高层建筑结构设计研究
高层建筑结构的抗震设计的研究
高层建筑结构的抗震设计的研究【摘要】高层建筑物结构性能的好坏和人们的生活息息相关，关系重大。
为了确保我们的生命财产安全不受到损害，本文主要介绍了高层建筑结构抗震设计的基本内容、影响因素，并提出了做好防震设计的具体实施方法。
【关键词】高层建筑；抗震；研究1、前言自世界第一座高层建筑物诞生以来，至今已有将近150年的历史。
科技的发展促进社会的进步。
此后，高层建筑在全世界飞速发展起来。
特别是进入到二十一世纪之后，建筑物的高度不断增加，结构变得也越来越复杂，出现了许多不规则的形体。
但是，一些自然灾害的频发，比如说地震，时刻影响着人们的生命、财产安全。
所以说，抗震的设计是高层建筑在设计的过程中必须重点考虑的一个问题。
2、建筑物抗震性能的影响因素分析内部因素和外部因素是影响建筑物抗震效果的两大主要原因。
内部因素即是我们常说的高层建筑自身结构和所选用的材料，而外部因素主要包括地理环境的影响。
因此，我们将对这几个方面进行进一步的分析探讨。
2.1建筑物体的自身因素影响抗震性能的一个关键性的因素是建筑物体的本身结构设计形式。
结构形式越合理，表示建筑物的抗震性能越强。
许多专家表示，我国整体建筑物的结构设计水平已经大大落后于西方发达国家。
无论是在钢筋配置率上，还是在梁柱的承载力配置上，都无法满足自身发展的需要。
一个建筑体，无论层次高低，都必须有合理的设计结构，尤其是高层建筑体，而现在的高层建筑又趋于复杂化、不规则化。
一个好的设计结构应该满足小的地震不出现损害，大的地震倒塌不了的抗震特征，从而更好提高建筑体的抗震效果，减少人们的生命财产损失。
例如，建筑物的平面布置繁简度、不规则度，出屋面部分的高低等都是需要纳入重点考虑范围的问题[1]。
2.2建筑物材料的选用建筑物选用材料的好坏直接决定了建筑物自身抗震效果的高低，这是显而易见的问题。
这相同的环境下，一个建筑物所使用的材料越先进高端，那么它的抗震性能就会越高；相反，选用的材料质量越差，防震能力就会越低。
基于高层建筑结构设计研究与分析论文
基于高层建筑结构设计的研究与分析摘要：随着科学技术的不断进步以及社会的迅速发展，在当今的城市建设过程当中随之出现了越来越多的高层建筑，并且在高层建筑的设计上也出现了许许多多的新变化和新发展，由此可见，高层建筑结构设计已逐渐成为了当今高层建筑的核心内容。
所以，对高层建筑的结构设计方面的相关问题进行研究是十分有意义，也是非常重要的。
本文简要的分析了高层建筑的结构特征，并深入的探讨了高层建筑设计的相关问题，希望能够对我国高层建筑结构今后的设计工作产生积极的作用及影响。
关键词：高层建筑；结构设计；研究与分析中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：引言随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。
另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
其主要特点有：（一）水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。
因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。
另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
关于高层建筑结构设计的研究
高层建筑自出现以来已 1 0 0多年的历 有 史， 而随着经济的发展、技术的进步和人们观 念的改变 ， 高层建筑在本世纪末 又迎来了新
一轮的建设热潮。近 1 0, 2 0年高层建筑在 造型形式不断翻新 高度记录一再被打破的同 时， 其空间结构也发生了很大的变化 ， 并致使 高层建筑的结构设计理念也发生 了重大的变 革。当然 建筑结构模式的变化并非一 日之功 ， 是需要有一个演变过程的 ， 而且在相当长的一
优选用。
段时间内 还会多种模式共存。 1、高层建筑结构设计的意义及依据 1 . 1概念设计的意义 高层建筑能做到结构功能与外部条件一
致，充分展现先进的设计 ，发挥结构的功能并 取得与经济性的协调 ，更好地解决构造处理 ， 用概念设计来判断计算设计的合理性。 1 . 2概念设计的依据 高层建筑结构总体系与各分体系的工作原 理和力学性质，设计和构造处理原则， 计算程 序的力学模型和功能，吸取或不断积累的实践 经验。 2、高层建筑结构设计的一般原则
2 . 1选择合适的基础方案 基础设计应根据工程地质条件 上部结构 类型及荷载分布 相邻建筑物影响及施工条件
等多种因素进行综合分析 ， 选择经济合理的基
