高層建筑結構特點精選(九篇)

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第1篇：高層建筑結構特點范文

關鍵詞：高層建筑 ；建筑結構 ；特點

Abstract: high-rise building can save the city land, public facilities and municipal pipe network to shorten the development cycle, thereby reducing the municipal investment, accelerate the construction of the city, these advantages make the high-rise building has been rapid development in recent years. This paper mainly analyses the features of high-rise building structure and its development trend.

Key words: high-rise building; structural characteristics;

中圖分類號：TU972 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

世界各城市的生產和消費的發展達到一定程度后，莫不積極致力于提高城市建筑的層數。實踐證明，高層建筑可以帶來明顯的社會經濟效益。當高層建筑的層數和高度增加到一定程度時，它的功能適用性、技術合理性和經濟可行性都將發生質的變化。與低層建筑相比，在設計上、技術上都有許多新的問題需要加以考慮和解決。

高層建筑結構的特點

高層建筑結構與低層建筑結構以受豎向載荷為主不同，需同時承受水平和豎向的荷載或作用，例如在遇到巨大風力和地震力時所產生的水平側向力。在低層建筑結構中，豎向荷載往往就是設計的控制因素，但在高層建筑結構中，較大的建筑高度造成了完全不同的受力情況，水平荷載不僅是主要荷載的一種，跟豎向荷載共同起作用，而且往往還成為設計中的控制因素。因此，在水平荷載作用下，若高層建筑結構的抵抗側向變形能力或側向剛度不足，將會產生過大的側向變形，不僅使人產生不舒服感覺，而且會使結構在豎向荷載作用下產生附加內力，會使填充墻、建筑裝修和電梯軌道等服務設施出現裂縫、變形，甚至會導致結構性的損傷或裂縫，從而危及結構的正常使用和耐久性。因此設計高層建筑結構時，不僅要求結構有足夠的強度，而且要求結構有合理的剛度，使水平荷載所產生的側向變形限制在規定的范圍內、同時，有抗震設防要求的高層建筑還應具有良好的抗震性能，使結構在可能的強震作用下當構件進入屈服階段后，仍具有良好的塑性變形能力，即具有良好的延性性能。

高層建筑還具有建筑功用上的特點。人們常說建筑是凝固的音樂，優美的高層建筑猶如藝術品，成為城市的標志景觀。建筑同時是時代跳動的脈搏，高層建筑占地面積小，符合了地價昂貴時代的需求，它可以節約建設用地或獲得史多的空閑地面，以作為綠化等環境用地，并因向高空方向發展而縮短了城市道路和各種管線的長度，減少了基礎設施的投資、當然，大量高層建筑的建設，也會給城市帶來不利的影響，如人口會密集化而造成交通擁擠問題；城市局部熱場發生不利的變化以及地質的沉陷、消防的復雜化等問題。綜合高層建筑的上述受力特點可知，與低層結構不同，高層建筑結構在強度、剛度和延性三方面要滿足更多的設計要求、抗側力結構的設計成為高層建筑結構設計的關鍵。

2.高層建筑結構發展特點及趨勢分析

高層建筑結構所需承擔的載荷和傾覆力矩將越來越大，在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下，為了進一步節約材料和降低造價，高層建筑結構構件將不斷的更新，設計理念也將不斷發展。

2.1結構材料高強度化

隨著建筑高度的增加，結構面積占建筑使用面積的比例越來越大，為了改善這一不合理狀況，采用高強度鋼和高強度混凝土勢在必行。隨著高強混凝土材料的研制和不斷發展，混凝土的強度等級和韌性性能也不斷得到改善。C80和C100強度等級的混凝土已經在超高層建筑中得到廣泛使用。可以減少結構構件的尺寸，減少構件的自重，必將對高層建筑的發展產生嚴重的影響。高強度且具有良好可焊性的厚鋼板將成為今后高層建筑結構的主要用剛，而耐火鋼材FR鋼的出現為鋼結構的抗火設計提供了方便。采用FR鋼材制作高層鋼結構時，其防火保護層的厚度可大大減不，從而降低鋼結構的造價，使鋼結構更具競爭力。

2.2結構形體多樣化

城市建設的發展，使得人們對建筑的功能需求更加深入，對建筑的體型要求也逐漸呈現多樣化。高層建筑結構的復雜度和不規則度將會不斷的呈現，例如建筑結構的平面形狀會出現:矩形、方形、八角形、扇形、圓形、菱形弧形、Y 形、L 形等各種吸引人們眼球的形狀，立面出現各種類型轉換、外挑、內斂、大底盤多塔樓、連體建筑、立開大洞等復雜體型的建筑。

2.3建筑結構綜合化

經合理設計的組合結構可取得經濟合理、技術性能（如抗震性能）優良的效果，且易滿足高層建筑的側向剛度的需求，可建造比鋼筋混凝土結構更高的建筑。因此在較高的建筑中，混合結構往往仍是合理、可行的結構方案，今后建造混合結構的比率將會越來越大。在強震國家日本，組合結構高層建筑發展迅速，其數量已超過混凝土結構的高層建筑。目前應用較為廣泛的有:外包混凝土組合柱、鋼管混凝土組合柱以及外包混凝土的鋼管混凝土雙重組合柱等多種組合結構。特別是由于鋼管內混凝土處于三軸受壓狀態，能提高構件的豎向承載能力，從而可以節約大量鋼材。巨型組合樁首次在香港的中國銀行大廈中應用，獲得成功并取得了很大的經濟效益，上海金茂大廈構中也成功地應用了巨型組合結構。隨著混凝土強度的提高以及結構構造施工和施工技術上的改進創新，組合結構在高層建筑中應用將進一步擴大。巨型框架結構柱體體系以其剛度大，在內部便于設置大空間等優點，也將得到更多的應用。例如，上海證券大廈和香港的匯豐銀行大廈。多束筒結構體系在實際工程中的應用，已表明該結構體系在適應建筑場地、豐富建筑造型、滿足多種功能和減不剪力滯后效應等諸多方面的優點，多束筒結構體系也將在超高層建筑結構實際工程中擴大應用。在鋼筋混凝結構基礎上，充分發揮鋼結構優良的抗拉性能以及混凝土結構的抗壓性能，進一步減輕結構重量，提高結構延展性。

2.4結構減震控制智能化

高層建筑結構必須妥善處理因風力、地震、溫度變化和基礎沉降帶來的變形節點，而構造建筑結構的減震正是解決這一問題的關鍵。在高層建筑中的被動耗能減震有耗能支撐、帶豎縫耗能剪力墻，被動調諧質量阻尼器以及安裝各種被動耗能阻尼器等；主動減震則是計算機控制的，由各種驅動器驅動的調諧質量阻尼器對結構進行主動控制和混合控制的各種作用過程。結構主動減震的基本原理是:通過安裝在結構上的各種驅動裝置和傳感器，與計算機相連接，計算機系統對震動和結構反應進行實時分析，向驅動裝置發出信號，使驅動裝置對結構不斷地施加各種與結構反應相反的作用，以達到在地震或風的作用下減小結構反應的目的。目前，在美國、日本等國家各種耗能減震控制裝置已在高層建筑結構中得以應用。在中國有部分高層建筑工程中應用了這種技術。隨著人類進入信息時代，計算機、通訊設備以及各類辦公電子設備不受震動干擾而安全平穩地運行，具有重要現實意義。

3.結束語

現代建筑功能趨于多樣性，高層建筑的體形和結構體系趨向復雜多變，趨向立體化，應運而生新的設計概念和結構技術的深化。高層建筑在迅猛發展的同時，對其建筑結構及結構設計的研究也取得了相應的進步。科學技術的發展，高強輕質材料的出現以及機械化、電氣化在建筑中的實現等，為高層建筑的發展提供了技術條件和物質基礎。可以想見，未來的高層建筑結構不僅在可靠度與安全性能上大大增強，其科技含量也會越來越高。

參考文獻：

[1]焦維，秦艷.高層建筑結構設計的問題探討[J].科技致富向導.2011(27)

[2]沈芳.高層建筑結構設計中應注意的幾個問題[J].科技資訊.2007(21)

第2篇：高層建筑結構特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構特點

Abstract: With the rapid development of society and economy and the functional diversification of the buildings, the constant growth of urban population,increasingly tense of land for construction, and the demands of urban planning promote the rapid development of high-rise buildings. Therefore, it plays an important role to pay attention to the design of the building structure, discover problems timely and take measures to resolve in the construction activities.

