高层建筑结构设计重点篇(1)

关键词：钢筋混凝土；高层建筑；结构设计；重点

1 引言

对于目前来说，高层建筑钢筋混凝土结构主要采用框架、剪力墙、框架―剪力墙、筒体和板柱―剪力墙结构体系。下面根据笔者的多年工作经验以及对实际工程的总结，浅显地对钢筋混凝土结构在高层建筑设计中的重点进行了论述，仅供大家参考。

2 钢筋混凝土结构在高层建筑设计中的原则

现在高层建筑的数量越来越多，相应的钢筋混凝土结构在高层建筑中也得到了广泛的应用。我们必须遵循一定的原则，在保证高层建筑钢筋混凝土结构的设计达到相关国家规范、规程规定的条文的同时，注意人们在设计、施工及使用维护阶段对高层建筑的安全性、耐久性及适用性的需求。高层建筑结构在规范规定的合理的使用年限内，不仅需要满足相应的建筑功能使用需求，而且应该可以承担各种有可能发生的自然或认为的紧急情况，这就使得建筑结构必须具有与之相符的适用性和耐久性；同时在建筑物发生可能的紧急情况之后，建筑结构也必须保证其安全性。

3钢筋混凝土结构在高层建筑设计中的重点分析

3.1 建筑结构的概念设计

现在很多新入职甚至入职多年的结构工程师在建筑结构设计时陷入只依靠结构设计软件的误区，这是不正确的。为了保证建筑结构具有良好的抗震性能，我们应该从根本上重视建筑结构概念设计这种有效的方法。建筑师及结构师在建筑设计的过程中对相关规范和规程中的各项条文给予高度重视是建筑概念设计对我们的要求。尤其下列若干问题值得我们注意：

（1）在建筑结构设计中，应该优先采用具有良好抗风、抗震性能，而且造价合理经济的高层建筑结构体系。这就要求我们对建筑结构的合理性和建筑结构平、立面布置的规则性特别关注。高层建筑结构在竖向布置上应该有合理的刚度分布，与此同时在水平布置上也应有合理的承载力分布，这样不但能避免因局部位置突变而形成薄弱部位，而且使建筑具有较好的抗震、抗裂缝和抗变形的能力。

（2）由于水平地震作用是双向的，所以要求建筑结构在两个主轴方向上应具有相接近的动力特性，并且在建筑平面上结构沿两个主轴方向需要拥有必需的抗震性能和结构刚度。在高层建筑设计时，我们应该使建筑具有清晰明确的计算简图和合理有效的传递地震力的途径，这样就能使建筑结构在任意方向上都能够有效的抵抗地震作用。值得注意的是高层建筑结构除了水平刚度的需求外，还需要在抗扭转震动和抗扭刚度上达到相应的要求。另外，虽然我们可以考虑场地特征的影响来对高层建筑结构的刚度进行选择，以此来达到减小地震作用的目的，但是同时我们也应该看到这会使高层建筑结构的变形增大，高层建筑结构会因为P-Δ效应的过大而发生不必要的破坏。

（3）我们应该尽量避免由于平面凹角以及狭长的缩颈部位产生的应力集中，尤其是在相对比较独立的建筑结构单元中。凹角和端部应尽量避免设置楼、电梯间，结构体型在竖向上应尽量避免过急、过多的收进，同时应尽量避免外挑。高层建筑结构应沿建筑高度连续、均匀地分布水平承载力和结构刚度，以此减小地震作用下结构的扭转效应，同时避免在高层建筑中产生薄弱或者软弱部位，以及由于部分构件的破坏从而导致的结构整体丧失承载能力和抗震能力。根据具体项目的实际情况，我们应该对高层建筑的结构单元之间进行有效的分离或者牢固的连接，以此来使建筑结构体型更加合理。

3.2 建筑结构的选型

（1）结构工程师在高层建筑设计过程中应尽量避免采用短肢剪力墙。什么是短肢剪力墙，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中给予了明确的定义，短肢剪力墙是指墙肢截面高厚比在5～8的剪力墙。短肢剪力墙在高层建筑中有许多的限制和不便，这是在实际经验以及实验数据中得到证实的。因此为了在后期设计工作中避免增加不必要的麻烦，我们应该尽量减少或避免短肢剪力墙。

（2）钢筋混凝土结构在高层建筑设计中另一个重点是建筑结构的选择。在上部结构的变形限值能够满足的前提下，在一些地基基础相当稳定的地区可以尽量减小结构的刚度。对于规范中层间位移和顶点位移数值不是很合理的情况，我们采取相应的措施可以适当突破这些限值。同时规范规定在高层转换结构中，上下层转角的控制比值在1左右较为合理，转换层的上下刚度比公式宜做相应修改。另外水平加强层的设置会提高结构的侧向刚度，同时也会较大的增加外柱的剪力，这一点在设计工作中应慎重对待。

（3）规范中对于高层钢筋混凝土建筑的超高问题给出了相应的规定。在新规范中，除了将原来的建筑限制高度设定为A级高度外，新增加了B级高度的建筑设定。相应的建筑物应该控制在相应等级规定的范围之内，在建筑结构设计的过程中不可以超越其应属高度范围，如若超过，我们需要对设计以及施工做新的考量。在现实中此类问题曾经出现，应该引起大家的重视。

