高層建筑結構設計要點精選(九篇)

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第1篇：高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：高層建筑，結構，設計，要點

前言

高層建筑本身的特點決定著建筑結構的特殊性，比如結構復雜，建筑施工的工作量很大，施工的周期較長等，所以，如果在結構設計方面發生問題，不但會使得經濟造成巨大的損失，而且也會危及人們的生命以及財產的安全，因此，我們要對高層建筑結構設計要點嚴格把握，并且對工程施工的各種相關因素全面考慮，詳細的分析及把握影響建筑質量的潛在問題，從而采取有效的方法及措施進行防治。

一、高層建筑結構體系

1.高層建筑的剪力墻體系

在高層建筑設計結構體系中，其重要組成部分就是剪力墻，在高層建筑承受風荷載或高層建筑承受地震作用方面，剪力墻有著積極性的作用。因為其不僅對結構中水平構件所產生的豎向荷載能夠承擔，而且對外部因素所引起的振動作用也能夠承擔。

2.高層建筑的框架―剪力墻體系

高層建筑中常見的結構體系就是框架―剪力墻體系，垂直荷載的力量是框架所能承受的，而剪力墻所承受的則是水平剪力。剪力墻的設置不僅能夠在很大程度上增強建筑的側向剛度，使其水平位移變小，而且還能夠使框架所受的力實現均勻分布。

3.高層建筑的筒體體系

高層建筑筒體結構體系由框架―剪力墻結構與全剪力墻結構綜合演變和發展而來。筒體結構體系是將剪力墻或密柱框架集中到建筑的內部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，目前在高層建筑中被廣泛應用。

二、高層建筑結構設計要點分析

1.選擇合理的結構方案

高層建筑的結構設計不僅要具有較高的經濟性，更要滿足使用性及合理性，因此在進行高層建筑結構設計時，首先就要選取一種既可行又滿足較好經濟性的結構形式及體系。其中要注意如下問題：首先在同一結構單元中，最好不要混合使用不同的結構體系，同時還要綜合考慮使用要求、地理環境及施工條件等實際情況，還要協調好建筑電氣及水暖等配套設施的設計，從而選擇最優的建筑結構體系。

2.選擇合適的基礎方案

綜合考慮高層建筑物的上層結構類型和地基的承受能力，對建筑物的結構設計。盡量充分利用地基的承受強度，建筑合理的高度，必要時要求進行地基變形的檢驗。根據當地的地質調查結果，對高層建筑結構基礎設計。建筑設計人員在進行建筑地基基礎設計的時候，必須要根據當地的設計規范標準，由于我國各個地方都會有自己地區規劃制定的《地基基礎設計規范》，各個地區制定的規范對建筑結構設計師在設計時有著非常重要的幫助。

3.選用適當的計算方法及簡圖

在高層建筑結構設計中，要注重相關計算方法的選擇，以保證強度等計算結果能夠滿足真實情況，從而更好的為結構設計提供依據。此外，由于建筑結構設計是在結構計算的基礎上開展的，一旦計算方式不準確，導致計算結果有誤，就會嚴重影響高層建筑的結構設計質量，更可能造成安全事故的發生，并帶來巨大的損失，因此在高層建筑結構設計中，要注意相關計算方法的選擇及計算簡圖的選取。同時，計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。

4.正確分析計算結果。

計算機技術是在結構設計中普遍采用的技術，但是隨著目前軟件種類繁多，軟件的不同往往也會導致計算結果的不同。所以，設計師要對程序的適用范圍以及條件進行全面的了解才可。設計師在拿到計算結果時一定要對其認真分析，并且慎重的校核，其原因是計算機在輔助設計時常常會因為結構實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷從而導致計算結果錯誤，這就需要設計師以此做出合理判斷。

5.采取相應的構造措施

“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”是在進行高層建筑結構設計時需要牢記的，并且一定要注意構件的延性性能；對薄弱部位加強；對鋼筋的錨固長度也要注意，更要注意的就是鋼筋的執行段錨固長度；同時對溫度應力的影響力等也要考慮。

6.高層建筑結構抗震設計

由于高層建筑的樓層數較高，特別是某些超高層建筑，如果遇到如地震等災害時，其抗震能力得不到有效的保證，就使其變形及破壞力都會遠遠的大于其它類型的建筑，因此要綜合多方面因素，全面的提升高層建筑的抗震能力。

首先要注重地基的選擇及設計，高層建筑最好應建筑在土地較硬的地區，并遠離河岸，同時還要注意，不要在斷層或地陷等較易發生地震的地區建造，如果地基選擇不合理很可能影響到其抗震能力。其次，在設計階段還要注重建筑材料的選取，將鋼筋與混凝土結合在一起的建筑形式主要是利用鋼筋與混凝土具有相似的膨脹系數，在任何環境下都不會產生過大的應力，同時這兩者之間的粘結性很好，特別是將鋼筋表面預置肋條或在鋼筋的端部彎起彎鉤，可大大的提高鋼筋與混凝土之間的拉力，可以更好的提高建筑的強度及抵抗外力的能力，從而更好的滿足人們的使用要求。而在高層建筑的設計施工中會在框架結構中融入一定的剪力墻結構，從而更好的實現不同建筑的功能及相應的強度要求。

結束語

綜上所述，我國城市化建設速度的不斷加快，使得提高城市土地利用率的相關問題越來越被社會所重視，與此同時，各種形式的高層建筑拔地而起，從而緩解了城市居民住房緊張問題，但是由于高層建筑本身的結構特點，決定著其相應的結構設計必須滿足一定的強度及使用要求，這對建筑設計師來說是一項艱巨的任務。要想保證高層建筑施工質量，首先在結構設計階段就要保證其設計方案完全符合國家的相關標準，并結合其實際用途，抓住設計要點，并對較易發生的潛在問題的設計進行及時排除，確保施工方案得以順利的展開，從而保證整體高層建筑的施工質量，為人們的正常使用提供較高質量的保障。

參考文獻

第2篇：高層建筑結構設計要點范文

【關鍵詞】高層建筑；設計特點；結構設計；整體穩定

1 引言

高層建筑是社會生產的需要和人們生活需求的產物，是現代工業化、商業化和城市化的必然結果。科學技術的發展，高強輕質材料的出現以及機械化、電氣化在建筑中的實現等，為高層建筑的發展提供了技術條件和物質基礎。隨著高層建筑結構高度、復雜程度等的不斷增加，高層建筑結構設計也帶來了許多新的課題和更高的挑戰。因此，如何設計出安全、功能齊全、舒適美觀、經濟合理，同時又要符合人們精神生活要求，滿足人們生產和生活的需求的建筑，是結構設計師們必須要面對和解決的首要問題。為此，本文對高層建筑結構設計進行了簡要的探討。

