建筑结构设计论文(多篇汇总)

建筑结构设计论文（多篇汇总）

第一篇：建筑结构抗震设计

1 工民建结构抗震的现状和技术

在我们传统的建筑抗震中，一般是通过给建筑物体结构增加抵抗力，在建筑物体结构薄弱的地方或容易被地震破坏的地方加强或加厚材料的方法来抗震。这种方法比较简单，操作性方便，但投入多，经济性差，对建筑物体整体而言，抗震效果不好。还有一种比较常用的减震方法，采用橡胶隔震垫对建筑物体进行加固。这种方法在施工中必须将已有的结构在底部阶段，或在其中间安装上橡胶隔震垫，虽然比上一种方法效果好，但是在实际的施工中带来了麻烦和困难，无法得到广泛应用或推广。还有一种方法就是创建消能减震体系，由主体结构和装有消能器的消能配件组成，当配件 ( 构件 ) 或节点发生滑动或平移时，消能器就可以产生强的阻力来吸收地震的能量，达到减震的效果，提高整体的抗震能力。这类方法可在高柔结构中适用，能增强结构的刚度，缩短位移。这些方法都能够达到减震的作用，但是当我们从事结构设计时，必须考虑到概念设计，依靠概念设计达到全局抗震的目的。

2 建筑结构防震技术优点缺点

地震从开始到振动，持续时间只有十几秒至几十秒。针对常用的建筑结构防震技术而言，包括两个方面 : ①刚性抗震、②柔性抗震。刚性抗震的方法就是我们传统的结构抗震设计方法，通过结构的强度设计，提高建筑的抗破坏能力，通过结构的刚度设计，提高建筑的抗变形能力，通过结构的塑形设计，提高建筑的延性和防倒塌能力。而柔性抗震法，这种方法是科技人员研究出来的，是以隔震技术和消能减震技术来实现。下面简单介绍一下这两种抗震技术的优点缺点 : 目前世界各地多数采用刚性抗震，其结构以钢筋混凝土结构为主。主要靠加大抗侧力构件，如梁、柱的截面。增大配筋，提高混凝土标号等来提高建筑物自身的刚度和延性，达到抗震的目的。优点 : 经过长期的发展，有一套比较成熟的理论，实践经验丰富，技术比较成熟。缺点 : 当增大建筑物刚度的同时，也会引起地震加速度增大，所遭受地震效应更强 ; 建筑结构自身刚度无论多大，当遇到强烈地震作用时，抵抗能力却有限。在柔性抗震法中运用的隔震技术，在2 0 世纪9 0 年代开始使用，依托国家“八五”科技攻关项目，完成隔震技术从产品研制、设计方法到施工技术的研究。当我们在使用隔震技术的方案时需要注意 : 该技术对底层和多层建筑效果比较明显 ; 在硬土场地比较适合搭建隔震建筑。因为当地震时，

如果是隔震建筑的话，其变形主要集中在隔震层，隔震一般可使上部结构和水平地震加速反应降低6 0 % ～ 7 0 % 左右，从而消除或有效减轻结构的地震损坏。还有一种消能减震技术，它是通过附加阻尼或阻尼器的非线性滞变耗能减小结构的地震反应，从而保护主体结构不发生损伤或小的地震损伤。所以消能减震技术的优点是比较多的 : 消能部件不承受结构重力 ; 消能减震技术不受结构类型限制，适用于延性结构 ; 消能减震技术可以有效减少结构在风作用下位移和加速度响应。由于这种新技术还处在理论、发展和完善阶段，某些技术的安全性和实用性还需要进一步加强 ; 虽然设计人员已经认识或认同此项技术，但是未能熟练掌握和运用，同时采用消能减震或隔震技术来建设房屋或建筑物，必然会增加建设投资，这些即为不足。

3 概念设计

在讨论概念设计之前，不得不提的一种建筑结构 : 钢结构( 钢筋混凝土结构 )，在通常情况下，它的抗震能力是最强的，自身柔韧性好，但是这种结构需要大量的钢材，所以成本较高，容易被腐蚀，不符合建筑设计的耐久性要求。所谓概念设计就是说在结构设计方案中，运用以前的结构设计中已知知识和经验，更进一步地解决一些重要问题，如 : 建筑结构的

