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高層建筑結構體系范文1
根據現今社會的城市建設的突飛猛進，城市內的高層建筑物可謂是眨眼而起。對然高層建筑迅速的拔地而起，但是其中的諸多質量隱患也隨之而產生。隨意為了更好的保證施工質量就要把整體建筑解剖開來，一步步的從各部分結構開始完善。
1、高層建筑體系的分類
1.1 框架結構體系
1.1.1 定義
房屋豎向稱重結構全部由剪力墻組成。與多層框架結構體系相似，高層建筑中框架結構體系也由縱橫框架所組成，形成空間框架結構，以承受豎向荷載和水平作用。與其他高層建筑結構體系相比，框架結構具有布置靈活，造型活潑等優點，容易滿足建筑使用功能的要求，如會議廳、休息廳、餐廳和貿易廳等的布置。同時，經過合理設計，框架結構可以具有較好的延性和抗震性。但框架結構構件斷面尺寸較小，結構的抗側剛度較小，水平位移較大。在地震力作用下容易由于大變形而引起非結構構件的損壞，因此其建設高度受到限制，一般在非地震區不宜超過60m，在地震區不宜超過50m。
1.1.2 其受力特點
在豎向荷載的作用下，剪力墻是受壓的薄壁柱；在水平荷載的作用下，剪力墻則是下端固定、上端自由的懸臂柱。特別要注意的是，首先剪力墻結構屬于剛性結構，對于高寬比較大的建立墻體，側向變形呈彎曲形。其次剪力墻結構水平承載力合側向剛度均很大，側向變形較小。
1.1.3 優缺點
優點：剪力墻結構水平承載力和側向剛度均很大，側向變形較小；房間墻面和天花板平整，層高較小，特別適用于住宅、賓館等建筑。缺點：結構自重較大；建筑平面布置局限性大，較難獲得打的建筑空間。
1.2 剪力墻結構體系
剪力墻結構是利用建筑物的外墻和永久性內隔墻的位置布置鋼筋混凝土承重墻的結構，剪力墻技能承受豎向荷載，又能承受水平力。一般來說，剪力墻的寬度和高度與整個房屋的寬度和高度相同，寬達十幾米或更大，高達幾十米以上。而它的厚度則很薄，一般為160～300mm，較厚的可達500mm。
剪力墻的主要作用是承受平行于墻體平面的水平力，并提供較大的抗側力剛度，它使剪力墻受剪且受彎，剪力墻也因此而得名，以便與一般僅承受豎向荷載的墻體相區別，在地震區，該水平力主要有地震作用產生，因此，剪力墻有時也稱抗震墻。
1.3 框架剪力墻
1.3.1 定義
為了充分發揮框架結構平面布置的靈活和剪力墻結構側向剛度大的特點，當建筑物需要有較大空間，且高度超過了框架結構的合理高度時，可以采用框架和剪力墻共同工作的結構體系。
框架剪力墻結構體系是由框架和剪力墻共同作用為承重結構的受力體系。它克服了框架結構抗側力剛度小的缺點，彌補了剪力墻結構開間過小的缺點，既可以使建筑平面靈活布置，又能對常見的30層以下的高層建筑提供足夠的結抗側剛度。因而在實際工程中被廣泛應用。
框架剪力墻結構布置的關鍵是剪力墻的數量和位置。從建筑布置的角度看，減少剪力墻數量則可以使建筑布置靈活。但從結構角度看，剪力墻往往承擔了大部分的側向力，對結構抗側剛度有明顯的影響，因而剪力墻數量不能過少。
1.3.2 受力變形的特點
框架剪力墻結構體系以框架為主，并布置一的那個數量的剪力墻，通過水平剛度很大的樓蓋將二者聯系在一起共同抵抗水平荷載。其中剪力墻承受大部分水平荷載，框架只承擔較小的一部分。
1.3.3 優點
兼有框架和剪力墻的優點，比框架結構的水平承載力和側向剛度都有很大提高，比剪力墻結構布置靈活，可應用于10到20層的辦公樓、教學樓、醫院和賓館等建筑中。
1.3.4 框架剪力墻結構中剪力墻的數量和布置
首先、剪力墻的數量不宜過多，保證滿足位移限值就好。其次、剪力墻的布置不要過長；不可少于3道，最好做成筒體；對稱布置；在從橫向數量接近；應貫通全高，上下剛度連貫而均勻。對于高層建筑結構體系的分類，還有其他的一些種類，這里我們就不一一介紹了。
2、高層建筑體系的選型
為了保證工程的總體質量的關鍵在于結構的選型。對于地震高發區的高層建筑來說，實際上它是屬于抗震概念設計范疇，它是在總結地震輸出和工程的抗震基礎上來指導如何正確的解決和施工的總體方案。所以選擇合理的結構體系，才能達到合理的抗震效果。
(1)由于社會的城市化發展導致城市的人口不斷的上升、人群居住密集、生活用地缺乏，據此為了更充分的利用城市生活用地的資源，于是高層建筑物不斷的出現在城市的建設中。(2)高層建筑結構的復雜性:1)高層建筑不同于其他的民用建筑，他的挺行龐大，投資高，施工期長，所以搞策劃你個建筑結構體系優化的必要性和效益則更加明顯。對其來說，首先是形式的優化，其次才是布局和好、構件的優化。2)根據目前社會的發展，高層建筑要考慮的影響因素逐漸變得復雜，對于選型的方式也非常的龐大，其結果由于人為的因素影響同樣會提高。
3、結語
高層建筑結構的選型和結構的布置，在結構抗震中占有非常重要的地位,它直接影響到結構的安全性、經濟性和實用性；總體來說高層建筑結構選型，不僅僅包含豎向承重結構選型還包含有水平承重結構選型以及下部結構選型;結構布置包括結構平面布置、結構豎向布置及變形縫設置。因此對于選型的復雜，在設計中就要全方面的對比、總結最后選取最合理的結構體系。
參考文獻
[1]沈蒲生.高層建筑結構設計[M].北京:中國建筑工業出版社,2006.
