高层结构建筑设计精选(五篇)

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5篇高层结构建筑设计，期待它们能激发您的灵感。

篇1

近年来，高层住宅的主体结构形式有从钢筋混凝土结构向钢结构发展的新趋势，而国内外关于高层钢结构建筑的设计理论尚未成熟。所以本文在中国钢铁产量过剩的背景下，对高层钢结构建筑设计应注意的问题进行浅显的讨论分析。

关键词：

钢结构；设计；高层住宅

随着经济的快速发展，钢结构建筑开始兴起，与传统的钢筋混凝土结构住宅相比，钢结构建筑能更好地满足大开间灵活分隔的要求，节能效果好，延性好、塑性变形能力强，建筑总重轻，施工速度快，环保效果好。符合住宅产业化和可持续发展的要求。在中国钢铁产量严重过剩的背景下，钢结构住宅的普及与发展将充满活力，国内外关于低层、小高层的钢结构建筑设计理论已经比较完善，而关于高层钢结构住宅设计理论尚未成熟。，因此我们必须提高高层钢结构建筑设计水平，高层钢结构建筑的设计包括很多方面，像平面设计、空间设计、生态设计、结构设计等内容，每一个环节的设计过程中都要注意相关问题，下面我们来分别了解一下各环节注意的问题。

1高层钢结构建筑空间设计与平面设计方面应注意的问题

1．1充分利用广场空间高层钢结构建筑相对与普通建筑来说体量较大，会给场地空间沉重感，建筑的体量与街道空间形成了明显对比，非常不协调。为此，在街道两旁的高层建筑，在进行建筑设计时要进行后退处理，从而利用剩余的土地来留给广场空间，使这个广场空间在两者之间发挥视觉缓冲的作用，这样的空间让人感觉比较具有层次感。

1．2丰富空间形式传统钢筋混凝土结构高层建筑的空间形式比较单一，在高密度的居住环境中，会感觉视觉拥挤，因此在高层钢结构建筑设计中要运用有效的办法来丰富空间形式，改变这种状况。钢结构高层建筑的上部结构可以利用钢结构的特性进行适当的改变；它的底层也可以进行改造，例如用增加裙楼的方法，从而丰富建筑的外形，并且由于增加了裙楼，满足了人们通常认同的上小下大的稳定形式，给人以安全感另外，也可以运用入口缩进的方法，将入口的空间凹进建筑的下方，从而缓解用地紧张的情况，使基地面积得到有效的利用，使空间更加丰富。

1．3高层钢结构建筑在内部平面和空间利用上障碍性的最小化虽然说钢结构建筑与传统建筑相比，空间布置更加灵活，获得的使用空间也更大，但是也会出现以下问题：框架截面通常大于墙体厚度，且钢柱的形状无法像钢筋混凝土住那样做成异形柱，从而凸出墙外；框架梁会使局部空间层高较低，对空间划分造成妨碍。所以应注意做到合理设计开间、进深的模数；合理调整梁、柱与维护分割墙体的位置，以保证主要空间的完整性；采用隐式结构体系，达到室内空间无梁，保证使用空间完整性。还可以利用框架梁柱设置管线的夹墙。从而使建筑在内部平面和空间利用上障碍性的最小化。

2高层建筑生态设计方面应注意的问题

2．1采光设计不管是高纬度地区还是高纬度地区，人们都比较注重住宅的采光问题，因此，一定要做好建筑的朝向和空间布置设计工作。特别在寒冷地区，高层建筑的南面开窗面积尽量大一些，北面及东面的开窗面积尽量小一些，这样使得室内采光得到了满足，同时也减少了热损失；板式建筑尽量东西朝向，点式建筑尽量不采用东西朝向，因为点式建筑北边房间基本全年不能采光；当高层建筑规模较大，可以围成庭院时，尽量让庭院缺口朝南，使室外的庭院场地充分采光，从而吸引人们到庭院活动。

