对高层建筑结构概念设计重要性的探讨
对高层建筑地下室工程结构设计的探讨
对高层建筑地下室工程结构设计的探讨摘要:高层建筑上部荷载大，基础埋置深度也较深，地下室的设计是否合理直接影响到建筑物的正常使用。
本文是作者根据多年工作经验，对高层建筑地下室工程结构设计进行了探讨。
关键词: 高层建筑地下工程逆作法结构设计探讨中图分类号：tu318文献标识码： a 文章编号：一、地下柱分析1 分析的顺序随着地下、地上工程的进展，确定地下柱的计算长度，及此时相对应的垂直荷载，计算出1根柱的轴力，再根据此轴力来设计柱的截面、桩断面、柱插人桩的部分。
一般情况地下柱的设计顺序如图1所示。
2 地下柱的配置地下柱的配置应符合规范要求。
通常，地下柱设计为劲性柱或钢管混凝土柱。
3 地下柱承受的荷载(见表1)表1地下柱承受的荷载种类注：○为需计算荷载以这些荷载为均布荷载，再根据柱的荷载承受范围，计算出作用于该柱上的集中荷载。
另外，逆作法的荷载需依据对应的工程进度表，由荷载渐增的施工阶段来求出。
(1)固定荷载按通常的结构计算中建筑物重量的步骤进行计算，对应于工程进度表中不同时点，计算该时点的固定荷载。
(2)临时堆积荷载包含以下内容:①固定式起重机荷载计算出起重机作业时底部反力;②作业荷载按均布荷载，由地下柱承受;③首层楼板机动荷载机械、车辆等驶人时的荷载。
(3)风载地上部分受到风荷载的水平作用力，导致首层柱轴力加大，计算出地下柱的轴力增大值。
(4)地震荷载地上部分受到地震荷载的水平、竖向作用力，导致首层柱轴力加大，计算出地下柱的轴力增大值。
另外，地下四周有裙房时，也不可将首层梁的应力分散来考虑，应假定地上建筑的荷载直接由主楼(塔楼)下的地下柱来承受。
水平地震力通过首层梁板传向地基四周的柱多假定为不起作用。
比较风载地震荷载的大小，采用最不利者。
4 确定容许压力地下柱钢构被作为临时支撑使用，使用期限随地下工程的规模而变，通常在一年以内。
容许应力依据工程条件，施工条件的变化而定，一般依据重要性来考虑。
二、地下柱设计设计地下柱时，应注意以下几点:选定截面形状，设定弯曲率，确定计算长度。
对高层建筑不规则结构概念设计探讨
《 四川建材》 ０ 雒 第． 盱 ２ ６ ｊ
【 文章编号】 １ ２ ４ １（０７ ０ — ０５ ０ ： ７ — ０ １２０ ）６ ０８ — ３ ６
对 高层 建 筑 不 规 则 结构 概 念 设 计 探讨
王 泽 飞
（ 中山市 电力 工程有 限公 司）
梁 式 转 换 ，且 为 双 向 梁结 构 布 置形 式 。 结 构 水 平 布 置 在 结 构 设 计 中 处 于 举 足 轻 重 的 地 位 ，它
震计算分析外 ，更 重要 的是结 构的 概念设计 。下 面 ，根据 对某高层公寓设计进行概念设计的探讨。
涉及结 构安 全 、受 力 合 理 ，结 构 经 济 、施 工 方 便 等方 面 。
【 要】 摘 ：对平面、竖向不规则高层建筑设计成为结
构 工程 师 必 须 面 对 的 一 个 重要 问题 。 本 文 对 概 念 设 计 在 不
用 的结构 型式 ，利 用楼 梯 间 ，电梯 井 设 置为 一 般剪 力 墙 ，
住宅处设置为同墙 体厚 度 的短肢 剪力墙 ，既满 足 了建 筑要 求结构构件对室 内家居 设施 不产 生干扰 的要求 ，也保 证 了
规 则 高 层 建 筑 中的 应 用进 行 了详 细 分析 和探 讨 。
【 关键词】 ：不规则；高层建筑；概念设计 【 中图分类号】 Ｔ ９ ： Ｕ７ 【 文献标识码】 ：Ｂ
现代生活中高层建筑 结构 型式 越来 越复杂 ，就住 宅而
言 ，底 层大开间停 车场 、商场 ，上层 小开 间住 宅 ，竖 向体 型不规则 ；通风朝 向好 ，开 洞面 积大 ，墙 体 凹凸转 折 ，平 面布局 不规 则的结构 型式往 往适应 市场需 求 ，却 难满 足规 范要求 。对 平面、竖向不 规则高 层建 筑设计 成为 结构 工程 师必须面对的一个 重要 问题 。如 何既要 适应 市场需 求 ，又 要满足规范要求 ，使 结构设 计达 到结构 构件 安全 ，使 用功
浅谈高层建筑的结构设计与施工技术
Байду номын сангаас
