高层建筑结构设计原理范文

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近些年来，随着城市化发展进程的不断加快，为了满足人们对建筑功能多样化的需求，高层建筑平面布置与立面体型越来越复杂。其中较为常见的类型就是：下面为商场或者娱乐场所，上部为住宅。下部空间相对自由灵活，大柱网、少墙体，可以达到公共使用标准；上部主要利用墙体进行分隔，达到住宅需求。此种设计，导致上部与下部设计区别较大，违背了常规的竖向布置。所以，在进行实际设计的时候，可以考虑不同结构体系转换的形式，保证建筑结构安全、经济的情况，实现建筑的功能要求。

1.转换层结构设计原则

1.1竖向布置

转换层结构可以结合建筑功能与结构传力需求，沿着高层建筑高度方向一处或者多处进行灵活布置；也可以结合建筑功能需求，在楼层局部位置进行转换层设置，并且在此空间中既可以进行楼层的正常使用，也可以将其当成是设备层，但是，一定要保证其具有足够的刚度，避免沿竖向刚度过于悬殊。对于大底盘多塔楼商住建筑而言，塔楼转换层应设在裙房，并且加大梁尺寸与板的厚度，尽可能防止中间出现刚度过小的楼层，降低震害。

1.2结构布置

通过相关研究表明，底部转换层位置越高，转换层上、下刚度也就相差越大，转换层上、下内力传递途径也在发生变化；除此之外，转换层越高，落地剪力与筒体也容易出现裂缝，进而导致框支柱内力加大，转换层墙体容易被破坏。总之，转换层位置太高，不利于建筑抗震。底部带有转换层结构，其上部竖向构件不可以直接落地，一定要保证其与转换梁的可靠传力。根据现有工作经验总结，转换层构件可以采用大梁、斜撑、箱形等结构。因为转换层在高烈度区应用较少，在进行设计的时候，一定要予以充分的重视。

1.3抗震设计

为了确保设计的稳定性与安全性，规定一些框支剪力墙结构转换层必须设置在五层以下，其框支柱、剪力墙底部加强区抗震等级一定要按照相应的规范标准进行提高，保证结构的抗震性能。在计算转换层转换构件水平地震作用的时候，需要将其计算内力进行调整，以保证建筑具有足够的抗震性能。

2.梁式转换层结构设计和构造

由框支主梁承托转换次梁及次梁上的剪刀墙，其传力途径经过多次转换，受力情况非常复杂。框支主梁除了需要承载其上部剪力墙作用之外，还要承担梁传递的剪力、弯矩、扭矩，非常容易破坏框支主梁。针对具有抗震性能要求的建筑而言，为了有效改善建筑结构的受力情况，增强其抗震性能，在进行平面设置的时候，可以进行剪力墙落地设计，并且贯通基础，形成良好的受力体系，保证建筑的稳定性与安全性。

2.1转换梁设计和构造

转换梁截面尺寸通常是由剪压比计算得到，进而降低其脆性破坏率。在转换梁上不要开洞，如果一定要进行开洞，需要将洞口设置在梁中和轴附近。并且在上下弦杆处一定要采取强化措施，保证箍筋加密，提高结构抗剪能力。在计算上下弦杆箍筋的时候，取放大系数为1.2。当洞口内力比较大的时候，可以利用型钢进行强化。同时，转换梁混凝土的强度等级要求不小于C30。转换梁上下主筋最小配筋率为0.3%(非抗震设计)，转换梁纵向钢筋接头宜采用机械连接，同一连接区段内接头钢筋截面面积不宜超过全部纵筋截面面积的50%，并且保证上部纵筋中有50%的钢筋全长贯通。

2.2框支柱设计和构造

框支柱截面尺寸均是由轴压比进行计算决定的。在地震作用下，框支柱内力需要进行一定的调整：在进行抗震设计的时候，一定要将框支柱柱顶弯矩乘以放大系数，同时根据放大之后弯矩进行配筋的计算。剪力调整：在计算框支柱地震剪力值的时候，可以按照以下标准进行：当框支柱数量不超过十根，框支层是1～2层的时候，其剪力为基底剪力的2%；当框支层为3层以及3层以上的时候，其剪力为基底剪力的3%；当框支柱数量超过十根，框支层是1～2层的时候，其剪力为基底剪力的20%；当框支层为3层以及3层以上的时候，其剪力为基底剪力的30%；在完成框支柱剪力调整之后，一定要对框支柱弯矩进行调整。

