導語：高層建筑結構設計要點研究6篇一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇：復雜高層與超高層建筑結構設計要點探討

摘要：隨著我國人口急劇上升，土地資源稀缺問題愈加明顯，為了提升土地利用率，開發商開始將目光投向高層建筑。近年來，復雜高層與超高層建筑得到廣泛應用，它即滿足了城市發展的需要，也實現了有限土地資源的有效利用。因此，本文主要對復雜高層與超高層建筑結構設計要點進行探討，用以提高高層建筑的合理性與科學性。

關鍵詞：復雜高層；超高層；建筑結構；設計要點

1引言

隨著復雜高層與超高層建筑的不斷增加，政府對高層建筑的質量提出更高要求，尤其是建筑結構的持久性、可靠性已經成為社會關注的焦點。因此，在進行復雜高層與超高層建筑結構設計時，要結合建筑物的形態特征、功能需要等進行，為提高復雜高層與超高層建筑的安全性能做鋪墊。

2復雜高層與超高層建筑結構設計的主要控制因素

2.1重力荷載

與其他類型的建筑相比，復雜高層與超高層建筑具有特殊性，不僅建筑高度不可比擬，還需要面臨重力荷載的挑戰。特別是隨著建筑高度不斷攀升，地面受力與重力荷載會逐漸上升，在力的作用下墻上的軸壓力與豎向構件柱的壓力也不斷增加，從而加大超高層建筑的困難性。其次，復雜高層與超高層建筑的水平位移也是建筑結構設計的矛盾點，主要體現在兩個方面：①樓層越高風效應就越大，在風的作用下其合力作用點的位置就越高，由此自然風效應對超高層建筑產生的作用效應就更大。②在建筑結構設計中，建筑的結構自重是企業必須考慮的問題，因為它關乎建筑物的穩定性。而結構自重與重心位置相關，隨著建筑樓層不斷升高其重心位置隨之升高，從而結構自重不斷加大，成為強力作用下的薄弱環節，比如地震等。

2.2風振加速度

風力大小與建設樓層的高低相關，通常樓層越高其風力效果越強，因此在超高層建筑中的風力作用特別顯著。但是，人們對風作用的舒適度有一定的感知，若風振作用過強則會令人產生不適感，從而降低居住品質。因此，如何在人體舒適度及風振加速度之間權衡處理是復雜高層與超高層建筑結構設計需要考慮的問題。而控制好風振帶來的加速度及頂層最大加速度的值是關鍵，只有將速度值控制在規定范圍內才能降低高強度風振造成的影響。此外，圍護結構必須進行抗風設計，因為超高樓層的建筑高度較大，與圍護表層相垂直的風載標準會不斷增加，若不適當引導風向和控制風振加速度會影響建筑物的使用性能。

2.3地基基礎

復雜高層與超高層建筑的穩定性取決于地基基礎的質量。進行地基結構設計時，要充分考慮設計標準及各類地基形態的要求，只有從實際出發，才能設計出更科學、合理的基礎方案。比如：在軟地基上施工時，應采用樁箱基礎或樁筏基礎。其次，針對不同的地質情況還要制定相應的基礎措施強化地基強度。比如：深層巖基深入地下100m或以下時，企業可以采用地下連續墻鞏固地基，即采用框格式利用巖層上層的沖積土作為基礎支撐；當使用較淺且年輕的巖基時，可以采用加入混凝土樁基的方式增加基礎支撐強度；假如地基條件不錯，那么使用筏形基礎即可。由此可見，對不同地質的地基進行設計時，要根據不同的地質形態選擇不同的組合方案，有利于優化地基結構。

3復雜高層與超高層建筑結構設計要點分析

3.1嚴格選擇合理的結構抗側力體系

建筑高度不同所采用的結構抗側力體系各不相同。在進行復雜高層和超高層建筑結構體系設計時，鑒于每層所使用的抗側力結構體系不同，所產生的作用也不同，因此在布置抗側力構件時要根據不同的作用科學部署。其次，合理的結構抗側力體系能夠有效的將各個結構抗側力構件融合在一起，使其成為一個整體。在結構設計過程中，企業要注重結構抗側力體系的整體性。可以采用框架柱及核心筒組合的形式通過伸臂桁架連接起來；或者使用巨型斜撐、環帶桁架將組合連接在一起，形成一個大型框架。用以提高復雜高層與超高層建筑結構的穩定性與整體性。

3.2控制混凝土柱鋼骨含鋼率

目前我國相關的技術規程、設計規范的規定各不相同，所以企業在設計過程中會根據建筑物的構造來確定鋼骨含鋼率。雖然相關標準缺乏統一性，但無論執行哪項標準，框柱中鋼骨的含鋼率不得低于4%是強制性。所以在進行混合結構設計時，除了根據計算結果設計柱箍、縱筋外，還要合理設置型鋼截面，且含鋼率不得低于4%。