高層建筑結構體系范文2
【關鍵詞】中高層建筑；結構體系；優選探討
由于我國在中高層建筑的設計施工方面起步較晚，設計經驗不足在一定程度上影響到建筑結構的優化選型。建筑結構體系的不合理布置影響了經濟性，同時對建筑功能造成了一定的影響。因此，我們應充分了解高層建筑各主要結構類型的結構特點、適用范圍等，采用先進的結構理念和精確的計算方法，分析比較綜合經濟效益，正確處理建筑結構體系的選型問題，實現安全可靠、經濟實用的中高層建筑結構設計。
一、中高層建筑的基本結構體系
（一）框架結構體系
框架結構體系是指在縱橫兩個方向利用梁柱組成的框架體系，能夠同時承受水平荷載與豎向荷載和，其主要優點是建筑的平面布置比較靈活，能夠形成較大的建筑空間，且建筑立面的處理工作也較為容易；然而，框架結構側向剛度較小。一旦建筑的層數過多，就會使其在水平力作用下產生過大的側移，進而引起非結構性構件的破壞，使其不能夠正常使用。
（二）框剪結構體系
框架-剪力墻結構的主要是框架結構中布置一定數量的剪力墻，是框架結構和剪力墻結構的優化結合。由于兩種結構協同工作變形協調，形成了彎剪變形，從而減小了結構的位移比，使結構的側向剛度得到了提高。但是由于框架部分的影響，其結構自重較大，適用高度受限。
（三）剪力墻結構體系
通常情況下，我們把由縱橫向墻體所組成的抗力體系叫做剪力墻體系。建筑物中的豎向承重構件主要由墻體承擔時，這種墻體既承擔豎向荷載，同時承擔風力或地震作用傳來的水平荷載。當墻體處于建筑物中合適的位置時，能起到對空間的分割作用。該體系的缺點是剪力墻的間距有一定限制，故不可能開間太大，對需要大空間時就不太適用。
結構設計時需要充分考慮結構的扭轉效應，在兩個互相垂直的方向上都設置上相應的剪力墻結構，并要求墻體能夠做到上下對齊，避免產生剛度突變現象[1]。
（四）筒體結構體系
筒體結構，是指由一個或幾個筒體作豎向承重結構的高層屋結構體系。一般來說，筒體結構可分為框架-核心筒結構、筒中筒和多筒結構等。采用這種體系的建筑，其平面最好是正方形或者接近正方形。
筒體體系適用于層數較多的高層建筑。當高度較高時，宜采用外框架、內核芯筒結構；再高時，則最好采用筒中筒結構，即采用外框架筒和內核芯筒結構。這類結構外框架筒可以開窗，以滿足采光要求，在內筒中布置電梯井、管道豎并及生活間等。
（五）混合結構體系
多種不同材料構件組成的結構體系稱為混合結構體系。采用混合結構體系，實際上是各種構件的優化組合。
型鋼混凝土構件是在混凝土中主要配置型鋼（包括軋鋼型鋼與焊接型鋼）的構件。一般也配置一些構造鋼筋及輔助受力鋼筋，型鋼混凝土可制作成柱、梁、剪力墻、筒體等。它們的特點是強度高、剛度大、斷面小、延性與抗震性能好，防火性能好等。
鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成、且鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結構構件。鋼管混凝土在結構上能夠將鋼管、混凝土二者的優點結合在一起，提高混凝土抗壓強度和鋼管的剛度，從而大大地提高了承載力。鋼管混凝土作為一種新興的組合結構，主要以軸心受壓和作用力偏心較小的受壓構件為主，被廣泛使用于框架結構中（如廠房和高層）。
二、中高層建筑結構體系的影響因素與布置原則
（一）影響中高層建筑結構體系的優選的因素
在進行中高層建筑結構體系的結構優選中，由于設計師的設計經驗不足、結構設計概念不清晰以及對整體建筑形式把控不足，使其對建筑結構的選型產生一定影響，不能做到安全和經濟性并重，不能最大程度的實現建筑功能、適用建筑空間和建筑美觀要求。
（二）中高層建筑結構體系的優選原則
1、結構構件的布置原則
平面布置：在進行房屋結構的構建時，要盡可能的實現平面的整齊與均勻，
根據房間的布局要求，從技術、經濟的角度校核各構件的合適性。
豎向布置：要充分考慮各結構體系的優缺點。根據剪力墻、框架柱等的受力
特點，從建筑高度、建筑空間以及結構受力上考慮合理選用側向剛度和承載力沿豎向均勻變化、無突變的豎向構件。
2、安全與經濟性并重的原則
首先，從結構體系選型中，在通過對某建筑采用不同的結構布置，從周期比、位移比、振型數、剛度比等主要控制指標進行分析，在結構造型、經濟性方面做出對比總結，以期設計出安全性高、經濟合理的建筑。