2 . 3选用恰当的计算简图 结构计算是在计算简图的基础上进行的 计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有 发生 因此选择恰当的计算简图是保证结构安 全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措 施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚 结或铰结点 但与计算简图的误差应在设计允 许范围之内。 2 . 4正确分析计算结果 在结构设计中普遍采用计算机技术 ， 但由 于目 前软件种类繁多 不同软件往往会导致不 同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范 围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计 时， 由于程序与结构某处实际情况不相符合 或人工输入有误 或软件本身有缺陷均会导致 错误的计算结果 因而要求结构工程师在拿到 知识，并运用这些知识去解决问题，这就是通 常说的领着走。一定要重视知识形成过程的教 育，对每一个知识点都要设计过程去探讨。平 时教学中一定要重过程研究。要注意不同概念 之间的联系，将化学知识织成网络。 4、变换视角，审视实验 化学是以实验为基础的，高考对实验能力 的考查逐年加强。近年高考实验试题中所考的 原理都是中学化学中最普通、最常用的原理， 但问题情境却是新的，仪器是常见的，而所给 的实验装置组合也是新的，使得有些同学一看 到就慌了神 ，不知如何下笔。所以要强调学生 理解反应原理、理解装置原理。没有理解 ，就 不能用熟悉的装置和熟悉的仪器去完成熟悉的 实验。如何提高实验应考能力，我们可以从以 下三个方面来进行: 一要特别重视熟练掌握化
我国高层建筑结构抗震设计分析研究
避免混凝土 的受压破坏先 于钢筋的屈服。结 。 必须设缝时应保证有足够的缝 宽。 防震缝 剪弱弯， 强底层柱／ 墙， 强节点弱构件的原则。另外保证抗震结构构件之间 两侧楼板宜位于同一标 高， 防止竖相构件 与楼板相撞 而破坏 。 的连接具有较好的延性才能充分发挥各个构件 的承载力 、 变形能力 ， 从而 （ ４ ） 减 轻 结 构 自重 提高抗震结构 的整体变形能力 。 高层建筑 的隔墙和填充墙使用轻型材料能有效减轻结构的 白重 。减 轻结构 自重 ， 可最 大限度 的降低地震的作用 ， 改善结构在地震中的受力状
分退出工作且吸收部分地震能量后 ，第二乃至第三道纺线能抵抗后续 的 地震 动的冲击 。 抗震结构成为具有多道抗震纺线的结构 ， 可以减少输入 主
３ 、 高层 建筑 物抗 震结构 设计 的分 析与研 究
结合我国高层建筑抗震设计的原则 、常见 的问题 以及 地震 作用对高 体结构的地震能量 ， 在遭 遇持续强震时 ， 其结构 虽然遭受较重 的破 坏 ， 但 层建筑的破坏特点我们 建议在解决 以上问题的同时通过以下途径提高高 其结构的结构非弹性变形 还不至于造成结构 的倒塌 ，从而减轻主体结构 层建筑的抗震性能。 的 破 坏 程度 。 （ １ ） 减 少地 震 能 量 的输 入
（ ４ ） 抗 震 结 构体 系选 取 不合 理
１ 、 抗震 结构 设计 的基本 原则
（ １ ） 设 置 多道 抗 震 防线
抗震结构体系如果选取的不合理 ，没有明确的计算简图和合理 的传 在 高层建筑 的抗震设计 中设置多道抗震防线 ， 从 而避免在持续地震 力途径 ，薄弱部位的出现也难于把握 ，不能可靠 的估算 出结构 的抗震性 作用下 由于部分 结构破坏 而导致整 体体系丧 失抗震能 力或重力承 载能 能。选取时需要根据建筑的重要性 、 设防烈度 、 房屋高度 、 场地地基 、 材料 、 力。具体做法是， 高层建筑的抗震结构体系要由若干延性较好的分散体 系 施工技术 、 经济条件等 因素综合考虑 ， 使选取的建筑抗震结构体系具 有较 组成 ， 且 由延性 较好 的连接构件连接而成协调工作 。从而 ， 在遭遇一定强 好 的抗 震 能 力 。 度的地震作 用后 ， 处于第 一道纺线 的构件遭受可允许 的损坏 ， 刚度降低部
浅谈高层建筑的结构设计的研究
浅谈高层建筑的结构设计的研究摘要：随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，功能齐全的高层建筑越来越多。
高层建筑的结构的稳定、美观越来越受到人们的关注，同时也给了建筑结构设计师更高的要求。
高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。
文章通过阐述述高层建筑结构设计的四个特点即水平荷载成为决定因素、轴向变形不容忽视、侧移成为控制指标、结构延性是重要设计指标。
以及结构设计的结构选型、地基与基础设计、结构计算与分析等不同方面来介绍高层建筑的结构设计。