2．2建筑墙体的设计高层钢结构墙体采用的轻质复合材料，应该能够起到保温隔热，防止空气流动，防潮、隔声、防火、满足结构安全性等功用，比如运用CCA灌浆板作为隔墙材料，不仅其质量轻而且很好的满足使用要求。

2．3通风和抗风设计既要重视通风要求，建筑整体布置要利于形成穿堂风，保证住宅的空气清新；又要防止风速过大，由于高层建筑易受风速、风压力变化的影响，产生偏移和振动，使人们产生不安全感。所以要合理布置建筑，避免产生通道效应、缝隙效应、拐角效应，从而不会产生过大的风速。比如利用将高层建筑布置在北面，主要起挡风作用，还可以通过布置裙楼，使被高层建筑挡住后下行的风，在裙楼楼顶处改变风向并减小风速。2．4绿化设计由于高层钢结构建筑同传统的高层建筑一样，只有低层的住户可以比较直接的接触地面的自然物，而高层住户由于视角、视力等因素，便很难切实感受自然，所以设计师应该充分考虑住户有渴望接触自然的心理，做合理的绿化设计。

3高层钢结构建筑结构设计方面应注意的问题

由于高层建筑结构设计具有以下特点：水平荷载成为决定因素，轴向变形不容忽视，侧移成为控制指标结构延性是重要设计指标。那么高层钢结构住宅设计也具有这些特点，结合这些特点高层钢结构住宅设计时应注意以下问题。

3．1高度问题对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度！随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标“延性要求”材料性能“荷载取值”力学模型选取等。

3．2结构体系选型问题应用于住宅建筑的钢结构体系主要有轻钢龙骨体系、纯钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架－混凝土剪力墙体系、错列桁架体系、钢框架核心筒体系。但应用于高层住宅的只有钢框架—混凝土剪力墙体系和钢框架核心同体系，所以应根据楼层高度、公用等合理选择结构体系。使得钢结构的优点得以充分发挥，比如选择钢框架核心筒结构，利用钢筋混凝土的核心筒承受横向剪力，，钢结构只要满足抗压要求即可，从而减小了钢柱的横截面积，这样就既节约了钢材用量，又充分利用了钢结构的抗压性能。

3．3结构的规则性问题结构应尽量满足结构简单规则的原则，以保证结构良好的受力条件，由于新规范在这个方面限制条件多，所以设计者应该严格遵守规范，避免后期施工图设计阶段工作的被动。

3．4楼板体系设计问题楼板体系在满足基本承载力、防火要求的同时，要尽量采取干作业的施工方法，体现钢结构施工速度快的特点；楼板的工厂装配化化程度高；设备管线敷设方便，空间效果好，达到无需吊顶，净空较大的要求。

4结语

通过对高层钢结构建筑设计时应注意问题的简单讨论，发现高层钢结构建筑的设计与传统钢筋混凝土结构的高层建筑，既有相似的地方，也各有特点，在进行高层钢结构建筑设计时应该在借鉴前人在传统建筑上的经验，也要结合高层钢结构建筑自身的特点进行具体设计。

参考文献

［1］谢妍，贾茹．建筑钢结构设计现状及存在的问题Ⅲ．民营科技，2011（03）．

［2］邵大卫．建筑钢结构设计思路及其规范［J］．建设科技，2010（10）

篇2

关键词： 高层钢结构；设计；安全问题；探析

中图分类号：TU391 文献标识码： A

前言：高层钢结构建筑是指采用连接节点钢板和型钢连接到一起的纯钢结构形式或钢与混凝土组合在一起的混合结构形式。钢结构设计的好坏直接影响到建筑物的质量安全，因此钢结构设计安全越来越多的被业界人士所重视，笔者在此谈一谈高层钢结构建筑设计的安全要素。

一、高层钢结构设计中较为常见的安全隐患

1、建筑结构空间布局不合理

高层钢结构建筑在设计前期，如果设计人员没有对建筑物的使用要求进行充分的调研，而只凭自己主观或是套用固定的设计方案进行设计，那么所设计出来的建筑会出现结构形式不合理，同时还会无形中导致建设成本的增加，对单体建筑的寿命也会产生较大的影响。