3.3 结构的计算

（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010/J186-2010）第3.9节条文对于确定普通高层建筑的抗震等级给予了明确规定，即与主楼连为整体的裙楼的抗震等级除应按裙房本身确定外，相关范围内也不应低于主楼的抗震等级。当上部结构的嵌固点位于地下室顶板时，地下一层主楼相关范围内的抗震等级与上部主楼的抗震等级应取同，地下一层以下主楼相关范围内的抗震等级可根据实际情况逐层降低一级，但不应小于四级。另外比较复杂的高层建筑还应符合高规第10章的相关规定。

（2）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010/J186-2010）中对建筑结构振型的取值给予了明确的规定，结构的振型数与层数有很大关系。在计算分析阶段我们需要根据规范规程的相关规定对计算结果进行分析，以此来确定是否需要调整振型个数。

（3）在高层建筑中，由于建筑外立面或者建筑功能的要求，建筑顶部常常存在一些非主体承重体系内的结构构件，对于这部分结构构件的设计和计算，我们按新规范中的有关规定应该对这部分结构构件增加有效的处理方法。因为高层建筑顶部的风荷载和地震作用较大，对于在其顶部的装饰或立面造型构件的设计要特别注意。

3.4 建筑基础的设计

高层建筑的承载力对于不同的地基基础需要做不同的考虑，在高层建筑的基础设计中应尽量减少地震作用对建筑结构的影响，为此我们需要注意以下几点：

（1）当拟建建筑物所处地段地基情况良好时，且基础的埋深较大时，在方案阶段设计师应建议业主在主楼下做地下室。因为地下室可以有效地降低基础的附加应力，并且在提高地基的承载力的同时也可减小地震作用对上部主体结构的影响，这点对于周围已有建筑物时尤其明显。不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。当地基承载力已达到设计要求时，为了利于地下室防水，基础底板可以不继续外沿，同时每隔 30～40米应该设置一道后浇带，并使用微膨胀混凝土在两个月后进行浇注。

（2）当拟建建筑物周围已有建筑物时，新建建筑基础不宜深于周围已有建筑基础，这会是基础发生不必要的破坏。如若新建建筑基础深于已有建筑基础，两者基础间的净距与基础高差的比值不应小于二，否则应该采用打抗滑桩等措施防止新建建筑基础对已有建筑基础的破坏。当相邻建筑物的层数相差较大时，由于基地应力相差较大，我们应该在层数较低的建筑基础的中心区域内采用垫焦碴等地基处理方案来调整其基底应力。

（3）当地基较软或不均匀时，柱下扩展基础的宽度会很宽，有时会超过四米，此时我们可择优选用柱下条形基础，同时由于在结构节点处基础的底面积在两个方向上都做了重复利用，所以我们应该适当加宽柱下条形基础。另外当独立基础的偏心过大时，我们可把相邻建筑的基础一起做成柱下条形基础。值得注意的是，柱下条形基础的偏心也不宜过大，条件允许时可以做成一面自由、三面支承的基础底板。另外基础底版的形心和上部柱的荷载重心宜尽量重合，基础底板在条件允许时可做成台阶形、梯形。

4 结语

综上所述，在高层建筑中钢筋混凝土结构应用日益增多的今天，其建筑结构设计的安全性、耐久性和适用性引起了人们的广泛关注。因此，为了满足人们对建筑的安全信任以及舒适度的需求，我们结构工程师应该在设计过程中不断优化结构方案，使建筑材料的力学特性得到有效充分的发挥，从而设计出结构优秀稳定的建筑，以此满足人们日益丰富的生活需求。文中提到的诸多细节和重点正是我们需要特别注意的。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）

[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

[3]《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010/J186-2010）

高层建筑结构设计重点篇(2)

关键词：复杂高层；超高建筑结构；设计要点

结构设计并不是一项简单的设计工作，其能效发挥与不确定因素的控制效果是相互关联的，尤其是复杂高层的层高特点，会直接造成设计难度的进一步增加，因此这就需要从建筑需求入手，开展有针对性的设计工作，并将相应影响因素纳入重点考量范畴中，一旦结构设计环节缺少对结构布置的合理性规划，不仅后续建筑施工流程难以正常推进，建筑质量更会受到直接影响，而建筑结构缺少稳定性，也会导致其使用寿命不断缩短，因此，这就需要不断强化对复杂高层及超高层建筑结构设计的研究，充分掌握其设计要点。

一、复杂高层及超高层建筑结构设计要点

1.强化对概念设计的重视

在当今社会，设计可以说是建筑施工的灵魂，尤其是复杂高层及超高层建筑，结构设计的优化性也就显得至关重要。目前，我国的设计师也将工作重心放在了高层结构设计上，在实际设计环节根据对设计项目的研究及总结，也逐渐形成了一定的规范化标准，其中最为主要的就是强化概念设计。首先，复杂高层及超高层由于层高较高，这就对结构的稳定性提出了更要的要求，在实际设计环节应当以此为关键点，在结构设计中不断加强对结构受力的均匀性设计，使其更加符合应用的规范化标准。

