼盖与实心楼板相对比，以分析空心楼盖的整体性能。

4.1平面布置

按照同样的高层，同样的安全等级、结构设计基准期、使用年限，以及同样的抗震设防烈度、场地类别，空心楼盖结构平面图与实心楼板结构平面图的大体图示对比就是这样。这也为我们之后的对比打下基础。

4.2楼层向刚度对比

在空心楼盖的结构下，各楼层侧向刚度只有实心楼盖结构下各楼层侧向刚度的50%左右，因为实心楼板结构中，其梁高远大于空心楼盖结构下的扁梁，抗弯刚度更大，竖向构件相同时，实心梁板结构的抗侧刚度也就相对较大。但是，由于这个图表示基于计算分析软件而形成的，由于软件的限制，是把楼板和结构梁分开独立计算的，没有充分考虑空心楼盖对整体结构刚度的贡献，所以在整体的受力分析时，空心楼盖结构下侧向刚度要比图中大很多。

4.3地震作用下最大层间位移对比

空心楼盖与实心楼盖首层的最大层间位移相同，但楼层越高，前者的最大层间位移逐渐大于后者，并且相差幅度越来越大，这也是与刚才提到的侧向刚度息息相关的。相比而言，前者的最大层间位移比后者要高两层左右，也就是空心楼盖结构的最薄弱位置要更高一些。

4.4最大层间位移角对比

由上表可以看出，空心楼盖结构下的最大层间位移角及出现的位置都比实心楼板结构要大，因此，空心楼盖结构更为经济，实心楼板结构更为安全。

5结语

随着城市建设的不断加快，高层建筑的发展越来越快。在高层建筑结构设计过程中，一定要符合高层建筑结构设计要点，工程技术人员要结合专业知识、施工技术要求、地质情况、开发商设计要求等，合理设计建筑物高度和建筑结构，以确保建筑物的安全性、经济性、实用性。

参考文献

[1]文勇.水平荷载在高层建筑结构设计分析中的重要作用[J].科技创新导报.2010（25）

[2]安海峰.论高层建筑结构设计研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2010（11）

[3]余向前.现浇空心楼盖结构在某高层甲级写字楼中的设计实例[J].建筑结构，2010（9）：23-26

作者：胡杨

第四篇：高层建筑结构设计问题及策略

摘要：随着我国经济建设的不断加快，科技技术的发展，在住房建造方面也取得了进步，建筑物的高度越来越高，为了缓解人口数量过多而土地资源又稀缺的问题，高层建筑的数量也就随之增多。而高层建筑结构设计是高层建筑的建设基础，本文阐述了在高层建筑结构设计中容易出现的问题，并根据高层建筑结构设计的原则提出了合适的解决办法。

关键词：高层建筑；结构设计；问题

1前言

自高层建筑出现以来，其高度逐渐增高，不仅极大的提高了土地的利用率，而且提高了人民的生活质量。但同时我们也要提高对高层建筑的要求，在安全保障、未来使用、及日常护养维修加等方面都要加强注意。结构设计做为高层建筑建造中最为基础和重要的一部分，需要分析其中的问题并认真解决，使高层建筑在投入使用后可以保障居民生活和工作的安全。

2高层建筑结构设计中会出现的问题

2.1扭曲问题

扭曲问题出现的根本原因是三心没有合一，所谓的三心指的是结构中心、刚度中心和几何中心。在高层建筑建造的结构设计中，这三心都是十分重要的标准，三心合一，使得高层建筑在其因高度产生的巨大水平压力下保持稳定，不会产生扭曲和震动。但是如果在结构设计中没有以三心为核心，足够重视起来，就会给高层建筑物的安全带来巨大的隐患，从而影响到了高层建筑的后期建造和投入使用后居民的安全问题。

