高層建筑結構的設計原則精選(九篇)

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第1篇：高層建筑結構的設計原則范文

關鍵詞：高層建筑；抗震；原則；注意問題

Abstract: With the increase in high-rise buildings, seismic resistant analysis and design is becoming more and more important. This paper combines personal experience on high-rise building structural design principle is analyzed, and the seismic design common problems were analyzed, and puts forward some corresponding methods and measures for improvement.

Key words: high-rise building; seismic; principle; attention problems

中圖分類號：TU761.6文獻標識碼：A 文章編號：

1、高層建筑的概述

在古代人們就開始建造高層建筑，比如埃及的亞歷山大港燈塔，高100 多米，為石結構。現代高層建筑發展迅速，在大中城市隨處可見。高層建筑是指超過10 層的住宅建筑和超過24 米高的其他民用建筑。高層建筑可以帶來明顯的社會經濟效益；首先，使人口集中，可利用建筑內部的豎向和橫向交通縮短部門之間的聯系距離，從而提高效率；其次能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址；第三，可以減少市政建設投資和縮短建筑工期。由于高層建筑的高度比較高，所以解決水平抗剪問題成為關鍵，而抗震是解決水平抗剪 問題的一個重要因素。然而對于不同的結構形式，同一設防烈度下，抵抗地震能力有很大區別，因此選擇合適的結構形式對于高層建筑尤為重要。

2、高層建筑抗震結構設計的基本原則

2.1 結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能①結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。②對可能造成結構的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

2.2 盡可能設置多道抗震防線

①一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架—剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。

②強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，以使結構能吸收和耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。

③適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。

④在抗震設計中某一部分結構設計超強，可能造成結構的其他部位相對薄弱，因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都需要慎重考慮。

2.3對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力

①構件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。

②要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。

③要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。

④在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

3、高層建筑結構抗震設計應注意的問題

3.1應重視建筑結構的規則性

結構的平面布置不規則、平面布局的剛度不均都會對抗震效果產生不利影響。因此，在高層建筑結構抗震設計中，不應采用嚴重不規則的設計方案。在高層建筑中抗震設計中，提倡平、立面布置規正、對稱、減少偏心，建筑的質量分布和剛度變化均勻。以往震害經歷表明，此種類型的建筑在地震時比較不容易受到破壞，容易估計出其地震反應，易于采取相應的抗震措施。

3.2對地基的選擇

選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯地減少地震能量輸入，從而減輕地震的破壞程度。高層建筑宜避開對抗震不利的地段，當條件不允許時應采取可靠措施，使建筑在地震時不致由于地基失穩而遭受破壞，或者產生過度下沉、傾斜。 為了保證高層建筑的穩定性，要求基礎要有一定的埋置深度。埋深基礎四周土壤的被動土壓力，能夠抵抗高層建筑承受水平載荷所產生的傾覆和滑移。天然地基基礎埋深為建筑高度的1/15，樁基基礎埋深為建筑高度的1/18。針對地下室分縫處，應有500以上空隙用砂回填夯實；若地下室一面為開口，應保證開口以下至少2米以上覆土。

3.3結構的抗震性能

由于高層建筑的受力特點不同于低層建筑，因此在地震區進行高層建筑結構設計時，除應保證結構具有足夠的強度和剛度外，還應具有良好的抗震性能。通過合理的抗震設計，使建筑物達到小震不壞，中震可修，大震不倒。為了達到這一要求，結構必須具有一定的塑性變形能力來吸收地震所產生的能量，減弱地震破壞的影響。

框架結構設計應使節點基本不破壞，梁比柱的屈服易早發生，同一層中各柱兩端的屈服歷程越長越好，底層柱底的塑性鉸宜晚形成，應使梁、柱端的塑性鉸出現得盡可能分散，充分發揮整體結構的抗震能力。為了保證鋼筋砼結構在地震作用下具有足夠的延性和承載力，應按照“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點弱構件”的原則進行設計，合理地選擇柱截面尺寸，控制柱的軸壓比，注意構造配筋要求，特別是要加強節點的構造措施。

3.4抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件

目前我國采用的傳統抗震結構體系是延性結構體系，即適當地控制結構的剛度，但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態，并具有較大的延性，提高結構的耗能能力，以消耗地震能量，減輕地震作用，減小樓層地震剪力，使結構物裂而不倒。在施工時應采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結構的動力特性，減輕結構的地震反應。

3.5多道設防

多道設防，就是設有多道抗震防線，避免因部分結構的破壞而導致整個體系喪失抗震能力。一個好的抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接來協同工作。強烈的地震后往往伴隨多次余震，倘若只有一道設防，在首次受到破壞后再遭余震，建筑結構將會因損傷積累而導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，并建立一系列分布的屈服區，主要的耗能構件應有較高的延性和適當剛度，以提高結構的抗震性能，盡量避免倒塌。

4、如何做好防范高層建筑抗震意識

4.1應當注意防震縫的設計，必須留有足夠的寬度。

4.2平面形狀或剛度不對稱，會使建筑物產生顯著的扭轉，震害嚴重。

4.3凸出屋面的塔樓受高振型的影響，產生顯著的鞭梢效應，破壞嚴重。

4.4高層部分和低層部分之間的連接構造不合理。

4.5框架柱截面太少，箍筋不足，柱子的延性和抗震能力不夠而發生剪切破壞或柱頭壓碎。

4.6由于沿豎向樓層質量與剛度變化太大，是樓層變形過分集中而產生破壞。

4.7地基的穩定性問題要特別注意。

4.8伸縮縫和沉降縫寬度過小，碰撞破壞很多。

4.9不應在建筑物端部設置樓梯間，樓板有大洞口，因剛度不均勻而產生扭轉。

4.10外縱墻門窗洞口過大，連梁尺寸太小，容易產生破壞。

4.11中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消了部分剪力墻，產生剛度或承載力突變，形成結構薄弱層。

第2篇：高層建筑結構的設計原則范文

(1)高層建筑結構計算簡圖的合理化原則計算簡圖是計算高層建筑結構設計的基礎，其合理性能直接關系到高層建筑的結構的安全性。由此可見在進行高層建筑結構設計時要堅持計算簡圖合理化原則，且高層建筑實際結構的節點不是單一的，故必須要將簡圖的誤差控制在規范的范圍內。

(2)高層建筑結構基礎方案的合理化原則高層建筑的地質條件是高層建筑結構基礎方案的設計參考依據。其結構基礎方案的合理化要求對高層建筑的結構類型、施工條件、荷載分布情況、與鄰近既有建筑物的關聯性等因素進行綜合考慮。高層建筑結構設計基礎方案通常情況下要確保其能夠最大程度發揮地基的潛力，高層建筑設計必須要具備相應的地質勘察報告。

(3)高層建筑方案的合理化原則高層建筑結構方案的合理化指的是高層建筑結構設計方案必須要與結構體系的結構形式的要求保持充分的一致性，同時要滿足經濟性的要求。結構體系的具體要求要保證具有簡單性、受力明確性等，綜合考慮工程設計的需求、施工材料、地理條件、施工條件等，同時還要兼顧建筑的暖氣、水和電額的相互協調。

2高層建筑及超高層建筑結構抗震設計目標分析

高層建筑的抗震設計在整個建筑設計中具有重要的作用。在設計時要考慮到重現期大約為7度的地震，建筑物只能出現的損傷都可以忽略，在進行結構設計時要使結構的反應狀態基本處于彈性反應狀態。對于重現期與9度的地震水準較為接近的地震，在設計時要對最大地震的震動進行預計，并設計為在真正遇襲情況下能有效防止倒塌情況，并能夠證實以下幾點:

(1)對于結構中的所有的延性的構件，要保證其非彈性變形必須低于其變形能力;

(2)對于非延性破壞模式的結構部件，要求其對于力的需求要大于等于其名義上的強度;(3)對于超高建筑物或者較為復雜的建筑物的設計上，對于起到控制作用的構件還需要保證其在受到中等震級地震的振動下仍能夠保持其自身一定的彈性。