其次，建筑的強度與成本的比較。如在混凝土結構設計中，衡量鋼筋的經濟性指標，選擇較為協調的混凝土結構設計模式，利用具體的價格與強度比來體現混凝土結構經濟性和安全性。
3、建筑的功能的最大化原則
結構布置時，充分考慮建筑的樓層數以及建筑物的高度，充分結合辦公樓，酒店，住宅，商業建筑等的實際特征，來滿足不同建筑的使用需求，來進一步提高建筑物的經濟合理性等[3]。這個環節，最重要的是讀透建筑圖，甚至跨專業進行細化設計，將建筑當作藝品來創作。
三.中高層建筑結構體系應符合時代需求
隨著科技的發展，不斷有新材料、新工藝的涌現。結合日趨完善的結構設計理論，我們不僅可以挑戰特別高聳、特大跨度、特別新穎的結構形式，更體現在結構設計和施工中貫徹殼持續發展的理念，綜合考慮美學、社會、環境的要求。
社會的發展與時代的變化將會進一步促進建筑的復雜化與多樣化。結構體系選型應能夠更好的滿足建筑結構在功能性與藝術性的需要，同時兼顧經濟效益和環境效益，使其能夠更好的順應時展潮流，對其進行不斷的創新與完善，使得中高層建筑的結構能夠更加完善，更加符合時代需要。
參考文獻：
[1]沈榮麗，張偉杰.模糊數學方法論優選高層建筑結構體系[J].中華民居，2010，（9）：254-255.
高層建筑結構體系范文3
關鍵詞：高層建筑；新型結構體系；巨型結構；短肢剪力墻結構；連體結構
一、巨型結構體系
（一）巨型結構的定義及分類。 巨型結構是一種新型結構體系，適應了高層建筑多樣化、綜合化以及建筑平面布置和豎向體型復雜化的發展特點。巨型結構中由不同于傳統梁柱的的巨型梁和柱組成主結構，共同工作的還有常規構件組成的次結構。巨型結構中，主結構本身即是獨立結構，承擔了絕大部分外力，次結構只是協助主框架抵抗外載。主結構通常為主要抗側力體系，其中可以有跨越好幾層的支撐或斜向布置的剪力墻板；而次結構只承擔豎向荷載并負責傳力給主結構，柱距小、荷載小，因而其粱、柱斷面可以做得很小，有利于樓面的合理使用，兩者協同保證巨型結構的巨大抗側力剛度以及整體工作性能[1]。巨型結構按主要受力體系可以分為巨型桁架結構、巨型框架結構、巨型懸臂結構和巨型分離式結構；按材料可以分為巨型鋼筋混凝土結構、巨型鋼骨混凝土結構、巨型鋼―鋼筋混凝土混合結構以及巨型鋼結構。
（二）巨型結構體系的特點。巨型結構的優點可以概括如下：（1）巨型結構整體剛度比傳統高層房屋建筑大。對于同種材料，彈性模量相同，截面剛度取決于界面慣性矩，即和界面寬度以及高度成正比。巨型結構主結構的巨型梁柱界面尺寸相當于傳統框架的柱距，因此界面慣性矩比常規構件大得多，因而剛度大。（2）巨型結構適應了建筑發展趨勢。巨型建筑的大柱網大開間滿足平面布置的靈活性，便于房屋改造。（3）可以將多種結構形式及不同材料進行組合，具有多樣性，滿足多種功能要求。由于巨型結構體系是由主結構和次結構共同工作組成的，主結構和次結構可以采用不同的材料和體系，因此，巨型結構體系可以有各種不同的變化和組合。（4）巨型結構體系可以先施工其主結構，待主結構完成后分開各個工作面同時施工次結構，大大加快了施工速度。
（三）巨型結構體系的應用于發展
巨型結構的概念產生于60年代末。1968年建成的芝加哥約翰?漢考克大廈是最早采用巨型結構體系的建筑。國內外比較著名的巨型結構建筑如下表所示：
對于具有特殊功能要求的高層建筑來說，經濟有效的巨型結構體系成為了越來越多開發商以及設計師的選擇。其發展趨勢，呈現在如下幾個方面：（1）組合構件的使用；（2）使用大型支撐或剪力墻以增加側向剛度；（3）使用主動控制系統或被動控制系統減震；（4）雜交結構體系的應用；（5）結構設計時使用更好的分析設計軟件和驗證方法；
復雜大型的體系結構其計算施工方面具有一系列不同于常規高層結構體系的特點；加之，該體系出現較晚，工程應用不多，人們對其研究、認識還不夠。因此，必須全面研究其分析方法與結構特性，使這種既具有良好建筑適應性，又具有高效性能的結構體系更廣泛地發揮其應有的作用。
二、短肢剪力墻結構體系
