浅谈高层建筑结构概念设计
高层建筑结构设计中概念设计和结构措施
浅析高层建筑结构设计中的概念设计和结构措施摘要：高层建筑结构随着时代的发展，规模和投资力度都大大增加，高层建筑的设计也变得越来越重要，高层建筑的结构设计也成为结构工程设计师设计工作的主要重点和难点。
本文就高层建筑的发展，介绍了概念设计的一些知识，并通过对高层建筑受力特点的分析，探讨了高层建筑结构中概念设计的有关问题。
关键词：高层建筑；概念设计；结构体系引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点，高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑，因此，在进行高层建筑的设计时，不仅要注意结构的定量计算分析，更应该注意结构的概念设计，即结构的宏观控制和定性判断。
1、高层建筑结构体系设计高层建筑结构从出现发展到现在，随着不同结构形式的出现，建筑形式相继呈现出不同的表现状态。
从结构的角度来看待高层建筑的话，杆状是高层建筑结构形式的基本特点，相比起竖向荷载，水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素，高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下，其弯矩和剪力都表现为最大，这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力，设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。
高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间，不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同，在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。
高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙，还有索，板的高度大于厚度，承受的是垂直于板面的荷载，梁是截面小于跨度的结构构件，柱是线性构件，框架既能承受竖向荷载，同时也能承受水平荷载，衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件，网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构，拱式平面结构构件，壳体是曲面形的构件，墙是竖向构件，承受的是平行于墙面方向的荷载，索是以柔性受拉钢索形成的构件。
高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构，钢结构包括框架结构体系，也就是钢性连接的柱梁体系，但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构，框架剪力衍架结构体系，既有框架，又有剪力衍架的一种结构体系，框筒和成束筒，框筒是一种筒体结构，在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力，成束筒是将单独的筒体捆绑在一起，这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应，还大大加强了结构的侧向荷载能力，对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系，这种结构体系有效性很强，可以增加窗洞面积，由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系，内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。
浅谈高层建筑结构抗震的概念设计
6 结构延性要求和延性设计原则
6. 1 延Байду номын сангаас是指最大允许变形与屈服变形的比值 结构延性反映截面和构件的塑性变形能 力， 延性比数值越大， 说明截面和构件的延性 越好， 结构的延性也就越好。 6 . 2 提高钢筋混凝土梁延性的措施 选择适宜的梁截面尺寸， 经济的配筋率， 避免出现超筋或少筋梁。 采用中低级强度的钢 筋。 加密箍筋不仅可防止梁的剪切破坏， 同时 由于箍筋对混凝土的约束作用， 可大大改善梁 的延性。
混凝土的约束作用明显减弱。 (3) 剪力墙端部应形成I 、 形或设I 端 T 柱、暗柱。地震作用下， 它们对剪力墙的承载 力和边缘处的混凝土约束作用有明显的提高， 同时对抗倒塌和扭转亦非常有利。剪力墙的 端部、 暗柱、 端柱的设置应满足 《 高规》 第5. 3 . 16 条的构造要求。
3.3 框架一剪力 墙结构
3.4 底层大空间 剪力墙结构
(1)为了改善底层大空间剪力墙的缺点， 设 计中常常采用部分落地剪力墙 ， 形成框一支剪 力墙和落地剪力墙协同工作的体系。设计时 2 适宜刚度的原则 梁为拉弯构件， 梁上部至少有 高层建筑结构设计中， 适宜的刚度非常重 应特别注意框支 50%的主筋贯通全梁， 下部钢筋全部贯通， 沿梁 要。刚度越大， 地震作用下承受的地震作用就 高配置间距不大于200mm ， 直径不小于中16 大， 破坏后果相对就严重， 且会造成大量建筑 7 “ 小屁不坏. 中展可修， 大屁不倒”设计 框支柱应沿全高加密箍筋。 材料的浪费。 刚度过小， 建筑物较柔， 地震作 的腰筋， 原则 (2)底层大空间结构转换层的应力比较复 用、 风荷载作用下产生较大的变形， 影响正常 “ 小震不坏”要求建筑结构在小震( 多遇 应采用双向配筋， 转换层相邻的楼层板也 使用， 影响强度及稳定性。通常改变结构刚度 杂， 或常遇地震)作用下仍处于弹性工作状态， 建筑 在大空间部分的楼板不宜开洞， 物不出现任何损坏. “ 的方法有: 改变建筑结构水平构件(梁板)的整 应适当加强， 中震可修” 要求建筑结构 体性和刚度;改变竖向构件的整体性和刚度， 降 转换层的混凝土强度等级不宜低 C30 , 在中震(设防烈度地震)作用下允许有少量次要 低或增高其高宽比; 增大或减小构件的纵筋配 构件产生不严重的破坏， 经维修后即可恢复正 筋率， 提高或降低构件混凝土的强度等级等等。 