Key words: high-rise buildings; structural design; structural features

中圖分類號： TU973 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

一、高層建筑結構分析方法及常見問題

1．各類結構體系采用的分析方法

①框架一剪力墻體系

框架一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。框架一剪力墻的機算方法，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。

②剪力墻體系

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，計算機資源耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支剪力墻的轉換層等應力分布復雜的情況。

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。一種是只作幾何分布上的連續化，以便用連續函數描述其內力;另一種是作幾何和物理上的連續處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。具體應用有連續化微分方程解法、框筒近似解法、擬殼法、能量法、有限單元法、有限條法等。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。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子結構法等。具體應用包括等代角柱法、展開平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子結構法。

2．我國高層建筑抗震分析中常見問題

①材料的選用和結構體系問題

在高層建筑中，建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土(柱)結構或鋼結構，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能。在超過一定高度后，為減小風振，鋼骨(鋼管)混凝土通常作為首選。在鋼骨混凝土構件中，日本阪神地震震害說明，采用格構式的型鋼時，震害嚴重，采用實腹式的熱軋型鋼或焊接工字鋼的，則震害要減小許多。

②在某些烈度區采用了較低的抗震措施與構造措施

對于“小震不壞，中震可修，大震不倒”這個抗震設計原則，在新形勢下也有重新審核的必要。我國建筑結構抗震設計除了設防烈度較低外，具體抗震計算方法和構造規定的安全度也不如國外，在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上，與外國相比，也有異同，其中的8度區，我國就明顯不如外國嚴格。隨著社會財富的增長，結構失效帶來的損失愈來愈大，加之結構造價在整個投資中的比例下降，因而有人主張結構在設防烈度下應該采用彈性設計，特別是高烈度區要有嚴格的抗震措施與抗震構造措施來保證結構的安全。

二、高層建筑結構的特點

結構既要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。隨著高度的增加，位移增加很快。但是過大的側移會使人感覺不舒服，從而影響使用，會造成非結構構件和結構構件的損壞。所以必須將結構的側移控制在一定的范圍之內。

1980年以前，高層建筑基本上是鋼筋混凝土三大常規抗側力體系:框架結構，剪力墻結構和框架剪力墻結構，它們的共同特點是以平面框架或平面剪力墻作為基本抗側力結構單元，多方向(縱向、橫向、斜向)組成空間受力結構。80年代后，隨著人們對建筑功能要求的提高，平面布置和豎向體系日益復雜，而且層數增多，高度加大，以及設防烈度提高，常規的抗側力體系往往難滿足要求，于是以空間整體受力為特征的筒體結構便得到了廣泛的采用，在建和已建的100米以上的高層建筑中，采用筒體結構的占80%。最近幾年，一些更新穎的結構形式己經得到應用。這些結構體系都從整體受力為特點，而且能更好地滿足動能要求。在高層建筑的設計中，通常采用鋼和鋼筋混凝土兩種材料。

1．水平荷載是決定因素

首先，對具有一定高度的高層建筑來說,雖然，豎向荷載大體上是定值,但是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發生較大幅度變化的。其次，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,卻與樓房高度的兩次方成正比，但是，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。

2．不可忽視軸向變形

在豎向荷載作用下, 邊、角柱壓縮變形相對較小，而中柱承擔的樓板面積大,軸向力大,壓縮變形大。在高層建筑中, 柱中較大的軸向變形是由于豎向荷載數值大而引起的,并且還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。同時，由于這一作用還會對預制構件的下料長度產生影響,因此，在實際的操作中，要根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整。

3．把側移作為控制指標

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。因此，結構側移已成為目前高層建筑結構設計中的關鍵因素。

4．結構抗震性與延性

第3篇：高層建筑結構特點范文

關鍵詞：高層建筑結構；特點；發展趨勢

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

引言

高層建筑的增多一方面體現著城市現代化建設進程的加快。但是隨著數量的增多，對高層建筑的要求也隨之提高。

一、高層建筑結構的特點

高層建筑相對于一般的建筑而言，主要的特點就是其整體的建筑高度較高。而這一特點將會帶來一系列建筑結構方面的問題。建筑的構建是由水平和豎向構建組成，高層建筑中的主要水平構件包括了梁、板，豎向構建主要包括了墻、柱、斜撐等。豎向荷載作用在樓蓋、屋蓋上，由樓板傳至梁，再傳至墻、柱、斜撐等，最后傳遞到基礎。水平荷載由梁、柱、斜撐、墻組成的抗側力體系抵抗，通過樓蓋最后傳至基礎。高層建筑會受到水平和垂直荷載兩個方向的作用，水平作用力一般是由于外界的風或者地震荷載所產生，而垂直荷載則一般是指建筑本身的重力，以及分布于各樓層的人員及設備的荷載。一般而言，在低層建筑中，其所受到的水平作用力較小，因此所帶來的影響也較小。而隨著建筑高度的增高，受到的水平風荷載影響將越來越大，因此會產生較大的水平側向位移，而這無疑會對人們的居住舒適度和建筑的安全性造成較大的影響。因此，在進行高層建筑的設計時，應尤其注意對其水平荷載作用的控制，通過抗側力結構設計減少側向位移，保證高層建筑的經濟性和穩定性。

二、高層建筑結構體系的選型

所謂高層建筑結構體系是指建筑的結構在同時抵御來自水平方向和垂直方向荷載力的過程中形成的構件組織方式以及傳力途徑。一般來講，高層建筑結構體系的處理主要包括以下幾個方面的經驗:首先通過墻體、柱等垂直方向的構件和樓蓋等水平方向的構件將荷載力有效的傳遞到基礎上去。其次，有效利用抗側力體系將水平方向的荷載力最大程度的傳遞到基礎上去。總之，高層建筑結構體系需要處理的重點在于如何有效的將高層建筑來自垂直方向和水平方向的荷載力最大化的傳遞給基礎。

一般來講，根據高層建筑組成材料的不同可以將高層體系以及鋼與鋼筋混凝土組合結構體系。在上述高層建筑結構體系中，應用最為廣泛的結構體系為鋼筋混凝土結構體系，在日常的工程實踐中，這種高層建筑結構體系常見于各種工程結構中。這種結構體系具有協同受力特點，而且造價相對比較低廉，耐火性也相對較高，整體的個性性能都比較優良。但該種結構體系也存在較多的不足和問題，常見的問題主要有自重較大、延性不佳且施工進度較慢等缺點。而鋼結構體系相比較于鋼筋混凝土結構體系而言，具有強度加大，抗震性能較為優良，且施工較為方便，用途風格較為多樣。但另一方面，這種結構體系存在著造價高、防火性差、施工較為復雜等各種問題。鋼與鋼筋混凝土組合結構體系相比較于以上兩種結構體系而言，在工程施工中應用這種結構體系有利于提升建筑的承載能力，增強建筑的抗震能力，具備相對較好的防火能力，而且施工速度也較快。但不足之處在于這種結構體系存在節點構造復雜的問題，但可以應用小偏心受壓件加以應對。

每一種結構體系都有其獨特的優點和缺點，并不能單純的講那種結構體系是好的或者壞的。應當綜合考慮高層建筑工程施工的具體條件，對不同結構體系加以選擇，才能真正的實現結構體系應用的揚長避短。