形状、体系或建筑物构件的延性等问题。概念设计需要在结构设计的基础之上进行宏观性的综合考虑来减少地震对建筑物的损害性。概念设计主要体现在方案设计阶段，此时需要结构工程师运用结构设计的概念，将设计知识和设计经验结合实际，设计一种安全可靠低成本的设计方案。也可在设计的时候运用概念性估算法，在最初设计阶段高效的多种设计方案中选择最适合的方案。采用这种概念性估算法不但定性准确，而且经济可行，省掉了很多麻烦的步骤。根据最新的《建筑抗震设计规范 ( GB 5 0 0 11 － 2 0 0 1 ) 》 ( 以下简称规定 ) 的规定中，有一些没有具体的规定，如中震可修的设防目标等，但是在我们实际的抗震设计中，不能完全按照规范，应该发展和继承的去应用规范。发展到什么程度这个需要看设计师对建筑物的结构与分体之间的力学关系了解透彻程度。我们必须了解结构设计并不是简单的、按照规范去依靠计算机设计，设计结果势必满足不了要求。我们在建筑结构设计中，必须遵循规范，结合实际情况，加上设计师的经验，把概念设计融入到设计规范中。《规定》要求在建筑物的内部设计大地震动反应观测系统，还需要在设计时注意组织结构与地面的共振问题。因此，当从事概念设计是要考虑到场地的条件，地面的稳定性，材料的选择，抗震体系结构的选取等。使设计结果在组织结构上满足强度大、刚度好，具有延性而且节能的设计结果。

4 展望建筑结构抗震设计的前景

结构抗震体系由传统的“硬抗”为主的抗震体系走向“柔抗”为主的结构减震控制体系发展。而这种“柔抗”新概念，它通过调整结构动力特性、隔震、消能或控制来达到抗震的目的，在未来的工民建中结构抗震的思路不断开阔，有效促进工民建建筑的健康发展。我国是一个人口密集的“大家”，地震的发生，对人民生命财产造成极大的损失，增强建筑物的抗震能力就成了我们的研究内容。经过工民建中多年的抗震探索和研究，总结设计经验引入了概念设计的新理念。这种设计理念从宏观角度对建筑抗震结构进行设计，在某些方面弥补了以后设计思路对抗震结构思考的不足之处，也为未来工民建结构抗震设计开辟了新道路。

作者：朱明单位：中国建筑西南设计研究院有限公司

第二篇：高层建筑结构的抗震设计

1 高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则

( 1) 结构的整体性。在高层建筑结构中，楼盖的整体性对

高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用，其相当于水平隔板，不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构，还要求这些子结构具有较强的抗震能力，能够抵抗地震作用，尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布臵复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

( 2 ) 结构的简单性。结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行分析，准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节，然后采取相应的措施，避免薄弱环节的出现。

( 3 ) 结构的刚度。结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布臵结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形，还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击，如果结构发生较大的变形，将会产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，降低高层建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念设计中，应该重视结构的刚

度设计。

( 4 ) 结构的规则性与均匀性。高层建筑的竖向和立面的剖面布臵应该规则，结构侧向刚度的变化应该巨晕，避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向，机构布臵和建筑造型应该规则和相对均匀，避免传力途径、刚度以及承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。

2 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

( 1) 抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律。在高层建筑的抗震概念设计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。

构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面 : 其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证 ; 其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合 ; 其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。

实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设臵多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位臵，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

3 结束语

总而言之，抗震概念设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分，通过合理的抗震概念设计，能够有效的提高高层建筑的抗震可靠性。因此，相关设计人员应该熟练的掌握和运用抗震概念设计，全面的考虑各项因素，从而为社会建造出更多精品高层建筑工程。

作者：陈琳琳单位：中铁二十局集团房地产开发有限公司

第三篇：建筑结构设计的结构选型

1 高层建筑结构分析与设计方法

1 .1 各类结构体系采用的分析方法

( 1 ) 框架—剪力墙体系在框架—剪力墙结构内力和位移等计算的方法虽然有很多 , 但是大多采用的是连梁连续化假定的方法。在计算位移协调条件时需要根据剪力墙与框架水平位移或者转角相等计算 , 建立位移与外荷载之间关系的微分方程来计算求解。但是需要考虑的因素和需求的未知量不同 ,因此各种解答的具体形式也是不同的。

