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高層建筑受力特點范文1
1.1高層建筑結構設計特點分析
高層建筑結構與低層建筑結構一樣，需要同時承受結構自身自重（及其他荷載）產生的垂直作用和風荷載產生的水平作用，還有地震作用所引起的巨大的地震力。相對于低層建筑結構水平荷載對整個結構受力影響通常較小的狀況，在高層建筑結構中水平風荷載和地震力作用通常都會成為高層（超高層）建筑結構設計的受力控制因素。而且，高層建筑結構隨著結構高度的增加，結構受水平作用產生的側向位移增加很快，結構側移一旦過大就會使人感覺不舒服，同時也容易造成結構受力構件和非結構構件的破壞。因此，在高層建筑結構設計過程中，分析結構的側向作用，控制結構的側向變形在規范允許的范圍內，是高層建筑結構設計的一個重要的方面。
1.2高層建筑結構類型
高層建筑結構通常采用鋼筋混凝土結構、鋼結構、鋼混結構組成，目前國內較為常用的高層建筑結構體系主要有框架―剪力墻、框架-剪力筒、剪力墻結構、筒體結構以及組合結構等。在西方發達國家，大多數高層建筑采用鋼結構或型鋼-混凝土組合結構設計，這是因為鋼結構具有強度高、韌性大、易于預制加工和安裝等特點，所以高層建筑鋼結構的結構斷面均相對較小，普遍具有施工方便工期短，自重輕，抗震性能好等特點。在我國，隨著高層建筑結構設計高度的不斷攀升，采用鋼結構的高層建筑設計也逐漸增多。但是，高層建筑結構因為用鋼量巨大，其工程造價一般也比普通的鋼筋混凝土結構高出許多。由于采用鋼筋混凝土結構和鋼結構均具有明顯的優點和不足，所以在實際設計中，同時采用型鋼和普通鋼筋混凝土材料設計成高層組合結構，可以有效使得鋼筋混凝土和鋼材兩種建筑材料互補長短，達到結構類型技術可靠，造價可控的設計效果。
2高層建筑結構分析與設計要點分析
2.1水平荷載成結構設計決定性因素
任何一座高層建筑結構都需要同時承受豎向自重荷載（其他豎向荷載）和側向風壓產生的橫向水平荷載作用，另外還必須具備抵御設計烈度要求的地震作用的能力。在高層（尤其是超高層）建筑結構中，盡管結構自重等豎向荷載對結構受力具有重要的影響作用，但橫向水平荷載（通常情況下主要包過風荷載和地震作用）是結構分析計算時的決定性因素。隨著高層建筑結構的建筑高度不斷增加，其橫向水平荷載作用在結構設計中的重要性將快速上升。一方面，因為結構自重和樓面使用荷載在結構豎向構件中將引起一定的作用，而橫向水平荷載對高層結構整體產生的傾覆作用將使得高層建筑結構在結構豎向構件中產生較大的拉力或者壓力作用；另一方面，對高層建筑結構來說，結構自身自重的豎向荷載作用和地震作用，也會隨結構自身的動力特性而引起大幅增大。
2.2結構側移成為控制性因素
與低層結構不同，高層建筑結構的橫向側移已成為結構設計過程中的控制線技術參數，并且隨著結構高度的增加，橫向風壓或地震作用下水平荷載引起的高層結構側向位移變化會快速增加。因此，在高層建筑結構設計過程中，不僅要確保結構各構件具有足夠的強度以提抗可能承受的風荷載作用或地震作用引起的結構內力，還要求結構整體具有足夠大的抗側移剛度，確保結構在橫向力作用下引起的側向位移值可控制在規范要求的限度范圍內。由此可見，高層建筑的結構安全和使用功能的充分發揮，與結構體系的抗側移性能密切相關。
2.3結構延性成為重要考慮因素
與低層或大跨建筑相比，高層建筑結構的柔性則相對明顯，在相同地震作用下的結構變形要嚴重的多。為避免結構整體倒塌等嚴重后果，結構設計時應確保高層結構在進入塑性變形受力階段后仍具有相對較強的變形耗能能力。因此，結構設計人員通常要在結構的相應部位采取恰當的加強措施，來保證結構整體具有足夠的延性和耗能能力。
3高層建筑結構選型設計
在結構設計過程中，設計人員往往習慣于只重視建筑結構模型的受力性能分析，以及繪制結構施工設計圖，經常忽視了前期設計階段的概念設計等尤其重要的問題。根據高層建筑結構的結構體系特點，對高層結構在概念設計階段對結構選型進行充分全面的比較分析和論證顯得尤為重要，可以說結構選型的恰當與否將直接影響項目整體的安全性和經濟性。
3.1結構體系選型與施工
高層建筑結構采用的施工技術不同，不僅會對項目的施工成本、施工進度及投資造價等技術經濟指標造成影響，也會影響到高層建筑結構的使用功能，受力狀態以及抗震、抗風性能等，故在高層建筑結構選型設計時，就需要對項目采用的施工技術及工藝，并綜合其他實際因素加以分析。
3.2高層建筑結構抗震體系選定的原則
在確定高層建筑結構的結構體系方案時，應綜合考慮結構的重要性等級、設防烈度要求、工程場地類別、地基基礎形式、建筑結構高度以及施工技術條件和材料供應等因素，并結合結構體系的技術、經濟指標，選擇合理可行的高層結構體系。
具體設計中，選擇設計的結構體系應具有明確的計算分析模型和合理的受力傳遞路徑；保證結構各部位構件具有必要的承載力、良好的延性和耗能能力，且具備多道抗震防風（即結構整體不會因部分結構或構件損壞失效而引起整個結構體系喪失承載能力和抗傾覆能力）的防線，使得該高層結構即使一旦遭遇地震作用或強臺風作用時也具有足夠的抗倒塌能力；沿建筑結構水平和豎向的結構強度和剛度應盡量保持均勻分布，或在規范允許的范圍內合理變化，避免結構出現局部削弱或薄弱環節的現象，從而避免高層結構在遭遇地震、臺風等較強橫向作用時出現過大的應力集中或塑性變形集中的現象。
4結束語
現代高層建筑結構設計是一項集數學分析、結構設計以及計算機優化設計于一體的綜合性技術工作，同時也是一項創新性很強的實踐活動。隨著高層建筑結構設計理論、計算分析水平、施工技術、材料性能等的不斷提高，高層建筑結構的結構體系也將日趨復雜化和多元化，追求更具創新性和合理性的結構形式，是結構工程師們今后不斷努力的目標和方向。
參考文獻
[1]徐建.建筑結構設計常見及疑難問題解析[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.
