序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇高層建筑結構設計重點，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：高層建筑；結構設計；重要性；原則；體系選擇

引言

近年來，隨著我國城市經濟的不斷發展，高層建筑的建設數量不斷增多，結構形式越來越復雜，很多新型的設計方案以迅猛的速度呈現在城市的建設之中，在高層建筑結構設計中既要適應市場需求，又要滿足規范要求，還要進行必要的抗震設計，高層建筑結構設計也越來越成為設計研究的重點工作，在這種形式下，高層建筑結構的設計變得極其重要。本文通過筆者的工作實踐，主要論述了高層建筑結構設計的重點問題。

1 高層建筑結構設計的重要性

（1）高層建筑結構的設計和低層結構設計比較，結構專業在各個專業中占有的地位更重要，由于對結構體系選擇的不同，直接關系到建筑平面的布局，立面的體型，樓層的高度，機電管道的設置，施工技術的要求，施工工期的長短和投資造價的高低都要認真的考慮其中。

（2）高層建筑的結構設計中對于水平力的設計是重要的組成部分，在低層建筑的設計中，水平力的影響比較小，常常以抵抗豎向的荷載為主，側向的位移比較小，通常可以忽略不計，在高層建筑結構的設計中，隨著高度的增加，風荷載和地震產生的內力和位移也迅速增大，所以我們在高層建筑結構設計中必須重視對水平力的設計。

（3）在高層建筑結構的設計中，要求高層建筑結構的整體設計必須要有足夠的承載力和抵抗側向力的剛度，將結構在水平力作用下所產生的側向位移限制在規定的范圍內。因此，在具體的高層建筑結構項目設計時，高層建筑所需的側向剛度由位移控制并體現，側向剛度和建筑物的承載力必須按照標準嚴格的要求，確保高層建筑物的安全。

（4）在設計的過程中，要注意減少建筑物的自重，從地基承載力和樁基承載力來考慮，如果在同樣的條件下，減輕房屋的自重就意味著減少基礎的造價和處理措施；或者可以增加建筑的層數，這在實際建筑中更具有經濟效益，另外，抵抗地震的能力和建筑的質量是成正比的，地震對建筑物作用力的大小與建筑物的質量成正比，減輕房屋的自重是提高結構抗震能力的有效方法，所以在高層建筑中，應優先選擇高強度的建筑材料。

（5）在高層建筑的結構設計中必須做好抗風的設計工作，保證高層建筑有足夠的承載力和足夠的剛度，嚴格控制好在風荷載下的位移值，保證在惡劣條件下也有良好的居住和工作環境，維護結構和裝飾的構建也必須有足夠的承載力，并且要與主體結構可靠的連接，保證整個結構的安全系數最高。

（6）對于有抗震設防的高層建筑，建筑工程地質的選擇和處理是關鍵，在進行建筑結構設計之前，首先要對地質情況進行嚴格的勘察，詳細摸清地質情況，我們盡力選擇開闊平坦的地帶，場地的好壞對于抗震也起著不可低估的作用，所以我們在建筑結構設計之前就要盡量選擇對抗震有利的地段進行建筑，；對于不良地質，進行相應的地基處理，并選取可靠的基礎形式，是保證建筑結構安全的必要前提。

（7）下部結構的承載力和剛度要與上部結構的承載力和剛度相適應。考慮地基基礎的受彎承載力增大時，對于上部結構與基礎連接部位、相臨基礎及承當上部結構嵌固端的地下室結構，應考慮彎矩增大的作用。

2 高層建筑概念設計的原則

（1）以承載力、剛度、延性為主導目標，實行多道防線剛柔結合的結構設計形式，也就是高層建筑必須要有一定的承載力和必須的剛度來抵御風的荷載和小型的地震，隨著第一道防線被破壞，結構變柔后仍然有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來抵御未來可能遭遇的罕遇大震。

（2）在對結構進行計算機的分析計算時，應該應用最簡單、直接、最清楚的計算方法，將結構的受力與傳力的設計一目了然，既簡單、明確又直接。最好避免出現以抗扭為主導的傳力構件。

（3）盡可能使結構平面布置的正交抗側力剛度中心和建筑物表面力作用中心或質量重心靠近或重合，以避免或減小在風荷載或地震作用下產生的扭轉現象。

（4）建筑物豎向布置的抗側力剛度構件也必須均勻、連續，避免出現薄弱層和上下層間的剪切剛度、彎曲剛度的突變，以保證高層建筑物得安全。

（5）一定要重視上部結構與其支撐結構整體共同作用的影響，也就是傳力與受力結構兩者之間的共同作用時對結構產生的影響；比如，在高層建筑的箱基和筏基的底板設計中，計算軟件無法進行上部結構一地下室一地基基礎的相互作用分析，計算出來的底板內力遠遠大于底板實際受到的內力。