2 高層建筑結構設計特點

高層建筑結構設計特點主要有以下幾點：1）水平荷載是結構設計時的決定性因素。這是因為結構由自重等豎向荷載產生的軸力和彎矩的大小，僅與樓房高度的一次方成正比；而結構由于水平荷載產生的傾覆力矩及在豎構件中產生的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；同時，對一建筑來說，自重等豎向荷載基本上是定值，而風荷載和地震作用等水平荷載，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化；2）軸向變形不容忽視。因為在高層建筑中，自重等豎向荷載很大，能夠使柱產生較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生較大的影響，對預制構件的下料長度產生影響，另外對構件的剪力和側移也會產生影響，易使結構設計不夠安全；3）側移是結構設計的關鍵因素。水平荷載下結構的側移變形隨著樓房高度的增加迅速增大，因此水平荷載作用下結構的側移應控制在規定限度之內；4）結構延性是重要設計指標。與較低樓房相比，高層建筑結構在地震作用下的變形更大一些。為了能讓結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，防止建筑倒塌，必須采取一定的構造措施，以保證結構具有足夠的延性[1]。

3 工程實例

本工程為一24層大樓，建筑高度為81.2m，該工程底下3層用于商業活動，4層為設備夾層，其余層用于酒店，地下設有一層地下室。抗震設防烈度為7度，場地類型為Ⅱ類。

3.1 主體結構選型

由于本工程為24層，高度為81.2m，屬于高層建筑，同時結合高層建筑結構設計的特點，主體結構采用雙向現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構，如圖1所示。該結構體系能較好地滿足建筑使用功能，剪力墻結合建筑功能雙向均勻對稱布置貫通落地，結構橫向高寬比為4.27，小于7，采用框架剪力墻結構能夠滿足結構抗震、抗風和承受重力荷載作用等各項技術要求，結構整移、穩定及構件節點延性也都能較好地滿足要求。

3.2 樓蓋結構選型及樓屋面板設計

由于本工程主體結構采用了雙向現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構，為了能與之相適應，樓蓋結構也應選用現澆鋼筋混凝土梁板結構。結合建筑平面布置，考慮有利于提高結構橫向剛度，樓蓋次梁沿橫向布置，支承于縱向框架梁上，他、如圖1所示。樓屋面板采用多跨連續板，其中商業層板厚120mm，其余層為100mm。

3.3 剪力墻截面

剪力墻端柱以及剪力墻厚度，分別見表1，表2。

表1剪力墻端柱截面尺寸（mm）

1～3層 4～8層 9～12層 13～15層 16～25層

混凝土強度 C40 C40 C40 C30 C30

端柱截面

尺寸 850×850 750×750 700×700 700×700 600×600

表1 剪力墻厚度（cm）

1～3層 4～12層 13～25層

混凝土強度 C40 C40 C30

厚度 30 25 20

4 高層建筑結構設計及構造要求

以框架剪力墻高層建筑結構為了，說明高層建筑結構設計及構造要求。框架剪力墻中的框架和剪力墻的截面設計除了滿足框架和剪力墻截面設計的一般原則外，還應重點注意以下幾點要求[2]。

4.1 框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調整

抗震設計時，地震造成的對房屋的傾覆力由框架和剪力墻兩部分共同承擔。若由框架承擔的部分大于傾覆力矩的50%以上時，說明框架部分已居于較主要地位，應加強其抗震能力的儲備。如可以通過按純框架結構的要求來確定其抗震等級或軸壓比按純框架結構的規定限制來實現。

適用高度和高寬比則可取框架結構和剪力墻結構兩者之間的值，視框架部分承擔總傾覆力矩的百分比而定，當框架部分承擔的百分比接近于0時，取接近剪力墻結構的適用高度和高寬比；當框架部分承擔的百分比接近于100%時，取接近框架結構的適用高度和高寬比。

4.2 框架剪力墻中框架總剪力的調整

框架剪力墻結構中，柱和剪力墻相比，其抗剪剛度很小，故在地震作用下，樓層因地震引起的總剪力主要由剪力墻來承擔，框架柱只承擔很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的內力很小，而框架作為抗震的第二道防線，過于單薄是不利的，為了保證框架部分有一定的抗震能力儲備，規定框架部分所承擔的地震剪力不應小于一定的值。框架剪力的調整應在樓層剪力滿足樓層最小剪力系數的前提下進行。

4.3構造要求

框架剪力墻結構中剪力墻的配筋的構造要求:剪力墻都是主要的抗側力構件，承擔較大的水平剪力，因此，必須規定剪力墻設計的最基本的構造要求，使剪力墻具有最低限度的強度和延性保證。對剪力墻周邊設置的梁和端柱，其配筋和截面尺寸也應符合相應的要求。

5 高層建筑結構設計要點

5.1水平位移的控制

高層建筑受風荷載和地震荷載的影響很大。為此本文主要對這兩種荷載作用下結構的水平位移進行了分析。在正常的使用條件下，高層建筑結構應具有足夠的剛度，避免產生過大的位移影響結構的承載力、穩定性和使用要求。正常使用條件下結構的水平位移按彈性方法計算[3]，高層建筑結構的層間彈性水平位移應滿足 ，本工程中 =1/800。

本工程中，結構在風荷載作用下，頂點水平位移 ， ，則 ， ，滿足要求；最大層間相對水平位移： ， ，滿足要求。

本工程中，結構在地震荷載作用下，頂點水平位移 ， ，則 ， ，滿足要求；最大層間相對水平位移： ， ，滿足要求。

正常使用條件下，限制側向變形的主要原因有：防止主體結構開裂、損壞；防止填充墻及裝飾開裂、損壞；過大的側向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側移使結構產生附加內力。

5.2結構整體穩定分析

由于高層建筑結構的剛度一般較大，且有許多樓板作為橫向隔板，所以高層建筑在豎向重力荷載作用下產生整體失穩的可能性較小。高層建筑結構的穩定驗算主要是控制在風荷載或地震荷載作用下，重力荷載產生的二階效應不致過大，以免引起結構的失穩倒塌。一般高層建筑結構構件的長細比不大，其撓曲二階效應的影響相對很小，一般可以忽略。但由于高層建筑結構的側移較大，約為樓層層高的1/3000～1/500，重力荷載的p-Δ效應相對明顯，可使結構的位移和內力增加，甚至導致結構失穩。因此，高層建筑結構的穩定設計，主要是控制和驗算結構在風或地震作用下，重力荷載產生的p-Δ效應對結構性能降低的影響以及由此可能引起的結構失穩[4]。

本工程中，結構整體穩定驗算如下：13～25層各層重力荷載設計值G1=9384kN，4～12層各層重力荷載設計值G2=9572 kN，13～25層各層重力荷載設計值G3= 23816kN。 ，取 = ， ，結構雙向整體穩定滿足要求。

6 結語

本文結合筆者多年從事建筑結構設計工作的相關經驗，對高層建筑結構的設計特點進行了簡單的概述。以某高層建筑結構設計

為例，對主體結構選型、樓蓋結構選型及樓屋面板設計、剪力墻截面設計進行了簡要的概述。指出了在高層建筑結構設計中應重點注意框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調整、框架剪力墻中框架總剪力的調整、構造要求。最后對高層建筑結構設計中的側移控制和結構整體穩定性進行了詳細的分析，以提高工程建設的經濟性和安全性。

參考文獻：

[1]夏卓文．高層建筑結構設計特點與剪力墻設計[J]．住宅科技．2007,2：29～32.