3.3鋼筋混凝土核心筒中型鋼柱的設置

在鋼筋混凝土核心筒設置型鋼柱的目的在于提高混凝土外框柱與筒體墻的重力荷載。尤其在強風、地震的作用下，筒體外墻需要承擔的豎向荷載相當于近一半樓層面積的負荷，而鋼筋混凝土核心筒的水平剪力達到85%以上，若不作強化處理，極易造成建筑傾斜、變形、坍塌等危害。而在鋼筋混凝土核心筒設置型鋼柱可以防止外框柱豎向變形及確保它們的延性。同時，設置型鋼柱的剪力墻即使出現開裂對承載力影響不大。其次，在鋼筋混凝土核心筒設置型鋼柱還可以起到抗震設防的作用。在地震頻發區，強震和多發震感會使彎矩和剪力急劇上升，而設置型鋼柱有助于加強剪力墻底部的抗震能力。

3.4提高抗側剛度

想要提高復雜高層與超高層建筑的抗側強度，就要提高鋼筋混凝土核心筒體的剛度。因為核心筒體是整個結構的主要抗側構件，所以筒體墻、外側墻厚的抗側剛度關系到整個結構的抗側剛度。其次，在設計過程中還要保證外框柱截面的設計符合軸壓比及承載力的要求。在施工過程中，常常出現混合結構或鋼筋混凝土結構的框架核心筒、筒中筒的抗側剛度無法滿足施工要求，比如層間位移。這時就需要采用桁架的方式將核心筒和外框筒連接起來，形成加強層從而使整個結構的扭轉風度與抗側剛度迅速提高，滿足施工方面的要求。常用的桁架方式有：在外框、外框筒周圍設置水平伸臂桁架或環狀桁架，但水平伸臂桁架要同時進行。同時，當水平伸臂桁架設置在筒體剪力墻與外框柱之間時，要注意桁架位置的筒體外框柱和墻定位是否相互對應，且內筒體墻的重心和剛心必須與桁架平面重合，只有這樣才能提高整個結構整體的抗側剛度。

作者:呂赫男 單位:大連軟件園發展有限公司

參考文獻：

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[2]常國強討復雜高層與超高層建筑結構設計要點[J].科技與創新，2016(04)

[3]吳榮德,李國方.復雜高層與超高層建筑結構設計要點探析[J].住宅與房地產，2015(28)

第二篇：高層建筑結構概念設計探討

摘要：高層建筑一直是被當下廣泛使用的。在高層建筑結構設計中，房屋高度因素一直是影響設計的關鍵因素。所以這類建筑在結構受力等方面都具有比較嚴格的要求，包括在建筑本身要承載的風荷載以及抗震效果都對高層建筑設計有著很高的要求。所以，本文將對高層建筑結構概念設計以及高層剪力墻結構的優化進行探討和淺顯的分析。

關鍵詞：高層建筑；概念設計；高層剪力墻；結構優化

一、高層建筑結構定義以及概念設計

1、高層建筑結構定義通常我們會把超過一定樓層數或一定的高度的建筑稱之為高層建筑。對于高層建筑的海拔高度設定各國的要求不一樣，標準也就不一樣。在這里，我們主要了解我國對于高層建筑結構的定義。在中國，以前的相關規定，八層以上的樓層建筑都稱之為高層建筑，而就現在來看，將近二十層的樓房被稱之為中高層，三十層樓層的房屋將近一百米高稱為高層，而五十層左右的樓房大于兩百米的被定義為超高層。在新的《高層建筑混凝土結構技術規程》里的規定是這樣：十層及十層以上或高度超過二十八米的鋼筋混凝土結構稱為高層建筑結構。當建筑樓房高度超過一百米時，則稱之為超高層建筑。中國的房屋六層及六層以上就必須需要安裝電梯，對十層樓層以上的房屋就必須得有特殊的防火措施，所以中國的《民用建筑設計通則》（GB50352—2005）、《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95）中將十層及十層往上的住宅房屋與房屋高度超過二十四米的公共建筑和綜合性建筑都統稱之為高層建筑。

2、高層建筑結構的概念設計1）高層建筑結構的概念設計含義高層建筑的結構概念設計是指在高層房屋設計中利用概念的方法來進行判斷和推理、創新決策的一個過程。通常包括了設計中運用到的材料、風荷載能力、結構的形體、節骨點，構型的選擇方面，同時也包括了關于計算參數、計算方法的使用，以及對于結果的判斷、選擇以及調整。另外還包含了高層建筑結構的制造和安裝過程的詳細策劃等等。但是概念設計有一個弊端就是高層建筑中提出的新的理念，它其實是缺少一個專門的理念支持的，所以還要結合在實踐中的不斷經驗應用、研究、總結和積累。2）高層建筑結構的意義房屋概念設計它的意義就在于：第一，是對于傳統教學方式的補給，傳統的教學式主要是老師來規劃題目、設計參數，學生計算、繪圖。其實這樣一方面的確是提高了學生的執行能力，但是另外一方面是忽略了讓學生主動探索、選擇、創新、決策能力的培養，所以在對房屋概念設計中，除了要精確的計算方式還要擁有靈活的概念設計思想。第二，對于一般設計經驗的總結和升華，我們通常的高層設計都是憑借經驗或者是總工程來定奪，但是這就造成了一般設計人員沒有能夠履行自覺的進行概念設計，這樣是比較難進行對于理論的實踐升華的，所以每個設計師都應該自覺的履行概念設計的職責，探索新的設計思路。第三，推動社會的進步，現在社會上追求的粗放型的發展，就會對于房屋設計質量進行自覺忽略，只追求工程量，不注重降低標準會對安全造成很大的隱患。人口數量的不斷劇增，造成很多壓力包括環境方面的壓力。所以概念設計的就是要對于這些問題進行正確的引導跟合理規劃。