（一）短肢剪力墻的定義。近年來，隨著人們對住宅與空間設計平面的要求越來越高，普通剪力墻結構對建筑空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅平面與空間的要求，于是在原有框架結構的基礎上，吸收了剪力墻的優點，逐步發展形成了短肢剪力墻結構體系。
短肢剪力墻也稱短肢抗震墻，或簡稱短肢墻，是聯肢剪力墻的一種，《高層建筑混凝土結構技術規程》（JBJ3-2002）定義為：短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5-8的剪力墻。主要布置在間隔墻的交點處，其形式靈活多樣，常用的截面形式有T形、L形、Z形、“十”字形、“一”字形等，其數量和肢長主要由豎向荷載和抗側力決定。
（二）短肢剪力墻的特點。一般剪力墻結構對于底部有停車場等公共設施的情況矛盾很大，滿足不了建筑的使用功能。而且對于小高層建筑，采用剪力墻結構會造成剛度過大，重量增加，導致地面反應過強，使得上部結構和基礎造價增高。短肢剪力墻避免了這些缺陷，具有以下優點：（1）墻肢較短，布置靈活，可調整性大，容易滿足建筑平面的要求；（2）減少了剪力墻而代之以輕質砌體，結構自重相應減輕，從而減小結構整體剛度，增大振動周期，降低地震作用力；（3）墻肢高寬比較大，延性較好，對抗震有利；（4）連梁跨高比較大，以受彎破壞為主，地震作用下首先在弱連梁兩端出現塑性鉸，能起到很好的耗能作用；（5）短肢的承載力得到了較充分的發揮；（6）墻的數量可調節，視抗側力需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調整剛度中心的位置。
短肢剪力墻較為高細，通常情況下其破壞形態由受彎承載力控制，故延性較好。連梁在短肢剪力墻結構體系中是一個耗能構件，振動臺試驗中，它出現彎曲以及剪切兩種破壞，而短肢剪力墻是一種強肢弱梁型的連肢墻，在通常情況下連梁首先開裂，隨后墻肢開裂，如果在墻肢翼緣和腹板相交處應力集中下，會出現明顯的上下貫通裂縫。短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位在建筑平面外邊緣及角部處的墻肢，當墻結構發生扭轉效應時，這些部位的墻肢會首先開裂，因此應加強抗震構造措施，在設計短肢剪力墻時應盡量設翼緣。
三、連體結構的定義及分類
（一）連體結構的定義與分類。從形式上看，連體高層建筑主要由兩種形式：（1）凱旋門式：也稱門式高層結構，即在兩個主體結構的頂部若干層練成整體樓層，連接體的寬度與主體結構的寬度相等或相近，兩個主題結構一般采用對稱的平面形式；（2）連廊式：即在兩個主體結構之間的某部位設一個或多個連廊，連廊的跨度可達幾米到幾十米，連廊的寬度一般在十米以內。
（二）連體結構的特點及設計要點。連體結構各獨立部分宜有相同或相近的體型、平面布置和剛度；宜采用雙軸對稱的平面形式，其建筑材料，結構體系等也呈現出多樣性。而7、8度抗震設計時，層數和剛度相差懸殊的建筑不宜采用連體結構。
連體結構因為通過連接體將不同結構連接在一起，且連體兩端的塔樓剛度往往有差異，因此連體結構的受力比一般多塔結構更為復雜，連接體兩端的連接方式也至為重要。通過對連體結構的計算分析及國內進行的振動臺試驗研究，結果說明：連體結構自振振型較為復雜，前幾個振型與單體建筑有明顯不同，除順向振型外，還出現反向振型；連體結構總體為一開口薄壁構件，扭轉性能較差，扭轉振型豐富，當第一扭轉頻率與場地卓越頻率接近時，容易引起較大的扭轉反應，易使結構發生較大的扭轉破壞。因此，如何對連體結構計算分析，怎樣保證連接體與高層塔樓整體協同工作成為設計關注的問題。
隨著科學技術、結構設計理論、高強材料的迅速發展，以及人們對建筑造型、建筑設計等的要求越來越高的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高，高層和超高層建筑迅猛發展，各種新型結構體系大量涌現，不斷滿足著人們更新更高的追求。除了上述三種結構體系外，張拉整體結構，高預應力結構，開合屋蓋結構等也得到廣泛應用。我們要大量引進國外先進新型結構體系，但更重要的是加強自主創新能力，研發適合我國國情的新型結構體系，縮短與先進國家在建筑業上的差距。
參考文獻：
[1]宋萌，李博，鄭必杰.淺談巨型結構體系[J].科技資訊，2009，21：69.