二、高層建筑結構設計中存在的問題

（一）高層建筑結構的均衡關系不夠合理

在高層建筑的結構布局上，設計人員在設計前應該先將街道的寬度和窄度測量清楚，再考慮高層建筑物的自身尺度。一個設計合理的高層建筑其主題、裙房和頂部之間應該是均衡的尺度空間。另外，高層建筑的地理位置應該以城市的街道布局為基礎，與其相容，做到和諧，確保高層建筑的結構設計部不會壞周邊建筑的美感，不阻礙車輛行人的出行，并且自身外形應該做到美觀。然而，設計人員在該方面還存在一些薄弱意識。

（二）高層建筑消防結構設計不夠規范合理

高層建筑的結構設計是非常復雜的，因為其功能的多樣化，就要求其內部結構設計的多樣化。不同的結構設計又會需要不同性質的材料，這也給高層建筑的設計帶來了障礙。換言之，材料的可燃性會加大火災的風險，特別是在風力較大的高層建筑中，一旦發生了火災，就會迅速擴張火勢，對高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外，高層建筑的層數越多，越應該充分考慮到高層建筑材料的特性。

（三）高層建筑結構的高度問題

不少建筑開發商家為了謀取自身高額的利潤而一味地使高層建筑結構超高，這種在建筑物上私自增高的行為不僅違反規范操作，而且還會帶來很多隱患。我國地質結構多樣化，每一個地方的地質結構都有自己的特點。一般處在板塊邊緣交界處的地方就容易發生地震，如我國的西南地區，如果高層建筑的高度過高，就會降低它的抗震效果，對使用人群帶來極大的生命安全威脅。

（四）高層建筑結構設計體系不夠合理

高層建筑的結構設計出了追求外觀好看以外，還有注意設計的科學性和和合理性、體系化。對于高層建筑的設計并不是單一的，有剪力墻結構體系、筒體結構體系等等。另外，要想一個高層建筑達到一定的安全性，一定要將其整個結構設計系統化，既要考慮地震等帶來的巨大載荷，也要考慮到水平方向的強風等，并且還有做好相關的預防措施。如果這些問題只是被單獨拿出來解決，而忽視其他一連串的問題，就極容易給高層建筑埋下隱患，對突如其來的災害不知所措。

三、高層建筑結構設計控制

（一）超高的問題

在高層建筑中，對于其總體建筑高度的確定是很重要的，建筑的高度設計必須滿足其相關的結構和抗震的要求。我國建筑規范對高層建筑的結構高度有著嚴格的規定，在新規定中不但把原來限制的高度規定為A級高度，并且增加了B級高度，從而使高層建筑結構的設計方法和措施都有了很大的改進。在進行建筑的設計時，建筑的高度對于其受到的水平荷載以及自身的重力都有很大的影響。同時，過高的建筑將會增加建設的成本以及工期。因此，在對高層建筑進行設計時，應尤其注意對其超高問題的處理，合理保證建筑的高度，通過各專業的協調，達到整體設計的最優。

（二）扭轉問題

房屋結構的扭轉問題是目前世界上地震工程中的一個熱點問題，高層建筑因功能需要或由于受地形限制等原因，常常不能設計得完全對稱，使得扭轉耦聯問題特別突出。一般而言，在設計時就要求結構平面力求簡單、規則、對稱，結構的主要抗側力構件應對稱均勻布置，盡量使結構的剛度中心和質量中心重合。在方案階段或初設階段，結構專業就應當加入建筑專業的工作，從前期就要滿足抗震的的要求，從概念設計上就要提前把握上。扭轉不規則時，應計及扭轉影響，且樓層豎向構件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1. 5倍。

（三）設備承載設計問題

高層建筑中往往會存在很多相關的設備，包括各類空調和消防系統，且由于高層建筑的層數較多，這類設備的數量也往往較多。而一般而言，這些設備都被放置在樓層的梁底下，如果沒有梁底開洞，就沒有辦法進行設備的安裝。因此對于梁底承載力的計算和校驗就顯得尤為重要，若是設計不合理則有可能由于設備的荷載導致梁底承載力不足而導致結構的安全性問題。加強梁底的承載力設計一方面可以通過在孔洞的周圍補強筋以及通過開孔梁撓度、裂縫寬度等數據進行分析和設計。在進行鋼筋混凝土梁的承載力計算時，還要綜合考慮不同種類的腹部開孔方式，以提高計算的準確性。有效的承載力度計算以及裂縫控制措施對于建筑結構設計的穩定性而言具有十分重要的意義。

建設時段內的實施流程、竣工時段的流程。在擬定出來的周期以內，要經由動態統計，得來建筑固有的用地面積、細分的類別、將被建構的總規模。對預設的關注范圍，進行動態的評判;對總體框架下的城區規劃、分區的用地指標，進行評判并預警。智能特性的工作流，在預設的時段內，對查驗得來的多樣數據，進行評判歸結。數據固有的內涵及類別、設定好的布局配置，都能歸結出來。在時空特有的維度以內，比對制備好的圖表，實現特有的智能鉆取。配置好的展示頁面，帶有聯動的特性。細分出來的主體功能，涵蓋了城區特有的規劃監測、居住用地及關涉的商業用地查驗、區段內的分類統計、建設用地特有的態勢辨識、存量規劃范疇內的趨勢辨識。

結語

綜上所述，高層建筑的安全性是十分重要的，因此，設計人員除了要加強自身的專業技能外，還要積累經驗，不斷地進行創新和突破。只有這樣，我國的建筑行業才會穩步發展，才會有利于我國社會主義的發展。

參考文獻：

[1]韋良.高層鋼框架結構體系穩定分析的樣條函數方法[D].廣西大學,2014.

第4篇：高層建筑結構特點范文

改革開放以來隨著經濟的不斷發展，綜合國力的不斷提高，房地產業迅猛發展，建筑業逐漸成為社會支柱產業，由于土地資源的緊缺，高層建筑在眾多建筑形式中脫穎而出，而在目前在工程設計領域中，高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點，對其具體的分析與論述也就顯得更加的重要，設計師們設計了很多新的結構體系，如何更加合理的設計結構體系，做好結構設計，解決可能出現的問題，同時又滿足人們各方面的要求，本文對這些問題進行了分析與論述，以提高建筑結構設計水平，這是值得我們探討的問題。

關鍵詞：高層建筑結構設計 分析

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

前言：

隨著土地資源的日益緊張，高層建筑也如雨后春筍般迅速發展，數量劇增，結構體系也是越來越多樣化，高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。面對如此形勢，怎樣滿足建筑空間最大化怎樣滿足用戶結構需求，為了高層建筑更加安全更加美觀更加耐用為了更加的節約成本，為了更好地追求新的結構形式和更加合理的力學模型，我們必要了解結構設計的基本特點。一個經濟合理的結構方案決定了建筑結構設計的合理性，同時還需選擇一個切實可行的結構體系和結構形式。

高層建筑結構設計的特點

1.水平力是設計的主要因素

水平力在高層建筑結構設計中起著至關重要的作用，由于高度的不斷增加，水平力的作用會使建筑物產生位移，水平力的設計我們可以給出數值是隨著動力的變化而變化的。但同時也應注意建筑材料的選擇，建筑結構體系的選擇以及結構的合理布置。

2.側向位移是重要控制指標高層建筑結構設計中，隨著建筑高度的變高，側移變形會快速增加，當然這是在水平荷載下結構的分析，這是的結構一定要保持足夠的剛度及抵抗側向力，結構在水平力作用下所產生的側向位移限制在規范規定的范圍內。如側向位移會產生主體結構構件出現較大裂縫，甚至損壞現象。

3.承載力是基礎要素

與低層、多層建筑相比，高層建筑需要更嚴格的承載力。假使地基或樁基情況不發生改變，高層建筑設計也應該減輕自身的重量。如在高層建筑的抗風設計中，應保證結構有足夠承載力，必須具有足夠的剛度;控制在風荷載作用下的位移值，保證有良好的居住和工作條件;外墻、窗玻璃、女兒墻及其他圍護和裝飾構件，必須有足夠的承載力，并與主體結構有可靠的連接，防止房屋在風荷載作用下發生部分損壞的可能。例如，建筑物質量過大會導致期重心在地震中發生傾覆力，會導致建筑物結構的抗震能力減弱。