3設計要點分析

(1)重視概念設計對于超高建筑結構設計以及復雜建筑結構設計上，要重視其結構概念的設計，在設計時要盡量提升建筑結構的規則性和均勻性;要確保結構的傳力途徑清晰和直接，尤其是結構的豎向和抗側力傳力的途徑;在設計上包保證結構具有較高水平的整體性設計;設計時要將節能減排的置入，以建立合理的耗能機制，創建綠色建筑;在設計時要充分考慮到結構與建筑結構材料的利用率，確保形成較為完整的結構受力整體。這一設計過程的實現，得力于建筑師以及結構工程師之間的良好溝通交流，以更好的實現建筑和結構之間的統一。

(2)選擇科學、合理的抗側力體系大量研究表明，在設計時選擇較為合理的結構抗側力體系，能有效保證高層建筑以及復雜高層建筑的安全性。在選擇時要注意結合建筑物的實際高度對結構體系進行選擇;在進行建筑設計時要盡可能的確保結構抗側力構件之間相互聯結和組合;對建筑設計中可以根據多重抗側力結構體系的具體情況進行設計，要綜合分析每種結構體系的優點及適用性，對各種體系的貢獻度進行合理的評估與評判。

(3)注重抗震設計在滿足建筑的功能性的基礎上，高層建筑和超高層建筑的重要設計環節就是抗震設計，該設計是建筑安全性較為重要的一步。在對高層建筑進行抗震結構設計時，建筑材料的選擇一定要慎重，保證質量。大量研究表明，在地震時要減少能量的輸入能夠有效減少地震對高層建筑的損害。

要做到以下幾點:

(1)在對建筑構件的承載力進行驗收時要對建筑結構在地震作用下的層間位移限值實施較為有效的控制。

(2)在對高層建筑的具體工程項目進行設計時，要積極采取基于位移的結構抗震方法，對設計方案要進行定量的具體分析，確保結構的變形延性能夠滿足地震的預期要求。

(3)綜合分析建筑構件的變形以及建筑結構的位移之間存在的精確大關系，有效確定構件的具體變形值。

(4)結合建筑物的實際情況，如建筑界面的應變分布以及建筑界面的具體大小具有針對性的分析，并結合其具體構建要求進行設計。

第3篇：高層建筑結構的設計原則范文

關鍵詞：高層建筑；建筑結構；抗震設計；設計應用

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

引言

地震作為最嚴重的自然災害之一，一旦發生，就會給社會帶來巨大的人員傷亡和經濟損失。近幾年來，國內外地震災害頻發，無情地剝奪了上百萬人的生命。而這些傷害基本上都是由于建筑物的倒塌引起的，尤其是高層建筑。若在建筑結構的設計當中能加強抗震概念的設計，將會從一定程度上減小損失。因此，如何才能夠提高高層建筑的抗震性能的概念設計已經成為了建筑行業研究的重點工作。

一、抗震概念設計

傳統的結構設計理論為建筑結構設計提供了一些計算方法，但是這些方法主要是針對結構設計中的一些細節，而忽略了對整體結構的考慮。因此，傳統的結構設計理論并不能完全地適用于高層建筑的抗震設計，照本宣科式的結構設計不能滿足現代建筑物的要求。在高層建筑的抗震設計當中，設計師們都會融入概念設計。抗震概念設計是指根據以往的工程經驗和地震災害的發生情況，從整體上研究工程項目的抗震決策，包括使用材料的種類、抗震方案以及結構的內部構造等等方面。

二、高層建筑結構設計中抗震概念設計的意義

高層建筑結構設計中應該非常重視抗震概念設計，因為高層建筑結構非常復雜，當發生地震時具有動力不確定性特點，人們對地震時對結構認識的局限性，再加上材料性能和施工安裝的變易性、模擬地震波的模糊性等因素，導致計算結果和實際之間具有很大的差異。簡單的依賴數值計算獲得結構并不能有效的解決高層建筑的實際抗震問題，尤其是地質特征的差異性原因，導致許多國家甚至是地區指定的抗震規范都有明顯的差異。高層建筑結構抗震概念設計在依據數值計算的基礎上，還增加了實踐經驗元素，并且結構概念設計甚至比分析計算更重要，使得這一抗震設計理念能夠滿足區域差別下從事高層建筑結構設計的實際需求。強調高層建筑結構設計中抗震概念設計的重要性，其目的是為了引起高層建筑結構工程是在進行建筑結構設計時，特別重視相應的結構規程以及抗震概念設計中的相關規定，從而擺脫傳統的結構設計中只重視計算結果的誤區，要求結構工程師嚴格的按照結構設計計算原則，再結合地區的抗震規范，以此保證高層建筑結構的抗震性能。

三、高層建筑結構設計中抗震概念設計的原則

(1)結構的整體性。在高層建筑結構中，樓蓋的整體性對高層建筑結構的整體性起到十分重要的作用，其相當于水平隔板，不僅要求聚集和傳遞慣性力至各個豎向抗側力的子結構，還要求這些子結構具有較強的抗震能力，能夠抵抗地震作用，尤其是當豎向抗側力子結構的分布不均勻、結構布置復雜以及抗側力子結構的水平變形特征存在差異時，整個高層建筑就依靠樓蓋使抗側力子結構進行協同工作。

(2)結構的簡單性。結構的簡單性指的是結構在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設計規范中明確規定“結構體系應該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結構簡單，才能對結構的位移、內力以及模型進行分析，準確的分析出高層建筑抗震的薄弱環節，然后采取相應的措施，避免薄弱環節的出現。

(3)結構的剛度。結構的剛度和抗震能力水平在地震作用下是雙向的，確定結構的剛度，然后合理的布置結構能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下，地結構沿著平面上兩個主軸方向都應該具有足夠的剛度與抗震能力，結構的剛度不僅僅應該控制結構的變形，還應該盡可能降低地震作用對高層建筑結構的沖擊，如果結構發生較大的變形，將會產生重力二階效應，導致結構失衡而被破壞，降低高層建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念設計中，應該重視結構的剛度設計。

(4)結構的規則性與均勻性。高層建筑的豎向和立面的剖面布置應該規則，結構側向剛度的變化應該巨暈，避免側向剛度以及抗側力結構承載力的突變。沿著建筑物的豎向，機構布置和建筑造型應該規則和相對均勻，避免傳力途徑、剛度以及承載力的突變，防止結構在豎向上的某一樓或者少數樓層之間出現薄弱的環節。

四、抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用

(1)抗震概念設計應該重視高層建筑的結構規律。在高層建筑的抗震概念設計應用中，應該對高層建筑的體型設計進行科學的修正，保證在質量、剛度、對稱、規則上分布均勻，保證設計的整體性，避免局部出現剛度過大的問題。高層建筑的結構布局對抗震概念設計具有十分重要的作用，簡單、對稱的建筑在地震中的應力分析和實際反映很容易做到，并且能夠達到相一致，但是在凹凸的立面與錯層設計的高層建筑中，當地震發生時將會產生復雜的地震效應，很難做到對高層建筑抗震效果的最佳分析。因此，高層建筑的抗震概念設計應該重視結構的規律性。

(2)抗震概念設計在結構體系上的應用。高層建筑抗震結構體系是抗震概念設計的關鍵，抗震概念設計在結構體系上的應用依據高層建筑物的高度以及抗震等級選擇合適的抗側力體系，通過概念近似手算確定結構設計方案的可行性以及主要構件的基本尺寸。抗震結構方案選擇的合理性，直接影響建筑抗震概念設計的經濟性與安全性。合理的選擇建筑結構體系，應該注意以下三個方面:其一，選擇建筑結構體系時，應該對因為部分結構或者部分構件的破壞而導致整體建筑結構體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力，應該堅持抗震設計原則中的贅余度功能和內力重分配功能，這一原則的重要性在許多建筑物地震后的實際狀況中都得到了很好的印證;其二，選擇建筑結構體系時，不僅僅應該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計算簡圖，這些都應該和不間斷的抗震分析相符合;其三，其中延性是建筑結構中的重要特性之一，結構體系的變形能力取決于組成結構的構件和連接的延性水平，提高結構構件的延性水平，是提高高層建筑抗震設計概念在建筑結構設計應用中的重點問題，通過采用豎向和水平向混凝土構件，能夠增強對砌體結構的約束，當配筋砌體在地震中即使產生裂縫也不會倒塌或者散落，保證高層建筑早地震中不至于喪失對重力荷載的承載能力。