技术手段 、 机械作业等原因的影 响 ， 常会 出现 体而形成。高层建筑 物连体结构的跨度因建筑 经 １ 结构 的简单 性 ． １ 应将 复杂 的变成 简单 。 将结构 的受力与传 建筑体地面或墙体出现局部裂缝 的现象 。混凝 的实际需要及 用途的差异而略有不同 。在 国内 力途径设计 成越 简单、 直接 和明确就越好 。 尽可 土施工技术人员一定要考虑到由于外部气候条 现阶段 应用 的高 层建筑 物连体 结构 施工技 术 能避免出现 以抗扭为主 导的关 键性传力构 件。 件 、 天气状况的不同 ， 混凝土的结构 自 然也会有 中，连 接体与主体结构 的连接—般采用刚性或 传 力途径越 复杂就越易形成 内力与变形 的不协 所差异 ，其裂缝宽度的控制也会有不 同的控制 柔 性连 接两种形式 。由于高层建筑物连体 结构 标准。 前 ， 目 国内高层建筑中混凝土施 工技术对 得 竖向刚度容易发生突变 ，结构扭转效应也相 调和难以预料 的薄 弱环节 。 且竖 向与水平地震组合作用对连 接体 同理 ， 结构进行分析计算时， 该运 用最 于裂缝问题的预防与控制，普遍 以施工期间的 对较大 ， 对 应 及其 附近主体结构有不利影响 ， 受力 复杂。因 简单 、 直接 、 念很清楚 地计算方 法； 忌使 技术强化与重点监管为主。 最 概 切 用概念含糊不清， 的甚至连概念都看不 出来， 有 ２ ． 高层建筑 整体强度 的控制 。 ．２ １ 在高层建 此，在连体机构施工技术的应用中一定要 强化 筑混凝土施工中 ， 建筑整体强度 的控制是至关 建筑物 的整体抗震性能 ，全面保障建筑 物的使 系数套系数 的繁琐计算方法 。 重要的 。也是建筑 工程质量达到 国家相关检验 用安全 与整体性能 。 另外 ， 节点剐度对高层建 筑 １ 结构 的规则性和均匀性 ． ２ 高层建筑混凝土施 工中， 技术 物整体 刚度 的影 响也很大 ，屈曲是 在施工 中必 １ ．建筑平 面规则， 内结 构布置宜规 标准的根本保障。 ．Ｉ ２ 平面 则、 对称 、 均匀、 减少偏心， 使建筑 物分布质 量产 人员一定要根据国家及地 区相关工程质量标准 须 引起重视 的重要技术问题 之一。 生 的地震 惯性 力能 以 比较 短 和直接 的途径 传 的要求 ， 调配出不同强度等级 的混凝土样品 ， 并 ２ ． 结构整体冈度要求。 ．２ ３ Ⅱ 在高层建筑物连 递， 并使质量分 布与结构刚度 分布协调， 限制质 要将其 送到指 定 的质检 机构进 行级 配强度 试 体结构施工过程 中， 通常在设置连体后 ， 塔楼在 量 与刚度之 间的偏心 。 建筑平面规则 、 结构布置 验 ，混凝土施工 中要严格按照级配报告的标准 连接楼层处的刚度容易发生 巨大变化 ，当连体 均匀 ， 利于防止薄弱层 的子结构过早破坏 、 有 倒 进行大批量 的混凝土调配 。在混凝土现场施 工 刚度较大时 ， 此处刚度的突变明显 ， 受力较为复 技术人员还要加强原材料的质量控制与 杂 。美 国新泽西州的著名建筑技术研究机构通 塌， 使地震作用 能在各子结构之 间重分布， 加 环节 ， 增 结构 的超静 定的数量， 发挥整个结构耗散地震 强度检验 ， 一旦 发现水泥 、 、 砂 石的配级难 以达 过长期研究与实验表明 ： 在施工过程 中， 当高层 能量 的作用 。 到标 准的情况 ， 一定要及时制定调整方案 ， 取 建筑物连体结构的相对 刚度较小时 ，可 以把双 采 １ ． 沿建筑物竖向的结 构布置宜 规则 、 ．２ ２ 均 相应 的补救措施 ，以确保对于高层建 筑整体 强 塔连体结构简化为双塔 结构计算 ，计算 内力误 匀， 避免刚度、 承载能力和传力 途径的突变， 避免 度 的 控 制 。 差不是很大 ； 当连体相对 刚度较大时 ， 把塔楼连 有过大的外挑和内收．以限制结构在竖 向某一 ， ２２转换层施工技术 ． 接楼层连同连体一起 当作一刚性楼层 ，计算误 在非对称结构的施工技术应用 中， 工 楼层 或少数几个 楼层 出现敏感 的薄弱部 位， 以 ２ ． 控制 网的布置。 ．１ ２ 高层建筑转换 层的结 差也很小。 致在这些部位因产 生过大的应力集 中和过大的 构 分为顶层 、 转换层 以上标准层 、 转换 层 、 转换 程技术 管理人 员应尽量通过技术手段与方法减 变形而使结构不安 全。 层 以下等 四个层面 。 在高层建筑转换层施工 中， 小连接 体刚度 ， 并使高塔 的位移回应 减小 ， 塔 低 １３结构 的刚度 和抗震能力 ． 由于受施工范围的限制 ，为了全面保证施工 的 的位移 回应增 大 ， 最终满足连体结构的整体 刚 １ ．水 平地 震作用是双 向的。 构布置应 整体进度和质量 ，以及施工过程 中各个控制点 度要求 。 ．１ ３ 结 使结构能抵抗任何方 向的地震作用 。 一般情况， 不遭受破坏 ，主楼 的垂直度和施工测量数据都 ３ 结论 可使 结构沿平 面在 两个主轴方 向均具有足够的 必须得到有效地控制，各项数据存在某些误差 高 层建筑 结构概念 设计是 运用人 的思 维 刚度 和抗震能力， 同时还应具有抗扭转 剐度 和 是不可避免的 ， 但是只有充分应用现代施工技 和判断 能力 。从宏观上决定高层建筑结构设计 抵抗 扭转振动的能力， 现在抗震设计计算 中不 术和测量仪器，是完全可 以吧误差控制在科学 中的基本 问题 。 