2.2受力性问题

高层建筑因为高度增加，因此低层楼层受到的水平压力会过大。所以在进行建筑结构设计工作时一定要对空间组成特征进行重视，根据所建造的高层结构建筑的结构特点对建筑内墙体等进行规划布置，最终使高层建筑结构与地面保持重力向下，提高高层建筑的受力性能，增加低层楼层的安全性及建造过程中的稳定性。

2.3短肢剪力墙设置问题

短肢剪力墙的厚度通常在5到8左右，由于在短肢剪力墙的安置过程中会有诸多因素的影响，通常会在安放位置和数量上出现问题。在高层建筑结构设计中，部分短肢强的厚度没有达到标准，致使在许多墙梁连接处，设计好的宽度无法完成，从而造成了梁的承受强度不够，同时部分还可能由于墙肢的受力性不好，使得界面抗扭性能的下降。

2.4超高问题

在我国建筑的规定中，24米以上的建筑为高层建筑，100以上的建筑为超高建筑。超高建筑的防震工作就应该能加严格的执行，尤其是在超高建筑结构设计方面。抗震是高层建筑面临的最主要的问题，根据高层建筑的抗震需要，通常国家都会建筑物的高度进行了严格规范。但是随着新的技术发展，使上限高度不断提高，但是大家却忽略了由于高度提高带来的建筑结构的变化。因此必须对建筑超高引起重视，因此必须从建筑施工图纸便开始发现问题，又专家进行讨论，否则必然会对整个建筑造价和施工进度产生不利的影响。

2.5嵌固端设置问题

在建筑结构设计中嵌固端，就是平常说的固定端，嵌固端是不应该出现异动的，并且嵌固端在高层建筑结构设计中也是十分重要的，与整个高层建筑物的稳定性息息相关。但是在嵌固端的设置中也存在着不少问题，主要有三点：（1）位置选择问题。嵌固端位置的选择是至关重要的，一旦选择出问题，就会带来极大的安全隐患。尤其是把嵌固端放置在地下室或者人防的顶板，这会造成受力不均匀从而影响到了整个整个高层建筑物的稳定性。（2）上下层刚度比例设计问题。嵌固端的设计是否合理与其上下层刚度的比例有着密切的关系，但是往往在高层建筑的结构设计中，会出现计算错误的问题，这就会影响到嵌固端设置的精度，从而造成了高层建筑物整体的稳定性。（3）抗震缝隙处理问题。抗震是高层建筑结构设计中最为重要的一个环节，但是在部分结构设计中，嵌固端的设计会和抗震缝隙的处理出现一定的冲突，从而影响到了墙体的受力性能，对这个高层建筑物的稳定性也会有一定的影响。

3高层建筑结构设计过程中的原则

3.1合理选择基础方案

在进行高层建筑结构设计之前一定需要对高层建筑所处的区域进行全面综合的分析与考察，了解其地址条件，地理特征，以及周围建筑物、管道的分布，并且，对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析。同时设计师也要充分考虑到施工过程中可能出点的影响因素和突发事件，合理选择基础方案，是提高高层建筑安全性的基础。

3.2合理选择计算简图

在高层建筑的结构设计过程中，所有的结构计算都要以计算简图为基础。为了防止在建造高层建筑时出现安全问题，一定要选择合理的计算简图，并保证计算的精确度。在实际应用时还应该尽量的减小误差，严格按照国家的规范和制度来进行结构设计的计算。

3.3合理选择计算工具

随着科学技术的发展，给人民的生产生活带来了极大的方便，在高层建筑的结构设计中也可以应用。合理的利用计算机技术进行结构设计的计算，不仅快速简便，而且精确度高，极大的提高了计算效率。