( 2 ) 剪力墙体系剪力墙的开洞情况决定了剪力墙的受力特性与变形状态。其中单片剪力墙按扎受力特性的不同可以分为单肢墙和特殊开洞墙等各种的类型。不同类型的剪力墙 ,相应的截面应力分布也是不同的 , 因此 , 在计算内力与位移时需要采取的计算方法也是不同的。在剪力墙的结构计算方法中采用的是平面有限单元法 , 这种方法的计算较为精确 , 在各类剪力墙之间都可以适用。但是这种方法也存在着弊端 , 自由度较多 , 计算机资源耗费的比较多。因此 , 在实际的应用中特

殊开洞墙这一类型应用的较为普遍。

( 3 ) 筒体结构按照对计算机模型的处理手法的不同将筒体结构的分析方法可以分为三类。具体包括等效连续化、离散化方法和三维空间分析。在这三种方法中三维空间方法比较与前两种方法有着更为精确性的优点 , 而且在目前的工程上采用的最多的也属于这种计算机模型。

1 .

2 抗震分析与设计在高层建筑结构中的应用

抗震分析与设计在高层建筑结构中的应用是十分必要的。因此 , 为了满足在地震作用下结构的功能要求 , 计算和研究结构的弹塑性变形能力是十分必要的。在当前的国内外卡嘎镇设计的发展趋势 , 主要是分析结构弹塑性的复杂性 , 但是在如何进行计算和如何设定的具体要求上各国有自己的做法。在我国的现行抗震规范中要求高层建筑的抗震计算是在多遇地震带的基础上 , 进行内力与位移等产生的条件 , 这种运用多地震带计算的方法被称为是二阶段设计方法。

1 .3 我国高层建筑抗震分析与设计中的常见问题

( 1) 高度问题关于高度问题 , 在我国的现行高层建筑混凝

土相关的规章中有规定。在其中规定的高度在我国目前的建筑科研水平和经济发展水平下是较为稳妥的 , 而且与目前的整个土木工程规范体系相协调。虽然在实际的应用中已经有许多的混凝土高层建筑的高度已经超过了这个限制。但是在看待问题上我们应该科学的分析问题 , 许多的因素在发展中是不断地变化的 , 虽然在有些参数本身超过了现有规范的使用范围 , 但这属于一种质变。

( 2 ) 材料的选用和结构体系问题在地震的多发地区 , 采用何种的建筑材料和结构体系才能够更加的合理是大多数人一直在关注的问题。根据我国目前的建筑钢筋钢材的类型和品种以及钢筋结构的加工制造能力 , 建议在我国的建筑中采用钢管混凝土结构或者钢结构等 , 可以很好地减小断面的尺寸 ,改善建筑结构的抗震性能。

2 高层建筑结构选型的主要内容与要求

高层建筑结构选型的主要内容 : 基础结构的选择要合适 ;选择合适的竖向和水平承重结构 ; 其中竖向的承重结构有框架和剪力墙等多种形式 ; 横向的承重结构包括井式楼盖和单双板肋形楼盖等多种形式。一般在高层建筑的初级设计阶段 ,为了能够选择合适的结构形式 , 要求对各种结构的受力特点

和适用范围等有较详细的了解。高层建筑选型的要求 : 高层建筑设计要尽量选择在有利的地段和避开危险的地段 , 避免出现施工事故 ; 在高层建筑的抗震设计中 , 高层建筑要具备多道抗震防线 , 能够有足够的承载力和刚度 ; 结构选型尽可能的与建筑型式相一致 ; 施工要尽量简便可行和经济合理 , 施工与周边的环境相和谐。

2 .1 高层建筑结构选型的影响因素

高层建筑是一个个的单体 , 要想综合起来进行统计十分的麻烦 , 它的可统计性差 , 影响因素多 , 而且影响因素之间的相互作用很大。在信息的收集和统计方面 , 确定性与不确定性的信息很多 , 对高层建筑结构选型要综合考虑到很多方面的因素 ,比如环境。经济、安全与适用等因素。

