高层建筑结构设计重点精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇高层建筑结构设计重点，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：高层建筑；结构设计；重要性；原则；体系选择

引言

近年来，随着我国城市经济的不断发展，高层建筑的建设数量不断增多，结构形式越来越复杂，很多新型的设计方案以迅猛的速度呈现在城市的建设之中，在高层建筑结构设计中既要适应市场需求，又要满足规范要求，还要进行必要的抗震设计，高层建筑结构设计也越来越成为设计研究的重点工作，在这种形式下，高层建筑结构的设计变得极其重要。本文通过笔者的工作实践，主要论述了高层建筑结构设计的重点问题。

1 高层建筑结构设计的重要性

（1）高层建筑结构的设计和低层结构设计比较，结构专业在各个专业中占有的地位更重要，由于对结构体系选择的不同，直接关系到建筑平面的布局，立面的体型，楼层的高度，机电管道的设置，施工技术的要求，施工工期的长短和投资造价的高低都要认真的考虑其中。

（2）高层建筑的结构设计中对于水平力的设计是重要的组成部分，在低层建筑的设计中，水平力的影响比较小，常常以抵抗竖向的荷载为主，侧向的位移比较小，通常可以忽略不计，在高层建筑结构的设计中，随着高度的增加，风荷载和地震产生的内力和位移也迅速增大，所以我们在高层建筑结构设计中必须重视对水平力的设计。

（3）在高层建筑结构的设计中，要求高层建筑结构的整体设计必须要有足够的承载力和抵抗侧向力的刚度，将结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定的范围内。因此，在具体的高层建筑结构项目设计时，高层建筑所需的侧向刚度由位移控制并体现，侧向刚度和建筑物的承载力必须按照标准严格的要求，确保高层建筑物的安全。

（4）在设计的过程中，要注意减少建筑物的自重，从地基承载力和桩基承载力来考虑，如果在同样的条件下，减轻房屋的自重就意味着减少基础的造价和处理措施；或者可以增加建筑的层数，这在实际建筑中更具有经济效益，另外，抵抗地震的能力和建筑的质量是成正比的，地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比，减轻房屋的自重是提高结构抗震能力的有效方法，所以在高层建筑中，应优先选择高强度的建筑材料。

（5）在高层建筑的结构设计中必须做好抗风的设计工作，保证高层建筑有足够的承载力和足够的刚度，严格控制好在风荷载下的位移值，保证在恶劣条件下也有良好的居住和工作环境，维护结构和装饰的构建也必须有足够的承载力，并且要与主体结构可靠的连接，保证整个结构的安全系数最高。

（6）对于有抗震设防的高层建筑，建筑工程地质的选择和处理是关键，在进行建筑结构设计之前，首先要对地质情况进行严格的勘察，详细摸清地质情况，我们尽力选择开阔平坦的地带，场地的好坏对于抗震也起着不可低估的作用，所以我们在建筑结构设计之前就要尽量选择对抗震有利的地段进行建筑，；对于不良地质，进行相应的地基处理，并选取可靠的基础形式，是保证建筑结构安全的必要前提。

（7）下部结构的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。考虑地基基础的受弯承载力增大时，对于上部结构与基础连接部位、相临基础及承当上部结构嵌固端的地下室结构，应考虑弯矩增大的作用。

2 高层建筑概念设计的原则

（1）以承载力、刚度、延性为主导目标，实行多道防线刚柔结合的结构设计形式，也就是高层建筑必须要有一定的承载力和必须的刚度来抵御风的荷载和小型的地震，随着第一道防线被破坏，结构变柔后仍然有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。

（2）在对结构进行计算机的分析计算时，应该应用最简单、直接、最清楚的计算方法，将结构的受力与传力的设计一目了然，既简单、明确又直接。最好避免出现以抗扭为主导的传力构件。

（3）尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度中心和建筑物表面力作用中心或质量重心靠近或重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转现象。

（4）建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件也必须均匀、连续，避免出现薄弱层和上下层间的剪切刚度、弯曲刚度的突变，以保证高层建筑物得安全。

（5）一定要重视上部结构与其支撑结构整体共同作用的影响，也就是传力与受力结构两者之间的共同作用时对结构产生的影响；比如，在高层建筑的箱基和筏基的底板设计中，计算软件无法进行上部结构一地下室一地基基础的相互作用分析，计算出来的底板内力远远大于底板实际受到的内力。

3 高层建筑中结构体系的选择

高层建筑的结构设计也就是在各种荷载之下，选择最优化的设计，以便最好的承受各种的荷载，在这个过程中，我们必须要对建筑的结构形式进行综合的考虑，如按建筑的材料区分主要有钢筋混凝土结构、钢结构、混凝土和钢的混合结构；按建筑的结构形式区分主要有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构、筒中筒结构等。对于结构的选型来说，没有普遍使用的标准，随着建筑的环境，功能要求有所改变，每一项的选择都要优胜劣汰，需要工程师仔细的斟酌，选择最好的设计方案。如今：在结构的竖向平面内增加斜向支撑，形成组合框架式结构的做法，已在工程界广泛采用，并被认为是增加高层结构抗侧移刚度的最有效和经济的方法。

（1）剪力墙的结构体系

剪力墙一般是现在高层建筑中最常用的设计结构体系。剪力墙的结构体系，是以一系列的剪力墙纵横相交，既可以做承重的结构又可以做分间隔墙，一举两得，并且由于墙体的交错，所以比框架结构的刚度要大得多，这是在高层建筑中抵抗风荷载和地震的有力的条件。采用剪力墙的结构可以减少非承受墙的数量，室内没有外漏的梁柱，用户喜欢；同时，这种设计也有自己的缺点，就是剪力墙组成很多小的房间，对建筑的整体的布局设计受到很多限制。

（2）框架轻体墙结构和框架剪力墙混合的结构。

这种设计的优点是降低高层住宅的自重，还可以使内部空间的设计有很大的自主性和灵活性，在国内被广泛采用。由于框架体系的刚度不大，建筑越高，这种设计的弱点就越会暴露：抗高空的风荷载和抵抗地震的能力比较弱。对于这种特点，可以在框架结构的体系中选择适当的位置增加剪力墙，以弥补框架结构的不足，但框架结构的框架柱往往暴漏在室内外，影响了整个建筑的美观，用户也不是很喜欢，如果采用异行的框架柱，结构的设计和计算又比较复杂。

（3）筒形结构的设计

超过30层以上的高层建筑受到较大的侧力，为一般结构体系所不能承受，而筒形结构的刚度较大，中央设有井筒，设置的柱子形成筒状柱网，核心井筒与周围框架共同工作，形成抗侧力极强的结构体系。核心井筒可作为电梯间、楼梯间、设备管道间使用。井筒与四周钢筋混凝土柱网之间有横梁或板联系。全部的内隔墙为轻质墙，外墙为保温的围护墙。内外筒之间可以自由分隔，十分灵活。

（4）其他的结构体系

在经济快速发展的今天，高层建筑的结构发展也是日新月异。很多新的结构体系不断出现，对于我们结构设计师是一项前所未有的挑战，如：筒中筒结构的发展，或者束状筒的组合，外筒架交错，以中心井筒悬挂式结构以及很高的支架梁的体系等，这些新的结构体系给人们提供了更优美、更舒服的居住生活的环境。

4 结语

总之，随着城市经济的快速发展，人们对高层建筑的使用提出了更高的要求，结构设计师们也有了更高的目标。对于掌控高层建筑安全前线的结构工程师，我们思想上必须与时俱进、开拓创新，必须善于总结经验，在实践中推广和运用概念设计的思想，不断提高建筑结构设计的水平。我们相信，越来越多优秀的工程师会投入到高层建筑结构设计当中来，利用自己的专业能力，提高高层建筑结构设计的质量，引领高层建筑结构思维的跨越。

参考文献：

篇2

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；要点探讨

引 言

随着我国经济的大力发展，我国的建筑设计水平也随之提高。随着建筑行业的进程不断加快，能源日益短缺，这是建筑行业目前所面临的问题。因此，在建筑行业今后的发展中，设计师只有不断的加强建筑剪力墙的结构设计，才能够满足人们实际需求。建筑剪力墙的刚度越大，则建筑的整体性就越好。将剪力墙融入到建筑设计中，能够起到很好的抗震作用，不仅如此，剪力墙的成本价格也比较实惠，所以被广泛的推广和应用。由于人们生活水平的提高，导致人们对建筑设计的要求也越来越高[1]。因此设计出满足人们需求的建筑是当前建筑行业的目标。

1 剪力墙的含义

剪力墙结构能够代替建筑框架结构中，梁柱承担来自不同方向的荷载，还能够控制结构水平力上混泥土和钢筋现浇的结构。剪力墙结构主要分为两种，一种就是连梁结构，还有一种是墙肢结构，剪力墙的优点很多，例如：刚度大、承载力强、整体性好、建筑过程用钢量偏少等。因此，剪力墙结构技术将会被广泛的推广和使用，例如：位于学院路口的庐山花园，里面的高层住宅结构设计，其居室与客房空间都是相对较小的，设置了很多的分隔墙，对其运用现浇剪力墙结构技术，能够使得承重墙与分隔墙之间相互结合，经济性较强。因此，在今后的建筑设计中，要加强对剪力墙的研究与探讨，并对剪力墙结构技术进行重点分析，进而不断的提高剪力墙的结构设计水平。

2 剪力墙的优点

在建筑结构设计中融入剪力墙结构设计，不仅能够降低用钢量，还能够降低建筑工程的成本，与此同时，剪力墙的整体性能比较强，因此建筑剪力墙的刚度越大，则建筑的整体性就越好，剪力墙的刚度能够抵挡各种类型的荷载，特别是水平方向的。在高层建筑结构设计中有效的融入剪力墙结构设计，能够使建筑内部的分隔墙和建筑内部的承重墙有效的结合在一起，进而使得建筑物内部的空间不仅安全，还美观。

3 剪力墙的缺点

剪力墙就跟网络一样，有利就有鄙。虽然说剪力墙的优点很多，但是在其众多的优点之下，还是存在一定的缺点。在框架结构上，剪力墙会导致建筑重量增加，进而导致建筑成本增加，因此地震反应也会随之增加；虽然，剪力墙结构设计能够降低钢筋的使用率，但是也会降低结构的延性；剪力墙的墙肢自身的承载能力会受到一定的制约，进而不能够得到充分的利用；虽然说剪力墙的刚度能够抵抗侧向变形，与此同时，建筑本身的结构自上而下也需要进行加强，因此将进一步导致建筑成本的增加[2]。

4 剪力墙结构的要点

4.1 对剪力墙暗柱钢筋进行合理配置

相关规定表明，对于一级、二级以及三级剪力墙结构设计，一定要设置暗柱与端柱。在剪力墙结构设计中设置暗柱与端柱，能够在一定程度上消耗大量地震波的能量，因为剪力墙的边缘构建抗拉的能力很强，所以能够有效的提高建筑的稳定性。例如：坐落在南京路口的金色水岸办公住宅楼，其地下有一层地下车库，地上为29层的公寓住宅，建筑的总高度约为82m左右，。金色水岸经过论证后，决定采用剪力墙结构类型，来直接承受建筑物来自各个方向的荷载，进而提高建筑的抗震能力。

4.2 对剪力墙结构进行合理布置

在建筑结构设计中，能够有效的利用钢筋水泥混泥土的剪力墙，承担一定的水平地震作用力以及来自各个方向的荷载力。所以，在对剪力墙进行布置的时候，一定要达到建筑本身的要求，找到建筑自身的曲线，再对其进行规则性的布置。在对其进行布置的时候，除了要考虑建筑竖向的承载构建的布置，还要考虑建筑结构的对称性，进而避免建筑在受到水平地震力的时候，发生扭转效应。