其次，设计内容中应该涵盖着对应力高效传递的优化研究项目，使其能够在应用过程中实现力的快速分解及传递；第三，在结构设计环节，应当确保其标准内容能够直接体现在结构整体上，实现对结构的完善性规划整理；第四，当今社会的各个领域中都倡导应用绿色能源，减少浪费及污染问题，而这一理念也应当在结构设计中得以灌输，只有这样才能有效提升复杂高层及超高层建筑的环保性能；第五，在推进设计工作时应当在结合工程实际情况的基础上，将建筑材料与结构进行有机结合，使二者能够更加具有协调性，从而从根本上提高材料利用率，使其能够在后续应用中承受高强度的结构荷载力。总体来说，为了将以上几点落实到设计主w中，需要建筑以及结构工程师的密切配合，在互相交流经验及工程项目研讨过程中，不断对设计图纸进行优化调整，使其更加具有参考价值。

2. 科学选择结构抗侧力体系

为了在复杂高层与超高层建筑结构设计中，能够充分体现出安全性问题，我国相关设计师总结出，提高结构抗侧力体系的科学性是基础。选择该体系的过程中，应当注重以下几点：结构体系的合理选择应当根据具体的建筑高度来确定，我国相关工作人员在近年来的工作中总结出了不同结构抗侧力体系与不同高度建筑之间的关系。

例如，在建筑高度小于等于100m 的时候，该体系最佳组合为框架、框架剪力墙及剪力墙；当建筑物的高度在100～200m之间的时候，最佳体系为剪力墙和框架核心筒；当建筑物高度在200～300m之间时，该体系最佳组成为框架核心筒、框架核心筒伸臂；如果该建筑高度小于600m时，该结构抗侧力体系的最佳构成应该为筒中筒伸臂、巨型框架、桁架、斜撑及组合体；在进行设计的过程中，应注重以上提及的相关结构抗侧力构件能够保持高度的连接，最好能够形成一个统一的整体。

3. 高度重视建筑抗震设计

复杂高层与超高层建筑当中，其抗震设计应当在建筑功能充分发挥的基础上进行确立，同时该环节也是确保建筑拥有较高安全性的重要部分。抗震方案在高层建筑当中，最重要的一点就是科学选择建筑材料；实现有效减少地震过程中的能量增加。在这项工作当中，验收承载力是使用建筑构件最主要的方式，并且应当有效控制地震情况下建筑结构的层间位移限值；在实际高层建筑的过程中，结构抗震手段的应用应当在位移的基础上建立，并定量分析相关设计方案，促使地震发生时结构的变形弹性能够对建筑产生一定程度的保护作用；精确分析地震发生时建筑构件会产生的变形及位移在建筑结构中的体现具有重要意义，这样一来，能够对构建变形值进行有效的确立；针对性设计应当体现在建筑构件的生产要求及建筑界面的应变分别当中，同时应当注重场地的坚固性，这也是有效降低地震发生时能量输入的重要方式。

4. 坚持高程建筑结构设计经济理念

复杂高程和超高层建筑是一项较大的项目，在结构设计和施工过程中，会面临很多成本输出问题。因此，在建筑结构设计过程中，应该坚持经济型设计理念。对于结果设计方案，应该坚持优化处理，避免在建设过程中由于结构冗长而造成成本浪费的问题。

二、复杂高层与超高层建筑结构设计中确保计算和设计的准确性

1. 合理选择分析软件、合理计算结果

现阶段，复杂高程与超高层建筑结构计算软件的种类很多，侧重点也有所不同，在结构设计过程中，设计人员首先应该明确不同的软件的作用，然后根据实际需要合理选择合适的计算软件。与此同时，还应该对具体的设计计算结果进行科学分析，从力学理念和工程设计经验方面进行合理判断，确保计算结果的合理性和准确性。

2. 重视荷载与作用方面的考虑

对于复杂高层与超高层建筑的结构设计，由于高层建筑很容易受到风载荷的影响，因此在高层建筑，尤其是超高层建筑结构设计中，应该重点考虑风载荷的影响。例如，在某大楼设计过程中，不仅需要考虑相关设计规范，而且还进行了相关风洞试验，从而提高建筑物的抗风载能力。在具体的试验过程中，设计了一个以 1：500 为比例的模型在半径为 600m 的风场环境中进行试验，验证建筑在不同风况下的受力情况。

现阶段，对于地震灾害的预测，在技术方面还有一定的限制，很难准确预定地震灾害。有些发达国家对于地震的研究十分深入，但是依然无法准确预估地震发生的时间和地点。因此，在高层建筑设计过程中，应该加强抗地震力的设计。与此同时，还应该重点考虑建筑主楼、裙楼在地震力作用下的不同反应。

综上所述，随着科学技术水平的不断提高，人们生活质量不断上升，我国城市建设过程中复杂高层与超高层建筑增加，在对这类建筑进行设计的过程中，应当充分考虑到抗震设防烈度、结构方案及类型等因素。经过我国建筑行业近年来积累的经验，总结出复杂高层与超高层建筑结构设计要点包括概念设计、结构抗侧力体系及抗震设计等内容。新时期，我国建筑行业相关工作人员只有在实践中不断加强对这些方面的重视，才能够促进我国建筑业不断进步。

