关于高层建筑结构选型设计的初步探讨 张奎立
高层建筑结构选型的影响因素和选取方法
高层建筑结构选型的影响因素和选取方法高层建筑结构选型的影响因素和选取方法在高层建筑设计中,结构设计赋予建筑物一个支撑骨架.该骨架型式及其空间关系的合理性不仅直接关系到建筑物的安全,而且关系到建筑物能否实现其预定的功能和能否达到预期的经济效益.依据工程实践经验,若高层建筑结构体系选型不当,同样难以做出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计.正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑的设计、施工乃至使用、维护而言,都具有至关重要的意义.1 高层建筑结构选型的问题当前我国高层建筑结构选型普遍不重视结构选型决策工作,而且缺乏一套完整系统、可行的方法来操作,仅以上部结构土建造价单一指标或几个易于转换成计量单位评估的定量指标来进行决策.因此高层建筑结构选型存在如下问题: 第一是影响因素的不确定性.结构选型决策工作具有很强的综合性,包含大量确定与不确定的因素,多因素共同作用的结果决定结构的型式,需要对诸多因素做大量细致分析.对一栋高层建筑来说,按当前常规做法是不太可能得到完善合理的结构型式的.选错结构型式,不仅会使高层建筑综合经济效益低下,而且使该建筑物给社会经济环境带来不良影响[1].第二是影响因素的多样性.结构体系的选择受到诸多条件和因素影响,除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性、施工条件、技术能力、施工工期、建筑材料和能源供应、建筑美学要求,包括建筑群及其环境的配合,建设场地的地形、地貌、自然灾害等等.一个合理的结构型式是通过进行多目标决策,将诸多因素统一协调而产生.而设计人员正是缺乏这种从整体( 或全局) 的综合经济效益出发来处理结构选型问题的观念,并由于缺乏处理模糊概念的方法和手段,不自觉地把不少本来为模糊的量忽略或当成确定性的,这使得设计变量和目标函数不能达到应有的取值范围,从而导致决策结果不是真正的最满意的.2 高层建筑结构选型的影响因素分析2. 1 高层建筑结构选型不合理的情况及原因分析2. 1. 1 超出建筑结构设计规范中规定的适用范围高层建筑的各种结构体系有各自的适用范围,我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》( 以下简称为《高规》) 给出了各类钢筋混凝土结构房屋适用的最大高度.首先房高超规.如高规规定对位于 IV 类场地的建筑或不规则建筑高度应适当降低.抗震规范条文说明指出: "不规则或在 IV 类场地上的结构,适用高度一般降低 20 % 左右.有框支剪力墙的结构,抗震的不利因素是明显的,适用高度一般降低 20 % ~30 %".有的不规则高层建筑高度未按要求降低.其次是剪力墙间距超规主要体现为框剪结构中超过高规中关于剪力墙间距的规定和在有框支墙的现浇剪力墙结构中,落地剪力墙间距超过《高规》规定.超过的原因主要是为满足建设方对大空间的要求.2. 1. 2 选用建筑设计规范中没有的结构体系近年来,由于建筑功能、建筑艺术以及城市规划的需要,高层建筑不仅在层数、高度上迅速增长,而且结构体系日益复杂多变,很多高层建筑的高度已处于《高规》适用范围之外.这些非常规结构往往没有先例可依循,理论和实验依据不够,设计人员在没有充分计算、试验、论证的情况下自行"创新"出一些结构; 这些结构型式本身就很可能受力不合理,更谈不上综合经济效益好[2].2. 1. 3 选用不合理的结构型式首先有的地方新建高层住宅采用重量大、刚度过大、地震反应力大、基础大、造价高、工期长、不利抗震、不便使用的小开间剪力墙结构.如新建 4 栋 23 层~25 层高层住宅采用小开间剪力墙结构,两层箱形基础,结构方案不合理,造成很大浪费.其次高层建筑与裙房用后浇缝连成整体( 包括基础与上部结构) ,一般裙房用框架结构,主楼用框剪结构或框筒结构或剪力墙结构.在用后浇缝连成整体前,高层建筑与裙房选用的结构型式均无问题,用后浇缝连成整体后则明显有剪力墙布置不均匀、不符合《高规》关于框剪结构中剪力墙最大间距的要求和剪力墙数量过少,其承担的.底部弯矩小于总地震弯矩的 50 %等问题.2. 2 影响高层建筑结构选型的因素2. 2. 1 结构受力合理性结构受力合理性包括结构能有效抗风、可靠抗震、传力途径明确、应力分布合理、破坏机制合理等等.