高層建筑結構體系范文4
隨著我國經濟和社會的快速發展，高層建筑的數量日益增多。這些高層建筑大多采用鋼筋混凝土剪力墻或剪力墻一簡體結構。對高層鋼筋混凝土結構設計而言，在設計前期，通過建筑師與結構工程師的密切配合，正確運用結構概念設計理論，優選結構體系，并進行總體結構布置，可以初步得出一個性能良好、造價經濟的結構方案，為后續結構設計打好基礎。然而，初步設計方案的優劣還需通過對分析軟件的計算結果進行研究和判斷，來確定結構設計是否合理，以及是否需要進一步優化。因此，對計算結果進行分析研究，是一項很重要的工作。本文結合某高層住宅設計的實例，對分析軟件SATWE的計算結果的幾項主要內容進行分析判斷，并據此對初步結構方案進一步優化，提高工作效率和設計的準確性。
1.高層建筑結構設計特點
1.1水平荷載成為決定因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
1.2軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。
1.3側移成為控制指標。與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
1.4結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
2.高層建筑的結構體系
2.1框架－剪力墻體系。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
2.2剪力墻體系。當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
2.3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。
3.高層建筑結構靜力分析方法
3.1 框架－剪力墻結構
框架－剪力墻結構內力與位移計算的方法很多，大都采用連梁連續化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉角相等的位移協調條件，可以建立位移與外荷載之間關系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同。框架－剪力墻的機算方法，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。
3.2剪力墻結構
剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。
3.3筒體結構
筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。等效離散化方法是將連續的墻體離散為等效的桿件，以便應用適合桿系結構的方法來分析。比等效連續化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結構來分析筒體結構體系，其中應用最廣的是空間桿－薄壁桿系矩陣位移法。
3.4混凝土構件配筋簡圖
任何一個建筑結構都要同時承受垂直荷載和風產生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。在較低樓房中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計，水平荷載產生的內力和位移很小，對結構的影響也就較?。坏谳^高樓房中盡管豎向荷載仍對結構設計產生著重要影響，水平荷載卻起著決定性的作用。隨著樓房層數的增多，水平荷載愈益成為結構設計中的控制因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中所引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面對某一高度樓房來說，豎向荷載的風荷載和地震作用，其數值隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化?；炷翗嫾浣詈唸D是反映梁、柱、墻配筋信息的，設計較為合理的結構一般不會有太多的超限截面，基本上應符合以下規律。①柱、墻大部分為構造配筋，剪力墻符合截面抗剪要求；②梁基本上無超筋，截面不滿足抗剪要求或抗扭超限不多。在本結構的計算結果中，除個別的梁有超筋現象外(地震作用引起)。均滿足上述要求，說明結構構件布置及截面尺寸選取是合適的，僅對個別超筋梁截面進行調整。
總之，在高層建筑結構設計中，首先運用概念設計理論選定建筑適合的結構體系及結構構件布置，然后應用分析軟件對初步結構方案進行計算，按上述幾個方面內容對計算結果進行分析研究，可判斷出原結構設計不合理之處，這樣對建筑結構方案可進行有針對性的修改和優化，使結構設計更趨向合理和經濟。
參考文獻：
[1]徐至鈞，趙錫宏.超高層建筑結構設計與施工[M].機械工業出版社2007.
[2]周云.高層建筑結構設計[M].武漢理工大學出版社2006.
高層建筑結構體系范文5
【關鍵詞】高層建筑 ，結構設計， 特點 ，設計問題
【 abstract 】 the modern high-rise building on the trend of the development of diversified, novel structure, design alone, floor reveal personality, all show our country the construction sector vigorous development. This paper introduces the design of high-rise building structure, and the characteristic of now high-rise buildings still exist in the problem of structure design analysis, which aims at revealing structure design difficulties, improve the designer of the architecture design sense of responsibility, ensure the safety of the architectural design.