参考文献：

高层建筑结构设计重点篇(3)

关键字：高层建筑 结构设计 特点 要点

中图分类号：TU97 文献标识码：A

引言

近年来，高层建筑逐步成为建筑业的重要建筑模式，由此建筑结构变得越来越复杂，同时人们对建筑功用性的要求也越来越高，由此做好高层建筑结构设计不仅关系到建筑建设的效益和效能，同时是满足人们对建筑要求的途径。当下，建筑安全问题已成为人们普遍关注的问题，建筑事故的层出不穷，究其原因，建筑结构设计问题难辞其咎，由此，如何在满足建筑日益增长的要求的基础上完善高层建筑结构设计就变得尤为重要。

1 高层建筑结构设计原则

1.1 选择合理的结构方案

在高层建筑的结构设计中，要选择经济合理的结构方案，从而保证结构设计的合理和安全。在结构设计方案的选择中，要注意对材料的要求、施工环境的综合考虑，同时要考虑地震区高层建筑设计的特点，要力图遵循平面和竖向规则，规避结构方案的不适性。在结构设计方案的选择中，要与建筑施工单位和基础设施供应方进行协商，从而选择合适的高层结构设计方案，充分发挥结构设计的效用。1.2 选择合适的基础方案

对建筑进行结构设计，要充分考虑建筑所在地的周边环境，要对工程的地质条件以及周围建筑的施工及特点做好调研，充分保证后续建筑过程与周边环境的和谐统一。建筑结构设计中要选择合适的基础方案，基础方案要体现结构设计的方方面面，要尽量显示建筑的全貌，同时要考虑建筑的经济成本和效益，最大限度发挥建筑周边条件的作用，保证建筑的正常实施。

1.3 选择合适的计算简图

高层建筑的结构设计要选择适当的设计简图，由此可以防止由于计算简图选择不当导致的建筑安全隐患的发生概率。建筑结构计算是以计算简图为基础的，所以结构设计中要特别注重计算简图选取问题，从而可以保证后续结构计算的准确和建筑设计的安全。当然，建筑实际结构与选取的计算简图之间允许存在合理的误差，但是要尽量把工程实际控制在计算简图精度要求范围内。

1.4 分析所得到的计算结果

当下，信息技术飞速发展，由此也带动了建筑结构设计对计算机软件的应用。由于不同计算机软件会产生不同的计算结果，所以要对不同结果进行分析处理。由此，建筑结构设计人员就要具备专业的建筑结构设计理念和知识，更要对计算机软件有充分详细的了解，便于对计算机计算结果进行客观分析。由于操作人员自身的问题或者计算机软件具有的自身误差，使得计算结果与实际情况出现一定的差异，这时就要求结构设计人员客观判断并予以纠正。

2 高层建筑结构设计的特点

（1）结构延性是重要的设计指标

相对于低楼层而言，高楼层具有独特的特性，高楼层拥有更好的柔性，由此，高层楼房在遭受地震的时候更容易出现变形。所以在建造高层建筑的过程中，就要充分考虑如何保证高层建筑的延性，从而保证高层建筑进入塑性变形阶段之后仍然有较好的变形能力，防止坍塌现象的发生。由此就要在建筑结构设计阶段采取恰当的措施保证建筑结构的延性。

（2）水平载荷成为决定因素

高层建筑的设计和建造过程区别于低层建筑，不仅要考虑竖向载荷，同时要考虑水平载荷的影响。在建造高层楼房时，水平载荷的影响作用也非常重要。水平载荷之所以发挥如此重要的作用是因为在高层建筑设计中要充分考虑抗侧力，而水平载荷可以起到平衡作用。除此之外，对某高度的建筑来说，竖向载荷基本是一个定值，而作为水平载荷的风载荷和地震作用，则随着结构动力特性的不同而浮动。

（3）轴向变形不容忽视

在有外力作用的情况下，建筑结构会发生一定的位移，包括弯曲、轴向变形和剪切变形。对于低层建筑的结构，一般的结构构件轴向和剪切变形的影响相对小，由此不会涉及到轴向变形和剪切变形问题的考虑。但是高层建筑的轴力相对较大，由此产生的轴向变形就会比较显著，由此在建筑结构设计中就要把轴向变形考虑进去。

3 高层建筑结构设计的要点

3.1 结构的超高问题

抗震规范中对建筑结构的总高度进行了严格限制，新规范中增设了B级高度，这与原来设定的A级高度在处理办法方面有很大的改变。所以在工程实践中，就要充分考虑建筑的超高问题及处理措施，在结构设计过程中要充分根据工程的实际进行抗震设计，防止建筑物结构过高导致的不安全因素。一旦在工程实际过程中忽视建筑物的超高问题，在工程后续施工过程中就会出现一系列的问题，这就会对工程工期和效益造成严重的损害。

3.2 短肢剪力墙设置问题

短肢剪力墙在规范中是这样定义的：墙肢截面高厚比为5-8的墙。实践表明，短肢剪力墙在高层建筑中的运用有更多的因素加以限制。因此，高层建筑结构设计过程中，就应当根据情况尽可能少的使用就要尽量避短肢剪力墙，从而减少由于短肢剪力墙的使用造成了不必要的麻烦，所以，在高层建筑的设计过程中，要特别注重工程的细节问题，从而提高工程建设的进度。