4高层建筑结构设计中问题的应对策略

（1）针对扭曲问题。为了保证高层建筑物的稳定性，不出现扭曲问题，一定要在结构设计中做到结构中心、刚度中心和几何中心三心合一，将水平压力给高层建筑的影响降到最低。

（2）针对受力性问题。建筑设计师一定要充分考虑到空间组成特征，合理对承重墙以及承重柱的数量和位置进行规划和计算，最终使高层建筑结构与地面保持重力向下。

（3）针对短肢剪力墙设置的问题。首先短肢剪力墙的厚度一定要符合国家标准，避免出现受力不稳定的现象，其次要保证短肢剪力墙的位置布局，尽量均匀合理，这样才能够高层建筑在后期建造和使用时保证最大程度的稳定性。

5结束语

随着高层建筑的高度增加，对高层建筑物的质量和安全的要求要随之增加了。高层建筑的结构设计是整个高层建筑质量保障的基础，建筑设计人员必须要重视起这其中出现的扭曲问题、受力问题、超高问题、短肢剪力墙和嵌固端的设置安放问题，根据高层建筑结构设计原则，分析研究出良好的解决办法，使高层建筑在抗震、防火以及安全性方面都要极大的提高，为人民正常的学习、工作、生活保驾护航。

参考文献：

[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计特点[M].北京:北京大学,2015(10).

[2]孙凯.高层结构的基础结构设计[J].价值工程,2012(6).

[3]王续晶.高层建筑应注意的问题及基础结构特点[J].价值工程,2012(25).

作者：陈超1宋晓霞2 单位：1.北京中外建建筑设计有限公司山东分公司；2.马建国际建筑设计顾问有限公司山东分公司

第五篇：巨型框架高层建筑结构探析

摘要：介绍了巨型框架高层建筑结构的特点，分析了巨型框架高层建筑结构的优缺点。为巨型框架高层建筑结构的分析及应用提供参考。

关键词：巨型框架；高层建筑；结构分析

在高层建筑结构中，抗侧力是设计的主要因素。随着建筑高度的不断提高，抗测力体系的不断发展和改进，出现了适应高层建筑发展趋势和特点的新型结构体系--巨型建筑结构体系。它的概念产生于20世纪60年代未，是指在一座建筑中，由几个大型结构单元所组成的主结构与其他结构单元组成的次结构共同工作，从而获得更大的整体稳定性和更高效能的高层建筑结构。巨型结构由两级结构组成，打破了传统的以单独楼层作为基本结构单元的格局，有着其他结构无法达到的很多优点。

1高层建筑结构特点

1.1水平荷载成为因素。一方面，因为楼房自重好楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

1.2轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

1.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素，随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

1.4结构延性是重要的设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，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，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰哒的措施，来保证结构具有足够的延性。

2巨型建筑结构的优越性

2.1巨型结构结构明确。巨型结构是一种新型结构体系，主结构为主要的抗侧力体系和承重体系，次结构只起辅助作用和大震下的耗能作用，并负责将竖向荷载传给主结构，传力路线非常明确。

2.2巨型结构能满足建筑功能的要求。巨型结构体系的出现使得建筑需要与结构布置不再矛盾，沿竖向每个大层中的次结构可以自由布置，同时并不会造成结构上的不利，也易做到节能和减少风力。

2.3巨型结构体系整体性能好。在高层建筑结构中，抗侧力体系抗侧能力的强弱是衡量结构体系是否经济有效的尺度。巨型结构的大梁作为刚臂，使得整个结构具有极其良好的整体性，可有效地控制侧移。同时也可在不规则的建筑中采取适当的结构单元组成规则的巨型结构，有利于抗震。

2.4巨型结构可将多种结构形式及不同材料进行组合。由于巨型结构体系的主结构和次结构可以采用不同的材料和结构，因此体系可以有不同的变化和组合。例如，主体结构可采用高强材料，次结构采用普通材料等。

