高层建筑结构特点精选(九篇)

第1篇：高层建筑结构特点范文

【关键词】高层建筑；结构特点；体系；抗震设计；轴向变形

0.前言

由于高层建筑与多层建筑相比，最显著的一个特点就是“高”。因此，在进行高层建筑设计的时候，就需要在抗震以及自重等方面进行重点设计。本文主要论述了高层建筑结构的特点。由于高层建筑的特殊性，我们全面分析了高层建筑结构的特点，从而为对高层建筑设计的准确定位奠定良好的基础。另外，本文还分析了高层建筑结构体系，通过系统的了解高层建筑结构体系，在进行高层建筑结构设计中，把握其体系，促进高层建筑结构设计工作的顺利进行。

1.高层建筑结构特点

1.1抗震设计要求更高

在进行高层建筑结构设计的时候，有一项重要的设计就是抗震的设计。由于高层建筑结构的特点，本身高度就是非常的高[1]。因此，在抗震设计方面比多层建筑抗震设计要求要更高。由于我国是出现地震比较多的国家，因而在进行建筑物设计的时候，都要对其进行抗震设计，尤其是本文所谈到的高层建筑，更是要注重对其进行抗震设计。在实际的高层建筑结构的抗震设计中，除了要充分的考虑竖向荷载以及风荷载等因素外，还必须使高层建筑的结构具有良好的抗震的性能，具体实现的目标应该做到小震不坏，大震不倒。

1.2尽量减轻高层建筑的自重

在高层建筑结构设计中，需要对其建筑物自身的自重应该做到尽量的减轻，在一定的程度上来讲，减轻高层建筑的自重比多层建筑减轻的意义要更高。之所以这么说主要是从地基的承载力以及桩基的承载力方面进行考虑的，如果高层建筑物与多层建筑物在同样的地基或者桩基的条件下，减轻建筑物的自重就意味着不会增加基础的造价及其相关的处理措施。并且能够增加层数[3]。尤其是在软土土层具有非常明显的经济上的效益[2]。另外，尽量的减轻建筑物的自重能够提高高层建筑的抗震能力。如果高层建筑物的重量过大的话，那么作用在建筑物结构上的地震剪力就会增大，并且如果高层建筑物的重力过大的话还会造成重心高震作用倾覆力矩大，对建筑物竖向构件会产生很大的附加的轴力，进而造成附加弯矩会更大。

1.3 对水平力的设计

在以往的低层建筑及其多层建筑中，主要的建筑特点是对重力进行重点的设计，然而在高层建筑中，主要的设计上的一个要点是对其水平力进行相关的设计。由于在高层建筑结构中，高层建筑物本身的自重以及楼面使用的荷载在竖向构件中引起的轴力和弯矩的数值与建筑高度的一次方是成正比的；而高层建筑物水平的荷载对结构产生的倾覆力矩而引起的轴力，与建筑物的高度两次方是成正比的[3]。因此，在对高层建筑进行结构设计的时候，需要对水平力方面的具体数值进行准确的计算，将水平力的设计在高层建筑结构设计中作为一项重点的设计进行实施。

1.4 重视概念设计以及理论计算

在高层建筑结构设计中的抗震设计主要分为两部分，一是，计算设计，二是，概念设计。对于高层建筑结构的计算设计一般是在假定的条件下进行性，不论分析手段多么高，分析原则多么完善，但是由于地震的不确定性及其复杂性，以及地基土影响复杂性和结构体系本身的复杂性，容易出现对于高层建筑的计算设计与实际的数值有很大的偏差，特别是当高层建筑的结构进入弹塑性的阶段，往往会出现构件局部的开裂甚至是破坏，这时的结构已经很难采用常规的计算原理进行具体的分析。因此，在进行计算设计的同时把握好概念设计是非常有必要的。

1.5 轴向变形问题

高层建筑自身的一个特点就是比较高，因此，建筑自身的竖向荷载施加的作用力也比较高。进而常常会造成柱体内部轴向变形，甚至会影响到连续梁弯矩。另外，轴向变形还能够影响到整个高层建筑建筑预制构件下料的长度[4]。在进行构件的预制的时候，应该根据轴向变形的情况，进行系统和全面的计算，并且将结果作为下料的依据，对下料的长度进行及时的调整。

2.高层建筑结构体系分析

在我国的高层建筑结构设计中，对于建筑结构的体系上的选择，一般是选择采用钢筋混凝土的结构类型。结构体系主要分为，框架结构体系，剪力墙结构体系等。高层建筑的框架结构体系主要是由楼板，梁，柱，基础等构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，是高层建筑的主要的承重结构，各个平面框的架由连系梁进行连接，从而构成了一个空间的结构体系。

2.1框架结构体系

应用框架结构体系主要有以下几方面的优势：一是，建筑平面的布置比较灵活，从而能够获得大的空间。二是，建筑的立面比较容易处理，结构的自重也比较轻，在其计算理论的理论上也较为的成熟。框架结构也有其自身的缺点，主要是框架结构的柔性比较大，从而导致抗侧力的能力较差，容易产生较大的水平位移。但是，由于采用框架结构能够提供较大的建筑空间，在平面布置方面也较为的灵活，从而可以适合多种工艺使用的要求，在高层建筑结构中已经得到了广泛的应用。

2.2剪力墙结构体系

剪力墙结构体系是指，在高层建筑结构中为了能够提高建筑结构整体的抗侧力刚度，从而设置的钢筋混凝土墙体，称为“剪力墙”，剪力墙在高层建筑结构中主要的作用是能够提高整个高层建筑的抗剪强度以及刚度。高层建筑采用剪力墙的结构体系，从历史的抗争能力上分析，剪力墙结构表现出非常好的抗震性能，从而大大的减少地震破坏的严重程度。高层建筑采用剪力墙结构主要适用于墙体较多并且房间面积不大的情况，从而可以使房间不露梁柱[5]。剪力墙结构的墙体较多，因而不太容易布置较大的房间，为了满足需要大空间的要求，可以在部分底层以及部分层取消剪力墙代之以框架，从而形成框支剪力墙结构。

3.结束语

本文对高层建筑的结构特点极其体系进行了相关方面的探讨与分析，通过本文的研究，我们了解到，在进行高层建筑结构设计时，应该全面的了解高层建筑的结构特点及体系，才能够在具体的设计中，把握相关的重点，规避不利的因素，在设计中将各个方面都能够考虑的充分，从而使高层建筑结构设计合理，促进高层建筑结构设计工作的顺利进行，同时也为高层建筑的顺利施工打下良好的基础。

【参考文献】

[1]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].中国新技术新产品，2009，（24）.