4.結構延性是重要設計指標

高層結構在水平力作用下的形變一定會比底層建筑要大。所以，讓建筑物結構設計具有一定的延性，能在實際中避免建筑物的倒塌。這樣結構設計就變得可塑，變成具有一定變形能力的物體，這個好處又如彈簧可以回彈一樣。

二、高層建筑的結構體系設計

隨著社會經濟的迅速發展和建筑功能的多樣化，城市規劃設計中的高層建筑越來越廣泛。高層建筑結構設計影響著建筑物的規劃、設計、構造和使用功能。其中結構體系設計成為是否經濟合理進行高層建筑的關鍵。

1.框架結構體系

框架結構主要承重結構，由梁、柱、基礎構成平面框架。對于框架柱而言，軸壓比越小在往復水平上荷載下的滯回曲線也會越豐滿，即耗能能力越大，延性就愈好。其優點:建筑平面布置靈活，可以依據自身的要求設計。其缺點:框架結構本身剛度不大，抗側力能力差，水平荷載作用下會產生較大的位移，地震荷載作用下較易破壞。不高于巧層宜采用框架結構，可以達到比較好的經濟平衡點。框架體系中，角柱的受力應該比別的柱差，為了防止角柱遭遇扭轉變形或是彎壓變形嗎，柱截面不宜過小，同時還要加密箍筋，起到增加受壓區混凝土約束的作用。注意事項:在框架結構體系中，一定要考慮高層建筑的底部柱，柱截面的大小要注意:在高層建筑中，應該盡量的三排柱結構設計方案;采用鋼管混凝土柱、勁鋼混凝土柱或是高強混凝土柱;通過增加體積配箍率或是沿著柱身增加箍筋達到提高延性。

剪力墻結構體系

當建筑結構的框架體系強度和剛度不能滿足設計要求時，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，從而形成了框架一剪力墻體系。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。在體系中框架主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。當墻體受力主體全部由剪力構成的話，就會是剪力墻體機構，剪力墻結構體系是把建筑物墻體當作承受荷載的結構體系。對于剪力結構墻間距一般為3一8m，墻體同時作為維護及房間分隔構件。其優點:其剛度、強度都比較高，傳力直接均勻，有一定的延性，整體性好，抗倒塌能力強，結構體系特征明顯。現澆鋼筋混凝土剪力墻結構整體性好，剛度大，在水平荷載作用下鋇U向變形小，承載力要求容易滿足，適于建造較高的高層建筑。抗震性能力強，承受力好。其缺點:剪力結構墻間距設計方面不能太大，，空間平面布局不太靈活，自重大，開洞宜小等。注意事項:在高層剪力墻結構中，連梁的設計收到很多制約，剛度在高層建筑結構設計中，與剪力墻相連并且允許開裂可作剛度折減的梁稱作連梁。應該選用跨高比較大的連梁，減少其剪切破壞，按常規設計方法配筋，進行截面抗剪設計，保證其延性。聯系墻肢的連梁，不僅會影響剪力墻的受力，而且其本身的受力條件也比較復雜。在剪力墻結構設計中，必須堅持的原則就是強墻弱連梁，對連梁的剛度要進行折減，降低其抗彎能力。

3.筒結構體系

以筒體為抗側力構件的結構體系統都稱為筒結構體系，它包含單筒，多筒，復合筒等，它是由由一個或者幾個簡體為主抵抗水平力。也有把簡體結構分為實腹筒、框筒及析架筒的說法。其優點:筒體結構體系能使整個建筑猶如一個固定于基礎上的封閉空心的筒式懸臂梁來抵抗水平力，其是以空間受力為主，具有較大的剛度、強度、整體性，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。其缺點延展性能有問題，并且全部此阿勇成本高，造價高。注意事項:在建筑是講多層筒體結構組合在一起能夠產生更大抵抗水平荷載的能力，使結構具有更大抗力性，這樣的結構也是多筒結構設計，如加哥西爾斯大樓就是9個筒結合在一起的多筒結構使其具有更好的剛性和能力。當然，還可以讓筒體結構設計和其他結構設計一起運用，如帶加強層的框架一一核心筒結構與一般的框架一核心筒結構在受力上更強大，當然除了這幾種建筑結構體系外，還有其他一些結構體系，如網架，薄殼等。隨著建筑業的不斷發展，我們還會開發出更多、更加實用的結構體系，這就要求我們建筑設計師不斷學習，不斷創新。

結束語:

建筑結構設計是需要扎實的理論知識的，是一個整體性，系統性很強的工作，設計師具有創新的思維，既有認真負責的工作態度是結構設計成功的至關重要的基礎環節。在結構設計時，設計人員要把每個環節做到了然于胸，重視每個基本的構件，密切配合其它專業來進行設計，并能深刻理解規范和規程的含義，然，這些都需要我們不斷的反思和總結工作的經驗教訓。為何說高層結構專業在各專業中占有更重要的地位呢？高層建筑設計從安全，地基等更重方面都要比低層、多層建筑結構設計有更嚴格的要求。在高層建筑設計中，我們設計師能遇到能遇到各種問題，這就需要我們加強學習，不斷強化自身對設計中運用科學的方式方法，把好高層設計的首要關口。

參考文獻：

[1]安海峰.論高層建筑結構設計研究田.中小企業管理與為何說高層結構專業在各專業中占有更重要的地位呢?高科技，2010，(11).

第5篇：高層建筑結構特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；原則；特點；體系

Abstract: This paper discusses effects of tall building structure design must first produced by the different structure system as the basis, the reasonable scheme for selection.

Key words: high-rise building; structure design; principle; characteristic; system

中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼：A文章編號：

1高層建筑結構設計的原則

適用、安全、經濟、美觀、便于施工是進行高層建筑結構設計的原則。一個優秀的建筑結構設計往往是這五個方面的最佳結合。完美的建筑結構設計就是在努力追求這五個方面的最佳結合的過程中產生的,適用、安全、經濟、美觀、便于施工是結構設計人員最終努力的目標,是結構設計的最佳體現。

結構設計一般在建筑設計之后,“受制”于建筑設計,但又“反制”于建筑設計。結構設計不能破壞建筑設計,應滿足、實現各種建筑要求;高層建筑設計不能超出結構設計的能力范圍,不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。結構設計決定高層建筑設計能否實現,從這個意義上講,結構設計顯得更為重要,雖然一棟標志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個適用、安全、經濟、美觀、便于施工的結構設計也是工程師們的驕傲和成就。

2高層建筑結構設計的特點

高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各

專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平

面的布置、立面體形、樓層高度、施工技術的要求、施工工期長短和投

資造價的高低等。其主要特點有：

2.1 水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比（N=WH）；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比(水平均布荷載：M=1/2qH2，水平倒三角形荷載：M=1/3qH2)，如圖一示。另一方面，對一定高度建筑來說，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，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

2.2 側移成為設計的控制指標與低層或多層建筑不同，結構側移成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H 的4 次方成正比：

此外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗側剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況：①因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，因P- 效應而使結構產生的附加內力，甚至破壞；②使居住人員產生不安全感；③使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，主體結構出現裂縫或損壞，影響正常使用。

2.3 抗震設計要求更高，延性成為結構設計的重要指標有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、中震可修、大震不倒。結構的抗震性能決于其“能量吸收與耗散”能力的大小，即決于結構延性的大小。延性是表示構件和結構屈服后，具有承載能力不降低、具有足夠塑性變形能力的一種性能，通長采用延性系數μ來衡量延性的大小，μ=u/y如圖2。