2.5巨型结构体系施工速度快。巨型结构体系可先施工主结构，待主结构完成后分开各个工作面同时施工次结构，这样可大大加快施工进度。

2.6巨型结构体系可节约材料，降低造价。巨型结构体系中，虽然主结构的截面尺寸大，材料用量也大，但量大面广的次结构只承受有限几层竖向荷载的作用，故其截面尺寸比一般超高层建筑小得多，对材料性能要求也较低，从总体上说可节约材料和降低造价。综上可知，巨型结构体系的出现是必然的，它给建筑设计带来了新的灵活性。巨型结构体系一般可按其主要抗侧力体系的不同而分为巨型衍架体系和巨型框架结构体系，这里主要介绍巨型框架结构体系。

3巨型框架结构体系

巨型框架是将框架体系设计为主结构和次结构，主结构可以形象地比喻为按比例放大的框架，其中巨型柱的尺寸很大，有时可超过一个普通框架的距离，形式上可以是巨大的实腹钢筋混凝土杆、钢筋混凝土杆、空间结构式衍架或是筒体，大柱一般布置在房屋的四角和周边；巨型梁采用高度在一层左右的预应力混凝土大梁或平面（空间）结构式衍架，一般每隔3~5个楼层设置一道。主结构为主要抗侧力体系，次结构只起辅助作用和大震下的耗能作用，并负责将竖向荷载传给主结构。主结构的大粱可充当刚臂，把两边的大柱连在一起组成一个整体巨型框架，共同抵抗水平荷载作用，故也叫主框架。因其抗力力臂很大，所以抗侧刚度很大，使得整个结构具有极其良好的整体性，可有效地控制结构侧移。同时，巨型框架结构是一种大体系，可以在不规则的建筑中采取适当的结构单元组成规则的巳型结构，有利于抗震。这样，主次结构组成一种超常规的具有巨大抗侧力刚度及整体工作性能的大型结构。

R型框架结构体系中，隔若干层设置的大梁自然地充当转换层的作用，使得沿竖向大小不一的空间得以自由布置。巨型结构的次结构样式可以千变万化，不仅美观，而且人们不必再担心由于结构转换而造成的对结构不利的影响。由于自型框架结构中沿竖向可以设置数道大梁，小柱不再是主要的抗力构件，故两大层之间的小柱在竖向没必要一定连续，紧贴大梁底下的一层可不设小柱做成大空间，布置成商店、会议室、娱乐场所等公用空间，这种大空间沿竖向可做若干个，以方便人们的各种需要。

中国已建成的巨型框架结构大多为钢筋混凝土结构。由于巨型框架结构大梁的跨度非常大，而且承担荷载极大，为了控制大梁变形和节约材料，一般须对之施加预应力，故它也是一种新型预应力结构体系。钢筋混凝土巨型框架主框架的柱，一般采用型钢混凝土柱或筒体，梁可分为钢朽架、斜格型杆件或钢筋混凝土大梁（箱型或实心）。

参考文献

[1]左振波，左振明，左春仁.高层建筑巨型框架结构应用及其受力特征[J].大连大学学报，2003（9）：133.

[2]龚耀清，杨博.超高层建筑空间巨型框架的半解析自由振动分析[J].河南理工大学学报:自然科学版，2005（6）：96.

[3]包世华，龚耀清.超高层建筑空间巨型框架的重力二阶效应分析[J].建筑结构，2004（10）：182.

作者:孟庆国 单位：黑龙江省农垦宝泉岭管理局住房和城乡

第五篇：复杂高层与超高层建筑结构设计要点探究

摘要：依据现阶段复杂高层与超高层建筑结构设计中出现的问题，研究建筑结构设计方案的选择，其中包括了结构方案和结构形式的选择，同时分析了建筑结构设计的要点，以此为其建筑的实施工作奠定有效的基础。

关键词：复杂高层；超高层建筑；结构设计要点

1引言

随着我国社会环境和社会经济的不断发展，促使复杂高层和超高层建筑工程的项目建设需求逐渐增加。但是，在实际发展的过程中工作的难度也在不断地提升，特别是结构设计。优质的结构设计工作主要是为了保障建筑物应用的安全性和经济性。对于复杂高层建筑或是超高层建筑来说，需要依据其实际承受的强度实施有效的防振工作。