对剪力墙结构进行合理布置，首先，要慎重的选择短肢的剪力墙结构，这样不仅能够对建筑进行灵活的布置，还能够有效的减少建筑结构的重量，短肢剪力墙结构，建筑的抗震能力不强，不能够保障建筑的稳定性。所以，在选择的时候，一定要进行深思熟虑。其次，在建筑结构中不能够出现独立的小墙肢，如果在建筑设计中，出现了独立的小墙肢，就会加大建筑施工的难度系数。因此，在建筑设计中，要运用合并洞口来对建筑剪力墙进行合理的布置，进而来避免使用独立墙肢，降低施工的难度系数。最后，要保障剪力墙的整体刚度，在施工过程中，如果剪力墙的刚度过大，那么就能够有效的减少施工的时间，导致地震力较大，消耗更多的加建筑能源，经济效应差[3]。除此之外，地震力增大将会导致建筑墙肢与连梁超筋之间不能够达到抗剪力的标准，因此加大了截面设计的难度系数。所以在控制剪力墙整体刚度时，一定要满足位移限制的标准。

4.3 合理的控制剪力墙结构参数

为了保证高层建筑结构设中剪力墙结构布置的合理性、恰当性、以及科学性，就要对位移比例、侧向刚度比例、周期比例等等，一些参数进行有效的控制。位移比例通常是指高层建筑中，竖向构建本身的楼层之间的位移与楼层平均值，以及水平位移之间的比值。除此之外，还对剪力墙结构布置其自身的不规则性进行限值，这样能够有效的防止建筑出现偏心力，出现建筑扭转的现象。位移比限值得基础就是对刚性楼板的确定，高层建筑的竖向构建位移比例不能够超过1.2m的。

4.4 剪力墙的连梁设计

剪力墙本身就有一定的刚度和强度，只有这样才能够协调好连梁与墙体之间的工作，连梁能够提高剪力墙刚度的作用。所以，在进行高层建筑整体计算的时候，一定要折减连梁的刚度。但是折减的值要保持在零点五到一之间。假如其在折减弱刚度后，建筑结构的受弯承载力不足，可以适当的降低连梁的高度，进而来降低地震带来不看影响。

5 结束语

综上所述，随着建筑行业的发展，剪力墙结构技术将会被广泛的推广和使用。所以，在进行建筑结构设计的时候，一定要充分的将剪力墙的作用发挥出来，进一步提高高层建筑的抗震水平。由此可见，在建筑结构设计的过程中，将剪力墙结构融入进去，能够有效的提高建筑的抗震性能。因此，在今后的建筑设计中，要加强对剪力墙的研究与探讨，进而不断的提高剪力墙的结构设计水平，只有这样才能够满足人们对建筑的需求，做到与时俱进。

参考文献

[1]郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用，2011，01（11）：39～40.

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关键词：高层建筑；结构设计；问题

中图分类号：TU208文献标识码： A

高层建筑设计与施工是一个系统工程特别是设计阶段的工作尤其要引起重视。高层建筑的结构设计还有其他的重点问题，比如扭转的问题，要求几何中心、刚度中心、结构重心合为一；此外还要注意抗风结构的设计，保护建筑的支撑结构和装饰结构等；抗震结构也是建筑高层设计的难点，这需要设计人员有灵活性。最后，设计人员要注意消防设计，尽量减少高层失火对人们的伤害。

1、高层建筑结构设计的概况及意义

随着我国城市化进程不断加快，城市人口显著增多，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天，仍会因为高层建筑复杂的结构，较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有:首先，如果建筑所使用的面积一定，设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积，可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面，精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观，或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理，就会给城市带来热岛效应，影响城市居民的生活环境，甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次，如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定，那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积，得到更多的空闲地面，用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。

2、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构可以设想成为支撑在地面上的竖向悬臂构件，承受着竖向荷载和水平荷载的作用，与多层建筑结构相比，高层建筑结构的设计具有以下几个方面的特点。

2.1、水平荷载成为设计的决定因素

图1高层建筑结构的受力及变形示意图

对于高层建筑结构，一般是竖向荷载控制着结构的设计。随着房屋层数的增加，虽然竖向荷载对结构设计仍有着重要影响，但水平荷载已经成为结构设计的控制因素。而且，与竖向荷载相比，作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值与结构的动力特性等有关，且具有较大的变异性。

在竖向荷载和水平荷载作用下，如图1（a）（b）所示，高层建筑结构底部所产生的轴力N和倾覆力矩M与结构高度H分别存在着如下的关系式，即：

结构底部的轴力

N=ωH

结构底部的倾覆力矩

式中，ω、q、qmax分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载和倒三角形分布荷载的最大值（kN/m）。

2.2、侧移成为设计的控制指标

我们知道，随着建筑高度的增加，水平荷载作用下结构的侧移急剧增大，水平位移增加的速度最快，内力次之。因此，高层建筑结构设计时，为了有效的抵抗水平荷载产生的内力和变形，必须选择可靠的抗侧力结构体系，使所设计的结构不仅具有较大的承载力，而且还应该具有较大的侧向刚度，将水平位移控制在一定的范围内。

2.3、延性成为结构设计的重要指标

对地震区的高层建筑，应确保结构在地震作用下具有较好的抗震性能。结构的抗震性能主要取决于其能量吸收与耗散能力的大小，而它又取决于结构延性的大小。因此，为了确保建筑结构在进入塑性变形后仍具有良好的抗震性能，需加强结构抗震概念设计，采取恰当的抗震构造措施，来确保结构具有较好的延性。

3、高层建筑结构设计的原则

高层建筑结构设计原则，是高层建筑结构设计过程中需要注意的重要标准和准则，也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障。只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下，才可以进行建筑结构设计。总体来讲，高层建筑结构设计原则主要包括以下几点:

3.1、基础方案合理

建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础，在实际的建筑结构基础方案设计中，需要根据实际施工地质条件，根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告，最大程度的发挥建筑物地基的潜力，必要的情况下还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面，还需要对建筑物进行综合性分析，尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型，通过对这些综合性分析，最终选定最适合的基础方案，从而可以在提高设计质量的基础上提高经济效益。

3.2、计算简图适当

计算简图设计，也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题，主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析，而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析，才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲，建筑物结构节点问题，建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是刚节点，在进行计算简图设计时，需要对建筑物结构节点进行深入研究，提高计算简图计算的精确性，进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。

3.3、结构措施完善

除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外，还有一条基本原则是经常忽略的，那就是结构措施完善原则。在进行建筑物结构的设计时，需要注意结构组件的延展性，例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时，还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响，对于这两方面的问题，在实际的设计过程中，需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则，只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。

4、高层建筑结构设计的问题

4.1、结构的规则性问题

新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，在这方面增添了相当多的限制条件。例如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

4.2、超高问题

在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制。尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外，增加了b级高度的建筑。因此，必须对结构的该项控制因素严格注意。一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。

5、高层建筑结构设计的对策

5.1、高层建筑结构的规则性

高层建筑结构的规定了结构嵌固端的上下层的刚度比、平面规则性等等，因此，应严格按照规范执行。

5.2、高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

短肢剪力墙在新规的定义是，墙肢的截面的高度和厚度比在5～8的墙，这加大了在高层建筑中使用的难度。因此，在设计高层建筑结构的过程中尽量避免使用。

结束语

改革开放以来，伴随着国民经济的快速发展，加上科学技术的不断进步，我国高层建筑行业取得了重大的突破。高层建筑结构设计是否合理，不仅仅影响到高层建筑实施施工，而且还直接影响到高层建筑建设以及后期养护的顺利开展。

参考文献

[1]周世航.浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策[J].广西城镇建设,2013,05:80-82.

[2]殷辉.高层建筑结构设计存在问题及对策分析[J].硅谷,2013,21:164+141.

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关键词：高层建筑；结构设计；钢筋混凝土

中图分类号： TU208 文献标识码： A

在现代高层建筑工程施工中，钢筋混凝土结构的应用日益广泛，在提高建筑结构的安全性、稳定性与耐久性等方面发挥着非常重要的作用。做好钢筋混凝土结构设计是高层建筑工程质量的重要保证。在具体的高层建筑钢筋混凝土结构设计中，应该突出设计的内涵，体现高层建筑钢筋混凝土结构的重要功能，对高层建筑设计中钢筋混凝土结构方面的关键问题进行全面思考，从短支剪力墙、结构体系、高度控制等关键环节展开对高层建筑钢筋混凝土结构的设计控制和管理，进而为高层建筑钢筋混凝土结构设计目标的达成起到重点方面和体系方面的支撑作用。

1做好高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要意义

做好高层建筑钢筋混凝土结构设计工作必须要体现设计的重要功能，我们可以将高层建筑钢筋混凝土结构的基本要求总结为如下几点：

1.1高层建筑钢筋混凝土结构的安全性

高层建筑设计钢筋混凝土结构的强度和功能时要以突出安全性为第一要务，要确保在设计年限内高层建筑钢筋混凝土结构在各种负荷和影响下的稳定性和安全性，同时要确保突发事件和偶然事件中高层建筑钢筋混凝土必须的稳定性和结构延性。

1.2高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性

高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中要有年限上的考虑，要在规定的年限上实现高层建筑的稳定以及钢筋混凝土结构的功能连续，形成有益于实现设计目标的耐久性基础。

1.3高层建筑钢筋混凝土结构的适用性

通过高层建筑设计工作的突出，要实现钢筋混凝土结构具有在一定时间内功能的实现，这样就可以保证高层建筑整体的使用要求，也可以保障钢筋混凝土结构对于裂缝、撞击、地震、形变等各种影响因素的抵御能力。

2高层建筑钢筋混凝土结构设计中关键问题

2.1短肢剪力墙的设计

高层建筑设计短肢剪力墙具有强烈的功能性，但是，短肢剪力墙的设置需要遵照一定的规范，切不可在设计中频繁采用，也不能布设过多，应该在确保高层建筑抗震目标达到的范围内，尽量降低短肢剪力墙的设计数量，这样的设计可以降低后续高层建筑钢筋混凝土结构施工和处理过程中的难度。

2.2结构体系的选择

高层建筑钢筋混凝土的结构体系是整个设计工作的选择重点，通常的设计方式是：要在尽量减少高层建筑钢筋混凝土结构刚度的前提下，优化高层建筑的外观和内部结构，保障结构对形变和强度的范围上的满足。

2.3结构高度的控制

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中常会出现超高的问题，这不利于高层建筑物抗震性能的实现，由于不同高度会出现不同级别的设计规范形式，因此，当结构高度出现变化时，特别是出现超高问题时，要重新进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计工作。

2.4建筑结构平面的设计

若对高层建筑钢筋混凝土结构设计无特殊要求，则要尽量选用形状规则而简单的平面布置结构，以此合理分布承载力和刚度，并弱化风力影响。如对于A级高层建筑而言，不适宜将其设计为细腰形或角部重叠式的平面图形，而且出于对扭转的考虑，必须将竖向构件水平和层间最大位移控制在该楼层平均位移值的1.2倍和1.5倍之内；对于必须设计的框架结构防震缝，其缝宽、高度通常分别大于100mm和小于15m；若防震缝两侧具有不同的房屋高度，则要根据低高度房屋确定缝宽；虽然不提倡采用短肢剪力墙，但若不得不采用，则必须使其截面厚度低于30cm，且每个肢截面的高厚最大比值必须处于4-8之间。