高層建筑受力特點范文2
關鍵詞：高層建筑；轉換層；設計
Abstract: In this paper, the author introduces the steel truss transfer storey high-rise building structure system structure requirements, based on the analysis of the engineering examples, it studies the structure selection identification and other aspects, for your reference.
Key words: high-rise building; conversion layer; design
中圖分類號：TU2文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
本文對鋼桁架轉換層高層建筑結構體系進行了歸納，在此基礎上，通過對一鋼桁架轉換層高層建筑結構體系的工程實例分析，得到了以下結論：在大跨度、大荷載條件下應用桁架轉換結構將比采用梁式轉換更合理，且可以節約混凝土用量近 30％，用鋼量可節約20％。在采用桁架結構作為工程的轉換構件時，帶豎桿的斜桿桁架中各構件的內力較為接近，可以取得較為一致美觀而又經濟的截面，而不帶豎桿的斜桿桁架中各構件的內力差別較大，最大將達40％左右。
1 帶鋼桁架轉換層高層建筑結構的構造要求
帶桁架轉換層的結構應按“強化轉換層及其下部、弱化轉換層上部”的原則，使轉換層上下主體結構的側向剛度盡量接近，平滑過渡?？拐鹪O計時?？刂妻D換層上下主體的結構側向剛度，當轉換層設置在3 層及 3 層以上時。其樓層側向剛度尚不應小于相鄰上部樓層側向剛度的60％。
將轉換桁架置于整體空間結構中進行整體分析。此時，腹桿作為柱單元。上、下弦桿作為梁單元，按空間協同工作玻三維空間分析程序計算整體的內力和位移。計算時，轉換桁架按實際桿件布置參與整體分析，但上、下弦桿的軸向剛度、彎曲剛度中應計入樓板的作用。整體結構計算需采用兩個以上不同力學模型的程序進行抗震計算。還應進行彈性時程分析并宜采用彈塑性時程分析校核。
帶桁架轉換層的結構設計中應按轉換層“強斜腹桿，強節點”。桁架轉換層上部框架結構接“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則，以保證轉換層的結構具有較好的延性，確保塑性餃在梁端出現，能夠滿足工程抗震的要求。轉換桁架的相鄰層樓板宜雙向雙層配筋，每個方向貫通鋼筋的配筋率不宜小于 0.25％，且在樓板邊緣、孔洞邊緣應結合邊粱設置予以加強。轉換桁架上、下弦桿的配筋應加上樓板平面內彎曲計算引起的附加鋼筋。
2 帶鋼桁架轉換層商層建筑結構實例分析
對于大跨度的鋼桁架轉換層結構的受力。各方面的影響因素較多，導致結構受力情況比較復雜，對它的受力影響因素進行探討具有實際意義，可為實際工程的設計與施工提供理論依據。因此，通過對大跨度鋼桁架轉換層的受力影響因素進行分析，認識鋼桁架轉換層的受力特點。以期充分利用鋼結構構件受力性能好的特點，使其承擔較多的荷載作用。以調整端部混凝土結構的受力，減少混凝土結構的荷載作用，使整個結構體系的受力更為合理。下面結合工程實例分析高層轉換桁架的受力影響因素及其受力特點，某高層建筑為地上 24，層，地下 2 層，總建筑面積 72788㎡，其中地上 58300㎡，地下 14488㎡。平面長 92.1M，寬 49M。結構檐口標高為 108.80m，中間有電梯、樓梯、機房等的高層建筑。
2.1 梁式轉換與精架轉換的比較確定
與最為常見的轉換結構形式粱式轉換相比，本例中轉換粱的跨度很大而且上部荷載較大，采用梁式的轉換結構，轉換梁的截面必然很大，一方面導致轉換梁下部空間無法再利用、自重大、配筋多、不經濟等缺點；另一方面導致沿豎向結構質量和剛度分布在轉換層的變化不連續。發生突變，對結構的整體抗震性能不利。因此，需要另一種形式的轉換構件來解決這個問題，而轉換桁架具有傳力明確，傳力途徑清楚,雖構造和施工復雜，但轉換桁架不僅為開洞和設置管道創造了條件，而且它們的位置與大小都有很大的靈活性，可以充分利用該轉換層的建筑空間，而且桁架轉換層的節間采用輕質建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于減輕結構的自重；轉換桁架的抗側力剛度比轉換粱要小，也就是說。具有桁架轉換層的高層建筑其質量和剛度的突變要比帶轉換粱的高層建筑緩和。因此帶轉換桁架的高層建筑其地震反應要比帶轉換梁的高層建筑小得多，由此可見，在本例工程的三層轉換構件采用轉換大粱的結構形式是不合適的，而采用轉換桁架的結構形式將很好的避免了上述的多個問題且將節約混凝土用量近30％。將是一個較為合理正確的選擇。