(3)抗震概念設計在結構構件上的應用。高層建筑抗震的實現需要各個構件的支撐，因此，抗震結構體系中的各個構件都必須具有一定的剛度與強度，并且還應該具有可靠的連接性。高層建筑的結構體系是一個多層次超靜定結構，因此其抗震結構也應該設置多道抗震防線，這樣在地震作用下，即使一部分構件先被破壞，剩余的構件依然具備支撐的作用，形成獨立的抗震結構，承受地震力與豎向荷載。因此，合理的預見高層建筑結構先屈服或者破壞的位置，適當的調整構件的強弱關系，形成多道抗震防線，實現對高層建筑結構體系的合理控制，這是結構抗震耗能的一種有效措施，是建筑抗震結構概念設計的重要內容。

結束語

高層建筑的結構設計不僅僅是種技術，某種程度上更是一門藝術。無論什么設計，它都沒有唯一的答案，只有通過不斷的比較、研究，才能找到最優方案。這就要求設計師們不懈努力地去追求完善的設計方案。隨著社會的發展，高層建筑的設計已經不能盲目地照搬課本上的規范和計算機程序，需要創新。總而言之，一幢建筑物，要想做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”，就應該要做好文中所提到的幾個重點。高層建筑物中的抗震結構設計使建筑結構的設計更加人性化，更加合理化。除此之外，抗震概念設計不僅拓寬了建筑結構設計的思路，同時還為高層建筑的設計提供了新的方向，在建筑行業當中發揮了重要的作用。

參考文獻

第4篇：高層建筑結構的設計原則范文

【關鍵詞】高層建筑；結構設計；扭轉；受力性能；結構方案；計算簡圖

中圖分類號：TU208 文獻標識碼： A

前言

高層建筑的出現是科技發展、社會進步、建筑行業提升的重要標志，當前，國家和城市發展越迅速，高層建筑的數量和層次就越高，很多大城市已經開始了超高層建筑的設計和施工，并已經逐漸成為一種社會和行業發展的趨勢。在這樣的趨勢下，高層建筑結構設計工作就顯得尤為重要，在設計工作中要通過科學的手段、統籌的方法和高超的技巧將設計的合理性、安全性和需要的廣泛性和差異性有效地統合在一起，滿足從行業到社會，從個人到集體，從需要到發展等各方面的需要。當前，各界為建筑行業提出了做好高層建筑結構設計的要求，因此，在高層建筑結構設計中要了解高層建筑結構的特點，注意設計中的要點，重點對高層建筑結構的扭轉和受力性能進行關注，在堅持安全、質量和經濟的原則下，提升高層建筑結構設計的水平。

一、高層建筑的結構特點

1、重視對待軸向變形。高層建筑中，由于豎向負荷較大的原因，可能會引起在柱中較大程度上的變形，從而對連續梁、彎矩產生比較大的影響，該影響包括兩個方面：一方面是，會增大端支座負彎矩的數值或者是增大跨中正彎矩的數值，另一方面是，減小連續梁中間支座的負彎矩值。除了這兩方面的影響外，還會影響預測構件的側移和剪力，以及影響構件的下料長度，對于對構件的側移和剪力的影響，將其和構件豎向變形相比較，就會得出較為不安全的結果；對于對預測構件下料長度的影響，可以采取根據計算軸向變形數值，然后針對性的對下料長度進行調整分配。

2、重要的高層建筑結構設計指標是結構延性。高層建筑和低層建筑的區別之一就是：在建筑結構方面，高層建筑的結構較柔和，同時也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進人高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結構設計時采取恰當合理的措施，達到保障高層建筑結構具有應對較大沖擊的延性。

3、高層建筑結構設計的決定性因素是水平荷載。一方面，對于大多數的高層建筑樓房來說，豎向荷載基本上是定值，而水平荷載，比如地震作用和風負載，荷載值隨著高層建筑結構動力特性的不同而發生較大程度上的浮動變化；另一方面是，由于高層建筑樓房自身的重量和樓面引起的彎矩和軸力的數值，與建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷載產生的傾覆力矩和引起的軸力與建筑物高度的二次方成正比。

三、高層建筑結構設計的要點

1、高層建筑的構造措施

高層建筑結構設計中要重點對剪力、壓力、柱體等相關結構和特性進行強化，同時要加強彎力矩的防護，提高拉力的大小，提升構造梁的性能，要注意對薄弱部位的加強，特別重點考慮的構造要點有：延性、溫度應力、薄弱層厚度，鋼筋錨固長度，抗震結構層次等主要環節，要達到高層建筑結構的設計合理化，就必須做好上述構造方面的設計。

2、高層建筑結構的計算簡圖

計算簡圖是高層建筑結構設計和高層建筑結構計算時的中要基礎，因此，需要選擇適宜的高層建筑結構計算簡圖。在計算簡圖中要對高層建筑結構的剛節點和鉸節點進行重點把握，同時要控制計算簡圖的誤差，使其限定在高層建筑結構設計的允許范圍中。在高層建筑結構計算簡圖的應以中要對構造的重點防護措施進行強化，這樣有利于控制高層建筑結構的穩定。

3、高層建筑結構的方案

結構方案的經濟性、科學性和合理性是整個高層建筑結構設計的關鍵，要采用高層建筑結構的合理形式和經濟形式，這樣可以使高層建筑結構得主要性能和要求達到相應的設計。在方案中要注意豎向和水平向的規則，同時，要注意在同一結構單元內不能應用同樣結構體系和方式，以避免高層建筑結構出現問題。

4、高層建筑的基礎方案

在高層建筑結構進行基礎設計師要重點考慮高層建筑結構的荷載分布、高層建筑工程的地質條件、高層建筑的施工條件。設計高層建筑結構時要重點考慮到對地基潛力的挖掘，因此，在高層建筑結構設計階段要對工程地質勘查報告的內容和技術參數進行重點了解，以便形成具有科學性和合理性的高層建筑結構基礎方案。

四、高層建筑結構設計的基本要求

1、高層建筑結構設計的規則性

高層建筑結構設計應符合抗震概念設計的要求，應采用規則的設計方案，不應采用嚴重不規則的結構體系。高層建筑結構設計應該具備多道抗震防線；具有合理的承載力和剛度分布的結構水平和豎向布置，避免因扭轉和突變效應造成局部薄弱部位。

2、高層建筑結構設計的平面規則布置

高層建筑結構平面布置需要能抵抗豎向和水平荷載，對稱均勻，明確受力，傳力直接，減少扭轉的影響。在地震作用下，建筑的平面要簡單規則，在風力作用下可以適當放寬要求。建筑的抗震設防要求建筑的平面形狀宜對稱、簡單、規則，才能達到減震的目的。

五、高層建筑結構設計問題的防范和處理

1、高層建筑結構設計中的扭轉問題

在進行結構設計時，我們需要建筑的三心盡可能匯于一點，即三心合一。高層建筑結構設計的扭轉問題就是指建筑的三心在結構設計過程中未達到統一，結構在水平荷載的作用下發生扭轉振動的效應。

2、高層建筑結構的受力性能

對于高層建筑物最初的方案設計，建筑師考慮更多的是應該是它的受力性能，而不是詳細地確定它的具體結構。沉降縫兩側單元層數不同時，由于高層的影響，低層的傾斜往往很大，因此沉降縫寬度可按高層單元的縫寬要求來確定。

3、高層建筑結構設計中的其它問題

一是，剪力墻的墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應采取在墻與梁相交處設置扶壁柱或暗柱，或在墻內設置型鋼等至少一種措施，減小梁端部彎距對墻的不利影響。二是，對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求，同時增加了最小面積配箍率的要求。三是，嚴格要求各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高。四是，地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。

六、結束語

綜合全文，近些年我國的高層建筑建設行業迅速發展，而高層建筑結構設計是高層建筑建設行業的關鍵因素，高層建筑建設行業的進一步發展，使得對高層建筑結構設計質量的要求越來越高。高層建筑結構設計質量好壞直接影響到整個高層建筑是否具有安全性，直接影響到高層建筑建設行業是否達到可持續發展。本文從高層建筑結構設計的原則人手，對高層建筑結構設計的特點進行詳細的概述，進而引出高層建筑結構設計中應該注意的問題，并對這些問題進行簡單的概括。