[2]周 云．高層建筑結構設計 [M]．武漢：武漢理工大學出版社，2006.

第3篇：高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構受力特征；要點分析

引言：

近年來隨著科學技術的發展，尤其是鋼鐵、電梯、塔吊等相關事物的出現以及后來鋼筋混凝土、鋼結構的應用，都為高層建筑的發展創造了前所未有的機遇，高層建筑也成為城市空間中一道獨特的風景。近年來我國的高層建筑也發展迅速，隨著結構理論和技術的發展，高層建筑結構形式趨于多樣化，高層建筑的表現形式也多種多樣，結構設計的經濟性合理性也愈發重要，優秀的結構設計方案可以帶來可觀的經濟效益和滿足建筑美學要求，建筑結構設計在建筑實現過程以及城市建筑發展中起著至關重要的作用。以下是探討結構設計幾個需要注意的要點：

一、高層建筑的地基與基礎設計方面

地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。

在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。

地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

二、高層建筑結構受力方面

1.對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空問組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。

2.與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。

3.對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。

三、高層建筑結構的選型階段

對于高層結構而言，在工程設計的結構選型階段，結構工程師應該注意以下幾點：

（一）結構的規則性問題

新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

（二）結構的超高問題

在抗震規范與高規中。對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題。導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

（三）短肢剪力墻的設置問題

在新規范中，對墻肢截面高厚比為5-8的墻定義為短肢剪力墻。且根據實驗資料和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

（四）嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

四、結構計算與分析方面

在結構計算與分析階段，如何準確，高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。

（一）結構整體計算的軟件選擇

目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。

（二）是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響

該部分內容實際上在新老規范中都有提及，只是，在新規范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。

（三）振型數目是否足夠

在新規范中增加一個振型參與系數的概念，并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中，并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數目的取值。

（四）多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算

一段時間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現即使振型參與系數滿足要求，但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大，從而便結構出現不安全的隱患。

（五）非結構構件的計算與設計

在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大。因此，必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。

第4篇：高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：復雜高層；超高層；結構設計；設計要點

在高層和超高層建筑的結構設計工作中，面臨的問題十分復雜，與普通建筑相比，高層和超高層建筑的結構設計工作難度更高。為了解決高層及超高層建筑結構設計的難題，有必要對復雜高層與超高層建筑結構設計要點進行探討研究，這對我國城市發展以及建筑行業的發展都將起到重要的意義。

1、復雜高層和超高層建筑與普通建筑在結構設計上的區別

復雜高層和超高層建筑與普通建筑在結構設計上具有很大的不同，普通高層建筑的高度一般不超過200m，而復雜高層和超高層建筑的高度通常在200m以上，甚至可達到上千米。另一方面，普通高層建筑大多為鋼筋混凝土結構，而復雜高層和超高層建筑通常采用混合結構或鋼結構。此外，在復雜高層和超高層建筑的結構設計工作中，需要面對抗震要求、風荷載、舒適度、避難層、機電設備層、施工因素等一系列難題，可見復雜高層和超高層建筑的結構設計難度要遠大于普通高層建筑。

2、進行復雜高層建筑與超高層建筑的結構設計時需考慮的問題

2.1設計方案方面的問題

在對建筑結構進行設計的時候第一步就要對建筑物的結構方案問題進行重要的思考。特別是對于那些復雜高層與超高層建筑來說，如果因為在選擇結構設計方案的時候沒有恰當的選擇，那么就很容易引起整個結構設計方案大幅度的調整。正因如此，設計單位在對建筑物進行設計方案的制定時，不僅僅要把專業的東西結合進去，還要對去其他地區的實例進行考察，結合多方面的東西，來對方案進行有效的確立。

2.2建筑結構類型方面的問題

對復雜高層建筑與超高層建筑在展開選擇結構類型的時候，結構設計工作者不僅僅要對建筑所在的地區的抗震度進行充分的考慮，還應該對建筑地區的外部環境的地質進行合理有效的分析。不僅如此，在一個方面還應該大量的減少建筑成本，對建筑工程造價問題進行充分合理的考慮，如果條件一樣的話盡量選擇成本比較低的借建筑結構。

3、復雜高層與超高層建筑結構設計要點

3.1嚴格選擇合理的結構抗側力體系

不同高度的高層建筑物，所采用的結構抗側力體系也各不同，不同高度建筑物常用的結構抗側力體系也不盡相同。在建筑結構設計上，要保證結構抗側力構件能有效結合為一個整體，在復雜高層和超高層建筑結構體系設計過程中，如果采用多層抗側力結構體系，那么應分析每種抗側力結構體系的作用，要根據其作用的不同，對抗側力構件進行科學的布置。在條件允許時，復雜高層和超高層建筑結構的抗側力構件應該盡量做到相互連接，增強結構整體性，如可以通過伸臂桁架將核心筒和框架柱相互組合，例如廣州東塔及其組合抗側力體系，該建筑在結構設計中，就是通過伸臂桁架將核心筒和框架柱相互連接。另外也可以將通過環帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體，進而形成巨型框架，此外還有深圳平安大廈及其組合抗側力體系，該建筑在結構設計中，就是通過環帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體。此外，也可以將縱橫向墻體相互組合，形成組砼筒體或者組合墻，此抗側力體系均可用于復雜高層和超高層建筑。

3.2概念設計的重要性

從以往的建筑工程中得出的經驗，對于復雜高層和超高層建筑，應重視在其結構概念設計上的重要性，主要應重視以下幾點：

（1）控制好建筑結構的均勻性和規則性，保證建筑結構的穩定性。

（2）保證建筑結構豎向和抗側力有直接且有效的傳力途徑。

（3）保證建筑工程結構的整體性。

（4）在結構設計上，要保證綠色環保、節約能源。

建筑工程的結構設計要想滿足以上幾點，需要結構工程師和各專業設計之間的共同努力協作，只有協作好才能達到設計標準，保證工程質量。

3.3控制結構設計指標及計算結果的合理性

（1）合理選擇分析軟件

在建筑結構設計工作中已經普遍采用了信息化技術，目前計算機軟件的種類十分繁多，各個軟件的側重點也不盡相同，因此，設計人員應該對各種軟件有所了解，根據工程項目的實際情況，選擇科學適用的計算機軟件。

（2）充分考慮荷載作用

1）地震荷載

在復雜高層和超高層建筑進行結構設計時應考慮地震荷載的問題。對建筑施工場地進行地震安全性評價，結合安評內容并與規范規定采用的地震力合理對比，小震時應進行包絡設計，同時根據規范要求合理選用地震波。

2）風荷載

在復雜高層和超高層建筑結構的設計過程中，風荷載對建筑物的影響很大，隨著建筑物高度的增加，其風荷載也在不斷的增加，對于建筑高度超過200m以上的建筑物，應進行風洞試驗。