3.3 嵌固端的设置问题

高层建筑通常都有地下室和人防，由此嵌固端的设置位置可能在地下室顶板，也有可能在人防的顶板。在进行高层建筑结构设计的过程中，结构设计人员要特别注意嵌固端的设置问题，防止由于嵌固端设置所造成的问题。比如说嵌固端上下抗震等级的一致性问题和抗震缝设计与嵌固端位置的协调问题等等，由此可能造成结构设计的不合理，导致安全隐患的产生。

4 结语

高层建筑是一种更为复杂的建筑模式，近年来，高层建筑发展迅速，然而建筑的结构设计效果并不理想，建筑安全问题发生的频率相对较高，由此在高层建筑结构设计过程中，建筑结构设计人员更应该根据建筑结构的特点，认真考察建筑具体实际，从而设计出合理的设计方案，保证建筑的安全性和稳定性，发挥建筑的效益，从而满足建筑使用群体的要求，同时为建筑业的更快更好发展做出贡献，使得建筑业可以有更长足的发展空间。

参考文献

[1]李红.关于高层建筑结构设计问题探析[J].民营科技，2013（3）

[2]宋金兰.浅谈高层建筑结构设计问题[J].中国新技术新产品，2012（10）

[3]张瀚.关于高层建筑结构设计问题探讨[J].中国新技术新产品，2012（23）

[4]王续晶.高层建筑结构设计问题探讨[J].价值工程，2011（9）

高层建筑结构设计重点篇(4)

关键词：超高层建筑；建筑结构；结构设计

1 超高层建筑

1.1 高层建筑，超过一定高度和层数的多层建筑。世界各国对高层建筑的高度和层数界限的规定并不一致。在中国，旧规范规定：1）8层以上的建筑都被称为高层建筑，而目前，接近20 层的称为中高层，30 层左右接近100m 称为高层建筑，而 50 层左右 200m 以上称为超高层。

2）在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）里规定：10 层及 10 层以上或高度超过 28m 的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。3）1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4 类：第 1 类为 9～16 层（最高 50m），第2 类为 17～25 层（最高 75m），第 3 类为 26～40 层（最高 100m），第 4类为40 层以上（高于 100m）。4）中国的房屋 6 层及 6 层以上就需要设置电梯，对10 层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此中国的《民用建筑设计通则》（GB 50352-2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）将10 层及 10 层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。由于超高层建筑安全性差，所以较少见。

1.2 超高层建筑由于其体型巨大，功能复杂，容纳人员众多，投资十分庞大。通常由于它特殊的地位，成为一个地区的地标式建筑。近年，对这类建筑物称之为科技的集中体现，综合国力的象征，城市的标志等等，都是恰当的。其本身确实是体现了多方面的物质成就。

1.3 它要耗费大量的人力、物力、财力。金茂大厦的每平方米造价大体上要 20000 元人民币，每天的正常运行费用约需上百万元人民币。

所以，超高层建筑的建设和维护要耗费大量财富。

2 建筑结构

2.1 超限高层建筑的类型主要有大底盘、大裙房、多塔楼建筑带有外挑、悬挑层的建筑。

2.2 超限高层建筑经常采用的结构体系有钢筋混凝土框架-核心筒结构，它的整体性、抗侧刚度好，一般采用以上混凝土钢框架结构，具有自重轻、断面小、承载力大的优势外密柱结构。

2.3 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号 SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号 S 或 SS）。

2.4 建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的。

2.5 而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。

2.6 选用适当的计算简结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。

计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2.7基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。

2.8 基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。

3 结构设计

3.1 基于混凝土转换结构的上述特点，在确定施工方案时应重点考虑以下几个方面的问题：1）转换板的自重、施工荷载以及所承受的上部结构荷载往往非常大，所以应选择合理、可行的模板支撑方案，并根据转换板的结构特点进行模板支撑体系的设计。2）下部楼盖难以直接承受施工荷载，必须采取措施解决荷载的安全传递问题。3）对于大体积混凝土转换板，施工时应考虑采取减小混凝土温度差值、温度变化以及混凝土收缩徐变的措施，防止新浇混凝土产生温度裂缝和收缩裂缝。4）转换板承受的荷载很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定。应及时做好转换板施工期间板的变形、混凝土施工温度的监测，及时掌握各种对施工质量不利的情况，并及时采取措施进行预防和纠正。

3.2 随着高层建筑的迅速发展，结构理论和建筑技术也不断得到提高，高层建筑结构形式也开始趋于多样化发展，其表现形式也是多种多样，但是也随之出现了很多在高层建筑设计方面的问题。在作为城市风景线的同时，高层建筑还面临着如何搞好高层建筑设计的问题，如何多方面实现高层建筑设计的完善是目前高层建筑设计所追求的主要理念。

3.3 在实际的建筑设计过程中，高层建筑设计中的塔楼部分虽然在设计上没有很大的变化余地，但是在高层建筑的底层部分可以通过一些巧妙的处理来实现对空间形式上的丰富，在实际的建筑设计中一般都是采用底层架空和入口缩进的处理方法。