框支柱纵向全部配筋，抗震等级是一级时，其配筋率不应低于1.15%，二级时不应低于0.95%，非抗震设计时不应低于0.75%。在进行抗震设计的时候，其纵向钢筋间距不宜超过200mm，并且也不应低于80mm，配筋率不宜超过4%。

2.3转换梁截面设计

在设计转换梁截面的时候，一定要对其进行有限元的分析，明确其应力分析情况，为了可以直接利用其分析结果，计算截面配筋，在不考虑混凝土抗拉作用的情况下，全部拉力均由钢筋承担，达到其屈服强度。当转换梁承托上部普通框架的时候，需要在常用截面尺寸内，根据普通梁截面设计形式对配筋进行相应的计算。当转换梁承托上部斜杆框架的时候，转换梁将会承载轴向拉力，并且按照偏心受拉构件对截面进行相应的设计与计算。

2.4托墙形式转换梁截面设计

当转换梁承托上部墙体满跨不开洞的时候，其和上部墙体一同作用，其受力特征和破坏形态为深梁，这时，需要进行深梁截面设计或者是利用应力截面设计，对转换梁进行相应的设计，并且计算纵向钢筋的分布。因为转换梁跨中范围较大，内力也较大，因此，需要保证底部钢筋不弯起与截断，一定要伸入支座。当转换梁承托上部墙体是小墙肢的时候，基本可以根据普通梁截面设计法进行转换梁截面与配筋的计算，保证结构设计的合理性。

3.工程实例应用

3.1工程概况

某建筑工程项目1#楼地上三十层，两层地下车库，1～2层为商业裙楼，转换层设置在裙楼屋面，3～30层为塔楼，屋面以上有一层电梯机房，建筑总宽度是27m，总长度是41m，室内外高差是0.15m，建筑高度是95.9m,总建筑面积是20761，商业面积是1384，住宅19377，此工程设计使用期限是50年，抗震设防烈度是6度，场地类别是Ⅰ1类。

3.2梁式转换层结构设计

在此工程中，梁式转换层结构构件尺寸如表1所示。

表1梁式转换层结构构件尺寸

在此工程中，采用梁式转换层设计，以保证传力更加明确、直接；计算相对比较简单，施工方便。在布置转换梁上，只对少数部分布置二级转换，二级转换传力相对复杂，应该尽量避免。在进行结构布置的时候，尽量使转换梁与墙、柱中心线重合，以减小偏心作用带来的影响。此项目因为所处的位置商业价值高，所以采用了大转（下转第138页）（上接第78页）换，转换剪力墙的比例达到80%。设计的时候采用了加厚落地剪力墙的方式调整转换层上下的刚度比，使其符合规范要求。

4.结束语

总而言之，随着高层建筑项目的不断增多，梁式转换层结构设计得到了广泛的应用。在进行具体设计的时候，一定要结合工程实际情况，选用最佳的转换方案，进而在保证高层建筑功能正常发挥的同时，提高高层建筑工程的质量，保证其具足够的稳定性、安全性与经济性。[科]

【参考文献】

［1］黄襄云，陈建秋，金建敏等.高层建筑转换层结构的研究现状及发展方向[J].四川建筑科学研究，2010（02）.

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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)

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中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

一、高层建筑结构设计的特点

（一）水平荷载起着决定性作用

在高层建筑中水平荷载成为结构设计考虑的决定性因素。一方面，高层建筑物多在十五层之上，其自身重量会与使用荷载会导致结构中竖向构件产生轴力。而高层楼房自重与楼面使用荷载在竖向构件中引起的轴力与弯矩的数值和楼房高度只是呈一次方正比。另一方面，根据力学原理，风荷载、地震作用等水平荷载的大小与结构的动力特性有密切关系，对结构产生倾覆力矩在构件中引发的轴力与楼房高度则呈二次方正比。对此，高层建筑结构设计过程中应注重水平荷载问题，以保证高层建筑整体高度与弯矩值成正比。

（二）结构侧移是重要控制指标

在高层建筑结构在设计中，结构的侧向位移会在水平荷载作用下以及新材料、新建筑形式的应用下随着建筑物高度的增加而不断增大，出现侧向变形的几率也会增加。如果结构的侧向位移控制不好，很可能会使填充墙等建筑装饰出现开裂，甚至会发生房屋侧塌而危害人民的生命财产安全，所以高层建筑结构设计中应注重将高层建筑结构的侧向位移控制在合理的限度内，以保证建筑物质量安全。