二、高層剪力墻結構及優化

1、高層剪力墻結構說到高層建筑不得不說下人們越來越重視的在高層建筑中剪力墻的結構優化設計。剪力墻結構在整個建筑物中是很重要的形式之一，其優點主要是防風，抗震還有就是經濟性能高等優點。一方面能保證建筑的功能性和安全性，另一方面又能節約成本。剪力墻分為兩種，一種是平面剪力墻另一種則是筒體剪力墻。前者主要是用于鋼筋混凝建筑或是無梁建筑結構，普遍用于相對于低層的建筑物。后者主要用于高層建筑結構當中，通常也是鋼筋混凝土澆筑而成，有利于剪力墻防風荷載和抗震的性能。

2、高層剪力墻結構的優化剪力墻的用鋼量是在整個住宅建筑標準中含鋼量的百分之四十五到百分之六十五。用在剪力墻邊緣的結構部件的含鋼量約有百分之三十到五十左右，所以對于經濟指標來說，是取決于剪力墻的好壞的。按常規，剪力墻的安置規則是如何盡量減少其數量和考慮減少其邊緣的那些部件來盡可能的獲得建筑物最大的抗側，抗扭的剛度，而另一方面又能減少一部分經濟的支出。剪力墻的結構優化我覺得應該分為以下的幾點：第一，加強周邊力量，減弱中間的力量，就是說把剪力墻安置在周圍的房屋圍護墻結構處，如果有必要，就在房屋的窗臺之間設置高梁來提升整體的剛度。像比如電梯樓道間的剪力墻作為建筑物中部的剪力墻就可以適當減少一些，這樣更有利于提高主體建筑機構的抗扭度。第二，盡量多添加和均勻長墻，減少短墻的設置，但長墻長度都應該小于等于八米，不得超過八米。在保證各個墻體的承重能力下，應該精心挑選有利于承受水平豎向荷載的間隔墻作為剪力墻，但是要盡量拉大剪力墻的間距，避免了在同個小區域布置了多條剪力墻。通過加長剪力墻的高度，來減少剪力墻的重復設置，有利于提升整個建筑結構的抗扭性和靈活性。能夠使剪力墻破壞的模式主要是剪跨比和軸壓比，只要剪跨比不要小于二，軸壓比在正常范圍里面，那么高層的剪力墻就算墻長大于了八米，剪力墻的剪跨比一般都是會大于二的，也就說明能夠滿足其延性破壞的要求。但是要避免個別墻肢作為長墻，如果因為個別墻肢相對較長，而其余的墻肢較短時，有時就會引起其余結構不能起到第二道抗震的防線，就會制造安全隱患。第三，就是剪力墻在設置時盡量設置為“L”、“T”、“十”字型，應該要避免設置形狀過于復雜曲折。第四，應該設置連續性的剪力墻，比如多一些半框設計在里面，更能減少空間的復雜，可以說是化繁為簡。第五，剪力墻的厚度應該跟隨其高度的變化較為均勻的做出適當變化。

三、結語

綜上，合理的概念設計和結構優化對于剪力墻的升級有著很重要的意義。我們不僅僅要有按著某些已成文的設計參數的精確執行能力，還需要有著對于概念設計的思維。對于結構優化，我們要化繁為簡，考慮周全，能夠在不浪費的情況下做到既能對建筑設計有很好的啟迪，又能滿足建筑的安全性達到更高的要求。

作者:張天宇 單位:蘭州理工大學

參考文獻：

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[2]茹牧野.高層建筑造型藝術與結構概念設計思路探索[J].江西建材.2015(09)

第三篇：高層、超高層建筑結構設計技術探討

摘要：隨著社會經濟的發展，各類高度超限、造型突破傳統的高層和超高層建筑相繼出現，這類建筑的復雜性表現在三個方面，即結構平面不規則、高度超限、結構布置不規則等等，對于設計工作提出了更為嚴格的要求。本文主要針對高層、超高層建筑結構設計技術進行分析。