[參考文獻]

[1]蔣最.淺探高層建筑設計和城市空間合理化[J].城市建設理論研究（電子版）

第5篇：高層建筑結構的設計原則范文

關鍵詞：現代；高層建筑；結構設計

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

我國城市化進程的不斷加快和土地資源短缺是推動高層建筑發展迅速的主要因素，隨著人們生活、精神的需要，高層建筑結構趨于多元化、特色化發展，推動其結構設計和功能的開發。高層建筑結構設計分析是建筑技術施工的基礎和前提，關系著建筑的安全與質量，因此，綜合分析高層建筑的結構設計特點非常重要。

淺析高層建筑結構的體系構成

目前，根據我國建筑的技術條件，高層建筑的結構形式以鋼筋混凝土為主。其結構體系主要有以下四種。

1.1框架結構體系

框架結構體系是高層建筑核心結構體系之一，是承載主要負荷的體系，由相互連接的不同材料的建筑構件組成的。在高層建筑中，該結構體系應用比較廣泛，具有分隔維護作用強、靈活性好、施工簡單等特點，是整個建筑的骨架。框架結構體系除了具有穩定建筑物內部結構的作用外，還具有聯系協調其他各重要結構的作用。除此之外，框架結構還是混凝土等其他他附屬結構從屬支點。因此，設計高層建筑框架結構體系時，要結合建筑本身特點，科學設計，嚴格施工，保證結構體系的施工質量。

1.2剪力墻結構體系

剪力墻結構體系的形成是由于受力主體的構件是平面剪力墻，其單片剪力墻承載主要的荷載力，是高層建筑常用的建筑結構形式。剪力墻體系主要由鋼筋混凝土構成，加之其結構形式產生的內部應力，使其具有較高的強度和剛度，能夠很好地控制建筑物的水平力。剪力墻結構體系一般分為兩部分，分別是高剪力墻及底墩剪力墻，兩部分作用不同，前者是建筑樓層間的主要承力結構，為增強其剛度和強度，其墻體設計的很厚且墻根處常安裝墻墩。后者一邊高度較低，主要承擔建筑物內樓梯的承載力。底墩剪力墻的設計要考慮多方面因素，如室內設計的美觀，所以其厚度較前種薄，因此，為增強其承載力和強度，在底墩剪力墻內部設置加強鋼筋。剪力墻結構體系屬于彎曲型位移曲線的剛性結構，有較好的延展性和均勻傳力性能，是保證高層建筑安全穩定的重要結構體系。

1.3 筒體結構體系

筒體結構體系范圍比較廣泛，一般將筒體結構用做抗側力作用的都屬于筒體結構體系，是空間跨度較大或超高層建筑的首要選擇。筒體結構體系的應用是隨著高層建筑技術不斷成熟而迅速發展起來的，在筒體結構體系應用的初期，由于建筑設計技術的限制，其自身優勢沒有得到發揮，布置較死板，與其他結構不協調，未被廣泛應用。隨著建筑技術的不斷發展，3D設計技術的廣泛應用，筒體結構體系被優化，性能優勢比較突出，在建筑中得到廣泛應用。目前。高層建筑的筒體結構體系型式多樣，筒體作為一種空間受力結構，包括實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是一種三維豎向結構單體，由平面或曲面墻圍成。空腹筒是由鋼筋混凝土制成的密排柱或窗裙梁構成的，是主要的受力結構。筒體結構體系的廣泛應用，保障了超高層建筑物的安全穩定和內部美觀。

1.4框架與剪力墻混合結構體系

框架-剪力墻結構體系是將剪力墻科學適量的布置在框架結構中以適應不同功能要求的體系，該結構構成一種新受力形式，由框架及剪力墻組成兩種抗側力承載水平和垂直負載。框架一剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型，該結構的側向剛度大小由剪力墻的厚度設置決定，剪力墻的布置還可減小建筑物施工中的水平位移。由剛度較強的樓板和連梁共同工作組成的框架-剪力墻體系使整體結構承受的剪力明顯降低且趨于均勻分布。在高層建筑施工過程中，必須保證剪力墻的剛性符合建筑標準，設計時協調好剪力墻與框架的銜接性。在高層建筑中，框架-剪力墻結構體系廣泛應用在超高層建筑中。

高層建筑結構設計的基本原則與特點

2.1高層建筑結構設計的基本原則

現代高層建筑結構設計必須根據其功能需要遵循以下三個原則：首先，科學性原則。現代高層建筑的設計要以科學合理為基礎和前提，與時俱進的同時，要端正態度，對建筑設計負責，應用科學的方法分析計算工程相關數據，合理規劃設計方案，實現高層建筑的科學性。其次，實用性原則。現代高層建筑結構設計在考慮特色與創新的同時，還要充分考慮到其實用性原則。高層建筑設計要考慮其功能需求，優化配置設備和施工技術，實現建筑設計規劃的經濟實用與高效合理。最后，安全性原則。現代高層建筑最受人們關注的就是安全問題，在建筑結構設計時要著重考慮其抗震性與抗風性，選擇經濟合理的構型方案，保障結構整體的剛度與承載力。

2.2高層建筑結構設計的特點

現代高層建筑趨于功能多元化方向發展，其結構設計有以下特征：第一，體現結構延性。結構的延展性與地基和樁基的承載力有關，與建筑重量成正比，所以，現代高層建筑設計都會體現結構的延展性，通過增加建筑延展性的方法提高建筑物的抗震性能，增強建筑物的穩定性。第二，體現節能性。節能性是現代建筑設計的關鍵環節之一，在實際施工設計中，節能性主要體現在墻體建筑材料和墻體涂料的選擇上。墻體建筑材料一般選擇隔熱性好的，可以提高外墻阻熱的材料實現節能性目的。墻體涂料一般選用顏色較淺、反射性強的涂料，可減少太陽輻射作用，達到節能目的。第三，體現抗震性能。現代高層建筑設計必須擁有良好的抗震性能，其抗震設計主要分為概念設計和計算設計。其中，建筑結構設計的抗震計算設計是假設情況下進行的，充分考慮到地震時存在的不確定因素與復雜因素，其計算設計必須謹慎科學。除此之外，抗震設計還體現在結構外形和內部結構的設計上，良好的抗震外形和穩定的內部結構都是體現其抗震性能的有效保證。值得注意的是，在結構施工時的材料選擇和技術要求都應嚴格進行，各結構體系的銜接與加固必須謹慎，保證施工高質量，就是保證建筑高安全穩定性。第四，把握軸向變形。軸向變形是由豎向荷載超出框架承受限值引起的，影響對大多數的連續梁彎矩，易發生連續梁中間支座沉陷，使其非正常彎曲，嚴重時會導致梁體裂縫或折斷，從而導致施工事故發生。在設計時為避免軸向變形的發生，一般的處理方式有減輕框架和框剪體系的荷載及增強框架和框剪體系的強度。高層上部的結構材料選擇材質輕、強度高且附屬結構少的材料。通過增加連系梁內加強筋的方式增強其抗變形能力，減少軸向變形的發生。

3.現代高層建筑的結構分析

針對建筑結構的受力性能科學合理的分析計算，保證建筑結構的質量與安全非常重要，分析現代高層建筑結構的方法有很多，常用的方法有常微分方程求解器分析和有限條法和樣條函數法分析。常微分方程求解器是利用有限元技術和能量泛函變分求解常微分方程組，該方法可減少誤差，精確計算建筑結構中樓板形變是的靜力和動力。有效條法的作用是科學的選擇結構計算模型，進行等效連續體和條元的函數計算。樣條函數是分段多項式的一種，具有良好的位移模式曲線連續性和擬合度，通用性極強。

結語：

現代建筑技術手段的發展進步，將高層建筑推向規模化的發展趨勢，現代高層建筑結構的設計與分析是保證建筑質量的前提，是高層建筑健康長遠發展的保障，所以，必須加強對高層建筑結構與設計的重視與研究。

參考文獻：

[1] 落俊麗 . 淺析高層建筑結構設計中的基礎設計 [J]. 城市建設理論研

究，2012（16）.

[2] 萬年春 . 高層建筑結構設計中常見問題探討 [J]. 企業技術開發（下

半月），2009（02）.