4 超高层建筑结构设计的关键点

4.1 构造设计要合理

在对超高层建筑物进行设计时，必须保证构造的设计谨慎并合理，重点要注意对一些薄弱的部位进行加强，避免出现薄弱层，充分考虑到温度应力对建筑物的影响以及建筑物的抗震能力，注意构件的延性以及钢筋的锚固长度，在对平面和立面进行布置时要确保平整均匀。

4.2 计算简图要合适

计算简图是对建筑物结构进行计算的基础，它直接关系到超高层建筑的结构安全。为了保证结构的安全性，我们必须从计算简图抓起，慎重研究，合理选择，对于存在于计算简图中的误差，要保证其值控制在技术规程允许的范围内。

4.3 结构方案选择要合理

建筑方案的合理性取决于结构方案是否合理，因此，在选择结构方案时不但要充分考虑到经济因素，还要充分考虑方案的结构形式和结构体系，同时能够充分结合设计要求、材料、施工以及自然因素等来确定结构方案，确保结构方案的合理性。

4.4 基础方案选择要合理

在进行基础方案的设计中，设计师要考虑到载荷的分布情况，工程所在的自然因素、地质条件，施工方的施工条件，周围建筑物对所设计建筑物造成的影响等各方面因素，以此来确保基础方案的选择既经济又合理，达到最优效果。

5 结束语

近些年来，我国的高层建筑建设发展迅速。但从设计质量方面来看，并不理想。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。

参考文献

高层建筑结构设计重点篇(5)

【关键词】高层建筑；结构设计；创新

结构设计不仅是现代高层建筑发挥其重要城市功能的重要保障，还是保证高层建筑安全性和牢固性，甚至于传递设计师的设计理念和美学思想的重要设计。高层建筑由于其特殊性，对结构设计的安全性具有特别高的要求，在当前我国高层建筑建设迅速发展时期，对高层建筑结构设计创新进行研究，具有重要的实践指导意义。

一、高层建筑结构设计概述

城市的建设是人类现代文明的重要表现，高层建筑作为城市发展建筑成熟阶段的产物，更是经济发展和城市建设的重要代表。当前，高层建筑的功能和建筑结构不断创新，现代社会的发展也要求高层建筑的结构设计从单一的性能要求为主转向为向节能、环保、经济和安全为主的综合性指标。尤其是现代城市建设对高层建筑提出了新的要求，高层建筑如何在到达基本的性能要求的基础上实现对形式美观、节能环保和使用安全等方面的发展，是当前高层建筑结构设计创新需要解决的重要问题。因此，高层建筑结构设计是现代高层建筑发展的基础，通过设计师与建筑师的合作，促进现代高层建筑的创新发展。

二、高层建筑结构设计难点分析

1、高层建筑结构的抗震设计

抗震性能是对现代高层建筑的重要要求，是结构设计的重点和难点之一。当前我国高层建筑的结构抗震设计的难点主要表现在：高层建筑的结构设计越来越复杂，对地震与建筑结构之间的关系和后果难以预测；高层建筑的设计人员对建筑所在地区地震的特征没有全面的认识和了解，抗震设计方案缺乏灵活性；高层建筑的抗震等级计算不精确，对抗震结构的综合因素考虑不足；我国高层建筑的发展尚处于初级阶段，对高层建筑结构抗震设计的经验不足。

2、高层建筑结构抗风设计

高层建筑由于其高度超出一般性的建筑，风力对其安全和结构稳定性产生的影响也随着高层建筑的高度而增加。当高层建筑周围的出现风力的变化或者空气的流动效应时，会对高层建筑结构产生静力或者动力的作用，特别在遇到较大的风力等天气变化时所产生的动力，对高层建筑的结构产生很大的荷载，危害较大。高层建筑的抗风设计不合格，会导致风力破坏高层建筑的结构或者是导致高层建筑的墙体出现破裂甚至损坏，因此，抗风设计是高层建筑结构设计的重难点之一。

3、高层建筑结构消防安全设计

近年来，高层建筑的消防安全设计日益受到社会的普遍关注，当前高层建筑结构消防设计存在的主要问题包括高层建筑使用的材料种类较多，一些易燃性的材料造成消防安全隐患；高层建筑的空间限制，导致高层建筑在面对火灾等危害时的疏散问题难以解决，疏散时间长；高层建筑顶端的风力较大，一旦起火容易迅速的蔓延；高层建筑的消防设备和排烟系统设计较难，发生火灾时难以进行地面扑救和及时的排烟，造成很大安全隐患。

三、现代高层建筑设计的结构创新研究

1、高层建筑的平面结构形状和结构布置

高层建筑的结构平面形状和布置选择，需要遵循以下几点：建筑结构平面遵循简单、对称和平面的原则，减少由于不规则所带来的扭曲变形问题；选择板式的平面结构时，因为结构的宽度较小、长度较大，短边方向产生的抗侧移刚度不足，长度较大导致建筑在受到风力或者地震等荷载的作用下，容易产生楼板翘曲或者结构扭转问题；选择塔式的平面结构时，建筑的长宽基本一致，可选择的形式有圆形、多边形、三角形和井字形等。塔式结构长宽两个方向的抗侧移刚度大体一致，建筑结构扭转较小，是高层和超高层建筑采用较多的平面形状。