[2]Lu Min-rise building structural design features and precautions[J].The China new technologies and products，2011，（14）.

[3]Zhao Minghua，Zhao Xiaohui design and analysis of the high-rise building structure in China[J].Private Science and Technology，2010，（05）.

第2篇：高层建筑结构特点范文

［论文摘要］文章分析高层建筑结构的六个特点，并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。

我国改革开放以来，建筑业有了突飞猛进的发展，近十几年我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层，高325米；广州中天广场80层，高322米；上海金茂大厦88层，高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼：地王国际商会中心即地王大厦共54层，高206.3米。随着城市化进程加速发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为土建工作设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。

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。

（二）侧移成为控指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2.使居住人员感到不适或惊慌。

3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

（四）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。

地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，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，从而造成附加弯矩更大。

（五）轴向变形不容忽视

采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

（六）概念设计与理论计算同样重要

抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。

二、高层建筑的结构体系

（一）高层建筑结构设计原则

1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。

2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

（二）高层建筑结构体系及适用范围

目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。

1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。

框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。

框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。

框架结构的适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。

2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。

剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。

在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。

3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：

（1）框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。

（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦（88层、420.5米）、广州中天广场大厦（80层、320米）都是采用筒中筒结构。

（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。

（4）巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱（通常由电梯井或大面积实体柱组成）以及巨梁（每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。

除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。

［参考文献］

［1］GB50011－2001建筑抗震设计规范.

［2］GB50010－2002混凝土结构设计规范.

第3篇：高层建筑结构特点范文

【关键词】:高层建筑；结构设计；选型；结构体系；水平载荷

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：1003-8809（2010）05-0017-01

20世纪的最后20年，改革开放之后的中国随着综合国力的提高，新建了大批的高层建筑。但是目前我国内地高层建筑中，仍以高层住宅（12～30层）占主体，约占全部高层建筑的80%，所以钢筋混凝土高层建筑仍是具有很强的优势。本文就高层建筑的结构分析与设计特点进行分析，总结了高层建筑的结构体系类型，最后并分析了抗震设计在高层建筑中的应用。

一、结构分析与设计特点

（一）水平载荷成为决定因素

任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计，水平荷载产生的内力和位移很小，对结构的影响也就较小；但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响，水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增多，水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中所引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面对某一高度楼房来说，竖向荷载的风荷载和地震作用，其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

（二）轴向变形不容忽视

通常在低层建筑结构分析中，只考虑弯矩项，因为轴力项影响很小，而剪切项一般可不考虑。但对于高层建筑结构，情况就不同了。由于层数多，高度大，轴力值很大，再加上沿高度积累的轴向变形显著，轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变。对连续梁弯矩的影响：采用框架体系和框－墙体系的高楼中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩增大。

（三）侧移成为控制指标

与低层建筑不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素，随着楼层的增加，水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大。设计高层结构时，不仅要求结构具有足够的强度，能够可靠地承受风荷载作用产生的内力；还要求具有足够的抗侧刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，保证良好的居住和工作条件。

二、高层家住结构体系结构

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架―剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平荷载。框架―剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。

当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架―剪力墙体系。

三、高层建筑结构分析与设计方法

高层建筑结构是由竖向抗侧力构件（框架、剪力墙、筒体等）通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。

四、抗震分析与设计在高层建筑的应用

在罕遇地震作用下，抗震结构都会部分进入塑性状态。为了满足大震作用下结构的功能要求，有必要研究和计算结构的弹塑性变形能力。当前国内外抗震设计的发展趋势，是根据对结构在不同超越概率水平的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性分析成为抗震设计的必要的组成部分。我国现行抗震规范（GB50011-2001）要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下（小震），按反应谱理论计算地震作用，用弹性方法计算内力及位移。对于重要建筑或有特殊要求时，要用时程分析法补充计算，并进行罕遇地震作用下（大震）的变形验算。

在我国高层建筑的抗震分析与设计中常见的问题有以下几种：首先是高度问题，对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度。因为在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化，随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。其次是材料选用和结构体系的问题，在高层建筑中，我国150m以上的建筑，采用的三种主要结构体系（框－筒、筒中筒和框架－支撑），这些也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外特别在地震区，是以钢结构为主，而在我国钢筋混凝土结构及混合结构占了90%。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大地震作用的考验。根据现在我国建筑钢材的类型、品种和钢结构的加工制造能力，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。第三是轴压比与短柱问题，在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱的轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。

五、结语

结构设计是一项集结构分析，数学优化方法以及计算机技术于一体的综合性技术工作，是一项对国家建设有重大意义的工作，同时，亦是一门实用性很强的工作。本文就高层建筑的结构设计的各个方面进行分析，一起有助于提高结构工程师在建筑空间中的设计能力，特别是在处理高层建筑方面的问题上。

参考文献

[1]肖峻．高层建筑结构分析与设计[J]．中化建设，2008，（12）．

第4篇：高层建筑结构特点范文

关键词：高层建筑、结构设计、选型原则、特点

一、高层建筑结构型式

高层建筑结构的结构型式繁多，框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。随着层数和建筑高度增加，利用结构空间作用，又发展了框架-核心筒结构、筒中筒结构、多筒结构和巨型结构等多种结构体系。

二、高层建筑结构选型设计原则

2.1 功能适应性原则

不同功能的建筑，往往要求具有不同的功能空间特征；不同的结构体系型式，并能够提供不同的空间布置；不同的内部空间特征又要求不同的结构与其相适应。

2.2 刚度合理性原则

不同的结构体系往往具有不同的刚度和承载力，也有使其整体综合性能得到较好发挥的高度适应范围。一般来说，框架结构适用于设防烈度低的层数较少的高层建筑；框架-剪力墙结构和剪力墙结构适用于各种高度的建筑；在高度较大或设防烈度高时，可采用筒体结构等。

2.3 空间整体性原则

建筑结构系统是一个由多个子结构及其若干组成构件组成的空间结构体系。一个结构的抗震能力不仅取决于各子结构及相应构件的强度、刚度、延性及其受力状态，而更主要地取决于保证这些子结构、构件协同工作的能力或空间整体性。