第6篇：高層建筑結構的設計原則范文

關鍵字：高層民用結構，建筑設計，結構體系

Abstract: China as a big country, it is always the question of the development of the society forward a contradiction. Among them, the land for construction and for the problem and the life of people most closely related. Along with the social development process forward great, big cities house prices high, small city house prices all the way up the phenomenon will float for a long time, so high building will become solve urbanization process of the problems of the gastronome. But now with the high building more and more be developers and consumers, it has exposed. This paper through the high civil buildings on the structure of the subtle analysis, and then put forward the corresponding solutions and opinion planning.

Key word: high civil structure, building design, structure system

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

城市發展的進程必將伴隨著土地價格的不斷攀升，現代人們對生活質量的要求亦越來越高。建筑行業同樣如此，民眾對民用建筑的需求和要求一樣逐漸增強，如何設計出令群眾滿意，且建筑自身安全性高、經濟、舒適的房屋，已經成為當前建筑、結構設計師們首要考慮的問題。

一 高層建筑結構的特征和設計原則

高層建筑在經受由于風的外力所產生的橫向荷載的同時，也要經受其豎向的荷載，并且還要十分注意其對地震的抵抗能力。一般情況下，影響高層建筑的主要因素就是外界地震和風力所產生的縱向及水平方向的荷載。其次，與低層建筑樓房相比，高層建筑的設計要更柔和一些，因此如果發生地震，這些建筑物的變形就可以更大一些。為了避免房屋倒塌，需要特別在建筑構造上采取一定的措施，以此來保證建筑足夠的延展性。

考慮到上述結構設計特征，設計師在規劃時必須要遵循一定的原則，才能保障高層建筑的安全性及居住的舒適性。

首先，選擇合理的高層建筑結構計算簡圖。設計師們必須選擇合理的結構計算簡圖。如果選擇了不合理的計算簡圖，最后就很可能會造成結構安全事故的發生。鑒于此，我們經常說，高層建筑結構設計安全的前提就是合理的計算簡圖的選擇。除此之外，設計師們要應該時刻要求自己采用相應的構造方法，以此來保證最終的安全。

其次，選擇合理的高層建筑結構基礎設計。我們在選擇基礎方案的時候，應該使各個地基具有的潛力得到最大限度的發揮，并且在一定的情況下要求進行地基變形的驗算。正常情況下，設計師應該按照高層建筑地質條件進行基礎設計的選擇。如果沒有高層建筑的詳細的地質勘察報告，那么我們就要進行現場勘察，并且，想方設法獲取周圍建筑物的相關資料。在正常情況下，我們應該采用相同的基礎方案去設計相同的結構單元。

第三，選擇合理的高層建筑結構方案。滿足經濟性的需求，和滿足結構形式以及結構體系的要求，是我們進行合理的結構方案設計所必備的三個要素。受力明確和傳力簡單是結構體系的兩個要求。在相同的結構單元當中，我們當然應該選擇相同的結構體系來處理，但是如果我們在地震區建立高層建筑，那么其應力就需要平面和豎向的規則。我們確定的結構方案，應該是在進行了地理條件的考察，工程設計的需求，施工條件的考核，以及材料的分析等基礎上，并和建筑、電力、暖氣和水等專業的綜合協調下才確定的。

第四，對計算結構進行準確的分析。科技的進步使我們的計算技術被廣泛的應用于建筑結構設計當中。但在當前市場上卻存在著各種各樣、眾目繁多的計算軟件，這樣就導致我們采用不同的軟件會得到不盡相同的計算結果。所以，建筑結構設計人員務必先要了解各種不同軟件的使用范圍和條件之后，再選擇合適的軟件進行計算。另外，往往由于計算機的程序和高層建筑結構的實際情況不盡相符，所以計算機在進行輔助設計的時候，會出現人工輸入錯誤或者因為軟件本身的缺陷而導致計算、結果不準確的問題，基于此，結構設計工程師如果得到計算機軟件計算出的結構之后，必須進行核對，然后進行合理判斷，這樣才能得出準確的結果。

最后，高層建筑的結構設計要采用相應的構造措施。強柱弱梁，強剪弱彎 ，強節點弱構件，這是高層建筑結構在設計時的通用原則。因此，在設計師進行高層建筑結構設計的過程中，必須首先理解上述原則，然后掌握它，加強薄弱部位，對鋼筋的執行端錨固長度給予足夠的重視，并且還要重點考慮構件的延展性和溫度應力對構件的影響。

二 對高層建筑結構的分析

多層和高層結構的差別其實主要就在于其層數和高度的不同，但從實際情況上來看，二者其實并沒有本質的差別，它們都要抵抗豎向以及水平荷載的作用，從設計原理及設計方法而言，基本上是相同的。但是在高層建筑當中，我們往往要使用更多的結構材料來抵抗外界荷載，尤其是水平荷載。因此抗側力結構就成為眾多工程結構設計的主要問題。鑒于此，設計時我們往往要滿足多種要求，尤其是自身有別于多層建筑的特殊要求和設計特點。

因此，我們在進行高層建筑結構的設計時，要重點把握以下幾個方面：第一，水平荷載問題。隨著樓層高度的增加，水平荷載會成為控制作用。因此，在水平力作用下結構是否優化，材料用量都有很大的差別。第二，隨著樓層高度的增加，地震作用對高層建筑危害的可能性也在相應增加。所以，高層建筑的抗震設計理應受到設計師們的高度重視。第三，結構側移日漸成為高層建筑結構設計中的重要因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載作用下結構的側移變形會迅速增大，所以應該將結構在水平荷載作用下的側移控制在一定的限度之內。

三 高層建筑結構設計問題分析及對策

首先，超高是高層建筑結構中普遍存在的問題。基于這個問題，我國的建筑規范對高層建筑結構的高度有著嚴格的規定。對于這個高層建筑的超高問題，在新規范中不但把原來限制的高度規定為A級高度，此外，還增加了B級高度，這就使得高層建筑在結構的處理及設計方法和措施等方面都有了改進。而在工程設計的實施過程中，由于建筑結構類型的改變而造成對高層超高問題的忽略，在施工圖審查時將不會得到通過。這種情況下，會要求重新進行設計，另外，可能也會進行專家的會議論證等。如果一旦出現這種情況，那么整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。

第二，高層建筑結構設計中短肢剪力墻的設置。目前，我國的建筑新規范中，短肢剪力墻指的就是墻肢的截面的高度和厚度比在4～8之間且截面厚度不大于300mm的墻，2010版《高層建筑混凝土結構設計規程》對短肢剪力墻的設置有所限制，規程規定：抗震設計時，高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻，B級高度高層及9度區A級高度高層不應采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構。因此，在高層建筑的結構設計中，我們必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。

第三，超高層建筑結構設計嵌固端的設置。我們知道，在一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。在地下室的頂板或者人防的頂板的位置設置高層建筑的嵌固端，結構工程設計人員必須考慮到嵌固端設置有可能會帶來的問題。考慮嵌固端的的樓板的設計，綜合分析嵌固端上下兩層的剛度比，并且要求嵌固端上下兩層的抗震等級是一致的。我們在進行高層建筑的整體計算時必須要考慮到嵌固端的設置問題。綜合分析嵌固端的位置和高層建筑結構的抗震縫設置的協調問題。

第四，高層建筑結構的規則性。我國關于高層建筑的規范中，政府部門對于高層建筑的規則性提出了很多的限制要求，例如，規定了結構嵌固端的上下兩層的剛度比，包括平面規則性等等，并且硬性規定了高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案等等諸如此類的問題。因此，設計師如果要避免后期施工階段的改動，那么就必須在進行高層建筑結構的設計時就嚴格遵循規范的限制條件。

第7篇：高層建筑結構的設計原則范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；桁架轉換層；筒體

Abstract: Firstly, exposit complex high-rise building development status from the system structure, size, new materials and construction technology and structural design methods, and analyzed the basic provisions of the complex high-rise building structure and layout principles, and explored framework Shear the wall construction requirements and the tube structure design features, the last explored truss conversion layer structure design applications.Key words: high-rise buildings; structural design; truss transfer stories; cylinder

