高层建筑的概念精选(九篇)

第1篇：高层建筑的概念范文

关键词：结构设计；概念设计；高层建筑；结构选型

Abstract: The conceptual design is a building designer by combining design experience, design theory and the characteristics of the project, and effectively the structure to achieve the optimal structure layout of building structure design, so as to achieve the best economic benefit. Based on the author's practical experience, starting from the concept of design ideas to improve the seismic performance of building structures are discussed, for reference.

Keywords: structural design; conceptual design; high-rise building; structure selection

中图分类号：TB482.2

0.引言

随着建筑建设的快速发展，建筑结构向着更高更复杂的方向发展，这要求结构设计者不能单纯地盲目去进行结构设计，仅仅套规范进行结构设计其设计效果并不是最佳的。 通过对建筑结构首先进行概念设计，其成为当前结构设计的重要思想。 从设计实践效果表明，通过在建筑结构设计中利用概念设计可以设计出更为合理的建筑结构体系，并达到节省原料的目的。 随着概念设计的应用推广，越来越多结构设计人员更向往于这一设计理念，并逐渐成为结构设计的主导思想。

1.概念设计理念的可行性

归根结底，对建筑结构采取概念设计是建筑设计师结合设计实践经验、设计理论以及所要设计项目的工程特点，对建筑结构的抗震结构以及总体布局进行规划，实现结构设计的多样化要求的手段。 其宗旨是在特定环境条件下， 通过采取整体概念出发来考虑结构总体方

案， 从而对于该结构来说可充分利用总体系与分体系之间的力学关系。 通过基于概念设计进行高层结构设计，其可行性重要体现在以下几个方面：

（1）设计的创新性。 结构设计人员对于建筑结构设计常采用的设计方法是通过查找手册、以及结合计算机程序等方式进行，这一切都是缺少创新性。而概念设计则是要求结构设计师应充分结合设计实践经验以及理论知识，采取一系列的合理想象及创新进行规划，得出具有合理性以及一定创新性的结构设计。

（2）优化设计结果。 基于概念设计的结构设计其包含分析、综合以及评估三步。 分析阶段主要是对问题进行全方位的了解，因为存在分析数据不完整与不准确的特点，此阶段具有一定的模糊性质，综合阶段则是要求工程师将理论知识和实际情况，通过结合设计师的想象力以及创新意识从而实现工程设计规划。最后评估阶段是最优方案的选择过程。这种优选方案不仅可以有效地防止了结构后期出现的繁琐计算，更重要的是体现了方案的可靠性与经济性。

（3）提升工程师设计能力 。 概念设计其是在正确理念和原则的指引下，允许工程师在设计中进行一定程度的发挥，因此避免了结构设计人员一味采用传统方法设计，这方便于结构师从根源查找问题，从而使计算结果更为准确。 因此，概念设计无论在理论知识、方

式还是思想以及手段等方面都为建筑结构提供了科学有效的技术平台。

2.概念设计在结构设计中的体现

从众多工程实践表明，通过采取概念设计理念来进行高层结构设计，可以有效地使结构在荷载作用下，结构破坏减小到最小。如何通过采取概念设计来抵抗结构可能受到的各种不确定情况，将是概念设计的最终目的。 而对于高层建筑结构来说，其不确定因素相对多层结构来说，其复杂性更强，因此对于高层结构来说，采取概念设计是更有必要，对于高层建筑结构来说，结构的抗风及其抗震的概念设计将是概念设计的重要体现。通过概念设计进行采取结构计算及其构造可有效地提高结构的抗震性能。

结合工程实践经验，基于概念设计理念，笔者总结出相关的结构设计措施：

（1）对于高层结构 ，抗侧力构件主要承受水平地震作用以及风荷载，结构设计人员应根据结构布置的概念设计来探讨所设计的高层建筑的平立面布置是否合理。结构布置应尽量规则、对称；通过应用概念设计进行结构设计时，首先应当满足结构抗侧力构件布置的合理与规则性， 竖向抗侧力构件则应从下往上减小截面尺寸以及材料强度，同时还应当保证竖向构件的均匀变化，同时竖向结构布置应尽量上下贯通，避免结构中出现上部结构有墙柱而下部没有情况。 对于平面复杂结构，要求平面以及立面尺寸不应出现较大的凹进，结构平面凹进的一侧尺寸应小于该方向总长度的 30%；同时要求楼板的平面刚度以及尺寸也不应出现较大突变。

（2）合理地布置受力构件。 从概念设计理念出发，布置结构的主要受力构件时应当布置于主要承受荷载作用的位置，以充分地发挥构件的作用；使得结构中各个受力构件的布置考虑其可能受到的各种荷载作用。 同时布置受力构件应当兼顾构件传力特点出发，尽可能地避免构件传力的复杂性，力求使构件传力简单。对于竖向受力构件布置，其不但要考虑承受竖向荷载作用，同时还需考虑其会承受地震等水平作用，甚至还承受温度应力影响。 水平受力构件则力求使其传力路径简单，以最快捷的传力路线传递给主梁，在传给柱、剪力墙上。 同时应避免构件受力复杂。

对于高层结构需要布置剪力墙时，则应当把剪力墙均匀地布置于结构周边，从而充分地发挥剪力墙构件的受扭能力。除此之外，剪力墙布置时还要兼顾到剪力墙间距，这需要充分结合楼板刚度要求。

（3）由于结构通常是假定楼板刚度为无限大 ，因此对于框架剪力墙结构来说，剪力墙以及框架在相同楼层的水平位移将是相同的。 为此，从概念设计出发，对于框架剪力墙结构来说，需要增加了楼板厚度，从而有效地提高楼板水平刚度。

（4）对于高层建筑来说，其主要承受较大的水平荷载作用，因此控制水平位移是高层结构概念设计的重要设计要点。 基于概念设计出发，对于框架剪力墙结构来说，可通过增加合理的剪力墙数目以及增大框架柱截面来提高高层结构的抗侧刚度。

（5）对地基以及基础采取概念设计。 从概念设计出发进行基础设计，首先应提高基础整体性。基于概念设计进行高层结构基础设计，地基基础要求采用整体性好的方案，使基础和结构能整体传力，保证高层建筑的抗震性能。 抗震规范中规定进行地基基础设计时，同一结构单元的基础不宜设计在性质完全不同的地基土上；同一结构单元宜采用相同的基础形式；当地基土为软弱土、液化土时，应初步估计地震时地基土的不均匀沉降或液化影响。

（6）对结构采取构造措施是概念设计重要内容 。 从众多高层结构破坏结果表明，仅仅从结构计算结果来进行结构设计，这难以防止高层结构在荷载作用下的破坏，因此采取必要构造措施对概念设计来说显得尤为重要。 就高层结构的地震破坏来说，提高结构的整体性以及延性措施尤为有效。如在延性设计中应尽量做到“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点、强锚固”的设计要求；同时也可以通过提高结构中的各个构件延性来有效地提高整体结构的延性。 另外，其他一些工程质量问题也可以通过构造措施来给予减轻破坏，如温度应力引起的混凝土开裂，则可通过配置适量钢筋来减轻。

3.结语

综上所述，随着建筑结构设计的复杂化，通过采取概念设计理念进行结构设计成为当前结构设计的重要思想。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。因此，概念设计是做好建筑设计工作最重要的一环。

参考文献：

［1］牛慧娟，马小龙．浅议建筑结构设计中的概念设计[J]．江苏建材 ，2013，（02）：95-182.