2.4 施工方便性原则

不同的结构型式决定着结构的施工工艺、施工难度、施工工期及可能的施工质量。

三、高层建筑结构设计的几个特点

水平荷载起控制作用，侧向位移必须加以限制，轴向变形在侧移中占有很大的份额，所以在结构体系选型时应充分考虑这几个特点。对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，由于以下两个原因，竖向结构体系成为设计的控制因素：一个是较大的竖向竣工体系要求有较大的柱、墙和井筒；另一个更重要的原因是，侧向力所产生的倾覆力矩和侧向变形要大得多，高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。

四、高层建筑结构的关键设计

4.1 框架结构

（1）基础系梁的设置问题。在设计工作中，存在下述情况之一时，宜沿两个主轴方向设置基础系梁：1）一级框架和Ⅳ类场地的二级框架。2）各柱在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大。3）基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大。4）地基主要受力层范围内存在软弱黏性土、液化土层或严重不均匀土层时（详建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）第6.1.11条）。如果基础埋置深度较深时，可以用基础系梁减少底层柱的计算长度，在±0.000以下设置系梁，此时系梁宜按一层框架梁进行设计，同时系梁以下的柱应按短柱处理。

（2）框架结构薄弱层的判定与处理。薄弱层是对抗震极为不利的结构层，原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度，即加大该层的柱截面或梁截面；如果条件允许，可以改变该层层高。当无法避免出现薄弱层时，在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。

4.2 剪力墙结构

剪力墙是一种有效的抗侧力构件，剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系中，剪力墙都是作为主要的承重结构单元，因此，剪力墙的截面设计是高层混凝土结构设计的重要部分。在地震区剪力墙除保证有足够的承载力外，还要保证有足够的延性，以提高整个结构的耗能能力，改善结构的抗震性能。在剪力墙墙肢截面设计时，当纵横向剪力墙连成整体共向工作时，可将纵墙的一部分作为横墙的翼缘加以考虑。同时也可将横墙的一部分作为纵墙的翼缘予以考虑。在框架剪力墙结构中，剪力墙常常和梁柱连一体，形成带边框剪力墙。因此，剪力墙墙肢常常按矩形截面、T形截面或工字形截面进行设计。

4.3 框架剪力墙结构

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架剪力墙体系。框架剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架剪力墙体系的最大适用高度要大于框架体系。

4.4 筒体结构

凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、框架-核心筒、筒中筒、成束筒等多种形式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。以框架-核心筒结构为例。核心筒应具有良好的整体性，墙肢宜均匀、对称布置，筒体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内壁至洞口应保持一段距离，以便设置边缘构件，其值不应小于500mm和开洞墙的厚度；核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的1/20及200mm，对一、二级抗震设计的底部加强部位不应小于层高的1/16及200mm。剪力墙的截面厚度应满足墙体稳定验算要求，必要时增设扶壁墙；在满足承载力要求，以及轴压比限值时，核心筒内墙可适当减薄，但不应小于160mm。

4.5 强调“三强三弱”

为体现抗震概念设计思想，按照建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）要求应实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”，使其具有较好的变形能力。规范虽然列出了许多具体核算公式，但由于种种原因目前还存在将梁超计算配筋或加大截面而柱筋及截面不变的情况，这就很难保证“强柱弱梁”实现，而且实际结构中转换层、刚性层大梁以及楼板的存在，要真正实现“强柱弱梁”的概念很困难；设计中局部尺寸或荷载有改变时，有的设计人员习惯于增加纵筋而不改善箍筋，则很难保证“强剪弱弯”；设计人员往往对构件进行大量计算，增强构件，而对节点不过细考虑。施工时节点区缺少箍筋甚至无箍筋的情况非常普遍。因此，要使“三强三弱”概念得以实现，首先应对规范目前核算公式改进使其实用，如采用“实配反算法”来保证，否则公式概念虽然正确但因不易操作不实用，而成为虚设；其次，设计人员应认识到“三强三弱”概念在抗震设计中的重要性，精心设计使所设计的结构具有良好的抗震能力。

第5篇：高层建筑结构特点范文

改革开放以来随着经济的不断发展，综合国力的不断提高，房地产业迅猛发展，建筑业逐渐成为社会支柱产业，由于土地资源的紧缺，高层建筑在众多建筑形式中脱颖而出，而在目前在工程设计领域中，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点，对其具体的分析与论述也就显得更加的重要，设计师们设计了很多新的结构体系，如何更加合理的设计结构体系，做好结构设计，解决可能出现的问题，同时又满足人们各方面的要求，本文对这些问题进行了分析与论述，以提高建筑结构设计水平，这是值得我们探讨的问题。

关键词：高层建筑结构设计 分析

中图分类号：TU97 文献标识码：A

前言：

随着土地资源的日益紧张，高层建筑也如雨后春笋般迅速发展，数量剧增，结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，怎样满足建筑空间最大化怎样满足用户结构需求，为了高层建筑更加安全更加美观更加耐用为了更加的节约成本，为了更好地追求新的结构形式和更加合理的力学模型，我们必要了解结构设计的基本特点。一个经济合理的结构方案决定了建筑结构设计的合理性，同时还需选择一个切实可行的结构体系和结构形式。

高层建筑结构设计的特点

1.水平力是设计的主要因素

水平力在高层建筑结构设计中起着至关重要的作用，由于高度的不断增加，水平力的作用会使建筑物产生位移，水平力的设计我们可以给出数值是随着动力的变化而变化的。但同时也应注意建筑材料的选择，建筑结构体系的选择以及结构的合理布置。

2.侧向位移是重要控制指标高层建筑结构设计中，随着建筑高度的变高，侧移变形会快速增加，当然这是在水平荷载下结构的分析，这是的结构一定要保持足够的刚度及抵抗侧向力，结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。如侧向位移会产生主体结构构件出现较大裂缝，甚至损坏现象。

3.承载力是基础要素

与低层、多层建筑相比，高层建筑需要更严格的承载力。假使地基或桩基情况不发生改变，高层建筑设计也应该减轻自身的重量。如在高层建筑的抗风设计中，应保证结构有足够承载力，必须具有足够的刚度;控制在风荷载作用下的位移值，保证有良好的居住和工作条件;外墙、窗玻璃、女儿墙及其他围护和装饰构件，必须有足够的承载力，并与主体结构有可靠的连接，防止房屋在风荷载作用下发生部分损坏的可能。例如，建筑物质量过大会导致期重心在地震中发生倾覆力，会导致建筑物结构的抗震能力减弱。