【 key words 】 high-rise building, structure design features, design problem
中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼： A 文章編號：
高層建筑自十九世紀起逐步拔地而起，芝加哥的11層保險大樓，紐約的帝國大廈，還有之后美國建成的世貿中心、西爾斯大廈，大批的高層建筑群隨著城市的建設而逐步形成。隨著我國建筑行業的不斷發展，建筑的規模逐漸擴大，建筑的設計理念也越來越新穎。從我國高層建筑的布置原則、設計特點、建筑功能等方面去分析研究，建筑業的發展趨勢越來越多元化。這就對高層建筑的質量提出了新的要求，也對高層建筑的結構設計提出了機遇與挑戰。
高層建筑結構設計特點
我國高層建筑雖然起步較晚，大致是從改革開放后才開始建造的。像廣州白云飯店、北京飯店、上海金茂大廈等等，無不彰顯中國建筑特色。目前，高層建筑層出不窮，沒有統一的設計標準，也沒有統一的劃分標準，由于設計團隊、設計師理念、建筑布置、施工技術等的不同，我國高層建筑的結構設計也呈現出不同的特點：
1.1水平荷載的決定性作用
對于高層建筑的最初方案設計，建筑設計師們考慮的是空間組成特點之類的要素，而首先不是詳細的布局結構。建筑底層對空間形式的水平和豎向方向的穩定都很重要。在低層或者多層建筑結構中，豎向荷載往往控制著結構的設計。但高層建筑不同，雖然豎向荷載也存在一定的作用比例，但起決定性作用的是水平荷載。因為水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎構件中引起的軸力，與樓房高度的兩次方成正比，高層建筑樓面使用荷載和樓房自重在豎構件中所引起的彎矩和軸力的數值，僅與建筑高度的一次方成正比。[1]豎向荷載是一個定值，而水平荷載由于地震以及風荷載的作用，它的數值隨著結構動力性不同產生較大的變化。
1.2側移是重要的控制指標
高層建筑的結構側移與低層建筑不同，這是它結構設計方面的關鍵要素。在水平荷載作用下隨著樓層建筑高度的增加，建筑結構的側移變形也隨之增大，與路層高度四次方形成正比例關系。因而，結構的側移要求被控制在一定的范圍中。
1.3結構延性成為重要的設計指標
在地震影響下高層建筑的結構變形與低層建筑相比會更大。為避免垮塌，使結構更具變形能力，就該對結構的設計更具安全性，提高結構延性。此外，在高層建筑結構設計中，對軸向變形、抗震的設計也是不容忽視的，抗震性好，建筑才能大震不倒。
高層建筑結構設計常見問題
建筑的設計過程，就是工程設計師充分發揮主觀能動性的過程。由于每個設計師的知識儲備和個人經驗的差異，設計出的建筑空間尺度、結構體系都是不一樣的。結構體系、結構材料等的不同，致使建筑的承載力、抗震性能和剛度的功能上也存在差異。如今，對于高層建筑的結構設計，設計師們仍存在著部分問題：
2.1結構選型問題
高層建筑中的結構型問題一般包括它的規則性、嵌固端設置和超高性問題等等。首先規則性問題，必須嚴格按照規定，不能采用嚴重不規則設計方案；其次是嵌固端設置問題，設計師有時候會忽視嵌固端與結構抗震縫設置、上下層剛度比限制以及結構整體計算之間的一致性而產生安全隱患。第三是超高問題，高層增加而使原本的設計產生質變，如荷載的取值、延性的要求以及材料性能等等，所以需要設計師在設計過程中嚴格控制各因素，以避免不安全的后果產生。
2.2分析與計算問題
建筑結構的整體計算有其軟件的選擇：例如ETABS、TASA、SAP等等，選擇不同的計算軟件，對于計算出來的結果都會有所差異。因此，設計者在設計前就應選擇好適合的軟件，避免因為計算的差異而產生不必要的安全隱患。振型數目在設計中也不可忽視，振型參數有其限值，與樓層的層數有關聯，所以在設計時必須對該參數結果進行嚴格判斷，調整振型數目取值。此外，非結構構件的計算與設計也應該納入設計考慮的范疇。結構分開計算還是整體計算是工程師在進行高層建筑計算分析時必須考慮的問題這關系到振型參與系數、地震力的計算等等，有些建筑為了滿足外觀的美感而采用了不合理的非結構構件，并沒經過計算處理而進行設計，最終導致整個建筑的失敗。[2]
結構選型與結構設計分析與計算問題是高層建筑中常見的兩大問題，此外，高層建筑往往還在連梁超筋與軸壓比的問題上出現紕漏，建筑無小事，設計的每一步，都需要建筑者的高度投入。
對高層建筑結構設計問題的控制
高層建筑的結構設計是建筑設計師在設計工作中的難點，針對本文提及的結構型與算問題的分析，以下細化討論對如今結構設計問題的控制方法：