［2］高海虎．结构设计过程中概念设计的应用[J]．山西建筑，2012，（01）：30-31.

第2篇：高层建筑的概念范文

从20世纪70年代以来，人们在总结大震灾害经验中发现:对结构抗震设计来说，“概念设计”远比“计算设计”更重要。然而抗震概念设计的重要性和丰富内涵往往在严格的规范规定和一体化的程序设计中被淡化了。历次地震表明:如果概念设计不利于抗震，那么不论计算多“精密”，也常常无济于事;如果概念设计非常成功，建筑物往往能承受大大超过计算时的抗震烈度而安然无恙。但设计中建筑师不可能完全按照结构“概念设计”的准则进行设计，常常是结构师要向业主、建筑师作一定的妥协和让步。从工程安全、经济出发，妥协让步不是无底线的，结构师面临的难点就是如何守住结构不规则的底线。现行的《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3 -2002(以下简称《高规》)对抗震概念设计的要求作了更全面、更符合实际的规定，并作了诸多定量的限制，使得抗震概念设计在工程应用中能更具体、更明确地落到实处。本文主要从现行规范的相关规则性条款为切人点讨论结构抗震概念设计中应该注意的若干问题。

1 结构平面布置中的规则性探讨

1.1 位移比对扭转不规则的控制

《高规》对于扭转不规则的控制主要可概括为对位移比、周期比两个宏观比值的控制，对楼层最大位移与平均位移比值的下限和上限分别是1.2和1.5，扭转不规则对抗震的不利影响可根据如下分析:δ1为同一侧楼层角点竖向构件最小水平位移或最小层间位移;δ2为同一侧楼层角点竖向构件最大水平位移或最大层间位移。当δ2达到不规则判别准则的界限值时，即:δ2=1.2 ；δ2 =1.5δ1（下限）或δ2=1.5 ；δ2 =3δ1（上限）；此时整个结构无论是竖向受力体系还是水平受力体系都处于受力非常不均匀的状态。

高层建筑结构按单向水平地震作用计算位移比时，需考虑质量偶然偏心的影响，比《抗震规范》的规定严格(多层建筑可不考虑)，这主要是考虑高层建筑结构的需要。当质量与刚度分布明显不对称、不均匀时，应按双向水平地震作用计算扭转影响，此时可不考虑质量偶然偏心的影响。

1.2 周期比对扭转不规则的控制

当扭转振型成为结构第一振型时，结构抗扭刚度小，扭转振动成为主振型，对结构抗震非常不利。《高规》4.3.5条规定:结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。当两者接近时，由于振动耦连的影响，结构的扭转效应明显增大。但《高规》对T1与T2的比值却无限制，主要考虑该限制对一般工程偏严。对特殊工程(如比较规则、扭转中心与质心相重合的结构)，当两个主轴的侧向刚度相差过大时，可对T1与T2的比值加以限制，一般不宜大于1.0。

从抗震历史经验看，《高规》对缝宽的规定是底线，只可提高，不得放宽。

1.3凹凸不规则和楼板局部不连续的的控制

《高规》5.1.5条规定:进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚性，相应设计时应采取必要措施保证楼板平面内的整体刚度。但当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，楼板可能产生显著的面内变形和应力集中效应，且平面有较长的外伸时，外伸段容易产生局部振动而引发凹口处破坏。从实际设计情况来看，高层住宅建筑常采用井字形、凹形等平面以有利于通风采光，而将楼电梯间集中配置于中央位置从而出现此类情况。可采用的应对措施主要有:

1.3.1 从计算角度看，这时宜采用考虑楼板变形影响的计算方法，使受力、变形计算模型更符合实际情况，减少计算误差，具体可根据情况采用不同的处理方法:对于平面尺寸较小的建筑(如点式建筑)，可将整个楼面都考虑为弹性楼板，使建模和计算比较简单，并且计算精确，但计算工作量较大;其他情况可采用分块刚性模型加弹性楼板连接的计算模型，可将凹口周围两开间或局部突出部位的根部开间的楼板考虑为弹性楼板，而其余楼板考虑为刚性楼板。

1.3.2 从构造措施看，由于楼电梯间无楼板而使楼面产生较大削弱，对楼板应力集中部位(凹入部位、局部突出楼板的根部及洞口的四角)和弱连接的楼板截面的配筋予以加强，剩余板厚加厚，改善这些楼板关键部位的强度和延性;

1.3.3 当凹口深度接近超限上限时，宜在凹口部位设计拉梁或拉板。当开口尺寸接近最大限值时宜在洞口周围设置钢筋混凝土梁增加整体性，拉梁和拉板宜每层均匀设置。

2 结构立面布置中的规则性探讨

实际工程中，常由于以下几个方面原因产生竖向不规则体系:

2.1 建筑立面造型导致立面体型复杂，如立面收进、外挑结构、立面大开洞、连体建筑、大底盘多塔楼。

2.2 建筑平面布置变化导致竖向结构不连续(如带转换层的高层结构)、错层结构及有薄弱层的结构形式。

2.3 沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级。

《高规》4.4.2条规定:抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。在实际工程中，往往沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级，这种改变使刚度

发生变化。从施工的角度讲，改变次数不宜太多;但从结构受力角度讲，改变次数太少，每次变化太大易产生刚度突变。所以一般沿竖向变化不超过4次。每次改变，梁、柱尺寸减少100～150mm,墙厚减少50 mm，混凝土强度降低一个等级为宜。最好尺寸减少与强度等级降低错开楼层，避免同时改变。刚度发生变化的另一种情况是底层或若干层由于取消一部分剪力墙或柱子产生的刚度突变，常出现在底部大空间框支剪力墙结构。设计时应该尽量加大落地剪力墙和下部柱的截面尺寸，并提高这些楼层混凝土强度等级，尽量减少刚度削弱的程度。