2.2 轉換桁架的具體形式的確定
在本例工程的三層轉換構件采用確定桁架結構后，設計人員則需要進一步確定桁架的結構形式。根據前面的論述，轉換桁架的結構形式有多種，但是根據本例工程的三層轉換構件的具體情況，采用何種最合理的結構形式，則必須加以比較分析后方可確定。
a單層轉換桁架與雙層轉換桁架的確定
采用精架結構作為高層建筑的轉換構件時，一般情況是取出一層層高的高度作為轉換桁架的高度。對于本項目，轉換桁架位于結構的邊緣，建筑師為了使轉換桁架對于立面的影響降至最小，希望桁架僅在中庭設置，即取一層高度(4.00m)作為轉換桁架的高度。在本例中各層的層高情況分別是：底層：6.44ml，二層：4.80m,三層以上：4.00mt,而結構的柱距為 9.0m，若僅取 4.00m 為桁架高度時，在柱與柱之間必須另設一個桁架節點以保證桁架斜腹桿與水平弦桿的角度在合理的450～550 之間。若取建筑的兩層層高即 8.00m 為轉換桁架的高度，則在柱與柱之間可以不必設置多余的桁架節點，使桁架的結構形式趨于簡單。
b空腹桁架、斜桿桁架、無豎桿桁架的比較確定
作為高層建筑中的轉換結構一桁架結構有如下的主要結構形式：空腹桁架、交叉斜桿桁架、無豎桿的交叉斜桿桁架。作為一種相對獨立的結構形式，無論采用何種結構形式。應該說都是可以實現的。對于建筑師來說，空腹桁架如果在構件尺寸可以接受的條件下。當然是首選，當然，采用無豎桿的交叉斜桿桁架形式，結構上可以使桁架的構造節點趨于簡單，在建筑師看來，也可以接受。
c單跨桁架與多跨桁架的確定
在確定了以交叉斜桿桁架作為本次項目的轉換結構的結構形式后，結構工程師尚發現在這個計算模型中的框架柱的內力較大。作為抗震設計“強柱弱梁”的一般設計原則，框架柱中的內力相對越大，則在柱中率先出現塑性鉸的可能性將越大。而在模型計算中同樣可以發現，Z2 的內力較大。而作為相鄰的柱 z1 的內力則相對較小，尚有較大潛力。
綜上所述，采用將轉換桁架向外延伸一跨的做法，可以使本次工程的轉換桁架各構件的內力分布更為合理，也即是說，采用向外延伸一跨轉換桁架的結構形式在本次工程中是較為合理的選擇。
3 結束語
建筑結構常常需要采用結構轉換層來完成上、下層建筑物結構的轉換。一般結構層相比，轉換層結構具有結構重量大、結構層剛度大、幾何尺寸超大，受力復雜等特點，這意味著轉換結構組成了建筑物的主要構件，它們的設計是否合理、安全、經濟對整個結構的安全性、結構造價、施工費用等有著重要的影響。
參考文獻：
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[2] 中華人民共和國建設部．高層建筑混凝土結構技術規程[M]．北京：中國建筑工業出版社．2002
高層建筑受力特點范文3
高層建筑的結構設計最開始出現的是比較簡單的框架結構，隨后又出現了鋼筋混凝土構造的剪力墻結構，由框架部分與剪力墻部分共同作用的框剪結構，由筒體體系構成的筒體結構以及不同結構相結合而形成的組合結構和一些巨型結構(巨型梁結構、巨型柱結構等等)。這些結構各有受力特點，適用于高度不同的結構體系，不同建筑結構的選擇也影響著后續的建筑結構設計。高層建筑的結構形式與工程施工、工程造價、建筑設備安裝等諸多因素密切相關，所以結構設計時應該注意設計特點和設計要點。第一，高層建筑相對低層建筑整體上會導致受力增加，相對于豎直荷載，水平荷載地位提高，成為決定性因素，必須考慮基于水平荷載的建筑荷載能力，水平荷載主要包括地震和風荷載，高層建筑應該有更加優秀的抗震能力。第二，高層建筑的側移是結構設計的重要因素，也是重要的控制指標。第三，高層建筑的柱中容易產生豎向變形，這會造成連續梁的長度變化和預制構件的下料長度變化，忽略軸向變形是潛在的危險因素。第四，高層建筑結構設計應注意有較大的結構延性，作為一種預防措施保證整體結構在高荷載作用產生巨大變形下不至于倒塌。
2高層建筑設計的一般原則