3高层建筑钢筋混凝土结构设计的要点

3.1加强抗震功能

高层建筑抗震功能主要由钢筋混凝土结构来实现，因此，需要重视抗震这一环节，要在设计工作中将抗震设计作为高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要因素和关键影响。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话，其振型数则应该多取，例如房屋结构中含有多塔结构、顶部有小塔楼、转换层等，其振型数应尽量取≥12的数，但是它的大小依然不可以大于房屋总共层数的3倍，除了含有弹性的楼板，而且在进行总刚性的分析时，它的振型数才可以取得更大些。在对建筑物的框架柱进行设计的过程中，要对其面积进行全面的控制，保证其在一定的范围之内，这样才能够有效的提高建筑的质量。在对配筋进行设计的过程中，不但要对建筑的配筋进行不断的加强，而对于支座的部分要按照相应的规定进行相应的调整，这样才能够有效的增强建筑结构的承载能力。

3.2高强混凝土合理运用

在高层建筑混凝土结构设计中关键的步骤之一是合理地使用高强混凝土，为了有效地降低建筑的用钢量，可以在建筑设计的时候使用高强混凝土，这样可以大幅度地节约建筑的成本。这样的做法可以明显地降低基本设施的实施难度和工程的造价，用来取得较好的经济效果。

3.3增强地基承载能力

对于建筑结构的设计而言，地基的设计是整个设计的重要部分，建筑地基的设计好坏能够直接影响到整个建筑结构的质量和使用性能。因此，对于建筑地基的设计就显得的至关重要。在对建筑地基进行设计的过程中，进行宏观的把握，要严格的把握地基的承载能力，并且还要对建筑地基的变形和沉降等问题进行充分的考虑。对于层数较高的建筑物而言，其进行地基的设计时通常都会将其设置在地下室，这样就能够有效的对地基的沉降程度降到最小，从而有效的保证了上层结构的牢固性，提高了整个高层建筑的承载能力。除此之外，在进行建筑地基设计的过程中，还要按照相关的规定对其进行相应的规范。对于层数较多的建筑而言，通常都会对地基进行相应的处理来对高层建筑的沉降进行有效的控制。

3.4提高耐久性

必须加强高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性设计，在原来的混凝土结构设计方案中，没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，从而导致建筑的可靠指数明显降低。因此在对一般的高层建筑混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高，对工程的质量要求也相应地得到提高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断地放弃经济这个指标。

3.5扭转问题分析和几何中心的确定

为了避免由于水平荷载和扭转作用的建筑物破坏，结构和布局应在结构设计合理的前提下，尽可能使建筑达到三心合一的目的。在水平荷载作用下，高层建筑扭转功能取决于质量分布。为了减少结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用正方形、矩形、圆形、多边形等简单形式。在某些情况下，街道景观的要求和限制，城市规划的高层建筑，不使用简单的平面结构，不规则的平面形成L形、T形、十字形等复杂形状，在突出部分的宽度和厚度比的控制范围规范允许的布局结构。建筑结构振动周期包括两个方面：结构的固有周期的合理控制和振动控制周期可以使周期误差的开放性降低。

4、结束语

综上所述，钢筋混凝土结构是高层建筑的基础，如何科学地进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计已经成为行业的重点，在设计中应该把握高层建筑钢筋混凝土结构设计的关键环节和难点，充分发挥钢筋混凝土结构在整体性和机械性能上的优势，设计出高层建筑钢筋混凝土结构的精品，在实现高层建筑稳定和安全的同时，实现高层建筑舒适度和功能性的保证。

参考文献

[1]葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业,2011(16)

[2]崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品,2010(01)

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关键词：结构体系；抗震防线；框架结构；抗震性能

Abstract: Nowadays with the Ya'an earthquake occurred frequently, to the people in the building structure design has sounded the alarm. The seismic performance of building structures has become the focus of attention. Seismic performance design is reasonable or not decides the final result of the whole building can reach the standard, therefore, brook no delay to enhance the seismic performance of high-rise. In this paper, according to the design principle of the working experience of high-rise building structure design work, design of structure system, structure layout are analyzed, with the hope that people of the same trade, put forward valuable suggestions.

Keywords: structural system; antiknock; frame structure; seismic performance

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、 高层建筑抗震结构设计的基本原则

（一） 结构构件性能

1、 高层建筑结构的构间要遵循“强柱弱梁、 强剪弱弯、 强节点弱构件、 强底层柱 （墙） ” 的原则。

2、 在某些存在薄弱部位的构件及时做到增强其抗震能力。

3、 主要耗能构件不宜选择承受竖向荷载的主要构件。

（二） 抗震防线要尽可能的多设置几道

1、抗震结构的体系主要由一些延性较好的分支体系构成，并且以延性较好的构件一起协同工作来增强抗震性能。

2、 较强烈的地震过后常常伴有余震，为避免建筑物再遭破坏需要多道防线，抗震结构体系应有最大可能数量的外内部冗余度，有意识的建立一系列分布的屈服区，主要的耗能构件一方面需要有较高的延展性，另外还需具备适当的刚度，这样结构体才能把大量的地震能量扩散和吸收掉，避免震时倒塌。

3、 把结构构件的强弱关系处理好。在同一楼层最好使主要构件在屈服以后，其它的抗侧力构件还处于弹性阶段，能使有效屈服保持的阶段比较长，使结构的抗倒塌能力和结构的延展性得到提高。

4、 抗震设计中部分结构设计过强则会导致其它部位相对薄弱，在设计时应当引起注意。

（三） 建筑体薄弱部位必须提高抗震能力

1、 在强烈地震下的构件根本没有强度安全储备，对构件的实际承载能力进行分析是判断那些部位薄弱的基础。

2、 要使楼层的实际承载能力和设计计算的弹性受力比值保持均匀，如果楼层的比值出现突变，塑性内力重新分布会导致集中地塑性变形。

3、 尽量避免在局部加强而忽视各结构部位刚度与承载力的协调。

4、 有目的对抗震设计的薄弱部位进行控制，既要使其具有当然的变形能力，又可以使薄弱层不发生转移。这种手段能有效的提高其抗震性能。

二、 选择合理的结构体系

根据抗侧力结构的不同，钢筋混凝土结构主要可分为框架———剪力墙结构、 框架结构、 剪力墙结构、筒体结构等几种结构体系，它们各自的受力特点以及抵抗水平力的能力，尤其在抗震性能上的表现也有所不同，适用用范围也有一定的针对性。

（一） 框架结构

框架结构主要由柱与梁构件以节点来进行连接构成。框架中的梁和柱承受着垂直荷载和水平荷载，在建筑的层数较少的情况下，水平荷载对结构的影响很小，适于采用框架结构体系。如果层数较多框架结构在水平力的作用下，内力分布均衡性较差，同时还存在着有的楼层层间屈服强度特别弱的情况；并且由于框架结构构件截面惯性矩比较小，而导致侧向变形较大和刚度较小，一旦遇到强烈地震，薄弱层首先屈服出现弹塑性变形，震害中一般是梁较轻柱较重柱顶重于柱底，尤其是边柱与角柱的被破坏率更高。剪跨度小的短柱容易在柱中发生剪切破坏，通常情况下都是柱端出现弯曲性破坏。所以说框架结构在高度上有所限制主要用于层数较少的建筑和非抗震设计中。

（二） 剪力墙结构

在剪力墙结构中，剪力墙沿着横纵方向多轴线斜交或者正交来布置，由钢筋混凝土墙体来承受全部的竖向荷载和水平荷载，它是一种以弯曲变形为主的刚性结构，它的抗侧力强度要大于框架结构，在水平力的作用下不但空间整体性不错而且侧向变形较小。剪力墙结构的工作状态可分为小开口墙、连肢墙和单肢墙。其中小开口墙和单肢墙的截面内力几乎接近于按材料力学公式呈直线分布的规律。联肢墙则主要通过连系梁来使各墙肢体来共同工作。地震力矩可由连梁对墙肢的约束力矩与多个墙肢的截面内力矩来共同承担，设计要以 “梁先屈服，然后是墙肢弯曲被破坏而导致承载内力丧失。”为原则。在连梁钢筋屈服且有延性时大量的地震能量被吸收掉，弯矩和剪力得以继续传递，对墙肢有约束作用。由于剪力墙结构的自重比较大，建筑平面布置的局限性也比较大，对建筑内部大空间的需求难以满足，因此它多用于房间面积不大，墙体布置较多的建筑物中。

（三） 框架———剪力墙结构

它主要是指在框架结构中的合适部位增设剪力墙，是一种刚柔结合的结构体系，由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中水平力由剪力墙与框架共同承担，但是剪力墙与框架的刚度相差较大，变形状态各有不同，必须要通过各层楼板来使它们的变形达到一致以达到剪力墙和框架协同工作的效果。从受力的特点上来进行分析，剪切墙主要是以弯曲变形为主要特点，框架则是以剪切变形为主要特点，由于在变为上的协调，建筑物遇震时，在底部剪力墙协助框架进行抗震，在顶部框架则协助剪力墙来进行抗震。两种结构各自发挥特点进行联合抗震，抗震能力大为提高可适用于各种高度的建筑物。通过对以上三种抗震结构方式的分析可以看出建筑物的用途与高度是选择何种结构方式的重点。

三、 选择合理的结构布置， 协调好建筑与结构的关系

（一） 既要满足建筑功能所要达到的要求，又要注意经济适用，利于施工。建筑物的开间、 层数、层高以及进深等体型和平面关系不但要满足使用要求，还要把类型减少最好达到对标准层的重复使用。

（二）高层建筑的主要矛盾是对位移的控制，不但要从立面变化和平面体型等方面来考虑提高结构的整体刚度来把结构的位移减少。在进行结构布置时,必须加强结构的刚度以及整体性，重视对构件的连接，使结构各部分能以最有效的方式在结构体上共同作用。重视基础整体性的加强，能把基础平移或者扭转对结构的侧移影响减少，另外还要加强应力比较复杂部位的强度和薄弱部位的强度。把结构的整体宽度加强也能够有效减少侧移影响，在其它条件未发生变化时，变形与宽度的三次方成正比，所以说对建筑体的高度与宽度加以限制对于抗震相当有利，因体型偏重而扁的建筑体是不合适的，建筑体最好选择刚度比较大的平面形状， 比如说圆形、方形、接近方形的矩形、Y 形等。也就是把建筑体的使用要求与多样化和结构的要求进行有机的结合，有助于侧向稳定体系的建立。

（三） 为减少地震区在发生地震时对建筑结构的局部以及整体造成的不利影响，应当注意建筑体的平面形状要规整避免出现内收或者外伸太大，层间屈服度和层间刚度的分布要均匀，建筑体主要抗侧力的竖向构件的截面尺寸、混凝土强度等级以及配筋量的改变，不要集中在同一楼层内出现。在平面内的长与宽的比不能太大会导致振动的同步性差，应当使荷载合力作用线通过结构刚度中心来把扭转的影响减少。在对电梯间进行布置时不应把电梯间设置在端部的角区或者平面的凹角处，这会对刚度的对称性产生不利影响。

四、 结构的抗震性能的提高

在地震区进行高层建筑不但要求结构具有足够的刚度与强度，抗震性能的提高也至关重要，所以建筑体具有一定的塑性变形能力来吸收能量，能有效减少地震的破坏。

（一） 框架结构

在对框架结构进行设计时应尽力做到不破坏节点，通常情况下梁比柱的屈服要早一些，在同一层中各柱的两端屈服的时间长一些有利于对建筑体的保护，底层柱底的塑性铰最好晚一些形成，必须使梁柱端的塑性铰出现得尽可能分散，以便使抗震能力得以充分发挥。要使钢筋混凝土结构具有足够的延展性与承载力，在设计时必须遵循“强柱弱梁” 、“强剪弱弯” 、“强节点弱构件”的原则，柱截面尺寸的设计要合理，构造配筋要求必须要达到，尤其是节点的构造必须加强。

（二） 框架———剪力墙结构和剪力墙结构

对于剪力墙结构和框架———剪力墙结构中剪力墙的高与宽的比不易小于 2，这样在地震的作用下会呈现出弯剪型破坏，并且塑性屈服在墙的底部出现。连梁的塑性屈服最好在梁端，并且要有足够的变形能力。在遵循“强墙弱梁”的原则下把墙肢的承载力加强，能提高抗震能力，能避免墙肢被剪切而破坏。

结语

近年来，随着我国高层建筑体的迅猛发展，对高层建筑体的抗震要求也越来越高，科学的高层建筑体的抗震设计必将会将损失减到更小，希望通过本文的认识有助于建筑行业者完善建筑结构设计，建造出抗震能力更加优秀的杰作。

参考文献：

[1] 和佳一.浅谈高层建筑结构抗震设计[J].中国新技术新产品.2011,12:156.