关键词高层建筑就;结构设计;结构选型abstract: with the rapid development of national economy, of people living standard rise ceaselessly, complete functions of more and more high-rise buildings. the high-rise building structure stability, appearance has attracted more and more attention, but also to the building structure designer higher requirements. high rise building at present in our city construction proportion is larger and larger, and the structural design changes are more and more, a lot of new structure design to the rapid pace of present in our city construction in. this paper describes the structure designof high-rise building ‘s four characteristics namely horizontal load become the determinant, the axial deformation can not be ignored, lateral displacement becomes the control index, the ductility of the structure is the important design index. and the structure design of the structure selection, foundation design, calculation and analysis of different aspects to introduce the high-rise building structure design. key words: high-rise building; structure design; structure type中图分类号：tu208.3]文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）前言随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，同时高层建筑由于高度、规模、投资与复杂性等逐步增大，结构设计所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂，高层建筑结构设计的难度与重要性也在不断增大、建筑耗费的人力、财力、物力也同等增加。
高层建筑结构分析与设计方法研究
关键 词 ： 高层建 筑； 结构 ； 设计 方 法
Ｋｅ ｒ ：ｈｇ － ｉｅｂ ｌｉ ｇ ｓｒ ｃｕ ｅ ｄｅｉｎ ｙ ｗｏ ｄｓ ｉｈ ｒｓ ｕｉ ｎ ； ｔ ｔ ｒ ； ｓｇ ｄ ｕ
的关 系。
Ａｂ ｔａ ｔ ｏ ｈ ｉｈ ｉｅ ｂ ｌｉ ｇ ，ｏ ｙ ｅｅ ｔｏ ｆａ ｓ ｒ ｃ ：Ｆ ｒｔ ｅ ｈｇ －ｒｓ ｕｉ ｎ ｓ ｆｒ ｔｐｅ ｓｌｃｉｎ，ｌｍｅ，ｈ ａ ｌ ｔ ｔ ｒ ，ｒｍｅ ｓｒ ｃｕｅ， ｍｅ ｕ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｌ ａ ｕｂ ｎ ｔｂ ｄ ｒ ｓ ｅ ｒ ｗａｌｓｒ ｕ ｅ ｆａ ｔｕ ｔ ｒ ￣ａ ｄ ｔｂ ｔ ｔｒ ｓ ｗｅｌ ｓ ｔ ｅ ｉ ｕ ｅ ｕｃ ｕ ｓｒ ｃｕｅ ａ ｏ ｉｅ ｅ ｆｒｔ ｔｒａ ，ｈ ｉ ｅ ｔｅ ，ｅｎｏ ｃ ｄ ｃ ｎ ｒｔ ｔ ｔ ｒ ， ｏ ｏ ｉ ｔｕ ｔ ｒ ａ ｅｃ ｎ ｉ ｅｅ ．Ｔ ｉ ａ ｅ ｎｒｄ ｃ ｓ ｔｕ ｔ ｒｓＣ ｂｅｃ ｎｓｄ ｒｄ，ｏ ｈｅｍａｅ ｌ ｔｅ ｔ ｎ ｉ ｍｂ ｒｓｅ ｌ ｒｉ ｆｒｅ ｏ ｃ ｅｅｓｒ ｕ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓｒ ｅｕ ｅｃ ｎ ｂ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ｈ ｓｐ ｐ ｒｉｔｏ ｕ ｅ ｕｃ ｅ ｔ ｅ ｔｐ ｓ ｆｈ ｇ ｒｓ ｕｌ ｎ ｔ ｔ ｒｓ ａ ｄ ｔｅ ｉｃ ｓ ｓｔ ｅ ｓ ｌｃｉｎ ｏ ｇ ｒｓ ｕ ｌｉ ｔｕ ｔ ａ ｙ ｔｍ ｎ ａｃ ｉ ｃｕ ａ ｅ ｉｎ， ｔｕ ｔ ｒ ｈ ｙ ｅ ｏ ｉｈ— ｅ ｂ ｉ ｇ ｓｒ ｕ ｅ ， ｎ ｈ ｎ ｄｓ ｕｓｅ ｈ ｅｅ ｔ ｆｈｉｈ— ｅ ｂ ｉｄｎｇ ｓｒ ｃｕｒｌｓ ｓｅ ａ ｄ ｒ ｈｔ ｔ ｒｌｄ ｓｇ ｓｒ ｃｕ ａ ｉ ｄｉ ｕｃ ｏ ｉ ｅ ｌ