2．1關于高層建筑結構計算簡圖的選取原則在高層建筑的結構設計和受力分析過程當中，要進行相關的計算，而計算簡圖是進行結構設計計算的基礎，所以計算簡圖的選取恰當與否關系著高層建筑的結構設計是否合理，也關系著高層建筑的使用是否安全可靠。在進行高層建筑結構計算簡圖的選取時，要特別的仔細認真，這樣才能保證結構設計計算結果的可靠，保證高層建筑的安全建設和使用。同時，計算簡圖要有一定的構造措施和構造方法來保證安全，尤其是建筑節點在圖紙上和實際中略有差別，必須保證計算簡圖的誤差在允許的設計誤差范圍內。此外，設計工程師要仔細的分析軟件計算的結果，避免因為不同計算軟件的計算結果而造成比較大的計算偏差和失誤。
2．2關于基礎設計和建筑結構設計的方案選取原則高層建筑的基礎比較深，基礎設計要考慮多種因素。高層建筑的基礎設計必須參考詳細的地質勘探報告，然后結合地區的地質條件進行基礎的合理設計。同時，采用哪種高層建筑的結構類型也影響著基礎的設計工作，不同的建筑類型的荷載不同，高層建筑的基礎設計必須與結構類型和荷載分布相一致。綜合考慮各種因素來確定基礎的設計工作的目的是使地基的穩定性能和承載能力發揮到最大。建筑結構的設計方案一般要滿足兩方面的要求，一是受力特性和建筑的力學性質的合理性，對于整個高層建筑的結構體系的受力和荷載要明確，力的分析與計算必須簡單。二是要滿足經濟成本合理性的基本要求，建筑結構的設計方案直接決定了后續的施工方案的選取工作和施工設計，這個過程必須考慮整體建筑施工成本合理的要求。另外，高層建筑的結構設計方案也必須考慮當地的地質條件、地理地形條件、工程施工的要求、施工方案和建筑設備安裝等具體的因素，在各種因素相互協調的情況下，確定結構設計的最優方案。
2．3關于計算結果正確性分析的原則隨著計算機技術的不斷進步，計算機應用軟件不斷地加入到高層建筑結構設計的分析計算當中，但是與建筑結構設計有關的軟件的品種數量眾多，不同的軟件品種的計算方法、流程和編程實現方法不一定相同，導致了有關結構設計的計算結果存在著許多差異。設計工程師要正確認識和分析這些計算結果的差異，充分了解所采用的計算軟件的計算范圍和計算條件，要在仔細審核的基礎上進行仔細的判斷，排除人工數據輸入的錯誤，才能夠得出所需要的正確結果。
3高層建筑結構設計相關問題分析
3．1高層建筑的基礎設計相關問題高層建筑的地基設計既是高層建筑結構設計的前提性工作，也是建筑設計師非常重視的一個問題。地基設計的重要性不言而喻，地基設計的質量直接影響著基礎的類型選擇和工程的造價?；A的設計工作包含了基礎的類型設計和對地基的處理工作。地基類型的選擇要考慮到上部結構的荷載、地基的承受荷載的能力以及工程的整體造價等因素，其中比較重要的是上部建筑荷載的準確計算和結構選型。另外在地基的設計和相關計算中一定要遵守國家規范和地方性規范，因為就全國來說，各地的地質條件差別很大，國家規范沒有辦法作出統一全面的規定，所以在地基的設計工作中要注意遵守地方性的設計規范的問題。
3．2高層建筑結構設計中的剪力墻設置問題高層建筑中的剪力墻的數量要求和位置的設置問題也是高層建筑結構設計的重要因素之一。第一，在現行的建筑規范中，具體描述了短肢剪力墻的定義問題，短肢剪力墻是指截面的高度和厚度的比在5－8的墻體，在具體的建筑應用中，短肢剪力墻的使用受到諸多限制，結構設計中應盡量少使用這種墻體結構，避免后續的設計上的諸多問題。第二，剪力墻的位置設置除了在建筑的兩端以外，在建筑的縱向中軸線還應該增加剪力墻結構，并調整剪力墻中心的位置，合理設置厚度以及截面，使建筑的結果位移保持在合理的范圍之內。
3．3高層建筑中的結構規則性問題關于高層建筑的結構設計的新舊質量規范在諸多問題的內容描述上都存在著一定的變化和改動，這主要體現在兩個方面，第一，新的建筑規范中針對舊的建筑規范的高層建筑結構設計的規則性問題，增加了許多的限制條件，比如建筑結構設計中的平面規則性問題和結構嵌固端的剛度比問題。第二，新的建筑規范中采用強制性的條文規定了嚴重不規則的結構設計方案是不能采用的。所以，結構設計師要注意到新舊規范的的內容改動，嚴格遵守規定的限制條件，合理的規劃自己的結構設計，避免為后續的施工設計和施工圖的設計工作帶來不必要的麻煩。
4結語
高層建筑受力特點范文4
【關鍵詞】高層建筑；設計；要點分析
高層建筑是城市現代化建設的重要標志，是實現城市資源高效利用和土地資源節約的重要措施。我國城市對高層建筑的需求隨著經濟建設的不但發展而不斷提高，在當前形勢下對高層建筑設計的相關問題進行研究，具有重要的實踐指導意義。
一、高層建筑設計概述