關鍵字：高層、超高層建筑;結構設計;分析

1引言

科學技術水平的不斷提高，對我國經濟的發展和社會的進步有著巨大的推動作用，同時也對建筑行業帶來了一定的發展機遇和挑戰。高層和超高層建筑在城市內數量越來越多，為解決城市住房緊張和土地資源緊張問題作出了突出貢獻。高層和超高層也成為了城市形象建筑的代表，而這類建筑的可靠性、安全性和持久性也成為建筑人員和使用人員最為關心的問題。本文針對于在高層超高層結構設計當中存在的一些問題進行了分析，并給出了科學的解決方案，希望能夠給高層與超高層建筑結構設計者提供有效的理論依據。

2復雜高層與超高層建筑結構設計方案的制定

在結構材料性能和計算分析手段的完善下，各類高度超限、造型各異的復雜高層與超高層建筑出現，這類建筑的復雜性表現在三個方面，即結構平面不規則、高度超限、結構布置不規則等等，為了保證設計的質量，在高層和超高層設計伊始，就需要和專業的方案進行密切的配合，從可行性和安全性出發，對建筑的結構進行概念設計。這需要從以下幾個方面進行：（1）盡最大努力提升建筑結構的規則性和均勻性。（2）充分重視結構的縱向和側面傳力途徑的設計，傳力途徑要清晰明了。（3）結構中的耗能機制要科學合理。（4）最大限度地發揮材料的利用率，形成良好的空間承受受力。（5）整體結構科學合理。科學合理的結構設計方案，是高層和超高層建筑高質量、高效率施工的重要保障。如果結構設計方案不合理，很容易在施工過程中出現問題，問題的糾正不及時，會對建筑質量造成嚴重威脅。不僅僅為施工單位造成損失，也會因為較大的設計修改而為設計單位帶來巨大的損失。因此，設計人員在進行高層與超高層建筑結構設計的時候，要緊密結合建筑結構的專業知識，設計出科學合理的建筑結構設計方案。

3選擇合適的結構類型，有效降低工程造價

在高層和超高層建筑設計的時候，充分考慮施工地點的地質特征和當地的抗震要求。只有對建筑的環境進行科學合理的綜合性分析，才能夠保證施工的順利進行、保證施工質量，有效降低工程的造價。

4加強抗震設計，保障建筑的安全性

要想保證高層、超高層建筑的安全性，必須在抗震設計上做好工作。可以通過以下幾個方面做好抗震設計：（1）選擇正確的建筑抗震性能材料。作為抗震性能材料，要求質量輕、強度大、材質均勻。同時建筑構件間需要保持良好的整體性能、具有連續性及延展性。這樣才能夠在發生地震的時候，快速有效地將地震的能量消耗掉，減少對建筑的損害。（2）重視抗震結構的設計方法。在抗震設計的時候，要注意從結構和構件多個方面的綜合考慮，來提高建筑抗震性能。地震發生時，在方向上具有不確定性，所以設計者可以設計抗側力結構體系來達到形心和剛心重合，來提高抗震性。（3）加強構件強度。通過混凝土結構等剛性強度較大的機構來抵抗地震能量對建筑的沖擊力，減少建筑變形，從而提高建筑的安全性。（4）在建筑物的抗震設防烈度要進行充分考慮，根據建筑能夠承受的強度，對于高層超高層建筑進行安全合理的設計。一方面減少誤差，避免局面的生命和財產受到損失，另外還能夠加強建筑的經濟性和安全性。

5做好抗風設計，減少建筑安全隱患

隨著建筑物高度的增加，風力對建筑的危害也越大。其危害性主要體現在隔墻開裂、主體結構受損、高層震動使居民的感覺不適等。所以說在對高層、超高層建筑進行設計的時候，要做好抗風設計，減少風力帶來的安全隱患。主要方式如下：（1）可以利用結構玻璃代替玻璃幕墻維護，來提高建筑的抗風性能，確保建筑在風力作用下產生損傷。（2）做好建筑的風洞實驗，科學分析其危害，以提高建筑的抗風載能力。（3）提高高層建筑的舒適設計，限制結構震動加速，減輕居民的不適感。6選擇合理的結構抗側力體系，提升建筑的安全性和穩定性不同的結構，對結構抗側力的要求程度有所不同，所以我們在進行建筑抗側力體系設計時，要根據具體的要求進行合理的選擇。在進行抗側力設計的時候也要考慮整體效果，各抗側力結構之間要有有效的結合。目前比較成熟的抗側力方案有：（1）在墻體的水平方向和垂直方向進行筒狀設計。（2）利用甚臂桁架把核心筒和框架柱結合起來，使之成為一個整體。（3）使框架柱相互交叉形成更大的框架結構。隨著經濟的發展，復雜高層和超高層建筑不斷涌現。由于其設計的復雜性，給建筑設計帶來很大的挑戰。為了提高這些建筑的安全性、穩定性和經濟性，在結構設計的時候就必須從概念設計出發，設計出科學合理的建筑結構。

作者:胡錦儀 單位:湖南省長沙市第一中學

參考文獻：

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[2]郭懷祥.淺談超高層建筑結構設計的關鍵性問題[J].中華民居(下旬刊).2014(09)