中圖分類號：TU31文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）02-

近些年，由于城市用地緊張，建筑物向空中和地下發展，公眾審美觀的多樣化促使建筑師對建筑形態不斷變化和創新；房產市場需求的不斷變化，業主和建筑師設計了眾多體型復雜和內部空間多變的高層建筑。高層建筑的復雜性給結構工程師提出了挑戰，要求結構分析、設計技術不斷向前發展，同時要求建筑師在創作過程中要與結構工程師密切配合，努力探尋建筑結構比較合理的構成，努力使結構既合理又能實現較理想的建筑構成。因此筆者結合設計的體會，對復雜高層建筑結構的若干關鍵設計要點進行探討。

1復雜高層建筑發展現狀

1.1結構體系、體型

隨著高性能建筑材料和新施工技術的快速發展，九十年代以來，高層建筑結構體系呈現出多樣性和復雜性的發展趨勢。如:簡體結構、帶加強層的框架一筒體結構、連體結構、巨型結構、懸挑結構、錯層結構等。同時，人們對復雜高層建筑結構的建筑功能提出了新的要求，這樣多用途、多功能發展的高層建筑平面布置和立面體型日趨復雜。結構平面形式多樣，如三角形、梭形、圓形、弧形，以及多種形式的組合等也經常采用。高層建筑立面體型也有豐富的變化，立面退臺、部分切塊、挖洞、尖塔、人懸臂等，使高層建筑的剛度沿豎向發生突變。

1.2新材料和施工技術

進入九十年代以后，在高層建筑，特別是復雜高層建筑的建設中高性能的混凝土以及具有良好可焊性的高強度鋼材得到了廣泛的應用。混凝土強度等級從C30逐漸向C60甚至更高的等級發展。鋼材方面，其韌性、耐火性、可焊性的大大提高以及鋼產量增加使得越來越多的高層建筑采用鋼―混凝土土組合結構或者全鋼結構，大大減輕了結構的自重，推動高層建筑結構向著更復雜化的方向發展。在高層建筑現澆鋼筋混凝土施工技術方面著重解決了模板、混凝上、鋼筋三個方而的問題，提出了新的施工技術。

2高層結構基本規定與布置原則

在高層建筑中，除了要根據結構高度選擇合理的結構體系外，還要恰當地設計和選擇建筑物的平面、剖面形狀和總體型。這些往往都在初步設計階段由建筑設計選擇。

2.1房屋總高度與高寬比

高層建筑結構應根據房屋高度和高寬比、抗震類別、抗震設防裂度、場地類別、結構材料和施工條件等因素考慮適宜的結構體系。鋼筋混凝土高層建筑結構適用的高度分為A級和B級，B級高度高層建筑結構的最大適用高度可比A級適當放寬，但其結構抗展等級、有關的計算和構造措施相應加嚴。一般應將結構高寬比H／B控制在5～6。高層建筑的高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制。

2.2結構平面布置

高層建筑的開間、進深尺寸和構件類型應盡量減少規格，以利于建筑工業化。結構平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻對稱，減少扭轉的影響。在地層作用下，建筑平面要力求簡單規則，風荷載作用可適當放寬。明顯不對稱的高層建筑結構應考慮扭轉對其受力產生的不利影響。

2.3結構豎向布置

結構豎向布置要做到剛度均勻而連續，避免剛度突變。沿豎向剛度改變主要有以下兩個原因：一方面是抗側力結構框架、剪力墻和簡體等）的突然改變布置；另一方面是結構的豎向體型突變。在實際工程抗震設計時，結構的承載力和剛度自下而逐漸減小，一般情況是沿豎向分段改變構件截面尺寸和混凝土強度等級，這種改變使剛度發生自下而上遞減。

2.4抗震投計的基本原則

為了使高層建筑有足夠的抗震能力，達到小震不壞、中層可修、大層不倒的要求，應考慮下述的抗展設計基本原則。1）選地有利的場地，避開不利的場地，采取措施保證地基的穩定性。2）合理選擇結構體系。對于鋼筋混凝土結構，一船來說純框架結構抗震能力較差；框架―剪力墻結構性能較好，剪力墻結構和簡體結構具有良好的空間整體性，剛度也較大，歷次地震中震害都較小。3）平面布置力求簡單、規則、對稱，避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位。 4）豎向體型盡量避免外挑，內收也不宜過多、過急．力求剛度均勻漸變，避免產生變形集中。5）高層建筑突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性，以承受高振型產生的鞭梢效應影響。必要時可以采用鋼結構或型鋼混凝土結構。6）在設計上和構造上實現多道設防。如框架結構采用強柱弱梁設計，梁屈服后柱仍能保持穩定，框架―剪力墻結構設計成連梁首先屈服，然后是墻肢，框架作為第三道防線；剪力墻結構通過構造措施保證連梁先屈服，并通過空間整體性形成高次超靜定等。7）合理設置防震縫。一般情況下宜采取調整平面形狀與尺寸，加強構造措施，設置后澆帶等方法盡量不設縫、少設縫。必須設縫時必須保證有足夠的寬度。8）節點的承載力和剛度要與構件的承載力與剛度相適應。9）保證結構有足夠剛度，限制頂點和層間位移。10）構件設計應采取有效措施防止脆性破壞，保證構件有足夠的延性。設計時應保證抗剪承裁力大于抗彎承載力，按“強剪弱彎”的方針進行配筋。為提高構件的抗剪和抗壓能力，加強約束箍筋是有效措施。11）采用何種結構型式，應取決于所用的結構體系和材料特性，還取決于場地土的類型，避免場地土和建筑物發生共振。對鋼筋混凝土結構，歷次震害表明：剛度較大的結構一般震害較輕。由于鋼筋混凝土構件截面大、剛性大、變形能力較差，比較適宜用提高承載力、控制塑性變形的方法來提高抗震性能，相反，鋼結構的特性是截面小、延性好，適合采用柔性結構方案。

3簡體結構設計要點

當建筑功能不希望采用密柱時，可采用大柱距框架，這時便構成圖(b)所示的簡體―框架結構。一些辦公和通訊建筑由于功能上的要求，不能設置內筒，這時可采用單―曲框簡結構，如圖(c)所示。當建筑物高度大，受到的水平荷載較大，筒中簡結構的強度和剛度不能滿足要求時，可以采用多重筒結構(d)]和成束筒結構(組合筒結構)[圖 (e)。在建筑平面內也還可以布置多個簡體，形成多簡體結構[圖(f)]。

圖1筒體結構的類型

關于矩形平面高層建筑簡體結構的受力變形特性，在組成筒體結構的體型尺寸方面，要符合一定條件才能出現。比如，矩形框簡的整體空間作用，指翼緣框架和腹板框架的共同工作，即冀緣框架與腹板框架共同擔負整體彎矩的作用。而只有在簡體較高、彎矩較大的情況下，空間作用才顯著。如果筒體總高度很低，整體彎矩很小，翼緣框架與腹板框架的共同作用將十分微弱，水平荷載基本上由脂板框架承拉，因此，常要求筒體的高寬比H／B＞3。又如，當矩形框筒的長寬比很大時，長邊的剪力滯后作用十分嚴重，中間柱的軸力很小，其空間作用亦將降低。因此，常要求簡體的寬度比L／B＜2。

4框架―剪力墻的構造要求

帶邊框剪力墻截面應符合下列規定：(1)抗震設計時，一、二級剪力墻的底部加強部位剪力培厚度均不應小于200mm，且不應小于H／16；其他情況下不應小于160mm，且不應小于H／20，A為層高。(2)帶邊框剪力墻的混凝土強度等級宜與邊框柱相同。(3)與效力墻重合的框架梁可保留，也可做成寬度與墻厚相同的暗梁。暗梁截面高度可取墻厚的2倍或與該片框架梁截面等高，暗梁的配筋可按構造配置且應符合一般框架梁相應抗展等級的最小配筋要求。(4)剪力墻截面宜技工字形設計，其端部縱向受力鋼筋應配置在邊框柱截面內。(5)邊框柱截面宜與該攝框架其他柱的截面相同，邊框柱應符合框架柱構造配筋規定；剪力墻底部加強部位邊框校的箍筋宜沿全高加密；當帶邊框剪力墻上的洞口緊鄰邊框拄時，邊框拄的箍筋宜加密。帶邊框剪力墻的設計應使之能整體工作。首先，墻板自身應有足夠厚度以保證其穩定性，條件許可時應盡量滿足條文中的厚度要求。其次，墻截面的設計應將之作為工字形截面來考慮，因此端部縱向鋼筋應配置在邊框柱截面內，而邊框校又是框架的組成部分，故其構造應符合框架往的構造要求。