（三）结构延性尤其重要

由于高层建筑物结构相对更柔和，在发生地震或者地基不规则沉降时会增加结构变形的几率，也会使结构变形更大。对此，高层建筑单位应在结构设计过程中应注重对构造采取适当的措施，以保证结构能够具有足够的延性，从而有利于使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍能够具有较强的变形能力。同时，高层建筑结构设计还应考虑地震荷载，注意加强抗震设计，以保证高层建筑结构具备良好的抗震性能。

二、现阶段高层建筑结构设计应注意的问题

（一）高层建筑结构超高现象严重

我国高层建筑结构设计的高度具有严格的控制，且抗震规范与高层规程已制定了新的限制高度与设计方法要求，分为A级高度与B级高度两个标准。但目前高层建筑结构设计过程中超高问题比较普遍，存在不少高层建筑结构设计没能严格遵守国家规定的结构体系最大适用高度，而是忽视抗震规范高度限制与高层建筑处理措施和设计方法的要求变更，使施工图纸审查没能得以通过，从而导致建筑工程工期与造价等造成巨大的影响。

（二）短肢剪力墙的设置问题

目前我国高层建筑设计规范对于短肢剪力墙已经作出明确的定义与新的规定，对于短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用也提出了具体的要求。但现实中，存在不少高层建筑单位在结构设计过程中没有注重减少采用或者不用短肢剪力墙，造成建筑工程后期设计工作出现麻烦，也为建筑工程竣工质量检验造成问题。此外，我国现行高层建筑结构设计中的抗震设防标准相对较低，具体的抗震计算方法不够精确、构造安全度也不够高，使得结构失效损失加大。

（三）地基与基础设计不标准

高层建筑结构设计的地基与基础阶段的设计好坏对工程后期设计以及整体设计工作的进行产生重要的影响，也是高层建筑工程造价的决定性因素。倘若高层建筑没有做好地基与基础设计，所造成的问题很可能会导致巨大的损失。地基与基础设计需要根据高层建筑结构设计所在地形、地质条件以及当地的经济状况等，但在实际工作中，有的高层建筑结构设计单位没有对施工当地进行深入调查与了解，不能熟练掌握各种地基基础类型与设计处理方法，使得地基与基础设计不能达到国家规定的标准，从而很容易导致后期工作难以顺利进行。

三、提高高层建筑结构设计水平的措施

（一）进行科学的概念设计

在高层建筑结构设计过程中应注重考虑结构的平面布置与刚强度，应根据建筑具体情况使高层建筑的平面布置简单而规则，尽量减少凸出或凹进等复杂结构。同时，可以通过进行科学、合理的概念设计促进设计方案更合理化与人性化，增加结构自身抵抗扭转的性能与减少因为地震作用引发的建筑结构扭转问题，从而使结构设计工作更完善。

（二）建立合理的结构体系

在高层建筑结构设计工作中选择合理的结构体系很重要，设计师应根据建筑工程的实际要求与当地人文环境等进行科学、合理的结构体系选型。现阶段我国高层建筑结构设计体系多采用简体结构体系、框架结构体系、抗震墙结构体系、板柱—抗震墙结构体系、框架—抗震墙结构体系等，每一种结构体系都有优缺点，其适用环境也不相同，设计师应在建筑工程具体要求与理论和计算方法的基础上，进行科学、合理的结构体系，以保证高层建筑结构的安全性、经济性以及可靠性，从而有效提高建筑工程的质量与安全。

（三）加强结构构件设计

首先，高层建筑结构设计单位应注重合理增加抗弯结构体系的有效宽度，调整结构的抗侧刚度。通过增加抗弯结构的宽度可以增大抵抗力度，有利于减小抗倾覆力，从而有效提高整个建筑结构的抗侧刚强度。其次，可以根据高层建筑工程实际情况采用框架与剪力墙组合而成的结构体系，即框架—剪力墙结构体系，这样不仅可以承受更高的水平负载力，而且经济实用、布局灵活多样，从而有利于延长高层建筑的使用寿命。

（四）进行科学计算

在进行高层建筑结构设计过程中，设计师科学、准确地进行各类数据的计算是不可避免的。设计师应注重结合高层建筑结构的实际具体情况选取合适的计算模型，并注意在进行概念设计时尽量简化计算过程，从而有利于保证设计工作的时效性。随着各种专业计算机软件与工具的广泛应用，设计师需要熟悉掌握其操作流程，从而可以在将各种实地测量数据输入到系统后短时间内计算出所需的各种专业数据，不仅可以提高设计师的工作效率，而且增强了设计方案的准确性。