[3]吳宏磊,丁潔民,崔劍橋,張保.超高層建筑結構加強層耗能減震技術及連接節點設計研究[J].建筑結構學報.2014(03)

第四篇：高層建筑結構設計及結構選型問題探討

摘要：隨著城市建筑數量的不斷增加，土地資源利用量不斷增大，為了提高土地利用效率，高層建筑逐漸興起，出現了多樣化的建筑平面布置方式，一定程度上也增加了建筑結構選型的難題和建筑后續設計的難度。加強高層建筑結構設計以及選型的研究，成為建筑工程施工中的重點內容。本文通過對高層建筑的主要特征以及設計原則進行分析，提出建筑選型和設計的具體方法。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構選型；問題

與普通建筑相比，高層建筑的高度較高，承受著來自于外界水平方向和垂直方面的荷載，這對建筑抵抗地震的能力也提出了更高的要求。一般建筑受到的水平方向荷載影響較弱，但是高層建筑中，水平方向的荷載是主要影響因素。隨著建筑物的高度增加，加快了高層建筑的位移，不僅會影響到建筑的舒適度，同時也影響到建筑的使用。因此，在建筑設計過程中，需要將建筑水平位移控制在一定的范圍內，通過設計抗側結構，增強建筑對外界影響因素的抵抗能力。

一、高層建筑結構設計的原則及具體方法分析

（一）高層建筑結構設計必須遵循的原則分析

高層建筑結構設計中應該堅持一定的設計原則。首先，需要選擇合理的結構計算簡圖，在此基礎上進行建筑結構計算，計算簡圖采用相應的構造方法，保持簡圖設計的安全性。在建筑實際結構中，結構節點不單是鋼節點和餃節點，因此，為了保障施工安全，需要將簡圖的結構控制在一定的范圍內。其次，選擇合理的高層建筑結構基礎設計，按照建筑的地質條件進行結構基礎的選擇，避免相鄰建筑物體之間產生影響。此外，基礎方案的選擇可以讓建筑地基潛力得到最大程度的發揮，必要時需要檢查地基變形情況，從而提高建筑結構的穩固性。最后，高層建筑結構方案的選擇要堅持合理性的選擇，只有合理的結構設計方案才能夠確保工程結構的經濟性滿足要求。

（二）高層建筑結構設計的具體方法

在設計高層建筑結構時，首先應該確定建筑的水平荷載，由于風產生的垂直荷載和水平荷載是所有建筑都會承受的，并且所有的建筑都應該具備一定的抗震能力。在高層建筑結構設計中，要充分考慮到水平荷載對建筑結構的影響，并且對建筑水平荷載進行合理的分析。此外，需要確定建筑的側控能力，與普通建筑不同，高層建筑結構側移對建筑的影響較大。當建筑的樓層數量增加時，建筑的結構側移就會變大，因此，設計的高層建筑結構強度要大，利用強大的建筑結構保證高層建筑所承受的荷載作用，此外，高層建筑的抗側剛度要大，這樣可以對水平荷載產生的側移情況加以控制。最后，高層建筑的結構指標設計應該設定為結構延性，通過高層建筑和低層建筑之間的對比，了解高層建筑在發生地震時的變形情況，利用對比數據增強高層建筑結構設計，提高建筑的抗震能力。

二、高層建筑結構選型的主要策略

（一）加強建筑結構選型的布置

根據高層建筑的結構功能來看，應該將建筑的結構選型布置設計為具有一級抗震強度的剪力墻，同時建立一級抗震強度框架的結構體系。在布置建筑結構平面時，要充分的考慮建筑結構體系對于水平荷載和垂直荷載的抵抗能力。在建筑的核心筒位置布置剪力墻，因為剪力墻本身具有明確的受力和傳力特征，墻體的布置方面要對稱均勻，在不影響建筑功能的基礎上，可以在建筑平面四角布置雙向抗側力剪力墻，從而降低墻體扭轉對建筑的影響。建筑平面的布置則相對簡單，通過對稱布置建筑平面剛度，能夠將建筑的地震影響降低，電梯井筒體可以從核心筒內部進行布置，從而確保建筑框架的對稱性。在高層建筑結構構件布置時，需要保持建筑梁重心重合，從而促進直接傳力效果的實現。如果建筑的梁和柱不能重合時，需要檢查梁柱節點核心區的構造和受力狀況，看其是否滿足建筑施工的基本要求。如果在檢查過程中發現建筑的偏心距比構件方向的柱寬大時，需要選擇有效的解決措施加以調整，降低結構構件對建筑質量的影響。最后是建筑的剪力墻結構設計，在具體設計中應該堅持雙向布置的原則，保持剪力墻設計的科學性，避免建筑設計懸殊對墻體寬度造成影響。