具体说来， 就是要有效地选择结 考虑 地震地面运动 的扭转分量， 在概念设计 中 范围之内的。 高层建 筑转换层施工 中， 控制网的 构体系。 与高层建筑物的使用要求相互协调。 采 应该 注意提高结构 的抗扭刚度和抵抗扭 转振动 布置就是要 将施工 内容显现在图表中 ，以实现 用 由大 到小 、 自顶向下的原则选定 结构型式， 使 的能力 。结构 的抗震能力则是结 构承载力及延 施 工各项 内容 的有序进行 。 所选结构型式在适当条 件下能使建筑具有形体 性 的综合反映 。 ２ ．钢筋制作和绑扎工艺。 ．２ ２ 高层建筑转换 美和环境美， 并且满 足地形 、 质、 地 材料、 施工等 １ ． 结构刚度 选择时， 可考虑场地特征， 层施工 中， ．２ ３ 虽 钢筋作为最主要的建 筑材料 ， 于其 条件， 对 综合处理好 功能、 技术 、 艺术 、 济等方面 经 选择结 构刚度， 以减少地 震作用效应， 但也要注 应 用的施工技术形 式为钢筋制作和绑 扎工艺 。 的矛盾。而结构工程师应研究建筑师提 出的构 意控制结构 变形的增大， 过大的变形将会 因 Ｐ 高层建筑转换层施工过程中 ， 一 首先要在钢 筋沿 思方案， 努力保证构思方案具有必要 的安全可 △效应过大而导致 结构破 坏。 体周 围 固定 的距 离安置 一定数量 的 ｕ形 钢支 行性． 并及时反馈信息， 使结构方案更趋 于合理 ， ２ 高层建筑 的施工技术分析 架 ，这样不但可以有 效保证钢筋 的整体垂直度 从而才能创造 出更加适用 、 安全 、 济 、 经 美观 的 ２ 混凝土施工技术 ． １ 和外部保护层的厚度 ，而且对于转换梁钢筋 的 高层建筑。 在国内高层 建筑混凝土施工 中， 混凝土施 绑扎具有一定的稳固和定位作用 。转换梁钢筋 参考 文 献 工技术 的应用范 围极为广泛 ，混凝土施工技术 的绑扎必须严格按 照施工技术要求 ，及相关规 … 马 洪涛．国内高层建筑施 工的控制 与管理 １ 的发展与创新 是保 证高层建筑物 质量 的根本 ， 范来开展和进行 ， 钢筋捆绑 的科学顺序为 ： 架设 『 ． Ｍ１ 北京 ： 中国社会科学 出版社 ，０ ４ ２０． 也是促进 国内建筑行业施工技术全面发展 的关 ｕ形支 架 ， 放置外围 开 口底箍 、 扎牢 固， 绑 放置 『】 ２孙冬 梅． 世界 高层建筑 工程项 目施工技术创 键部分 。高层建筑 中混凝土施工技 术的应用 过 内开 １箍 ， ２ 从中间向两边分层放置水平主筋 、 １ 绑 新 的探 析 『 ． 汉 ： 北机 械 工业 出版 社 ，０７ Ｍ１ 武 湖 ２０ ． 程 中，既要坚持与高层项 目建设实 际需要相结 扎牢固 ， 从两侧插入水平开 口箍 。 只有严格遵守 【 赵越 双． 高层建筑施 工 中技 术管理工作 ３ ］ 浅谈 合 的原则 ， 还要严格把握施工技术应用 的要点 。 钢筋 制作和绑扎工艺 ，才能保证高层建 筑施工 的要点和难点叨． 山西建筑科技 ，０５ （ ） ２０ ，９ ． 高层建筑中混凝土施工技术应用 的要点 ，主要 的基本质量要求 。 ｆ］ ４蒋宏远 ． 高层 建筑工程转换层 施工技 术的管
浅析高层建筑结构设计中的概念设计
筋混凝土框 架柱截面达到 具有 较好延性 功能的大偏心 受压破坏
状态 ， 以防 止 小 偏 心 受 压 状 态 的脆 性 破 坏 。 同 时我 们 知 道 ， 影 响 钢 筋混凝 土框架 柱截面 延性 功能 的因素除轴 压 比外 ， 还 有 框 架 柱 的配箍特 征 、 核 心 区混凝 土 的抗压 强度 等级 、 纵 向 钢 筋 承 担 截面 轴压 的能 力 、 框 架柱 的截面 形状 等 因素 ， 轴 压 比 限 值 的 大 小 必 须 根 据 具 体 工 程 设计 综 合 所 有 因 素 进 行 一 定 程 度 的 合 理 调
摘
要： 建筑结构 的概念设计就是对 结构的受 力情况进行分析 ， 有 意识地利 用和发挥各 个基本体 系与总体 系之 间的力
学特征 ， 使 总体 结构体 系的设计 以及构造 处理符 合结构的 实际受力状 况 ， 设计 出水平较 高的结构 方案 ， 达到 经济合理 、 技 术先进 、 安全适用。高层建 筑结构 的概念设计 ， 是 对高层 建筑结构 的风 力作 用、 地震作用、 温度作用 、 结构的真实效应 、 场地 岩土特征 及一些基 本概念 深刻理 解的基础上 ， 运 用正确的思维方法指 导建筑设计 。