（3）合理控制關鍵設計指標

一定要合理控制各項關鍵設計指標，包括剪重比、自振周期、位移比、層間位移角、側向剛度比與抗剪承載力比、核心筒和框架部分剪力與彎矩分配、單位面積下的重力荷載代表值、整體穩定性驗算等等。

3.4結構性能優化分析

（1）在進行方案設計時，必須有結構專業的人員參與其中。

（2）復雜高層和超高層建筑在選擇結構類型時，一定要充分考慮工程所建地的工程地質情況。

（3）要考慮工程的造價成本問題，在保證安全、質量的前提下，應盡可能選擇造價較低的結構類型。

（4）要重視抗震設計，在復雜高層和超高層建筑的抗震方案設計過程中，要慎重的選擇建筑結構的抗震材料，應有效控制地震發生時樓層間的位移限值，通過對發生改變的建筑構件和建筑層間的位移進行分析，得出構件的變形值，合理選擇建筑結構的抗震方案。

3.5工程施工過程對設計的要求

在進行設計的過程中一定要充分考慮施工因素的影響，如在復雜高層和超高層建筑中，豎向構件的壓縮變形會使建筑物的外形發生改變，而且影響建筑的內力分布。因此，為了避免建筑的外形發生改變，提高建筑結構設計的合理性，保證施工過程的安全，應對復雜高層和超高層建筑進行施工過程模擬和預變形演練。另外，在結構設計時，一定要注意復雜節點部位鋼筋及鋼材傳力的可靠性，同時要考慮現場施工的可實施性。如在型鋼混凝土梁柱節點中主筋與型鋼相交時，通常采取以下4種處理措施：型鋼表面焊接鋼筋連接套筒；鋼筋繞過型鋼；鋼筋與型鋼表面加勁板相焊連；鋼板上開洞穿鋼筋等。在實際設計中，一定要合理選擇處理措施，保證現場施工的可實施性。

4、結束語

綜上所述，復雜高層和超高層建筑的結構設計特別關鍵，它直接關系到建筑物的質量和安全。所以我們在進行結構設計過程中，一定要綜合考慮建筑物的抗側力性，只有確保建筑結構體系的穩定才能保證建筑的安全。概念設計在復雜高層和超高層建筑結構設計中，占有很重要的比重，概念設計是否合理決定著高層建筑結構設計的好壞。在進行結構設計時，每個環節的設計都應高度重視，從而使建筑結構體系達到安全穩定，滿足人們的使用功能要求。本文主要對復雜高層與超高層建筑結構設計要點提出幾點建議，希望對相關設計工作有所幫助。

參考文獻：

[1]董興明.復雜高層建筑結構設計要點分析[J].中原建筑，2014（9）：70-72.

[2]辛曉宇.復雜高層、超高層建筑設計要點分析[J].科技創新與應用，2012（5）：219-220

第5篇：高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；抗震

Abstract: The high-rise building is the city's main buildings, it create the contour of the city interesting, this paper discussed a few key points of the structural design of high-rise buildings.Key words: high-rise buildings; structural design; earthquake

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）02-

高層建筑隨著城市化的發展越來越多樣化，而出現的問題也更加復雜。隨著層數和建筑高度增加，利用結構空間作用，又發展了框架―――簡體結構、簡中簡結構、多簡結構和巨型結構等多種結構體系。高層建筑結構的承載能力、側移剛度、抗震性能、材料用量和造價高低，與其采用結構體系有著密切關系。不同結構體系，適用于不同層數、高度和功能的建筑。

在高層結構設計中，水平力是控制的主要因素，在地震區水平力是高層建筑結構設計的決定因素。剪力墻結構剛度大、周期短、地震作用大，在設計中應注意調整結構剛度。近年來出現了一系列新的結構體系，其中有巨型框架結構、巨型桁架結構、懸掛和懸挑結構。目前采用這些結構體系的工程尚較少，經驗不多，對于這些結構的研究也不夠深入、成熟，尚不能普遍推廣于設計與施工中。

一、概念設計與理論計算概念設計是指一些難以做出精確力學分析或在規范中難以具體規定的問題，必須由工程師運用“概念”進行分析，做出判斷，以便采取相應措施。概念設計帶有一定經驗性。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定假定條件下進行的。盡管分析的手段不斷提高，分析的原理不斷完善，但是由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多。尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件的局部開裂，甚至破壞，這時結構就很難用常規的計算原理去進行內力分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計，從整體上提高建筑的抗震能力，消除結構中的抗震薄弱環節，再輔以必要的計算和結構措施，才能設計出具有良好抗震性能的高層建筑。將注重概念設計作為高層建筑結構的最高原則提出，其主要內容為：（一）應特別重視建筑結構的規則性(包括平面規則性和豎向規則性)。（二）合理選擇建筑結構體系包括：

1、明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；

2、避免因部分結構構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力、風載和地震作用的能力；

3、結構體系應具備必要的承載能力和良好的變形能力，從而形成良好的耗能能力。（三）采取必要的抗震措施提高結構構件的延性。

二、結構整體穩定和傾覆問題（一）整體穩定

建筑物在豎向荷載作用下，由于構件的壓屈，可能造成整體失穩。我國國內高層建筑層數大多在40層以下，剛度很大，整體穩定一般不存在問題。當高寬比H/B>5時，應驗算其整體穩定性。（二）傾覆問題

高層建筑由于總高度值很大，基底面積小，在水平荷裁和水平地震作用下，產生很大的傾覆力矩，如果傾覆力矩超過穩定力矩，則建筑物將會發生傾覆，此方面地層災害實例也已證實。在抗傾覆驗算中，傾覆力矩按風荷載或地震作用計算其設計值。計算穩定力矩時，樓面活載取50％，恒載取90％，要求抗傾覆的穩定力矩不小于傾覆力矩設計值。對于高度超過150m的高層建筑應進行整體穩定性及抗傾覆驗算。

三、水平作用任何建筑結構都要抵抗豎向荷載和水平荷載，在低層和多層結構設計中，往往是以重力為代表的豎向荷載起控制作用，對于高層結構的設計，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要作用，但起控制作用的是水平荷載。之所以如此，其根本原因在于側移和內力隨高度的增加而迅速增長，例如一根懸臂桿件，在豎向荷載作用下，產生的軸力僅與高度成線性比例，但在水平荷載作用下，其彎矩與高增加。因此，在高層建筑結構設計中，抗側力的設計是關鍵，水平荷載是決定因素。對于一定高度的建筑物，作為其水平荷載的風荷載和地震作用將隨結構動力特性的不同而有顯著的變化。