3 高層建筑中結構體系的選擇

高層建筑的結構設計也就是在各種荷載之下，選擇最優化的設計，以便最好的承受各種的荷載，在這個過程中，我們必須要對建筑的結構形式進行綜合的考慮，如按建筑的材料區分主要有鋼筋混凝土結構、鋼結構、混凝土和鋼的混合結構；按建筑的結構形式區分主要有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、框筒結構、筒中筒結構等。對于結構的選型來說，沒有普遍使用的標準，隨著建筑的環境，功能要求有所改變，每一項的選擇都要優勝劣汰，需要工程師仔細的斟酌，選擇最好的設計方案。如今：在結構的豎向平面內增加斜向支撐，形成組合框架式結構的做法，已在工程界廣泛采用，并被認為是增加高層結構抗側移剛度的最有效和經濟的方法。

（1）剪力墻的結構體系

剪力墻一般是現在高層建筑中最常用的設計結構體系。剪力墻的結構體系，是以一系列的剪力墻縱橫相交，既可以做承重的結構又可以做分間隔墻，一舉兩得，并且由于墻體的交錯，所以比框架結構的剛度要大得多，這是在高層建筑中抵抗風荷載和地震的有力的條件。采用剪力墻的結構可以減少非承受墻的數量，室內沒有外漏的梁柱，用戶喜歡；同時，這種設計也有自己的缺點，就是剪力墻組成很多小的房間，對建筑的整體的布局設計受到很多限制。

（2）框架輕體墻結構和框架剪力墻混合的結構。

這種設計的優點是降低高層住宅的自重，還可以使內部空間的設計有很大的自主性和靈活性，在國內被廣泛采用。由于框架體系的剛度不大，建筑越高，這種設計的弱點就越會暴露：抗高空的風荷載和抵抗地震的能力比較弱。對于這種特點，可以在框架結構的體系中選擇適當的位置增加剪力墻，以彌補框架結構的不足，但框架結構的框架柱往往暴漏在室內外，影響了整個建筑的美觀，用戶也不是很喜歡，如果采用異行的框架柱，結構的設計和計算又比較復雜。

（3）筒形結構的設計

超過30層以上的高層建筑受到較大的側力，為一般結構體系所不能承受，而筒形結構的剛度較大，中央設有井筒，設置的柱子形成筒狀柱網，核心井筒與周圍框架共同工作，形成抗側力極強的結構體系。核心井筒可作為電梯間、樓梯間、設備管道間使用。井筒與四周鋼筋混凝土柱網之間有橫梁或板聯系。全部的內隔墻為輕質墻，外墻為保溫的圍護墻。內外筒之間可以自由分隔，十分靈活。

（4）其他的結構體系

在經濟快速發展的今天，高層建筑的結構發展也是日新月異。很多新的結構體系不斷出現，對于我們結構設計師是一項前所未有的挑戰，如：筒中筒結構的發展，或者束狀筒的組合，外筒架交錯，以中心井筒懸掛式結構以及很高的支架梁的體系等，這些新的結構體系給人們提供了更優美、更舒服的居住生活的環境。

4 結語

總之，隨著城市經濟的快速發展，人們對高層建筑的使用提出了更高的要求，結構設計師們也有了更高的目標。對于掌控高層建筑安全前線的結構工程師，我們思想上必須與時俱進、開拓創新，必須善于總結經驗，在實踐中推廣和運用概念設計的思想，不斷提高建筑結構設計的水平。我們相信，越來越多優秀的工程師會投入到高層建筑結構設計當中來，利用自己的專業能力，提高高層建筑結構設計的質量，引領高層建筑結構思維的跨越。

參考文獻：

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關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻結構；要點探討

引 言

隨著我國經濟的大力發展，我國的建筑設計水平也隨之提高。隨著建筑行業的進程不斷加快，能源日益短缺，這是建筑行業目前所面臨的問題。因此，在建筑行業今后的發展中，設計師只有不斷的加強建筑剪力墻的結構設計，才能夠滿足人們實際需求。建筑剪力墻的剛度越大，則建筑的整體性就越好。將剪力墻融入到建筑設計中，能夠起到很好的抗震作用，不僅如此，剪力墻的成本價格也比較實惠，所以被廣泛的推廣和應用。由于人們生活水平的提高，導致人們對建筑設計的要求也越來越高[1]。因此設計出滿足人們需求的建筑是當前建筑行業的目標。