（二）提高建筑結構選擇性的經濟型

建筑的結構選型理論應該具體問題具體分析，針對每一個方案考慮定量化的因素，同時忽略不易量化的因素。但是對于不宜量化因素的分析要做到有根據，才能夠增強所選結構形式的說服力。在建筑結構中，結構的經濟性一定程度上代表了整個建筑的成本，因此，建筑選型要做到經濟，從而降低建筑的整體造價成本。對不方便定量的影響因素需要合理定量分析，采用權重的方法提高建筑選型決策結果。在工程建筑施工中，施工圖紙的審核也是建筑結構選型的影響因素，圖紙的審核應該重點考慮結構類型，檢查結構類型是否滿足設計要求，特別是高層建筑的體型較為復雜，結構類型的改變要合理，才能夠對結構的安全性提供基礎保障，避免施工造成的工期拖延現象，也有利于減少工程的施工造價。

三、結束語

建筑結構選型和結構設計是整個工程施工中的重要環節，加強對已有結構分析法的使用，應用其他先進的結構優化方法進行施工是一項極具挑戰力的工作。通過建筑結構設計和結構選型，不僅可以提高建筑設計的整體水平，有利于節省大量的設計資源，同時還能夠實現施工效益的最大化。在我國的高層建筑施工設計中，結構設計和結構選型應該符合我國的基本國情，通過應用良好的設計思路和施工技術，保證工程施工過程和施工設計的一致性。作為施工設計人員，不僅要掌握專業的知識，還應該加強各項經濟指標的綜合應用，在考慮施工條件和施工水平的情況下，做好施工設計工作，對工程施工數據進行全面分析，從而增強工程結構選型的合理性，提高整個建筑工程的結構穩定性。

作者:飛虹 單位:內蒙古建筑職業技術學院

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[4]周正博.高層建筑結構設計及某工程結構選型探討[J].建材與裝飾,2016,(8):84-84,85.

第五篇：高層建筑結構設計要點分析

摘要：社會經濟發展越來越迅速，建筑行業的發展也隨著社會經濟的增長得到了很大的提高。在城市中建筑行業的占地面積越來越大，建筑幾乎成為了城市的標志，是城市所不可缺少的亮點。怎樣設計出合理利用空間的建筑，是目前社會中所面臨的一個非常重要的問題。文章主要針對高層建筑的設計特點和原則進行分析和研究，以此提供出更好的高層建筑的設計方案。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；要點

1高層建筑結構設計的基本原則

1.1結構方案最優化原則

建筑施工前，需對建筑施工制定出一個合理的建筑結構方案。建筑方案對建筑工程的施工來說是非常必要的環節，它指導著整個建筑施工的構建。建筑結構方案的制定，需針對建筑所處的位置環境，以及周邊的環境進行一個詳細的了解和分析，從而對建筑所在地有一個準確的把握。另外，還需針對經濟、技術、施工等方面的特點進行綜合性的分析，制定出一個最合理的建筑施工方案。

1.2計算簡圖合理化原則

高層民用的建筑在進行制定建筑結構方案時，必須要保證建筑結構是穩定和安全的，需避免一切安全風險隱患的出現，這時候就需要對建筑結構進行一個準確的公式計算，將建筑結構方案數字化，必須要確保數字的正確性。認真選擇計算公式，計算公式一旦發生錯誤就會對計算結果產生很嚴重的影響，從而影響到建筑施工的安全，甚至在未來的使用中也會存在很多的安全風險隱患。

1.3結果分析精準化原則

在目前的社會生活當中，計算機的應用越來越廣泛。計算機給數據的處理帶來了很大程度的便利。在建筑結構方案的設計過程當中，可以合理的對計算機進行應用，利用計算機強大的數據分析，以及計算功能，對建筑結構方案需要的數據進行準確的計算。這種利用計算機進行計算的方法，可以彌補工作人員手工計算中容易出現的錯誤等不足，保證建筑結構方案的正確性。

2高層建筑結構設計的特點

2.1控制指標

高層建筑和基層建筑的建筑施工有很大的區別，因樓層不同，所以在制定建筑結構方案時，側重的要點也是不一樣的。其中高層建筑中結構側移是較重要的一項設計要素，所以在進行建筑結構方案的制定時，必須要注重結構側移的控制范圍。

2.2軸向變形

軸向變形在建筑結構的設計中野是非常重要的一個元素，高層建筑的施工，如果在豎向荷載數值變大時，那么在豎向構架中，也許會夠出現相對比較大的軸向變形，這樣會造成對連續梁彎距的破壞，對建筑的整體結構也會產生影響。

2.3水平荷載

在建筑結構的設計中，水平荷載是非常重要的一個元素。建筑結構設計中的豎向荷載所造成的軸力與建筑物的整體高度的一次方成正比，水平荷載所造成的傾覆力和豎向的構件生成的軸力這兩種利益與建筑物的整體高度的二次方也成正比。也就是說，假如建筑物的高度增長的話，這個值也會變大，從而會對整個建筑結構產生很大的影響。