工程 师的创造力和创新 能力 ，协助建筑师 以达到令业 主满意的 心与高层建筑物表面力 的作用 中心或者质量重心接近或 者重合， 从此避免或者减小 了在风荷载或者地震发生时产生的扭转效应； 建筑 。 同时 ， 在建筑方案设计阶段 ， 结 构 工 程 师 所 设 计 的 结 构 总 体系应有 一个 刚柔 结合 、 多道防线的理想 刚度 目标 。即具有一定 （ ４ ） 高层建筑结构竖 向布置 的抗侧力刚度单元也最好设计 的 均匀 ， 避 免软弱层或者上下层间 的弯 曲刚度、 剪切刚度和轴 的 承 载 能 力 与 大 的 刚度 去抵 御风 荷 载 与 规 范 设 防 烈 度 水 平 的地 连续 、 震作用 ， 以及 在 第 一 道 防 线 有 意 识 的屈 服 后 ， 在 结构 变 柔 的 之 后 压 刚度 突 变 的 出现 ； （ ５ ） 应该掌握 上部结构对其 支承结构整体作 用的机理 ， 即受 仍有足够大 的延性耗 能能力和弹塑性变形能力 以抵 御可能遇到
有关高层建筑结构设计问题及对策的探讨
社． １ ９ ９ ２ ． ‘
工 业 出版 社 ， １ ９ ９ ９．
［ ８ ］ 侯 宝 隆， 蒋之峰． 混凝 土非破 损检 测 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 地 震 出版 ［ １ ０ ］ 曹 获， 江立生． 超 声 回弹综合 法测强 曲线的建立 ［ Ｊ ］ ． 华
计算简 图设计 ， 也是高层建筑结构设 计 中需 要注意 的重要 问 济性 以及适用性等方面进行规范 的。《 规程》 所规定 的结构体系最 ［ ７ ］ 吴慧敏 ． 结构 混凝土 现场检 测新技 术——混 凝土 非破损 检 ［ ９ ］ 余红发． 混凝土非破 损测 强技 术研 究 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 中国建材
第４ ０卷 第 ２期 ２ ０ １ ４年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ Ｅ Ｃ ＴＵＲ Ｅ
Ｖｏ １ ． ４０ Ｎｏ． ２
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
・４３ ・
文章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ ・ ０ ０ ４ ３ ・ ０ ２
关键 词 ： 高层建筑 ， 结构设计 ， 问题 ， 原 则 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ８ 文献 标 识 码 ： Ａ
改 革开放以来 ， 伴 随着 国民经济 的快 速发展 ， 加 上科 学技 术 题 ， 主要原因在于高层建筑结构设计 时需 要对一些基 本的数据 进 而这些计算分析都必须要建 立在计算简 图的基础 之 的不 断进 步 ， 我 国高层建筑行业 取得 了重 大的突破 。高层建筑 结 行计算分析 ， 构设计 是否合理 ， 不仅 仅影 响到高 层建 筑实施 施工 ， 而且 还 直接 上。只有 通过计算 简图基础之上的数据分 析 ， 才可 以提高 高层建 影 响到高层建筑建 设 以及后 期养护 的顺 利开 展。本文 主要研 究 筑结 构设 计的安全性以及牢靠性 。举例来讲 ， 建筑 物结构节 点 问 高层建筑结构设计 原则 ， 探讨 高层 建筑 结构设 计 问题与 策略 ， 为 题 ， 建筑物结构节点并不是我们传统 观念 中的铰节 点或者是 钢节
浅谈结构概念设计的重要性——“强柱弱梁”的思考
浅谈结构概念设计的重要性——“强柱弱梁”的思考摘要：在进行框架结构的抗震设计时，我们需要遵循“强柱弱梁”的设计原则，那么，实际设计工作中如何实现上述原则？实际震害调查中为何仍会大量出现“强梁弱柱”型的破坏？如何在以后的设计中正确的贯彻“强柱弱梁”的设计原则？本文将就上述问题展开深入的探讨。
关键词：强柱弱梁；刚度；强度；楼板翼缘；钢筋超配。
1、强柱弱梁的概念和实现方式框架结构的“强柱弱梁”指的是：框架节点上下柱端截面实际弯矩设计值之和ΣMc要大于比节点左右梁端截面弯矩设计值ΣMb。
简单点说就是尽量实现梁铰机制。
在框架结构设计中，必须遵守强柱弱梁的原则进行抗震概念设计，为实现梁铰机制，框架柱的受弯承载力比梁的受弯承载力至少要加强60%~80%，当考虑双向梁的屈服影响时则至少要加强140%~180%。
现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.2.2条对此有明确规定，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第6.2.1条也有具体的规定。
这就是说框架节点上下柱端截面弯矩设计值之和ΣMc要比节点左右梁端截面弯矩设计值ΣMb大10%~40%。