1 剪力墻的含義

剪力墻結構能夠代替建筑框架結構中，梁柱承擔來自不同方向的荷載，還能夠控制結構水平力上混泥土和鋼筋現澆的結構。剪力墻結構主要分為兩種，一種就是連梁結構，還有一種是墻肢結構，剪力墻的優點很多，例如：剛度大、承載力強、整體性好、建筑過程用鋼量偏少等。因此，剪力墻結構技術將會被廣泛的推廣和使用，例如：位于學院路口的廬山花園，里面的高層住宅結構設計，其居室與客房空間都是相對較小的，設置了很多的分隔墻，對其運用現澆剪力墻結構技術，能夠使得承重墻與分隔墻之間相互結合，經濟性較強。因此，在今后的建筑設計中，要加強對剪力墻的研究與探討，并對剪力墻結構技術進行重點分析，進而不斷的提高剪力墻的結構設計水平。

2 剪力墻的優點

在建筑結構設計中融入剪力墻結構設計，不僅能夠降低用鋼量，還能夠降低建筑工程的成本，與此同時，剪力墻的整體性能比較強，因此建筑剪力墻的剛度越大，則建筑的整體性就越好，剪力墻的剛度能夠抵擋各種類型的荷載，特別是水平方向的。在高層建筑結構設計中有效的融入剪力墻結構設計，能夠使建筑內部的分隔墻和建筑內部的承重墻有效的結合在一起，進而使得建筑物內部的空間不僅安全，還美觀。

3 剪力墻的缺點

剪力墻就跟網絡一樣，有利就有鄙。雖然說剪力墻的優點很多，但是在其眾多的優點之下，還是存在一定的缺點。在框架結構上，剪力墻會導致建筑重量增加，進而導致建筑成本增加，因此地震反應也會隨之增加；雖然，剪力墻結構設計能夠降低鋼筋的使用率，但是也會降低結構的延性；剪力墻的墻肢自身的承載能力會受到一定的制約，進而不能夠得到充分的利用；雖然說剪力墻的剛度能夠抵抗側向變形，與此同時，建筑本身的結構自上而下也需要進行加強，因此將進一步導致建筑成本的增加[2]。

4 剪力墻結構的要點

4.1 對剪力墻暗柱鋼筋進行合理配置

相關規定表明，對于一級、二級以及三級剪力墻結構設計，一定要設置暗柱與端柱。在剪力墻結構設計中設置暗柱與端柱，能夠在一定程度上消耗大量地震波的能量，因為剪力墻的邊緣構建抗拉的能力很強，所以能夠有效的提高建筑的穩定性。例如：坐落在南京路口的金色水岸辦公住宅樓，其地下有一層地下車庫，地上為29層的公寓住宅，建筑的總高度約為82m左右，。金色水岸經過論證后，決定采用剪力墻結構類型，來直接承受建筑物來自各個方向的荷載，進而提高建筑的抗震能力。

4.2 對剪力墻結構進行合理布置

在建筑結構設計中，能夠有效的利用鋼筋水泥混泥土的剪力墻，承擔一定的水平地震作用力以及來自各個方向的荷載力。所以，在對剪力墻進行布置的時候，一定要達到建筑本身的要求，找到建筑自身的曲線，再對其進行規則性的布置。在對其進行布置的時候，除了要考慮建筑豎向的承載構建的布置，還要考慮建筑結構的對稱性，進而避免建筑在受到水平地震力的時候，發生扭轉效應。

對剪力墻結構進行合理布置，首先，要慎重的選擇短肢的剪力墻結構，這樣不僅能夠對建筑進行靈活的布置，還能夠有效的減少建筑結構的重量，短肢剪力墻結構，建筑的抗震能力不強，不能夠保障建筑的穩定性。所以，在選擇的時候，一定要進行深思熟慮。其次，在建筑結構中不能夠出現獨立的小墻肢，如果在建筑設計中，出現了獨立的小墻肢，就會加大建筑施工的難度系數。因此，在建筑設計中，要運用合并洞口來對建筑剪力墻進行合理的布置，進而來避免使用獨立墻肢，降低施工的難度系數。最后，要保障剪力墻的整體剛度，在施工過程中，如果剪力墻的剛度過大，那么就能夠有效的減少施工的時間，導致地震力較大，消耗更多的加建筑能源，經濟效應差[3]。除此之外，地震力增大將會導致建筑墻肢與連梁超筋之間不能夠達到抗剪力的標準，因此加大了截面設計的難度系數。所以在控制剪力墻整體剛度時，一定要滿足位移限制的標準。

4.3 合理的控制剪力墻結構參數

為了保證高層建筑結構設中剪力墻結構布置的合理性、恰當性、以及科學性，就要對位移比例、側向剛度比例、周期比例等等，一些參數進行有效的控制。位移比例通常是指高層建筑中，豎向構建本身的樓層之間的位移與樓層平均值，以及水平位移之間的比值。除此之外，還對剪力墻結構布置其自身的不規則性進行限值，這樣能夠有效的防止建筑出現偏心力，出現建筑扭轉的現象。位移比限值得基礎就是對剛性樓板的確定，高層建筑的豎向構建位移比例不能夠超過1.2m的。