3.3概念設計與理論計算同等重要

概念設計是指一些難以做出精確力學分析或在規范中難以具體規定的問題，必須由工程師運用“概念”進行分析，做出判斷，以便采取相應措施。概念設計帶有一定經驗性。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定假定條件下進行的。盡管分析的手段不斷提高，分析的原理不斷完善，但是由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多。尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件的局部開裂，甚至破壞，這時結構就很難用常規的計算原理去進行內力分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計，從整體上提高建筑的抗震能力，消除結構中的抗震薄弱環節，再輔以必要的計算和結構措施，才能設計出具有良好抗震性能的高層建筑。將注重概念設計作為高層建筑結構的最高原則提出其主要內容為：應特別重視建筑結構的規則性(包括平面規則性和豎向規則性)；合理選擇建筑結構體系包括：a.明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；b.避免因部分結構構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力、風載和地震作用的能力；c.結構體系應具備必要的承載能力和良好的變形能力，從而形成良好的耗能能力；采取必要的抗震措施提高結構構件的延性。

3高層建筑的結構體系

3.1框架結構體系

由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由梁聯系起來，形成空間結構體系。框架結構的優點是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會議室、餐廳、車間、營業廳、教室等。需要時，可用隔斷分割成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而使用靈活。外墻采用非承重構件，可使立面設計靈活多變。但是框架結構本身剛度不大，抗側力能力差，水平荷載作用下會產生較大的位移，地震荷載作用下較易破壞。不高于15層宜采用框架結構，可以達到比較好的經濟平衡點。

3.2剪力墻結構體系

剪力墻結構體系是利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結構體系。墻體同時作為維護及房間分隔構件。剪力墻間距一般為3～8m，現澆鋼筋混凝土剪力墻結構整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側向變形小，承載力要求容易滿足，適于建造較高的高層建筑。而且其抗震性能良好，在歷次的地震中，都表現了很好的抗震性能，震害較少發生，程度也很輕微。但是剪力墻結構間距不能太大，平面布置不靈活，而且不宜開過大的洞口，自重往往也較大，不是很能滿足公共建筑的使用要求，而且其成本也較大。

3.3框架－剪力墻結構體系

框架－剪力墻結構體系由框架和剪力墻組成。剪力墻作為主要的水平荷載承受的構件，框架和剪力墻協同工作的體系。在框架－剪力墻結構中，由于剪力墻剛度大，剪力墻承擔大部分水平力（有時可以達到80%~90%），是抗側力的主體，整個結構的側向剛度大大提高。框架則承受豎向荷載，提供較大的使用空間，同時承擔少部分水平力。由于有了剪力墻，其體系比框架結構體系的剛度和承載力都大大提高了，在地震作用下層間變形減小，因而也就減小了非結構構件（隔墻和外墻） 的損壞。這樣無論在非地震區還是地震區，都可以用來建造較高的高層建筑。還可以把中間部分的剪力墻形成筒體結構，布置在內部，外部柱子的布置就可以十分靈活；內筒采用滑模施工，的框架柱斷面小、開間大、跨度大，很適合現在的建筑設計要求。

除了上述的幾種結構體系外，還有其他一些結構體系，如薄殼、膜結構、網架等。隨著時代的進步，會涌現出越來越多更好的結構體系。這就需要不斷學習，從各方面考慮運用經濟合理的手段到達目標。

4結語

總之，高層建筑的高度和數量，從一個側面反映一個國家科學技術水平和經濟發展程度但對于高層建筑亦應適當控制，即要與原有建筑相協調，還要與城市歷史特點相協調。

參考文獻

第6篇：高層建筑結構特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構體系；抗震分析

一、結構分析與設計特點

(一)水平載荷是決定因素

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。

(二)軸向變形不容忽視

通常在低層建筑結構分析中，只考慮彎矩項，因為軸力項影響很小，而剪切項一般可不考慮。但對于高層建筑結構，情況就不同了。由于層數多，高度大，軸力值很大，再加上沿高度積累的軸向變形顯著，軸向變形會使高層建筑結構的內力數值與分布產生顯著的改變。對連續梁彎矩的影響：采用框架體系和框一墻體系的高樓中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種差異軸向變形將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁的中間支座產生沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩增大。對構件剪力和側移的影響，與考慮豎向桿件軸向變形的剪力相比較，不考慮豎桿件軸向變形時，各構件水平剪力的平均誤差達30％以上，結構頂點側移減小一半以上。

(三)側移成為控制指標

與低層建筑不同，結構側移已成為高層建筑結構設計中的關鍵岡素，隨著樓層的增加，水平荷載作用下結構的側向變形迅速增大。設計高層結構時，不僅要求結構具有足夠的強度，能夠可靠地承受風荷載作用產生的內力；還要求具有足夠的抗側剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，保證良好的居住和工作條件。

(四)結構延性是重要設計指標

相對低層結構而言，高層結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使建筑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以恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

二、高層家住結構體系結構

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，便形成了框架一剪力墻體系。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荷載。框架―剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。

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一剪力墻體系。

凡采用簡體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單簡體、簡體―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。

三、高層建筑結構分析與設計方法

高層建筑結構是由豎向抗側力構件(框架、剪力墻、筒體等)通過水平樓板連接構成的大型空間結構體系。要完全精確地按照三維空間結構進行分析是十分困難的。各種實用的分

析方法都需要對計算模型引入不同程度的簡化。下面是常見的一些基本假定：彈性假定；小變形假定；剛性樓板假定；計圖形的假定。

對于框架一剪力墻體系來說，框架一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。框架一剪力墻的機算方法，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。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。剪力墻結構的計算方法是平面有限單元法。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一薄壁桿系矩陣位移法。

四、抗震分析與設計在高層建筑的應用

在罕遇地震作用下，抗震結構都會部分進入塑性狀態。為了滿足大震作用下結構的功能要求，有必要研究和計算結構的彈塑性變形能力。當前國內外抗震設計的發展趨勢，是根據對結構在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進行設計，結構彈塑性分析成為抗震設計的必要的組成部分。我國現行抗震規范(GB5001l一2001)要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下(小震)，按反應譜理論計算地震作用。用彈性方法計算內力及位移。對于重要建筑或有特殊要求時，要用時程分析法補充計算，并進行罕遇地震作用下(大震)的變形驗算。

在我國高層建筑的抗震分析與設計中常見的問題有以下幾種：首先是高度問題，對于超高限建筑物，應當采取科學謹慎的態度。因為在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態會發生很大的變化，隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發生質變，即有些參數本身超出了現有規范的適宜范圍，如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。其次是材料選用和結構體系的問題，在高層建筑中。我國算150m以上的建筑，采用的三種主要結構體系(框一筒、筒中筒和框架一支撐)，這些也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外特別在地震區，是以鋼結構為主，而在我國鋼筋混凝土結構及混合結構占了90％。如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構，國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗。根據現在我國建筑鋼材的類型、品種和鋼結構的加工制造能力，建議 盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土(柱)結構或鋼結構，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能。第三是軸壓比與短柱問題，在鋼筋混凝土高層建筑結構中，往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構造配筋。柱各的塑性變形能力小。則結構的延性就差，當遭遇地震時。耗散和吸收地震能量少，結構容易被破壞。第四，在某些烈度區采用了較低的抗震措施與構造措施，現在許多專家學者提出，現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要，認為我國 “取用了可能是世界上最低的結構設計安全度”并主張“建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高”。有人主張在設防烈度下應該采用彈性設計，特別是高烈度區要有嚴格的抗震措 施與抗震構造措施來保證結構的安全。

五、結語

結構設計是一項集結構分析，數學優化方法以及計算機技術于一體的綜合性技術工作，是一項對國家建設有重大意義的工作，同時，亦是一門實用性很強的工作。本文就高層建筑的結構設計的各個方面進行分析，一起有助于提高結構工程師在建筑空間中的設計能力，特別是在處理高層建筑方面的問題。