5桁架轉換層結構設計應用

在目前工程界所研究的轉換形式中，轉換桁架具有受力明確，結構自重和抗側剛度比轉換梁小、傳力途徑清楚的特點，有利于通風采光和大型管道等設備系統的布置，可以充分利用轉換層的建筑空間，在建筑上可以獲得優異的建筑藝術效果和建筑功能，因而在高層建筑結構設計中屢次出現。當采用空腹桁架、斜桿桁架或迭層桁架作轉換構件時，桁架下弦宜施加預應力，形成預應力混凝土桁架轉換構件，以減小因桁架下弦軸向變形過大而引起桁架及帶桁架轉換層高層建筑結構在豎向荷載下次內力的影響和提高轉換桁架的抗裂度和剛度。采用轉換桁架將框架一核心筒結構、筒中筒結構的上部密柱轉換為下部稀柱時，轉換桁架宜滿層設置，其斜桿的交點宜為上部密柱的支點。采用空腹桁架轉換層時，空腹桁架宜滿層設置，應有足夠的剛度保證其整體受力作用。當桁架高度超過層高時，轉換構件宜采用迭層桁架。

帶桁架轉換層高層建筑結構設計必須遵循以下原則：“強化轉換層及其下部、弱化轉換層上部”；桁架轉換上部框架結構按“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則；桁架轉換按“強斜腹桿、強節點”的原則。一般情況下，為了確保塑性鉸在梁端出現，使柱比梁有更大的安全儲備，轉換桁架上部框架結構按“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則進行設計。其中上部結構必須滿足軸壓比要求、抗剪要求及構造要求，柱按普通鋼筋混凝土框架結構的設計，確定截面尺寸。設計時轉換桁架上層柱的柱底盡可能避免邊柱出現塑性鉸，此時為了 滿足轉換層上、下層等效剪切剛度(等效側向剛度)比，并且保證桁架轉換層框架結構有更好的延性。特殊情況下，當很難滿足軸壓比的要求時，轉換桁架下層柱的軸壓比，轉換桁架以下柱可采用高強混凝土柱、鋼骨混凝土柱等有效方法來調整截面尺寸、剛度及其延性。

6結語

總之，在我國高層建筑迅速發展的今天，作為設計人員，我們應該把握復雜高層建筑的設計的基本規定，明確布置原則，并重視抗震要求，相信隨著建筑設計水平的不斷提高，我國的復雜高層建筑會達到世界先進水平。

參考文獻：

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[2]高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3～2002.中華人民共和國建設部

[3]鄭茂川.建筑結構系統[M].科技圖書股份有限公司，2006

第8篇：高層建筑結構的設計原則范文

[關鍵詞]高層建筑 結構設計 抗震設計 原則 內容

中圖分類號：T2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0194-01

隨著社會經濟發展對生態環境和資源的破壞，自然災害的發生頻率比較大，對人類自身和建筑的穩定性造成嚴重的影響。所以為了保證建筑結構的穩定性，保證居民的生命財產安全，設計人員在進行高層建筑結構設計的過程中會廣泛應用抗震設計，對提升高層建筑結構的穩定性起到較好的作用，促使高層建筑結構抵御自然災害的能力，有利于高層建筑居民生命財產安全的保，對我國建筑行業的進一步發展具有較大的促進作用。

一、抗震概念設計

在抗震設計中，概念設計的應用已經成為設計者關注的設計理念，尤其是在現在的高層建筑物中。高層建筑結構設計過程中的抗震概念設計是指在進行建筑物結構抗震設計時，根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想，從概念上，特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策，即正確地解決建筑物抗震方面的總體方案、材料使用和結構內部構造，從而達到合理的抗震效果。

二、抗震概念設計的一般原則

1、簡單性結構的簡單性是指結構在地震的作用下具有直接、明確的傳力的途徑。在建筑抗震設計規范中做出強制性條文要求，“結構體系應該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑。”只有結構簡單，才能對結構的計算模型、內力和位移進行分析，避免薄弱部位的出現，因此對結構的抗震性的估計也相對可靠。

2、規則性與均勻性建筑以及抗側力結構在平面的布置上應該規則和對稱，并應該具備良好的整體性；建筑物的立面與豎向的剖面布置應規則，結構側向剛度的變化應均勻，豎向抗側力結構的材料強度及截面大小應自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的承載力以及側向剛度的突變。平面布置的均勻規則，使建筑分布質量產生的地震慣性力以比較短且直接的途徑進行傳遞，并使結構剛度分布與質量分布相互協調，限制剛度和質量之間的偏心。沿著建筑物的豎向，建筑造型與結構布置相對均勻，避免了承載力、剛度以及傳力途徑的突變，以限制其結構在豎向的某一樓層或者少數幾個樓層之間敏感薄弱部位的出現。

3、整體性樓蓋對于高層建筑結構的整體性起到重要作用，它相當于水平隔板，不僅聚集、傳遞慣性力到各豎向抗側力的子結構，而且要求這些子結構能夠承受地震作用，特別是當豎向抗側力子結構的布置復雜或者不均勻或者抗側力子結構的水平變形特征存在差異時，整個建筑就依靠樓蓋使抗側力子結構的協同工作。

三 、高層建筑物結構設計中抗震概念設計的主要內容

1、建平面和立面的布局

建筑平面和立面設計的規整性在建筑結構設計中是最基礎的設計內容，也是非常關鍵的設計內容。建筑平面和立面在進行抗震設計時，一定要保證其規則性以及簡潔性的，要讓其剛度中心與的結構質量中心相互重合。有些建筑結構平面設計的不夠規范，其房屋質量中心很難和剛度中心重合上的，要是有地震發生，其結構會受到影響而有扭轉現象發生，這會讓地震對建筑結構的破壞強度有所增加。所以在設計建筑立面的時候，盡量不要有那種突然變化的階梯型立面，讓房屋重心盡可能地降低，而且其立面結構的凸出高度最好不要高于建筑太多，這樣能降低地震發生時對建筑結構產生的鞭梢效應。如果建筑高度越高的話，它就會受到更多的地震破壞，所以在進行建筑抗震設計的時候，多層砌體房屋總層數最好不要超過規定的限值，而且總高度最好也在規定限值內。建筑平面和立面在設計的時候，一定會有不規則設計方案出現，這時候要盡可能選取合適的位置對防震縫進行設置，把不規則和體型比較復雜的建筑平面拆分成多個小的獨立單元進行設計。在這其中還要將建筑造型以及建筑的功能等因素都考慮在其中，以保證建筑平面的布置足夠簡潔，立面外觀造型設計足夠規整，讓建筑整體結構都有較好的視覺效果，這樣也能讓建筑結構抗震性能有所提高。

2、合理地進行結構的選型和布置

在結構的選型方面應根據建筑的重要性、房屋高度、設防烈度、場地、基礎、材料、地基與施工等因素，經濟技術和經濟條件比較后綜合確定。結構的布置應遵循平面布置力求對稱，豎向布置力求均勻的原則。在純框架結構的高層建筑物中應盡可能避免將框架柱與樓梯的踏步斜梁和平臺梁直接相連，這樣會使框架柱變成短柱，地震時易發生剪切破壞。

3、確保結構的整體性

為了有效的保證建筑結構的安全性，建筑結構的穩定性需要有保證，只有這樣，在發生自然災害的時候，建筑結構中的各個部件的作用才能發揮較大的作用，不同的結構部件之間也能夠協同工作，在發生地震災害時，高層建筑結構的整體性作用才能夠得到有效的發揮，這樣一來，高層建筑結構的抗震能力才能得到充分的發揮。建筑結構的空間穩定性和結構整天的剛度對建筑結構的抗震能力具有密切的聯系。型鋼混凝土結構是一種良好的抗震結構，但是需要具有一個前提，就是型鋼混凝土的施工質量要有保證；而現澆鋼筋混凝土結構也經常被用于抗震結構，因為其的剛度和整體性比較好，是比較理想的抗震結構，使用這種結構不但可以消除散落的滑移的問題，增強樓板的剛度，增加結構的整體性，而且由于砌體結構以剪切變形為主，層間的變形可以控制，所以對平面墻體的要求就可以適當放寬。