( 1) 环境条件。包括场地条件和抗震性以及基本风压等 ;

( 2 ) 建筑方案。建筑方案中主要包括建筑的高度、长宽以及建筑的体型 , 其中对建筑体型中的平面体型和立体体型进行简要的分析;

( 3) 建筑使用功能要求。高层建筑的使用功能大体上可以

分为住宅、办公楼和旅馆等。有的建筑的功能可能只有几种结构选型与之相匹配。因此可以针对不同的建筑功能采用不同的建筑设计方案 ;

( 4) 施工工期 ;

( 5) 材料供应状况 ;

( 6) 设计和施工的水平 ;

( 7) 建筑结构的抗震性和可维护性。

2 .2 高层建筑结构选型方法及研究现状

传统的建筑结构选型方法主要是根据有关的规范条文和设计经验并举的经验方法。但是随着高层建筑结构体系的发展 ,这种结构选型方法已经不再适用。针对高层建筑研究出了利用人工智能、专家系统和模糊逻辑、智能设计等领域的思想和方法形成的主要智能选型方法及其不足之处。

( 1) 专家系统的智能高层选型方法专家在长期的设计实践活动中积累了很多的建筑选型经验 , 可以利用专家的这种

长处 , 建立结构选型知识库 , 对各种建筑选型的影响因素和方法进行评判标准 ,模拟出专家在结构选型时的思维决策过程。但是这种选型方法存在一定的弊端 , 虽然能够模拟专家在选型时的思维过程 , 但是未必能够全面且恰当的表达专家本人推理的思维过程 ,在应用中使用面较窄。

( 2 ) 基于知识发现的智能选型方法这种方法主要是从存储在数据库和其他的信息存储容器中的大量数据里面进行筛选 ,将有价值的知识进行筛选。但是这种选型方法的知识获取量比较大而且高效和自动化 , 能够将需要解决的问题中的深层次的规律性知识进行筛选 , 开拓了高层结构选型的新的手段和途径。例如广西某高校的文体馆在结构选型中设计为复合型结构 ,综合类椭圆型体育馆及扇形剧场的结构特点。符合高校体育比赛、社团演出等功能要求。

3 总结

目前在高层建筑结构设计和选型方面 , 在国内外已经引起了众多专家和学者的重视 , 但是在理论研究和方法等方面还没有得到充分的应用。结构选型在高层建筑行业发展中是十分复杂的一项 , 拥有很强的综合性 , 而且包含着大量的不确定性。因此在结构选型中应该研究和建立许多的智能型的优

化方法。比如专家系统的智能高层选层方法 ,基于知识发现的智能选型方法等 ,为高层建筑结构选型提供更多的便利。

作者：黎晖单位：南宁市建筑设计院

第四篇：高层建筑结构

1 高层建筑结构类型

目前，高层建筑的结构类型主要有钢结构、钢筋混凝土结构已经钢 -钢筋混凝土混合结构三种。不同的结构类型其优缺点也不一样，下面我们依次对三种结构类型的特点进行分析：

1 ． 1 钢结构

现代高层建筑中，钢结构的应用是非常广泛的。轻质高强成了它的主要特点，这也成为了人们在建造高层建筑的时候首先选用它的主要原因。此外，钢结构还有其他优点，比如，钢材的内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性；钢结构的装配化的程度比较高，其施工速度很快，对于工期要求严格的工程使用钢结构则可以大大缩短工期；当制造某些具

有特殊要求的密闭结构的时候，钢结构则能很好的满足。任何事物都具有两面性，钢结构高层建筑也不例外，有优点的同时缺点也都一直存在。至今仍被全世界人民铭记在心的美国“ 9 .11 ”事件，2 0 11 年9 月11 日，恐怖份子袭击了年仅“ 2 8岁”的美国世贸大厦，这个世界上曾经最高的双塔很快倒塌，这座建筑就是应用了我们所说的钢结构，钢结构的主要缺点就是其耐火性以及耐腐蚀性很差。所以美国世贸大厦才会在被飞机撞击了之后很快就倒塌。此外，钢结构在后期的维护费用也是相当的大，这个缺点也是我们必须面对的。