3高層建筑結構設計應注意的問題

3.1注重選材

高層建筑結構設計的是建立在選擇高質量材料的基礎之上的，對材料進行選擇時，應當盡可能的選擇能夠承受較高強度的的材料，這種材料再地震的時候能夠有效地防止建筑坍塌。樓層，樓層面所需用的材料的選擇，應當為鋼板加混凝土的結構所構成的材料。建筑面長的結構需要選擇鋼筋混凝土等材料，選擇出合適的材料可以有效的提高高層建筑的使用壽命。

3.2平面結構的選擇

如果選用的平面結構屬于正方形結構，可以是基于一種立面體型結構，結構的上部分較小，下部分較大。這樣設計能夠在最大程度上減少建筑物上面的受風面積，從而保證建筑物的穩定性。最好選用流線光滑的外形，從而使得建筑的風壓體型系數降低。

3.3注重選擇結構體系

結構體系的選擇須認真考慮。一般來說，在高層建筑當中比較常見的結構體系就是剪力墻結構體系，剪力墻結構體系作用非常大，能夠提高高層建筑物的抗震能力。不僅如此還能夠滿足用戶在審美方面的要求。

3.4注重概念設計

在高層建筑設計中都離不開高層建筑概念的支持，在制定建筑方案時必須要符合建筑設計理念，而且在施工圖繪制過程當中也應該做到與建筑設計理念相符，除此之外，在現場施工服務過程中也要涉及到建筑概念。通常來說，在進行建筑施工設計必須要達到下面幾點要求：建筑布局平面設置應該保證規則性；在對建筑場地進行選擇過程當中應該選擇抗震效果較強的地點，避免抗震條件不佳的地方，從而提高抗震的強度；保證高層建筑的安全性和穩定性。

3.5注重抗震設計

高層建筑設計和普通建筑是不一樣的，主要原因在于高層建筑比普通建筑高度要大，而且對方力的承受度也是不一樣的，對地震強度的反應程度也不同，所以在高層建筑設計時必須要注重抗震方面的設計。在對工程建筑進行抗震設計時必須要仔細的考察建筑中的地形地質條件，應該選擇比較堅硬的土地，堅硬土地的抗震強度比較大。如果選擇地質疏松的土地是不利于抗震的，地質疏松的地區土層變化程度較大，所以想要把握土層的變化是非常困難的，在進行抗震過程當中也會遇到重重阻礙。3.6彈性假定下高層建筑結構分析現階段對高層建筑結構進行分析時使用最多的計算方法就是彈性假定計算方法，這種方法應用范圍比較廣泛，而且計算方法非常簡單。大部分建筑結構受風力和垂直荷載的強力作用，都會呈現出一種彈性狀態，利用這種假定方法能呈現出實際的工作情況。但這種方法也存在一定的局限性。當遇到臺風或者地震等自然災害時就會發生一些故障問題，會出現位移很大的情況，工作狀態為彈塑性狀態，所以就不應繼續使用彈性方法來計算了。

4結束語

高層建筑可以緩解城市用地減少的緊迫問題，最大程度上的利用土地資源，同時也能夠促進城市建筑的立體化和美觀化。高層建筑并非是一個簡單的工程，需要相關設計人員具有較高的技術水平，還需要其掌握充分的專業技術理論知識。除此之外，建筑設計人員必須要懂得法律規定和條款等，保證建筑設計的安全性，從而提高建筑設計的整體質量，降低建筑設計的經濟成本，設計出舒適健康美觀的城市建筑。

作者:吳興 單位:貴州省建筑設計研究院有限責任公司

參考文獻：

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[4]吳榮德,李國方.復雜高層與超高層建筑結構設計要點探析[J].住宅與房地產,2015,(28):40.

第六篇：高層建筑結構設計研究

隨著我國城市化進程的不斷加快以及城市人口的不斷增加，使得我國城市用地面積日益萎縮。在這一背景下，我國的建筑行業逐漸加強了對高層建筑的構建，繼而由此滿足城市居民的居住需求。事實上，在建設高層建筑的過程中，為了推動建筑工程不同功能區的實現，需要施工隊伍加強對轉換結構的使用。而梁式轉換層憑借其施工簡單等優勢，獲得建筑行業的青睞，并在建筑過程中獲得了廣泛應用。

1梁式轉換層結構設計技術可行性分析

1.1概述

為了能夠達到人民對建筑質量的要求，在高層建筑的施工過程中我們常常使用梁式轉換層。轉換層的種類很多，合理利用各種轉換成的基礎是我們能夠對它的原理進行分析和了解。所以首先我們應該對梁式轉換成的設計原理進行分析。梁式轉換層結構的傳力途徑為墻、梁、柱的形式，受力直接方便計算。