[2] 卢伟. 高层建筑抗震结构设计之探讨 [J]. 价值工程.2011,05:84-85.

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关键词：结构设计；水平力；扭转

Abstract: n, the specification only given the minimum limits or recommended values for the considerable part of the components in structural design, in the actual design process, everyone's different understanding may be take considerable differences in the entire design. There are some areas belonging to the conceptual design especially worthy us to explore together.Key words: structural design; horizontal force; to reverse

中图分类号：TB482.2 文献标识码： A 文章编号：

随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。

一、高层建筑结构设计的问题

（一）高层建筑结构受力性能

对于一个建筑物的最初的方案设计， 建筑师考虑更多的是它的空间组成特点， 而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成， 因此结构必须能将它本身的重量传至地面， 结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。

（二）高层建筑结构设计中的扭转问题

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点， 即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏， 应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局， 尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制， 高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L 形、T 形、十字形等比较复杂的平面形式时， 应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。

（三）高层建筑结构设计中的侧移和振动周期

建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面: 合理控制结构的自振周期; 控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。

1、结构自振周期

高层建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范围内:

框架结构: T 1= (0. 1～ 0. 15)N

框―剪、框筒结构: T 1= (0. 08～ 0. 12)N

剪力墙、筒中筒结构: T 1= (0. 04～ 0. 10)N

N 为结构层数。

结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内:

第二周期: T 2= (1 3～ 15 )T 1; 第三周期: T 3= (1 5～ 17)T 1。

2、共振问题

当建筑场地发生地震时， 如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近， 建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期， 通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系， 扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别， 避免共振的发生。

3、水平位移特征

水平位移满足高层规程的要求， 并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时， 地震力的大小与结构刚度直接相关， 当结构刚度小， 结构并不合理时， 由于地震力小则结构位移也小， 位移在规范允许范围内， 此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全; 其次， 位移曲线应连续变化， 除沿竖向发生刚度突变外， 不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型; 框架结构的位移曲线应为剪切型; 框―剪结构和框―筒结构的位移曲线应为弯剪型。

（四）位移限值、剪重比及单位面积重度

1、位移限值

在结构整体计算的输出结果中， 结构的侧移(包括层间位移和顶点位移) 是一个重要的衡量标准， 其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适， 过大或过小都说明结构刚度过小或过大(或者体现结构两个主轴方向的刚度是否均衡) ， 以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。现行规范中将顶点位移与层间位移并重对待，经实践探索并参照国外经验， 得出的结论为: 高层建筑尤其是超高层建筑， 顶点位移限值决定的不仅是其数值大小而且还有其振动频率，人的舒适感觉与振动频率有关而与振动幅度(绝对位移) 关系不大， 即摆动频率不太高时就可满足人们的舒适度; 其次， 防止结构由于变形过大而可能遭受损坏或破坏的控制因素是层间相对位移， 而其限值在现行规范中似偏严， 可予放松。同一结构用不同的计算程序计算， 如果其层间位移数值差异很大，则有可能是其“层间位移”内涵不同所致， 有的是指楼层形心位移， 有的则专指考虑楼层转动后的最大角点位移， 后者通常比前者要大， 形心位移对规则建筑有意义， 而角点位移则更能反映结构楼层的真实位移，因此角点位移是结构工程师必须关注的一个数值。

2、剪重比及单位面积重度

结构的剪重比(也即水平地震剪力系数)是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标， 其大小主要与结构地震设防烈度有关， 其次与结构体型有关， 当设防烈度为7、8、9度时， 剪重比分别为0. 012， 0. 024， 0. 040; 扭转效应明显或基本周期< 3. 5s 的结构剪重比则分别≮0. 016， 0. 032， 0. 064。单位面积重度是衡量结构构件截面取值是否合理和楼层荷载数据输入是否正确的一个重要指标。

以上两个指标不仅在施工图设计阶段， 而且在初步设计阶段都是非常重要的数据， 其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适， 结构布置(包括构件截面确定) 是否合理， 电算数据输入是否正确， 以及最后决定电算结果是否可信可用等， 因此结构设计者对这两个指标切不可掉以轻心， 更不可认为是无关紧要的。

二、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有:

（一） 水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中， 尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比; 而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，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。

（二）侧移成为控制指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已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，与建筑高度H 的4 次方成正比。另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大， 在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况:

1、因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2、使居住人员感到不适或惊慌。

3、使填充墙或建筑装饰开裂或损坏 使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4、使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

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。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

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【关键词】高层建筑；要点问题；分析探讨

前言

在高层建筑框架式结构设计中，内部空间的使用更需对其灵活、科学地加以应用。在高层建筑主体框架结构的设计和应用方式中具有多元化的发展趋势，特别是在高度不超过60米的高层建筑内部，框架结构设计中，其由于楼高处于相对稳定的结构基础，在框架结构空间设计和利用中具有更为明显的优势。目前，在高层建筑的框架结构设计中，经常会出现一些影响建筑安全的的隐患设计。因此，相关人员在设计的时应谨慎、认真。

1 高层建筑框架结构设计中应注意的问题

1.1 水平负载能力问题

在高层建筑中，因其建筑结构复杂，楼层多，且建筑自身所承受的负载强度大，特别是支撑主体的框架轴，会承担整栋建筑所承受的弯矩力，然而建筑主体结构的抗弯距也会对主梁结构造成变形，楼基支柱中部顶梁负载能力随着楼层的增高而减小。楼体平衡框架的负载结构所承受的弯矩力增大，在高层建筑所使用的施工材料质量达到安全要求的情况下，中部支撑轴所发生的形变情况会对底部支撑构件造成位移趋势，这样就降低了建筑结构的抗震安全性。

1.2 轴向变形问题

关于高层建筑中出现的建筑结构偏心轴形变问题，是由于其结构支撑点是以垂直纵向结构支撑而达到稳定的，而纵向支撑轴所能承受的偏心力会引起支撑体发生变形。在一定的建筑高度范围内，便会造成建筑主体支撑点受力不均发生形变。

1.3 嵌固端问题

高层建筑结构的基坑深度一般比较深，大概有2层楼以上的深度。所以，在进行建筑地下结构嵌固端设计时，一定要把握好地下室顶板的支撑功能，才能合理安排它的位置。

1.4 侧移问题

在高层建筑中，由建筑楼高不同，其主体结构在受力均匀的状态下，向着相同受力趋势发生侧移现象，这种现象主要体现在建筑楼层水平负荷的增加，水平负荷达到建筑摩擦抗阻因数的临界值时，建筑结构就会出现一定限度的侧移。

1.5 韧性问题

结构韧性问题是高层建筑设计中最大的质量设计要求所在。它跟普通建筑的刚性抗震效果是有区别的。这是由于建筑高度上存在着明显的差异。一旦发生地震，它会对建筑纵向结构造成严重的扭曲。所以说，在高层建筑框架结构设计时，切不可采用刚性结构，建筑韧性等级和建筑结构的抗震因数有着非常大的联系。

2 高层建筑框架结构设计中要点分析

2.1 柱部设计

在高层建筑中，对结构柱的设计应先确定建筑类型柱部结构的选用情况。通常情况下，选择圆柱结构作为建筑地上结构的支撑体，方柱作为地下支撑体。对圆柱结构进行设计时应采用钢筋结构进行多层贯穿，这样可以保证圆柱结构的整体性。为了增强圆柱的抗震效果，还应在其内部嵌入至少8根钢筋，并采取螺旋式水平半径固定。方柱的内嵌钢筋采取排列规范严密的网格状立体钢筋结构进行浇筑，这样可提升方柱对楼基顶的支撑强度，另外，为了保证期支撑强度，还应在楼梯边角、楼梯间、中心支撑位置的柱部采用高密度钢筋贯穿的设计。

建筑结构柱内的钢筋为支撑顶梁结构，应采取纵向填埋，间距应控制在200mm以内，为了保证建筑物内部结构的美观，一般边缘柱部会内嵌在墙体或者窗框边缘，同时对柱部截面进行加粗处理。在北方地区，高层建筑物的结构设计中一般要预留暖气安装的位置，这样的话就应该在墙体内嵌柱部进行横截面增大时，切不能超出原面积的5%。一般高层建筑柱部横截面比例设计时常用450*450的平方结构柱。在浇筑混凝土时不能采用低于C25的水泥，不然就满足不了建筑框架结构的纵向承受压力。当减小柱部面积时，可采取横截面钢筋加压法完成，纵向密集钢筋内嵌时，混凝土会因密度过大而造成施工困难。在对方柱进行浇筑时，应增加混凝土强度等级，这样才能满足支撑轴压的设计比例，检测方撑的支撑时应使用贯通长柱，若使用短柱，则可能出现断面衔接问题。考虑到建筑框架结构的抗震稳定性问题时，对承压柱不同位置结构进行长度截面限制，对挑梁长度进行受力分摊。

2.2 梁部设计

一般高层建筑框架结构的承压设计选择的箍筋会有很强的抗震稳定性。在对箍筋的附加结构进行设计时，应考虑到的问题有：顶梁下界面附加承压情况；楼层的总承压情况。后者一般由横向钢筋断面进行支撑加固。横梁上柱的抗压断面是梁上主要受力集中区。横梁上柱的结构断面可不用附加箍筋支撑。在一定底部支撑截面高度内，可不用附加箍筋支持，只要根据承压状况与受力分摊平衡的特点，合理附件箍筋数量就行。主支撑梁高度在贯穿建筑物高层垂直空间时，应在相应的高度连接处附加暗梁顶板。当边缘辅助支撑梁承压达到平衡时，主梁就不需附加箍筋支撑。

在对钢筋进行施工距离设计时，要特别注意顶梁断面的平衡问题，填充加固箍筋的顶梁端头，这样可有效缩小钢筋间距，从而加密顶梁端头。建筑主体框架对接不适用辅助支架，小型截面梁架的上下两部分都可以采用相同直径的钢筋框架。在对边缘框架顶梁做嵌入设计时，应正确把握弹性抗震原则。可以使用箍筋加密的方式对钢筋结构顶梁支座进行稳固处理。在对挑梁截面的设计时，应采用等面积截面设计的方法，能在其承受一定的承重负荷的同时，等截面可分担楼体自重。挑梁施工采用圆形顶梁的特点进行建造，挑梁的端部使用附加吊筋进行加固处理，吊筋结构能在挑梁承压能力不足时起到受力补充的作用，配合挑梁对建筑结构进行有效固定。当外梁间的距离跨度超出建筑的平衡差时，辅助支撑梁的设计应该保持等高，尤其是外部框架结构距离顶板的尺寸较小时，外部支撑梁结构可以外墙结构进行连接，共同分担顶板受力，如果顶板设计采用现浇板进行覆盖时，可以有效减少顶梁受到的扭曲力。在上部顶梁的钢筋施工中，应该尽量缩小钢筋最小直径，增强顶梁的抗震韧性水平。

2.3 现浇板设计

高层建筑框架结构中，现浇板钢筋通常以大直径大间距为宜（直径可不同，但刚劲直径不宜过多，另外间距以200等距为宜）。在对几个相连房间同型号同间距板底钢筋连通，计算配筋时，应考虑塑性内力重分布。而制成在框架梁上的板负筋不能太大，否则就会对梁产生较大的附加扭矩。在连接薄、厚板时，应减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。而非矩形板以减小支座配筋，增大跨中配筋为宜。由于室内轻隔墙有可能发生移位，或板整体受力。因此，一般不加粗钢筋，而是整体提高板的配筋。

3 结语

上文围绕高层建筑框架结构设计中一些关键点问题展开论述，得出了一个结论：高层建筑结构设计是不容忽视的问题，设计人员只有严格按照相应的建筑构造规范要求执行，才能从根本上消除设计质量的隐患。

参考文献：

[1]胡桂燕.关于高层建筑框架结构设计中常见闻题的分析[J].中国高新技术企业，2008（15）.