參考文獻：

1.趙衍增.試論高層建筑結構體系及其選型.城市建設，2010年第09期

2.虞偉軍.淺談復雜高層建筑結構的關鍵設計.科技與生活，2010年第18期

3.郭寶紅.論載荷因素在高層建筑結構設計中的影響及解決辦法.城市建設，2010年第10期

第7篇：高層建筑結構特點范文

【關鍵詞】高層建筑;結構體系;特點

1.框架結構體系

框架結構是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱,再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配而成的住宅樓、商用樓等。比較適合高層和大面積結構的樓層施工[1]。框架結構體系是由豎向構件與水平構件通過節點連接而成，既承擔豎向荷載，又承擔水平荷載。框架結構建筑平面布置靈活，可以提供較大的建筑空間，也可以構成豐富多變的立面造型。但是框架結構抗側能力較弱，屬較柔結構，因此建筑高度受到限制。在水平荷載作用下，其內力分布特點是底層柱軸力、剪力、彎矩最大，由下往上減小，其變形規律是雖然柱的軸力引起的側移隨高度遞增，但由于框架結構的高度限制，仍以剪切型變形為主，底層之間變形最大，向上遞減。框架結構抗震效果較傳統的磚混結構要高，在地震作用下的震害多發生于柱端，邊柱破壞程度重于中柱，且以角柱最為嚴重。底層柱破壞早于以上各柱，而框架梁及節點通常震害較少。經過合理設計，鋼筋混凝土框架可以獲得良好的延性，即“延性框架”，但由于其層間變形較大，容易引起非結構構件的破壞。混凝土框架結構施工包括以下工序:軸線定位,柱鋼筋綁扎及支模架搭設,柱模板,柱混凝土,梁底模及梁筋,板底模及板筋,梁板混凝土。

2.剪力墻結構體系

剪力墻結構體系是由鋼筋混凝土墻體互相連接構成的承重墻結構體系，用以承受豎向荷載，抵抗水平荷載，同時亦兼作建筑物的圍護和內部空間的分隔構件。剪力墻結構體系集承重、抗風、抗震、圍護與分隔于一體，經濟合理地利用了結構材料，結構整體性強、抗側剛度大，側向變形小，在承載力方面的要求易于滿足，適于建造較高的建筑;抗震性能好，具有承受強烈地震而不倒的良好性能;用鋼量省;相比于框架結構，施工相對簡便快速。但是剪力墻結構體系墻體較密，使建筑平面布置和空間利用受到限制，很難滿足大空間建筑功能的要求;結構自重大，并且抗側剛度也較大，從而自振周期較短，導致須承受較大的地震作用。其受力特點隨著墻體上開洞方式，開洞大小的不同可以劃分為不同的剪力墻，具有不同的受力特點。

剪力墻的變形特點，當層數較低，墻體的高寬比小于1時，水平荷載作用下墻體以剪切型變形為主，當層數較高，高寬比大于4時，變形以彎曲型為主，為高寬比處于1～4之間時，變形呈現彎剪型特征。通過合理的設計及構造措施，剪力墻可以具備較好的延性，震害輕微，但是對于剪力墻結構的一種特殊形式—框支剪力墻結構情形就完全不一樣了。框支剪力墻結構就是底層大空間采用框架，上部標準層采用剪力墻的結構。由于這種結構的側向剛度在底層樓蓋處發生突變，在遭受地震作用時，往往由于底層框架剛度太弱、強度不足，側移過大、延性不足而出現破壞，甚至導致結構倒塌，所以在地震區通常不宜采用。

框架結構,往往因柱楞突出隔墻,妨礙美觀,影響使用；一般剪力墻結構,對于底部有停車場等公共設施的情況則矛盾很大,滿足不了建筑的使用功能;對于房屋高度不太大的小高層建筑,采用剪力墻結構會造成剛度過大,重量增加,導致地震反應過強,使得上部結構和基礎造價提高。以一般剪力墻結構為基礎,吸取框架結構的優點,使結構剛度調整到適宜的“短肢”剪力墻結構體系越來越多的受到人們的關注。短肢剪力墻結構體系墻肢較短,布置靈活；結構自重減輕,結構整體剛度小,地震作用力小;墻肢高寬比較大,延性較好,對抗震有利;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[2]。

3.框架一剪力墻結構體系

框架一剪力墻結構體系既能提供較大較靈活布置的建筑空間，又具有良好的抗震性能。如果把剪力墻布置成筒體，就組成了框筒結構。筒體的載力、抗扭能力均較單片剪力墻有較大提高，在結構上可以提高材料的利用率，在建筑布置上往往可以利用筒體作電梯間、樓梯間和豎向管道的信道。由于框架結構在水平荷載作用下變形呈剪切型而剪力墻則呈彎曲型。將框架與剪力墻經過連梁、樓板連結成一個協同工作的整體，使框架與剪力墻在同一樓層上的位移協調一致，側向變形將呈彎剪型。其上下各層變形趨于均勻并減小了頂點位移，同時框架各層剪力趨于均勻，各層梁柱截面尺寸和配筋也趨于均勻。

框架—剪力墻結構的底部，全部剪力由剪力墻承擔，而框架的底部剪力為零;框架與剪力墻頂部的剪力不等于零，框架頂端與剪力墻頂端各自受一等量反向的水平集中力作用;由于剪力墻剛度大，將承擔大部分水平力是抗側力的主體;框架則承擔豎向荷載，提供較大的使用空間。框剪結構在承受地震作用時可形成多道防線，剛度很大的剪力墻作為第二道防線，隨著剪力墻的開裂，剛度退化，框架在保持結構穩定及防止結構倒塌上發揮第一道防線作用。經過合理設計，框架剪力墻結構的延性是比較好的。由于剪力的剛度大，若數量多，從而結構自振周期變短，導致較大的地震作用，若數量不足，整體剛度過小，在地震作用下會出現過大的側向變形，從而導致嚴重的震害[3]。

4.筒體結構體系

筒體結構抗側剛度大，空間受力性能強，當建筑物的層數較多，高度大，抗震設防烈度高時，采用前述的幾種結構體系往往難滿足要求，建議采用筒體結構體系。筒體的基本形式有三種:實腹筒、框筒、析架筒。由剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒。在實腹筒的墻體上形出許多規則排列的窗洞所形成的開洞筒體稱為框筒，它實際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。如果筒體的四壁是由豎桿和斜桿形成的析架組成，則稱為析架筒。

筒體結構的受力特點，以框筒為例，在于柱子的正應力并不符合平截面假定，而呈現曲線形分布的特點，在角柱及其附近柱的正應力大于理想臂。梁的正應力，而在中間區段柱的正應力則小于正應力。在整體彎曲作用下框筒柱正應力的這種兩邊大，中間小的現象稱為“剪力滯后”。剪力后的根源在于裙梁的柔性，因為在框筒中豎向力由角柱向中間柱的傳遞需要通過裙梁的剪力來完成，裙梁剛度的大小直接影響剪力滯后現象的輕重，當梁的剛度比柱的剛度大時，梁的剪力傳遞應力的能力較大，剪力滯后現象不嚴重，框筒能有效地發揮整體空間作用。梁較柔時，剪力滯后就較嚴重。另外框筒結構的長寬比及高寬比均會影響結構整體空間作用的發揮。長寬比越接近于1，高寬比大于3時才能充分發揮整體空間作用。由于裙梁截面高度一般很大，導致框筒成為強梁弱柱型結構，在地震作用下容易形成樓層屈服機制和柱鉸側移機構，對抗震不利。可以在裙梁中開設水平縫以改善其延性，這種橫縫裙梁確能使框筒保持較好的整體空間性能，且又可避免裙梁發生脆性剪切破壞，使框筒的抗震性能得到改善。

【參考文獻】

［1］李立軍.淺議高層建筑框架結構施工質量控制[J].河南建材,2010,1.