四、軸向變形任何建筑結構在外力作用下產生的位移都包括彎曲、軸向變形和剪切變形三部分。在低層建筑結構設計中，通常只考慮彎曲變形，而忽略鈾向變形和剪切變形的影響，因為一般結構構件的軸力和剪力產生影響較小，可不考慮。而高層建筑由于層數多、軸力大，再加上沿高度積累的軸向變形顯著，軸向變形會對高層結構的內力產生很大影響。此外，高層結構中的剪力墻的截面也往往很大。因此，剪切變形的影響不可忽略。采用框架體系和框架―――剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸向壓力往往大于邊柱的鈾向壓力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種差異軸向變形將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁的中間支座產生沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。故在高層建筑設計中，軸向變形不能不考慮。在高層建筑結構的力學計算中，根據所選計算手段，所計算的構件變形因素是有區別的。對于簡化助手計算方法，一般只計算最基本的變形。采用計算機方法計算時，計算的變形因素要多一些。當用空間協同工作方法時，考慮了梁的彎曲、剪切變形，考慮了柱、剪力墻的彎曲、剪切和軸向變形；當用完全的三維空間分析方法時，除考慮了前面全部變形外，還增加了梁、柱、剪力墻的扭轉變形，以及剪力墻墻體截面的翹曲變形。

五、側移成為控制指標與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層建筑結構設計的關鍵因素。隨著建筑高度增加，水平荷載作用下結構側向變形迅速增大，結構側移與高度呈現四次方關系上升。在高層建筑結構設計中，不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗倒移剛度，以保證結構在水平荷載作用下所產生的側移限制在一定范圍內。側移是高層建筑的要害問題，之所以要控制結構側移，其主要原因有：（一）側移過大，使建筑物內的人在心理上產生不適應，控制結構側移是保證建筑物正常使用的需要。（二）側移過大，使建筑物內的填充墻、建筑裝飾和電梯軌道等服務設施產生裂縫、變形，甚至損壞。（三）側移過大，將導致結構開裂或損壞，進而危及結構正常使用和耐久性，實際上控制結構構件裂縫就是限制結構側移。（四）地震對建筑物的破壞程度，主要取決于結構側移大小，如果結構變形能力不足以抵御地震輸入能量對結構變形的要求，結構則會發生倒塌。

六、抗震設計

抗震設計要求更高在高層建筑結構的抗震設防設計時，要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載，還必須使建筑結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、中震可修、大震不倒。計算結構的延性是困難的，結構或構件的延性是通過一系列的構造措施實現的。在高層建筑設計中，為使結構具有良好的延性，構件要有足夠大的截面尺寸，柱的軸壓比、梁和剪力墻的剪壓比、構件的配筋率都要適宜，應遵照規范、規程的要求。

第6篇：高層建筑結構設計要點范文

摘要：高層建筑由于其層數較多、空間結構的變化性較大，對于安全性、耐久性以及抗震性能具有特殊的要求，高層建筑結構設計直接影響建筑質量。因此，高層建筑的建設單位極其注重結構的設計工作。本文根據筆者多年高層建筑結構設計經驗對高層建筑結構設計的基本要求、設計原則進行了論述，對其設計方法和優化措施進行了探討。

正文：

近年來，高層建筑發展很快，結構形式發生了很大變化，無論是內部結構還是外部結構，都越來越符合現代人的生活方式與使用要求，但是在進行建筑結構設計的時候，必須要保證建筑結構的整體性能，否則會造成不可估量的后果。

1 高層建筑結構設計概述

1.1 設計原則

1) 適用性。高層建筑中結構設計的適用性原則，是以該建筑設計時所設定的具體使用年限為參照，保證建筑的結構設計能夠在此年限中，使自身的裂縫、變形、振動等各項性能變動，始終控制在允許的限度內，使建筑在各項結構性能的支撐下，得以為建筑用戶正常順利地提供各方面的使用功能。

2) 安全性。高層建筑中結構設計的安全性原則，亦是以設計使用年限為依據，使該建筑的結構設計在預定年限范圍內，始終可以達到對內部與外部各項荷載力的有效承受，即使遭遇某些偶然的破壞性事故，也要能夠使自身結構控制在整體穩定的狀態中，避免出現大范圍的結構性損害。

3) 耐久性。高層建筑的耐久性設計原則，是指建筑的結構設計必須在規定的使用年限內，維持足夠的結構耐久性，比如，混凝土結構出現的裂縫寬度不得超出允許的范圍，且鋼筋保護層的厚度不能夠變得過于單薄，以免鋼筋在遭受外部潮濕空氣的狀況下出現銹蝕問題。

4) 可靠性。可靠性的設計原則，是指高層建筑的結構設計，必須在設計的基準期與建筑的使用年限范圍內，充分達到耐久性、安全性、穩定性、剛度、動力性能等各方面的性能要求，即使超出年限的基準期范圍，也能夠在各項性能出現不同程度降低的基礎上，維持正常的使用。

1.2 設計要求

1) 剛度要求。高層建筑面臨著眾多的水平作用力影響，容易出現較大幅度的側向位移，設計人員在進行混凝土結構設計時，必須在保證其具有足夠強度的基礎上，同時使其具備合理的剛度及自振頻率，進而將樓層水平位移控制于允許范圍。

2) 側向力。目前，高層建筑的結構設計中，其結構內力與變形等問題，主要受到地震的水平作用力及外部環境中的風力等因素的影響，層數的不斷增多會帶動水平作用力的持續加大。所以，在設計混凝土結構時，必須要充分地將這些側向力的影響考慮在內。

3) 延展性。高層建筑的結構柔性比低層的樓房要高，一旦遭遇地震等問題，會發生更大幅度的作用變形，若要避免建筑在地震等作用下發生倒塌變形等問題，就必須在進行混凝土結構的設計時，使其結構具備足夠的延展性能。

2 高層建筑混凝土結構的具體設計方法

2.1 完善單元結構的布局設計

獨立的結構單元設計，是高層建筑中的主要結構設計內容，此結構設計工作適合采用簡單、規則的平面形式，但平面的整體長度與突出部分的長度應當控制于適宜的范圍，且具備均勻分布的承載力與剛度，同時，豎向結構適合采取均勻、規則的形式，以保證建筑的外挑與內收問題得到有效的控制。

要達到這一目標，混凝土結構的設計者，應當在制定結構設計方案的階段，便努力地將概念設計的理念與知識作為參考，使建筑的適用性與美觀度等要求在得到滿足的基礎上，通過進行優化設計，使其結構的平面與豎向布局盡可能地實現簡單、均勻與規則性，保證其結構剛度與承載力的合理分布，避免建筑獨立結構單元出現過于集中的塑性變形或應力。

2.2 優化高強的混凝土與鋼筋使用

高層建筑建設需要耗費較多的混凝土、鋼等材料，若混凝土和鋼的強度過大，勢必會造成建筑材料總造價的超限，同時加大其他構件的造價，從而降低建筑建設的經濟效益。因此，混凝土的結構設計人員應當對高強度的混凝土與鋼筋的使用進行合理的優化控制。

以軟土地基上的高層建筑設計為例，該結構地基受到的荷載較高，設計人員可以通過優化高強度的混凝土以及鋼筋的使用，使建筑中各構件的截面尺寸得到合理優化，從而減輕建筑的結構自重，使建筑的基礎工程建設難度得到大幅度的削減，降低工程的地基處理工作造價。