规范条文说明，弯矩设计值可按弹性分析分配。
这里的规定理解起来相当困难，因为弯矩设计值是在弹性阶段按刚度分配来的，而“强柱弱梁”的本意是控制强度而不是单纯控制刚度。
要让梁柱在弹性刚度上满足上述要求。
有时设计师把强度问题变成刚度问题去考虑，不但违反初衷，而且不一定达到目的，还会造成柱截面尺寸不必要的增大等设计上的困难，让结构工程师和建筑师产生许多矛盾。
框剪结构中0.2Vo调整以及最小剪重比的控制都是强度问题而非刚度问题。
下面我们把强度、刚度的概念大致介绍下：强度是材料抗力的尺度，刚度是材料抗变形的尺度，但其大小不是对应的。
存在强度很高而刚度很小的构件，也存在刚度很大而强度很低的构件。
结构的一个极为重要而普遍的规律是：力是按刚度而非强度分配的。
在外力作用下共同工作的各种结构组成部分是按照它们的刚度来分配所受的外力。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇
高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。
第一篇摘要：随着我国人口急剧上升，土地资源稀缺问题愈加明显，为了提升土地利用率，开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来，复杂高层与超高层建筑得到广泛应用，它即满足了城市发展的需要，也实现了有限土地资源的有效利用。
因此，本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨，用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词：复杂高层；超高层；建筑结构；设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加，政府对高层建筑的质量提出更高要求，尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此，在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时，要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行，为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比，复杂高层与超高层建筑具有特殊性，不仅建筑高度不可比拟，还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升，地面受力与重力荷载会逐渐上升，在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加，从而加大超高层建筑的困难性。
其次，复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点，主要体现在两个方面：①楼层越高风效应就越大，在风的作用下其合力作用点的位置就越高，由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中，建筑的结构自重是企业必须考虑的问题，因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关，随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高，从而结构自重不断加大，成为强力作用下的薄弱环节，比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关，通常楼层越高其风力效果越强，因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是，人们对风作用的舒适度有一定的感知，若风振作用过强则会令人产生不适感，从而降低居住品质。
对高层建筑结构设计中几个问题的探讨
对高层建筑结构设计中几个问题的探讨摘要：适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则，只有在结构设计中努力追求这五个方面的平衡，才能设计出符合使用者需求的建筑，才能在建筑建设中体现出最佳的经济效益和社会效益。
本文从高层建筑角度对结构设计的几个问题进行探讨。
关键词：高层建筑结构设计设计要点需注意问题结构设计通常在建筑设计之后，其应满足、实现建筑设计的各种要求，而不能破坏建筑设计的整体性。
当然，结构设计对建筑设计的满足不能超自身能力的范围，以避免建造的建筑不安全、经济、合理。