4.结构延性是重要设计指标

高层结构在水平力作用下的形变一定会比底层建筑要大。所以，让建筑物结构设计具有一定的延性，能在实际中避免建筑物的倒塌。这样结构设计就变得可塑，变成具有一定变形能力的物体，这个好处又如弹簧可以回弹一样。

二、高层建筑的结构体系设计

随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。高层建筑结构设计影响着建筑物的规划、设计、构造和使用功能。其中结构体系设计成为是否经济合理进行高层建筑的关键。

1.框架结构体系

框架结构主要承重结构，由梁、柱、基础构成平面框架。对于框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，即耗能能力越大，延性就愈好。其优点:建筑平面布置灵活，可以依据自身的要求设计。其缺点:框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于巧层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。框架体系中，角柱的受力应该比别的柱差，为了防止角柱遭遇扭转变形或是弯压变形吗，柱截面不宜过小，同时还要加密箍筋，起到增加受压区混凝土约束的作用。注意事项:在框架结构体系中，一定要考虑高层建筑的底部柱，柱截面的大小要注意:在高层建筑中，应该尽量的三排柱结构设计方案;采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱;通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性。

剪力墙结构体系

当建筑结构的框架体系强度和刚度不能满足设计要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，从而形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时，框

架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。当墙体受力主体全部由剪力构成的话，就会是剪力墙体机构，剪力墙结构体系是把建筑物墙体当作承受荷载的结构体系。对于剪力结构墙间距一般为3一8m，墙体同时作为维护及房间分隔构件。其优点:其刚度、强度都比较高，传力直接均匀，有一定的延性，整体性好，抗倒塌能力强，结构体系特征明显。现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，在水平荷载作用下钡U向变形小，承载力要求容易满足，适于建造较高的高层建筑。抗震性能力强，承受力好。其缺点:剪力结构墙间距设计方面不能太大，，空间平面布局不太灵活，自重大，开洞宜小等。注意事项:在高层剪力墙结构中，连梁的设计收到很多制约，刚度在高层建筑结构设计中，与剪力墙相连并且允许开裂可作刚度折减的梁称作连梁。应该选用跨高比较大的连梁，减少其剪切破坏，按常规设计方法配筋，进行截面抗剪设计，保证其延性。联系墙肢的连梁，不仅会影响剪力墙的受力，而且其本身的受力条件也比较复杂。在剪力墙结构设计中，必须坚持的原则就是强墙弱连梁，对连梁的刚度要进行折减，降低其抗弯能力。

3.筒结构体系

以筒体为抗侧力构件的结构体系统都称为筒结构体系，它包含单筒，多筒，复合筒等，它是由由一个或者几个简体为主抵抗水平力。也有把简体结构分为实腹筒、框筒及析架筒的说法。其优点:筒体结构体系能使整个建筑犹如一个固定于基础上的封闭空心的筒式悬臂梁来抵抗水平力，其是以空间受力为主，具有较大的刚度、强度、整体性，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。其缺点延展性能有问题，并且全部此阿勇成本高，造价高。注意事项:在建筑是讲多层筒体结构组合在一起能够产生更大抵抗水平荷载的能力，使结构具有更大抗力性，这样的结构也是多筒结构设计，如加哥西尔斯大楼就是9个筒结合在一起的多筒结构使其具有更好的刚性和能力。当然，还可以让筒体结构设计和其他结构设计一起运用，如带加强层的框架一一核心筒结构与一般的框架一核心筒结构在受力上更强大，当然除了这几种建筑结构体系外，还有其他一些结构体系，如网架，薄壳等。随着建筑业的不断发展，我们还会开发出更多、更加实用的结构体系，这就要求我们建筑设计师不断学习，不断创新。

结束语:

建筑结构设计是需要扎实的理论知识的，是一个整体性，系统性很强的工作，设计师具有创新的思维，既有认真负责的工作态度是结构设计成功的至关重要的基础环节。在结构设计时，设计人员要把每个环节做到了然于胸，重视每个基本的构件，密切配合其它专业来进行设计，并能深刻理解规范和规程的含义，然，这些都需要我们不断的反思和总结工作的经验教训。为何说高层结构专业在各专业中占有更重要的地位呢？高层建筑设计从安全，地基等更重方面都要比低层、多层建筑结构设计有更严格的要求。在高层建筑设计中，我们设计师能遇到能遇到各种问题，这就需要我们加强学习，不断强化自身对设计中运用科学的方式方法，把好高层设计的首要关口。

参考文献：

[1]安海峰.论高层建筑结构设计研究田.中小企业管理与为何说高层结构专业在各专业中占有更重要的地位呢?高科技，2010，(11).

第6篇：高层建筑结构特点范文

【关键词】:高层建筑；结构特点；基础结构设计；

Abstract: The increase of the height of building, style diversity has put forward more new problems and requirements for high-rise buildings in the design and technology, this paper analyzes several problems existing in design structure characteristics, design principle and basic structure of the high-rise.

Key words: high-rise building; structure characteristics; foundation structure design

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

0 引言

随着城市建设的不断加快，建筑业有了突飞猛进的发展，建筑用地也不断紧张，全国各地的高层建筑不断涌现，近年来，我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿多平方米。建筑高度的不断增加, 风格的变化多样， 给高层建筑的设计提出了更新更高的要求。尤其是高层建筑的结构设计越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点，给工程设计人员提出了更高的要求。下面就高层结构设计的特点、设计原则以及基础的结构设计中存在的几个问题进行探讨。

1 高层建筑结构设计特点

1.1水平荷载成为决定因素。首先，数据显示楼房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楼房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引起的轴力与楼房高度的两次方成正比。再者，对具有特定高度的楼房来说， 竖向荷载基本上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用， 其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。因此，水平荷载对高层建筑稳定性的影响作用是很大的

1.2轴向变形不可忽视。高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

1.3侧移成为控制指标。与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。 另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2.使居住人员感到不适或惊慌。

3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

1.4结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言， 高层建筑结构更柔一些， 在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力， 避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

1.5抗震设计要求更高。有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

2 高层建筑结构设计基本原则

高层建筑结构设计的基本原则是：注重概念设计，重视结构选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系，加强构造措施。钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。 在抗震设计中，应保证结构的整体性能，使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。结构应满足下列基本要求：