4 等强度与耗能设计原则 常使用， 此时部分结构构件进人弹塑性状态， 所谓等强度， 就是在外力作用下各种构件 “ 大震不倒” 要求建筑结构在大震(罕遇地震)作 均充分发挥 自身的材性、特性。同时达到破 3 常用高层建筑结构抗屁设计的特点 用下， 虽然产生较大的塑性变形但不致倒塌。 坏状态。此种状态亦为最经济状态。这就是 3. 1 框架结 构 避免应力集中， 8 多道设防设计原则 为防止房屋在地震作用下突然坍塌， 应避 要求在设计中加强薄弱环节， 防止因局部破坏引发整体破坏等。 免塑性铰出现在底层柱， 故在设计中必须保证 所谓多道设防是指人为加强某些竖向抗 一个高质量的高层建筑结构设计， 肯定也 底层柱的抗弯、抗剪强度、提高底层柱的可 侧力 结构， 提高该部分的可靠度， 使其在强震 是一个良好的耗能系统。人为地在一些次要 下仍处于工 靠度。进行框架计算时， 对梁端负弯矩进行 作状态， 有意识地设置一些薄弱环 部位、次要构件上设计若干薄弱环节对结构 调幅， 可以提高整个框架结构的延性。 节， 使其在强震下破坏并退出工作， 从而引发 的整体抗震性能是大有好处的。它能大大改 3.2 剪力 构 墙结 内力重分布， 达到减轻震害的目的。原则上应 (1)剪力墙结构的刚度很大， 其变形很容易 善结构的延性性能。应选择水平构件为主要 优先选择轴压比值较小的剪力墙， 筒体之类构 不应选用承受竖向荷载的构件， 如 件， 为 一 抗 防 的 侧 构 一 满足 《 高规》规定的要求。因其塑化历程是在 耗能构件， 作 第 道 震 线 抗 力 件， 粉 底部(1/ 8 总高范围且不小于底层层高范围)出 柱、剪力墙等。 情 下不 选 轴 比 大 框 柱 为 况 ，宜 用 压 很 的 架 作 挤 现塑性铰， 设计时应对该部分予以适当加强. 一道防线的抗侧力构件。 ( 2 ) 剪力墙内的竖向最小配筋率应满足 5 强柱弱梁、强剪弱弯. 更强节点的设 《 高规》第5. 3. 巧条， 以避免在罕遇地震作用 计原则 9 地展藕连作用 下产生脆性破坏。水平分布筋亦须满足 《 高 在结构设计中， 强柱弱梁、强剪弱弯、 地震除有水平作用外， 还有垂直作用和扭 规》第5 . 3 . 15 条规定， 水平分布筋过小， 对 更强节点是强度设计最重要的一个原则。它 转效应。《 高规》明确规定质量与刚度不对
浅谈对高层建筑结构设计的几点认识
１２ 侧 移 成 为 设 计 的 控 制 指 标 ＿ 与低 层 或 多层 建 筑 不 同 ，结 构 侧 移 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 ，
进 、 济 合 理 、 保 质 量 的基 本 原 则 。 经 确 １ 高 层 建 筑 结构 设计 的特 点
浅 谈 对 高 层 建 筑 结构 设 计 的几 点 认 识
赵 国 周伟 （ 大连市建筑设计研究院 有限公司）
摘 要 ： 合 本 人 在 实 际 建 筑 结 构 设计 中 对 高 层 建 筑 结 构 的 运 用 、 解 和 方 面 ， 一 定 高 度 建 筑 来 说 ， 向 荷 载 大 体 上 是 定 值 ， 作 为水 平 荷 结 理 对 竖 而
不 断 的学 习 ， 谈 了高 层 建 筑 结 构 的几 个 主 要 特 点 ， 用 的框 架 结 构 ， 力墙 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 浅 常 剪 结构及框架一剪力墙结构三种结构体系的主要特点 ， 以供 在 高 层 建 筑 结 构 设 的 变 化 。 计 中做 一 参 考 。 关键词 ： 高层建筑结构设计特点 框架结构 剪力墙结构 框架一剪 力 墙 结 构
（ 接 第 ２ １页 ） 上 １
边 跨 现 浇 段 施 工 流 程 如 下 ：地 基 处 理 一 搭 设 支 架 一 铺 设 底 模 的 畅 通 。 其 余 预 应 力 束 及 管 道 安 装 同 箱 梁 悬 灌 梁段 。 板 一 加 载 预 压一 安 装 侧 模一 绑 扎 底 、 腹 板 钢 筋 及 安 装 预 应 力 筋一 装 ２４３ 合 拢锁定 合拢前 使悬臂 端与边跨 等高度 现浇段 临时连 ．． 端 模 和 内板 模一 绑 扎 顶 钢 筋 及 安 装 预 应 力 筋一 浇 筑 砼一 养 生 凿 毛 。 接 ， 可 能 保持 相 对 固定 ， 尽 以防 止 合 拢 段 混凝 土 在 浇注 及 早 期硬 化 过 上 部 结 构 模 板 架 立 、 筋 绑 扎 、 道 预 留 、 应 力钢 筋 张 拉 、 钢 管 预 混凝 程 中发 生 明 显 的 体 积 改 变 ， 定 时 间按 合 拢 段 锁 定 设 计 执 行 。 撑 劲 锁 支 土 施 工 的施 工 细 节 与 Ｏ 样块 施 工 细 节 相 同。 性 骨 架 采 用 “ 埋 槽 钢 ＋连 接 槽 钢 ＋预 埋 槽 钢 ” 段 式 结 构 ， 断面 预 三 其 ２４ 合 拢段 施 工 合 拢 的顺 序 是 先合 拢 两 边 孔 ，合 拢 完 毕 后 进 行 面 积 及 支 承 位 置 根 据 锁 定 设计 确 定 ， 拢 时 ， ． 合 在两 预 埋 槽 钢 之 间设 置 主 墩 处 临 时 墩 梁 固 结 解 除 ， 后 合 拢 主 孔 ， 而 完成 主桥 的 合 拢 和 程 连 接 槽 钢 ， 由联 结 钢 板 将 连 接 槽 钢 与 预 埋 槽 钢 焊 接 成 整 体 ， 时注 然 从 并 同 序 转换 。除 中间合 拢 段 外 ， 余 合拢 段 在 浇 筑 混凝 土 的过 程 中均 需 要 意 焊 缝 应 设 在 不 同截 面 处 。 时预 应 力 束按 设 计 布 置 ， 拉 锚 固后 不 其 临 张 加 平衡 重 。 因边 跨现 浇 段搭 设长 度 已考虑 边 跨 合 拢 段 支 架 ， 跨 合 拢 压 浆 ， 拢 完 毕 后 拆 除。 边 合 段 直 接在 支 架 上 现 浇施 工 。 拢 前； 备 工 作 主 要包 括 安 装 钢筋 及 预 应 合 隹 ２４４ 浇 注 合 拢 段 混凝 土 合 拢 段 混凝 土 浇 注 过 程 中 ， 新 浇 注 ．． 按 力 管道 和 合 拢 段施 工 测 量 观 测。 清 除 箱梁 上 的不 必 要 的 施 工荷 载 ， 其 混 凝 土 的 重 量 分 级 卸 去 平 衡 重 （ 分级 放 水 ）保 证 平 衡 施 工 。 即 ， 他 施 工荷 载 移 至 Ｏ ＃块 ， Ｔ构上 的施 工荷 载 处 于平 衡 状 态 。 使 同时 要 对 ２４５ 预 应 力 施 工 合 拢 段 永 久 束 张 拉 前 ， 取 覆 盖 箱 梁 悬 臂 并 ．． 采 全 桥 的 桥 面 标 高 和桥 轴 线 进 行 联 测 ，观 测气 温 变 化 对 梁体 相 对标 高 洒 水 降 温 以减 小 箱 梁 悬 臂 的 日照 温 差 。 底板 预 应 力 束 管道 安 装 时要 （ 平及竖向 ） 水 的关 系 ， 测 合 龙段 的长度 随温 度 变 化 而 变化 的情 况 。 采 取 措 施 保 证 管 道 畅 通 ，待 合 拢段 混凝 土达 到设 计 规 定 强 度 和 相 应 观