4.4 剪力墻的連梁設計

剪力墻本身就有一定的剛度和強度，只有這樣才能夠協調好連梁與墻體之間的工作，連梁能夠提高剪力墻剛度的作用。所以，在進行高層建筑整體計算的時候，一定要折減連梁的剛度。但是折減的值要保持在零點五到一之間。假如其在折減弱剛度后，建筑結構的受彎承載力不足，可以適當的降低連梁的高度，進而來降低地震帶來不看影響。

5 結束語

綜上所述，隨著建筑行業的發展，剪力墻結構技術將會被廣泛的推廣和使用。所以，在進行建筑結構設計的時候，一定要充分的將剪力墻的作用發揮出來，進一步提高高層建筑的抗震水平。由此可見，在建筑結構設計的過程中，將剪力墻結構融入進去，能夠有效的提高建筑的抗震性能。因此，在今后的建筑設計中，要加強對剪力墻的研究與探討，進而不斷的提高剪力墻的結構設計水平，只有這樣才能夠滿足人們對建筑的需求，做到與時俱進。

參考文獻

[1]郭兆偉.高層框架剪力墻結構抗震設計的技術要點分析[J].建材技術與應用，2011，01（11）：39～40.

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關鍵詞：高層建筑；結構設計；問題

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

高層建筑設計與施工是一個系統工程特別是設計階段的工作尤其要引起重視。高層建筑的結構設計還有其他的重點問題，比如扭轉的問題，要求幾何中心、剛度中心、結構重心合為一；此外還要注意抗風結構的設計，保護建筑的支撐結構和裝飾結構等；抗震結構也是建筑高層設計的難點，這需要設計人員有靈活性。最后，設計人員要注意消防設計，盡量減少高層失火對人們的傷害。

1、高層建筑結構設計的概況及意義

隨著我國城市化進程不斷加快，城市人口顯著增多，高層建筑在城市建設中發揮著越來越重要的作用。即使在建筑設計理念和方法日益先進的今天，仍會因為高層建筑復雜的結構，較廣的學術知識涉及和較大的工程量而出現設計失誤的現象。高層建筑結構設計的意義有:首先，如果建筑所使用的面積一定，設計和建造高層建筑可以獲得相對多一些的使用面積，可以解決城市用地緊張、房價高漲等問題。另一方面，精美的高層建筑設計還可以改善城市的外觀，或者說成為城市的一道風景。比如馬來西亞的石油大廈和上海的金茂大廈等等。而如果設計的建筑高層密度、結構不合理，就會給城市帶來熱島效應，影響城市居民的生活環境，甚至由于高層的玻璃因反光而發生光污染的現象。其次，如果是在建筑面積與建設場地面積的比值一定，那么建造高層建筑就會有效地節約城市土地面積，得到更多的空閑地面，用這些空閑出來的地面來進行城市綠化或者供人們休息娛樂。

2、高層建筑結構設計的特點

高層建筑結構可以設想成為支撐在地面上的豎向懸臂構件，承受著豎向荷載和水平荷載的作用，與多層建筑結構相比，高層建筑結構的設計具有以下幾個方面的特點。

2.1、水平荷載成為設計的決定因素

圖1高層建筑結構的受力及變形示意圖

對于高層建筑結構，一般是豎向荷載控制著結構的設計。隨著房屋層數的增加，雖然豎向荷載對結構設計仍有著重要影響，但水平荷載已經成為結構設計的控制因素。而且，與豎向荷載相比，作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值與結構的動力特性等有關，且具有較大的變異性。

在豎向荷載和水平荷載作用下，如圖1（a）（b）所示，高層建筑結構底部所產生的軸力N和傾覆力矩M與結構高度H分別存在著如下的關系式，即：

結構底部的軸力

N=ωH

結構底部的傾覆力矩

式中，ω、q、qmax分別為沿建筑單位高度的豎向荷載、均布水平荷載和倒三角形分布荷載的最大值（kN/m）。

2.2、側移成為設計的控制指標

我們知道，隨著建筑高度的增加，水平荷載作用下結構的側移急劇增大，水平位移增加的速度最快，內力次之。因此，高層建筑結構設計時，為了有效的抵抗水平荷載產生的內力和變形，必須選擇可靠的抗側力結構體系，使所設計的結構不僅具有較大的承載力，而且還應該具有較大的側向剛度，將水平位移控制在一定的范圍內。