現代城市建設由于人口密度的不斷增大和建筑用地的減少，導致城市建筑不得不向更高的空間發展，高層建筑，既是指占地面積下，建筑面積大和集約化程度高的現代化建筑，可以有效的實現城市資源的高效利用。近年來，隨著我國經濟的快速發展，對高層建筑的需求不斷增加，高層建筑發展的同時，由于設計不合理所導致的防火問題、質量問題、高能耗問題和城市熱島問題等，對城市的發展造成了負面的影響，成為高層建筑設計發展必須面對的問題。在當前形勢下，高層建筑設計需要通過設計理念的更新、設計水平的提升和經驗的總結，實現對高層建筑防風設計、抗震設計、消防安全設計和節能設計等各個方面的水平的提升，以保證高層建筑安全、可靠的發展。
二、高層建筑的設計特點分析
1、高層建筑結構受力分析
受力是建筑結構的首要任務，在高層建筑中的表現更為突出。高層建筑由大量的構件組成，建筑自重和其他重量都需要建筑結構進行承擔和傳遞到地面。高層建筑的受力包含豎向和橫向兩個方面的受力，在豎向上，建筑重量所引起的軸力和彎矩數值與建筑的高度成正比，一般變化較小；橫向上，荷載所產生的傾覆力矩和軸力與建筑的高度的兩次方成正比，容易受到風力或者地震等的影響產生較大幅度的變化，從而導致高層建筑出現側向的位移，是結構設計需要特別注意的問題。
2、高層建筑的扭曲破壞和軸向變形問題
高層建筑的軸向變形和扭轉破壞，既是由于上述的建筑水平和豎向兩方面的受力因素決定的。在高層建筑中，豎向的荷載很大，這會導致較大的軸向變形問題，導致連系梁等構件出現豎向的變形，存在不安全因素；在水平方向，高層建筑受到風力和地震等的作用后產生的很大的受力的變動，容易導致扭轉破壞問題。因此，高層建筑結構設計要求建筑結構的幾何中心、結構重心和剛度中心三個中心點交匯于一處，保證建筑結構安全。
3、高層建筑結構的延伸性設計
延伸性是指高層建筑在受到最大的承載力時所表現出的變形能力，如在抗震的設計中利用建筑結構的延伸性吸收地震帶來的受力，防治建筑出現結構破壞?，F代高層建筑的結構不但復雜，高度也不但增加，做好其結構的延伸性設計，是保證高層建筑在受到大風或者地震等外力作用時的建筑安全重要保障。
三、高層建筑設計的要點和應該注意的問題
1、高層建筑設計與城市空間之間的協調統一
高層建筑作為城市空間的重要組成部分，要注意高層建筑與城市空間之間的協調統一。高層建筑是城市的輪廓線，應該注意高層建筑之間的高度協調和距離協調，避免其互相干擾，形成和諧和城市天際線；單棟的高層建筑宜選擇在道路交匯或者拐彎處，豐富城市空間；高層建筑之間要做好整體統一，避免彼此之間失去聯系導致向心凝聚力的缺失；高層建筑的頂部裝飾應減少雷同，增強輪廓的線條美感；高層建筑設計應該考慮到城市街道、整體尺度、近人尺度等的協調，實現高層建筑與城市空間之間的有機結合。
2、基礎埋深問題
高層建筑基礎埋深設計，是增強高層建筑抗風和抗震性能的有效保障?；A埋深可以提高有效的提高高層建筑的地基承載力，因為隨著地基埋深的不但增加，地基修正后的承載力也隨之增加，滿足現代高層建筑對地基承載能力的高要求；基礎埋深有利于高層建筑整體結構的穩定，合理的地下室設計，可以有效的增加高層建筑結構的整體穩定性，特別對于高層建筑上部結構的穩定性具有重要作用。地下室外墻的施工要采用鋼筋鹼墻，頂板厚度的選擇應該在160mm以上，保證地下室具有很強的剛度。此外，地下室外墻周邊的土層也應該進行相應的處理，保證其能夠為建筑提供側向的約束。采用地下室設計進行埋深設計，可以有效的保證高層建筑結構穩定和防止結構變形，提高地基的整體荷載能力。
3、高層建筑的抗風、抗震設計
現代高層建筑的高度不斷升高，建筑上部風力和空氣流動以及地震等外界作用對其穩定性和安全性的影響也隨之加強，高層建筑設計需要做好抗風設計，保證建筑物的安全。高層建筑由于高度和自身重量的原因，會在水平方向出現很大的荷載，當建筑物受到大風等外力作業時，水平方向的荷載與風力作用相結合，會對建筑物結構產生很大的危害，出現墻體的破裂等嚴重的問題。加強抗風設計需要通過加強基礎設計和阻尼減震設計來實現?；A設計既是指做好地下室樁基的設計和建設，選擇合適的埋深和基礎形式以及對基礎周邊地基做好砂石加固處理；阻尼減震設計既是指在建筑物頂端使用高收縮性的阻尼裝置實現對風力的吸收和消耗，采用梁柱和剪力墻等減少風力作用，實現抗風抗震的效果。
4、消防安全設計