浅谈对高层建筑结构的认识
浅谈对高层建筑结构的认识浅谈对高层建筑结构的认识高层建筑是现代城市发展的重要组成部分，其结构设计对于建筑的安全性和稳定性至关重要。
本文将从多个方面对高层建筑结构的认识进行详细论述。
一、高层建筑的概念及发展1.1 高层建筑的定义高层建筑是指高度超过一定限制的建筑物，通常对于高于60米的建筑会被称为高层建筑。
1.2 高层建筑的发展历程从人类文明发展的角度看，高层建筑的发展经历了多个阶段，从传统的木结构建筑发展到现代的钢结构、混凝土结构和复合材料结构。
二、高层建筑结构设计原则2.1 承载力原则高层建筑结构设计的首要原则是保证其承载力，通过合理的结构布局和材料选择来满足建筑物的强度和刚度需求。
2.2 抗震设计原则由于地震活动的存在，高层建筑结构设计必须考虑抗震能力，采取适当的抗震措施，如增加结构的刚度和采用阻尼器等。
2.3 稳定性原则在高层建筑结构设计中，稳定性是考虑的重要因素，通过合理设计建筑的重心位置和采取适当的支撑措施来提高建筑的稳定性。
三、高层建筑的常用结构形式3.1 钢框架结构钢框架结构是一种常见的高层建筑结构形式，通过钢材的高强度和抗拉性能来满足建筑物的承载和刚度需求。
3.2 钢混凝土结构钢混凝土结构是将钢筋混凝土两种材料组合使用的结构形式，钢筋提供了一定的拉力强度，而混凝土提供了压力强度，使结构更加稳定。
3.3 玻璃幕墙结构玻璃幕墙结构是一种常见的高层建筑外立面形式，通过玻璃和铝材的组合搭建，提供了良好的视觉效果和采光条件。
四、高层建筑结构设计中的挑战与创新4.1 超高层建筑的设计挑战超高层建筑因其高度的特殊性，会面临更加复杂的设计挑战，如风荷载、地震荷载等，需要采用更加创新的结构设计方法。
4.2 可持续性设计的创新随着环保意识的增强，高层建筑结构设计也需要考虑可持续性发展，包括能源利用、生态设计等，以减少对环境的影响。
五、本文档所涉及附件如下：附件1：高层建筑结构设计规范附件2：高层建筑结构案例分析报告六、本文档所涉及的法律名词及注释：1. 承载力：指结构在预定工作条件下能够承担的荷载。
对当前高层建筑结构概念设计
对当前高层建筑结构概念设计探讨摘要：随着高层建筑规模的不断发展和投资力度的不断增加，高层建筑的设计变得越来越重要。
分析了超高层建筑结构概念设计的重要性，并从多个方面加以详细阐述。
关键词：超高层建筑；结构；概念设计高层建筑概念设计多，尤其是需要抗震设防的超高层建筑结构部分的概念设计更多，除少数概念设计有定量指标外，大多数概念设计只有定性要求，如何合理地把握好结构概念设计的尺度，常常因建筑而异。
本文笔者结合设计实践，从多方面阐述超高层建筑结构概念设计时需要注意的一些问题。
1 结构设计特点1.1 重力荷载迅速增大随着建筑物高度的不断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更加提高。
1.2 控制建筑物的水平位移成为主要矛盾1.2.1 风作用效应加大风是引起结构水平位移的主要因素，决定风载标准值(wk=βzusuzwo)大小的各参数随着建筑物高度的增加发生如下变化：us只与建筑物的平面形状有关，βz变化不大(总趋势随高度增加会减小，但变化幅度不大)；wo取值较普通结构增大许多(超高层建筑属于特别重要的结构，对风作用相当敏感，应按n=100年，甚至n=200年的重现期采用)；uz在梯度风高度范围内呈上升趋势(以地面粗糙程度c类为例，建筑物高度从1oom增加到400m，uz增大约1.84倍)，因此，作用在建筑物上的风载沿高度方向呈倒三角形状或抛物线状(图1)。
图1 风荷载高度变化示意建筑物越高，风合力就越大，合力作用点位置就越高，对建筑物产生的作用效应(如建筑物底部总剪刀、总弯矩、楼层层间位移角、顶层最大水平位移值等)也越大。
1.2.2 地震作用效应加大多遇地震下对建筑物进行弹性分析计算时，建筑物高度的增加使结构自重增加、重心位置提高，地震作用产生的水平剪刀和竖向力增大、作用位置提高，整个结构内力增加；在罕遇地震作用下将导致薄弱部位的加速破坏。
1.3 p一△效应成为不可忽视的问题超高层建筑高度比较大，侧向刚度相对较弱，水平位移量大(图2)，重力与水平位移所产生的附加弯矩常常大于初始弯矩的10％，必须考虑重力二阶p一△效应。
浅谈高层建筑的结构设计分析
１ 高层 建 筑 结构 设计 高 层建筑 结 构 设计 是为了满足 人们越 来 越 多的建 筑功 能 需 求为 基本 目 标 的。 因此 ， 在 进行 高层建 筑 的结 构 设 计 时， 要 充分 考虑 到当 地的经济状况与和人民的生活水平以及施工条件的限制等因素。另 外， 高 层建筑 结 构并 不是低 层建 筑结 构 的叠加 ， 其对 于 建筑 结构 的力 学性 质、 设 计构 造原 理 的要求更加 严格 规范 。 现 代高 层建筑 结构 的形 式具 备 多样 化 、 复杂化 的特 点， 除 了原有 的几种 基 本结 构 形式 ， 如 框 架 结构 、 剪力墙结 构 以及简 体 结构 等 ， 还 需 要根 据 不 同建 筑 的功 能 需 求而 增加 其 他 的结 构 ， 同时这 也使 得建 筑 中节点 的连接 形式 更加 复杂 ， 不 同的构 件连 接需 要利用 不同 的节点 类型， 这是关系着高层建筑结构安全稳定的重要因素。 