( l ）应具有必要的承载力、刚度和变形能力。

( 2 ）应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。

( 3 ）对可能的薄弱部位要采取加强措施。

( 4 ）结构选型与布置合理，避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。

( 5 ）宜具有多道抗震防线。

3 高层建筑结构的基础设计基本要求

基础是房屋结构的重要组成部分，房屋所受的各种荷载都要经过基础传至地基。由于高层建筑层数多、上部结构荷载很大，导致使其基础具有埋置深度大，材料用量多，施工周期长，工程造价高等特点。为此，高层建筑基础设计时应满足以下几方面的要求：

(1) 高层建筑的基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、上部结构的类型、施工条件、使用要求，确保建筑物不致发生过量沉降戒倾斜，满足建筑物正常使用要求。还应注意与相邻建筑的相互影响，了解邻近地下构筑物及各项地下设施的位置和标高，确保施工安全。

（2）基础设计应根据上部结构和地质状况进行，宜考虑地基、基础与上部结构相互作用的影响。需要降低地下水位的，应在施工时采取有效措施，避免因基坑降水而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等正常使用和安全。同时还应注意降水的时间要求，以免停止降水后，水位过早上升，使建筑物发生上浮等问题。

（3）高层建筑应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。宜采用筏形基础，必要时可采用箱形基础。当地质条件好、荷载较小，且能满足地基承载力和变形要求时，也可采用交叉梁基础或其他基础形式；当地基承载力或变形不能满足设计要求时，可采用桩基或复合地基。

（4）高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑，基础底面与地基之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。计算时，质量偏心较大的裙楼与主楼可分开考虑。

（5）在地震区，高层建筑宜避开对抗震不利的地段；当条件不允许避开不利地段时，应采取可靠措施，使建筑物在地震地不致由于地基失稳而破坏，或者产生过量下沉或倾斜。

4 基础的埋深问题

高层建筑的基础应该要有一定的埋深，埋置深度可以从室外地坪一直算到基础底面，对于独立的高层建筑而言，基础埋深比较容易确定，但当今多数高层建筑与地下车库都是相互连接的，当地下车库基础采用筏板基础或设有防水底板的独立基础（防水底板不宜太薄）时，高层建筑的基础埋深可从室外地坪算起，此时高层建筑地下室顶板及地下车库顶板应按嵌固层要求设计，地下车库应有足够的侧向刚度作为高层建筑的侧限。假如不满足以上条件的时候，高层建筑的基础埋深应该要从地下车库地面算起。高层建筑通常设地下室来满足埋深要求，主要有以下几点优势：

1．提高地基承载力。当高层建筑采用天然地基时，地基承载力可进行修正。随着基础埋深的增加，修正后的地基承载力随之增大，从而可满足高层建筑对地基承载力的要求。

2．有利于高层建筑上部结构的整体稳定。高层建筑地下室外墙一般采用钢筋硷墙，地下室顶板厚不宜小于160mm，地下室具有较大的层间刚度，同时地下室外墙周边土也提供了很大的侧向刚度和约束。因此设地下室有利于上部结构的整体稳定，有利于协调结构整体变形，调整地基不均与沉降。

此外在确定埋置深度时，应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素。埋置深度可从室外地坪算至基础底面，并宜符合下列要求：

1天然地基或复合地基，可取房屋高度的1/15；

2桩基础，可取房屋高度的1/18（桩长不计在内）。

当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时，在满足地基承载力、稳定性要求及本规程第12.1.6条规定的前提下，基础埋深可不受本条第1、2两款的限制。当地基可能产生滑移时，应采取有效的抗滑移措施。

5 总结

近些年来，我国的高层建筑发展十分迅速，建筑造型新颖独特，建筑物的高度与规模不断增加。在高层建筑结构设计中，地基是大楼的基础，设计者应根据实际情况，作出合理的结构方案选择。并能根据具体情况进行具体分析采取适当的措施解决实际问题。才能不断地完善和发展高层建筑。

参考文献

[1] 张吉人.建筑结构设计施工质量控制[M].中国建筑工业出版社.2006.9.[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）

[3] 梅洪元，付本臣．中国高层建筑创作理论发展研究[R]．高层建筑与智

第7篇：高层建筑结构特点范文

【关键词】：高层建筑；结构施工特点；施工技术

1、高层建筑结构施工特点分析

1.1高层建筑结构的施工工程量大

目前，高层建筑低则几十米，高则几百米，其规模巨大，有些甚至需要耗费几百位工作人员多年时间进行施工建造，其工程量大，技术难度、复杂程度可想而知。所以在高层建筑工程的施工过程中必须事先做好项目规划、人员调整和施工的严格管理，在设计过程中考虑多种可能发生状况，保证出现各种问题时能够及时解。

1.2 高层建筑结构施工周期长

随着高层建筑施工技术水平的不断提高，尽管技术获得提升，但由于高层建筑工程的规模庞大，技术过于复杂，目前，最快完成的高层建筑工程也耗费了两年时间，在提高施工速度的同时还需要保证施工的安全性，需要对建筑工程的施工设计进行不断完善，各施工环节进行合理规划，对施工人员进行协调管理，以保证各阶段工作快速高效进行。

1.3高层建筑地基埋深度深

高层建筑的楼层较多，高度较高，体积较大，因而，地基所需要承受的压力更大，为保证高层建筑的稳定性，必须加深建筑的地基，根据建筑相关技术标准规定，需保证地基基础的深度不低于建筑高度的十二分之一，高层建筑施工过程中除严格遵守该规定，还需对建筑地区进行实地测量及考察，根据地质具体情况进行合理调整。

1.4建筑工程的施工环节较多

高层建筑从地基开始到施工完成，有着需材料设备多、工作人员数量巨大、施工技术复杂、施工难度大、工期长等特点，加上建筑楼层较多，大多都是高空作业，更加提升了施工的难度和复杂度，因此应特别注意高空作业所需的材料质量，工作中的器械设备等需要定期检查其性能，在人员的输送过程中做好建筑人员安全保护措施，以保证建筑人员的人身安全以及高层建筑施工的质量。