立面收进和外挑在《高规》4.4.5条也有明确的规定，设计时应与建筑协调采用台阶式多次内收的立面。

连体建筑也是容易出现竖向规则性超限。连体建筑顶部重量大，不利于抗震，要尽量减轻连体的质量(如采用轻质隔墙等)，一般情况下连体部位的层数不宜超过建筑总层数的20%。

第3篇：高层建筑的概念范文

关键词：超高层建筑 结构概念设计 结构体系

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

随着经济的高速发展，人们对建筑功能的要求多样化，超高层建筑相继拔地而起。由于超高层建筑结构复杂多样，设计计算结果与实际相差较大，分析计算往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，所以必须重视概念设计。

一、结构设计特点

1. 重力荷载迅速增大

随着建筑物高度的增加，重力荷载呈直线上升，作用在竖向构件柱、墙上的轴压力增加，对基础承载力的要求也将提高。

2. 建筑物的水平位移

①风作用效应加大

风是引起结构水平位移的主要因素，作用在建筑物上的风荷载沿高度方向呈倒三角形状。建筑物越高，风合力就越大，合力作用点就越高，对建筑物产生的作用效应也越大。

② 地震作用效应加大

建筑物高度的增加使结构自重增加、重心提高，地震作用产生的水平剪力和竖向力增大，作用位置提高，整个结构内力增加，地震时将加速薄弱部位的破坏。

3 .P效应

超高层建筑高宽比大，侧高刚度较弱，水平位移大，重力与水平位移所产生的附加弯矩常大于初始弯矩的10％，必须考虑重力二阶P效应。

4. 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大

竖向构件的总压缩量主要由受力变形、干缩变形和徐变变形三部分组成。构件的总压缩量随着构件的高度H、平均亚应力的增加而加大。

5. 倾覆力矩增大，整体稳定性要求提高

建筑物高度的增加使侧向力引起的倾覆力矩增大，抗倾覆要求提高。工程中常采取增加基础埋深，加大基础宽度等措施来满足整体稳定性要求。

6. 防火、防灾的重要性

超高层建筑多采用钢混结构和钢结构，钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。因此防火、防灾设计尤为重要。

7. 围护结构的抗风设计

建筑物高度的增加使得垂直于围护结构表面上的风载标准值也迅速增大，因此必须对围护结构进行抗风设计。如采用玻璃幕墙围护，其风载更大，须采用结构玻璃满足强度要求，铝合金龙骨满足变形要求。

8. 超高层建筑的节能问题

从超高层建筑的建筑节能优化设计技术看，建筑的高度变化导致相关参数的变异，进而很大影响建筑能耗的变化。高度超过100米的高空风速会提高到3米/秒，若高达400～500米时风速可达到5米/秒以上，温度随高度的变化也会有明显的降低，通常会有每百米高度的温度下降0.6～1.0℃，仅这个变化足可以相当于把建筑物移动了一个2级气候区。建筑节能设计标准所能约束的节能技术还不能够完全适用于超高层建筑，在现行建筑节能设计标准中设计到遮阳、通风等技术的规定，对超高层建筑无法适用，标准规定的建筑能耗的权衡判断方法也是基于建筑物全楼整体建模的一种评价方法，而受目前能耗模拟工具的计算能力所限，超高层建筑中的计算对象规模远远超出了软件的计算能力。

9. 建筑物的重要性等级提高

超高层建筑作为当地的标志性建筑，在政治、经济、文化中所起的作用大，破坏影响较大，波及范围较广，因此结构设计的可靠度要提高。一般情况重要性系数取1.1。

二、结构设计方法

1 减轻自重，减小地震作用

采用高强轻质材料，全钢结构、幕墙围护、轻质隔断等，减轻结构自重，减小地震作用。

2 降低风荷载作用力

① 减小迎风面积

正方形平面形式横向迎风面最小，如果计算对角线方向的迎风面宽，则圆形平面最小。在立面上适当位置开阔泄风，风力能很好有效地降低。

② 采用上窄下宽的立面体型，既减小高风压在高处的迎风面积，又降低风作用重心，使建筑物底部的倾覆总弯矩减小，同时上窄下宽的立面体型对建筑物底部来说增大了抵抗矩，提高了稳定性。

③ 选用体型系数较小的建筑平面形状

体型系数从大到小依次正方形－正多边形－圆形，采用流线尖滑的外形，避免凹凸多变的建筑形状，减小整体和局部风压的体型系数。

④ 采用剪力墙结构系统

采用剪力墙结构体系以增加建筑物的侧向刚度，是控制建筑物水平位移的有效方法。

3加强抗震措施

① 选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图，合理的地震作用传递途径。采用圆形、正多边形、正方形等平面形状，可以使整体结构具有多向同行，避免强弱轴的抗力不同和变形差异。功能复杂的建筑常常是各种结构体系的综合，具体设计应注意以下几个问题：

a 结构平面形状尽可能对称，由于地震作用的方向具有随机性。风作用虽然有主导方向，但最大值也具有随机性。因此选用具有对称性、多向同性布置的抗侧力结构体系，有利于形心和刚心的重合。

b 竖向构件尽可能连续，避免抗侧力构件的间断，从而形成薄弱层、薄弱部位，对抗震不利。

c 应设计成具有高延性的耗能结构，设置多道抗震防线。

d 增加超静定次数，增加重要构件的传力线路，提高结构的抗震能力。

e 在满足强度、刚度要求的前提下，选择具有较好延性的结构材料，增加总体变形能力，增加结构耗能。

f 建立整体屈服机制，避免失稳破坏，并做到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件设计，对容易失稳的结构做到强支撑，对受弯构件做到强压弱拉。

g 注意调整结构布置、防震缝的设置、转换层、转换层和水平加强的处理、薄弱层和薄弱部位的加强。

② 进行小模型风洞试验，获取有关风荷载作用参数；通过振动台试验，获取有关地震作用参数。

③ 采用智能化设计，提高结构的可控性。应用传感器、质量驱动装置、可调刚度体系等和计算机共同组成主动控制体系，提供可变侧向刚度，控制结构的地震反应等。

④ 提高节点连接的可靠度，刚结构节点的焊接处理，钢混结构中型钢、钢板与混凝土的连接等。

4 减小震动，耗散输入能量

采用阻尼装置加大阻尼比，减少振动影响。选用耗能、减振的结构体系，如采用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段，采用橡胶支座可以减振等。

5 结构底部的嵌固部位的确定

在进行超高层建筑结构设计计算分析之前，必须首先确定结构嵌固端所在的位置。确定嵌固部位可通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现，嵌固端的选取可能因建筑物的各种不同情况而定：