另外， 高层建 筑 在增 大基层 载荷 的同时也 为竖 向结 构带 来了更 多的载荷 ， 对 墙体 、 柱 体的结 构 强度和 支撑 能 力要 求更高 。 高层 建 筑的 结 构 设计 是 一 项涉 及知 识 面较 广＇ 考虑 因素较 多 的 现 代化建 筑设 计方 式 ， 在设 计 中除了要发挥 设 计的 先进 性 ， 使建 筑功 能 得 到很好 的体 现 ， 还要 做 好与经济性 的协 调工作 。 ２ ． 高 层 建筑 结 构设 计 特点 高层建筑相较于 低层建筑 来讲， 其结构设计需要更加严谨 科 学。 笔者通过对现有的高层建筑结构进行深入的研究与分析， 结合自 身对 建筑 结 构 设 计 的理 解 ， 提 出了高层 建 筑结 构 设 计不 同干其 他 建 筑结构设计 的几个特点， 主要表现在水平荷载、 轴向变形、 侧移 以及 结构 延性这 几 方面 。 ２ ． １ 水 平荷 载 成 为 决定 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 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 。 ２ ． 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 。 ２ ． 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 限度 之内 。 ２ ． ４ 结 构 延性 是 重要 设计 指 标 。 一 般在 建 筑 施工设 计 中， 在保证 建 筑物 应有 的强度 的同时 ， 要需 要保证 建 筑物 具 有一定 的廷性 。 这是 为了使 建筑 物具 有一 定的变 形能 力， 以 适应 因 自 然 环 境或 人为 因素而
谈谈高层建筑结构概念设计的若干问题
谈谈高层建筑结构概念设计的若干问题[摘要]通过对高层建筑结构概念设计几方面阐述,强调以承载力、刚度和延性为主导高层建筑结构概念设计的重要性,从宏观上决定高层建筑结构设计中的基本问题,综合处理好功能、技术、艺术、经济等方面的矛盾,并最终实现抗震设防三水准(小震不坏,中震可修,大震不倒)的基本要求。
【关键词】高层建筑结构概念设计基本原则结构布置原则基础的合理选型分析判断一、高层建筑结构概念设计的基本原则(1) 结构的简单性应将复杂的变成简单。
将结构的受力与传力途径设计成越简单、直接和明确就越好。
尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。
传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节。
同理,对结构进行分析计算时,应该运用最简单、最直接、概念很清楚地计算方法;切忌使用概念含糊不清,有的甚至连概念都看不出来,系数套系数的繁琐计算方法。
(2) 结构的规则性和均匀性1)建筑平面规则,平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心,使建筑物分布质量产生的地震惯性力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。
建筑平面规则、结构布置均匀,有利于防止薄弱层的子结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各子结构之间重分布,增加结构的超静定的数量,发挥整个结构耗散地震能量的作用。
2)沿建筑物竖向的结构布置宜规则、均匀,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,避免有过大的外挑和内收,,以限制结构在竖向某一楼层或少数几个楼层出现敏感的薄弱部位,以致在这些部位因产生过大的应力集中和过大的变形而使结构不安全。
(3)结构的刚度和抗震能力1)水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任何方向的地震作用。
一般情况,可使结构沿平面在两个主轴方向均具有足够的刚度和抗震能力,同时还应具有抗扭转刚度和抵抗扭转振动的能力,现在抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量,在概念设计中应该注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。
多高层的建筑结构概念设计探讨
浅谈多高层的建筑结构概念设计探讨摘要：在多高层建筑结构设计中，概念设计起着关键的作用。
结构工程师，要善于运用概念设计的基本原理及注重整体设计的构思等设计出概念优秀的作品。
关键词：高层建筑概念设计意义探讨一概念设计意义多高层结构概念设计的基本原则有结构简单、规则及具有足够的水平刚度和抗震能力；注重结构的整体性。
概念设计的范围较大，即有大的方案选择，又有小的细节构造，应该贯穿在设计的各阶段和步骤中。
概念设计是结构工程师通过自身的力学知识和工程经验，运用经无数事故分析，震害分析，模拟实验的定量定性分析及长期的困内外设计与使用经验分析、归纳、总结出来的具有基础性、整体性、全局性和关键性的设计基本原则、规定和方法。
通过概念设计能够从宏观上确定结构设计的基本问题，在初步设计时把握建筑的概念性整体方案，明确结构总体系与各分体系之间的传力关系，加强结构整体性，保证结构成为高延性的抗震耗能结构。
二概念设计的应用分析⑴平立面形式是保证结构简单的重要基本条件。
结构平面的布置必须考虑有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，做到受力明确，传力集中，尽可能减少扭转影响。
许多震害表明，平面不规则不对称的建筑，无论是砌体结构还是混凝土结构都会因扭转产生而破坏。
因此，简单、规则、对称、长宽比不大，平面外伸长度小的平面形式是理想的选择。
这样做可使结构的刚度、质量和承载力分布均匀，质量中心和刚度中心宜重合，实现扭转效应的减小。
建筑的立面形式以连续、简洁为宜，较大程度的内收、外挑或中间层部分构件不连续会造成结构的刚度和质量沿竖向分布不均匀，竖向抗剪承载力不连续，竖向刚度出现突变和不规则，对建筑结构的抗震不利。
面对当前建筑方案中出现平立面不规则的情况，作为结构工程师应该运用概念设计的原则尽可能地与建筑工程师沟通，通过调整结构布置和加强构造措施等设计手段使结构趋于合理。