1.5高层建筑结构施工的技术水高

高层建筑对于其结构施工设计的要求极高，其中以现浇钢筋混凝土尤为突出，现浇钢筋混凝土包括钢筋的连接技术、模板的加工技术、以及高性能钢筋混凝土技术等，这些技术问题既高层建筑工程施工中的重点也是难点。

2、高层建筑结构工程施工技术

2.1高层建筑的基础施工技术

在高层建筑建设中，其基础施工包含基坑支护、土方开挖与基础混凝土浇筑等施工工作，基础作为整个建筑结构重要的组成部分，其工期与造价分别占土建总造价 30%左右，而占据总工期的 40%左右，依据相关的设计与规程规定可知，桩基埋置深度约是建筑高度的 1/15 左右，天然地基是 1/12 的建筑高度，其桩长并计算在基础埋置深度之内，这使深基础成为高层建筑建设的基本条件。在深基础工程施工中，要注意下列问题：（1）在土方开挖前应对地质、地形及水文等信息给予处理，便于最恰当开挖方式的选择，并编制最佳施工方案，对施工顺序进行合理安排，依据开挖工程的规模、工作条件与土石特性等，选择恰当施工设备进行施工。（2）加强基坑支护，降低基地的回弹性，节省施工空间，以确保地下设施与建筑物的安全。建筑支护结构承载力具有极限状态的时候，需要施工人员的工作要符合安全标准，其挡板质量应该高，防止结构出现受弯破坏状况，并且挡板的嵌入深度应与标准要求相符，提高挡土结构抗压能力。

2.2大型模板施工技术

大型模板施工技术在高层建筑结构工程中应用，与钢模板和钢框胶合板存在一定的区别，其主要是在施工现场采用工业化方式致使混凝土墙体成形成套的施工技术[3]。一般一面墙体使用一块大型模板，具有面积大、多次重复使用、表面平整等优势。施工人员在进行代行模板施工时，需要将现浇刚劲混凝土墙体作为主要工序，以层高标准化和建筑开间为基进行工业化施工，如剪力墙可以采用大模板施工技术。

2.3钢结构施工技术

钢结构施工技术在高层建筑结构施工中应用非常广泛，主要是由于该种施工技术具有施工效率高、工业化强度高等优势。高层建筑钢结构需要满足大跨度空间，一般采用钢和混凝土结构和重型钢结构进行施工。由于钢结构具有热传递性强的特征，一般钢材失去强度的临界温度为500℃，而纤维质火焰下灼烧5min温度就可达到556℃，因此施工人员需要注意做好防火措施，避免火灾安全隐患。另外施工人员需要加强对大型塔吊的应用，以期提高钢结构施工效率，并注重钢结构的连接和测控。

2.4混凝土施工技术

建筑工程的质量在很大程度上受到混凝土质量的影响，对混凝土质量进行严格控制，加强混凝土的配合比。控制混凝土的配比，重点在于水泥、砂石骨料的用量，以及含水量的合理控制。同时，应选取级配好的砂石作为混凝土的骨料。混凝土裂缝是建筑施工中十分常见的问题之一，为防止和减少裂缝的产生，应严格控制好混凝土的强度和温度，同时还必须做好混凝土的养护工作。

2.5结构转换层的施工技术

从建筑功能上看，高层建筑的上部通常需要小空间轴线布置，下部通常需要大空间轴线布置，这个要求和自然布置及结构力学恰好是相反的，因高层建筑的下部楼层承受较大压力，上则承受压力较小，在布置的时候，下部刚度较大，柱网密集且墙多，而上部逐渐减少柱、墙，增大轴线间距[2]。由于转换层的位置上移，在建筑设计中，可设计转换层式的筒体结构，转换层筒体结构主要影响转换层的上部外筒刚度、内筒刚度与转换层的设置高度等。对于筒体结构与剪力墙结构，可采用加大落地墙的厚度，增强混凝土等级或者提高抗震性能等，对建筑的下部结构进行强化，并且将不落地的剪力墙进行开口、开洞及墙厚减少等措施，弱化高层建筑的上部结构，以保证高层建筑质量。

结束语

结束语通过对高层建筑施工的特点、现状以及施工过程中几个主要的施工技术要点进行分析可知，在高层建筑施工技术要点中，对混凝土的养护、逆向施工技术、模板施工技术等都是重要的施工技术。高层建筑作为城市快速发展的产物，缓解了城市人口居住压力，对城市的发展和人们的生活都具有重要的意义。因此在高层建筑的施工中必须不断地克服各种困难，切实地提高高层建筑施工的技术和质量，从而使我国高层建筑水平更上一层楼。

【参考文献】：

[1]路致远.高层建筑钢结构施工技术要点分析[J].中国建材科技，2015，02：268+270.

第8篇：高层建筑结构特点范文

关键词：高层建筑；结构设计；结构体系；分析方法；

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

引言

随着我国经济建设的不断发展，地域性的文化交流日益密切以及社会多学科的互相交叉融合共同推动城市高层建筑发展的中坚力量，使城市高层建筑设计向更深、更广、更具综合性的方向发展，拓展高层建筑的实际功能、结构空间和外在形态美，不断增强高层建筑新的功能和空间理念，并逐步优化和提升高层建筑的设计理念和当地的特有文化交融的深度和广度，并结合城市市政规划，使高层建筑在设计上融入城市的大背景中，且拥有自身独特的概念。

高层建筑因其结构形式的限制和本质功能的需求，在外形上，往往不能随设计师个人意愿进行设计，必须考虑其抗压、抗震以及使用功能，从目前建造的高层建筑可以看出，虽然外形各式各样，但都遵循建筑行业的规范和标准，越是建造复杂，对工程材料、劳动力资源的占有率就越大，不利于国家倡导的建设资源节约型的目标。另外，在高层建筑设计过程中，必须考虑周围裙带建筑的设计，在保证施工质量的同时，考虑与高层建筑的和谐、紧凑、自然，体现人性化的设计理念，使建筑充满人性化的气息，这些需要建筑设计师根据生活经验和工程经验进行全面的考核、设计，并善于运用一些巧妙的手法，丰富高层建筑的空间形式。