高层建筑结构设计的问题与对策研究
高层建筑结构设计的问题与对策研究摘要：在高层建筑的建设中，结构设计是其中非常重要的组成部分，对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
文章以高层建筑结构设计为中心话题，探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对实践起到指导作用。
关键词：高层建筑结构设计短肢剪力墙嵌固端设置结构规则性一、引言随着社会的发展和科技的进步，建筑结构不断的发生变化，建筑物的高度逐渐增高，尤其是随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多，并广泛的出现在人们的生产和生活之中。
在高层建筑的建设中，结构设计是其中非常重要的组成部分，对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
一方面，高层建筑结构设计需要具有科学性和合理性，能够满足人们生活的需要；另一方面，高层建筑结构设计要具有安全性，能够满足抗震、抗风等基本要求，为人们的生活和学习提供安全保障。
文章着重分析高层建筑结构设计的问题与对策，希望能够对实践发挥指导作用。
二、高层建筑结构的特点高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点，它同时承受着水平荷载和垂直荷载，其中水平荷载是由外界的风力所产生的，垂直荷载是由于建筑物高度所引起的，此外，高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。
通常情况下，低层建筑结构受到的水平荷载比较小，垂荷载也比较小。
但是，在高层建筑中，外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响，并且是对高层建筑荷载的主要因素。
随着建筑物高度的不断增加，高层建筑的位移较快的增长。
但是，高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度，还会对建筑物的使用产生影响，此外，过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。
有鉴于此，在进行高层建筑结构设计的时候，必须将侧移控制在合理的范围之内，使建筑物不会影响人的舒适度，不会影响建筑物的使用。
因此，可以说，在高层建筑结构设计中，其核心是抗侧力结构的设计。
三、高层建筑结构设计的原则1、选择合理的计算简图。
高层建筑结构设计特点及常见问题的研究
３ ２１ 结构 整体计算的软件选择 ．． 目前 比 较 通 用 的 计 算 软 件 有 Ｅ Ａ Ｓ Ａ Ｔ Ｂ 、Ｓ Ｐ、Ｔ Ｓ Ｂ Ａ、 Ｔ Ｔ Ａ ＷＥ等 ，由于各 种软件在 计算模 型上 存在着 一定 Ａ 、Ｓ Ｔ 的差异 ，从 而导致 了计算结果存在或 多或少的差异 。因此 ，
结构工程师在设计工 作 中首要的工 作就 是依据 结构类 型和
３ １ 结构选型中常见 的问题 ． ３ １ １ 结构 的规则性 问题 ．． 与旧规 范相 比，新规 范在这 方面增 添 了相 当多 的 限制
类型也越来越复 杂 ，这 就给高层 建筑结构 设计 提出了新 的
饥遇与挑战 。
１ 高层 建筑 结构设计 的特点
１ １ 水平荷栽成为决定 因素 ． 水平荷载对结构产生 的倾覆 力矩 以及 由此在竖 构件 中
力学模型选取 、材 料性能 、延性 要求 、荷 载取 值 、安 全指
标 等，因此 ，结构设 计工程 师在设 计 的过 程对 该项控 制 因 素应该严格注意。 ３ ２ 结构分析与计算 中常见的问题 ．
与底层建筑 不同 ，结构侧 移是高层 建筑结 构设计 中的 关键 因素。水平荷载 下结 构的侧移变 形随着建 筑高 度的增 加 而增 大 ，与建筑 高度的 四次方成正 比。因此 ，在水 平荷
值 ，仅与建筑高度 的一次方 成正 比。对某 一定高 度楼房来 说 ，它的竖向荷载大 体上是 定值 ，但 是其 水平荷载 却不是 定值 ，它随结构 动力特性 的不 同而有较大幅度变化¨ 。 Ｊ
１２ 结 构 延 性 是 重 要 设 计 指 标 ．
由于高层建筑一 般都带有 人 防和地下 室 ，嵌 固端 有 可 能设置在人 防顶板 ，也可 能设置在 地下 室顶板等 位置 。在 这个问题上 ，结构设计工 程师往 往忽 视了 由嵌 固端 的设置 带来的一系列 需要注 意的问题 ，比如 ：结构抗 震缝设 置 与
高层建筑结构设计探讨
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高层建筑结构设计探讨