消防設計是現代建筑預防火災，減少火災危害的重要措施。高層建筑由于其過高的高度，對消防設計提出了嚴峻的挑戰，火災的易蔓延性和疏散時間長，是高層建筑消防設計的難點之一。消防安全設計，應該根據高層建筑的結構特點對防火間隔進行準確的計算；優化消防疏散設計，減少由于其垂直狀態帶來的時間過長問題；減少對易燃建筑材料的使用；設置避難間或者避難層；做好隔離層的設計，對公共空間和單位內部空間的隔斷做好控制，可以起到抑制火災蔓延的作用；做好排煙系統設計，減少火災危害。
5、高層建筑電氣設計
高層建筑的電氣設計重點主要包括有配電設計、消防電源設計、應急照明設計和電梯的設計。配電的設計必須采用雙電源設計，即供電電源來自于兩個不同的電場，或者來自不同區域的變電站或者選擇設置自備發電設備，雙電源設計是為了保證當一個供電來源出現故障時，可以選用另一個電源作為代替，保證高層建筑的正常運轉。應急照明系統是高層建筑消防安全的有效保證，是為了保證人們在火災、斷電等極端情況下可以進行照明，方便人們進行疏散或者進入避難場所。應急照明的設計應該以人性化和實效性為原則，一般在消防樓梯、消防控制室、消防器材、電源室、水泵室等消防重點位置進行安裝，保證醒目和正確。電梯是現代高層建筑的必備結構，對其設計要保證其滿足高層建筑較大的人流量和使用安全，保證高層建筑安全運行。
6、高層建筑節能設計
高層建筑在實現城市資源高效利用的集約化效果的同時，其所帶來的高能耗問題也日益受到人們的關注。首先，要合理的規劃建筑的布局和設計建筑物外形，保證建筑物最大限度的接收自然光的照射以減少照明系統用電消耗；合理安排建筑間距保證通風效果；最大限度減少建筑物表面結構，減少建筑物內部溫度與外部空氣之間的交換。其次，做好建筑外墻保溫設計，建筑外墻保溫是建設建筑使用能源的重要技術，采用雙層幕墻或者保溫材料等實現建筑物保溫，減少冬季和夏季高層建筑對空調的依賴；最后，做好建筑物的門窗設計，高層建筑的表面積大，建筑物上部受到大風等氣候變化的影響，良好的門窗設計可以實現建筑物的密閉性，減少外界環境變化對建筑物內部環境帶來的影響。
四、總結
高層建筑是城市現代化建設的產物，是現代城市建設的重要標志。我國高層建筑的發展尚處于初級階段，需要對高層建筑設計加強研究，提高技術和不斷總結經驗，以促進高層建筑的健康發展。
參考文獻：
[1]趙云輝.淺議高層建筑結構設計問題探討[J].城市建設理論研究，2011（15）
高層建筑受力特點范文5
1帶鋼桁架轉換層高層建筑結構的構造要求
帶桁架轉換層的結構應按“強化轉換層及其下部、弱化轉換層上部”的原則，使轉換層上下主體結構的側向剛度盡量接近，平滑過渡?？拐鹪O計時?？刂妻D換層上下主體的結構側向剛度，當轉換層設置在3層及3層以上時。其樓層側向剛度尚不應小于相鄰上部樓層側向剛度的60％。
將轉換桁架置于整體空間結構中進行整體分析。此時，腹桿作為柱單元。上、下弦桿作為梁單元，按空間協同工作玻三維空間分析程序計算整體的內力和位移。計算時，轉換桁架按實際桿件布置參與整體分析，但上、下弦桿的軸向剛度、彎曲剛度中應計入樓板的作用。整體結構計算需采用兩個以上不同力學模型的程序進行抗震計算。還應進行彈性時程分析并宜采用彈塑性時程分析校核。
帶桁架轉換層的結構設計中應按轉換層“強斜腹桿，強節點”。桁架轉換層上部框架結構接“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則，以保證轉換層的結構具有較好的延性，確保塑性餃在梁端出現，能夠滿足工程抗震的要求。
轉換桁架的相鄰層樓板宜雙向雙層配筋，每個方向貫通鋼筋的配筋率不宜小于0.25％，且在樓板邊緣、孔洞邊緣應結合邊粱設置予以加強。轉換桁架上、下弦桿的配筋應加上樓板平面內彎曲計算引起的附加鋼筋。
2帶鋼桁架轉換層商層建筑結構實例分析
對于大跨度的鋼桁架轉換層結構的受力。各方面的影響因素較多，導致結構受力情況比較復雜，對它的受力影響因素進行探討具有實際意義，可為實際工程的設計與施工提供理論依據。因此，通過對大跨度鋼桁架轉換層的受力影響因素進行分析，認識鋼桁架轉換層的受力特點。以期充分利用鋼結構構件受力性能好的特點，使其承擔較多的荷載作用。以調整端部混凝土結構的受力，減少混凝土結構的荷載作用，使整個結構體系的受力更為合理。下面結合工程實例分析高層轉換桁架的受力影響因素及其受力特點，某高層建筑為地上24，層，地下2層，總建筑面積72788m2，其中地上58300m2，地下14488m2。平面長92.1M，寬49M。結構檐口標高為108.80m，中間有電梯、樓梯、機房等的高層建筑。
(1)梁式轉換與精架轉換的比較確定，