四、结束语

总之，随着我国高层建筑事业的快速发展，高层建筑结构设计要求越来越高。在结构设计过程中不仅需要考虑建筑工程的具体情况，而且还得需要考虑建筑的安全性、抗震性、经济性等。对此，设计师应不断应用新的理念与方法、积累良好的经验，以最大限度提高高层建筑结构设计的合理性、安全性、经济性与可行性。

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【关键词】高层建筑；结构设计

随着社会的发展，我国城市的用地面积越来越少，城市的建筑也越来越趋于向高层建筑发展，现在大部分楼层都在十几层以上，三四十层高的楼也已经不少见。建筑的体型和功能越来越复杂，结构体系及结构材料也更为多样化，这样的高层建筑，其结构设计也就成为结构工程师的难点和重点。

1 高层建筑结构设计的概念及内容

高层建筑结构设计是指根据高层建筑特性的建筑结构设计，在满足适用、安全、经济、耐久和施工可行的前提下，按有关的设计标准规定，对建筑结构进行技术经济分析、总体布置、计算、构造及制图工作，并寻求优化的过程。简单来说，就是用结构语言表达出工程师们想表达的东西。在建筑结构设计中，就是把建筑物或者建筑结构体系中的墙、柱子、楼梯、梁等用图纸中的结构元素来表示出来，同时还要计算出它的抗力及承重等能力。在结构设计中主要包括结构方案、结构计算及施工图设计三个阶段，每个阶段对于结构设计来说都是很重要的。

2 高层建筑结构设计的特点

2.1 水平力成为结构设计的主要因素

当建筑物高度增加时，水平荷载(风荷载及地震作用)对结构起的作用将愈来愈大。除了结构内力将明显加大外，结构侧向位移增加更快。我们知道：建筑物楼面的使用荷载和自重在竖向构件产生的弯矩和轴力与其高度的一次方成正比，水平荷载产生的弯矩及轴力与建筑物高度的二次方成正比，水平荷载产生的结构侧向位移与建筑高度的四次方成正比。因此，在高层建筑中，结构要使用更多材料来抵抗水平力，另一方面，对一定高度建筑来说，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，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化，所以结构的抗侧力设计成为高层建筑结构设计的主要因素。

2.2 高层建筑中的侧移控制

与低层建筑相比，高层建筑结构设计中的另一个关键因素就是侧移，当建筑越高时，结构的侧移变形就会越大。过大的结构侧移会造成显著的重力二阶效应，造成结构内力增大并影响结构稳定，过大的侧移也会造成建筑构件或设备的破坏以及使用者的不适。对于一定的水平作用，结构的抗侧刚度大，那么结构侧移就小。但过刚的结构也会造成结构地震作用不必要的增大，所以结构设计中要控制结构的合理刚度，把侧移控制在合理范围。

2.3 更高的抗震设计要求

抗震设防区的高层建筑必须具有良好的抗震性能，做到小震不坏，中震可修，大震不倒。相对与多层结构，高层结构在地震作用下，具有更大的水平作用及侧移，因此，高层建筑平立面也更讲究规则性，结构要求具有更高的抗震等级。对于一些较高的高层建筑或具有薄弱层的高层建筑，也要求进行弹塑性分析进行补充设计。

2.4 高层建筑竖向压缩变形不容忽视

高层建筑中，竖向构件的轴力往往较大，其产生的压缩变形量往往相当可观，因此结构设计中要考虑到竖向构件的压缩变形。

3 高层建筑结构设计需选择合适的结构体系

在结构设计当中，结构体系的选择是很重要的一步，合理的结构体系不但可满足结构的受力要求，更具有良好的经济性及更高的结构安全富余。常用的结构体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架―剪力墙结构体系以及筒体结构体系。

3.1 框架结构体系

框架结构主要由梁柱等杆件单元形成空间的框架结构体系，可以承受竖向荷载及一定的水平力的作用。框架结构的优点是计算理论成熟，杆件受力明确，结构的布置灵活，一定高度内造价较低。缺点是抗侧刚度较弱，在水平力作用下会产生较大的侧移，且大部分侧移发生在内力较大的结构底部部位，破坏后易产生严重后果。因此框架结构常应用于层数较少，高度较低的建筑中。