结构选型必须保证结构体系的受力合理,要根据力学要求比较各种结构体系优缺点,选择出合适的几个结构体系,结合影响因素做分析、筛选.水平荷载在高层建筑结构设计中起控制作用,具体到非地震区,起控制作用的水平荷载就是风荷载.在风荷载作用下,高层建筑可能出现层间位移过大,导致结构体系中的承重构件如梁、柱、墙等出现不同程度损坏; 或者整个结构摆动过大.因此,在非地震区,特别是风荷载较大的地区,高层建筑结构选型应对风荷载作用引起足够重视,选择时要考虑结构体系在强度、变形方面满足要求,还要使结构在风荷载作用下产生的振动控制在人对不适感的容许限度范围之内.现有地震灾害资料及工程经验表明,在满足建筑物使用功能要求前提下,地震区高层建筑的抗震安全性与经济合理性,很大程度上取决于抗震结构体系的选型是否恰当合理.而选型是根据抗震设防标准,抗震设防标准又得依据设防烈度,设防烈度又受建筑物所在场地的地质条件影响.因地震运动的随机性及复杂性,既不可能准确地划定高烈度地震可能发生的地区和范围,又不能在全国范围内普遍按照高烈度标准设防,给结构选型工作带来困难.实验表明,要合理选择抗震结构体系,使设计的结构总体方案更加创新和完美,精确的数值计算分析固然重要,但更有赖于正确运用概念设计的思想及工程经验的定性判断[3].所以,结构设计理论及计算手段改进也是影响结构选型的一大因素.2. 2. 2 经济因素对高层建筑结构选型的制约我国的"适用、经济、安全、美观"建设方针把经济放在重要地位,在结构选型决策时对不同结构体系进行经济比较具有重要性.从整体的和长远的角度利用综合经济分析方法系统地考虑结构方案的经济性.首先是不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次性投资费用,还应考虑其全寿命期费用; 其次是除了以货币指标核算结构的建造成本外,还应从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量.此外,从可持续发展的角度来考虑,还要特别考虑资源的节约; 再次是某些生产性建筑若能早日投产交付使用,可以较快地回收投资资金,更能得到较好的经济效益.从能耗面分析,我国建筑能耗约占全国总能耗的 25 %~ 30 % ,随着人民生活水平提高,建筑能耗在我国总能耗中所占比例还将增加.依据国内外统计,日常使用能耗占建筑总能耗的 90 %以上,因此建筑节能的重点为日常使用能耗,其中尤以采暖及空调耗能为主.从结构施工周期的缩短考虑,可以使整个建筑更早地投入使用,取得经营收入,同时还可以缩短贷款的还贷时间,减少还贷利息.因此,即使结构方案的一次投资费用较高,也可能是经济的方案.从结构全寿命周期费用角度考虑,在进行结构方案的经济分析时,考虑一次性投资费用不够全面.一幢建筑物在其整个使用寿命期内( 一般为 50 a) 会发生其它费用,如结构的一般维护、维修费用,灾后的重建费用等等,这些费用的数额较大,进行结构选型决策时也应予以考虑.2. 2. 3 施工水平对高层建筑结构选型的影响建筑施工的生产技术水平及生产手段对建筑结构型式有很大影响,主要表现在先进施工技术、建筑结构方案密切与施工条件相结合以及施工使用阶段阶结构受力状况三个方面.施工技术条件不具备或选用的结构方案不适应现有施工技术能力,将给工程建设带来困难.在结构选型时,有关设计人员应与施工单位人员沟通,共同磋商解决选型中出现的矛盾.另外选择结构型式时应结合施工工艺因素考虑工程的具体施工条件.同一种结构型式可以对应不同的施工工艺,而不同的施工工艺会影响材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标和结构受力状态、抗震性能、计算分析及构造措施.因此高层建筑结构选型中应对施工工艺连同其它因素加以全面综合权衡考虑.3 高层结构选型的方法高层建筑结构选型决策受诸多确定性因素和不确定性因素的影响.这些因素中有的能量化为定量指标,而有一部分要凭经验做出主观判断,因此比较分析备选方案应从定量分析和定性分析两方面进行.通常,先对备选结构方案进行定量分析,然后进行定性分析,最后两者综合起来进行整体成本分析,选出最佳方案.整体成本分析方法受到结构占用面积和结构施工工期两方面的影响.高层建筑采用钢结构或钢-混凝土混合结构的结构占用面积比采用混凝土结构的结构占用面积小,建筑的有效使用面积相对增加,在销售上就能体现出其经济效益,可以抵消一部分因采用钢结构而增加的费用.施工工期对整体成本的影响主要体现在"时间即是成本"的关系上[4].