3.1結構不規則問題
建筑結構設計的不規則性需要注意以下問題：第一，剛性樓板的假定規定了結構構件最大位移比；第二，周期比和位移比超規時，說明結構扭轉效應大，而抗扭剛度小，這是與抗側剛度相對應的。建筑結構的抗側剛度大了，對樓層的中部結構應做減法，減短剪力墻，減小連梁的高度。第三，建筑的設計由于功能的不同，常見到像多功能商住一體樓層設計一般，前幾層為大空間，上面的部分用于辦公或者住宿，設計復雜，隔墻也較多，上下之間剛度差別大，因而應設計為下部為薄弱層，進行內力的放大調整處理。
3.2基礎埋深相關問題
對高層建筑的設計而言，基礎埋深的確定較為容易，但如今的高層設計常以地下車庫為起始，基礎埋深從地坪開始算起，此時的地下室與車庫的頂板就必須按嵌固層的要求設計。首先需要提高地基承載力。當高層建筑在設計時采用天然的地基時，地基的承載力就要進行修止?；A埋深的深度增加后，地基的承載力隨著埋深增加而增大，從而才能滿足高層建筑要求。其次，高層建筑結構設計實施上，地下室的外墻需要選擇鋼筋鹼墻，同時外墻地下室周邊土也要提供較大的約束和側向剛度。
3.3抗彎結構體系問題
建筑中，設計師很有必要考慮建筑的抗彎結構體系。適度增加建筑的抗彎結構體系的寬度，旨在調整設計結構的抗側剛度。增加抗彎結構寬度可以很好的減小建筑的抗傾覆力。從建筑學基本知識構架可知，同樣抗傾覆力且同設計結構寬度的關系著不同的形狀，可獲得完全不同的幾何特征。當然，設計師必須充分考慮“剪力滯后”造成的不利影響，結構體系中豎向構件的水平連接應具有足夠的剛性，才能真正達到設計師預期設想的效果。[3]
3.4框架結構梁柱問題
建筑無小事，每一個設計建筑細節都需要嚴格控制?？蚣芙Y構梁柱常會出現偏心較大的情況，這會導致節點核心減小、梁端彎矩出現扭矩。所以應該對框架結構梁柱出現偏心較大的情況采取相應措施。設計師可采取加大梁寬的辦法，也可以采取添設梁水平腋。梁水平腋可在支點上形成較強剛域，這樣就會使梁塑性餃外移。
高層建筑結構設計上的控制，每一個構件都需要設計師與專業人士的嚴格勘量。像房屋高寬比、剪力墻的開洞問題、懸挑梁的梁高問題等等，都是設計師們在設計時應該精確把握的，旨在延長建筑壽命，保證建筑安全。
結語：
高層建筑的結構設計與其它的低層、多層建筑有所不同，結構設計的專業更具重要的地位。結構體系的建筑選擇，關乎著建筑布置原則、樓層高度、施工技術要求以及投資造價等等。高層結構的設計對整個建筑構造起著至關重要的作用。設計中存在的諸多問題，都需要諸多設計師與建筑工作人員的積極參與與解決。建筑結構設計是一個長期、復雜的過程，如今城市人口的迅猛增長，建筑用地的日趨緊張，迫使設計師不僅需要在嚴格按照規定執行各種構造要求的基礎上，積極發揮個人主觀能動性，設計出安全可靠又令世人矚目的一個又一個建筑奇跡。
【參考文獻】
[1]張吉強.高層建筑結構設計特點及常見問題的研究[J].四川建材，2011（12）：40.
高層建筑結構體系范文6
關鍵詞：高層建筑；結構設計；問題分
高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作，對于建筑的設計有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發展，高層建筑的結構設計的要求越來越高。通過對高層建筑結構設計的科學優化,能夠促進投資成本在工程項目的質量安全和環保節能等方面進行合理而均衡的分配,從而使高層建筑項目獲得更高的增值,并進一步推動我國經濟建設以及城市化步伐的加快。我國在近幾年的發展建設中，建筑行業的變化最為明顯，不僅是在外形上發生了重大的變化，在內部結構上也得到了進一步的改善，這其中最突出的變化要數高層建筑甚至超高層建筑的不斷涌現，但是需要注意的是，隨著建筑造型結構的愈發復雜，對于結構設計的要求就更加嚴格了，如果僅僅停留在最初的設計階段而不向前發展，那么我國建筑的整體水平就無法得到顯著的提高。
1高層建筑結構設計的問題分析與解決方案
1.1建筑結構超高的問題
現代城市建筑物在樓宇的高度上不斷進行更新，好像樓層越高就代表城市的地位就更上一層樓?？墒墙ㄖ锊粩喑邊s對抗震性與建筑質量提出了更高的要求。相關的建筑規范對建筑物的高度與抗震要求進行明確的規定，無論是多高的建筑物，都需要滿足相對應的抗震等級要求。針對目前多地存在的建筑物超高問題，建筑物規范將會進行限定，不斷細化規則，與時俱進，這使得高層建筑結構的設計方法與措施有了明顯的改進。每一個建筑單位的項目管理部都要注重建筑的超高問題，在設計圖與施工組織審核時都應該及時發現潛在的風險問題，不斷進行論證，避免對工程的造價與工期造成影響。