① 不设地下室但基础埋深较大。

② 有地下室但地下室层数有多有少，而且基础形式不同，产生不同的技术问题。

三、结构材料选用

超高层建筑结构材料要求更轻、更强、更具有延性。钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土和纯钢混凝土都可作为结构构件的主要材料；而外墙围护多采用玻璃幕墙、铝合金幕墙、钢塑复合材料等；内部隔墙多为轻质隔断；在普及C50、C60级混凝土的工程应用，扩大C70、C80级的工程试点的同时，开发配制C100级高强混凝土。

四、结构体系选用

更具整体性，更具各道抗震抗线，更具延性的结构体系是超高层建筑结构体系的首选，按照建筑适用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般常见有以下几种结构体系：

1 框架－剪力墙结构体系

2 巨型框架结构体系

3 框－筒结构体系

4 筒中筒结构体系

5 束筒结构体系

6 内筒外巨型框架加外斜撑结构体系

7 内筒外框并带多个加强层的结构体系

8 钢结构

第4篇：高层建筑的概念范文

【关键词】概念设计的重要性；桩基础；剪力墙

概念设计至关重要。一定程度上它反映了一个结构工程师的设计水平，以下结合本人多年的设计实例，对概念设计的应用浅谈一下自已的一点看法。

一.概念设计的重要性

强调概念设计的重要，第一是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷，比如：混凝土结构设计中，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，为了弥补这类计算理论的缺陷，就需要工程师有用清晰的概念设计，采取一些应对的措施。

强调概念设计的重要，第二是计算机的普遍应用，也使得结构设计人员对软件的过份依懒，对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现，未进行相关的补充计算就认为设计没问题，而忽略程序的假定、适用范围、结构构件的实际受力状态等。说到底还是工程师的结构概念设计不够清楚。

强调概念设计的重要，第三是可以突破传统的一些观念，有所创新。比如：砼主梁高遇到建筑净高有特殊要求梁高不满足一般1/10～1/18的梁跨时、地下室顶板采用空心楼盖时、高层建筑采用厚（薄）空心板结构时，这时概念设计就显得特别重要了。

强调概念设计的重要，最后还在于方案设计阶段。方案设计过程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，灵活地运用它们.

以下为本人设计的某住宅小区的一幢高层建筑.

二.工程概况

本工程是湖南娄底某小区（总建筑面积45万平米）其中的一栋高层商住楼，地下一层为大型地下停车场及设备用房（总共约3.5万平米），地上为33层剪力墙结构住宅，高99.8m，，单体建筑面积约2.1万平方米，6度抗震设防区，设计地震基本加速度为0.05g，，设计地震分组为第一组，50年一遇基本风压为0.35KN/M2，场地类别Ⅱ类，剪力墙抗震等级为三级，由于地质条件较复杂（局部有溶洞、孤石），基础应业主要求采用无承台的人工挖孔灌注桩基础。为尽可能的满足建筑使用功能和业主的要求，结构必须处理好以下问题：

①中间楼梯、电梯楼板由于开洞，楼板在水平方向的有效长度小于5m，，不满足高层建筑技术规程相关的要求。

②由于结构体形较特殊，剪力墙结构布置既要满足地下室车库车位的需要，又要满足上部建筑使用功能的需要。

③由于业主要求桩基础设计为无承台，这样基础梁就成为了转换梁（局部还有悬挑转换梁），承载上部结构全部的荷载，而现行高层建筑技术规程没有地下室基础转换梁的介绍，因此地下室桩基结构模型如何进行模拟计算成为关键。

④业主为节约成本，要求我方对地上结构含钢量控制在36kg/m2，由于地下室净高受限制地下室的顶板采用了无梁的密肋楼盖，且顶板采用空心楼盖，即采用了新技术及新工艺，这样上部结构的嵌固部位的确定又成为关键。

三.根据概念设计采取的措施

针对以上情况，我们采取了如下措施：

①对于楼板水平方向有效宽度不满足现行《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）的要求，采取在楼梯间（剪刀楼梯）中部增设一片钢筋混凝土剪力墙予以加强。相应的，为控制结构振动的周期比，增加了各转角部位剪力墙的刚度（如加长剪肢长度）。

②剪力墙结构中尽可能多布置长肢剪力墙，尽量避免短肢剪力墙（因为短肢剪力墙受力性能较差，构造配筋率又较高，不经济）。由于本工程体型较特殊，除底层及地下室墙厚为250mm外，其它均为200mm厚，墙肢长度大多均大于1800mm，仅局部由于建筑开洞布置了二片短肢剪力墙。

③对于地下室桩基础层的模拟，为对桩长进行模拟，采用层高H≥4D的长柱（D为挖孔桩直径，本工程取1.5m），由于无承台，在SATWE模块中指定特殊构件为转换梁和框支柱进行模型计算。

④对于上部结构的嵌固部位，由于采用了无梁密肋楼板，与《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第3.6.3条中“作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，”相悖，因此嵌固部位取用地下室的底板。

⑤对于电梯井处上、下的连接部分，为结构薄弱处，采取增大板厚及双层双向的配筋率。

四.结构整体计算数据分析

本工程整体结构计算采用PKPM中的SATWE和广厦GSCAD中的GSSAP两种不同软件程序进行计算对比。经分析比较，取终采用SATWE计算结果进行设计。

以上情况及计算结果表明：墙体采用fy=360N/mm2钢筋，墙体水平及竖向均为构造配筋。上部结构梁（包括连梁）采用fy=360N/mm2配筋面积均在2000mm2内，钢筋用钢量较省，也便于施工（最多上下双排各2根25）。受到了各方的好评。

五.结束语

1.对于高层建筑结构设计，必须认认真做好概念设计工作，分析总体结构特点和和结构难点，作出总体结构布置，建立较为简洁、可靠且符合实际的结构计算模型。

2.结构概念设计是一项集结构分析、结构优化方法以及计算机技术于一体的综合性技术工作，同时，亦是一门实用性很强的工作。它决定着一个项目建设的资金及成本，一个好的结构设计方案亦是安全的、经济的和美观的统一，并尽可能实现建筑师的构想。

3、概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、

参考文献

第5篇：高层建筑的概念范文

关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；结构体系；抗震概念设计

Abstract: In the structure design of high-rise building should pay attention to concept design, attached to the structure type selection of peace, elevation layout rules, merit-based selection of seismic and wind resistance performance is good and the economic and reasonable structural system, strengthen the construction measures. In aseismic design, it should ensure that the overall structure of the seismic performance of the structure has the necessary capacity, stiffness and ductility. Therefore, this paper analyzes the low temperature region in the structure design of high-rise building structure seismic concept design.