可以说，建筑设计能否实现结构设计起到一定的决定作用，从这个角度来说，建筑结构设计的重要性是不言而喻的。
下面就高层建筑结构设计几个常见问题加以探讨。
1、对高层建筑结构设计要点的分析高层建筑结构受风和地震影响较大，这两种荷载都是随机振动，具有很强的复杂性和不确定性。
因此，在进行高层建筑结构设计时，除了通过数学、力学等的分析外，还应考虑概念设计。
结构的概念设计就是从结构的宏观整体出发，着眼于结构的整体反应，运用对建筑结构已有的知识去处理结构设计中遇到的问题，即注意总体布置上的大原则，又考虑关键部位的细节设计，从而达到设计的合理。
具体可以从以下几点出发：1.1 平面设计应简单、规则平面形状简单、规则的凸平面的建筑，其风载体型系数较小，能有效减小高层建筑的风压，有利于抗风；平面简单、规则、对称、长宽比较小的建筑，抗震性能较好。
建筑平面简单、规则、对称均匀易实现有利于抗震的结构平面布置。
若平面形状不对称均匀时，应设置剪力墙进行调整。
1.2 竖向体型设计高层建筑结构的竖向体型应采用对侧向力不太敏感的形状，应使结构具有抵抗外荷载作用的能力，同还应考虑经济合理性。
1.3 竖向传力体系设计传力体系直接反映结构沿竖荷载传递路径和建筑的使用性能。
在设计时应控制建筑的高宽比、抗侧刚度均匀无突变、锚固深度等。
1.4 整体性原则高层建筑结构设计时，应确保结构连续性和构件连续可靠，做到构件节点的承载力不低于其连接构件的承载力，满足地震作用下的强度要求和大变形延性要求，是整体建筑结构始终保持其整体性。
高层建筑结构概念设计的探讨
复杂 ，除 了来 自本 身极 大的 自重和使 用荷 载 外 ，还 有 来 自
水 平 方 向 的 风 荷 载 和 地 震 力 等 侧 向荷 载 。 高层 建 筑 规 模 大 ，
内部功能 多样 ，设备 要 求复杂 ，所 有这 些都 对 高层 建 筑的
结 构提 出 了更 高 的 要 求 。本 文 就 多 年 的 设 计 实 践 经 验 来探 讨 一 下 高 层 建 筑 结 构 的 概 念 设 计 ，供 同仁 参 考 。
２ 认 识高层 建 筑受 力特 点 ，选择 合理 结构 类型
高 层 建 筑 的受 力 特 点 不 同 于 低 层 建 筑 ，对 于 同 时 承 受 垂 直 荷 载 和 水 平 荷 载 的 结 构 ，从 结 构 内 力 看 ，在 低 层 建 筑 中 ，水 平 荷 载 产 生 的 内 力 较 小 ，结 构 以抵 抗 垂 直 荷 载 产 生 的 轴 力 为 主 ，弯 矩 和 剪 力 的 影 响 较 小 。 随 着 高 度 的 增 加 ，
构 的工作性能 。
概 念 设 计 之 所 以重 要 ，还 在 于在 方 案 设 计 阶 段 ，初 步
设计过程是不能借 助 于计算 机来 实现 的。这就需 要结 构工
程 师综 合 运 用 其 掌 握 的 结 构 概 念 ，选 择 效 果 最 好 、造 价 最 低 的 结 构 方 案 ， 为 此 ，需 要 工 程 师 不 断 地 丰 富 自 己 的结 构 概 念 ，深入 、深 刻 了 解 各 类 结 构 的 性 能 ，并 能 有 意 识 地 、
新 工 艺 的 采 纳． 害怕 承担 创新 的 责 任 ） （ 。大 部 分 工 程 师 在 一
因素 ，一般通 过建 筑材 料 本 身 的特性 即可满 足 设计 要求 。 在 高层 结构中 ，水平荷 载 的影 响要远 远大 于垂直 荷载 的影 响，水平荷 载是 结构 设计 的控 制 因素 ，结构抵 抗水 平荷 载
高层建筑结构抗震概念设计
的 刚 度 和 强 度 。 四是 要 按 照 抗 震 等 级 对 梁 柱 ．墙 的 节 点 采取
相 应 的 抗 震 构 造 措 施 确 保 高 层 建 筑 结 构 在 地 震 作 用 下 达 到 三 个
水准的设防标准。 囝
参考文 献 ：
能 的 因素 主要 包括 以下几 方 面 。一 是形 状 简单 。简单 的 设计 形 状 使 建筑 结构 明了 在 对各 构件 进 行 受力 情 况分 析上 易 于把 握 ，保 证 了受 力 数据 的精 准 度 。简单 的建筑 构 造 减轻 了地 震 对 建筑 物 的
二 、 抗 震 概 念 设 计 的 基 本 原 则 及 影 Ⅱ 素 向因
完威 高层 建 筑 结 构 设 计 ，要 建 筑 师 与 工 程 师 的 通 力 配 合 。 结 构 工 程 师要 统 筹 全 面 地 考 虑 工 程 构 件 、 整 体 结 构 及 延 性 。 工 程 师 和 建 筑 师 要 全 程 协 作 对 结 构 体 系 的 合 理 性 进 行 设 计 。 针 对 地 震 形 态 高 层 建 筑 结 构 抗 震 概 念 设 计 的 基 本 原 则 及 影 响 结 构 抗 震 性
和水 平 的抗 震能力 。