2、高层钢结构建筑的抗震性能达不到要求

目前我国已进入到地震的高发期，相继发生的地震给人民生命和财产都带来了较严重的损害。高层钢结构建筑的抗震性能不满足要求，在地震灾害发生时则会导致一些节点连接处由于应力集中而导致破坏，这也是地震中建筑物破坏的最主要原因。同时在高层钢结构设计由于构件的低周疲劳、翼缘板的宽厚比及塑性设计上都缺乏周全的考虑，从而导致地震发生时一些局部构件由于失稳而受到破坏。另外在高层钢结构设计过程中，由于阻尼器等支撑构件没能起到有效的减震耗能作用而使整体结构垮塌。

3、设计过程中过分追求经济性

在建筑项目整体造价中钢结构占有较大的比例，业主为了追求利润的最大化，则会要求设计单位或是聘请第三方来对用钢量进行控制或是对原有设计进行优化，减少钢结构中的用钢量。由于用钢量的减少，即使在设计计算上能够满足建筑的安全要求，但整体建筑的抗震性能和抗冲击性能都会有所减弱，在正常条件下建筑的安全性还不会有什么问题，一旦发生地震等突发性荷载作用下，极易导致建筑物的梁和柱等部位发生开裂的情况发生，严重时结构出现坍塌的现象。

二、高层钢结构设计的主要步骤

1、高层钢结构的选型与布置

在高层钢结构设计的整个过程中都应该强调 “概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤其重要。结构的布置要根据结构体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。

高层钢结构应注重性能化设计，应分析结构方案的特殊性、选用适宜的结构抗震性能目标，并采取满足预期的抗震性能目标的措施。结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级，每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应。在小震作用下均应满足第1抗震性能水准，即满足弹性设计要求；在中震或大震作用下，四种性能目标所要求的结构抗震性能水准有较大的区别。分析结构方案在房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等方面的特殊要求，确定结构设计是否需要采用抗震性能设计方法，并作为选用抗震性能目标的主要依据。

结构的布置应注意结构的平面规则性和竖向规则性要求，平面布置时注意不出现过大的突出和凹入，楼板开大洞应满足规范中关于开洞面积的要求。竖向布置时注意不要有过大的收进，抗侧力布置应注意竖向连续，抗水平力构件应平行于两个互相垂直的主轴方向。

2、预估截面

结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择槽钢、轧制或高频焊接H型截面等，根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/15一1/30之间选择。翼缘宽度可根据梁间侧向支撑的间距按1/b限值确定，回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。柱截面按长细比预估，通常50< a

3、结构分析

高层钢结构要有一定的刚度，结构位移满足地震作用和风荷载作用时的最大位移要求，同时满足舒适度要求。在地震作用下钢结构设计，结构分析通常为线弹性分析，可以考虑一定的塑形设计，条件允许时考虑P一效应。新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确的分析结构提供了条件。

4、钢材设计

高层钢钢结构比较常用的是Q235和Q345及以上的高强度钢材。通常主结构使用单一钢材以便于工程管理。从经济考虑出发也可以选择不同强度钢材的组合截面。当构件是靠强度起控制作用时，可选择Q345钢或更高强度的钢材，当构件是靠稳定起控制作用时，宜使用Q235钢材。

5、节点设计

连接节点的设计是高层钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定。按传力特性不同，节点分刚接、铰接和半刚接。为了便于工地现场的安装拼接组合尽量选取螺栓连接。

三、提升建筑钢结构设计安全系数的有效措施

篇3

关键词：高层建筑结构设计 分析

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

1我国的高层结构建筑的发展

1.1 钢材的国产化 国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB 4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/ T1591-94)又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。

1.2 钢结构设计国产化 国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。

1.3 高层及超高层结构体系 对于高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过100m为超高层建筑。