施工工期的缩短,可使建筑物提早投入使用,缩短贷款建设的还贷时间,并且能提早出租增加租金收入,对整体成本的影响体现在利息和租金的收益上.高层建筑采用钢结构或钢混结构与采用混凝土结构相比,在建筑有效使用面积与施工工期方面具有一定的优势,能取得较可观的经济收益,从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的费用,进而使得工程的整体成本明显降低.通过整体成本分析高层建筑钢结构或钢混结构的经济效益主要来自结构施工工期的缩短带来的贷款利息节约、租金收入增多.从分析中还可知,高层建筑的层数越高,这方面的优势越明显.而钢筋混凝土结构的造价低但工期长,时间成本相对要高,在超高层建筑中的综合经济效益就显得相对较低.因此,当业主对高层建筑的结构材料方案进行评估时,应该对钢结构的施工工期优势加以充分考虑以争取节约成本的机会.从结构方案的整体成本出发以定量方法对影响整体造价的主要因素进行量化和计算,根据得出的整体成本指标直接进行结构方案的比较、选择.这种定量方法把大量的不确定性因素的影响排除在外,其决策目标函数为只追求造价( 成本) 最低的单目标.造成由于目标函数达不到应有的数量( 这里目标函数的数量是指综合目标函数中包含的子目标函数的个数) 从而降低决策结果的可信度的后果.4 小结结构选型所涉及的影响因素是比较多,它是一个多目标的综合决策问题.要求在确定决策的综合目标函数时,要尽可能多地考虑各种影响因素( 包括确定性和非确定性的影响因素) ,并反映到具体的子目标函数上来.一个综合目标函数只有充分地考虑了大多数的影响因素时,得出的综合目标函数值才有足够的根据,最终的决策才可能有足够的说服力和可信度.从而综合目标函数值最高的结构方案即为能使该高层建筑的综合经济效益达到"令人满意"的结构方案.在考虑子目标函数时由于在多个目标之间可能存在矛盾甚至可能是互斥,对一个目标来说是最优的,对另一些目标就不一定能满足的情况,就不存在对所有目标都是最优的方案.这就形成一个对目标函数数量选择的"度"的问题.参考文献[1] 叶浩波. 高层建筑结构选型影响因素分析[J]. 中国高新技术企业,2007,( 13)[2] 喻敏波,王全凤. 浅谈高层建筑结构选型[J]. 福建建筑,2010,( 5)[3] 冯望. 高层建筑结构选型的探讨[J]. 中华建设,2008,( 4)[4] 卢铭杰. 浅谈房屋建筑成本控制[J]. 技术与市场,2011,( 3)。
建筑结构选型案例分析报告
建筑结构选型案例分析报告一、引言二、案例简介该建筑项目为一座高层办公楼，总高度为300米，共有80层。
建筑师要求在满足建筑结构安全性的前提下，尽可能减小重量和成本。
三、结构选型概述1.钢结构：钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，能够满足建筑师的需求。
但是钢结构对于地震和火灾的抵抗能力较差，且需要更多的维护和保养。
2.钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构具有较好的地震和火灾抵抗能力，且成本相对较低。
然而，钢筋混凝土的施工周期较长，对基础要求较高。
3.预应力混凝土结构：预应力混凝土结构在重量轻、耐久性好的同时，还具有较好的自重分担能力。
然而，预应力混凝土结构需要具备较高的技术和施工要求。
四、结构选型决策分析在该案例中，由于建筑高度较高，地震和火灾的抵抗能力成为重要的考虑因素。
因此，钢结构相对来说不是理想的选型，而钢筋混凝土和预应力混凝土结构更适合该项目。
考虑到施工周期和成本的因素，预应力混凝土结构比较适合该项目。
预应力混凝土结构减轻了自重负荷，并提高了地震和火灾抵抗能力。
虽然预应力混凝土结构的技术要求较高，但可以通过雇佣有经验的建筑公司和施工人员来解决。
五、结构选型实施1.技术要求：雇佣有经验的建筑公司和施工人员，确保结构施工的质量和安全。
2.施工期限：根据施工周期和预算制定详细的施工计划，并进行合理的进度安排。
3.质量控制：严格按照设计方案进行施工，强调材料的选取和施工工艺的控制。
4.结构监测：在施工过程中进行结构的实时监测和评估，确保结构的安全性和稳定性。
六、结论通过该案例的分析，我们可以得出以下结论：1.结构选型是建筑设计中的重要环节，直接影响建筑物的结构安全性和成本。
2.在结构选型中，需要综合考虑建筑物的高度、地震和火灾的抵抗能力、施工周期和成本等因素。