1.高层建筑结构的设计特点

高层建筑与普通建筑或低层建筑相比有很大差别，其差别不仅仅表现在体量上，它们之间的差别主要在于以下方面：对于低层建筑来说，它们所受的外部作用主要是以重力为代表的竖向荷载。因此，设计低层建筑结构时，最主要的控制目标是结构的强度。另外，由于低层建筑对其结构体系的空间工作性能要求很低，所以低层建筑所采用的结构体系主要是平面结构。而在高层建筑中，结构处于竖向荷载和水平荷载的共同作用下工作。随着建筑物高度的增加，高宽比的加大，尽管竖向荷载对结构设计仍产生重要影响，但水平荷载对结构产生的内力愈来愈大，水平荷载将成为结构设计时的主要控制因素而起着决定性、关键性的作用。因此，结构的设计是由水平荷载控制的。在水平荷载中，地震作用是动力作用，而风力作用则包含静力作用和动力作用。在地震易发区，高层建筑往往受地震作用控制，所以计算地震对结构的动力反应是高层建筑分析的重要内容。高层建筑对风的动力作用比较敏感，风振作用是结构分析中不容忽视的因素。

2.高层建筑的结构体系

2.1框架结构体系

从结构体系上看，由于框架结构平面布置灵活，空间大，能适应较多功能的需要，因此成为高层建筑早期的主要结构形式。但是，框架结构的侧向刚度较小，在一般节点连接情况下，当承受侧向的风力或地震作用时，将会有较大的变形，因此限制了这种结构形式的建造高度和层数。

2.2剪力墙结构体系

为了满足更高层数的要求，同时结合住宅、公寓等对单开间的需求，出现了较高层数的剪力墙结构。剪力墙结构具有良好的侧向刚度和规整的平面布置，按照功能要求，设置自下而上的现浇钢筋混凝土剪力墙，对抵抗侧向风力和地震作用是十分有利的，因此，它允许建造的高度远远高于框架结构。

剪力墙结构的不足之处在于平面布置的灵活性较差。因此，它在使用上也受到一定限制，它的适用范围较小，仅适用于住宅、公寓和宾馆等建筑。目前全国各地的大量高层住宅建筑，绝大多数均采用剪力墙结构。

2.3框架-剪力墙结构体系

建筑功能要求有较大的灵活性，但同时又能满足风和地震作用的考验，取框架和剪力墙结构两者之长，形成框架-剪力墙结构。框架结构具有布置灵活的优点，而剪力墙结构具有良好的抗侧力能力，结合后的结构体系可满足一般建筑功能要求，在适当位置设置一定数量的剪力墙，既是建筑布置需要，又是结构抗侧力需要。因此，框架-剪力墙结构体系的适用范围和适应的高度较宽，是一种较好的结构体系，因而得到广泛应用。

2.4筒体结构

简体结构是近年来发展起来的新体系，它的出现满足了高层建筑更高层数的要求，包括单筒体、筒体-框架、筒中筒、多束筒等多种形式。筒体结构具有很好的整体性和抗侧力性能，在平面布置和满足功能要求方面也有明显的优势，因此为众多高层和超高层建筑结构所采用。

3.高层建筑结构的分析方法

3.1基于常微分方程求解器的分析方法

现在国内外学者已经开发研制了相当有效的常微分方程求解器对高层建筑进行结构分析，其功能很强，尤其自适应求解，可以满足用户预先对解答精度所指定的误差限。我国清华大学包世华教授和袁驷教授在高层建筑结构分析中应用此方法，解决了高层建筑结构考虑楼板变形时静力计算、动力计算和稳定计算。这些问题若完全用离散化方法求解，其计算量都极大；而用微分方程求解器法求解，则显示出极大的优越性。因此在高层建筑结构分析中运用此方法具有独到之处。

3.2基于样条函数法和有限条法的分析方法

样条函数是分段多项式的一种。与一般有限单元法相比，样条函数的位移模式曲线拟合度好、连续性及通用性强，系数矩阵稀疏、计算量小，且具有紧凑、收敛、完备和稳定等方面特征。因此，计算结果与试验结果吻合良好，是一种较好的方法。

在高层建筑中，经常会遇到几何形状和物理特性沿高度方向比较规则的情况，这样的结构体系采用有限条法很有效。有限条法只需沿着某些方向采用简单多项式，其他方向则为连续、可微且事先满足条端边界条件的级数。在采用有限条法时，合理选择结构计算模型、等效连续体的物理常数和条元的位移函数是提高精度、简化计算的关键。

3.3基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法

有限元，特别是杂交元和非协调元的发展，促进了分区广义变分原理的研究。在分区混合广义变分原理基础上，清华大学龙驭球教授提出了分区混合有限元法。它将弹性体分成势能区和余能区，势能区采用位移单元，以节点位移为基本未知量；余能区采用应力单元，以应力函数作为基本未知量，而区交界面通过引入附加的能量项在积分意义下满足位移和力的连续条件，从而保证了收敛性，最后通过取总能量泛函为驻值建立分区混合有限元法基本方程。

4.结语

随着高层建筑的进一步发展，满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂多元，为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。总之，在高层建筑设计时，设计师必须结合建筑设计抗震、采光等需求，统筹城市规划的理念和要求，结合自己的专业知识和经验，科学、合理的设计高层建筑为国家建设做出贡献。

参考文献

[1]张星熙,薛占营.高层建筑结构设计问题探讨[J].建筑结构,2010,10:12-16.

[2]张亚,陈伟.探讨高层建筑结构设计问题[J].科技致富向导,2010,17:109-112.

[3]杜春环,马颖轶.高层建筑结构设计问题探讨[J].科技致富向导,2010,30:245-248.

第9篇：高层建筑结构特点范文

关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；设计原则

中图分类号：TB482.2 文献标识码：A

随着科技的进步与发展，高层建筑已逐步成为城市发展的标志，为了保证人民的生命财产安全，这就对工程师提出了更高的要求。由于高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，任何在设计这过程中出现的遗漏或错误都有可能对设计的结果产生重大的事故。所以我们在设计的过程中要时刻把握设计的过程。在结构设计时实现安全、科学合理、经济的设计目标。

一、高层建筑结构自身的特点

1、框架结构

这里所说的框架结构体系主要是应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由建筑物的若干梁、柱连接节点组成承载结构，框架形成之后便可产生一定的建筑空间，主要是室内空间较大，为使用者提供便利。然而，框架梁柱截面却比较小，这也就造成其自身的抗震性能较差、刚度较低的后果，最终使得整体的建筑高度受限。所以，框架结构也就用于一些抗震性能要求较低，普通的高层建筑当中，如该地区建筑对抗震性能要求较高则不能使用该框架结构。