对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

2高层建筑结构设计分析

2.1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。

2.2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。

2.3高层建筑结构分析的基本假定

2.3.1弹性假定。目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用时,往往会产生较大的位移,进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。

2.3.2小变形假定。小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题(P-Δ效应)进行了一些研究。一般认为,当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H > 1/500时, P-Δ效应的影响就不能忽视了。

2.3.3刚性楼板假定。许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。一般来说,对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是,对于竖向刚度有突变的结构,楼板刚度较小,主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况,楼板变形的影响较大。特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。

2.3.4计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:①一维协同分析。②二维协同分析。③三维空间分析。三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度,按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,有7个自由度。

2.4高层建筑结构静力分析方法

2.4.1框架-剪力墙结构。框架-剪力墙结构内力与位移计算的方法很多,由于采用的未知量和考虑因素的不同,各种方法解答的具体形式亦不相同。框架-剪力墙的机算方法,通常是将结构转化为等效壁式框架,采用杆系结构矩阵位移法求解。

2.4.2剪力墙结构。剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。不同类型的剪力墙,其截面应力分布也不同,计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确,而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多,机时耗费较大,目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

2.4.3筒体结构。筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类:等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。

等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化,以便用连续函数描述其内力;另一种是作几何和物理上的连续处理,将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板,以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。具体应用有连续化微分方程解法、框筒近似解法、拟壳法、能量法、有限单元法、有限条法等。

等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件,以便应用适合杆系结构的方法来分析。这一类方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子结构法等。具体应用包括等代角柱法、展开平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子结构法。

比等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系,其中应用最广的是空间杆-薄壁杆系矩阵位移法。这种方法将高层结构体系视为由空间梁元、空间柱元和薄壁柱元组合而成的空间杆系结构,这是目前工程上采用最多的计算模型。

3 结语

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量口渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。

参考文献：

[1]梅洪元，付本臣．中国高层建筑创作理论发展研究[R]．高层建筑与智能建筑国际学术研讨会，2002.

篇4

您好，根据作者的专业，这篇论文我把电气内容放在前边，结构内容放后边了

关键词：高层；钢结构建筑；消防；电气；结构；设计要点

中图分类号：S611文献标识码： A

前言：高层钢结构建筑的电气消防设计水平和结构设计的安全、可靠，直接关系到高层建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行业在进行建筑结构设计和消防电气设计中应该根据国家标准和规范，做好建筑工程的消防电源及配电设计、火灾自动报警系统设计、钢结构设计等方面的设计工作,通过优化建筑工程结构设计和消防电气设计不仅可以有效避免安全隐患的出现,防止重大安全事故的发生保障人员的人生安全。

一、高层钢结构建筑消防电气设计的特点

高层钢结构建筑的结构本身在高温下容易失去承载力，室内装修的材料也是可燃的，加上存在人员及货物过于密集、楼层过多的问题，高层建筑存在着严重的安全隐患。高层钢结构建筑容易发生的“烟囱模式”是由于竖井内电气管线多、管道敷设弯曲、电梯间通风设备多等多种原因造成的。烟囱模式在遇到明火的时候，会加快火势的增大和蔓延。经过对许多火灾事故和现场的分析，相关部门发现火灾发生十五分钟之后，火势会不断加大并以极快的速度蔓延，烟雾的扩散程度也会迅速加快。所以，高层钢结构建筑的火灾扑救十分困难，假如发生火灾，就会对人民的身体健康和财产安全造成极大的损害。

二、高层钢结构建筑的消防电气设计要点

1、供配电设计

高层建筑的防火规范必须按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定了供电负荷等级和供电要求。一级负荷应由独立的双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。许多高层钢结构的建筑为一类高层建筑，所以它的供电负荷等级也应该是一级。一类高层钢结构的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防电气的负荷应该是一级负荷别重要的负荷供电。