1.2可行性分析

梁式轉換層由兩部分組成：①框支柱；②框支梁。框支柱決定框支層的類型，以及層數，可以說框支柱在轉換層的結構中占有比較重要的地位，我們在進行轉換層結構的設計之前，需要對框支柱進行一定的設計和選取，因為不同的框支柱的承受力，剪力都不相同，建筑單位需要根據自己計算出的梁式轉換層的各項參數標準來選取合適的框支柱。例如當高層建筑所使用的框支柱在十根以上，那么框支層的數量也就是一層或者兩層。再者就是框支梁，框支梁截面的設計關系到梁體整體的穩定性，所以施工單位應該重視它的設計。而設計框支梁需要顧及到多種因素，比如說框支梁的設計參數高度需要考慮它的跨度，而它的寬度通常由高層建筑墻體的厚度決定。因為在高層建筑中，框支梁承受多方力，我們無法準確判斷受力的來源，所以說建筑單位在進行轉換層的設計時必須嚴格規劃框支梁，使其達到標準。所以在進行梁式轉換層結構的設計時，我們需要注意各種方面，并協調各個結構，使他們能夠配合起來，共同為高層建筑的穩定發揮作用。

2高層建筑梁式轉換層結構的設計原則

2.1降低豎向構件的使用

在進行結構轉換的設計時，豎向構件的使用并不少見。過多豎向構件的使用會使轉換層結構的穩定性及強度漸漸變小，容易導致建筑結構的穩定性降低，不利于提高建筑結構的抗震性能，所以應合理分布豎向構件。

2.2對稱設置轉換柱和剪力墻

在設計時，要將轉換柱和剪力墻進行對稱放置的方式。立柱的轉換會使整體結構受到影響。一般來說，對稱的結構較為穩固、不易變形，所以，對稱放置轉換柱和剪力墻是最好的選擇，可極大增強建筑的穩定性，從而達到防震的目的。

2.3增強轉換層下部主體的結構剛度

在設計過程中應考慮采用增強下部主體結構、弱化轉換層上部剛度，使轉換層上下部之間結構變形與抵抗彈性形變的能力之間達到協調統一、相互一致的方法來保證建筑物整體結構具有較好的抗震性和較強的剛度。增強下部主體結構抵抗彈性形變的能力的主要方法存加大轉換層下部主體結構的截面面積、增加剪力墻數量、增強混凝土的強度等方法。

2.4確保轉換層足夠的剛度

在進行建筑結構設計時，應注意調整高度和跨度的比例。合理的比例才會來確保轉換層具有足夠的剛度，這樣才可以有效地確保內力在轉換層和下部構建的合理分配，轉換梁和剪力墻柱的受力性能相對較好，才能夠對結構發揮重要的作用。

2.5轉換層結構位置不能過高

過高的轉換層會對建筑的抗震能力大大的削弱，轉換層過高會使轉換層周圍的框支剪力墻的內力和強度大打折扣。所以在設計高位轉換的時候，為減少層間內力突變和位移角，要仔細分析軸向變形剛度、彎曲剛度、剪切剛度等來控制轉換層下部構件的剛度。除此之外，落地剪力墻之間的間距也應進行嚴格的控制，且不可小覷。

2.6全面計算轉換層結構

建筑整體結構中的重要組成部分一一轉換層結構，在對其受力變形狀態模型進行具體計算時，要精確分析建筑的三維空間結構，如應用有限元來補充和計算局部的轉換結構。與此同時，還要考慮調整模型的外部條件使其符合具體的適用情況，以及轉換層結構上部的局部模型計算。

3案例分析

3.1工程概況

某市新建廣場其中一個地塊包括地下兩層車庫，地上4棟單體建筑，分別含有裙房和塔樓，裙房和塔樓建設在地下室大底盤上。該地塊有效用地面積17958.422m，建筑面積為87157.842m，地上建筑面積為64082.562m，地下建筑面積為23075.282m，容積率為3.625。為了滿足擬建建筑物的使用要求，即建筑物的1~2層作為商用場地，2層以上作為民用住宅，需要在建筑物的第三層布設轉換層，為滿足建筑物功能使用要求，最后選用框架———剪力墻結構。

3.2方案選擇

目前高層建筑轉換層形式布局復雜多樣，依本工程的特點來看，上部起到承重作用的只有7層，這類層數相對較少，所以決定采用普通鋼筋混凝土框架柱。在施工方還沒有敲定方案之前，對以下三種結構形式進行經濟上和技術上的比較，從而確定什么樣的方案更合理、經濟。（1）方案一：剪力墻和柱+實腹梁式轉換層+鋼筋混凝土框支柱；（2）方案二：剪力墻和柱+箱型轉換層+鋼筋混凝土框支柱；（3）方案三：剪力墻和柱+厚板轉換層+鋼筋混凝土框支柱。

4結語

隨著我國城市化進程的推進以及城市人口的激增，使得建筑行業為了滿足城市居民居住的需求，加強了對于高層建筑的構建。事實上，為了進一步提高工程建筑的質量，其還加強了對于梁式轉換層的設計。本文主要分析了高層建筑梁式轉換層結構設計原理，并就南京市某高層建筑為例，分析了高層建筑梁式轉換層結構的設計步驟。隨著相關措施的落實，我國的高層建筑必將獲得長足的發展，并推動我國社會的不斷發展。

作者:姚建勇 單位:廣州市民用建筑科研設計院

參考文獻:

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