摘要： 在现今社会 ， 建筑高度越来越高 ， 功能越来越多样化， 相对 的其结构设计也越来越复杂。随着高层建筑的类型、 数量的不 断增多， 高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计的难点。笔者结合自身多年的实际工作经验， 通过对高层建筑结构 设计特点及结构体系的分析， 并将高层建筑结构设计 中的参数确定进行 了探究。 关键词： 高层建筑； 结构设计； 结构体系
按《 建筑抗震设计规范｝ （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ － ２ ０ １ ０ ） 的规定划分 ， 场区属中软土类 因本 场地 等 效 剪 切 波速 Ｖ ｓ ｅ ＝ １ ５ ６ ． ２ —１ ７ ８ ｍ ， ｓ ， ９ ． ８ ｍ ＜ 覆 盖层 厚 ＜ ３ ３ ． ８ ｍ， 故 建 随着我国经济的快速发展， 高层建筑如雨后春笋 ， 一栋栋拔地而起。 建筑 型 ， 的高层 化 和 多样 化发 展 ， 使 得建 筑 结构 设 计方 面 的 变化 越来 越 多 。 面对 建 筑 筑场地类别 为Ⅱ类 。场地抗震设防烈度为６ 度， 设计基本地震加速度为０ ． ０ ５ ｇ ， 类型 、 功能 、 数量的不断增加， 高层建筑结构体系的多样化 ， 高层建筑结构设 设 计 地震 分组 为第 一 组 ， 设 计特 征周 期 为０ ． ３ ５ ｓ 。 计迎来 了新新的机遇与挑战。 作者通过实践、 总结 ， 对高层建筑结构设计及结 构体系， 作出以下分析 ：
３ ． ３设计 荷 载取 值 （ 可 变荷 载标 准值 ）
０ 前言
３ ． ２ 抗 震 等级
①楼 、 地面主要使用荷载 根据《 建筑结构荷载规范 ｝ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ９ － － ２ ０ ０ １ （ ２ ０ ０ ６ 年版） 及业主提出楼面荷 载要求 ， 楼面屋面均布主要荷载标准值（ Ｋ Ｎ ／ ｎ ｆ ） 按不同使用要求确定（ 表２ ） 。
城市高层建筑结构设计特点及相关问题研究
一
所具有 的强度和刚度是不一样的 ， 因而 它们适合 应用 的高度 也 不 同。一般说来 ， 框架结构适用于高度低 ， 层数少 ， 设防烈度低
、
高 层建 筑 结 构 设 计 特 点
框 水平荷载成 为决定 因素 。一方面 ， 因为楼房 自重和楼面使 的情况 ； 架一 剪力墙结构和剪力墙结构可 以满 足大 多数 建筑
二 、 层建 筑 结 构 体 系 的 特 点 高
三、 高层建筑 的结构设计原则 （） １ 结构平面的设计与布置 。平面形状简单、 规则 、 对称尽
量 使质 心和钢 心重合 。偏心大 的结构扭 转效 应大 ， 会加 大端部
导致应 力集 中。 平面突 出部 分不 宜过 长。 扭转 是否 （） 架结构体系。框架结构体系一般用于钢结构和钢筋 构件的位移 ， １框 混凝 土结构 中， 由梁和 柱通过节 点构成承 载结构 ， 框架形成 可 过大 ， 可用概念 设计方法近 似计算钢心 、 心及偏心 距后进行 质 灵活布置的建筑空间， 具有较大的室内空间， 使用较 方便 。由于 判断， 还可 以比较结构最远边缘处 的最大层 间变形和质心处 的 框架梁柱截面较 小， 抗震性能较差 ， 刚度 较低 ， 建筑高度 受到限 层问变 形， 比值超过 １ １ ， 以认 为扭 转太大而 结构不 规 其 ．者 可 当由于 使用功 制； 剪切型变形 ， 即层间侧移随着层数的增加而减小 ； 框架结构 则 。高层建筑不应采用严重不规则 的结构布置 ， 结构平 面布置严重 不规则 时， 其分割成 若 将 主 要用于不 考虑抗震设 防， 数较少 的高层建筑 中， 层 在考 虑抗 能与建筑 的要求 ，
然而 ， 高层建筑远非仅仅加高建 筑层数那 么简单 ， 过 ２ ０ 通 ０ ８年 型结构来 承受水平力和 竖 向荷载 ， 楼面作 为第二级 结构 ， 只承 发生于四川汶 川的 ８级 ５ １ ．２大地震进 一步为人们敲 响警钟 ， 受竖 向荷载 并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上。常见 有必要深 入研 究包括高层建筑在 内的建筑 结构 设计 ， 将质量安 的巨型结构有 巨型框架 结构和 巨型桁架结构 ， 同的结构体系 不
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高层建筑结构设计研究
孙钰博
中国汽车工业工程公司
摘要：本文首先从框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构及巨型结构等方面探讨了高
层建筑结构体系，然后就高层建筑结构设计的要点进行了研究，具有较强的意义和价值，供
参考。
关键词：高层建筑；结构设计；结构体系；要点
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：