2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要印象因素

在进行建筑结构设计的过程中选择建筑载荷的工作是重要的工作内容，对于大部分的高层建筑来说，可以依据建筑结构设计载荷规定中的相关要求进行有效的明确，之后需要对其他的建筑结构的关联进行分析，以此明确有效的结构设计方案。

2.1风载荷

依据复杂高层和超高层建筑结构的设计来说，由于其高层很容易被风载荷所影响，特别是在一些超高层建筑中，需要控制的原因就是风载荷，例如，在台北某地设计的过程中，不但结合了当地设计的规范，还让加拿大的专业设计企业对其进行了风洞实验，以此提升建筑的抗风载能力。在实验的过程中，设计一个依据1:500为比例的模型在直径为一千二百米的风场环境进行实验，证明建筑在不同的风力的情况下受力情况。

2.2地震力

在检测地震力的过程中，现阶段的技术存在着一定的问题，难以对其进行有效的预算工作。对于地震预测较准的日本，也无法明确其地震的地点、方向以及时间。因此，高层建筑设计在实施的时候需要注重其地震力。同时，还要考虑到建筑主楼、裙楼在地震力下的不同状况。

2.3地基基础

对于两者来说，地基基础在其实施的过程中占据重要的地位，在实际建设中主要是依据不同的地基形式提升其地基结构的平稳性。例如，对于较为深厚的软基层，高层建筑地基需要依据桩筏基础等进行。当然，也可以依据现实的地基情况制定有效的基础方案；应用程度不大的年轻岩基主要是依据现浇混凝土桩基融入到岩层中的形式为建筑提供根本支撑；对于深度较大的岩层，例如在地面一百米以下，主要是依据岩层上层经常应用的层状冲积土，应用框格式的地下连续墙为建筑实施提供基础；而对地下基层条件不错的地层来说，主要是依据筱形基础就行。在设计地基的过程中，需要依据不一样的地质选择有效的组合式基础方案，最后明确一个经济性较高的方案。

2.4建筑功能应用需求

大部分的建筑在实施的过程中都是依据实际需求进行建设的，因此在实施的过程中需要依据这种条件进行工作，这是发展过程中重要的问题，在设计的过程中，需要注重建筑的艺术特点、应用方案以及经济等多方面的要求。同时，在实际设计的过程中需要确保其结构不但在施工技术下实现，还是现阶段设计素材所需的，这也是建筑结构设计需要管理的一个因素。

3复杂高层和超高层建筑结构设计方案

3.1有效降低框架中的柱距和梁距

在建筑结构设计实施的过程中降低柱距的工作主要是指建筑框架，就是将梁、柱依据刚性的结合形式构成刚性系统，整体的结构系统的抗刚性受到梁、柱的面积和数量影响，依据减少柱子之间的距离可以有效的提升整体的刚性。而依据提升框架中梁的数量不但可以降低框架在载荷作用下的总体变形，同时还可以提升柱子在轴力作用下出现的力，促使其有效的控制结构系统的总体力矩。

3.2有效发挥出梁柱组合的特点

依据减少柱距和梁距，虽然在一定程度下可以实现提升框架系统的抗刚性，但是不能在基础上改变框架的整体效能。这时结合提升梁、柱数量的方案，不但可以提升框架的整体抗刚性，还可以有效的提升框架的抗风载荷的水平。

3.3依据弯一剪双重结构的系统

其主要是依据弯曲型与剪切型两种变形的构件是一个完善的构件系统。主要是依据不同的楼板中连接以此一起共同进行工作，有效的减少了整体建筑结构的顶点位移和下部各个楼层的移动，其中主要分为以下几点：第一，框—墙系统。通常情况下，独立的框架整体变形是经常出现的剪切变形，其上部层间出现侧移要小一些，而在下部的层间出现侧移要大一些。单独的剪力墙是弯曲型变形，其层间侧移的特点主要是上部大、下部小。第二，框—撑系统。设计有效的系统可以获取与框—墙系统的有效模式，也就是获取减少结构顶点侧移与最大曾间位移的目标。第三，筒中筒系统。其构成的原理与之前的两者相同，但是其起到的结构强度较大。