2、高层建筑结构抗风设计创新

高层建筑结构抗风设计可以通过基础设计、减震设计等措施进行。基础设计既是上文所述的地下室埋深的设计，此外还包含有对基础形式的选择，常见的基础形式包含有柱下独立基础、条形基础、钢筋混凝土筏形基础、箱型基础等，需要根据实际情况进行选择。减震系统的设计主要是用来吸收高层建筑所受到的风力荷载，其时要措施是，在高层建筑的顶端非承重结构设计时，采用梁柱、楼板、耗能支撑或者剪力墙等结构，减少风力对建筑物产生的荷载；采用阻尼结构设计实现风力的吸收，较为典型的为台北101高层建筑所采用的阻尼设计，减震效果较好。

3、高层建筑结构抗震设计创新

高层建筑的抗震设计需要做好以下四点：一是优化抗侧力构建设计，抗侧力构件是保证高层建筑受到地震作用时平面对称状态的关键，因此，根据高层建筑所处地区的地震特性，对抗侧力构建设计进行规范，通过科学实验等设计抗侧力构建的位置，以实现较好的承载力分布体系，加强对高层建筑垂直方向的的抗侧力设计，提高构建刚性强度，保证承载体系的稳定性和连续性。二是进行地基的抗震优化，地基沉降是地震时对高层建筑产生巨大破坏的关键原因，做好地基的抗震优化设计，需要增加基础的埋深设计和形式选择设计，注意基础与建筑上部结构的重心一直和关联性，对平面设计进行优化，进行分割设计解决上部建筑物由于结构形状所带来的差异性。三是剪力墙的优化设计，主要通过对剪力墙的刚度进行加强以满足对建筑水平方向位移的有效控制。四是建筑结构受力构件的优化设计，一般通过简单化设计和对称设计，保证其刚性和稳定性，利用扶墙的的优化设计，加强高层建筑结构底部的防震等级，达到一级或者二级防震的要求。

4、高层建筑结构消防设计创新

高层建筑消防是保证业主生命和财产安全的重要措施，是高层建筑结构设计必须考虑的问题。创新高层建筑的消防结构设计，需要通过控制防火结构件的距离、加强消防疏散设计和增加消防分隔结构设计来实现。首先，是控制防火结构间距，建筑由于结构设计和火灾承载能力的不同，需要对防火结构间距进行实际的计算，此外，还要减少可燃材料的使用和优化排烟系统设计，实现防火性能的提高。其次，优化对高层建筑疏散系统的设计。人员疏散一直以来是高层建筑防火设计的难点问题，因为其呈垂直状态的疏散系统导致疏散时间过长，烟雾向上流动的问题也对疏散造成很大的困难。对其进行优化，可以选择设计双向的疏散体系，加强防烟区和避难层或避难室的设计。最后，加强对分隔结构的设计，良好的分隔结构可以有效的抑制火灾的蔓延，为疏散逃生提供必要的时间。分隔结构设计可以通过改善楼板的垂直设计、单位墙的水平设计优化和分隔层的设计来有效的实现。

四、总 结

综上所述，高层建筑结构的设计是一个系统而复杂的工作，需要解决高层建筑所带来的各个方面的问题。这就要求高层建筑结构设计者不仅需要具备扎实的专业理论知识，还要具有丰富的实践经验和严谨认真的工作态度，不断的对高层建筑的结构设计进行创新和优化，充分发挥高层建筑结构设计对高层建筑发展的促进作用，实现现代城市建设的快速、健康发展。

参考文献：

[1]阴杰.高层建筑结构设计若干问题分析[J].山西建筑 2009（22）

[2]赵云辉.浅议高层建筑结构设计问题探讨[J].城市建设理论研究 2011（15）

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

高层建筑结构设计重点篇(6)

关键字：高层建筑；结构设计；特点；问题；措施

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。

五、参考文献

高层建筑结构设计重点篇(7)

【关键词】高层建筑；结构；设计；研究

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

相对于普通建筑而言，高层建筑设计是一个复杂的系统，设计中既要考虑到建筑自身的抗震、抗风、重力等方面的影响，同时也要对结构设计的科学性与经济性进行统筹兼顾。

1 高层建筑结构特点

在高层建筑中，最为显著的特点就是承受着两个方面的荷载，一方面是风力导致的水平荷载，另一方面是重力垂直荷载，对于抗震能力也提出了更高的要求。与低层建筑相比，高层建筑在地震影响以及风力水平荷载方面的影响更大，是建筑设计中应当关注的主要方面。高层建筑的高度与位移幅度呈现出正比的关系，侧移超过限定值会影响建筑物的正常使用，甚至会损坏结构构件。所以，在高层建筑结构设计中，要对侧移进行有效控制，要将抗侧力结构设计作为整个建筑结构设计的核心方面。

2 高层建筑结构设计中应当遵循的几点原则

2.1 结构计算简图选择要合理。在高层建筑结构设计中，计算简图具有基础性作用，如果在计算简图的选择中出现了失误，那么就无法保证整个结构设计的安全性与科学性，因此，一定要选好计算简图，在此基础上开展计算与设计，保证整个建筑设计的准确无误。