1.2短肢剪力墻的設置的問題
隨著我國高層建筑結構設計的不斷深入，對短肢剪剪力墻的設置問題更加關注。目前我國的相關建筑規范已經對它進行了充分嚴格的定義，并對其使用進行了限制。
1.3嵌固端設置的問題
高層建筑的嵌固端在二層以上的地下室頂板上，同時也有可能會設計到人防頂板上，嵌固端設置時，結構設計工程師對于嵌固端設置帶來的問題沒有提前判斷與預測，比如樓板的設計、上下層的剛度要求等等，這些問題都有可能在后來的設計中做出更改，造成不必要的損失與安全隱患。
1.4結構規則性的問題
在目前的高層建筑結構設計規范中已經進行了明確的限制。如新規范對結構嵌固端上下層的剛度進行了規定，現代建筑不宜采用嚴重不規則的設計方案。不規則的設計將對建筑的豎向荷載計算產生偏差，不易估計，有可能會存在安全風險。
1.5消防結構設計的問題
高層建筑結構本身的特點非常明顯，它的功能復雜性決定著建筑結構在設計時非常復雜，需要選用不同的建筑功能材料。傳統建筑中所選用的材料多為可燃性材料，這種材料無形中增加了高層建筑火災的發性頻率，更不易進行救火。高層建筑間空氣流動強，風力非常大，如果發生高層火災事故，救援難度可想而知。在傳統高層建筑結構設計時，把火災線路設計成垂直形態，建筑人員在進行火災疏散時將花費更多的時間，對人身財產安全造成了更大的延誤。在消防結構設計中，也需要對排煙結構設計，這對于高層建筑的安全性設計有著重要的意義。在設計中要保證煙氣能夠有效排出，避免在火災發生時不利情況的蔓延。
1.6抗風結構設計的問題
在高層建筑設計中，抗風性研究非常重要。在進行設計建造時，要注意抗風壓性，對有效的設計非常重要。隨著高層建筑的高度不斷增加，結構本身對風起著擾動作用與阻隔作用，不利于風量的及時移動，在風速較大時，會對靜止的高層建筑產生振動效果，從而造成一定的動力荷載力，將會對其穩定性造成威脅，甚至有可能會導致主體結構受到破壞，導致玻璃幕墻破裂、裝飾物毀壞甚至墻體斷裂等工程質量受到影響的危險。
2高層建筑結構設計的策略總結
在高層建筑結構設計時要注重設計原則，合理選擇基礎條件與結構設計方案，對高層的消防結構、抗震結構、抗風結構設計進行優化。在消防結構設計方面，要設計合適的防火間距，對建筑物間的距離進行精確計算，根據地形條件設計合理的防火結構設計，增加疏散通道設計，采用分隔式進行設計，控制煙霧與火勢的蔓延，在抗震結構設計方面，要合理規劃建筑結構的構件位置，發揮不同的構承載功能，對地基進行抗震設計，簡化建筑平面，分割高度差異，提高建筑物的剛率與強度，實現地基的穩固性，另外需要注重對剪力墻的設計，控制位移，對簡體結構進行抗震設計，確保結構的完整性與對稱性，在抗風結構設計優化中，首先要進行基礎設計，選擇級配高的砂石，在結構義部使用抗拔錨桿，穩定地基，在高層建筑結構中增加耗能減振系統設計，通過多種元素的綜合，使用強粘彈性的阻尼材料，解決好水平力、風荷載造成的荷載疊加問題，對受力高壓區進行加固處理，精確計算建筑物的風荷載與承載力。
3結語
隨著我國城市化進程的不斷加快，我國的建筑行業得到飛速發展，人們對于高層建筑的質量要求也越來越高，高層建筑的結構設計的規范不規范直接決定著高層建筑質量的好壞，所以高層建筑的結構設計在建筑工程中顯得非常重要。隨著社會經濟的快速發展和科學技術發展創新，建筑設計理論建和筑施工技術越來越完善，建筑施工材料和施工機械設備得到大量改良，高層建筑發展步伐也非常迅速。高層建筑設計復雜，為促進建筑設計的科學性和合理性，我們需要把高層建筑結構設計放在設計首位優先考慮。我國城市化進程的快速發展，高層建筑的結構設計也越來越受到人們的關注，如果可以及時發現設計中的問題，就可以努力促進高層建筑建設的發展，大幅度提高我國建筑的安全系數。當然跟著現代建筑理論不斷發展，建筑對于我們來說不僅僅具必要的實用性，還在方面藝術性提出了比較高的要求。這對高層設計者來說，必須要同時將建筑物的實用價值和審美價值這兩個方面都要完美的體現出來，才能夠表達出設計的質量與外形都完美的現代建筑。
作者:甘桂其 聶鳳玲 單位:甘肅建筑職業技術學院
參考文獻
[1]梅洪元，付本臣.中國高層建筑創作理論發展研究[R].高層建筑與智能建筑國際學術研討會，2002.
[2]趙西安.現代高層建筑結構設計[M].北京：科學出版社，2004.