再以位于震區的高層建筑的結構設計為例，建筑的自重與地震作用程度成正比例關系，設計人員通過將高強度的混凝土與鋼筋的使用量減少，可以在減輕其梁、板、墻、柱等構件自重的基礎上，降低地震的作用力，進而保證建筑結構的安全程度，使建筑的整體安全度得以提升。

2.3 合理設計剪力墻平面結構

1) 以建筑的各項基本結構功能為依據，在滿足這些功能的前提下，盡可能地使剪力墻的布置實現相對的集中化與均勻化，對具有較高的恒載或者平面形式變化較大的部位設計剪力墻，應當盡量縮小其間距。2) 以建筑的主軸方向或者是其他方向為基準，對剪力墻進行雙向的布置，且墻肢截面適合為具備較小的側向剛度的簡單規則的形式，在設計中還要盡量地減少對短肢剪力墻的使用。

3 高層建筑的混凝土結構具體設計優化措施

3.1 結構安全性

1) 設計人員應當在保證建筑各項功能的同時，通過考慮結構自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的結構破壞，有目的地將高層建筑的抗震等級提升。同時，還要從整體上，加強結構設計的穩定性與牢固度，避免將磚砌體承重或者裝配式的混凝土結構應用于高層的公用屬性較高的建筑中，而要優先選取現澆的鋼筋混凝土的結構。

2) 設計人員要從建筑建設過程中及投入應用后的各個方面入手，綜合考慮其荷載變化的狀況，盡可能地將建筑結構的荷載標準值與構件承載力設置出較大的彈性裕度，并且為樓面等部位進行額外的增加荷載的設計，以保證建筑在各級的地震與火災等災害中，都可以實現對于自身結構安全的維護。

3.2 抗震概念

高層建筑的混凝土結構在應用過程中，最容易受到的破壞，便是來自于地震威脅，在進行設計的過程中，設計人員要以抗震概念設計為依據，通過進行抗震試驗得出該建筑結構的抗震等級，或者借鑒相似建筑的抗震設計經驗等，對高層建筑的結構體系、平立面設計、結構構件延展性等進行優化設計，以使建筑的抗震能力得到有效的提升。

3.3 耐久性

1) 選擇良好的混凝土材料。

設計人員應當在保證混凝土材料的質量與基本性能的基礎上，重點從結構的穩定性能、抗侵入性能、抗裂性能等幾個方面入手，選擇堅固、耐久、潔凈的骨料，含堿量與水化熱反應較低的水泥，減少對于硅酸鹽水泥與用水量的應用，并適當地將礦物摻合料加入到材料中。

2) 優化結構使用設計工作。

高層建筑中的混凝土結構物普遍包括多個構件，每一個構件所處的環境存在顯著的差別，這就決定了不同構件具備的耐久性壽命存在差異，因此，設計人員要根據實際的使用環境，明確建筑中不同結構構件的使用界限與注意事項。以屋面、陽臺及女兒墻的設計為例，這些部位的梁柱構件，耐久性壽命普遍低于室內，必須合理設定這些部件維修或更換的時間。

3) 合理設計結構構造形式。

設計人員根據建筑的具體侵蝕環境與設計使用年限，設計厚度在 20 mm ～70 mm 之間的混凝土保護層，并通過協調構件的截面積與表面積，避免侵蝕性物質集中停留區域的形成，同時注意高侵蝕度的環境中，混凝土墻板的通風效果，并注意配筋間距的合理設計，以減少鋼筋銹蝕、保護層剝離等問題的出現。

4 結語

高層建筑結構設計是影響建設質量的關鍵決定性因素之一，因此，建筑設計人員必須加強對于其設計原則的分析與掌握，立足于具體的設計原則及要求，從整體的設計工作及具體的設計內容等方面入手，采取有效的策略，以推動其結構設計的優化完善。

參考文獻:

［1］ 王廣輝． 淺析高層建筑中混凝土結構的優化設計［J］． 科技風，2011( 7) :44-45．

第7篇：高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：高層建筑結構設計

隨著我國國民經濟不斷發展和人民生活的迅速提高。業主及建筑師的創新藝術使得鋼筋混凝土高層建筑發展被廣泛應用。高層建筑結構設計給工程設計人員提出了更高的要求，下面就結構設計中的問題進行一些探討。

1 高層建筑結構設計的意義及依據

1．1概念設計的意義

高層建筑能做到結構功能與外部條件一致，充分展現先進的設計．發揮結構的功能并取得與經濟性的協調，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。

1．2概念設計的依據

高層建筑結構總體系與各分體系的工作原理和力學性質，設計和構造處理原則，計算程序的力學模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經驗。

2高層建筑結構設計體系

2．1 結構的規則性問題

新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案”。因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

2．2 結構的超高問題

在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

2．3 嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了自嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計 嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

2．4 短肢剪力墻的設置問題

在新規范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

3高層建筑的整體隱定性

對高層建筑來說．在抗震沒汁中，房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題。

3．1對整個建筑進行抗傾覆穩定性驗算，使地震作用下的傾覆矩與相應的重力薪載在基礎與地基交界面上的合力作用點．不應超出力矩作用方向抗傾覆構件基礎邊長的1／4。

3．2加大建筑物下部兒層的寬度．使其滿足規范高寬比的限值，從而保證上部結構的穩定。

3．3使基礎有足夠的 置深度。有些裙樓和高層主樓從地上到地下用變形縫徹底分開．導致主樓基礎埋深不夠，地震時會使建筑物發生滑移、整體傾斜甚至傾覆

3．4對于高寬比很大的高層建筑，建議采用樁基礎，樁基礎鋼筋在承臺內的錨固長度要足夠大。因為樁是埋在土中的細長構件，由于樁土摩擦力的存在，樁的抗拔性能較好，從而能很好地抵抗上部結構的傾覆。避免采用天然地基或復合地基上的淺基礎。

4 結構設計應注意的問題

4.1周期控制

結構周期反映了結構體系的柔剛性，周期越長說明結構的整體剛度越柔，同時結構的位移也就越大，控制結構的位移和控制結構的周期是同一性質的，結構位移與結構周期是息息相關的，前者隨后者的增大而單調增長。新抗震規范和高規還進一步提出了對結構扭轉為主的第一周期與平動為主的第一周期之比的限定規定。對于側向剛度沿豎向分布基本均勻的較規則結構，其規律性較強，扭轉為主的第一周期Tt和平動為主的第一周期T1都比較好確定，但是對于平面或豎向布置不規則的結構，則難以直觀地確定Tt和T1。為了便于設計人員執行這條規定，在新規范軟件中增加了根據振動方向因子判斷各振型的振動形態功能和主振型判斷功能。

4.2控制層剛度比

層剛度和層剛度比是兩個重要參數。目前計算層剛度主要有三種方法：a．層剪力與層間位移比值方法。b．剪切剛度方法；c．剪彎剛度方法；按抗震規范定義：層的抗側移剛度實際上就是使層剛心產生單位所需的水平力。層剛度比可以判斷各層間的剛度均勻分布，在新高規4．4．2條，l0．2．6條，4．4．3條，5．3．7條對高層結構的層剛比作了規定。