1 ．

2 钢筋混凝土结构

与钢结构相比，钢筋混凝土结构的耐火性能要好得多，而且其防水性能也比较好，而且钢筋混凝土的造价比较低，材料的来源也比较丰富，尤其对建筑高层建筑而言来说，使用钢筋混凝土结构可以节约钢材，它的耐久性也比较好，相对钢结构而言，其后期的维护成本就要低得多。然而，其缺点则主要有自重大、抗拉强度比较低，因此，当结构处于受拉状态的时候则很容易被破坏。对于施工工期有要求的工程而言，使用钢筋混凝土结构的施工周期相对来说则会比较长，而且由于施工人员技术以及施工现场管理、人员素质等多方面的原因可能会导致我们整个施工过程的质量很难得

到控制。

1 ． 3 钢 -钢筋混凝土组合结构

随着建筑业的不断发展，就高层建筑而言。钢 - 钢筋混凝土组合结构体系的采用，已经变成看一种越来越合理的一种结构，因为这样两种材料结合在一起的时候可以各种发挥自己的优势，使建筑物的结构性能达到最优化。顾名思义，这结构就是讲钢材与钢筋混凝土组合作为一种结构，目前，这种结构主要有两种具体的使用形式：第一种就是以钢桶的形式组合使用，使用钢材制造而成的钢管，然后在钢管内浇筑钢筋混凝土，这样就形成了钢柱，可以用来做高层建筑结构的柱子使用；另外一种则是整个结构的外部是浇筑的钢筋混凝土，而降钢材浇筑在混凝土的内部，钢材是一种不耐腐蚀性的材料，然而，这种结构的主要缺点则是钢筋混凝土内部的钢材维护比较困难。

2 高层建筑的结构体系

从高层建筑的发展至今经历了 1 0 0 多年的历史，我们所应用的结构体系主要包括了框架结构、剪力墙结构、框 - 剪结构以及筒体结构等几种类型。

2 ． 1 框架结构体系

框架结构体系的使用，可以让人们获得较大的使用空间，而且其内部的平面布臵也相对比较灵活。因为采用框架结构体系的建筑，其墙体基本上是不承重的，而且，此类建筑的施工方便、结构自重也比较轻。但是框架结构的柔性较大、其抗侧移的能力差，在水平荷载的作用下易产生较大的水平位移。所以，我国框架结构体系的建筑高度一般控制在1 5 ~2 0 层。

2 ． 2 剪力墙结构体系

在城市发展如此迅速的今天，剪力墙体系建筑随处可见。其受力特点主要以弯曲变形为主，其抗侧移的能力要比框架结构体系好的多，而且，其抗震性能也比较好，可以很好的抵制剪切变形。在我国，当建筑物的层数在 3 0 ~4 0 这个范围内的时候，我们一般选择剪力墙结构作为我们的结构体系。

2 ．

3 框架 -剪力墙结构组合体系

框架 - 剪力墙结构体系和钢 - 钢筋混凝土结构一样，是一种组合的结构体系，它把框架结构和剪力墙结构的优点结合在了一起。使用这种结构体系的建筑可以让我们的建筑在满足空间灵活的前提下的同时也具有较好的抗侧移的能力。

2 ． 4 筒体结构

相比之下，筒体结构的历史并不悠久，它的概念是在2 0世纪6 0 年代初的时候被人们提出来的。当建筑物的高层达到 4 0 ~5 0 层的时候，我们就要采用筒体结构了，筒体结构的抗侧移的刚度很大，而且也可以使得建筑物的平面布臵非常的灵活。我国上海的金茂大厦以及美国芝加哥的西尔斯大厦等具有标志性意义的建筑均选择了筒体结构。

3 结束语

随着建筑师们对建筑的高度的不断追求以及世界各地高层建筑建造步伐的加剧，高层建筑的结构体系及结构类型的选择是一个非常值得研究和考虑的问题，在建造新的高层建筑的时候，我们要不断地总结过去的经验，加大对高层建筑结构体系的研究力度，其中也包括抗震性能技术的研究。只有将各个方面都考虑到位了，高层建筑的发展才不会受到