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关键词：高层建筑；结构设计；钢结构；应用

随着我国社会经济的不断发展，高层建筑建设数量不断增多，高层建筑朝着纵向发展，钢结构可以广泛应用于住宅建筑以及工业厂房以及公共场所当中，从整体上来看，民用高层建筑钢结构具有良好的外观，较强的抗震性能以及总体成本低等优点。此外，建筑中所需的钢结构材料的主要用途之一就是加工制造，并在工地现场完成拼装工作，最终实现了施工效率的大幅度提升。下面结合工程实例，就高层建筑钢结构设计要点进行论述。

1 高层建筑钢结构的优点

高层建筑钢结构的优点主要表现在它的施工、使用功能以及设计等方面，将钢结构引入 民用高层建筑中的优势在于：一是弥补了传统结构的不足，分割方便，并大大提高了使用率； 二是钢结构在建筑使用中需要一些新型材料，如轻质墙板等，这些材料本身为绿色材料，有利于缓解能源 紧缺的现状；三是钢材本身的工业化程度高，同时又是一种可再生材料，所以满足环保、节能的要求；四是与其他建筑体系相比，钢结构体系质量较轻，能够有效减少地基的资金投入。

2 高层建筑钢结构设计原则

总的来说，民用高层建筑钢结构在设计过程中需要遵循以下几个方面的原则：第一，整体原则，过去的钢结构建筑往往都会采用先建筑后结构的方式来完成设计工作，但是高层建筑钢结构自身会用到一些比较特殊的材料，同时还会借助一些技术性特别强的计算机软件进行模型的综合，因此，我们需要将设计与结构进行了有机的结合，将两者的目标在同一时间内达到；第二，优化原则，在这一原则下应尽量选择比较薄的截面，并选择拥有稍强刚度的下截面。同时，还应该尽可能地避免选择相关规范中所提出的最小截面。例如，《钢结构设计规范》中明确指出，对于钢结构的受力构件不能选择厚度低于4mm的钢板，同时还不能选择厚度低于3mm的钢管；用于钢结构屋架中的角钢构件，在螺栓连接方式下应注意螺栓开孔对截面削弱造成的最小边距的影响等问题。

3 高层建筑钢结构设计实例分析

3.1 工程概况

某高层建筑，总建筑面积10万m2，地上 40 层，地下3层，高度167m。抗震设防烈度为6度。本工程负3层至地上3层均采用框架-筒体结构，第4层为梁式转换层，梁截面尺寸最大为1200mm×3500mm，板厚190mm，5层以上采用剪力墙-核芯筒结构。基础采用型钢混凝土柱，楼面采用钢筋混凝土楼板。

3.2 钢结构的设计

根据结构受力情况，型钢混凝土梁柱中的型钢均采用Q345B 级钢材。高强度螺栓采用10.9级扭剪型高强螺栓，表面喷砂处理，摩擦面抗滑移动系数取 0.45。

采用实腹式┼字形为型钢混凝土柱中型钢的截面形式，型钢混凝土柱中的型钢含钢率控制在 5% 左右，而型钢混凝土梁中的型钢则采用 H 型钢，采用中国建筑科学研究院编制的

PKPM系列程序中多、高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE进行整体计算，并根据计算结果合理调整梁柱截面钢筋及钢骨大小。本工程若采用钢筋混凝土柱，则底层柱的截面需要 1600mm×1600mm，而采用钢骨混凝土柱，底层柱的截面仅需要 1100mm×1100mm。

钢板的厚度均不小于6mm，一般为翼缘厚度≥20mm，腹板厚度≥16mm；由于在轧制过程中，较厚的钢板存在各向异性，常在焊缝附近形成约束，焊接时易引致层状撕裂，很难保证焊接质量，因此当钢板厚度大于36mm时，必须按《厚度方向性能钢板》GB5313中的Z15级来控制钢材厚度方向的断面收缩率。

3.3 钢结构的制作与安装

3.3.1 钢板对接阶段

钢板对接阶段是钢结构工程的首要环节，对钢结构设计的整体效果有着重要的影响，因此在高层建筑的钢结构工程中尤需重视钢板对接的设计制作。钢板对接应为整体对接，只在长度方向采用小车式埋弧自动焊或者龙门式自动埋弧焊完成钢板的对接。

钢板焊接坡口则采用龙门刨刨削或用钢结构万能坡口切割机铣削而成，加工后用样板检查坡口尺寸。此外，还要采用超声波对坡口及其两侧各50mm范围进行检测，如发现有裂缝、夹层等缺漏，必须进行处理。钢板对接要在专用工作平台上进行，严格要求对口错边小于 2mm 且不超过钢板的厚度的1/25。当不同厚度的钢板对接时，为避免焊接后产生应力集中，厚板的接头附近要做削薄处理，再按普通钢板对接的要求打坡口。

3.3.2 下料切割阶段

采用数控多头火焰切割机，同时切割板材的两边，使其两边均匀受热，避免造成不易修复的侧向弯曲，从而确保其边缘质量。此外，需按照设计图纸标注的尺寸确定钢骨柱腹板和翼缘的下料长度。在进行焊接H型钢的组立及装配焊接时，根据构件截面高度、板厚及加劲板数量等因素预留收缩余量。在下料时，将翼缘的一端直接切割成满足要求的坡口，在装配H 型钢梁时，就以此端作为装配时的基准端，既避免了二次切割，也能更好地控制质量。

3.3.3 H形钢梁组立阶段

本工程在组立H 型钢之前，首先进行了全方位的检查核实，确保H型钢梁的组立满足设计图纸及相关规范的要求，然后将腹板和翼缘上的割渣、毛刺等物清除，并进行矫直矫正，再划定定位线和中心线，采用超声波对坡口及其两侧各50mm范围进行检测，对裂缝、夹层等缺漏进行处理。经检验合格后，在翼缘板上标出中心线，以其为基准找出腹板组装线，在组立机上组立。

3.3.4 端头及锁口加工阶段

本工程的构件需现场焊接，所以大多要进行锁口加工，H型钢加工好，并经检验合格后，用端头铣进行端头铣平，此时要准确控制构件的几何尺寸，保证端头平整。并通过锁口机完成相关的锁口处理，以提高端头及锁口的加工质量，提高钢结构设计的整体效果。

3.3.5 构件组装阶段

构件组装应在组装平台上进行，平台应测量找平。将用于装配的组装架及胎模牢固地固定在平台上，将合格的型钢梁柱整齐有序地摆放其上，按照图纸要求组装加劲肋等构件，然后按照设计图纸放样梁两端螺栓孔的位置，标出端面铣位置线和孔位检查线，方便检查及施工。构件组装时，注意先组装内部组件，再组装外部组件。本工程要求H型钢加工时，弯曲度允许偏差≤L/1000，且≤5mm；扭曲度允许偏差≤H/250，且≤5mm；端部切斜允许的偏差值e≤1.6%H，且≤3mm；翼缘腹板平面度允许偏差值≤2.0mm。这些质量要求能够有效控制钢结构构件组装的整体质量。

3.3.6 钢结构安装阶段

本工程采用埋入式刚性柱脚固定，钢柱整体吊装就位，将焊接好的柱脚底板通过预留螺栓临时固定在基础上，调整校准后再绑扎柱钢筋，浇筑混凝土。已完成吊装的结构要尽快焊接，才能尽早浇筑本层混凝土，从而进行上层钢结构的安装，加快建筑物的施工速度。

4 结语

综上所述，本文结合某高层建筑钢结构部分的设计要点分析，在高层建筑钢结构设计中，从钢板对接阶段到钢结构安装阶段，每一个环节都不容忽视，因此，我们需要加强钢结构设计中各个环境的节点控制，这样才能提高高层建筑结构设计的整体效果。

参考文献

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关键词：高层建筑；结构；承重柱；分析；对策

Abstract: with the development of urbanization high-rise building more and more diverse, and the problems and more complex. High-rise building bearing structure column section size usually selected by the limit value of the axial compressive ratio, easy to form short columns, engineering design should be avoided. This paper introduces the structure of the high-rise building bearing column type, the axial compression ratio, improve the aseismatic performance of short column and rational Suggestions.

Keywords: high building; Structure; Bearing column; Analysis; countermeasures

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

1、高层建筑结构承重柱的种类

一、钢与混凝土结构的互补性充分发挥了他的优势，它的主要类型如下：（1）箍筋约束混凝土柱。根据配筋构造形式的不同，可分为普通箍、井字箍、井字复合箍、复合螺旋箍、连续复合矩形箍柱。箍筋约束混凝土柱的受力机理是利用复合钢箍或螺旋钢箍约束核心混凝土受压时的横向应变，使核心混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土强度，增加延性。这种类型柱在设计使用时，柱截面需做成圆形，适用性和灵活性差；采用焊接钢箍时，焊接麻烦，用钢量大，同时，钢箍约束核心混凝土横向应变有限，柱承载力提高和延性能的改进也是有限的。（2）钢纤维混凝土柱。钢纤维混凝土是一种由水泥、粗细集料和随机分布的短纤维组合而成的复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的扩展，使其各项物理力学性能都比普通混凝土有明显的提高和改善。试验研究表明，随着钢纤维含量提高，混凝土极限压应变明显增大。在其他各项条件基本相同的情况下，掺入适量钢纤维能够明显提高构件的延性。（3）钢管混凝土柱。根据裁面形式不同，可分为方钢管混凝土柱、圆钢管混凝土柱和多边形钢管混凝土柱。钢管混凝土是将混凝土注入封闭的薄壁钢管内形成的一种组合结构材料，它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约，使其具备了优异的工作性能：承载力高、塑性和韧性好、经济效果好。采用钢管混凝土结构替代钢结构柱，可节约钢材50%左右；若替代钢筋混凝土柱，则在用钢量大体相同的情况下可减小柱截面面积50%左右。相应节约大量混凝土。（4）钢骨混凝土柱。该类型柱是指在钢筋混凝土柱中配置钢骨，同时配有构造钢筋及少量受力钢筋。配置钢骨的形式可分为实

腹式和空腹式。不同形式的钢骨混凝土柱截面形式不同。钢骨混凝土柱不受最大配筋率限制，混凝土中配置较多的钢材，能有效地减少柱截面尺寸，满足建筑功能要求。同时，钢骨可以承担施工荷载，可作为施工荷载的承力系统。（5）分体柱。该类型柱是将钢筋混凝土短柱采用隔板将一个整截面柱分成2 个或4 个等截面小柱。各小柱独立配筋，梁柱节点仍为一个整体。试验研究表明，对钢筋混凝土短柱采用分体柱的方法可以实现变“短柱”为“长柱”的设想，框架柱破坏形态由剪切型转变为弯曲型，延性明显提高，但柱承载力略有下降，因此柱截面尺寸不仅没有减小，反而略有增大。（6）高强混凝土柱。高强混凝土是指混凝土强度等级为C50-C80 的混凝土。由于其抗压强度高，使钢筋混凝土柱的承载力大幅度增加，在相同的荷载下可减小构件的截面尺寸，增大使用空间，避免短柱出现。应用较高强度等级混凝土时，需考虑施工条件的可行性。