4.3控制扭轉不規則

根據新抗震規范3．4．2條及表3．4．2.1的規定，樓層的最大彈性水平位移(或層間位移)，大于該樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的1．2倍，同時抗震規范3．4．3條規定，扭轉不規則時，應計及扭轉影響且樓層豎向構件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1．5倍；因此通過控制結構的扭轉位移，使結構具備必要的抗扭剛度，保證結構滿足地震作用下的抗扭要求，更好地滿足結構的抗震安全性。

4.4偶然偏心影響

根據高規第3．3．3條規定：計算單向地震作用時應考慮偶然偏心的影響。做法是把各樓層質心求出后，按規范規定的偏移值向同一個方向偏移。

因是質心偏移，當考慮耦連計算時結構的動力特性均會改變，程序計算出各種組合后按最不利情況進行配筋計算。按“高規”規定，一般工程均應考慮偶然偏心影響。當考慮雙向地震作用時可以不考慮偶然偏心的影響，“抗震規范”中規定規則結構不進行扭轉耦連計算時，采用增大邊榀內力的簡化處理方法。實際工程計算建議采用考慮扭轉耦連的方式進行計算。

4.5對振型數量的要求

“高規”中第3．3．10條，第3．3．1l條及第5．1．13條規定了計算地震作用時的最少振型數量。實際上最根本的要求是要保證振型參與質量達到總質量的90％以上程序自動計算各個振型數時的振型參與質量，當用戶輸入振型數量不足時，設計人員可以增加振型數使振型參與質量達到總質量的90％以上。

5 結語

鋼筋混凝土高層建筑結構設汁是一個長期、復雜甚至循環往復的過程，任何在這個過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。所以把每個重要問題都考慮全面了，才能保證結構設計的安全。

參考文獻

1、《混凝土結構設計規范》．GB 50010―2002．

第8篇：高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：鋼筋混凝；高層結構；設計

中圖分類號：TV331 文獻標識碼： A

引言

高層建筑是社會生產的需要和人類生活需求的產物，是現代工業化、商業化和城市化的必然結果。而科學技術的發展，高強輕質材料的出現以及機械化、電氣化在建筑中的實現等。為高層建筑的發展提供了技術條件和物質基礎。簡要論述了高層建筑結構的特點、現狀及今后的發展趨勢。隨著高層建筑在我國的迅速發展，建筑高度的不斷增加，建筑類型與功能的愈來愈復雜，結構體系的更加多樣化。高層建筑結構設計也越來越成為結構工程師設計工作的主要重點和難點之所在。

一.結構選型

對于高層結構而言，在工程設計的結構選型階段，結構工程師應該注意以下幾點：

1.1結構的規則性問題

新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

1.2結構的超高問題

在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

1.3嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

1.4短肢剪力墻的設置問題

在新規范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

二.結構計算與分析

在結構計算與分析階段，決定工程設計質量好壞的關鍵在于如何準確、高效地對工程進行內力分析并規范地進行設計和處理。

2.1隨著科學技術的發展，目前高層建筑的結構分析基本上都采用計算機軟件進行，但計算機軟件無法代替人的設計概念，在這一階段，首先進行計算機軟件選擇。由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果多少會出現偏差。如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。因此，在進行工程整體結構計算和分析時必須對計算軟件進行合理的篩選，并從不同軟件大大小小的不同的計算結果中，判斷哪個是最可取的結果，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。

高層設計的難點在于豎向承重構件的合理布置。而布置的是否合理，可通過以下幾個參數進行控制。軸壓比：控制結構延性；剪重比：控制各樓層最小地震剪力，確保結構安全性。剪重比過大或者過小都無法滿足承重或者抗震需求，因此，剪重比的取值大小要控制在適宜的范圍內計算位移；剛度比：控制結構豎向規則性，避免產生剛度突變。位移比：控制結構平面規則性，以免產生扭轉。周期比：控制結構扭轉效應。

2.2是否需要地震力放大.考慮建筑隔墻等對自振周期的影響，新的設計規范中，根據大量工程的實測周期，已經明確的提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數，此處為強制性的規范，需在設計過程別注意。

2.3振型數目是否足夠。結構設計規范中提出了振型數目的要求，明確了該參數的最小限值，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要對振型數目的取值進行調整。

2.4多塔結構和分縫結構的計算分析。在一段期間內，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的重要問題。如果分開計算，則容易導致下部裙房及基礎計算誤差較大，無法考慮各塔之間相互影響。因此，在將各塔分開計算周期的基礎上，應當首先進行整體計算。而與多塔結構不同，對于分縫結構，最好的辦法則是將各獨立單元分開計算，如一定要合在一起，那么可以按照多塔模型計算，計算周期比時也應同多塔一樣分開計算。對于整體的配筋計算，也與多塔有所不同，多塔應以不切開的模型為準，分縫結構則沒有此類限制。在此基礎上，還需注意，在分縫結構按多塔處理時，如果其分縫處不是真正的獨立迎風面，將會出現風荷與實際受力狀態不符的狀況，應注意修正風荷載數值。

2.5非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，為了達到建筑美觀的效果或基于某種功能性的需求而設計的非主體承重骨架體系中的非結構構件的安全性也不容忽視，在這部分內容中，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，必須嚴格按照規范中的非結構構件的計算處理措施進行設計。

三.關于強柱弱梁的設計

為了達到小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設防目標，強柱弱梁的設計理念被提出。柱破壞了建筑物整個都會傾覆，而梁破壞則僅是某個區域失效，因此，柱較之梁破壞的損害更大，當前我們的經濟已高速發展，我們結構設計人員在設計中一定要將這一概念設計貫徹下去。必須嚴格控制柱軸壓比，對柱斷面及配筋設置時應分部位處理；邊柱、角柱應適當加強，特別是角柱，建議應全柱加密箍筋，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對稱配筋。

四.地基與基礎設計

地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將

各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

結束語

鋼筋混凝土高層結構設計是D個復雜且又循環往復的過程，任何在這個過程中的遺漏或錯誤都可能導致整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在安全隱患，為了保障質量安全，這就要求設計者嚴格按照設計規范進行設計。建筑結構設計質量密切關系到人民生命財產的安全，我們必須在工作中，不斷地學習、總結，不斷的進步與完善。

參考文獻：

[1]仲紀貴.鋼筋混凝土高層結構設計常見問題探討[J].南北橋，2009（1）.

[2]王忠武.鋼筋混凝土高層結構設計常見問題探討[J].中華民居，2010（11） .