对于平面规则的结构，如果刚度中心偏心，仍会有扭转现象产生。
这时可调整抗侧力构件，使其均匀布置，尤其是考虑具有较大刚度的楼梯间布置。
浅谈高层建筑结构抗震概念设计
４ ． １建筑体型应力求规则 ：在进行结构选型时 ，建筑物的体型应力求简 单、 规则、 对称、 质量和刚度变化均匀．尽量把抗侧力构件从 中心布置和分散 布置 ， 改为沿建筑周边或四个角上布置 ， 从而提高结构的抗扭能力。 确保减少 地震时地震作用产生的变形 、 应力集中及扭转反应 。
引言
建 筑 工程 的 概念 设计 在 我 国应 成为 一个 先 于建 筑 工 程 的初 步 设计 ， 以功
能优越 、 造型美观、 技术先进的总体方案为 目标的设计阶段 。 建筑工程的概念 设计一般有建筑方 面的概念设计和结构方面的概念设计两大部分 ， 它们之间 ４ ． ２结 构应 具 有 明确 的传 力途 径 ：建筑 结 构体 系 应具 有 明 确 的计 算 简 图 竖 向传力 体 系设计 的建 筑空 间形 态是 由结构 传 相互 影 响 、 相 互 协调 、 相互 结 合 。 而结构 方 面 的概 念设 计其 中一个 重 要 的组 成 和合 理 的地震 作 用传 递途 径 ， 部分 就 是建 筑 的抗 震 概念 设 计 ， 这 在高 层建 筑 中表 现 尤为 突 出 。 力体系支撑的 ： 传力体系的剖面形式 ， 直接反映结构沿竖直方 向传递荷载 的 建 筑抗 震 概 念设 计 是 根 据 地震 灾 害 和 工程 经 验 等 所 形 成 的基 本 设 计原 路径， 也关系到建筑物的使用性能。对于高层抗震来讲首先应注意控制建筑 则 和设计思想， 进行建筑和结构总体布置并确定 细部构造的过程。概念设计 的高宽 比和高层建筑的抗侧力结构刚度， 尽量避免竖向上刚度发生突变的现 则应设 涉及从方案 、 结构布置到计算简图的选取， 从截面配筋到构件的配筋构造都 象。在 由于使用要求而造成刚度变化特别大或结构布置发生变化时 ， 存在概念设计的内容。强调结构概念设计的重要性， 旨在要求建筑师和结构 置 结构 转换 层 。 设计师在建筑设计中应特别重视规范 、规程 中有关结构概念设计的各条规 定， 设计过程中不能陷于只凭“ 结构软件计算” 的误区。若结构严重不规则、 整 体性差， 则按 目前的结构设计及计算技术水平彳 艮 难保证结构的抗震 、 抗风性 能， 尤其是抗震性能。现结合工作的实践经验在 以下几个方面浅谈一下结构 抗震概念设计的基本原则概念设计的定义 、 意义及一般原则 ， 并从高层建筑 的抗震抗风设计和延性设计两方面提出对高层结构抗震的措施 ， 指出高层建
浅谈高层建筑结构设计的要点及问题分析
（ １ ． 河 南省 纺织建 筑设 计 院有 限公 司
２ ． 郑州 大学 综合设 计研 究 院有 限 公 司
； － ． ３ 南
郑州
４ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 在 当下城市建筑工程建设 中高层 建筑结构 设计越来越被 人们所重视 ， 文章主要对 高层建 筑设计 的特性及 其合理性进行 了 相 关阐述 ， 对 高层建筑结构体 系中的各项设计要点及其 问题进行详细探析 ， 希望可 以通过 本文给广大设计工作 者提 供参考。 关键 词 高层 建 筑 结构 设 计 问题 中 图分 类号 ： Ｔ Ｍ７ ２ ７ ． ５ 文 献标 识 号 ： Ａ 文 章编 号 ： ２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） １ ８ — ０ ２ ５ ２ — １
对高层建筑结构概念设计重要性
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。
浅谈某高层建筑的结构设计
浅谈某高层建筑的结构设计陈雪亮(广西中盛建筑设计有限公司，广西南宁530022)睛耍】本文简要介绍了—例带转换层的多塔楼复杂高层建筑的结构设计过程及设计体会。
[关键词]转换层；多塔楼；概念设计；结构布置1工程概况本工程为广西钦州某高层住宅小区的～栋商住楼，建筑面积为37827m2，地下一层为车库，地上1—3层为小型商场，4～33层为三个塔式单元住宅，单塔之间设不小于300m m宽的抗震缝彼此脱开。
地下一层层高为4．5m，商场层高为4．2m，住宅层高为2．9m，总高度为99．9m m。
本工程设计合理使用年限为50年，结构设计基准周期为50年，基本风压取值为090kN／m2，按6度抗震设防，设计基本地震加速度值为0．059，设计地震分组为第一组。
建筑场地为Il类，地基基础设计等级为甲级。
主要结构材料混凝土强度等级：剪力墙、框架柱一1—6层为C50，7—11层为C45，12—15层为C40，16—19层为C35，20层以上为C30；梁、板、楼梯均为C30。
2概念设计高层建筑结构设计中应注重概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系，加强构造措施。
在抗震设计中，应保证结构的整体抗震性能，使整个结构具有必要的承载能力、刚度和延性。
高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，并应具有必要的承载能力、刚度和变形能力，避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力，对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。
高层建筑结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位，结构体系宜具有多道抗震防线。
2l抗震设防类别根据健筑工程抗震设防分类标准>(G B50223_呓008)第60．11条规定，高层建筑中，当结构单元内经常使用人数超过8000人时，抗震设防类别宜划为重点设防类。
第60_12条规定，居住建筑的抗震设防类别不应低于标准设防类。
论述某高层建筑结构概念设计与抗震设计原则
(二)桥墩内力计算墩桩顶的最大竖向力计算比较简单,这里不再赘述;墩桩顶水平力计算,运用柔性墩理论中的集成刚度法,将桥面汽车制动力及梁体混凝土收缩、徐变、温差、地震产生的水平力在全联墩台进行分配,最后根据不同组合的墩桩顶水平力、弯矩及对应墩桩顶竖向力进行桩基各截面内力计算。