第8篇：高層建筑結構特點范文

關鍵詞：高層建筑 建筑結構 特點

世界各城市的生產和消費的發展達到一定程度后，莫不積極致力于提高城市建筑的層數。實踐證明，高層建筑可以帶來明顯的社會經濟效益。當高層建筑的層數和高度增加到一定程度時，它的功能適用性、技術合理性和經濟可行性都將發生質的變化。與低層建筑相比，在設計上、技術上都有許多新的問題需要加以考慮和解決。

1. 高層建筑結構的特點

高層建筑結構與低層建筑結構以受豎向載荷為主不同，需同時承受水平和豎向的荷載或作用，例如在遇到巨大風力和地震力時所產生的水平側向力。在低層建筑結構中，豎向荷載往往就是設計的控制因素，但在高層建筑結構中，較大的建筑高度造成了完全不同的受力情況，水平荷載不僅是主要荷載的一種，跟豎向荷載共同起作用，而且往往還成為設計中的控制因素。因此，在水平荷載作用下，若高層建筑結構的抵抗側向變形能力或側向剛度不足，將會產生過大的側向變形，不僅使人產生不舒服感覺，而且會使結構在豎向荷載作用下產生附加內力，會使填充墻、建筑裝修和電梯軌道等服務設施出現裂縫、變形，甚至會導致結構性的損傷或裂縫，從而危及結構的正常使用和耐久性。因此設計高層建筑結構時，不僅要求結構有足夠的強度，而且要求結構有合理的剛度，使水平荷載所產生的側向變形限制在規定的范圍內、同時，有抗震設防要求的高層建筑還應具有良好的抗震性能，使結構在可能的強震作用下當構件進入屈服階段后，仍具有良好的塑性變形能力，即具有良好的延性性能。

高層建筑還具有建筑功用上的特點。人們常說建筑是凝固的音樂，優美的高層建筑猶如藝術品，成為城市的標志景觀。建筑同時是時代跳動的脈搏，高層建筑占地面積小，符合了地價昂貴時代的需求，它可以節約建設用地或獲得史多的空閑地面，以作為綠化等環境用地，并因向高空方向發展而縮短了城市道路和各種管線的長度，減少了基礎設施的投資、當然，大量高層建筑的建設，也會給城市帶來不利的影響，如人口會密集化而造成交通擁擠問題；城市局部熱場發生不利的變化以及地質的沉陷、消防的復雜化等問題。綜合高層建筑的上述受力特點可知，與低層結構不同，高層建筑結構在強度、剛度和延性三方面要滿足更多的設計要求、抗側力結構的設計成為高層建筑結構設計的關鍵。

2.高層建筑結構發展特點及趨勢分析

高層建筑結構所需承擔的載荷和傾覆力矩將越來越大，在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下，為了進一步節約材料和降低造價，高層建筑結構構件將不斷的更新，設計理念也將不斷發展。

2.1結構材料高強度化

隨著建筑高度的增加，結構面積占建筑使用面積的比例越來越大，為了改善這一不合理狀況，采用高強度鋼和高強度混凝土勢在必行。隨著高強混凝土材料的研制和不斷發展，混凝土的強度等級和韌性性能也不斷得到改善。C80和C100強度等級的混凝土已經在超高層建筑中得到廣泛使用。可以減少結構構件的尺寸，減少構件的自重，必將對高層建筑的發展產生嚴重的影響。高強度且具有良好可焊性的厚鋼板將成為今后高層建筑結構的主要用剛，而耐火鋼材FR鋼的出現為鋼結構的抗火設計提供了方便。采用FR鋼材制作高層鋼結構時，其防火保護層的厚度可大大減不，從而降低鋼結構的造價，使鋼結構更具競爭力。

2.2結構形體多樣化

城市建設的發展，使得人們對建筑的功能需求更加深入，對建筑的體型要求也逐漸呈現多樣化。高層建筑結構的復雜度和不規則度將會不斷的呈現，例如建筑結構的平面形狀會出現：矩形、方形、八角形、扇形、圓形、菱形弧形、Y 形、L 形等各種吸引人們眼球的形狀，立面出現各種類型轉換、外挑、內斂、大底盤多塔樓、連體建筑、立開大洞等復雜體型的建筑。

2.3建筑結構綜合化

經合理設計的組合結構可取得經濟合理、技術性能（如抗震性能）優良的效果，且易滿足高層建筑的側向剛度的需求，可建造比鋼筋混凝土結構更高的建筑。因此在較高的建筑中，混合結構往往仍是合理、可行的結構方案，今后建造混合結構的比率將會越來越大。在強震國家日本，組合結構高層建筑發展迅速，其數量已超過混凝土結構的高層建筑。目前應用較為廣泛的有：外包混凝土組合柱、鋼管混凝土組合柱以及外包混凝土的鋼管混凝土雙重組合柱等多種組合結構。特別是由于鋼管內混凝土處于三軸受壓狀態，能提高構件的豎向承載能力，從而可以節約大量鋼材。巨型組合樁首次在香港的中國銀行大廈中應用，獲得成功并取得了很大的經濟效益，上海金茂大廈構中也成功地應用了巨型組合結構。隨著混凝土強度的提高以及結構構造施工和施工技術上的改進創新，組合結構在高層建筑中應用將進一步擴大。巨型框架結構柱體體系以其剛度大，在內部便于設置大空間等優點，也將得到更多的應用。例如，上海證券大廈和香港的匯豐銀行大廈。多束筒結構體系在實際工程中的應用，已表明該結構體系在適應建筑場地、豐富建筑造型、滿足多種功能和減不剪力滯后效應等諸多方面的優點，多束筒結構體系也將在超高層建筑結構實際工程中擴大應用。在鋼筋混凝結構基礎上，充分發揮鋼結構優良的抗拉性能以及混凝土結構的抗壓性能，進一步減輕結構重量，提高結構延展性。

2.4結構減震控制智能化

高層建筑結構必須妥善處理因風力、地震、溫度變化和基礎沉降帶來的變形節點，而構造建筑結構的減震正是解決這一問題的關鍵。在高層建筑中的被動耗能減震有耗能支撐、帶豎縫耗能剪力墻，被動調諧質量阻尼器以及安裝各種被動耗能阻尼器等；主動減震則是計算機控制的，由各種驅動器驅動的調諧質量阻尼器對結構進行主動控制和混合控制的各種作用過程。結構主動減震的基本原理是：通過安裝在結構上的各種驅動裝置和傳感器，與計算機相連接，計算機系統對震動和結構反應進行實時分析，向驅動裝置發出信號，使驅動裝置對結構不斷地施加各種與結構反應相反的作用，以達到在地震或風的作用下減小結構反應的目的。目前，在美國、日本等國家各種耗能減震控制裝置已在高層建筑結構中得以應用。在中國有部分高層建筑工程中應用了這種技術。隨著人類進入信息時代，計算機、通訊設備以及各類辦公電子設備不受震動干擾而安全平穩地運行，具有重要現實意義。

3.結束語

現代建筑功能趨于多樣性，高層建筑的體形和結構體系趨向復雜多變，趨向立體化，應運而生新的設計概念和結構技術的深化。高層建筑在迅猛發展的同時，對其建筑結構及結構設計的研究也取得了相應的進步。科學技術的發展，高強輕質材料的出現以及機械化、電氣化在建筑中的實現等，為高層建筑的發展提供了技術條件和物質基礎。可以想見，未來的高層建筑結構不僅在可靠度與安全性能上大大增強，其科技含量也會越來越高。

參考文獻：

[1]焦維，秦艷.高層建筑結構設計的問題探討[J].科技致富向導.2011（27）

[2]沈芳.高層建筑結構設計中應注意的幾個問題[J].科技資訊.2007（21）

第9篇：高層建筑結構特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；特點；優化措施

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

隨著城市的快速發展，高層建筑已經成為現代城市發展的主要方向，并且也成為反映現代城市繁榮與進步的重要標志。現代建筑功能越來越多，結構體系也日趨復雜，因此建筑結構設計也必須與時俱進，以保證設計方案的科學性、合理性。