城市化进程的发展，使得高层建筑不断涌现，高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构
相比较，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管
道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。高层建筑的承载能力、抗
侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体
系，适用于不同的层数、高度和功能。我们只有掌握了建筑结构体系的特点才能使设计达到
技术先进、经济合理、安全适用。本文就高层建筑结构设计的要点进行初步探讨。
1高层建筑结构体系
1．1框架结构
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组
成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构体系一般用于钢结构和钢
筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，具有
较大的室内空间，使用较方便。由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高
度受到限制;剪切型变形，即层间侧移随着层数的增加而减小;框架结构主要用于不考虑抗
震设防或设防烈度低、层数较少的高层建筑中。在抗震设防烈度高的建筑中，应用不多。
1．2剪力墙结构
剪力墙结构指的是竖向的钢筋混凝土墙板，水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙
上，这样构成的一个体系，叫剪力墙结构。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承
受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载
作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足;剪力墙结构体系主要缺点:主要是剪力墙间距
不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求。此外，结构自重往往也较大。
当剪力墙的高宽比较大时，是一个受弯为主的悬臂墙，侧向变形是弯曲型，即层间侧移随着
层数的增加而增大。剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适
合于建造较高的高层建筑。根据施工方法的不同，可以分为:全部现浇的剪力墙;全部用预
制墙板装配而成的剪力墙;内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。在承受水平力作用时，剪
力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组
成。高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，其位移曲线呈弯曲形，特点是结构层间位移随
楼层增高而增加。
1．3框剪结构
框架—剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构
成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同样又有足够的剪力墙，有相当大的刚
度，框剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形
式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中
的剪力墙。框架—剪力墙(筒体)结构比框架结构的刚度和承载能力都大大提高了，在地震
作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件(隔墙及外墙)的损坏，这样无论在非地
震区还是地震区，这种结构型式都可用来建造较高的高层建筑，目前在我国得到广泛的应用。
1．4筒体结构
筒体结构由框架—剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将剪力
墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。单个筒体可分为实腹
筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒;框架通过减小肢距，形成空
间密柱框筒，即框筒;筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外