Key words: high-rise building; structure design; design features; structural system; seismic concept design

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

1、高层建筑结构设计特点

1.1水平荷载成为决定因素

（1）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引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；

（2）对某一定高度楼房来说，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，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

1.2 轴向变形不容忽视

高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制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

与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

1.4 结构延性是重要设计指标

相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，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。

2、高层建筑的结构体系

2.1 框架―剪力墙体系

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―剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

2.2 剪力墙体系

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。

2.3 简体体系

凡采用简体为抗侧力构件的结构体系统称为简体体系，包括单简体、简体―框架、筒中筒、多束筒等多种型式。简体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。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，多应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

3、低温度地区高层建筑结构设计中的结构抗震概念设计

3.1场地条件和场地土的稳定性

根据房屋震害的直接原因，选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。避免因地基土的不均匀沉陷、地震引起的地表错动与地裂等引起结构的破坏。

3.2建筑设计和建筑结构的规则性

建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。不规则的建筑，在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。

3.3结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求

单从抗震角度考虑，作为一种结构材料应轻质、高强、材质均匀；构件间的连接应有良好的整体性、连续性及延性，且能发挥材料的全强度。按照这一原则，不同材料结构的抗震性能优劣排序是：钢结构；型钢混凝土结构；混凝土- 钢混合结构；现浇钢筋混凝土结构；预应力混凝土结构；装配式钢筋混凝土结构；配筋砌体结构。采用哪一种结构材料，什么样的结构体系,经技术经济条件比较综合确定，以保证经济性的情况下使结构具有必要的抗震性能，同时力求结构的延性好、强度与重力比值大、匀质性好、正交各向同性,尽量降低房屋重心,充分发挥材料的强度,并提出了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念。对结构体系及结构分析应符合《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001） 中3.5、3.6 条规定，本文不再赘述。我这里重点强调的是结构的整体性和延性。 传统意义上的抗震结构体系，是指依靠结构的整体承载能力和变形能力来吸收和耗散地震能量，从而使建筑物免于倒塌。所谓整体性是指结构在整个承受地震作用的过程中(不论在弹性工作阶段或结构部分进入塑性并形成塑性铰机制阶段) 各结构构件都能协同工作，保持对竖向荷载的支承能力，它是抗倒塌的必要条件。结构的延性是相对于脆性而言，结构的脆性破坏都具有突发性，不可恢复性，而延性破坏往往有一个时间过程，并是可恢复的。延性表现了结构耗散能量的大小，经实验证明结构延性破坏所消耗的能量大于结构脆性破坏所消耗的能量，因此延性结构是有利于抗震的。防倒塌是建筑物抗震设计的最低要求，也是抗震设防最重要的必须得到确实保证的要求。房屋破坏的根本原因是结构的某些构件破坏结构丧失整体性变成了机动构架，因此结构的超静定次数愈多，进入倒塌的时间过程就越长。从耗散地震能量的角度出发，结构每出现一个塑性铰，就可吸收和耗散一定的地震能量，在整个结构变成机动构架之前，若能够出现的塑性铰愈多，耗散地震输入的能量也就愈多，就更能经受住较强的地震而不倒塌。故在选择抗震体系时应尽量采用超静定次数多的结构，并采取一定的构造措施保证合适的塑性铰的形成。选型上框架优于排架，刚接框架优于半刚接或铰接框架；并联的多肢抗震墙优于并列的多片单肢抗震墙；具有交叉腹杆的支撑优于单腹杆支撑；带支撑框架优于单一框架。另外我们可以有选择的提高结构中的重要构件以及关键杆作的延性是比较经济有效的办法。对于框架和框架筒体,应优先提高柱的延性。在工程设计中另一种提高结构延性的办法是结构承载力无明显降低的前提下,控制构件的破坏形态,减小受压构件的轴压比,提高柱的延性。

3.4多道抗震设防体系

无论选用何种材料、何种结构体系的抗震结构，适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，是增加结构抗震能力的重要措施。一次地震持续的时间少则几秒，多则十几秒甚至更长。这样长时间的地震动，一个接一个的强脉冲对建筑物产生多次往复式冲击，造成累积式破坏；如果建筑物采用的是单结构体系，仅有一道抗震防线，一旦破坏后接踵而来的持续地震就会使建筑倒塌；而设了多重抗震体系的建筑物，在第一道防线的抗侧力体系遭破坏后，后备的第二道、第三道防线立即接替，抵挡后续的地震冲击，特别是对于因“共振”而引起的破坏，在第一道防线失效后，结构转入第二道、第三道防线工作，此时随着第一道防线破坏塑性铰出现，结构基本周期已发生变化，从而错开了地震动卓越周期，建筑物免遭进一步破坏。这种抗震设计概念是对付高烈度地震的一种经济有效的办法。在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的变形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防线的位置。

第6篇：高层建筑的概念范文

关键词： 高规 消火栓 用水量 水压

《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）新修订部分已于2005年10月1日实施，此次修订涉及条款较多，结合近年来的实践，笔者就《高规》的消防给水设计章节在执行当中不明确的地方谈谈个人的看法。

一、关于室内外消火栓用水量。由于《高规》第3.0.1条对50米以下一类商业楼、展览楼、综合楼、商住楼等建筑的划分标准作了调整，将每层建筑面积超过1000平方米改为24米以上部分任一楼层的建筑面积超过1000平方米，不难发现，根据《高规》第7.2.2条，上述建筑的室内外消火栓用水量找不到对应标准。本人认为规范第7.2.2条要根据第3.0.1条做出相应调整。

二、关于消防前室的消火栓是否计入消火栓的总数。根据《建规》的条文说明，消火栓不能计入总数，而《高规》没有明确的指出，只是说消防电梯前室需要设消火栓。消防电梯前室消火栓的作用有二：一是用于消防电梯前室灭火，以打开消防通道、便于消防人员救人和抢救财产，二是用于除前室外的其他部位的火灾扑救。同时，规范规定消火栓应采用同一型号规格，前室的消火栓与其他部位的消火栓没有区别。高层建筑主要是立足自防自救，火灾情况下前室的消火栓常常是消防队员最先使用的消火栓，因此，本人认为前室消火栓可计入同层消火栓总数。

三、关于《高规》7.6.6.1条。新修订的《高规》规定燃油、燃气锅炉房和柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统，而条文说明和原规范说用水喷雾。本人认为，新《高规》规定用自动喷水灭火系统是有道理的，因为此类场所当着火的时候，主机房可燃油较少，所有的油汽开关全都关闭，普通的闭式喷水灭火系统能达到扑灭火灾的作用。同时，规范说的是“宜”，且《高规》第4.1.2.8及4.1.3.4条均规定可以选用除卤代烷以外的自动灭火系统，当然包括水喷雾。对锅炉房的储油间等油较多的地方，还是建议采用水喷雾或气体灭火。