1高層建筑的結構特點

1.1結構延性是重要設計指標。高樓層因為其獨特的特性在很多方面都比低層樓房有優勢，其最顯著的特點就是高層樓房擁有較好的柔韌性，正是因為這種特性，使得這種高層樓房在發生地震的時候容易出現變形等情況。因此想要保證高層建筑的延性，建造樓房的時候通常都會在建造過程別是在其進人塑性變形階段之后，其仍然能夠保持很強的變形力，這樣就能保證樓房在遇見晃動的情況之下不會出現坍塌的現象，因此在設計的時候需要針對這種情況采取專門的措施進行防護。

1.2軸向變形不容忽視。剪力墻結構是現代建筑中應用較為廣泛的一種結構形式，這種結構的特點是建筑中心軸受到的壓力比建筑四周的支柱受到的壓力要大的很多，因此建筑物中軸受到壓力產生形變的可能性要遠遠地大于周圍支柱軸。通常如果建造的建筑高度越高，那么其產生形變的可能性也就越大，在這種情況之下很容易導致建筑的中心支柱因為受到較大的壓力而出現坍塌的現象。如果說在建造較高樓層的建筑時候不能夠很好的進行設計，那么建筑完工之后，中軸就會承擔過多的壓力，這樣很容易使中軸出現形變的情況，一旦中軸出現形變之后，整個建筑的連續彎矩就會受到較大的影響，中軸承擔了過多的壓力使得中軸底座的負彎矩變得很小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；如果設計的不夠合理這種軸向變形還會對建筑構件的下料長度等產生非常大的影響；軸向變形還能造成構件剪力受到影響，這樣就會大大加劇建筑的不安全性。

1.3水平荷載成為決定因素。高層樓房的設計以及建造和底層樓房不同，在考慮豎向荷載的同時還需要考慮建筑的水平荷載能力，因為在建造高層樓房的時候水平荷載往往能對建筑產生非常重要的作用。水平荷載能夠產生如此重要的影響主要有以下幾個原因：第一點就是如果在設計的時候僅僅考慮豎向荷載，那么其相關聯的數據和設計高度成一次方關系，這在設計的時候是不夠的，但是水平荷載相關的數據能夠保證其和高度成二次方關系；第二點就是建筑物設計的時候關于豎向荷載是相對固定的，但是水平荷載卻受到眾多因素的影響，在設計的時候還需要考慮到地震等能夠對建筑物造成破壞的因素。

2高層建筑結構體系及分析

在設計不同的抗側力結構的時候，用到的鋼筋混凝土的結構也是不同的，該結構主要有框架結構、剪力墻結構等結構體系，不同的結構在設計的時候有這不同的作用，因此建筑師在設計的時候需要根據建筑的實際情況合理的進行選擇和利用。

2.1框架結構體系。在鋼筋混凝土結構以及鋼結構中使用最多的就是框架結構，其在構建的時候非常的靈活，能夠提供較大的空間，在構建的時候了，將梁和柱進行完美的融合，構建出建筑的整體構架。在構建框架結構體系的時候需要對位移以及框架―剪力墻機構的內力等進行測量，在測量的時候使用較多的就是連梁連續化假定法。在計算的時候將剪力墻以及框架水平進行位移，然后再計算各種參數，最終得到結果。

2.2剪力墻結構：構建剪力墻結構的時候通常都是根據建筑物的結構設計，合理的利用建筑物的墻體來承受一部分壓力。剪力墻結構通常都是在鋼筋混凝土結構中使用的，在設計的時候利用墻體來承載來自于建筑的全部水平以及豎向荷載。剪力墻在構建的時候起開洞情況決定了剪力墻結構在整個建筑物種起到的作用。在構建剪力墻的時候，不同的剪力墻結構會產生不同的作用效果。

2.3筒體結構。筒體建構的分類比較多，主要包括實腹筒、框筒等。實腹筒主要是利用平面剪力墻結構組成空間筒體；框筒在設計的時候主要是鍵框架的肢距減小；析筒在設計的時候通常都是用空間析架組成。不同的結構在計算的時候往往采用不同的計算方式，現在的計算方式主要有以下幾種：一是等效連續化方法；第二種就是等效離散化方法；第三種則是三維空間分析。

3高層建筑結構設計優化方法

3.1優化結構方案設計

結構方案的確定對于之后進行的結構計算以及施工圖制作有極大的影響，簡而言之，只有確定一種合理、科學的結構方案后，之后兩步才能順利、有序地進行。所以在對高層建筑鋼筋混凝土結構開展優化設計的過程中應當充分重視這一部分的優化。具體可以采取的優化措施有三類，第一，在確定結構方案時，讓結構工程師參與其中。建筑師需要做到的就是確保建筑的外形美觀，而結構工程師需要做到就是確保建筑的結構安全。讓兩者同時參與到結構方案設計中能讓兩種思想融會貫通，最終產生安全與美觀兼備的建筑結構方案。在進行結構設計時需要遵循的原則包括建筑外形的簡潔、美觀、規則以及對稱，盡量保證建筑機構抗側剛度中心與建筑平面形心、建筑質量中心三點重合，保證建筑立面形狀規則、并且分布規則、均勻，避免讓建筑外形上產生過多的外凸以及內凹。第二，使建筑擁有直接、簡單的受力、傳力途徑。簡潔的受力、傳力途徑能減少建筑在建設過程中結構構件的使用量，完成對建筑造價成本的控制。過于復雜的受力、傳力結構需要用到更多用于轉換力的結構構建，會造成建筑成本的大幅增加。第三，結構概念設計。目前全球建筑都面臨著地震類地質危害等問題，在設計建筑結構時考慮建筑的抗震性能是十分必要的。結構概念設計是建筑結構工程師通過長時間的實踐以及總結得出的經驗，合理利用能保證建筑的實際抗震性能與預期抗震性能達到統一。

3.2優化建筑圖紙制作

建筑施工圖紙直接用于指導施工現場的施工過程，所以在其設計過程中應當遵循三項原則，這里重點講解的是建筑的結構施工部分。首先，施工圖紙面向的是施工現場，也就是說需要施工人員能對圖紙有正確的理解，這就要求結構設計師在設計過程中需要規范地進行各類符號的標記，同時建筑施工圖紙中的說明內容中不能包含可能產生歧義的內容，確保施工人員理解的準確性。其次，建筑結構設計施工前，結構設計人員應當與施工現場的技術人員以及施工人員進行技術交底，將施工中需要注意的部分詳細地說明，并與施工技術人員進行協商，保證各項施工過程的可操作性。最后，結構施工盡量選用從業時間長，施工經驗多的施工人員進行，保證施工質量，從而保證建筑的整體安全。

3.3合理選用各類施工材料

在鋼筋混凝土結構中，最常使用的兩種材料分別為鋼筋與混凝土。以下針對這兩方面進行了詳細的說明。

1）鋼筋的選用。我國對于鋼筋混凝土結構建筑中的鋼筋型號有明確規定，要求在進行材料選用時要盡量使用HRB400、HRB500等普通熱軋帶肋鋼筋，避免HRB355熱軋帶肋鋼筋的使用。同時結構施工中通過高強鋼筋的合理應用能有效減少建筑施工中需要付出的結構成本。

2）混凝土的選用。混凝土工藝經過100多年的發展，在現代社會依然有極大的應用空間，究其原因就是其根據現代建筑的需求進行了大量的創新。在建筑結構施工中選用現代高強度混凝土能在保證建筑安全的情況下完成對建筑結構體積的縮小，并且此種混凝土還具有形變系數小，耐久度高的特點。

4結語

想要實現高層建筑鋼筋混凝土結構的優化，需要從建筑結構的各方各面進行優化改進。建筑結構設計師在進行結構設計時需要對建筑的外形、功能以及安全各方面進行全面的考慮，實現建筑鋼筋混凝土結構的優化設計，滿足用戶使用需求、減少建筑建設成本的同時確保建筑使用過程中的穩定性。

參考文獻

[1]趙騰，等.高層鋼結構建筑施工技術研究的探析[J].城市建設理論研究，2013（14）.