2.3、延性成為結構設計的重要指標

對地震區的高層建筑，應確保結構在地震作用下具有較好的抗震性能。結構的抗震性能主要取決于其能量吸收與耗散能力的大小，而它又取決于結構延性的大小。因此，為了確保建筑結構在進入塑性變形后仍具有良好的抗震性能，需加強結構抗震概念設計，采取恰當的抗震構造措施，來確保結構具有較好的延性。

3、高層建筑結構設計的原則

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:

3.1、基礎方案合理

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，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調查報告，最大程度的發揮建筑物地基的潛力，必要的情況下還需要對地基的變形做好相應的演算。另一方面，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提高經濟效益。

3.2、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剛節點，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。

3.3、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經常忽略的，那就是結構措施完善原則。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，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。

4、高層建筑結構設計的問題

4.1、結構的規則性問題

新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，在這方面增添了相當多的限制條件。例如平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案”。因此，在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

4.2、超高問題

在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制。尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為a級高度的建筑外，增加了b級高度的建筑。因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意。一旦結構為b級高度建筑甚或超過了b級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。

5、高層建筑結構設計的對策

5.1、高層建筑結構的規則性

高層建筑結構的規定了結構嵌固端的上下層的剛度比、平面規則性等等，因此，應嚴格按照規范執行。

5.2、高層建筑結構設計短肢剪力墻設置

短肢剪力墻在新規的定義是，墻肢的截面的高度和厚度比在5～8的墻，這加大了在高層建筑中使用的難度。因此，在設計高層建筑結構的過程中盡量避免使用。

結束語

改革開放以來，伴隨著國民經濟的快速發展，加上科學技術的不斷進步，我國高層建筑行業取得了重大的突破。高層建筑結構設計是否合理，不僅僅影響到高層建筑實施施工，而且還直接影響到高層建筑建設以及后期養護的順利開展。

參考文獻

[1]周世航.淺談高層建筑結構設計存在問題及解決對策[J].廣西城鎮建設,2013,05:80-82.

[2]殷輝.高層建筑結構設計存在問題及對策分析[J].硅谷,2013,21:164+141.

篇4

關鍵詞：高層建筑；結構設計；鋼筋混凝土

中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A

在現代高層建筑工程施工中，鋼筋混凝土結構的應用日益廣泛，在提高建筑結構的安全性、穩定性與耐久性等方面發揮著非常重要的作用。做好鋼筋混凝土結構設計是高層建筑工程質量的重要保證。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結構設計中，應該突出設計的內涵，體現高層建筑鋼筋混凝土結構的重要功能，對高層建筑設計中鋼筋混凝土結構方面的關鍵問題進行全面思考，從短支剪力墻、結構體系、高度控制等關鍵環節展開對高層建筑鋼筋混凝土結構的設計控制和管理，進而為高層建筑鋼筋混凝土結構設計目標的達成起到重點方面和體系方面的支撐作用。

1做好高層建筑鋼筋混凝土結構設計的重要意義

做好高層建筑鋼筋混凝土結構設計工作必須要體現設計的重要功能，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結構的基本要求總結為如下幾點：

1.1高層建筑鋼筋混凝土結構的安全性

高層建筑設計鋼筋混凝土結構的強度和功能時要以突出安全性為第一要務，要確保在設計年限內高層建筑鋼筋混凝土結構在各種負荷和影響下的穩定性和安全性，同時要確保突發事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩定性和結構延性。

1.2高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性

高層建筑鋼筋混凝土結構設計過程中要有年限上的考慮，要在規定的年限上實現高層建筑的穩定以及鋼筋混凝土結構的功能連續，形成有益于實現設計目標的耐久性基礎。

1.3高層建筑鋼筋混凝土結構的適用性

通過高層建筑設計工作的突出，要實現鋼筋混凝土結構具有在一定時間內功能的實現，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結構對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。

2高層建筑鋼筋混凝土結構設計中關鍵問題

2.1短肢剪力墻的設計

高層建筑設計短肢剪力墻具有強烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設置需要遵照一定的規范，切不可在設計中頻繁采用，也不能布設過多，應該在確保高層建筑抗震目標達到的范圍內，盡量降低短肢剪力墻的設計數量，這樣的設計可以降低后續高層建筑鋼筋混凝土結構施工和處理過程中的難度。

2.2結構體系的選擇

高層建筑鋼筋混凝土的結構體系是整個設計工作的選擇重點，通常的設計方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結構剛度的前提下，優化高層建筑的外觀和內部結構，保障結構對形變和強度的范圍上的滿足。

2.3結構高度的控制

在高層建筑鋼筋混凝土結構設計中常會出現超高的問題，這不利于高層建筑物抗震性能的實現，由于不同高度會出現不同級別的設計規范形式，因此，當結構高度出現變化時，特別是出現超高問題時，要重新進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計工作。