对于横向陡边坡上的桥墩设计,同一墩位2个(3个)墩柱存在较悬殊的无支长度差异,因刚度差异造成桥墩横桥向受力分配的不均匀。
(三)桥台内力计算除了受与桥墩相似的荷载之外,桥台竖向还受土压力、负摩阻力、搭板自重等荷载的作用;水平荷载增加了土压力,其影响复杂,设计时需注意以下几点:1.软土地基上带基桩的钢筋混凝土薄壁桥台土压力计算按深层考虑。
2.软基路段桥台应尽量设置为与路线正交的形式,减小台身长度,在适当的位置设置伸缩缝,以缩短受拉区长度,减小台身砼的收缩变形量,抑制台身的竖向、斜向裂缝的发生。
3.埋置式桥台土压力一般是以原地面或一般冲刷线起计算的,对较差土质,需要进行验算,确定是否考虑地面以下台后深层土对桩水平力的影响。
4.桥头路基沉降、滑动验算。
首先,路基沉降过大、桥头跳车、台背和梁端过早损坏,加大竖向土压力及负摩阻力,造成桥台盖梁开裂及桩基不均匀下沉、路面开裂及路基渗水,促使路基失稳。
其次,由于路基滑动使桥台所承受的水平土压力已远大于计算值,对于桥头高路基和处于改河、填沟段或路基外不远处有沟、河的,更要注意深层滑动的验算。
(四)桩筋及桩长设计注意事项1.理论上说,应根据桩内弯矩包络图进行桩基各截面的配筋计算,实际中通常是根据最大负弯矩处进行配筋,从桩顶一直伸到最大负弯矩一半处以下一定锚固长度位置,减少一半配筋再一直伸至弯矩为零以下一定锚固长度位置,再以下为素混凝土,对于软基,桩主筋最好穿过软土层。
2.软土地质条件下,桥梁桩基计算不能简单地采用常规的计算方法,而应根据实际的受力特点进行分析。
用“假设有效桩长”的计算方法,计算出桩的最大弯矩及弯矩零点,而后进行配筋。
高层建筑结构概念设计探析
科
蠢
筑的设计手 法一直是建筑师与工程 师关注的热点问题 。高层建筑的结构概念设 计是将 建筑师的造型创意形象化和具象化的重 要桥 梁， 结构概念设计的创新不断推动建筑造型艺术的发展 。分析 了高层建筑的平面形式设计并重点对高层 建筑的剖面设计进行 了探讨。 关键词 ： 高层 建 筑 ； 构 ； 念 设 计 结 概 在进行高层建筑 造型创作构思 时， 习惯 于 从一个整体建筑体系的思维角度去形成初步的 建筑意象并展开设计 ，而这个整体的建 筑体 系 则是 由相互联系形成空间的结构体系组成。不 仅高层建筑的功能和建筑的艺术表现力要通 过 结构体所支撑的建筑物表现出来 ，建筑 师更应 该将结构概念设计的思维贯穿于高层建 筑的创 作过程之 中，理解结构概念的设计要 素是如何 影响建筑的创作构思以及如何辅助甚 至催发 优 化高层建筑的造型设计创意 ，并有机地 将结 构 构思与 高层建筑 的造 型创作手法结 合起来 ， 完 美地展现建筑师的设计理念。 因此 ， 结构体系的 构思是贯穿于高层建筑方案的构思之中，是建 筑方案构思最基本的内容和对象 ， 同时， 高层建 筑 的多方面使用需求给结构体系的确定 划定 了
作 者 简 介 ： 荣 书（ ９ ９ ， ， 东省 揭 王 １７ ～） 男 广
阳市 人 ， 事 建 筑设 计 工作 多年 。 从
一
２ — ４１
减少 １％ 。 ９
２３高层 建筑剖面设计要与其造 型手法创 ．
新结 合 当代高 层建筑 造型设计 手法 的一个重 要
内容就 是关 于中庭 的设计 ，中庭可以看作是楼 层 与楼层之 间的透 明性 的叠加。 通过 中庭原理 ， 可以实 现 自然 采光 与 自然通风 ，创造出通透的 视觉感受 。现 今所提倡和流行的生态摩天楼的 创作理念 ，就合理 的将 中庭元素纳 人到设计的 手段之 中，建筑师可 以通过将高层 建筑的核心 筒分散 和分离 ，摆脱传统的核心筒 布置于高层 建筑平 面中央的手法 ，改变高层建 筑的空间构 成模式 ，在高层办公建筑内部插入 一个或在不 同区域插入多个封 闭或开敞的中庭 空间 ，以达 到建筑 内部 自然通风 以及具有 良好 的景观视野 的建筑 目的。 除此 之外 ， 高层建筑也越来越多地在立 面 上或 内部空 间中运用 凹凸 、 旋转 、 动的造 型手 错 法， 如生态摩天楼建筑师杨经文 ， 将建 筑立面上 开口、 凹槽作为高层建筑引入 自然风的“ 通道 ” ， 或者切 削、 挖除一部分建筑体量 ， 在建 筑立面上 再挑 出富有韵 律的阳台、 露台 ， 形成 既能遮 荫避 阳又 富有韵律节奏 的建筑立面 ，而所有这些 手 法的运用通过建筑师对建筑进行剖 面设计 的构 思而得 以深入 和完善 ，并且剖面设计也 清楚 的 让建筑师 明白 ，应该在怎样的部位 以及采用 怎 样 的结构形式来形 成这些挑出 、 空 、 动 ， 挖 错 当 然 悬 挑 结 构 等 运 用 是 再 平 常 不 过 的 。 建 筑立 面 “ 剖 面化 ” 出现 在 ＯＭＡ和 ＭＶ Ｄ 也 Ｒ Ｖ所 设 计 的 现 代高层建筑创作 中， 在这些建筑作 品中 ， 楼板 或 是被卷起 、 隆起甚至是叠摞起来 ， 或者是将不 同 的空 间作为单元结构插入到竖向支撑 的结构体 系中。建筑师对于空 间形态的创造 与建筑形 式 的造 型都可 以在剖 面设计中显露出来 ，通 过对 建筑支撑结构 的剖 面分析 ，建筑师 可以选择 利 用现代 主义 的经典语言——悬 挑结 构 ，结合 混 凝土的 良好可 塑性 ，充分发挥结构 的力学性 能 来创造 出给人新奇体验的高层建筑 。
高层建筑结构概念设计
第四阶段从90年代开始
上海金茂大厦，(钢结构， 88层，高420m，是我国 目前最高的建筑)
金茂大厦内部结构
2. 国外现代高层建筑的发展
第一阶段是19世纪中期以前，由于主要建筑 材料是砖石和木材，以及设计手段和施工技术 的限制，欧美国家一般只能建造6层及以下的 建筑。
第二阶段是19世纪中期开始的20世纪 50年代初
第三阶段为80年代
深圳发展中心大厦，(43层， 高165.3m，加上天线的高度 共185.3m)，是我国第一座 大型高层钢结构建筑。
第三阶段为80年代
广州国际大厦 (63层，高200m)
第三阶段为80年代
北京京广中心大厦 (57层，高208m)
第三阶段为80年代
上海新锦江宾馆是一座现代化的高级宾馆，(总建 筑面积66060m2，共43层，总高153.52m) 静安希尔顿饭店，(建筑面积69224m2，包括塔 楼43层，总高143.62m)