3.预应力混凝土结构在该项目中是较为理想的选型，具有重量轻、耐久性好和良好的抗震性能。
4.在实施结构选型时，需要注重技术要求、施工期限、质量控制和结构监测，确保建筑物的安全和稳定性。
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)1. 引言1.1. 项目背景1.2. 设计目标1.3. 设计范围2. 建筑特点分析2.1. 地理、气候条件2.2. 地表状况2.3. 建筑用途和功能2.4. 建筑高度和规模3. 结构形式选择3.1. 结构类型比较3.2. 结构形式选择原则3.3. 结构系统分析4. 荷载计算4.1. 人工荷载4.2. 自重荷载4.3. 外载荷载（风荷载、地震荷载） 4.4. 动力荷载4.5. 季节性影响5. 材料和构件选用5.1. 钢材选型5.2. 混凝土强度等级5.3. 基础材料选用6. 结构分析与设计6.1. 结构计算模型建立6.2. 静力分析6.3. 动力分析6.4. 结构设计参数确定6.5. 结构设计计算7. 基础设计7.1. 基础类型选择7.2. 基础计算及尺寸确定7.3. 地下室结构设计8. 连接与节点设计8.1. 框架连接设计8.2. 钢-混凝土连接设计8.3. 梁柱节点设计9. 结构施工及监理9.1. 结构施工工序9.2. 施工工艺方案9.3. 结构监理要点10. 安全与防护10.1. 结构抗震安全性评定 10.2. 结构防火设计10.3. 结构抗风设计本文档涉及附件：附件1：结构形式选择表附件2：地震分析结果附件3：结构设计计算表本文所涉及的法律名词及注释：1. 基础设计：根据《建筑设计规范》第3部分的规定，进行基础尺寸、承载力、稳定性等方面的设计。
2. 结构施工工序：指按照建筑工程施工组织设计要求进行施工的工序及顺序。
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)1. 简介1.1. 项目背景与目标1.2. 设计范围1.3. 文档编写目的2. 建筑特点与环境分析2.1. 地理位置与气候条件2.2. 地表状况调查2.3. 建筑用途与功能要求2.4. 建筑高度与规模3. 结构形式选择3.1. 结构类型比较分析3.2. 结构形式选择原则3.3. 结构系统分析4. 荷载计算4.1. 人工荷载4.2. 自重荷载4.3. 外部荷载（风荷载、地震荷载） 4.4. 动力荷载4.5. 季节性影响5. 材料与构件选用5.1. 钢材选型与规格5.2. 混凝土强度等级与配合比5.3. 基础材料选用6. 结构分析与设计6.1. 结构计算模型建立6.2. 静力分析6.3. 动力分析6.5. 结构设计计算与验算7. 基础设计7.1. 基础类型选择7.2. 基础计算与尺寸确定7.3. 地下室结构设计8. 连接与节点设计8.1. 框架连接设计8.2. 钢-混凝土连接设计8.3. 梁柱节点设计9. 结构施工与监理9.1. 结构施工方案9.2. 施工工序与要点9.3. 结构监理与要求10. 安全保护与防护10.1. 结构抗震安全性评定 10.2. 结构防火设计本文档涉及附件：附件1：结构形式选择模板表附件2：地震分析结果表附件3：结构设计计算表格本文所涉及的法律名词及注释：1. 基础设计：按照《建筑设计规范》第3部分的规定，进行基础尺寸、承载力、稳定性等方面的设计。
建筑结构选型高层建筑结构
建筑结构选型高层建筑结构高层建筑结构的选型是建筑设计中非常重要的一环。
正确选择适合的结构类型，不仅可以保证建筑的稳定性和安全性，还可以提高建筑的经济性和可持续性。
1.钢筋混凝土框架结构：钢筋混凝土框架结构是高层建筑最常见的结构类型之一、其主要由钢筋混凝土柱、梁和楼板组成，具有高强度、刚性好、施工速度快等优点。
钢筋混凝土框架结构可以分为剪力墙结构、框架-筒体结构和框架-剪力墙结构等不同的变种。
根据具体的建筑设计要求和地震设计要求，可以选择不同形式的钢筋混凝土框架结构。
2.钢结构：钢结构是另一种常见的高层建筑结构类型。
相比于钢筋混凝土框架结构，钢结构具有自重轻、强度高、变形小等优点。
钢结构可以采用梁柱框架结构、桁架结构和框架-剪力墙结构等形式。
在大跨度和复杂形状的高层建筑中，常常选择钢结构。
3.预应力混凝土结构：预应力混凝土结构是一种通过在混凝土构件内引入预应力拉索或钢束，在无外力作用下使混凝土构件受到的预压力，从而提高了构件的承载能力和抗震能力的结构类型。
预应力混凝土结构可以分为预应力混凝土梁柱结构、预应力混凝土框架结构和预应力混凝土框体结构等。
预应力混凝土结构可以提高建筑的整体刚度和稳定性。