3.2 剪力墙结构体系

剪力墙结构是空间盒子式结构，其水平作用和竖向荷载完全由剪力墙体承受，其刚度及空间整体性都比较好。剪力墙结构体系的优点是抗水平作用能力强、整体性好、用钢量较小，可以适用较高的建筑。缺点是因剪力墙布置的要求，不易布置成较大的房间。因此剪力墙结构常应用于住宅及宾馆类建筑中。

3.3 框架―剪力墙结构体系

在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架―剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗水平作用的能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

3.4 筒体结构体系

这种体系是在框架结构、剪力墙结构的体系上发展起来，当高层建筑不断地增加层数、高度越来越高时，原来的框架、剪力墙结构就变得不合理和不经济了，简体结构就相应地诞生了，它是将剪力墙围成箱型，构成了一个空间薄壁筒体，可以提供更大的侧向刚度，所以筒体结构可以适用与更高的建筑。

4 高层建筑结构中需要注意的几个问题

4.1 抗震设计中的注意事项

高层建筑结构设计中的抗震设计是非常重要的一部分，它应符合抗震概念设计的要求，选择规则的设计方案，规则结构其刚度、承载能力及变形能力更强，不规则结构一般会破坏整个结构承受风荷载、重力荷载及抗震能力，因此尽量选择设计对称、规则的结构方案。另外，在抗震设计中，还要注意到结构构件本身的刚度、延性、稳定性及承载力等方面性能，且要遵守强剪弱弯、强柱弱梁、强底层柱及弱构件强节点的原则。对于结构的薄弱环节，要采取措施加强其抗震的能力同时要重视整体结构中其他部位的刚度及承载能力，以免薄弱层发生转移。

4.2 高层建筑结构设计中的受力性能

在高层建筑结构的最初设计方案中，注重点不应该在它的具体结构上而是更多地关注它空间组成的特点，这是因为建筑物的空间形式包括水平方向和竖向的稳定性都是依靠建筑物的地面作为支撑的，建筑地面即地基对于建筑物来说是非常重要的，建筑物基本都是由大构件组成的，它们的重量及结构的荷载基本都是向下作用在地面上的，这就要求在建筑结构设计时，首先要搞清楚所选择的结构体系与地面间承载力的关系，然后对承重墙和承重柱的分布及数量作出总体的设想，这是建筑结构设计方案中很重要的一部分，影响着建筑结构设计的整体质量。

4.3 关于建筑结构设计中扭转问题的注意

在高层建筑结构中，建筑结构有个很重要的建筑三心即刚度中心、几何形心和结构重心，在建筑结构设计时要尽量做到三心合一，而建筑结构的扭转问题就是指在高层建筑结构设计时没有做到三心合一，并且在水平荷载的作用下发生结构扭转振动。因此，在建筑结构设计时应尽量选择合理的结构平面布局及形式，使建筑尽量的三心合一，以免因水平荷载的作用使建筑发生扭转破坏。在实际的高层建筑中我们也经常会看到一些不规则的平面形式如T形、L形及十字形等比较复杂的平面，这种结构设计，应该尽量让突出部分的宽度和厚度的比值在规定的范围之内，让它的结构尽量处于对称状态。

4.4 对结构计算阶段的单位面积重度、剪重比及位移限值要注意

在结构计算阶段，单位面积重度是衡量楼层何在数据是否正确及构建截面取值合不合理的重要指标之一，其公式为V=G/A(kN/m2)。在同种性质的建筑中，单位面积重度为层数较多的建筑要大于层数少的建筑，剪力墙多的大于剪力墙少的建筑。其剪重比的大小则反映了建筑在地震作用下抗震能力的大小，位移限值是衡量结构侧移的重要标准，其数值的大小从侧面反映了结构整体的刚度，刚度的过大或过小会给设计者对结构体系、竖向及平面布置的合理性进行再思考，对于结构计算当中的这些参考数值要给予重视，以便能制定出合理的结构设计。

总结：

建筑结构设计在高层建筑中起着非常重要的作用，同时它又是一项艰巨复杂的工作，需要结构工程师不仅拥有丰富的专业知识及其工作经验还要有很好的耐性，依据高层建筑的设计原理及设计原则，选择合适的结构体系，从而建设出具有世界水平的高层建筑。

参考文献

[1]顾明星.浅谈高层建筑的结构设计[J].大科技・科技天地,2011(4)

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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。