第9篇：高層建筑結構設計要點范文

【關鍵詞】高層建筑；剪力墻；結構設計；關注要點

近幾年來，由于人們對建筑的需求，促使我國的建筑行業迅猛發展，為了更加合理有效的利用土地的使用面積，更多的高層建筑如雨后春筍般的涌現出來，而人們對于建筑的功能、結構以及設計都提出了新的要求。由于剪力墻具有獨特的優勢，促使其成為了高層建筑中廣泛應用的一種結構，在建筑行業中占有重要的位置，發揮著關鍵作用。如何通過把握剪力墻結構設計中的要點，充分發揮其作用，做到經濟，安全，外形美觀成為了廣大專業人士關注的重點。

1剪力墻結構設計的原則

（1）剪力墻的厚度一般比較小，而高和寬的尺寸卻比較大，受力形態接近于柱體[1]。但是它與柱體還是存在一定的區別，主要表現在剪力墻肢長與厚度之間的比值，在比值小于等于3時，可以按照柱體來設計，當比值在3~5之間時，被視為異形柱，需要按照雙向受壓構件設計。（2）剪力墻的主要特點：在同一平面內荷載力和剛度比較大，而在平面外的荷載力和剛度就相對較小。因此，需要注意不要在平面外接搭，如果實在避免不了時就要按照相關規定采取相對應的措施，確保剪力墻平面外的安全。（3）在剪力墻的結構設計中，墻屬于一個平面構件，在承受著沿著平面作用的水平剪力和彎矩之外，還需要承擔豎向壓力。由于在多力結合狀態下工作，除了要滿足剛度的要求之外，還需要滿足非彈性變形下的延性[2]。（4）墻體的設計主要是計算水平和豎向作用下的結構整體的內力，在求得內力后，根據偏拉或者偏壓來進行斜截面受剪荷載力和正截面荷載力的計算。

2某高層建筑工程的結構設計概況

某高層建筑工程，如圖1。主要采用剪力墻結構，地下一層，地上十五層，共計十六層，地下室層高3.8m，電梯機房高3.1m，水箱高3.0m，室內外高度差0.2m。在該建筑工程中應用剪力墻結構來承受建筑自身具有的水平荷載力和垂直荷載力，其自身的剛性結構體系具備高抗側強度，用來進行抵抗水平側力。

3關于剪力墻結構存在的主要問題

因剪力墻具有較高的剛度性、整體性以及抗側力性，現代高層建筑施工中對于剪力墻結構的應用較為廣泛[3]。但是其自身也存在著一定的問題：因為剪力墻具有很高的剛度和較強的抗側力，在地震效應較高的情況下，就會提高建筑基礎以及上部結構的建筑成本；在建筑的過程中，如果混凝土使用較多，就會對建筑物自身的重量以及對具有的平面功能造成影響；剪力墻墻肢結構本身的軸壓力不高，就不能充分發揮自身承載壓力的作用；剪力墻結構都有相應的配筋標準，如果配筋率太低就會影響其延性。所以，將剪力墻結構運用在高層建筑的結構設計中時，不但要考慮到剪力墻結構的抗側能力，還要對建筑工程的成本進行考量。

4高層建筑剪力墻結構設計的關注要點

在高層建筑中使用剪力墻結構，主要是針對以下幾點進行分析：

4.1布置剪力墻結構

鋼筋混凝土剪力墻能夠承擔風荷載力、水平地震作用力以及豎向荷載力，所以在設計剪力墻時，要考慮建筑物的基本要求，布置剪力墻時盡量形成連續的完整框架，盡可能進行規則的對稱布置，防止出現扭轉效應。（1）關于短肢剪力墻結構的選擇使用短肢剪力墻結構可以對建筑進行靈活設計，能夠減少建筑結構的重量，但是這種結構的抗震性能不高，無法很好的保證建筑的安全性，所以要慎重選擇短肢剪力墻結構。（2）關于獨立的小墻肢高層建筑結構中如果出現獨立墻肢，會給施工增加難度。在工程設計中，可以通過合并洞口，科學布置剪力墻的方式來消除獨立墻肢，施工難度可以降低。（3）關于剪力墻結構整體剛度剪力墻結構剛度很大，一般來說周期較短，相應地震力較大，如果剪力墻結構剛度過大，不僅材料消耗多不經濟，而且因為地震效應比較高，連梁超筋、墻肢以及截面無法滿足抗剪力的標準，會增大截面設計的難度，所以，對剪力墻結構的整體剛度需要通過合理計算和有效控制，才能確保達到位移限值的標準，對于剪力墻整體剛度的計算如表1。

4.2控制結構參數

對剛重比、位移比、側向剛度比、層間位移角等參數進行控制可以有效的保證結構布置的合理科學性。在高層建筑中，豎向構件本身的層間位移、水平位移與該樓層平均值之間的比值就是位移比，主要是限制結構布置本身的不規則性，可以有效防止出現大的偏心力和防止建筑結構主線的扭轉效應。位移比限制是在考慮到偏心力的因素下，根據剛性樓板進行確定，高層建筑中豎向構件中的位移比是不能超過1.2的。剪力墻的布置對此影響很大，應盡量按4.1條的原則來布置，方可達到即經濟且安全性能好的目的。

4.3關于剪力墻結構的計算和配筋

4.3.1關于剪力墻的墻身剪力墻結構中包括水平向鋼筋和豎向鋼筋，在進行剪力墻構造和計算時，要對鋼筋數量進行確定，主要是對正截面中的抗彎承載力與斜截面中的抗剪承載力進行驗算，同時應滿足規范的最小配筋率要求。剪力墻結構的厚度主要是根據抗震等級系數進行選擇。為了使剪力墻結構的剛性、穩定性和抗震性能夠發揮最好的效果，一級二級剪力墻底部的部位墻厚需要超過200mm，超過高層的1/16，其他部分墻厚需要超過160mm。在墻端頭無暗柱或翼墻時，墻厚度要超過高層的1/12，這些規則適合高層建筑，但是不適合八度地震區剪力墻結構的設計。對于高層建筑在1~3級抗震等級的剪力墻中，水平、豎向分布筋的最小配筋率需要大于0.3%，部分框支剪力墻底部的增強部位的配筋率需要大于0.35%[4]。4.3.2連梁的計算連梁可以提高剪力墻的剛度，起到連接墻肢的作用。在對高層建筑結構進行計算的過程中，要適當的折減連梁的剛度，折減值控制在0.5以上，最好是控制在0.5~1.0以內。如果折減剛度后發現建筑結構的承載力不足，可以采取降低連梁高度和減小整體剛度的方式來解決承載力的不足[5]。

5結束語

在建筑行業朝著高層建筑形式快速發展的過程中，剪力墻結構的運用越來越廣泛，需要將剪力墻結構的優勢發揮到最大，以提高建筑的安全性和抗震性。因此需要結合實際情況進行科學合理的設計剪力墻結構。

參考文獻

[1]呂瑞孝，姜劍虹.高層建筑剪力墻結構設計需關注的要點[J].科技信息，2011（19）：381，412.

[2]葉鐘.試分析建筑結構設計常見的問題及措施[J].江西建材，2017（01）.

[3]張良.框架剪力墻結構建筑施工技術分析[J].信息系統工程，2013（04）.

[4]王孟國.建筑工程剪力墻結構設計方法分析[J].住宅與房地產，2016（36）.