4.综合结构：综合结构是多种结构形式组合而成的一种建筑结构类型。
常见的综合结构形式包括筒体-框架结构、筒体-钢结构和筒体-预应力混凝土结构等。
综合结构可以根据不同的构件组合和分布，提供更多的设计灵活性，以适应不同的功能和形态要求。
在选择高层建筑结构类型时，需要综合考虑以下几个因素：1.抗震性能：高层建筑特别需要考虑抗震性能，选用能够满足地震设计要求的结构类型。
2.经济性：高层建筑结构对建筑成本有很大影响，需要选用经济性较好的结构类型。
3.施工性：结构类型要有良好的施工性能，能够适应现场施工的要求。
4.可持续性：结构类型要注重节能和环保，有利于提高建筑的可持续性。
5.功能性：结构类型要满足建筑的功能需求，如大跨度空间、开放式设计等。
建筑结构选型
建筑结构选型在建筑设计中，结构选型是一个非常重要的环节。
它直接关系到建筑物的稳定性、安全性和经济性。
本文将介绍建筑结构选型的一般原则，并针对不同类型的建筑提供一些建议。
结构选型的一般原则包括：1.确定使用功能和荷载：首先需要明确建筑物的使用功能和所承受的荷载，包括自重、活荷载、风荷载、地震荷载等。
这些荷载将直接影响结构的设计和选型。
2.考虑建筑功能和形式的特点：不同类型的建筑具有不同的功能和形式特点，例如住宅、办公楼、工业厂房、桥梁等。
结构选型应根据建筑的特点进行相应的调整。
3.对当地环境条件进行分析：建筑所处的地理位置和环境条件也将对结构选型产生影响。
例如，寒冷地区需要考虑隔热保温，台风多发地区需要考虑抗风能力等。
4.综合考虑经济性和施工难度：结构选型应在满足使用功能和安全性的前提下，综合考虑经济性和施工难度。
选择经济性较好、施工难度较低的结构类型，可以降低建筑成本和工期。
接下来，将对不同类型的建筑提供一些建议：1.住宅建筑：对于多层住宅建筑，常见的结构类型包括钢筋混凝土框架结构、钢结构和预制混凝土结构。
其中，钢筋混凝土框架结构在经济性和施工难度上具有优势，适用于多层住宅建筑。
而对于高层住宅建筑，钢结构和混凝土核心筒结构是较常见的选型。
2.商业建筑：商业建筑多数采用钢结构，因其具有灵活性、耐用性和施工速度快的特点。
钢结构可以实现大跨度的设计，能够满足商业建筑中大空间的需求。
3.工业厂房：工业厂房一般采用钢结构，因为钢结构具有轻便、抗震、耐候和易于拆改等特点。
此外，工业厂房还需要特别考虑生产线和设备布置的需求，因此应在结构选型时充分考虑工艺流程和设备分布。
4.桥梁工程：桥梁工程通常采用钢桥和钢-混凝土组合桥结构。
钢桥适用于大跨度、简支结构，具有较好的抗震性能。
钢-混凝土组合桥结构则可以充分发挥钢桥和混凝土桥的优势，同时满足安全性和经济性的要求。
总之，结构选型在建筑设计中起着关键作用。
选型的合理与否直接影响到建筑物的质量和使用寿命。
010高层结构选型
高层结构体系和选型1．高层民用建筑钢结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别和施工技术条件等因素考虑其适宜的钢结构体系高层民用建筑钢结构采用的结构体系有：框架、框架-支撑体系、框架-延性墙板体系、筒体和巨型框架体系。
这里所说的框架是具有抗弯能力的钢框架；框架-支撑体系中的支撑在设计中可采用中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑；框架-延性墙板体系中的延性墙板主要指钢板剪力墙、无粘结内藏钢板支撑剪力墙板和内嵌竖缝混凝土剪力墙板等。
筒体体系包括框筒、筒中筒、桁架筒、束筒，这些筒体采用钢结构容易实现。
巨型框架主要是由巨型柱和巨型梁(桁架)组成的结构。
2．将框架-偏心支撑(延性墙板)单列，有利于促进它的推广应用。
筒体和巨型框架以及框架-偏心支撑的适用最大高度，与国内现有建筑已达到的高度相比是保守的。
AISC 抗震规程对C抗震等级(大致相当于我国0．10g以下)的结构，不要求执行规定的抗震构造措施，明显放宽。
据此，有必要对7度按设计加速度划分。
对8度也按设计加速度作了划分。
对框架柱在附注中列明为全钢柱和钢管混凝土柱两种，以适合钢结构设计的需要。
3．高层民用建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制；在结构设计满足本规程规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本要求后，仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的，主要影响结构设计的经济性98规程建议的高宽比限值参考了20世纪国外主要超高层建筑，本次根据发展情况作了相应修订。