特征 差 异性 原 因 ，致使 许 多 国家 所 制定 的抗 震规 范 有 很大 差 距 。
高层 建 筑结 构概 念 设计 在依 据 数 值计 算 的基 础上 ，加入 了实 践经
验 元 素 使 得这 一 设计 理念 更 能 满足 区域 差 别下 从 事 高层 建筑 结 构 的 设计 需 求 结 构概 念设 计 甚至 比 分析 计 算更 重 要 。强 调其 重 要 性 目的在 于 结构 工 程 师在 高层 建筑 设 计 中应 特 别重 视结 构 规
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对高层建筑结构概念设计重要性的探讨
摘要：建筑结构设计中，由于计算机结构计算程序的广泛应用与普及，设计
人员越来越依赖计算程序，从而导致结构设计人员忽略了在建筑方案阶段的结构
概念设计，为保证建筑结构的安全可靠、适用、经济，对结构设计人员强调结构
概念设计的重要性是非常必要的。
关键词：概念设计；高层建筑
高层建筑结构概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和
工程经验，在方案阶段及初步设计阶段，从宏观上、总体上和原则上去决策和确
定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题，主要涉及结构
方案的选定和布置、荷载和作用传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判定和
加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的的发挥以及承载力和结构刚度在平面内
和沿高度的均匀分配；结构分析理论的基本假定等等。概念设计是一种思路，是
一种定性的设计，它不以精确的力学分析、生搬硬套的规范条文为依据，而是对
工程进行概括性的分析，制定设计目标，采取相应的结构措施。
一、概念设计能帮助建筑师开拓空间形式与功能
建筑师与结构工程师为业主服务的目标是一致的，因此，结构工程不仅
要成为结构功能要求的实现者，而且要成为建筑功能要求实现的积极参与者，与
建筑师一道创造性的作出总体建筑设计。在建筑方案设计阶段，结构工程师的参
与是项目设计所必要的知识投入。结构项目工程师的首要任务，就是在建筑方案
设计阶段，凭借整体概念和判断力，去帮助建筑师开拓或实现业主所想要的空间
与功能。
二、高层建筑结构概念设计需重视的几个问题：
1、以承载力、刚性、延性为主导的目标：
在特定的空间形式、功能和地理环境条件下，以结构工程师自身确定的
理想承载力、刚度和延性为主导目标，用整体构思来设计各个部分有机相连的结
构体系，并有意识地利用和发挥结构总体系和主要分体系、以及分体系与构件之
间的最佳受力特征与协调关系。
从宏观上分析高层建筑的水平力，就是把高层建筑结构模拟成一根“竖向
悬臂梁”，由结构静力计算公式，轴力与高度成正比，在水平力作用下高层结构
底部的倾覆力矩与其高度的二次方成正比；由《高规》（JGJ3—2010）第5.4.1
的条文说明公式中，结构顶部侧移与其高度的四次方成正比，因而，随着高度越
高，高层建筑结构的抗侧力问题尤为突出。过大的侧移，对结构造成危害，影响
正常的使用；过明显的摆动，会使居住者感到不舒服，使居住在建筑里面的人们
产生恐惧感；同时，也会使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使主体结构构件出现
较大的裂缝，甚至破坏。对高层建筑结构来说，通常是地震或风等水平作用控制
着结构构件截面尺寸和配件大小，因此，高层建筑结构的结构性能主要指其抗震
抗风能力，这里有承载力足够、刚柔适度和延性好三个方面含义，也就是要求：
（1）高层建筑结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度、结构承载力和
结构延性。
（2）结构刚柔适度指结构刚度选择既要顾及场地特征，错开结构自振周
期，减少地震作用效应；又要顾及p-Δ效应，控制结构变形；同时更要注重结构
刚度的合理配置，以保证高层建筑结构有足够的抗扭转振动能力。因此，需要限
制结构扭转为主的第一振型周期与平动为主的第一周期之比值，当限制要求不被
满足时，需采取加大两端刚度或增加平动周期（柔化）等方法，调整抗侧移结构
的布置，增大结构的抗扭刚度。
（3）高层建筑钢筋混凝土结构的延性有一定的要求，为此结构构件要具
有足够大的截面尺寸，满足高层的建筑的轴向变形和剪切变形，也就是满足柱的
轴压比、梁和墙的剪压比限制，并且截面配筋率要适宜。
2、结构简单规则均匀