四、关于静水压力与栓口出水压力的概念。《高规》7.4.6.5 条指出消火栓静水压力、栓口出水压力超过一定限度应采取分区给水或减压措施。许多人对静水压力与栓口出水压力定义不清楚，规范没有指出，许多参考资料也有不同的解释，有人提出静水压是指管道内水处于静止状态时的压力，而出水压力是指某处水流在外泄时该处的压力。这一解释缺乏感性认识，很难理解。笔者认为，应从水力学的角度给予解释。

根据伯努利方程：

Z1+P1/γ+α1V12/2g= Z2+P2/γ+α2V22/2g+H

Z：位置水头（势能），P/γ：静压水头（压能），V2/2g：动压水头（动能），H：损失水头

静压就说明水流处于静止时，也就是V=0时，某过水断面的势能和压能，动压就说明水流处于运动时，也就是V=/0时，某过水断面的势能，动能，压能之和。栓口的静压，就是该栓口处以上部分水对其产生的势能，就是消防水箱水面与栓口的高程差，栓口动压：是水泵启动后所提供的压力，到某栓口处的动压=水泵出口压力（扬程）-栓口与水泵出口的高程差-水泵出口到该栓口的管路总损失。通俗的讲，静水压力是指栓口不出水时，高位水箱及其增压设施对消火栓栓口产生的静压。出水压力是指栓口出水时，高位水箱及其增压设施或消火栓泵对消火栓栓口产生的动压。动压力=静压力-该处的总水头损失。

第7篇：高层建筑的概念范文

关键词：高层建筑结构设计；抗震概念设计；重要性；应用

中图分类号：TU2文献标识码： A

一、抗震概念设计的含义和原则

（一）基本含义

高层建筑结构设计中的抗震概念设计是指根据地震灾害和建筑设计的相关原则进行高层房屋的建设，在设计的时候要从高层建筑的整体结构来考虑抗震设计。具体抗震概念设计就是制定正确合理的抗震设计方案，重视抗震材料的选择以及结构设计，保证高层建筑的抗震性。现在抗震概念设计是设计师在设计房屋时，考虑的关键问题，特别是高层建筑结构设计。

（二）原则

结构设计要相对简化，结构设计要有明确的目标和直接的作用。简单的结构设计能够有效地对建筑模型、建筑的位移等等情况分析，保证设计各方面的完善，增加结构设计的抗震性预估的准确性。抗震概念设计要保证结构刚性和抗震能力，合理的结构设计可以有效地减少地震对建筑的损害，建筑结构要具备足够的刚性和抗震能力才能真正实现抗震的目标，结构刚性要合理地把握，刚性过大不仅不能减少地震对建筑的损害，还会造成建筑结构的变形，影响建筑的质量。抗震概念设计要重视建筑楼盖的设计，建筑楼盖将建筑整体的力量分布到不同的部位，将压力平衡。当建筑某个部位出现变化或者损害时，建筑楼盖可以协同其他结构工作，保证建筑的质量。

二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的必要性

抗震概念设计在高层建筑结构设计中发挥十分重要的作用，设计师在设计高层建筑时，不能忽视抗震概念设计。地震发生时对建筑的损害无法估计，存在很大的不确定性，再加上高层建筑内部结构的复杂性，无法准确的预测地震会损害高层建筑哪个部位，造成怎样程度的损害。设计师在结构设计时，会仔细地分析地震带给高层建筑的影响，在实际的施工过程中，重视材料的应用，增强建筑的牢固性。但是建筑材料后期的变化以及地震中不确定的因素，都会与实际地震带给建筑的损害有很大的差别，这样地震同样会给建筑造成伤害。结构设计时对建筑和地震的相关数据进行分析和预估十分必要，但是高层建筑结构设计不能仅仅只是依靠数据分析来完成，更主要的是在实际的高层结构设计中重视抗震概念设计，从本质上提高高层建筑的抗震能力。

随着抗震概念设计在实际设计中的不断应用和发展，现在的抗震概念设计更加的成熟和完善。合理地应用概念设计可以更好地保证建筑的质量和安全，提高结构设计的可靠性。汶川地震发生后，设计师更加重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。通过对实际地震中的数据分析，制定相应的结构设计方案，排除结构设计中不必要的设计，将设计的重点放在抗震概念设计上，提高建筑的抗震能力。这些数据分析和结构设计方案，为设计师下阶段的抗震结构设计有很大的参考价值，提高高层建筑结构设计的质量，有利于高层建筑的顺利建造。

三、抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

（一）选择有利的地形建造高层建筑

地形是造成地震发生的一个重要原因，很多的地震事件证明了地形对地震的影响，所以在建筑建造前要实地考察相关的地形，对当地的地理环境有详细地了解，有利于后期的建筑建造。一般建筑的选址要考虑地形、土质、地表等问题，要选择土质较硬，稳定性好的土地，保证建筑的质量。表层覆盖小、土质硬的土地可以有效地降低地震对建筑的伤害；表层覆盖厚、土质较软的土地会放大地震的作用，加重建筑的损害程度。土质越软的土地地震效应越大，造成的损失也越大。在抗震设计时尽量避免松软的土地，当无法避免危险地形时，要加强抗震概念设计，在建筑的施工期间有意识地加强建筑的牢固性和抗震能力，保证建筑的质量和安全。

（二）合理地设计建筑的平面和立体造型

建筑的平面设计和立体设计是建筑结构设计的前提和基础，建筑的平面和立体造型是将建筑的刚性和质量相结合的手段，在设计的过程中要追求建筑造型的简单化，不要设计过多的不规则造型。不规则的建筑在地震过程中容易变形，造成更严重的损失，也要严格地控制建筑的高度，高度越高，地震效应越严重。如果在设计过程中必须要求设计不规范的建筑造型，这时候设计师要特别注意建筑的抗震设计，在建筑特定的部位设置防震线，将不规则的建筑分成几个单独的部分，有利于减少地震对整个建筑造成伤害，建筑的隔离可以降低地震对建筑的损伤。建筑造型尽量简单规范，可以很大程度上提高建筑的抗震能力。

（三）合理地设计建筑的内部结构

内部结构的设计要根据建筑本身的抗震能力、建筑高度、材料使用、地形等特点来确定。综合所有相关的因素来设计内部结构，制定合理的设计方案。建筑的内部结构要符合建筑对称和力量均衡的原则。建筑楼梯的设计尽量避免交叉的情况，提高楼梯的质量。在地震中往往很多情况因为建筑的内部设计，建筑受到致命的损害，所以建筑的结构设计，不仅要保证整个建筑的安全设计，还要重视细节的设计，这样才能保证整个建筑的安全性。