2.2 结构基础设计确定要科学。结构基础设计对于建筑整体结构质量具有重要作用，设计中应当对施工现场进行地质勘查，并出具准确的报告，依据实际需要还可以开展地基变形检验，并参考相邻建筑物的相关数据。在此基础上结合建筑的类型、荷载以及施工条件等进行科学的设计。

2.3 建筑结构设计方案要优化。高层建筑结构设计的方案不仅要满足结构形式、体系等方面的要求，保证安全性能，同时要兼顾到经济效益，在保证结构与安全效能的前提下控减建设成本。要在设计中保证整个结构体系受力明确和传力简单，如果结构单元一致，则采取同样的结构设计，地震区建设的高层建筑，在结构设计中还要兼顾到平面以及竖向的应力。建筑结构设计方案还应当充分兼顾地质地理、工程建设要求以及建筑材料和其他配套设施等各种因素，设计出不同的结构方案，开展科学论证，运用择优法或者排除法原则，确定最为优化的结构设计方案。

2.4 计算结果分析研究要精确。当前，在高层建筑结构设计中，计算机发挥了重要的作用，借助于专业计算机软件的辅助，设计人员能够较为快捷地对相关数据进行计算，但是不同类型的软件在运用中的方向不一致，有可能在结果方面出现差异，因此，建筑结构设计人员一定要针对软件的适用范围进行优化选择，保证所选择的软件能够对建筑结构进行精确计算。鉴于高层建筑结构实际状况和软件程序有可能出现不全部吻合的情况，因此在使用软件实施计算的过程中，因为人工输入以及软件自身不足导致计算结果不够精确，还要通过设计人员对计算结果数据进行进一步的校核，并结合实际情况进行调整，保证计算结果的分析精确度。

2.5 结构构造措施运用要有效。在对高层建筑结构进行设计的过程中，应当遵循强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁等基本原则，对结构中的薄弱部位进行强化，重视钢筋执行段锚固长度，同时兼顾到构件延性的性能和温度应力等方面的因素，保证整个结构设计的科学有效。

3 对高层建筑结构体系选型的要求

高层建筑结构体系主要包括抵抗水平与竖直荷载的构件组成模式以及传力的途径，主要借助于墙和柱等竖向构件以及楼盖等水平构件，将竖向荷载有效向基础传送，借助于抗侧力体系将水平荷载有效向基础传送。

依据高层建筑结构材料分类，主要分为钢筋混凝土结构、钢结构以及钢-混凝土混合结构和钢-混凝土组合结构等不同类型，各种类型具有各自的优势与不足，建筑结构设计中应当结合实际需求进行科学选择。钢筋混凝土结构体系主要优势为成本低和耐久耐火，不足为自重高和施工不快；钢结构体系主要优势为强度大、抗震好和跨度大、施工快等，不足是成本高、防火不足以及操作复杂；钢-混凝土混合结构具备了钢构件与钢筋混凝土构件的优势，但是材料连接技术尚不完善；钢-混凝土组合结构优势是承载与抗震、耐火效果好，施工快，不足为节点构造复杂。依据高层建筑结构形式分类，主要分为框架结构、剪力墙结构以及框架-剪力墙结构体系等类型，当前在高层建筑结构设计中运用较为普遍的属于框架-剪力墙结构体系，这种体系结构能够承载更多的水平负载，在布局方面能够更为灵活，实用性高，但是在实际设计与施工中，要对剪力墙的位置以及数量进行科学的设计，既要满足框架结构的需求，同时也要更加有利于布局安排。

4 当前国内高层建筑结构设计存在的主要问题与解决措施

4.1 建筑结构高度超标。国内建筑法规对于高层建筑结构高度具有明确标准，新的规范中在原来限制A级高度的基础上，增加了B级高度，对于整个建筑结构处理设计工作产生了一定的变化。在设计中一旦因为对建筑结构类型调整导致出现超高现象，施工设计在审图环节将无法过关，会严重影响工程建设进度以及造价等，因此一定要避免出现高度超标问题。

4.2 结构设计中出现短肢剪力墙。在现行建筑规范以及实际运用中，对高层建筑结构中短肢剪力墙做出了严格的限制，因此在结构设计工作中要严格控制短肢剪力墙的出现，尽可能不使用，保证高层建筑结构设计能够科学完善。

4.3嵌固端设置设计不够完善。在高层建筑结构设计中，要兼顾到嵌固端设置的各方面影响，对嵌固端楼板进行针对性设计，保证嵌固端上层与下层抗震等级相同。要将嵌固端位置以及抗震缝隙设置作为重要的方面完，善设计工作。

4.4 结构设计规则性不足。高层建筑结构设计规则性要求非常严格，如结构嵌固端上层和下层刚度比、平面规则性系数等，对整个建筑结构设计要运用规则的设计方案，最大限度地保证施工期间的连续性与完整性。

综上所述，在高层建筑结构设计中，广大设计人员一定要强化研究，抓住要点，科学实施，提高设计水平，保障建筑质量。

参考文献：

[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社,2005.