结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计
算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握，对结构抗震性能的
估计也比较可靠，这就要求工程师在熟练运用计算机设计程序的同时，更要掌握
必要的高层建筑结构简化估算方法。
结构规则均匀要求沿建筑竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚
度，承载能力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某个楼层出现敏感的薄弱部
位。建筑平面要求比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物分布质量产生
的地震惯性能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，
限制质量与刚度之间的偏心。
3、加强连接、整体稳定性强：
高层建筑结构的整体稳定性，主要取决于楼盖、结构节点、结构与基础
连接的可靠性等。
（1）楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用，楼盖相当于水平隔板，
它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力结构，而且要使这些子结构能协同承
受地震作用，当楼板有大的凹入，大的开洞，平面内削弱过大，会产生显著变形
时或结构空旷、平面狭长时，一方面应采用计及楼板变形影响的计算程序计算，
另一方面还应在各抗侧力结构协同工作和各竖向子结构有效连接方面加强构造
措施。
（2）建筑结构抗震概念设计有强节点弱构件的原则，高层建筑结构也一
样，确保在地震作用下，节点承载力大于相连接构件的承载力。当构件屈服、刚
度退化时，节点仍能保持承载力和刚度不变。尽管结构单元之间要求牢固连接，
要求彻底分离是抗震设计的普通原则，但对高层建筑结构而言，最好采取加强连
接而不是分离的方法，尽量避免似分不分，似连不连的结构方案，防止因振动不
同步产生震害。
（3）高层建筑基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体
性的重要保证，基础不仅要有足够的整体性，而且与上部结构也要有可靠的连接，
同时还必须有足够的埋置深度，以期在满足地基承载力、变形和稳定性要求的基
础上，减少建筑物的整体倾斜，防止滑移。
4、轻质高强、多道防线
高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义，不仅从地基承载力上有突出的
经济效益，而且也是因为地震效应是建筑的质量成正比，减轻房屋自重是提高结
构抗震能力的有效办法。高层建筑中质量大了 ，不仅作用于结构上的地震力大，
还由于重心高、地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，p-Δ效
应造成附加弯矩更大。因此，在高层建筑中，结构构件宜采用高强度材料，非结
构构件和围护墙体应采用轻质材料。减轻房屋自重，既减少了竖向荷载作用下构
件的内力，使截面变小，又可减小结构刚度和地震效应，不但能节省材料，降低
造价，还能增加使用空间。
三、结语
目前，大部分结构设计人员都依赖计算机程序进行设计，在一定程度上
已经被计算机所“绑架”，离开计算机，设计人员无从下手，无法进行结构设计。
也因为在设计过程中，计算机结构计算软件总是存在一定的局限性、适用性和近
似性，所以在设计过程中对现实工程采用了许多假定和简化，使计算模型与现实
工程有一定的差别。这就需要设计人员在前期要有概念设计的水平，运用自身的
基础理论、丰富的工程经验，在建筑设计方案中积极参与，确定建筑方案中的合
理布置。概念设计是结构设计的核心和灵魂，其宗旨是要求建筑师和结构工程师
明白在目前科技发展和设计计算的水平上，如果结构设计得严重不规则、整体性
差，只凭结构力学分析来进行计算，是难以保证结构的抗风、抗震功能的。运用
结构概念设计从整体上把握结构的各项性能，这样才能对计算分析结果进行科学
的判断、合理的采用，保证工程项目的经济性与安全性。
参考文献：
[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010.
[2] 霍达主编 《高层建筑结构设计》,高等教育出版社 2004.8.
[3] 王锦浩 对提高建筑结构概念设计的思考,《城市建设》第27期.
[4] 劳毅 重视概念设计，提高建筑结构设计的质量 《企业科技与发展》2008
年第20期.