2、火灾事故照明和疏散指示照明

高层钢结构建筑的楼梯间、前室、配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间、人员密集的场所、公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道应设置应急照明。疏散用的应急照明，其地面最低照度不应低于0.5Lx，疏散照明最少持续供电时间为30min。

3、先进可靠的火灾自动报警控制系统

高层钢结构建筑的火灾报警系统按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求执行，将火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级。钢结构的高层建筑的火灾自动报警系统基本上采用控制中心报警系统。控制中心报警系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器；或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器，应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号，系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应满足规范要求，宜用于特级和一级保护对象。

4、火灾漏电探测报警系统

高层钢结构建筑内火灾危险性大、人员密集，根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求需设置漏电火灾报警系统。火灾漏电探测报警系统主要探测线路的漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，并储存各种故障和操作试验信号不应少于12个月。火灾漏电的探测模块安装在供配电的每一个回路的空气开关下端，探测每一路需要检测回路的漏电电流、过电流情况。每一个探测回路只发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，不切断回路的电源。火灾漏电探测报警系统的主机安装在消防控制中心的墙上，给值班人员提供准确的报警信号和故障点位置。

5、做好建筑物的防雷与接地

高层建筑的火灾中，由雷击造成的原因占一定的比例。所以建筑设计时必须计安全可靠的防雷和接地装置 ，防止直击雷、侧击雷的直接破坏和雷电波的浸入造成的破坏。钢材是良好的导电体，钢结构的高层建筑像一个导电的铁笼子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，还应及时与结构等专业沟通，合理确定位置，使其满足规范要求，减少和预防由于雷击造成的安全事故。

三、高层钢结构建筑的结构设计应注意的问题

1、钢结构设计要安全可靠

钢结构要做到安全合理、符合电气专业相关要求、节点构造方便可靠，并为构件生产、运输、安装提供保障。 结构方案尽可能节约钢材，减轻钢结构重量；钢结构设计生产尽可能缩短制造、安装时间，节约劳动工日；钢结构必须有足够的强度、刚度和稳定性，保证整个结构安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；结构构件应便于运输、便于维护。而且还要注意钢结构使用价值和观赏价值兼备。

2、钢结构建筑设计要实用、安全

钢结构建筑设计要发挥钢结构的优势，满足电气消防设计规范，建筑钢结构的平面布置应力求规则、对称，而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板；注意设计深度，保证达到有关的规定要求；注意解决钢结构建筑建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理，使结构布置符合规则性要求，提高防震能力，保证钢结构建筑的实用安全性统一。

四、高层钢结构建筑结构设计技术要点

1、判断钢结构在建筑设计中的适用性

在进行钢结构建筑设计、选用结构设计方案之前，要充分考察建筑项目建设是否适合用钢结构 。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失，要认真考察钢结构在建筑设计中的适用性。

2、确定结构选型与结构布置

“概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中，运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有：框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节，要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析，从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构，并且注意合理布置细节。

3、分析结构、预估截面

建筑设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析，以便钢结构于在实际设计中的合理应用，例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算，包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。设计时应及时与电气等专业沟通，使设计更加优化，这些也是钢结构建筑设计的重要环节。

结语：综上所述，在高层钢结构建筑的消防电气设计以及结构设计过程中，深入了解其消防电气的设计特点以及结构设计特点是关键，做好电气和结构两个专业间的相互配合工作，这既是现代化高层建筑物得到安全保障的体现，也是建筑火灾得到有效控制的体现，极大地保障了人们的生命财产安全。并且随着现代科学技术的快速发展的同时，促进人们不断在建筑电气消防技术中引入了很多新型的现代化设备，不断的完善结构优化设计，进而大幅度地提升了超高层建筑物的安全稳定功能，使其更加符合现代化超高层建筑设计的新要求。

参考文献：

[1] 郭艳靓.消防电气技术在超高层建筑中的应用[J].科技致富向导，2013，(08).

[2] 刘海鸥.探析高层建筑设计中的低碳设计理念[J].价值工程，2011，(06).