3.4设定完善的刚臂

相对于建筑平面来说主要是高楼的方形分布，在应用芯筒—框架系统的过程中，由于很多的侧向力主要是受芯筒承受，以此导致整体建筑的侧移曲线大部分是有芯筒的变形直接进行控制的。在水平载荷的影响下，芯筒主要是依据弯曲变形进行。当然，由于芯筒实际平面的数据受到建筑的竖向服务性设备面积改变，以此导致芯筒的高度和宽度的数值不断提升。为了有效的达到建筑结构侧移的目标，在高层建筑中每距离十层就设定一定设备层，在其中设置桁架，以此构成刚臂。从而在实施的过程中促使芯筒和外围的框架柱连接到一起，促使结构的外柱可以参与到整体的抗弯系统中，更可以明确其芯筒各个水平的界面，特别是顶部截面的斜度，有效的减少了建筑各个岛层建筑中出现侧向位移的情况。

4结束语

综上所述，复杂高层与超高层建筑结构设计要点在实际实施的过程中，需要注重结构类型、抗震程度、结构舒适度以及施工过程等问题，同时还需要注重提升建筑构建的素材应用程度以及结构设计的可靠性，让两者成为实际设计的重要工作，并且这两者在实际发展中是复杂高层和超高层结构设计工作质量的重要保障。因此，复杂高层和超高层建筑结构设计全面过程中都需要专业的设计人才，并且对实际工程建设的要求有一定的了解。

参考文献：

[1]吴荣德,李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].住宅与房地产,2015(28).

[2]常国强.探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].科技与创新,2016(4).

[3]胡先林.试论复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建材与装饰,2016(10).

作者：谭定欣 单位：重庆银桥建筑设计有限公司

第六篇：复杂高层与超高层建筑结构设计的要点探究

摘要:近年来，随着城市化进程的加快，我国建筑行业呈现快速发展的趋势，为了满足人们的居住要求，复杂高层和超高层建筑不断增加，且对于高层建筑结构设计也越来越人性化。为了保障复杂高层与超高层建筑的经济性、安全性，提高建筑结构设计的科学性、合理性是关键。在分析复杂高层与超高层建筑设计时应考虑的因素的基础上，探讨了复杂高层与超高层建筑结构设计要点，旨在对今后的建筑设计有所帮助。

关键词:复杂高层建筑;超高层建筑;结构设计

0引言

目前，在大多数复杂高层与超高层建筑结构设计过程中，由于受到建筑高度的影响而给结构设计工作带来了很多难点。同时，由于在高层建筑结构布置和建筑竖向结构设计过程中缺乏逻辑性、规律性，从而导致建筑出现质量问题。因此，加强复杂高层与超高层建筑结构设计研究至关重要，只有掌握复杂高层与超高层建筑结构设计要点，才能促进我国建筑行业的长期可持续发展。

1复杂高层与超高层建筑结构设计时应考虑的因素

1．1结构方案与结构类型

要保障复杂高层与超高层建筑的质量，首先应考虑到建筑物结构方案问题，若未合理选择结构方案，将可能产生很多不必要的麻烦，甚至可能导致整个方案重新调整，这样将影响工程施工进度，并给设计单位带来严重的经济损失。