2、高层建筑结构承重柱的轴压比限值

（1）柱中轴压比是影响延性的主要因素之一，而影响混凝土柱延性的主要原因在于混凝土部分所分担的轴压力。确定一个合适的轴压比限值，以使混凝土柱的抗震延性得到满足，十分重要。同时轴压比是影响承重柱的破坏形态和变形能力的重要因素。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）为了保证钢筋混凝土柱具有足够的延性，对柱的轴压比限值做出了规定，希望框架发生大偏心受压破坏，保证框架柱在地震作用下发生大变形时具有较好的延性，从而保证框架结构有足够的变形能力。实现框架大震不倒的抗震设计目标。表1 是建筑抗震设计规范对钢筋混凝土柱轴压比的限值。

表1 钢筋混凝土柱轴压比的限值

抗震等级 一级 二级 三级

框架柱 0.7 0.8 0.9

框支柱 0.6 0.7 0.8

对于箍筋约束混凝土柱，采用井字复合箍、复合螺旋箍、连续复合矩形箍钢筋混凝土柱，轴压比限值可增加0.10，但应保证最低配箍率的要求。

(2)高强混凝土柱材料的性能A、在材料的性能上，高强混凝土延性比普通混凝土延性差，在外荷作用下容易发生脆性破坏，但通过适当的配筋构造措施，用高强混凝土制作的构件延性同样可以满足设计要求，因此，其轴压比限值可不降低。B、钢纤维混凝土柱的性能。与普通混凝土类似，存在大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种破坏形态。当钢纤维掺入量在1%-2%范围内，钢纤维混凝土抗压强度提高幅度较小。参照钢筋混凝土框架柱轴压比限值理论分析，钢纤维混凝土柱轴压比限值可略有提高。C、钢管混凝土柱的性能。基于钢管混凝土压弯构件的水平力和位移恢复力特性的理论分析结果，钢管混凝土构件用于高层建筑中时，可采取限制长细比的办法，不必限定轴压比。D、钢骨混凝土柱的性能，相关研究根据钢骨混凝土柱正截面承载力和低周期反复水平力作用下的静力试验结果，从钢骨混凝土柱界限破坏时内力的平衡条件出发，推导出轴压比的理论计算公式，经简化后提出了实用计算公式。计算表明，钢骨混凝土柱的轴压比限值

一般比钢筋混凝土柱的轴压比限值高25%-50%。E、分体柱的性能。由于“短柱”变为“长柱”，实现了框架柱的破坏形态的转变，因此，其轴压比不应受到限制。

3、改善短柱抗震性能的对策

改进配筋构造型式，加强核心混凝土有效约束，如配置螺旋箍筋、复式箍筋、斜向交叉配筋等。（1）提高构件承载力，减小轴压比，如钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱和高强混凝土柱等；（2）改进材料性能，提高混凝土变形能力，如钢纤维混凝土柱等；（3）采用分体柱，变短柱为长柱。

4、高层建筑结构承重柱的造型与合理化建议

（1）在工程实际应用中，经常选用的型钢、钢管、高强混凝土组合而成的复合柱、如型钢高强混凝土柱、钢管高强混凝土柱、双层钢管混凝土柱、充满型型钢混凝土柱等。

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关键词：高层建筑；人防工程；地下室；结构设计

1 引言

近年业，由于结构设计人员对建筑人防设计规范的理解不透彻和不重视，对设计的规范的不严格执行，再加上忽略人防工程性质的特殊性，造成人防工程结构设计过程中存在许多问题。因此，如何做好人防地下室结构设计工作具有重要的意义。本文结合笔者的工作经验和总结，主要论述了高层建筑人防地下室结构设计中注意要点。

2 人防地下室结构设计特点

人防地下室不同于一般的地下室，战时武器爆炸动荷载是其建筑结构设计的主要考虑因素之一。就荷载的分类看，武器爆炸的动荷载是一种数值很大、时间很短、不断衰减的，且在结构的设计使用年限内不一定出现的荷载。因此，人防地下室的结构设计有其独特之处：

（1）人防地下室结构设计的可靠度低于一般地下室。根据《建筑结构可靠度设计统一标 准》GB50068-2001规定，一般混凝土结构构件延性破坏时失效概率为0.069%，而《人民防空地下室设计规范（GB50038-2005）》（以下简称《规范》）规定人防地下室的钢筋混凝土延性构件失效概率为6.1%。

（2）钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计。考虑结构的动力响应，结构设计的可靠性可以降低；结构构件进入塑性工作状态时可吸收更多能量，充分发挥材料潜力，材料设计强度可以提高，具有较大的经济意义。

（3）材料强度的设计值可以提高。试验证明在爆炸动荷载作用下，材料强度可提高20%～40%。这对人防地下室结构是一个有利因素。

（4）人防地下室的结构设计构造要求更为严格，如人防地下室在材料强度等级，结构构件最小厚度，最小保护层厚度和最小配筋率等各个方面比普通地下室的要求更加严格。

（5）人防地下室结构的动力分析。人防地下室是考虑了武器爆炸的动荷载作用的，可以采取等效静荷载法来分析其结构动力，然后用静力计算方法分析其结构内力。

（6）人防地下室在武器爆炸动荷载作用下，应验算结构承载力，可不验算结构变形、裂缝开展和地基的变形等。

（7）人防地下室战时与平时考虑的荷载效应组合不同，因此规范规定人防地下室结构尚应根据其上部建筑在平时使用条件下对人防地下室结构的要求进行设计，并取其中控制条件作为人防地下室结构设计的依据。

3 人防地下室结构设计实例分析

本文通过2个实例对防空地下室设计特点，就笔者设计中遇到的问题进行分析。

3.1 工程概况

（1）项目1

某综合办公楼，主楼17层，裙房4层，主楼为框架-剪力墙结构，裙房为框架结构，主楼高 68.7m，基础形式为桩基承台，埋深 5.8m。1层地下室面积为6910m2，其中含人防面积3908m2，平时使用功能为车库，战时使用功能为二等人员掩蔽部，共 2个防护单元，防护级别为甲类核6级，常6级。

（2）项目2

某住宅主楼25 层，裙房3 层，主楼为框架-剪力墙结构，裙房为框架结构，主楼高78.95m，基础形式为桩基承台，埋深5.2m。1 层地下室面积为6780m2，其中含人防面积3 320m2，平时使用功能为车库，战时使用功能为二等人员掩蔽部，共2个防护单元，防护级别为甲类核6级，常6级。

3.2 结构布置

项目1功能性质为综合办公楼，共设两处车道出入口，一处位于人防结构范围外；每个防护单元各有主要及次要出入口一处，人防地下室主要位于裙房及室外地面下。项目2功能性质为高层住宅，设一处车道出入口，位于人防结构范围外；每个防护单元各有主要及次要出入口一处，人防地下室主要位于高层结构及室外地面下。

项目1：由于办公楼主要设备房间需设置于地下室北侧，使得人防口部构件与高层竖向受力构件单独设计；直通室外通道及竖井多数位于防倒塌范围外，减少部分防倒塌构件设计。项目2：人防口部构件与高层竖向受力构件剪力墙及框架柱结合设计，传力构件布局合理；直通室外通道位于高层范围内，防倒塌结构需结合室外建筑布局和功能要求设计。人防结构与地上建筑设计需紧密结合，尤其人防墙体利用上部结构受力构件共同布置，使地下结构得到充分利用。

3.3 弹塑性设计

在爆炸动荷载作用下，结构构件变形极限需要用允许延性比控制，规范在确定各种结构的允许延性比时已经考虑变形限制和防护密闭的要求，因而防空地下室结构在爆炸动荷载作用下不必进行变形裂缝验算；荷载取值只考虑一次核袭击；同时注意各部件的抗力协调，避免局部先行破坏。

另外，笔者在项目1设计过程中，遇到以下问题：因办公楼柱网布置局部较大，所以结构设计中少数布置处混凝土梁延性比计算较难通过，但提高整体混凝土强度等级极不经济，最终采用如下方法解决：当受拉钢筋配筋率ρ≤max，增配截面受压钢筋，有效降低受压区高度，使允许延性比满足规范要求；当ρρmax，增大受弯构件截面尺寸使得受拉钢筋配筋率ρ≤ρmax，再增配受压钢筋。

3.4 结构计算

人防地下室结构设计的主要内容包含以下两方面：1）主体结构设计，包括顶、底板，外侧墙等构件设计。2）口部防护设计，防护密闭门与消波系统；通道临空墙门框墙设计；孔口构件，如风井防倒塌棚架以及相 邻单元间隔墙等设计。

对于人防荷载取值、荷载组合、计算模型以及内力分析相关规范及图集都有明确规定，笔者不重述，只提 出以下两点注意：1）在民用建筑的人防地下室的结构设计中，一般只涉及5级或6级人防设计，结构的顶板基本上都由战时控制，而侧墙和底板则因地下室的结构形式、埋深、抗浮设计水位等因素取平时及战时不利工况确定。2）在核武器荷载作用下的基础设计中，一般情况按平时使用条件下验算地基承载力（战时地基承载力和变形可不验算），按战时和平时使用条件下取不利情况进行基础验算。当防空地下室基础采用桩基础时，桩本身应按计入上部传来的核武器爆炸动荷载效应组合值来验算构件强度。

3.5 构造要求

项目1和项目2地下室结构均为超长结构，同时由于人防地下室密闭要求，且在防护单元内及口部不能设沉降缝，此时控制结构的差异沉 降成为结构设计的关键问题。就此问题，本工程均采取以下措施：1）高层与裙房及地下室结构连接部位设 置沉降后浇带，待高层沉降稳定后再浇筑，使地下结构连为一体，后浇带设置时应避开密闭通道等有防护密闭要求的部位；2）在混凝土中掺加膨胀剂，利用膨胀剂的补偿收缩功能，减少混凝土硬化过程中的收缩应力；3）底板较厚时，混凝土采用分层浇筑，阶梯式推进，在每层混凝土初凝前完成上层浇筑；4）减小墙体 水平分布钢筋间距和提高其最小配筋率，以控制和减少混凝土结构裂缝的产生。

3.6 平战转换

由于人防工程是战时受袭时作为保障城市居民生命安全，并具有特殊功能要求的建筑物，因此结构需要承受的荷载较一般结构大几十倍至数百倍，此外结构密闭要求很高，所以在设计中应尽量减小结构跨度，减少并缩小直通大气的各种孔口，而这种原则，恰为平时功能使用造成困难，规范中对此点作指导性的规定，具体做法应根据平战要求和工程本身的实际条件综合确定。

4 结束语

综上所述，由于人防工程在战时承受的爆炸动荷载非常复杂，加上人防工程具有较大的特殊性，这就容易导致设计上出现偏差，本文通过结合实际工程阐述了人防工程的结构设计过程及注意事项，使设计人员对人防规范进一步加深理解，提高人防地下室结构设计质量。

参考文献：

[1]《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）

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【关键词】高层建筑；剪力墙；结构设计；重难点分析

1 剪力墙的基本概念

剪力墙结构是主要依靠钢筋混凝土墙来承受、传递水平与竖向荷载或作用的结构。近年来，在高层房屋中，剪力墙结构应用较为普遍。剪力墙水平横截面具有墙肢长度较长，厚度相对较薄的特点，平面内的承载力以及刚度相对较大，平面内则相反。墙肢是一种偏心受拉或受压的构件，是一种在复合状态下受弯矩以及水平剪力的平面作用和竖向压力共同影响的平面构件。由于剪力墙会受到风载的影响和地震的作用，所以要通过各种有效途径提高其刚度以及强度，并控制楼层水平构件的整体性、规则性，让楼层水平力、竖向力以可靠、明确的途径传递到竖向构件―剪力墙上。