钢骨钢筋混凝土构件
组合结构
钢管钢筋混凝土构件
钢管屈曲破坏
钢管混凝土结构 工程实例
美国西雅图 双联广场大厦
58层 四根大钢管混凝土柱 混凝土抗压强度133Mpa 直径3.05m 管壁厚30mm 承受60%竖向荷载
2)部分抗侧力结构用钢结构，另一部分采用钢 筋混凝土结构（或部分采用钢骨钢筋混凝土 结构）
1855年发明了电梯系统(OTIS)，使人们建造更高的 建筑成为可能。 家庭保险公司大楼(Home Insurance Building)， 11层，高55m，建于18841886年，采用铸铁框架 承重结构，标志着一种区别于传统砌筑结构的新结构 体系的诞生。 从1884年到19世纪，高层建筑已经发展到了采 用钢结构，建筑物的高度越过了100m大关。 1898年建成的纽约Park Row大厦（30层， 118m）是19世纪世界上最高的建筑。
高层建筑结构的受力特征和结构的概念设计
根据建筑功能、使用要求、地理环境等条件，选择合适的结构形式，如框架结构 、剪力墙结构、筒体结构等。
结构体系
确定结构的传力路径和主要承重体系，如框架-剪力墙体系、筒中筒体系等，以 满足高层建筑对承载力和稳定性的要求。
结构布置与优化
结构布置
根据建筑平面和立面的要求，合理布置结构的梁、柱、墙等 构件，以满足建筑功能和美观的要求。
结构损伤识别与评估
通过地震模拟振动台试验、有限元分析等方法，对高层建筑结构在地震作用下的损伤情况进行识别和评估，为结 构的修复和加固提供依据。
减震与隔震技术
减震技术
通过在建筑结构中设置减震装置，如阻 尼器、减震支座等，减小地震对结构产 生的加速度、速度和位移，从而降低结 构所受的地震作用。
VS
隔震技术
06
高层建筑结构的发展趋势与挑战
新材料与新技术的应用
高强度钢材的应用
高强度钢材具有更高的承载能力和耐久性，能够减轻结构自重并 提高抗震性能，为高层建筑结构设计提供了更多可能性。
复合材料的应用
如碳纤维、玻璃纤维等复合材料，具有轻质、高强、耐腐蚀等优点 ，可用于高层建筑的楼板、梁等部位，提高结构效率。
多元化发展
高层建筑结构将更加注重功能性和 美学性的结合，呈现出多元化的发 展趋势，满足人们多样化的需求。
高层建筑结构面临的挑战与对策
1 2
抗震性能的挑战
高层建筑结构在地震作用下的抗震性能是一个重 要问题，需要采取有效的抗震设计和构造措施， 提高结构的抗震能力。
风荷载作用的挑战
高层建筑结构受到的风荷载作用较大，需要合理 设计抗风结构，减小风荷载对结构的影响。
结构耐火性能评估
耐火等级
高层建筑应根据其使用功能和重要性，确定 相应的耐火等级，并采取相应的耐火构造措 施。
概念设计在高层建筑结构设计中的应用
概 念 、 性 、 断 力 和 创 造 力 都 不 会 凭 空 而 来 ， 们 都 是 在 悟 判 它
引起 的侧 移 还 是 比较 复杂 的 ， 为有 很 多振 型 。 当然 ， 要 是 第 因 主
每一个工程 的概念 设计中， 过 自身的不断反馈 、 通 比较 、 总结才
能 逐渐 积 累和 充 实 的 。 这 乐趣 感也 只 有 在 具 体 的 设计 项 目中 ， 而
性的， 而是随着建筑物 的高度的增加而迅速递增的 。例如 ， 在风
荷载 作 用 下 ， 筑 物底 总 的倾 覆 力 矩 与其 高度 的平 方 成 正 比 （ 建 在
其他条件不变 的情况下） 建筑 物顶 郝的侧 向位移则与其高度 的 ，
振捣棒 严禁直接搭 在钢筋上振捣，以 对处于硬化初期的 免 ５ 结束语
在构思结构总体系时就能考虑到材 料、 施工的可行性与经济性・ 那是最有利和明智 的。这就要求结构工程师 （ 包括建筑师在内）
应 该 从主 要 分 体 系之 间 的力 学 关 系 ， 而 不仅 仅 是 从 构件 的具 体 位 置 详 图上 去 构 思 总体 结 构 方 案 。 因 为 这样 的构 思 易 于 反馈 和 优化 ， 以改进 或 开 拓 空 间形 式 的 设计 方 案 。
取 错 数 据 ， 成 内力 分 析 的 根本 错 误 。 些 明 显错 误 凭 概 念 直觉 造 有 就 能 发 现 ， 而 有 的错 误 只 能 用 概 念 性 近 拟 计算 来 复 核 才 能 正解 判 断 。 算 机 固然 先 进 ， 计 但对 其 计 算 结 果 必 须 要用 正 确 的 判 断力 来 把 握 ， 决 不 能 被程 序 的计 算 结 果 任 意拖 着 走 。 于 设 计 负责 而 对
浅谈高层建筑结构设计
浅谈高层建筑结构设计摘要:本文作者结合实际工程经验，从高层住宅结构设计时剪力墙布置、结构计算、风荷载的体型系数及干扰系数取值、连梁设计等几方面展开分析，提出了剪力墙结构设计的几点意见。
关键词: 高层建筑；结构设计abstract: combined the author’s practical engineering experience, this paper analyzes high residence structural design from the shear walls distribution, structure calculation, wind load shape coefficient and interference coefficient, coupling beam design aspects, and puts forward several opinions of the shear wall structure design.key words: high-rise building; structure design中图分类号：tu355文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）人们对高层建筑的空间要求越来越高。
普通剪力墙的设计出现居多弊端，故结构设计问题受到众多工程设计人员的重视。
1 对结构扭转影响的处理《高规》4.3.5 条规定:“结构平面布置应减少扭转的影响。