同时为方便大底盘高层民用建筑钢结构高宽比的计算，规定了底部有大底盘的房屋高度取法。
设计人员可根据大底盘的实际情况合理确定。
4．本条按房屋高度和设防烈度给出了高层民用建筑钢结构房屋的结构选型要求。
本次修订又增加了高层民用建筑钢结构不应采用单跨框架结构的要求。
高层结构选型与结构布置ppt课件.pptx
框架侧向变形
2.2.2 剪力墙结构体系
定义：房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。
剪力墙结构平面图
典型剪力墙结构平面布置
剪力墙结构特点
抗侧刚度大，侧移小 室内墙面平整 平面布置不灵活 结构自重大，地震作
我国最高的钢框架结构——北京长富宫，22层，94米
典型框架结构柱网平面布置
典型框架结构剖面示意图
框架结构特点
平面布置灵活，可形成较大的使用空间 施工简便，较经济 抗侧刚度小，侧移大 对支座不均匀沉降较为敏感
框架结构分类
按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和 装配整体式三种。
构的抗扭作用
2.2.4 筒体结构体系
定义：是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的 高层建筑结构体系
筒体结构平面图
筒中筒 多重筒
框架-核心筒 成束筒
特点 筒体结构
框筒-框架 是空间结构， 具有很大的
侧向刚度及
水平承载力，
并具有很好
的抗扭刚度。
目前世界最
高的100幢
高层建筑约
多筒体
有2/3采用 筒体结构。
由于它可以看作是由两级框 架组成，第一级为巨型框架，是 承载的主体；第二级是位于巨型 框架单元内的辅助框架（只承受 竖向荷载），也起承载作用。因 此，这种结构是具有两道抗震防 线的抗震结构，具有良好的抗震 性能。
小框架 巨型梁
巨型柱
上海证券交易所
2.2.6 各种结构体系的 最大适用高度和最大高宽比
平面布置
规则性
平面宜简单、规则 平面长度不宜过长 突出部分宜减小 凹角部分应采取加强措施
高层住宅结构设计论文
高层住宅结构设计论文随着城市化进程的加速，高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅不仅能够有效地解决城市人口密集的居住问题，还能在一定程度上提高土地的利用率。
然而，高层住宅的结构设计是一项复杂而关键的工作，需要综合考虑多种因素，以确保建筑的安全性、稳定性和舒适性。
一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高，竖向荷载和水平荷载都较大。
竖向荷载主要包括自重、活荷载等，水平荷载则主要有风荷载和地震作用。
在结构设计中，水平荷载往往成为控制因素，因为随着建筑高度的增加，水平荷载对结构的影响愈发显著。
此外，高层住宅的结构体系通常较为复杂，常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
不同的结构体系在受力性能、抗震性能、经济性等方面各有优缺点，需要根据具体的建筑功能、地理环境和建设要求等进行合理选择。
二、高层住宅结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层住宅结构设计的首要任务。
需要综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震要求、经济指标等因素，选择合适的结构体系。
例如，框架结构适用于层数较低、空间布局灵活的建筑；剪力墙结构适用于住宅中对房间分隔要求较高的情况；框架剪力墙结构则兼具框架结构的灵活性和剪力墙结构的抗侧力性能，适用于大多数高层住宅。
2、计算分析在确定结构体系后，需要进行详细的计算分析。
包括对竖向荷载和水平荷载的计算，以及结构的内力分析、位移计算等。
计算分析通常借助专业的结构设计软件进行，但设计师需要对计算结果进行判断和校核，确保其准确性和合理性。
3、构件设计根据计算结果，对结构中的各类构件进行设计。
包括梁、柱、墙等构件的截面尺寸、配筋等。
构件设计需要满足强度、刚度、稳定性等要求，同时还要考虑施工的可行性和经济性。
4、抗震设计地震是对高层住宅结构安全的重大威胁，因此抗震设计至关重要。