（四）重视建筑结构的整体一致性

建筑结构每部分的协调工作才能保证整栋建筑的质量，建筑任何一个小部件出现问题，都会对建筑的整体质量造成影响。保持建筑结构的整体一致性，能够有效地抵抗地震的伤害，将损伤降到最低。建筑结构的抗震能力的综合体现就是建筑结构的稳定性和整体性，建筑结构的稳定性和整体性在抗震过程中发挥关键作用。在具体施工中，要选择稳定性和整体性强的材料建造房屋，防止材料发生变化，造成整个建筑出现位移的情况，建筑位移问题的解决，可以很好地保证建筑整体的质量。在施工时也可以放松墙面的要求，提高建筑结构的整体性。

（五）减少非结构部分的设计

建筑的填充墙、墙、楼梯踏步板、以及其他装饰建筑的设计部分都会或多或少地影响到建筑的抗震能力。地震的变化性很强，杀伤力也很大，对建筑不会有选择性的破坏，这些非结构部分也会是损害的对象，但往往正是因为这些非结构部分的设计加重了建筑的损害程度。非结构部分会对建筑结构的其他部分造成影响，破坏结构本身的稳定性和整体性，出现意外状况。建筑结构设计时，减少非结构部件的设计，一定程度上减轻了地震灾害，保证建筑结构的稳定性，还提高了建筑的抗震性。

四、总结

随着社会不断发展，建筑高层化是建筑业发展的必然趋势，高层建筑要想在地震灾害中“存活”，设计师必须要重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。设计师要树立正确的设计观念，对抗震概念设计有清晰的认识，提高自身的概念设计能力，在设计过程中不断创新和发展，提高高层建筑结构设计水平，促进高层建筑发展。

参考文献：

[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,（6）

[2]周定前.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,（5）

[3]冯新波,马春玲,孙景芳.浅议高层建筑结构设计中的抗震概念设计[J].科技致富向导,2009,（10）

第8篇：高层建筑的概念范文

这样我们才能从不断的工作中总结、创新，发挥我们无穷创造力和判断力。

关键词：概念设计，规范，一体化计算机结构设计程序

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

做为一名结构工程师不能过于依赖传统的结构设计，这样只会让我们依赖和盲从于规范，把规范当做是结构设计的法律依据，却不知道规范只是建筑物和构筑物所需要最低的标准要求，而且是最基本的。当结构工程师过于依靠一体化计算机结构设计程序时，就会对结构设计程序的理论假定、应用范围、限制条件等缺乏了解，无法对计算出的结果进行正确的判断和取舍。

如何走出传统设计的误区。作为一名结构工程师，在高层建筑结构的设计中，应本着积极、主动的态度，即不盲目依赖于规范，也不盲目依靠于一体化计算机结构设计程序，自觉地完成高层建筑结构的概念设计，这是我们走出传统设计误区的关键。

那么，什么是高层建筑结构的概念设计。

高层建筑结构的概念设计就是在特定的空间形式、功能和地理环境的条件下，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部分有机相连的结构总体系，并能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。

高层建筑结构的概念设计分为三个阶段：第一阶段，即建筑方案设计阶段。结构工程师以自身拥有的高层建筑结构体系功能及其受力、变形特征的整体设计概念与判断力去帮助建筑师开拓和实现业主梦寐以求的，或已初步构思的空间形式及其使用、构造与形象功能。并以此为统一目标，与建筑师一起构思总结构

体系，并能明确结构总体系和主要分体系之问的最佳受力特征要求。第二阶段，即初步设计阶段。结构工程师通过概念性近似计算能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，这种近似的计算方法概念清楚，定性准确，手算简单快捷，能较快地对结构体系进行探索、优化，乃至最后确定分体系及其构件的基本尺寸，并确认设计方案的可行性。第三阶段，即施工图设计阶段。由初步设计阶段可以得到结构体系的计算模型和所需输入的原始数据，在施工图设计阶段，结构工程师结合自身拥有的结构概念、经验和判断力，对计算机内力分析输出数据的可靠性与否进行判断。

作为一名结构工程师，如何去把握，或者说有意识地去进行高层建筑结构的概念设计。一句话，对应于高层建筑结构概念设计的三个阶段，分别进行概念设计。

首先，在建筑方案设计阶段，要正确把握高层建筑结构的概念设计，必须坚持结构设计没有惟一解的设计理念，充分发挥结构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建筑。例如，美国芝加哥第一国家银行大楼建设之初，银行业主追求和向往能在他们银行大楼的整个底部有一个4层～5层楼高

的无柱大空间，以充分满足他们银行业务在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一国家银行大楼方案设计中，结构工程师和建筑师合作开拓了一种新的结构形式，即将电梯井筒与设备井筒分别设置在建筑物的纵向两侧，作为巨型柱，并将第一道设备层设置在第6层，往上每隔18层再各自设置一道，作为承载力和刚度很大的巨型水平构件，并与周边的巨型柱有机地刚性连接在一起，从而构成了一种巨型框架体系的结构功能与受力特征，不但能有效地抵抗重力荷载和水平荷载，还在整个大楼底部5110㎡ 的面积内无一根柱子，实现了业主梦寐以求的大空间。同时，在建筑方案设计阶段，结构工程师所构思的结构总体系应有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。即具有一定大的刚度和承载力抵御风荷载和规范设防烈度水准的地震作用，以及在第一道防线的有意识屈服后，在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能遇到的罕遇大地震。

其次，在初步设计阶段，要正确把握高层建筑结构的概念设计，必须掌握各种结构体系的近似计算方法。英国工程师A.L．L．Baker讲过：工程师所掌握的最佳计算方法，应该是运用最简单、最直接的计算方法。而近似的计算方法就是对一个结构工程师进行高层建筑结构设计能力的最基本的要求。例如，对于框架结构体系，必须掌握的近似计算方法为：竖向荷载作用下的直接弯矩分配法，水平荷载作用下的近似计算法。同时，结构工程师还必须了解抗侧力构件的变形近似计算，通过获取不同抗侧力结构(或构件)之间的相对刚度比较概念，来大致估算建筑物的变形，以便于提出或比较各种可行的结构总体方案。

最后，在施工图设计阶段，仍然要注意把握和运用高层建筑结构的概念设计。例如，钢筋混凝土框架柱的轴压比超过了规范的限值，我们要结合具体设计综合判断。众所周知，规范控制轴压比限值的目的：要求钢筋混凝土框架柱截面达到具有较好延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整。

综上所述，作为一名结构工程师，在高层建筑结构设计中，应始终坚持概念设计的理念，既不盲目照搬规范，也不盲从于一体化计算机结构设计程序，任其随意摆布；只有始终坚持概念设计的理念，才可能不断地追求尽善尽美的设计思想，而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实，其设计成果才能不断创新。