與最為常見的轉換結構形式粱式轉換相比，本例中轉換粱的跨度很大而且上部荷載較大，采用梁式的轉換結構，轉換梁的截面必然很大，一方面導致轉換梁下部空間無法再利用、自重大、配筋多、不經濟等缺點；另一方面導致沿豎向結構質量和剛度分布在轉換層的變化不連續。發生突變，對結構的整體抗震性能不利。因此，需要另一種形式的轉換構件來解決這個問題，而轉換桁架具有傳力明確，傳力途徑清楚-雖構造和施工復雜，但轉換桁架不僅為開洞和設置管道創造了條件，而且它們的位置與大小都有很大的靈活性，可以充分利用該轉換層的建筑空間，而且桁架轉換層的節間采用輕質建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于減輕結構的自重；轉換桁架的抗側力剛度比轉換粱要小，也就是說。具有桁架轉換層的高層建筑其質量和剛度的突變要比帶轉換粱的高層建筑緩和。因此帶轉換桁架的高層建筑其地震反應要比帶轉換梁的高層建筑小得多，由此可見，在本例工程的三層轉換構件采用轉換大粱的結構形式是不合適的，而采用轉換桁架的結構形式將很好的避免了上述的多個問題且將節約混凝土用量近30％。將是一個較為合理正確的選擇。(2)轉換桁架的具體形式的確定。
在本例工程的三層轉換構件采用確定桁架結構后，設計人員則需要進一步確定桁架的結構形式。根據前面的論述，轉換桁架的結構形式有多種，但是根據本例工程的三層轉換構件的具體情況，采用何種最合理的結構形式，則必須加以比較分析后方可確定。
①單層轉換桁架與雙層轉換桁架的確定，
采用精架結構作為高層建筑的轉換構件時，一般情況是取出一層層高的高度作為轉換桁架的高度。對于本項目，轉換桁架位于結構的邊緣，建筑師為了使轉換桁架對于立面的影響降至最小，希望桁架僅在中庭設置，即取一層高度(4.00m)作為轉換桁架的高度。在本例中各層的層高情況分別是：底層：6.44ml二層：4.80m：三層以上：4.00mt而結構的柱距為9.0m，若僅取4.00m為桁架高度時，在柱與柱之間必須另設一個桁架節點以保證桁架斜腹桿與水平弦桿的角度在合理的450—550之間。若取建筑的兩層層高即8.00m為轉換桁架的高度，則在柱與柱之間可以不必設置多余的桁架節點，使桁架的結構形式趨于簡單。
②空腹桁架、斜桿桁架、無豎桿桁架的比較確定。
作為高層建筑中的轉換結構一桁架結構有如下的主要結構形式：空腹桁架、交叉斜桿桁架、無豎桿的交叉斜桿桁架。作為一種相對獨立的結構形式，無論采用何種結構形式。應該說都是可以實現的。對于建筑師來說，空腹桁架如果在構件尺寸可以接受的條件下。當然是首選，當然，采用無豎桿的交叉斜桿桁架形式，結構上可以使桁架的構造節點趨于簡單，在建筑師看來，也可以接受。
③單跨桁架與多跨桁架的確定。
在確定了以交叉斜桿桁架作為本次項目的轉換結構的結構形式后，結構工程師尚發現在這個計算模型中的框架柱的內力較大。作為抗震設計“強柱弱梁”的一般設計原則，框架柱中的內力相對越大，則在柱中率先出現塑性鉸的可能性將越大。而在模型計算中同樣可以發現，Z2的內力較大。而作為相鄰的柱z1的內力則相對較小，尚有較大潛力。
綜上所述，采用將轉換桁架向外延伸一跨的做法，可以使本次工程的轉換桁架各構件的內力分布更為合理，也即是說，采用向外延伸一跨轉換桁架的結構形式在本次工程中是較為合理的選擇。
高層建筑受力特點范文6
關鍵詞：高層建筑、概念設計、結構體系
引言:高層建筑相比于其他建筑來說有著自己獨特的設計特點，高層建筑的高度、自重力以及受到水平拉力時的反應都區別于其他的建筑，因此，在進行高層建筑的設計時，不僅要注意結構的定量計算分析，更應該注意結構的概念設計，即結構的宏觀控制和定性判斷。
1、高層建筑結構體系設計
高層建筑結構從出現發展到現在，隨著不同結構形式的出現，建筑形式相繼呈現出不同的表現狀態。從結構的角度來看待高層建筑的話，桿狀是高層建筑結構形式的基本特點，相比起豎向荷載，水平荷載成為了高層建筑結構的控制因素，高層建筑結構的底部在水平荷載的壓力下，其彎矩和剪力都表現為最大，這就要求高層建筑結構要有很強的抗側移和抗傾覆能力，設計的基本概念也就因此而成為對建筑形體、剛度、延性還有結構體系的合理正確的要求。高層建筑選擇結構體系的決定因素通常是建筑物自身的高度和空間，不同的結構體系因為剛度、強度、結構樣式都不盡相同，在進行設計時所適合的高度和空間也會不同。