2.4建筑結構平面的設計

若對高層建筑鋼筋混凝土結構設計無特殊要求，則要盡量選用形狀規則而簡單的平面布置結構，以此合理分布承載力和剛度，并弱化風力影響。如對于A級高層建筑而言，不適宜將其設計為細腰形或角部重疊式的平面圖形，而且出于對扭轉的考慮，必須將豎向構件水平和層間最大位移控制在該樓層平均位移值的1.2倍和1.5倍之內；對于必須設計的框架結構防震縫，其縫寬、高度通常分別大于100mm和小于15m；若防震縫兩側具有不同的房屋高度，則要根據低高度房屋確定縫寬；雖然不提倡采用短肢剪力墻，但若不得不采用，則必須使其截面厚度低于30cm，且每個肢截面的高厚最大比值必須處于4-8之間。

3高層建筑鋼筋混凝土結構設計的要點

3.1加強抗震功能

高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結構來實現，因此，需要重視抗震這一環節，要在設計工作中將抗震設計作為高層建筑鋼筋混凝土結構設計的重要因素和關鍵影響。高層房屋結構的層數多或者房屋結構的剛度突變系數較大的話，其振型數則應該多取，例如房屋結構中含有多塔結構、頂部有小塔樓、轉換層等，其振型數應盡量取≥12的數，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進行總剛性的分析時，它的振型數才可以取得更大些。在對建筑物的框架柱進行設計的過程中，要對其面積進行全面的控制，保證其在一定的范圍之內，這樣才能夠有效的提高建筑的質量。在對配筋進行設計的過程中，不但要對建筑的配筋進行不斷的加強，而對于支座的部分要按照相應的規定進行相應的調整，這樣才能夠有效的增強建筑結構的承載能力。

3.2高強混凝土合理運用

在高層建筑混凝土結構設計中關鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設計的時候使用高強混凝土，這樣可以大幅度地節約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設施的實施難度和工程的造價，用來取得較好的經濟效果。

3.3增強地基承載能力

對于建筑結構的設計而言，地基的設計是整個設計的重要部分，建筑地基的設計好壞能夠直接影響到整個建筑結構的質量和使用性能。因此，對于建筑地基的設計就顯得的至關重要。在對建筑地基進行設計的過程中，進行宏觀的把握，要嚴格的把握地基的承載能力，并且還要對建筑地基的變形和沉降等問題進行充分的考慮。對于層數較高的建筑物而言，其進行地基的設計時通常都會將其設置在地下室，這樣就能夠有效的對地基的沉降程度降到最小，從而有效的保證了上層結構的牢固性，提高了整個高層建筑的承載能力。除此之外，在進行建筑地基設計的過程中，還要按照相關的規定對其進行相應的規范。對于層數較多的建筑而言，通常都會對地基進行相應的處理來對高層建筑的沉降進行有效的控制。

3.4提高耐久性

必須加強高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性設計，在原來的混凝土結構設計方案中，沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環境、條件的影響，從而導致建筑的可靠指數明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進行設計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結構設計才是滿意的設計。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質量要求也相應地得到提高，所以當建筑物的特殊使用要求或者技術要求與經濟成為主要矛盾時，就要果斷地放棄經濟這個指標。

3.5扭轉問題分析和幾何中心的確定

為了避免由于水平荷載和扭轉作用的建筑物破壞，結構和布局應在結構設計合理的前提下，盡可能使建筑達到三心合一的目的。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉功能取決于質量分布。為了減少結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡單形式。在某些情況下，街道景觀的要求和限制，城市規劃的高層建筑，不使用簡單的平面結構，不規則的平面形成L形、T形、十字形等復雜形狀，在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規范允許的布局結構。建筑結構振動周期包括兩個方面：結構的固有周期的合理控制和振動控制周期可以使周期誤差的開放性降低。

4、結束語

綜上所述，鋼筋混凝土結構是高層建筑的基礎，如何科學地進行高層建筑鋼筋混凝土結構的設計已經成為行業的重點，在設計中應該把握高層建筑鋼筋混凝土結構設計的關鍵環節和難點，充分發揮鋼筋混凝土結構在整體性和機械性能上的優勢，設計出高層建筑鋼筋混凝土結構的精品，在實現高層建筑穩定和安全的同時，實現高層建筑舒適度和功能性的保證。

參考文獻

[1]葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題[J].中國高新技術企業,2011(16)

[2]崔立成.鋼筋混凝土高層結構設計中的幾個問題[J].中國新技術新產品,2010(01)

篇5

關鍵詞：結構體系；抗震防線；框架結構；抗震性能

Abstract: Nowadays with the Ya'an earthquake occurred frequently, to the people in the building structure design has sounded the alarm. The seismic performance of building structures has become the focus of attention. Seismic performance design is reasonable or not decides the final result of the whole building can reach the standard, therefore, brook no delay to enhance the seismic performance of high-rise. In this paper, according to the design principle of the working experience of high-rise building structure design work, design of structure system, structure layout are analyzed, with the hope that people of the same trade, put forward valuable suggestions.