在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，a 级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2 倍，不应大于该楼层平均值的 1.5 倍；b 级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第 10 章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍，不应大于该楼层平均值的 1.4倍。
结构扭转为主的第一自振周期 t1 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本规程第 10 章所指的复杂高层建筑不应大于 0.85。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈高层建筑结构概念设计
浅谈高层建筑结构概念设计
摘要：
随着建筑新材料的开发和利用、建筑的高度继续提升、组合结构建筑的增加、新型结构形式的应用、耗能减震技术的应用发展，高层结构布置常屈从于建筑平面布置和美感的要求,这引起了相关的结构问题。
本文就高层建筑结构设计中结构体系的选择、结构抗震设计、侧向位移的控制、构造要求等方面加以阐述。
关键词：高层建筑结构设计；结构体系的选择；结构抗震设计；侧向位移的控制；构造要求
中图分类号：TU973 文献标识码：A
一、高层建筑结构设计注意项
高层建筑结构中，随着高度的增加，不但竖向荷载产生的效应很大，水平荷载产生的内力和侧向位移更是迅速增大。
而且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。
因此水平荷载成了设计中的主要控制因素。
（注：风荷载作用在建筑物表面，结构处于弹性阶段；地震作用是惯性力，结构考虑进入塑性阶段以耗散能量。
）
高层建筑结构中，建筑应具有充分的刚度。
必须限制水平位移，防止由于重力荷载大在产生二阶P-△效应时使建筑突然倒塌，防止非结构构件的破坏（出现裂缝）、防止电梯井变形过大影响使用、防止对使用者产生的不舒适感。
（注：高层建筑结构在承载能力极限状态和正常使用极限状态方面同等重视。
）
高层建筑结构中，由于徐变和收缩的竖向积累变形很大，足以引起非结构构件的破坏，同时在水平构件中引起明显的结构内力，尤其在结构的上部区域。
高层建筑结构中，结构的重力和水平荷载通过基础传递到地基，应注重结构特性和土—结构相互作用力对基础变形的影响。
因此在高层建筑结构的设计中，应在结构体系的选择、结构抗震设计、侧向位移的控制、构造要求等方面加以注意。
二、高层建筑结构设计步骤
1、选择合理的结构形式；
2、构件的截面尺寸；
3、结构上荷载的确定；
4、结构内力分析和水平位移计算；
5、截面设计和结构的延性；
6、构造要求；
7、绘施工图。
三、高层建筑结构体系的选择
高层建筑从本质上可看做是一个竖向悬臂构件，所以应注重水平荷载的作用。
在总体结构中常包含一个以上独立作用的竖向悬臂构件，如剪力墙或芯筒，每个独立构件都相关于自己的轴线抗弯，它们之间仅通过楼板的平面内刚度相互协调。
另一方面，悬臂结构也可以包括大量柱和墙的组合作用。
从某种程度上说，各柱和墙是通过梁连接形成独立粗大的悬臂杆，如果主要的竖向构件具有不同的自由变形特征，在这种情况下它们将通过连接的板和梁相互影响，以致这些悬臂构件的侧向刚度和强度可以进一步提高。
因此高层建筑结构体系设计中，还应考虑楼板对各竖向构件的抗侧力起到整体联系的作用。
（注：楼板由于跨度过大易发生翘曲，故楼板构件设计时其跨度应受到限制。
）
选择结构体系应对内力进行控制，发挥主要竖向构件在平面上位置的优势，使其在恒荷载作用下产生的压应力大于水平引起的拉应力，避免在竖向构件中出现纯拉力和拔起基础。
在各种类型结构体系的平面布置时，各外构件必须受压。
四、高层建筑结构抗震设计
抗震设计除了集中在抵抗地震对结构在水平方向上产生的惯性力，还应当要求结构有很好的延性和塑性。
设计结合软件输入参数时，宜做到能量的平衡，减小地震能量的输入，增大结构耗能的能量。
在平面上设计应注意：为了避免转动弯矩，刚度中心和质心应尽
可能地靠近；对称布置传递水平荷载的构件；规则的平面布局；统一的基础。
在剖面上设计应注意：基础的设计应优于结构的设计，这样可以调节倾覆弯矩；随着高度的增加，刚度应保持不变，不可以增加；不要突然改变刚度；重的荷载放在较低层里，最理想的是放在地下室。
五、高层建筑结构侧向位移的控制
结构整体受到风荷载、地震作用时产生的侧向位移，相对于恒荷载、活荷载的作用要大得很多，在结构的各个构件内部会产生较大的内力和应力。
如果结构的侧向位移过大，可以通过改变几何形状，修改抗侧力形式，增大水平构件的弯曲刚度，增加刚性墙或芯筒等提高附加刚度，实现刚性联结等方法减小位移。
如在框筒结构中，水平荷载下的楼板可在厚度及配筋上适当加强，而作为一个刚性隔板，用于保持框筒的侧向稳定和侧向刚度，有如竹子中的竹节。
六、高层建筑结构构造要求和其他
构造是对计算的补充、是对延性设计的探讨、是对大量工程经验的总结。
针对各种结构体系的构造要求，应紧密结合高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)、建筑抗震设计规范(GB50011-2010)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)等中的要求。
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。
为了避免结构由于不同部位的温度不同造成结构变形而在内部
产生过大应变和应力。
可以采取便于建筑物的不均匀变形，也可以采取加强各个部分并连结在一起的做法。
由于混凝土的收缩或徐变，会在楼层之间导致不均匀应变。
为了减小这种变形和影响，可以通过控制施工顺序的办法来减少缩短或者在首层将刚度大的墙和柱设置在建筑物中心附近，而不应设在边角部位。
七、结语
在高层建筑结构设计过程中，需明确结构构件的形式和基本性
能、需有效和易于的结构处理、需精炼和正确的表达结构模型，才能系统和统一的处理高层建筑结构中所遇到的问题。
参考文献：
[1]陈瑜龚炳年。
高层建筑结构分析与设计。
地震出版社
[2]方鄂华。
多层及高层建筑结构设计。
地震出版社
[3]林同炎。
结构概念和体系。
中国建筑工业出版社
------------最新【精品】范文。