不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形
式出现。
1．5巨型结构
巨型结构是由大型构件(巨型梁、巨型柱和巨型支撑)组成的，主结构与常规结构构件
组成的次结构共同工作的一种结构体系。巨型结构一般由两级结构组成。第一级结构超越楼
层划分，形成跨若干楼层的巨梁、巨柱或巨型桁架杆件，以这巨型结构来承受水平力和竖向
荷载，楼面作为第二级结构，只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上。
常见的巨型结构有巨型框架结构和巨型桁架结构。不同的结构体系所具有的强度和刚度是不
一样的，因而它们适合应用的高度也不同。一般说来，框架结构适用于高度低，层数少，设
防烈度低的情况;框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;在
层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。
2高层建筑结构设计的要点
2．1选用适当的计算简图
所谓计算简图就是将构件及支撑按结构力学进行简化，用点、线描述构件受力情况和稳
定状况的图形。结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安
全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有
相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的
误差应在设计允许范围之内。
2．2选择合适的基础方案
结构设计应尽可能地发挥地基的潜力，基础设计要根据工程地质条件，上部结构类型与
载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，
必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建
筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。
2．3合理选择结构方案
一个合理的设计就必须要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明
确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总而
言之，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析，并与
建筑、电、水、暖等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时应进
行多方案比较，择优选用。
2．4正确分析计算结果
因不同软件所产生的计算结果可能不同。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行
全面了解。在计算机辅助设计时，由于结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或
软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分
析，慎重校核，做出合理判断。
2．5采取相应的构造措施
一直以来“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件原则”始终贯穿结构设计，操作时要注
重构件的延性性能，加强薄弱部位，注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的直线段锚固长度，
考虑温度应力的影响力。
3结论
土地资源的紧缺，必然导致高层建筑将日益增多。高层建筑的结构设计不仅应保证高层
建筑具有足够的安全性，还应保证结构的经济性、合理性。作为建筑结构设计人员必须不断
的提升专业技能，综合考虑设计的各个因素，才能在工作中凸显自我，贡献于社会。
参考文献
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［2］于险峰．高层建筑结构设计特点及其体系［J］．建筑技术，2009(24)
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［7］郝忠胜．浅谈高层建筑设计与施工［J］．科技资讯．2007(10)
高层建筑结构设计研究
作者：孙钰博
作者单位：中国汽车工业工程公司
刊名：
城市建设理论研究（电子版）
英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年，卷(期)：2012(33)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_csjsllyj2012332688.aspx