Keywords: structural system; antiknock; frame structure; seismic performance

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

一、 高層建筑抗震結構設計的基本原則

（一） 結構構件性能

1、 高層建筑結構的構間要遵循“強柱弱梁、 強剪弱彎、 強節點弱構件、 強底層柱 （墻） ” 的原則。

2、 在某些存在薄弱部位的構件及時做到增強其抗震能力。

3、 主要耗能構件不宜選擇承受豎向荷載的主要構件。

（二） 抗震防線要盡可能的多設置幾道

1、抗震結構的體系主要由一些延性較好的分支體系構成，并且以延性較好的構件一起協同工作來增強抗震性能。

2、 較強烈的地震過后常常伴有余震，為避免建筑物再遭破壞需要多道防線，抗震結構體系應有最大可能數量的外內部冗余度，有意識的建立一系列分布的屈服區，主要的耗能構件一方面需要有較高的延展性，另外還需具備適當的剛度，這樣結構體才能把大量的地震能量擴散和吸收掉，避免震時倒塌。

3、 把結構構件的強弱關系處理好。在同一樓層最好使主要構件在屈服以后，其它的抗側力構件還處于彈性階段，能使有效屈服保持的階段比較長，使結構的抗倒塌能力和結構的延展性得到提高。

4、 抗震設計中部分結構設計過強則會導致其它部位相對薄弱，在設計時應當引起注意。

（三） 建筑體薄弱部位必須提高抗震能力

1、 在強烈地震下的構件根本沒有強度安全儲備，對構件的實際承載能力進行分析是判斷那些部位薄弱的基礎。

2、 要使樓層的實際承載能力和設計計算的彈性受力比值保持均勻，如果樓層的比值出現突變，塑性內力重新分布會導致集中地塑性變形。

3、 盡量避免在局部加強而忽視各結構部位剛度與承載力的協調。

4、 有目的對抗震設計的薄弱部位進行控制，既要使其具有當然的變形能力，又可以使薄弱層不發生轉移。這種手段能有效的提高其抗震性能。

二、 選擇合理的結構體系

根據抗側力結構的不同，鋼筋混凝土結構主要可分為框架———剪力墻結構、 框架結構、 剪力墻結構、筒體結構等幾種結構體系，它們各自的受力特點以及抵抗水平力的能力，尤其在抗震性能上的表現也有所不同，適用用范圍也有一定的針對性。

（一） 框架結構

框架結構主要由柱與梁構件以節點來進行連接構成。框架中的梁和柱承受著垂直荷載和水平荷載，在建筑的層數較少的情況下，水平荷載對結構的影響很小，適于采用框架結構體系。如果層數較多框架結構在水平力的作用下，內力分布均衡性較差，同時還存在著有的樓層層間屈服強度特別弱的情況；并且由于框架結構構件截面慣性矩比較小，而導致側向變形較大和剛度較小，一旦遇到強烈地震，薄弱層首先屈服出現彈塑性變形，震害中一般是梁較輕柱較重柱頂重于柱底，尤其是邊柱與角柱的被破壞率更高。剪跨度小的短柱容易在柱中發生剪切破壞，通常情況下都是柱端出現彎曲性破壞。所以說框架結構在高度上有所限制主要用于層數較少的建筑和非抗震設計中。

（二） 剪力墻結構

在剪力墻結構中，剪力墻沿著橫縱方向多軸線斜交或者正交來布置，由鋼筋混凝土墻體來承受全部的豎向荷載和水平荷載，它是一種以彎曲變形為主的剛性結構，它的抗側力強度要大于框架結構，在水平力的作用下不但空間整體性不錯而且側向變形較小。剪力墻結構的工作狀態可分為小開口墻、連肢墻和單肢墻。其中小開口墻和單肢墻的截面內力幾乎接近于按材料力學公式呈直線分布的規律。聯肢墻則主要通過連系梁來使各墻肢體來共同工作。地震力矩可由連梁對墻肢的約束力矩與多個墻肢的截面內力矩來共同承擔，設計要以 “梁先屈服，然后是墻肢彎曲被破壞而導致承載內力喪失。”為原則。在連梁鋼筋屈服且有延性時大量的地震能量被吸收掉，彎矩和剪力得以繼續傳遞，對墻肢有約束作用。由于剪力墻結構的自重比較大，建筑平面布置的局限性也比較大，對建筑內部大空間的需求難以滿足，因此它多用于房間面積不大，墻體布置較多的建筑物中。