4、非結構部件的處理

在地震的作用下，建筑物中的內隔墻、框架填充墻、樓梯踏步板、建筑物墻板等結構也會不同程度地參與工作，可能改變某些構件的承載力、剛度與傳力路線或者整個結構，產生意外的抗震效果，或者造成預料外的局部震害。妥善的處理這些非結構部件，可減輕地震災害，提高建筑物的抗震可靠度。

四、結語

綜上所述，隨著社會市場經濟體制的逐漸完善，城市中的高層建筑逐漸增多，但是其的穩定性和安全性受到了人們的廣泛關注。因此在高層建筑的設計階段，需要加強對高層建筑結構穩定性設計進行高度重視，可以廣泛的應用抗震設計技術，能夠極大的提高建筑結構的穩定性和可靠性，從而保證高層建筑具有較強地域自然災害的能力，不僅能夠維護高層建筑居民的生命財產安全，同時還能夠促進我國建筑行業的蓬勃發展。

參考文獻

[1] 徐萍，葉明峰.抗震概念設計在建筑結構設計中的應用[J].工程技術，2011.

[2] 韓恒梅，王麗靜.高層建筑的抗震概念設計[J]，煤炭工程，2008.

[3] 張軍.關于高層建筑結構的抗震概念設計[J].山西建筑，2009.

第9篇：高層建筑結構的設計原則范文

關鍵詞：高層建筑，結構設計，問題，原則

1 高層建筑結構設計原則

高層建筑結構設計原則，是高層建筑結構設計過程中需要注意和遵循的重要標準和準則，也是高層建筑設計單位提高高層建筑結構設計質量與效益的重要保障。只有在一定的高層建筑結構設計原則支持下，才可以進行建筑結構設計。總體來講，高層建筑結構設計原則主要包括以下幾點：

1.1 基礎方案合理。

合理的建筑結構基礎方案是高層建筑結構設計的前提和基礎，在實際的建筑結構基礎方案設計中，設計單位需要根據實際施工地質條件，根據實際建筑結構施工需求進行設計。同時建筑結構基礎方案需要配置完善的施工地質勘察報告，最大程度的發揮建筑物地基的潛力，必要的情況下設計人員還需要對地基的變形做好相應的驗算。另一方面，設計單位還需要對建筑物進行綜合性分析，尤其是對于建筑物負荷以及上部結構類型，通過對這些綜合性分析，最終選定最適合的基礎方案，從而可以在提高設計質量的基礎上獲得更好的經濟效益。

1.2 計算簡圖適當。

計算簡圖設計，也是高層建筑結構設計中需要注意的重要問題，主要原因在于高層建筑結構設計時需要對一些基本的數據進行計算分析，而這些計算分析都必須要建立在計算簡圖的基礎之上。只有通過計算簡圖基礎之上的數據分析，才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性。舉例來講，建筑物結構節點問題，建筑物結構節點并不是我們傳統觀念中的鉸節點或者是鋼節點，設計單位在進行計算簡圖設計時，需要對建筑物結構節點進行深入研究，提高計算簡圖計算的精確性，進而將計算簡圖的誤差控制在合理的范圍內。

1.3 結構措施完善。

除了基礎方案合理以及計算簡圖適當這兩大基本原則之外，還有一條基本原則是設計單位經常忽略的，那就是結構措施完善原則。設計單位在進行建筑物結構的設計時，需要注意結構組件的延展性，例如建筑物中鋼筋的錨固長度等。同時，設計單位還需要注意建筑物薄弱環節以及建筑物本身溫度對于建筑物組件的影響，對于這兩方面的問題，在實際的設計過程中，需要遵循“強柱弱梁、強剪弱彎以及強壓弱拉”的基本原則，只有這樣才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性。

2 高層建筑結構設計問題與策略

2.1 高層建筑結構設計高度問題及解決。

我國有關部門對于高層建筑結構體系的最大高度問題，出臺了一系列的規章制度，對其進行了嚴格的規定與規范，其中之一便是《高層建筑混凝土結構技術規程》。該《高層建筑混凝土結構技術規程》對于高層建筑結構體系的高度問題規定，主要是從經濟性以及適用性等方面進行規范的。《規程》所規定的結構體系最適宜高度，不僅僅與我國建筑施工技術水平以及建筑水平相關，而且還與我國國民經濟發展水平，與建筑工程規范體系相協調。但是在實際的高層建筑結構設計以及施工中，出現了許多與《高層建筑混凝土結構技術規程》規定相違背的高度。舉例來講，在有些建筑物設計以及施工過程中，甚至出現了高達四百多米的組合機構大廈以及三百多米的混凝土結構體系的廣場。尤其是近幾年來，建筑物的高度不斷增加，建筑物自身的參考系數已經超出了《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定，例如在安全指標、荷載取值以及延性要求、材料性能、力學模型選擇等方面。為此，對于這些高層建筑結構設計高度問題，設計單位需要嚴格根據《高層建筑混凝土結構技術規程》等有關規定，對設計高度保持科學嚴謹的態度。

2.2 鋼筋混凝土梁承載力問題及解決。

一般來講，城市高層建筑主要是以寫字樓以及其他辦公場所為主，因此，在實際的高層建筑結構設計過程中，設計單位需要著重考慮到空調、消防等設備。這些設備不同于其他設備，它們往往是布置于樓層的梁底之下的，如果沒有梁底開洞，就沒有辦法進行設備的安裝。因此，在設備安裝之前，設計單位需要對梁的承載力進行分析以及計算，避免出現由于梁底承載力不足而出現安全結構問題。對于梁底開洞之后的承載力，設計單位可以通過孔洞周邊補強筋以及開孔梁撓度、裂縫寬度等數據進行分析。對于鋼筋混凝土梁腹部開孔，國家出臺了有關政策，例如《高層建筑混凝土結構技術規程》《混凝土結構構造手冊》等，對于鋼筋混凝土梁腹部開孔的位置、流程、環節以及大小等進行了科學的規定。設計單位在進行鋼筋混凝土梁承載力計算時，還需要參考不同種類腹部開孔方式，提高鋼筋混凝土梁承載力計算的精確度，這對于提高建筑物的穩定性以及安全性意義重大。除此之外，還可以對鋼筋混凝土梁承載力進行有效地計算。在計算過程中還需參考不同種類的腹部開孔方式。

2.3 抗震構造與框架梁設計問題及解決。

為了進一步提高城市高層建筑結構設計的安全性以及穩定性，建筑結構設計單位在高層建筑結構設計方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高層建筑結構安全性以及穩定性水平得到進一步提升。但是由于我國的建筑物抗震標準較低，在抗震與構造方面，很難處理好結構設計與抗震烈度之間的關系。為此，在實際的高層建筑抗震與構造設計中，抗震與構造設計需要有一定的彈性，這樣才可以滿足高層建筑結構設計安全性以及穩定性要求。舉例來講，中震烈度的重現期是475年，被超越率是10%；大震的重現期約為2000年，被超越率是2%。我國建筑構造規定的安全度及抗震計算方法也相對較低，且在軸壓比、配筋率以及梁柱承載力匹配程度等抗震延性的相關規定也不夠嚴格。結構設計造價在建筑整體投資之中比例的減少也應給予重視，尤其是在高烈度區域應有嚴格的抗震方法以及構造措施來保證建筑物結構的穩定性與安全性。另一方面，在實際的高層建筑結構設計過程中還需要進一步解決與框架柱和剪力墻相連的框架梁設計問題。就高層建筑結構的截面設計而言，豎向變形差過大通常會導致與框架柱和剪力墻相連的框架梁出現超筋現象，進而影響到框架梁截面設計。

框架梁端部豎向變形差所引起的剪力和固端彎矩的計算函數式如下：

其中，MAB/MBA為框架梁固端彎矩；QAB/QBA為框架梁端剪力；Δ為框架梁端部豎向變形差；Ib為框架梁截面慣性矩；I為框架梁計算長度。

針對與框架柱和剪力墻相連的框架梁超筋問題，可以從優化結構的軸壓比以及提高計算方法的合理性兩個方面進行解決。