参考文献：

[1] JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程[s]．

[2] GB 50010—2010，混凝土结构设计规范[s]．

第9篇：高层建筑的概念范文

关键词：建筑结构设计；概念设计；结构；措施；研究

建筑结构形式多种多样，有很多建筑结构利用传统的设计方法无法正确的计算出所需要参数数据，即使能够计算出来也存在着一定的误差，而概念设计是从整体、宏观的角度来考虑建筑结构，能够准确的计算出结构所需要的各种参数，以此来提高建筑结构的性能。

1 建筑结构设计的概念设计的相关问题

建筑结构设计不能永远遵循一种设计理念，否则将会阻碍建筑行业设计的发展，尤其是在建筑结构形式多样的今天，更需要转变设计理念，将全新的设计理念应用在是实践中，因此来保证建筑结构设计领域获得长久发展机遇。概念设计理念在这种情况下，应用而生，在此，笔者将对其进行详细的介绍。

1.1 概念设计含义

概念设计与传统的设计相比最突出的特点就是简洁，因为有些建筑结构利用常规的方法无法对其进行精确分析，而有些建筑结构设计规范也没有对其进行具体的规定，在这种情况下，使用概念设计能够解决设计过程中遇到各种问题。所谓概念设计就是从建筑整体出发，以宏观角度来完成建筑结构的设计任务，在设计中需要将建筑看作是一个整体体系，而将建筑结构看作是分体系，两者需要综合考虑，掌握其中的破坏机理，处理好两者之间的力学关系。概念设计在应用过程中，需要从总方案入手，重点处理建筑结构构件延性等问题。

1.2 建筑结构设计中应用建筑结构的重要性

建筑结构设计方法有很多，概念设计就是被普遍使用的一种设计方法，如果能够在建筑结构设计中，充分合理的利用这种设计方法，对结构设计人员来讲，能够增加其实践经验，对建筑结构设计的发展角度来讲，对完善设计理念有着积极的作用。但是在工程实践中，大部分设计人员只是按照设计手册规定的设计方法来进行建筑结构设计，只有很少一部分设计人员尝试使用这种方法，这对我国建筑结构设计理念的更新非常不利，也正是因为如此，我国建筑结构设计缺乏创新，缺少亮点。设计人员在建筑结构设计中经常会遇到理论与实际不相符的人情况，尤其是参数计算的理论数据几乎与实际要求一直存在差异，甚至有些建筑结构构件所需的各项参数数据不能使用正常的途径计算出来，这时如果能够充分的利用概念设计，对建筑结构设计进行优化，将非常容易的解决无法计算的问题。设计人员在此基础上，设计出最佳方案，既能够节约成本，又能够保证建筑结构安全可靠。一般情况下，设计人员使用概念设计方法，需要掌握大量的结构理论，并且具有丰富的实战经验，对建筑所有结构的各项性能都有所了解，这样才能设计出优良的建筑结构设计方案，顺利完成设计目标。

2 建筑结构设计的概念设计与结构措施

概念设计的应用能够有效的提高建筑结构的安全性，尤其是抗震性能，其具体的措施如下：

首先，确定建筑施工场地，场地条件必须达到相应的标准，有利于提高建筑物的整体抗震性能，一般情况下，平坦的场地有利于建筑施工，建筑结构稳定性也有所保证，但是很多建筑物都不能建在平坦的地方，这时就需要尽可能的避开不利地段，或者利用概念设计计算出建筑结构所需的抗震性能，以此来保证建筑结构稳定；其次，正确选择建筑结构材料，建筑材料性能一定要有所保证，尤其强度性能，一般情况下，使用的建筑结构材料都需要达到高强度的要求，以此来保证建筑结构达到抗震要求；再次，优化建筑构件，在设计过程中，选择性能优良的建筑构件，并且需要设置多道防线，尤其是抗震防线，使其能够承受地震的破坏，而且在地震持续破坏中，能够保证建筑结构稳定；最后，在提高结构抗侧移刚度的同时，选择性提高重要构件的延性，使建筑结构达到合理刚度与承载力分布，加强建筑物的抗震性能。

除此之外，具有以下措施，保证抗震的构造连接与经过计算的节点连接，把握好整个构造连接在规范内的度的问题，确保结构的整体性；让建筑物的平、立面布置与概念设计的要求相符，杜绝不规则方案；抛开常规的以计算机完成设计计算的方式，合理运用设计的实践经验，以概念结合实际问题进行综合的分析计算，并实行合理调整。

3 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用

我国建筑结构设计统一采用概率极限状态理论，以使建筑结构设计达到技术先进、经济合理以及安全使用的设计标准，但是概念极限状态设计在运算时也会有一些不够精确的近似，不能精准预估建筑物的实际承载力，所以需要结构工程师将概念设计结合结构措施有效应用到建筑结构设计中去。建筑结构设计中有关概念设计与结构措施的应用主要体现在以下两个方面：

3.1 协同设计工作与结构体系

建筑结构构件要在能承载各类极限状态下的合理受力而不受破坏，就需要各构件之间相互配合协调，共同工作。协同工作理念已经在建筑结构的设计中得以不断延伸，只是建筑结构的协同工作集中在建筑基础与上部结构关系的整体上，不能对二者分开进行处理。同时还应注意到建筑结构各构件的应力承载水平，特别是在高层建筑的结构设计中，应避免过多短柱以使同层承力柱都保持在相同的水平位移范围内。但随着建筑高度的增加，就必须增加短柱数量以免底层的竖向承力柱截面积过大。其实，高层建筑结构设计的重点是抵抗水平力的作用以防出现扭转变形现象，而将巨型钢管柱设置在建筑结构四周的设计有效抵抗高层建筑的水平作用力，增强了高层建筑抗侧力结构的抗变形能力和稳定性能。

3.2 协同设计工作与材料利用率

结构概念设计与结构措施的重要内容之一就是协同设计工作与材料利用率的应用，建筑结构设计的协同工作成都随着设计材料利用率的提高而不断提升，尽可能地提高设计材料的利用率，可以在保证建筑工程质量的同时降低生产成本并减少经济耗损。同时，协同设计工作原则与建筑整体设计的工作原则保持一致，结构工程师在建筑结构概念设计不断受到重视的现代建筑结构设计中，在深入扎实自己结构设计的基本理论知识基础的同时，应不断汲取实践经验中的先进设计理念，让建筑结构设计工作做到尽可能精益求精。

结束语

综上所述，可知将概念设计理念应用在建筑结构设计中十分必要，既有助于提高建筑物的整体性能，也有利于我国的建筑结构设计理念的应用与创新，进而促进我国建筑结构设计行业的发展。

参考文献

[1]张广生.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].中国新技术新产品，2011（6）.