2 剪力墙基本布置原则

剪力墙在设计过程中，剪力墙结构要达到水平位移限值的相关要求，剪力墙横截面积（总量）要足以提供需要的抗侧刚度；要充分发挥抗侧力构件的作用，墙肢数量要尽量少。剪力墙布置时，需对经济性、安全性进行全面综合的考虑。总之，在确定剪力墙的数量时，应该遵循以下原则：在位移限值条件得到充分满足的前提下，应适当的减少其数量。

3 剪力墙结构设计的重难点

3.1 剪力墙结构的厚度和配筋问题

地震规范对不同抗震等级下的剪力墙的厚度做出了明确的规定，能够在一定程度上有效地规避受偏心荷载的影响而导致的具有较小刚度和较差稳定性的墙体发生屈压失稳的现象，然而对于八度地震区的低高层和多层剪力墙结构而言，这些规定就不那么适用。以五至十五层剪力墙结构为例，在正常情况下墙肢的轴压应该不超过0.2，而电算结果墙体通常只要进行构造的配筋，然而底部功能对墙体的高度具有明确的要求，要达到3.9米，那么相应的墙体的厚度就要达到240毫米。而当业主对室内视野具有较高的要求，不设外纵墙、端柱以及带翼墙时，将层高设置为3.5至4.2米时，那么墙体的厚度就要设计为320至350毫米，很明显这种设计不具备合理性。因此对于情况相对特殊的建筑不应严守规范，而应该根据实际情况利用多种行之有效的措施对墙厚进行合理的控制和处理。

目前，我国“砼规”对抗震等级为一至三级的剪力墙以及剪力墙需要加强的部位的配筋率有着明确的规定，虽然相比于我国八十年代以及国外，目前所采用的配筋率在较长的以及高层剪力墙结构中具备一定的合理性，然而在剪力墙短小或者低矮的情况下却有待商榷。

墙的水平分布筋能够有效的规避因墙体裂缝导致的脆性剪切危害，除此以外，还能对温度应力起到一定的抵抗作用，减少砼产生裂缝的情况。当框剪结构以及建筑物较长或较高时，配筋应该进行合理的增加，尤其是一些极易受刚度以及温度等影响的敏感部位和连梁部位更应该合理的增加配筋。然而部分房屋短、矮，其水平分布筋率是否应该进行调整应该进行更加深入的研究。

墙的竖向钢筋能够切实发挥抗弯的效果，近年来部分底高、多层剪力墙中的电算结果一般为构造配筋，然而在计算配筋率时，常常会因人为因素的干扰导致部分构件中的钢筋被不合理地扣除，导致竖向配筋率计算不准确、不科学。在进行竖向配筋时，钢筋应该进行合理的布置，并严格确保钢筋间距不大于300毫米，除此以外，也应对竖向钢筋的数量进行严格的控制，避免因其过多而导致墙的抗剪强度小于抗弯强度，不利于发挥墙体的抗震性能。

3.2 剪力墙结构的超长问题

混凝土规范对不同环境下的现浇混凝土剪力墙结构、框架核心筒结构以及现浇框架剪力墙的伸缩缝间距做出了明确的规定，然而很多时候与目前建筑结构的相关要求具有较大的冲突，在工程的实际设计过程中，采用的伸缩缝间距都打破了这一规定，也间接的导致设计人员面临超长结构设计时规范意识更加薄弱。在面临剪力墙结构的超长问题时，设计人员应该心态谨慎，对问题进行科学合理的处理，一旦发生过长的情况应通过温度伸缩缝的设置进行解决，对规定的伸缩缝间距进行严格的管理，具体原因如下：

由于剪力墙结构经常应用于居民住房以及商品住房，很难实现对其使用状况的有效控制，如果发生墙体裂缝的情况，即使不会威胁人的生命财产安全，然而要进行适当的处理还是相对困难，而且涉及的因素较为复杂，会造成严重的不良影响。

剪力墙结构一般具有较大的刚性，对温度变化情况较为敏感，混凝土产生的相应的变化较大，屋面以及楼面受墙体的制约较严重。一旦结构产生变形以及收缩等状况时裂缝更容易出现。

4 优化高层建筑剪力墙结构设计的措施

4.1 注意转换层结构设计

由于高层建筑形式以及功能逐渐丰富，当建筑物的功能要求产生变化时，其结构布局也要进行适当的调整，努力的增强构件的衔接力，实现对内力的有效传递。所以对于一些相对复杂的剪力墙结构尤其是底部空间大、高位转换的结构在设计的过程中更应该谨慎。当高位转换时，具有较大质量以及刚度的转换层开始升高，有必要对转换层及其上下层的刚度比进行适当的调整并更加接近，应该严格控制转换层的质量以及刚度，转换层周围的层间位移角的状态可以通过精准的空间分析进行确定。转换层结构形式应该偏向于轻重量以及小刚度，在进行计算的过程中，振型数应尽量选用参与组合类型的。应该通过科学合理并且具有一定精准度的计算及时的发现薄弱部位，对内力分配特点进行深入仔细的研究，尽量通过有效的措施强化薄弱部位，增强其抗震性能。

4.2 优化连梁设计

连梁设计根据抗震及非抗震情况存在两种不同的高跨比，在配筋以及截面受剪承载力方面也有明确规定。所以应通过适宜的方法进行连梁的塑型调幅，尽量促进剪力设计值的降低，规避裂缝现象的发生。另外，也要加强对连梁的铰接管理。

4.3 底部加强部位的设计

对于高层剪力墙结构以及底部带转换层的高层建筑结构而言，其底部加强部位高度应该合理设置。在发生地震时，地下室的地下楼层通常为屈服部位，另外，地下一层也会受到地震作用的一定干扰影响，所以，其抗震等级应该进一步加强，换言之，加强部位应将地下一层也囊括在内。同时应该在地下一层进行约束边缘构件的有效设置，以满足相关规范的要求和标准。

4.4 剪力墙结构抗震薄弱环节的设计

对于抗震薄弱环节而言，应该通过行之有效的具体的抗震构造措施以及概念设计进行强化，尤其是一些底部、角点处、外边缘的连梁以及小墙肢极易受地震作用的影响发生开裂、变形、破坏等现象，更应该通过科学合理的措施进行适当的处理。

5 总结

总而言之，在普通高层建筑剪力墙结构的设计过程中，应该全面地考虑实际工程的特点和具体的情况，以谨慎认真的心态精准的计算剪力墙的受力状态，同时进行系统的分析，在设计时应正确认识并重视其破坏形态，以提高结构的稳定性以及安全性。除此以外，还应透彻的掌握并有效地运用相关的规范规定，提高自身对结构概念的认识，以不断地增强普通高层建筑的安全性与经济性。

【参考文献】

[1]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息，2011，（17）：293.

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【关键词】高层建筑；混凝土结构；优化设计

随着高层建筑的迅速发展，对其要求也越来越高，而混凝土施工是高层建筑施工中的一个关键环节，这就需要从混凝土结构方面对高层建筑进行优化设计以达到理想效果。

1 高层建筑结构设计的要求

1.1结构设计要考虑侧向力

侧向力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。高层建筑和低层建筑一样，承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计；在多层结构中，水平荷载的效应（内力和位移）逐渐增大；在高层建筑中，水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。

1.2结构应具有适宜刚度

随着高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大。因此设计高层建筑时不经要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。

1.3结构应具有良好的延性

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。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。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，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。

因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。

2 高层建筑混凝土结构的优化设计的具体方法

高层建筑混凝土结构的优化设计首先得适应于高层建筑结构设计，而且要追求接近最优解。优化设计，关键是要有整体和局部的概念，要从整体入手，落实到局部，整体和局部都要兼顾。

2.1合理使用高强砼和高强钢筋

建筑的总造价包括上部结构的材料、基础及施工等费用，构件的截面尺寸和用钢量对造价的影响很大，设计中合理使用高强钢筋（如梁、板筋采用三级钢）可有效降低用钢量，节约成本。如果高层建筑位于深厚软弱地基上，由于作用于地基上的荷载很大，合理使用高强砼和高强钢筋优化构件截面尺寸，减轻结构自重，将会降低基础施工的难度和造价，取得显著的经济效果。同时，对于地震区的高楼，地震作用的大小几乎与建筑自重成正比，减轻自重能够减小结构的地震荷载，有利于提高结构的安全度。在设计中合理的使用高强砼和高强钢筋，能快速、有效的减少墙、柱、梁、板等构件的截面尺寸，降低用钢量减轻建筑自重，最终达到降低造价的目的。

2.2单元结构布置要合理

在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀，平面长度不宜过长。突出部分长度不宜过大；高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。当一幢高层建筑的结构平面布置和竖向布置简单、规则、均匀，那么其各项指标的校核验算会很容易满足规范的要求，反之，则需花一番苦功才能令各项指标勉强满足规范要求。结果可能是墙柱截面尺寸大得惊人，单位面积重量严重超标。不仅造价上去了，而且还影响部分建筑功能的使用。结构设计人员一定要注重概念设计，在建筑方案阶段就应积极介入，运用自己的专业知识提出建议，在满足美观、适用的前提下，尽量使建筑结构的平面布置和竖向布置简单、规则和均匀。这样一来，结构体系就会具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。只有这样，到扩初设计和施工图设计阶段的截面尺寸优化才会有实质性的意义。

2.3注重剪力墙的平面布置

2.3.1结构平面布置时，必须在满足建筑功能的基础上，剪力墙宜沿周边均匀、相对集中布置。在建筑物的楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位宜布置剪力墙，其间距不宜过大。

2.3.2剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式。

2.3.3剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。

2.3.4设计中应注意尽量减少短肢剪力墙的数量，不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

2.4女儿墙的优化设计

对于高层建筑，为了照顾立面效果，屋顶女儿墙往往做的很高，其荷载效应对主体结构的影响越来越明显，这一点常常被设计者所忽略。在设计上，女儿墙无法直接参与主体结构的分析，所以在计算时往往仅考虑女儿墙的自重，当女儿墙较低时，这种方法是符合精度要求的，不会影响结构的安全；但是，随着女儿墙高度的增加，其地震荷载和风荷载效应也在增加，对主体结构的影响越来越大。因此，当女儿墙较高时，要仔细计算女儿墙所受水平荷载的情况。由于其侧向刚度较小，女儿墙一般采用钢筋混凝土材料，配筋计算可按支承于屋顶的悬臂板来考虑，且应配双层钢筋。为保证屋面女儿墙与主体结构的可靠连接，屋面女儿墙所在的框架梁或墙必须具有足够的抗弯、抗扭刚度，即对框架梁要根据女儿墙的底部计算弯矩配置受扭钢筋。对女儿墙的计算，主要应该验算在正常使用情况下由风荷载引起的内力并进行截面配筋。有人认为应进行地震作用计算，并将其地震作用乘以放大系数3来进行内力、配筋计算，认为一般情况此法没有必要；因为女儿墙在结构中毕竟是次要构件，只要通过合理的构造措施，来保证发生强烈地震时，女儿墙不致于倒塌掉下来伤人即可。