[3] 燕日权,任鹏.超高层建筑燃气设施安全问题的探讨[J].山西焦煤科技， 2004，(03).

[4] 陈颖辉,黄明.浅谈高层建筑的发展[J].昆明大学学报，2005，(01).

[5] 郭彦杰.浅谈超高层建筑节能设计[J].科技信息(科学教研)，2008，(13).

[6] 杨小珊.对超高层建筑中泵送混凝土有关问题的分析[J].建材与装饰(下旬刊)，2008，(07).

[7] 吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].科技致富向导，2010，(26).

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关键词：高层建筑；结构设计；选型分析；功能；建筑质量；分析

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

在进行建筑工程的施工设计中，高层建筑工程施工项目的结构设计，与一般的地层建筑施工项目和多层建筑施工项目，在建筑工程项目的施工结构设计上，没有太大的区别。但是，在进行高层建筑项目的结构施工设计中，要将常规的啊建筑工程项目竖向或者是水平结构的设计情况，转化为高层建筑的竖向或者是水平方向的结构设计时，首先需要将常规建筑工程的竖向结构转化成为较大的建筑柱体以及墙体、井筒，其次，在进行高层建筑结构的侧向力作用下倾覆力矩以及变形剪力作用的设计中，要比常规建筑的的作用力大很多。总之，进行高层建筑结构设计以及选型过程中，与低层建筑工程相比，对于结构设计以及选型要求更加严格，只有在保证高层建筑的结构设计与选型质量基础上，才能实现对于高层建筑工程项目的施工设计以及安全质量等进行保证。

1、高层建筑的结构特点与结构类型分析

1.1 高层建筑结构选型的影响因素

高层建筑是一个个单体, 它的可统计性差, 影响因素多, 影响因素之间的相互作用大, 从信息角度看,它的不确定及不确知的信息多,同时其综合性也很强,表现在其结构方案不仅仅取决于力学分析,而是应该综合考虑到环境、经济、安全、适用等多种因素。对于千差万别的建筑方案,除了对建筑美学等的考虑外,影响高层建筑结构选型的主要因素可归纳为:

（1） 环境条件。主要包括设防烈度、场地条件、基本风压等。

（2）建筑方案特征。主要包括方案建筑的高度、高宽比、长宽比以及建筑体型,其中建筑体型包括平面体型和立体体型。平面体型是由平面规则性、平面对称性、平面质量和刚度偏心等组成, 立体体型是由结构高宽比、立面收进体型、塔楼和层间刚度等组成。

（3）建筑使用功能要求。高层建筑的使用功能大体上可分为住宅、办公楼、旅馆和综合楼等。某种功能的建筑可能只有某几种结构型式和它相匹配。比如高层住宅, 由于其使用空间较小, 分隔墙体较多,且各层的平面布置基本相同,因此这种功能的建筑就比较适合采用剪力墙或框架剪力墙结构。

（4）施工工期要求。高层建筑由于投资巨大, 结构施工周期的缩短, 可以使整个建筑更早地投入使用,取得经营收入,同时还可以缩短贷款建设的还贷时间,从而减少还贷利息。

（5）材料供应状况。

（6）设计、施工水平。

（7）结构抗灾水平和可维护性。

1.2 高层建筑的结构类型分析

众所周知, 与低矮建筑不同, 在水平荷载作用下结构侧移已成为高层建筑设计中的关键控制因素,如何在满足相关要求的前提下选择更好的抗侧力体系成了结构工程师们追求的重大目标。另外, 高层建筑的层数多、自重大; 同时,巨大的结构水平荷载又在竖向构件中引起较大的轴力、弯矩、水平剪力。为使竖向构件的结构面积不致过大,要求结构材料具有较高的抗压、抗弯和抗剪强度。当高层建筑处于地震区时,对结构材料还会有延性的要求。