（三） 框架———剪力墻結構

它主要是指在框架結構中的合適部位增設剪力墻，是一種剛柔結合的結構體系，由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中水平力由剪力墻與框架共同承擔，但是剪力墻與框架的剛度相差較大，變形狀態各有不同，必須要通過各層樓板來使它們的變形達到一致以達到剪力墻和框架協同工作的效果。從受力的特點上來進行分析，剪切墻主要是以彎曲變形為主要特點，框架則是以剪切變形為主要特點，由于在變為上的協調，建筑物遇震時，在底部剪力墻協助框架進行抗震，在頂部框架則協助剪力墻來進行抗震。兩種結構各自發揮特點進行聯合抗震，抗震能力大為提高可適用于各種高度的建筑物。通過對以上三種抗震結構方式的分析可以看出建筑物的用途與高度是選擇何種結構方式的重點。

三、 選擇合理的結構布置， 協調好建筑與結構的關系

（一） 既要滿足建筑功能所要達到的要求，又要注意經濟適用，利于施工。建筑物的開間、 層數、層高以及進深等體型和平面關系不但要滿足使用要求，還要把類型減少最好達到對標準層的重復使用。

（二）高層建筑的主要矛盾是對位移的控制，不但要從立面變化和平面體型等方面來考慮提高結構的整體剛度來把結構的位移減少。在進行結構布置時,必須加強結構的剛度以及整體性，重視對構件的連接，使結構各部分能以最有效的方式在結構體上共同作用。重視基礎整體性的加強，能把基礎平移或者扭轉對結構的側移影響減少，另外還要加強應力比較復雜部位的強度和薄弱部位的強度。把結構的整體寬度加強也能夠有效減少側移影響，在其它條件未發生變化時，變形與寬度的三次方成正比，所以說對建筑體的高度與寬度加以限制對于抗震相當有利，因體型偏重而扁的建筑體是不合適的，建筑體最好選擇剛度比較大的平面形狀， 比如說圓形、方形、接近方形的矩形、Y 形等。也就是把建筑體的使用要求與多樣化和結構的要求進行有機的結合，有助于側向穩定體系的建立。

（三） 為減少地震區在發生地震時對建筑結構的局部以及整體造成的不利影響，應當注意建筑體的平面形狀要規整避免出現內收或者外伸太大，層間屈服度和層間剛度的分布要均勻，建筑體主要抗側力的豎向構件的截面尺寸、混凝土強度等級以及配筋量的改變，不要集中在同一樓層內出現。在平面內的長與寬的比不能太大會導致振動的同步性差，應當使荷載合力作用線通過結構剛度中心來把扭轉的影響減少。在對電梯間進行布置時不應把電梯間設置在端部的角區或者平面的凹角處，這會對剛度的對稱性產生不利影響。

四、 結構的抗震性能的提高

在地震區進行高層建筑不但要求結構具有足夠的剛度與強度，抗震性能的提高也至關重要，所以建筑體具有一定的塑性變形能力來吸收能量，能有效減少地震的破壞。

（一） 框架結構

在對框架結構進行設計時應盡力做到不破壞節點，通常情況下梁比柱的屈服要早一些，在同一層中各柱的兩端屈服的時間長一些有利于對建筑體的保護，底層柱底的塑性鉸最好晚一些形成，必須使梁柱端的塑性鉸出現得盡可能分散，以便使抗震能力得以充分發揮。要使鋼筋混凝土結構具有足夠的延展性與承載力，在設計時必須遵循“強柱弱梁” 、“強剪弱彎” 、“強節點弱構件”的原則，柱截面尺寸的設計要合理，構造配筋要求必須要達到，尤其是節點的構造必須加強。

（二） 框架———剪力墻結構和剪力墻結構

對于剪力墻結構和框架———剪力墻結構中剪力墻的高與寬的比不易小于 2，這樣在地震的作用下會呈現出彎剪型破壞，并且塑性屈服在墻的底部出現。連梁的塑性屈服最好在梁端，并且要有足夠的變形能力。在遵循“強墻弱梁”的原則下把墻肢的承載力加強，能提高抗震能力，能避免墻肢被剪切而破壞。

結語

近年來，隨著我國高層建筑體的迅猛發展，對高層建筑體的抗震要求也越來越高，科學的高層建筑體的抗震設計必將會將損失減到更小，希望通過本文的認識有助于建筑行業者完善建筑結構設計，建造出抗震能力更加優秀的杰作。

參考文獻：

[1] 和佳一.淺談高層建筑結構抗震設計[J].中國新技術新產品.2011,12:156.

[2] 盧偉. 高層建筑抗震結構設計之探討 [J]. 價值工程.2011,05:84-85.