2.5地下室外墙的设计方法

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关键词 超限复杂高层；建筑结构设计

中图分类号：TU972 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0150-01

超限复杂高层建筑结构非常复杂，需要采用科学有效的设计方法，才能够实现设计的效果，确保设计的质量，下面针对于超限复杂高层建筑结构设计进行具体的分析。

1 超限复杂高层建筑结构设计概述

所谓超限复杂高层指的就是超限高层的复杂结构，其中剪力墙的结构设计、梁式转换设计等，在结构上与超限高层有着明显的区别，尤其是内在结构含有错层、跃层、中空等复杂建筑构造。对这类建筑的结构设计中，要比正常的超限高层结构设计复杂的多，尤其是结构的受力平衡点极难确定，而且由于结构的复杂性，在设计中要根据实际需求来对每个结构的剪力墙做好设计工作，因为这涉及到超限复杂高层建筑的抗震能力。美观也是建筑结构设计的重点因素，尤其是超限复杂高层建筑，对于这类建筑的设计外观不会有着传统建筑物的对称外观[1]。因此，在超限复杂高层建筑结构设计中，要将外观设计充分的展现出独有的特性，这样才能表现出超限复杂高层建筑结构设计的特点。

2 超限复杂高层建筑结构设计的特点

2.1 错层结构

错层在我们日常生活中经常见到的一种楼房结构，由于建筑的各个功能区的层高要求不同，针对这一现象设立了错层结构，不仅如此，有很多楼梯结构也存在跃层结构，都是按照功能区的高度不同而划分的，而这也是超限复杂高层建筑结构设计中的一大特点。在超限复杂高层建筑结构设计中，在进行结构模型分析的过程中，按照裙房的设计不同，再结合功能区高度要求的不同，从而实现超限复杂高层建筑物结构设计错层结构的良好设计[2]。

2.2 平面不规则

在对超限复杂高层建筑结构设计的过程中，由于存在的功能区域不同，因此平面结构设计也会存在不规则性，尤其是超限复杂高层建筑的剪力墙、钢筋混凝土等结构的设计中，对侧力构件、承重有着极大的作用，而对每个不同区域测量的抗震平衡点不同，就会导致各个结构出现不同的设计规则，这也是超限复杂高层建筑物结构设计的一大特性。

3 超限复杂高层建筑结构设计

3.1 抗风设计

风荷是建筑结构设计中应考虑的问题，尤其是超限复杂高层的建筑结构设计，因为高度的增加也使得受到风荷的影响越大，特别是在沿海地带的超限复杂高层在结构设计的过程中应将风荷作为重点设计。超限复杂高层建筑结构的抗风设计是将风产生的动力效应结合风振系数，再转变成建筑结构设计中的拟静力进行计算，当然，在抗风设计中需要对拟静力的计算结果通过模型风洞实验、结构动力分析、计算校核等，以保证抗风设计的稳定性和可靠性，否则，未对抗风设计进行校核的建筑物容易在风荷的影响下产生建筑墙体的开裂、玻璃墙体的破坏等，甚至会出现主体结构遭到破坏的现象，因此抗风设计在超限复杂高层建筑结构设计中占有重要的地位。在抗风设计中需要注意设计要点：由于超限复杂高层具有平面不规则性、楼梯高度较高、立面复杂等特征，在进行抗风校核时应采用风洞实验来保证建筑结构的稳定性和安全性；在超限复杂高层建筑之间距离较近时，应对相互之间产生的风力干扰的群体效应作出相应的判断，并将其渗入到抗风设计中[3]。

3.2 抗震设计

抗震设计是建筑物结构设计中的重点设计，尤其是超限复杂高层建筑的结构设计，因为建筑较高的原因，使得承受震力结构本身就处在弱势，因此对超限复杂高层结构中的抗震设计要比一般的建筑结构严格的多，主要在设计中应注意以下几点：对超限复杂高层建筑结构设计的地理位置、地质地貌等周边环节的调查分析，需要结合当地的情况对建筑进行抗震设计；建筑的整体结构设计，如界面大小、应变分布等，要有针对性的进行设计；对建筑结构设计方案进行抗震定量分析，为确保建筑结构抗震性能的优越性，应保证建筑结构的变形弹性需要达到建筑的抗震要求；确定建筑结构的位移和构件变形之间的关系，并在设计的过程中通过测量测试的方式来确定构件的变形值，为建筑结构抗震设计提供依据。

3.3 刚度设计

刚度设计是对建筑整体结构有着固定的作用，尤其是对建筑结构荷载情况有着直接的影响。在超限复杂高层建筑结构设计中，经常会发现结构设计发生扭转的现象，一旦建筑整体结构发生扭转就会使建筑物的水平荷载发生变化，而对建筑物的稳定性和安全性造成极其严重的影响，这种设计的发生主要是三个点不重合而引起的。所谓三个点指的就是建筑整体结构的重心点、建筑结构几何形状的中心点、建筑结构整体刚度的中心点等[4]。对超限高层建筑的刚度设计首先要将各个楼层中分布的水平作用力进行平均分布；将超限复杂高层建筑结构尽量采用规范的平面结构设计，如、矩形、正多边形、方形以及圆形等，这样可以有效的分布作用力，能避免或降低建筑结构发生扭转的问题。当然，超限复杂高层建筑结构也很少存在简单规范的平面设计，因此，对这类特殊的建筑结构刚度设计时，整体平面结构处于不规范的形态，要尽量将其凸现出的结构部分的宽度与厚度的比值确定在可控制的范围内，这样可以充分避免作用力分布不合理而导致建筑结构刚度设计出现问题造成的建筑扭转现象。另外，在对超限复杂高层建筑结构设计时，要从整体结构设计出发，尽量采用对称形态的结构设计，这样可以提高建筑刚度设计的稳定性和可靠性[5]。

4 结束语

在进行超限复杂高层建筑结构设计中，设计人员通过运用有效的设计方法，能够实现设计水平的提高，确保建筑的质量，促进建筑设计工作的顺利进行。

参考文献

[1]生永栓，王永红，陈伟松，博东恒.某超限复杂高层（错层）结构住宅设计[J].建筑结构，2009（S1）.

[2]邱俊强.对高层建筑结构设计中存在问题的分析[J].建材与装饰（中旬刊），2008（05）.

[3]杨亚红.馨雅如小区高层建筑超限工程设计概述[J].科技信息，2011（16）.

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【关键词】高层建筑；结构设计；问题分析

中图分类号： TU208 文献标识码： A

一、高层建筑结构设计

近年来，高层建筑的迅速发展，高层建筑是一个复杂的结构模型。但建筑结构设计效果不理想，从而在结构设计过程中，建筑结构设计人员应根据建筑结构特点，认真研究建筑实践，合理设计，保证建筑的安全性和稳定性，发挥施工效率，以满足建设的使用要求。对高层建筑超高的问题，高层建筑结构的高度有严格的规定，不仅有限制规定的高度，并增加了对高层建筑结构设计的方法和措施，为了避免施工设计阶段后的更改，高层建筑结构设计必须遵循严格的约束规范。在高层建筑结构的设计，工程结构设计人员应考虑固定端设置，考虑嵌入地板端的设计，必须尽量减少或避免剪力的应用。与此同时随着建筑物高度的增加，高层建筑结构载荷不仅承担水平方向的受力，而且也承受着垂直方向上的载荷，这也是抗震的一种要求。在高层建筑结构设计过程中，不仅要考虑竖向荷载，同时还要考虑水平荷载作用。此外，在外力的情况下，建筑结构有一定的位移，包括弯曲，轴向变形和剪切变形。高层建筑轴向力较大，轴向变形产生显著，在建筑结构设计中要充分考虑轴向变形。

二、高层建筑结构设计过程存在问题分析

在一般情况下，高层建筑结构需要体现建筑结构水平，高层建筑结构设计是延性设计的重要指标，由于高层建筑具有楼层高的特点，从而高层建筑更容易发生变形，因此，在施工过程中，必须充分考虑如何保证高层建筑的延性，应该在建筑设计阶段采取相应的措施保证结构延性。所以从高层建筑结构设计过程的影响因素来分析，影响高层建筑结构设计过程的问题主要有：一方面是只注重优化结构尺寸。在高层建筑结构设计过程中，往往只注重几何结构最优截面约束条件的优化，而忽视整体结构的优化，但是有时形状优化比尺寸优化更有意义，尺寸优化根本无法接近最优的结果，因而为了改善应力状态，增加材料消耗，但是增加构件截面没有明显改善所存在的状况。在工程设计中，忽略了对高层建筑超高和建筑类型结构变化的问题，导致建筑方案审批不予采用，在这种情况下，整个建筑成本好项目建设期会受到很大的影响。另一方面是结构设计优化存在薄弱环节。由于实际结构往往是很复杂的，有许多设计变量和约束条件等因素的制约，甚至不确定因素使目标函数在成立后只能是相对最优解。目前高层建筑实际优化没有软件分析，因此这种优化方法的实现更加困难。许多高层建筑方案设计，结构和布局合理，同类型的结构构件截面也是常用的尺寸，但结果仍然存在一些薄弱环节。

三、提升高层建筑结构设计水平的措施

（一）合理设计高层建筑计算图

高层建筑设计计算需要基于结构计算图，才能确保高层建筑结构设计合理，如果计算图的选择不科学，那么就比较容易导致高层建筑出现意外事故，所以在一定程度上，高层建筑结构计算简图是确保高层建筑理性选择的安全设计。同时，建立相应的高层建筑计算图方法应保证建筑安全性设计。另外，高层建筑结构设计的原则是强剪弱弯，合理分配强弱压力，根据高层建筑工艺设计原则和结构要求，加强薄弱环节的加固，并把重点放在对构件的延伸性能和温度应力的要求上。

（二）确保高层建筑地基基础设计

高层建筑的地基基础设计是高层建筑的基本设计选择之一，根据高层建筑的地质条件进行合理选择，对高层建筑的结构类型和荷载分布进行综合分析，并综合考虑高层建筑的施工条件，研究相邻建筑物的影响因素，最终确定科学、合理的基础设计方案。基于程序的选择可以充分保障高层建筑地基基础设计的有效性，能够满足路基变形的检验要求。此外，在对高层建筑设计中需要进行详细的地质调查，确保高层建筑地基的基础设计。

（三）合理选择高层建筑整体结构

高层建筑的合理结构设计必须满足经济要求，并满足系统的结构形式要求。高层建筑的整体要求是受力明确，传力简单。在同一个建筑结构单元，应选择相同的系统结构，建设高层建筑需要符合当地的地理地形条件，满足工程设计要求，并且充分考虑施工条件，对建筑材料进行综合分析，实现整体结构的相协调，以确定该方案的结构合理科学。

（四）准确分析高层建筑结构计算结果

随着科学技术的不断进步，计算机技术已广泛应用于建筑结构设计之中，但是在目前的市场上，有许多形形的结构设计计算软件，通过使用不同的软件得到的结果可能不同，因此，高层建筑结构设计中应采取相应的施工措施，需要全面了解建筑设计软件的使用前提条件和建筑结构的设计范围是否相互匹配，科学合理的选择计算软件，同时由于高层建筑实际情况和建筑结构的计算机程序不一致，所以需要结合计算机进行辅助设计，避免软件本身所导致的缺陷，对计算机软件工程的结构设计应进行检查，确保得到高层建筑结构计算的精确结果。

四、结语

社会经济的迅速发展促进了高层建筑的迅速发展。高层建筑结构设计在建筑设计中起着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑结构设计要求越来越高，本文对高层建筑的结构特征分析，探讨了高层建筑结构的设计原则，阐述了高层建筑结构体系的选择，并着重对高层建筑结构设计存在的问题及对策分析，可为建筑结构的顶层设计提供参考和依据。

参考文献：

[1]吴大炜.高层建筑的结构优化设计研究[J].四川建筑科学研究,2006(04):127-130.

[2]容柏生.国内高层建筑结构设计的若干新进展[J].建筑结构,2007(09).