需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度，确定结构的抗震等级，并采取相应的抗震措施，如设置抗震缝、加强节点连接等。
三、高层住宅结构设计中的关键问题1、风荷载的影响高层住宅受到的风荷载较大，可能导致结构的振动和变形。
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关于高层建筑结构选型设计的初步探讨张奎立
发表时间：2018-11-16T19:14:04.653Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者：张奎立[导读] 摘要：高层建筑选型的问题伴随着高层建筑的日益增多也开始凸显，大量的高层建筑造型不顾结构的安全性和经济性，设计方案虽然夺人眼目，却为此要付出巨大经济代价。
安徽新天柱工程规划设计研究院有限公司安徽省合肥 230000摘要：高层建筑选型的问题伴随着高层建筑的日益增多也开始凸显，大量的高层建筑造型不顾结构的安全性和经济性，设计方案虽然夺人眼目，却为此要付出巨大经济代价。
解决这些问题的最好方法之一就是正确处理高层建筑的选型设计。
关键词：高层建筑；结构选型；设计
一、高层建筑结构选型的重要性
高层建筑与城市社会发展的关系密切我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升，城市居住、生产、生活用地日趋紧张。
为节约及充分利用城市土地资源，减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费，提高城市社会吸纳能力及其综合效益，缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾，改善城市环境与调节心理等城市社会性问题，高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长，且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。
高层建筑结构复杂性提高现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂，高度、规模、投资日益增大，要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。
主要表现为需求多元化、功能综合化的趋势，必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化，为增大建筑净空高度，很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现，对结构系统形式的要求提高。
随着高度与规模等增大，高层建筑投资增加、工期增长，其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。
结构优化，首先是其形式的优化，然后才是其布局与构件参数的优化。
高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变，选型需要的知识信息愈加庞大，选型结果受人为因素的影响也将增大。
二、结构的选型问题
1.结构的超高
在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，特别是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对其重视，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
2.结构的规则性
新旧规范在这方面的内容产生了很大变动，在这方面新规范增添了很多的限制条件，如：嵌固端上下层刚度比信息、平面规则性信息等，此外，新规范采用强制性条文对“建筑不应采用严重不规则的设计方案”进行了明确规定。
因此，结构工程师在遵循新规范过程中必须要严格注意这些限制条件，防止后期施工图设计阶段工作陷于被动。
3、短肢剪力墙的设置
在新规范中，短肢剪力墙定义为对墙肢截面高厚比为5~8的墙，且通过实际经验和实验数据，对在高层建筑中的应用短肢剪力墙增加了很多限制，因此要最大程度避免采用短肢剪力墙。
4.嵌固端的设置