1．2结构舒适度

从复杂高层与超高层建筑的结构来说是相对柔软的，因此在结构设计过程中不仅要保障结构设计的安全性，还要满足人们对建筑物舒适度的要求。这就要求在复杂高层与超高层建筑结构设计中应进行结构舒适度分析，主要包括两个方面的内容:①若建筑为混凝土结构，则其阻尼比应控制在0．05。②若建筑为混合及钢结构，应根据工程项目的实际情况将阻尼比控制在0．01～0．02之间。同时，从建筑使用功能来看，公寓类建筑与公共建筑的水平振动指标限值具有较大的差异。对此，应根据建筑用途来进行差异性设计，例如可通过TLD技术或TMD技术来进行设计，这样可使建筑物的舒适度水平得到进一步提升。

1．3抗震设防烈度

高度较高是复杂高层与超高层建筑的主要特点，针对承受不同强度的抗震设防烈度并超过100m以上的建筑物，其具体高度应根据该地区不同的抗震设防烈度来决定。一般情况下，抗震设防烈度为6度的区域适合建设复杂性高层及超高层建筑物，而抗震设防烈度为8度的区域不适合建设300m及以上的建筑物。

2复杂高层与超高层建筑结构设计要点

2．1重视概念设计

根据笔者近年来大量实践经验，总结了在复杂高层与超高层建筑结构设计中应重视概念设计，具体应重视以下几个环节:①在建筑结构设计中应进一步提升其规则性、均匀性。②在设计上，应提高结构的完整性，并达到较高的水平。③确保结构竖向及抗侧力的传力途径具有较高的清晰性、直接性。④在建筑结构设计过程中融入环保及节能减排意识，从而在复杂高层与超高层建筑中建立一个科学合理的耗能机制。⑤为确保建筑结构受力的完整性，应注重提高建筑结构及材料的利用率等。

2．2重视抗震设计

在复杂高层与超高层建筑绳索构设计过程中，抗震设计是确保建筑安全性的重要部分，因此在充分发挥建筑功能的基础上应确定其抗震方案。首先，在高层建筑中科学选择建筑材料是抗震设计的关键;其次，对减少地震发生时能量的输入有促进作用。在这项工作中，具体应做好以下几个方面:①在验收建筑构件的承载力的基础上应有效控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值。②在设计高层建筑工程项目时，对于设计方案应基于位移的结构抗震方法进行定量分析，以确保在发生地震时其结构的变形弹性对建筑起到一定的保护作用。③为确定构件的变形值，应对建筑结构的位移和建筑构件的变形进行综合分析。④建筑施工地点应选择坚固的场地，也可使地震发生作用时能量的输入减少。

2．3科学选择结构抗侧力体系

为保障复杂高层与超高层建筑的安全性，应科学选择结构抗侧力体系，而在选择结构抗侧力体系中应注重以下几个因素:①根据建筑的具体高度来确定所选择的结构体系，例如建筑高度小于等于100m，最佳体系构成为剪力墙、框架及框架剪力墙;若建筑物高度为100～200m，最佳体系构成为框架核心筒和剪力墙;若建筑物高度为200～300m，最佳体系构成为框架核心筒伸臂、框架核心筒;若建筑物高度小于600m，最佳体系构成为巨型框架、筒中筒伸臂、组合体、斜撑及衔架。②在设计过程中，对于相关结构抗侧力构件的连接应引起足够重视，尽可能使相关结构抗侧力构件形成统一的整体。③若在建筑结构中存在多个抗侧力结构体系，应仔细分析这些结构体系，不仅要仔细考察其效用，还应对其贡献程度进行科学预测和评判。

3结语

在复杂高层与超高层建筑结构设计中，应充分考虑建筑结构方案、类型及舒适度问题，并在结构设计中重视概念设计、重视抗震设计及科学选择结构抗侧力体系，只有在实践中对这些方面引起足够重视，才能促进我国建筑行业的不断发展。

参考文献:

［1］吴宏磊，丁洁民，崔剑桥．超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究［J］．建筑结构学报，2014(3):8－15．

［2］单斌．刍议复杂高层与超高层建筑结构设计［J］．中华民居(下旬刊)，2014(4):67－68．

作者：周三程 单位：华蓝设计(集团)有限公司