高层建筑工程中，比较常见的结构体系类型主要有框架建筑结构体系以及剪力墙结构体系、框架剪力墙的建筑结构体系、筒体结构体系等。在实际施工建设应用中，不同的建筑结构体系具有不同的特征优势，在建筑施工中的具体应用也会有不同。而从高层建筑工程的施工使用材料上来讲，高层建筑结构类型主要有钢结构和钢筋混凝土两种，其中，钢结构的高层建筑结构类型，它的特点是强度高，并且韧性大，在建筑施工应用中容易加工操作。对于高层建筑结构工程来讲，钢结构的高层建筑，它的结构断面小、并且自重轻，抗震效果也比较好，在高层建筑施工应用中，钢结构建筑的施工工期也相对比较短，施工操作方便。但是，由于钢结构类型的特征优势，以及在建筑结构施工中的应用越来越多，导致钢结构材料的造价成本也随之增高，从而对于建筑工程的整体施工成本有很大的影响。此外，钢筋混凝土结构由于自身的特征优势，在建筑施工中的应用也比较广泛。结合这两种不同结构类型各自的特征优势，在高层建筑结构施工中，经常会将钢结构与钢筋混凝土结构两种类型，进行混合施工应用，以突出各自的应用优势，并进行互补，保证建筑工程结构质量。

2、高层建筑的结构设计分析

根据上述高层建筑的结构特征、结构类型以及在实际施工中的应用情况，在进行高层建筑的结构设计过程中，应注意从以下几个方面进行考虑分析。首先，是高层建筑结构的水平荷载对于建筑结构设计的决定性影响作用。进行建筑工程项目的结构设计过程中，都需要对于建筑结构所承受的垂直荷载、水平荷载以及抗震能力等进行计算分析，并进行设计应用。对于高层建筑工程来讲，在进行建筑的结构设计过程中，虽然需要对于建筑结构的垂直荷载情况进行分析考虑，但是，对于整个建筑结构来讲，产生决定性影响作用的荷载作用力，主要是来自于水平方向上的荷载承重作用，这也是高层建筑结构设计中需要重点分析考虑的因素，主要是由于高层建筑的楼层高度影响作用。

其次，在进行高层建筑的结构设计过程中，还需要对于建筑结构的侧向作用力影响下的侧向位移进行分析考虑。对于高层建筑的结构设计来讲，侧向位移情况是进行高层建筑结构设计的重要控制指标因素。在高层建筑工程中，随着建筑楼层的增加，水平荷载作用影响下，建筑结构的侧向作用力也会增加，从而对于高层建筑结构影响形成的侧向位移变化就比较大，因此，对于高层建筑结构的影响作用就比较明显。为了保证高层建筑结构的设计质量，保证建筑工程的结构安全，在进行高层建筑结构设计中，需要对于建筑结构的强度设计更高，以能够承受侧向荷载变化影响。

最后，在进行高层建筑结构的设计中，还需要结合高层建筑的楼层结构高度情况，满足建筑结构对于延性的要求标准，使建筑结构的柔性设计更加合理，以保证在地震作用下，建筑结构的承载作用，保证建筑结构的设计质量和安全。

3、高层建筑的结构选型分析

在进行高层建筑结构的选型应用过程中，应注意从建筑结构体系类型与建筑工程施工之间的相互关系，以及建筑结构的抗震要求等方面，对于高层建筑的结构选型进行分析。首先，在建筑工程施工过程中，不同的建筑施工工艺，对于建筑工程的施工材料消耗使用以及建筑劳动力使用情况、建筑施工工期、建筑施工成本造价等都有不同的影响作用。而对于建筑工程来讲，建筑工程的结构类型不同，施工中具体的工艺流程也会有不同，因此，在进行建筑结构类型的选型应用中，应注意结合建筑施工的具体要求情况，选择合适的结构体系类型进行施工应用。其次，建筑工程的结构抗震要求也是进行建筑结构类型的施工选择应用中，需要进行分析考虑的重要因素，在建筑结构类型选择中，应注意结合建筑结构抗震选择原则进行选型应用。