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了此从而带来一系列需要注意的方面.如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，其中任何一方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
三、高层建筑结构选型
根据高层建筑结构的受力特点，对高层建筑结构在概念阶段的设计显得尤为重要，该阶段设计的优缺点直接影响建筑工程整体的经济性。
（一）高层建筑结构体系选型与建筑施工的关系高层建筑施工工艺的不同，不仅会影响到材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标，而且也会影响到建筑结构的受力状态，抗震性能等。
所以在高层建筑结构体系选型时就要对施工工艺连同其它因素加以权衡，综合考虑。
现浇钢筋混凝土高层建筑结构的造价主要包括材料、模板及施工三部分。
据统计，在造价中模板的费用是最主要、最易变化的部分，它可占总造价的33%-55%，模板体系选择是否合理，不仅影响主体结构造价，而且与施工速度及劳动力消耗有着密切关系。
（二）高层建筑结构抗震体系选定的原则（1）具有明确的计算简图和合理的地震力传递路线；（2）具备多道抗震防线，不会因部分结构或构件失效，而导致整个体系丧失抗侧力或承受重力荷载的能力；（3）具有必要的承载力、良好的延性和较多的耗能潜力，从而使结构体系遭遇地震时具有足够的防倒塌能力；（4）沿水平和竖向结构的刚度和强度分布均匀，或按需要合理分布，避免出现局部削弱或突变，形成薄弱环节，从而防止地震时出现过大的应力集中或塑性变形集中的危险。
在确定高层建筑方案的同时，应综合考虑房屋的重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础，以及材料供应和施工条件，并结合结构体系的经济、技术指标，选择最合适的结构体系。
四、针对高层建筑结构选型进行设计
1、结构选型设计的条件
在进行建筑结构选型设计前，需要对建筑结构的功能要求进行充分的分析，在满足相应功能要求的基础上，实现合理的高层建筑结构选型设计。
在高层建筑选型上，需要充分的考虑到各种建筑结构形式，并针对材料的选用情况进行慎重的分析。
一般来说，很多的建筑成本花费最高的阶段就是结构设计阶段，而且在这一阶段，施工工期也相对较长。
所以，有效的保障结构选型设计的质量，就能够使得高层建筑建设的整体质量得到保障。
2、结构选型的重要性
结构选型对于结构工程的建设来说，有着重要的影响作用。
如果出现选型不恰当的问题，那么就会使得结构设计也存在相应的偏差，结构的安全性和耐用性就会大打折扣。
因此，就需要合理的进行高层建筑结构选型。
在一些特定的区域，如非地震带，高层建筑的结构选型，需要充分的考虑到水平荷载和风荷载这两种荷载因素。
在这一区域，高层建筑结构需要选用抗风性较强的结构形式，而建筑的体型则需要选用风压系数相对较小的体型。
而在对建筑结构平面进行设计的过程中，则需要合理的对平面结构的形态和刚度进行精确的设计，以保障结构的稳定。
在地震高发区域，建筑选型需要充分的考虑到地震因素，将宏观调控作为主要的指导方针，有针对性的对高层建筑整体方案进行设计，构建相应的结构体系，使得抗震效果得到最大化的体现。
3、建筑的结构体系设计具有一致性
建筑的形式有很多种，主要为多层建筑、高层建筑和低层建筑。
无论是何种形式的建筑，其在水平结构体系设计以及竖向结构体系设计上，均参照一致的原理。
然而，在建筑楼层逐渐增多的基础上，竖向结构体系在设计上也需要进行控制。
之所以会出现这样的情况主要是因为在建筑楼层数增多的情况下，竖向荷载也会增大，对于支撑柱、墙和井筒的要求就会提高。
同时，在建筑侧面所呈现出的倾覆力以及剪切力等也会相应的增大，因此要合理的对设计进行控制。
高层建筑与低层建筑和多层建筑在结构荷载的设计上有着一定的不同，高层建筑需要克服的问题是变形的问题，有效的针对变形进行抵抗。
而低层建筑和多层建筑则主要需要解决的问题则是抗剪。
要想能够使得高层建筑筑足以抵抗相当大的侧向荷载和侧移，常常不得不进行专门的结构布置，柱、梁、墙和板的截面总是要大一些。
结束语
高层建筑结构选型设计至关重要，因此，在高层建筑工程的后续发展中，要不断提高管理人员素质，加强对高层建筑结构选型设计的重视，严格管理体系，促进高层建筑结构选型设计水平的提高。
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