2、巨型结构

巨型结构主要包括两部分，第一部分受楼层限制比较少，通常是用于几层楼层之间的形状较大的梁、柱或衍架杆件，用这样的强大结构来承担各个方向的力；第二部分是指楼面， 它只承担纵向水平力并且还能将之转化的内力转移到巨型框架结构中。一般情况下我们所说的巨型结构包括有巨型框架结构和巨型桁架结构两种形式，不同类型的结构拥有的强度和刚度也是不同的，换句话说，这些结构所适用的高层建筑物也是不同的。

3 抗震墙结构

抗震墙结构属于钢筋混凝土结构的一种，该结构的水平作用主要由墙体承受，因此该结构的具有较强的整体性，不仅刚度十分理想，而且在水平荷载作用的影响下也不会有较大的侧向变形，简单来说，该结构的可较好地满足承载力的高水平要求。

由于抗震墙的间距受限制，因此在运用该结构进行平面布置的时候缺乏灵活性，这也是该结构不足的主要方面，这就使得抗震墙结构的应用范围极大的缩小，尤其在公共建筑方面难以发挥其优势，因而，该结构通常用于住宅建筑或旅馆建筑当中，或者说，该结构形式多用于高层居住建筑。

4 框架―筒体结构

抗震墙结构是以抗震墙这一种结构为主，而框架―筒体结构则是框架和筒状抗震墙相结合的一种结构形式，将两种结构结合实际建筑情况而进行合理的结合，最终组成有效负担水平荷载的建筑结构。相较于抗震墙结构，框架――筒体不仅在刚度上有所提高，而且在承载能力上也有了一定的改进。该结构在地震的作用之下，层与层之间的变形得到了一定的限制，不仅隔墙的损坏程度减小，而且外墙的损坏程度也有一定程度的降低，这也就使得该结构适用于地震地区与非地震地区两个地区的同时，还适用于高层建筑与低层建筑两种建筑类型，在应用范围上十分广泛，在我国十分受欢迎。

二、高层建筑结构设计特点

1、重视轴向变形

在楼层比较高的建筑物中，竖向荷载的数值通常都比较大，其结果就是引起柱、墙等竖向构件轴向变形，同时还会对连续梁弯矩有一定的影响，这时，连续梁内部的负弯矩数值变小，而跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；竖向荷载数值的增大对预制构件的下料长度也有比较大的影响。而且轴向变形还对构件剪力等有着不可忽视的影响，和竖向变形比较之后得出的结果也是不可靠的，会直接影响建筑物的安全建设。

2、侧移的重要作用

楼层较高的建筑物和其他高度较低的建筑物不同，其结构设计的关键因素是结构侧移，这已经成为当代建筑行业人士公认的真理。楼层高度越高，水平荷载下结构的侧移变形也会迅猛增大，所以，在高层建筑的设计过程中要把结构侧移控制在适度的范围之内 。

3、结构延性是设计的重要因素

高层建筑物在地震作用的影响下与低层建筑不同，高层建筑的结构显得更加柔和，结构变形也会较大。要想使高层建筑在变形时拥有较强的适应能力，防止坍塌，这就需要针对延性较低的结构形式（如框架结构）采用科学合理的举措，从而使之拥有足够的延续性。

三、高层建筑设计过程中遵循的基本原则

1、平面设计的基本原则

高层建筑的平面设计一般都需遵循形状简单、规则，质心和刚心重合的基本原则。偏心较大的结构扭转效应大，这就会造成端部构件较大程度的位移，其结果是应力集中。平面设计过程中的突出部分要适度，不应过长（参《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010：3.4.3条规定）。为了高层建筑施工及使用的安全，不宜采用不规则的结构平面布置，如果是建筑物使用功能或其他特殊要求采用结构平面布置严重不规则时，可以设置防震缝，使其成为几个相对简单、规则单独结构。尤其是在地震比较频繁的地区，简单、规则、对称的原则对于高层建筑物来讲极其重要。

2、结构竖向设计的基本原则

结构竖向的设计需要遵循的基本原则是规则、均匀。规则，也就是说设计的结构竖向比较规则，即使有一些变化也必须是有章可循的逐渐变化。如果高层建筑的体型沿竖向的猛烈变化会让高层建筑物在地震过程中的应力变形比较集中，这也就会造成高层建筑物在地震中产生严重破坏甚至倒塌。均匀是指高层建筑结构竖向设计过程中需要注意上下体型、刚度、承载力及质量的均匀，而且其变化也需要均匀。高层建筑物的设计者在结构设计的过程中必须注重其结构刚度成塔形。如果设计中下层刚度比较小，这就会使结构变形主要在下部，高层建筑往往会因此形成薄弱层，一旦问题严重便会引起高层建筑物的严重破坏。即使设计体型有一点变化，也必须遵循下大上小的规律性变化，切忌突兀的、快速的变化。

伴随着我国近年来社会经济的迅速发展，经济的发展对建筑尤其是高层建筑的功能要求也越来越严格。我国城市化趋势的不断加强也使得城市人口迅猛增加，人多地少的矛盾在城市日益凸显，为了使城市的规划更加科学、合理，就促进了高层建筑的发展和完善。

四、建筑结构设计的未来发展趋势

（1）概念设计将发挥越来越大的作用。 概念设计是指正确地解决总体方案、材料使用和细部构造的问题，以达到合理抗震设计的目的。 概念设计是根据抗震设计的复杂性、 难以精确计算而提出来的一种从宏观上实现合理抗震， 避免不必要的繁琐计算， 同时为抗震设计创造有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况的设计方法。

（2）采用先进的计算理论。空间受力分析，非弹性变形分析，塑性内力分析，由加载到破坏的全过程受力分析，时程分析，最优化设计，方案优化等先进科学的设计方法、设计理论将得到越来越多的应用。

五、结束语

综上所述，随着科技和经济的快速发展，高层建筑已经成为大中城市建设的主角。高层建筑的形式也越来越多样化。高层建筑做为城市发展的标志，是当代科学技术和社会文化经济的一种体现。当今高层建筑的结构设计影响因素很多，设计师在设计高层建筑时应该充分地把握各种尺度，结合人的尺度，满足人的使用、观赏的要求，必定能创造出优美的高层建筑外部造型。

参考文献

[1]刘瑛;高层建筑结构设计特点与原则探讨[J]中国新技术新产品;2012（13）