高層建筑結構的基本構件包括板、梁、柱、框架、衍架、網架、拱、殼體、墻，還有索，板的高度大于厚度，承受的是垂直于板面的荷載，梁是截面小于跨度的結構構件，柱是線性構件，框架既能承受豎向荷載，同時也能承受水平荷載，衍架是具有三角形區格的平面或者是空間的承重結構構件，網架是通過節點按照一定的網格形式連接多根桿件而形成的空間結構，拱式平面結構構件，殼體是曲面形的構件，墻是豎向構件，承受的是平行于墻面方向的荷載，索是以柔性受拉鋼索形成的構件。
高層建筑結構體系有鋼結構、鋼筋混凝土結構和一種混合結構，鋼結構包括框架結構體系，也就是鋼性連接的柱梁體系，但是這種結構體系的有效性只限于中層建筑結構，框架剪力衍架結構體系，既有框架，又有剪力衍架的一種結構體系，框筒和成束筒，框筒是一種筒體結構，在很大程度上增加了建筑物的抗顛覆能力，成束筒是將單獨的筒體捆綁在一起，這種結構體系不僅減小了筒體的剪力滯后效應，還大大加強了結構的側向荷載能力，對角支撐筒體就是在外框筒結構上增加交叉斜支撐形成的結構體系，這種結構體系有效性很強，可以增加窗洞面積，由三位空間衍架組成的結構體系叫空間衍架結構體系，內部對角支撐衍架實際上也是一種空間衍架結構。
鋼筋混凝土結構包括框架結構體系、剪力墻結構體系、框架―剪力墻結構體系、框筒、筒中筒、成束筒結構體系、內填支撐筒、巨型柱―核心墻這幾種結構體系，而混合結構，也稱組合結構，是鋼材和鋼筋混凝土組合而形成的混合結構體系，到現在為止，已經有三種結構體系得到了很好的發展，第一種是在一個鋼結構高層建筑中涉及核心筒，第二種是將型和混凝土的組合構件運用到外筒體的密柱深梁中，第三種是混合豎向體系，就是建筑物的上部采用鋼結構，中下部采用鋼筋混凝土結構。
2、概念設計
2、1 概念設計的含義及其重要性
概念設計是對結構設計工程師和建筑師的一種能力的印證，它需要結構設計工程師和建筑師們在進行建筑設計時，有效的把握建筑的結構體系，不經過計算，就能從整體的角度對建筑結構的總體布置和抗震措施進行指導，僅從平面和立面的形式就可以對設計空間綜合的進行協調，從而使最后的空間定形，無論是在功能要求，還是形式的需要方面都能與所設計的平、立面形式相吻合。當然，如果建筑師或者結構工程師想要進行結構的概念設計，他們首先就需要深刻的理解高層建筑結構的風作用、地震作用、場地土特征、結構的真實效應還有地震作用等以及其他的一些相關的基本概念。
2、2 結構概念設計的原則
在進行結構概念設計時，應該遵循的第一個原則就是全面考慮的原則，要巨無細遺的考慮到建筑設計中的方方面面，包括建筑結構和施工方面的考慮，從整體到局部都要進行很好的把握，更不能忽視他們之間的關系，還有建筑完成后帶給使用者在視覺感受、功能使用方面、成本預算方面等的考慮。
從實際出發，結合當地的地域性特點，根據建筑即將坐落地區的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現實的角度考慮建筑的結構概念。
高層建筑擁有自己的自重特點，要從減輕自重的原則出發，建筑結構所承受的荷載大部分都是來自建筑物本身的自重，減輕自重也就減輕了結構的負荷。要讓建筑結構合理受力，荷載均勻分布，多跨連續、空間作用、剛性連接、超靜定的受理系統都可以使結構的受力狀況均勻分布，分析結構的受力狀況時，還要從各部分結構構件的直接受力狀況和整體結構的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應力為主的受力狀態，合理的組織構件的截面。
優先選型，就是要優化結構體系，根據實際條件優化選擇合適的基本構件，并確定他們的聯系，確定構件的基本支撐做法。
2、3 高層建筑結構的抗震設計
所謂的高層建筑，我們完全看以把它想成是一個從地面拋向空中的懸臂掛件，它的高度就決定了這種建筑承受的水平的和豎向的荷載都要強于一般建筑物，對他的抗彎矩和抗剪力的能力在概念設計階段就要考慮細致，高層建筑特殊的受力特點不同于低層建筑，高度越高，水平荷載越強，例如地震和風力產生的作用就會越強，因此在地震強區若想建造高層建筑，就必須要保證所有的結構，包括結構細部都具有足夠的剛度和強度，還必須具有很強的抗震能力。
在框架結構體系中，梁柱的節點是這種結構體系的組合點，因此在增強抗震能力的環節中，節點也就成了關鍵部件，如果梁柱節點遭到破壞，那么框架結構的剪切脆性就會破壞，在節點處相交的梁和柱就會失效，“強柱弱梁”、“強節點弱構件”、“強剪弱彎”的設計原則，可以保證框架結構體系在地震的壓力下還能保證足夠強的延性和承載力，構造配筋、柱的軸壓比，還有截面尺寸的選擇，都可以影響到框架結構的抗震能力，尤其是對于節點的構造措施。
