高層建筑結構設計論文精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇高層建筑結構設計論文，期待它們能激發您的靈感。

篇1

1．1高層建筑結構受力特征

高層建筑結構在模型上一般可以假想為一個從地基出發并不斷上升的懸臂構件。高層建筑主要承受水平作用效應和豎向作用效應，水平作用效應一般指風荷載，在抗震設防地區還包括水平地震作用。豎向作用效應則一般由結構自重荷載產生，在抗震設防烈度為8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9度時的高層建筑，還應考慮豎向地震作用。在這些作用效應下，結構整體及主體構件均需具有足夠的承載能力、剛度和延性，整體的設計注重概念，應符合相關規定中對于建筑形體的規則性要求，包括平面布置的規則性及豎向布置的規則性。結構在抵抗彎曲方面來說，結構體系務必滿足:不能使建筑物產生傾覆;在承受荷載時，它的支撐體系的某些部位不應被壓屈、壓碎或者直接被拉伸破壞;同時彎曲側移不能超出彈性極限的范圍。而結構在抵抗剪力方面來說，結構體系務必滿足:建筑物不至于發生剪切破壞;同時結構的整體剪切側移不能超過彈性極限的范圍。最后對于結構的地基和基礎來說，由于高層建筑一般是高次不靜定結構，所以結構體系在支承點處應避免較大的不均勻變形，從而可以防止出現較大的二次內力。

1．2高層建筑結構的傳力路線

高層建筑的豎向平面結構和水平平面結構都必須有明確的傳力路線。以某個作用在樓面上的重力荷載為例，它要通過樓蓋構件的彎曲傳遞給豎向結構的某個構件，直到建筑物的基礎和地基。傳力路線的模式根據結構的類別和布置而異。高層建筑的底層往往只允許有少量的立柱，以便有足夠的空間可以設置寬敞的入口、前廳或廣場。這時，有較密柱間距的上層結構的重力荷載，就要通過另一種結構體系傳給底層立柱以及底層立柱基礎。當高層建筑的樓層平面有突變時(如樓層有收進，或由矩形平面變成其他形狀的平面時)，或結構體系有變化時，它們的傳力路線也會發生改變，這時往往既要有豎向的轉換結構，也要有水平方向的轉換結構。在高層建筑結構傳力路線中還有一個區別于底層建筑結構的特殊問題，那就是高層建筑的每個立柱都承受著上層傳來的重力荷載，要考慮它們各自在施工和使用過程中豎向壓縮量的差異。這既要在設計中加以考慮，也要在施工過程中及時加以調整，以保證各層樓面的水平度，減小因不同柱的壓縮量有過大差異而引起的結構內力。

2概念設計

2．1抗關于側力構件合理布置規定

對于一個單獨的結構單元，在設計上的通常做法是，一般會盡力避免設計出應力集中的縮頸和凹角部位;而且盡量不要在這些部位設置樓、電梯間。整個結構外形也要避免外挑，尺寸內收也不宜過急，避免在結構上形成薄弱部位。最大限度地防止因局部結構或構件破壞，而出現全部結構失去承載力的情況。

2．2關于高寬比的規定

高寬比的規定是對結構整體剛度、整體穩定、抗傾覆能力、承載能力以及經濟合理性的綜合考慮，是長期工程經驗的總結，根據當前的實際工程來看，這一限值是比較經濟合理與實用。但隨著目前高層建筑的快速發展，設計師們發現其實高寬比并不是必須要滿足的。實際工程已有一些超過高寬比限制的例子(如深圳京基100大廈高441．8m，共100層，高寬比為9．5，天津117大廈，高597m，共117層，高寬比為9．7)，當然高寬比超過限值時，應對結構進行更加準確的受力分析，并施加可靠的構造措施。

2．3短肢剪力墻的設置問題

在新的規范中，將墻肢截面高度與厚度比為5－8的剪力墻定義為短肢剪力墻，且根據試驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制。比如在剪力墻設計等級為四級，短肢剪力墻的配筋率要求是1%以上，而普通剪力墻則為0．2%。高厚比較小的構件的脆性破壞較大，不利于抗震。所以，在具體的高層結構設計里，設計師們應該充分利用其它現有構造形式來代替短肢剪力墻，減少不必要的麻煩。

2．4嵌固端的設置問題

在結構計算模型的選擇上，如何準確地確定嵌固端位置是一個十分關鍵的問題，這直接關系到實際的受力狀態與選擇的計算模型是否符合以及內力等相應計算結果是否無誤。因為現在高層結構通常會設有一層或者是二層的地下室(可以當作人防工程來使用)，而嵌固端的選擇，可以結合各層的剛度變化，再根據它的實際布置狀況，可以選擇在一層頂板的位置，也可以是二層頂板的位置，同時在地下室其他樓層等部位也是有很大可能的。但是在這個問題上，結構設計師們往往會忽略了一系列需要注意的問題，例如嵌固端的設置和剛度比的限制等問題，忽視這些問題將會對工程的質量和后期數據的分析造成很大的隱患。

3地基與基礎結構設計

在基礎的具體設計中，應根據地基復雜程度、建筑物規模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度來確定基礎設計等級。首先，地基計算應滿足承載力計算的有關規定;其次，由于高層建筑的基礎設計等級均為甲級或乙級，因此均應按地基變形設計;若地下室存在上浮問題時，還應進行抗浮驗算。下面就高層建筑中不同的基礎類型分別闡述在設計計算中應注意的事項:在對箱基和筏基的梁板進行配筋計算時，務必相應地扣除底板上直接作用的梁板荷載和自重，當出現箱筏的四邊區格和地基反力過大的情況，這時要對梁板進行加強配筋;而在進行箱基結構設計時，要考慮洞口上下的連梁的影響，驗算其截面面積，若洞口的位置或者大小有變動，要復核連梁的抗剪強度和抗彎強度;若是進行整體箱基和筏基的設計，必須考慮樁土的因素，其共同工作會對結構造成一定程度的影響。

4結構計算與分析

4．1結構整體計算的軟件選擇

當前比較常用的計算軟件一般包括:建科院PKPM其中的SAT-WE，MIDAS，ANYSYS，ETABS，SAP等。由于各個軟件使用的計算模型有一定區別，所以在各個軟件計算結果上就會有或大或小的差異。實際工程中，務必考慮結構類型和計算模型的具體特點，在進行整體分析時選擇最恰當的軟件，并使用不同軟件進行對比分析計算，從不同軟件計算的相差較大的結果中，選擇最接近工程實際情況的數據。若不能選擇合適的計算軟件，不但會消耗大量的時間和精力，更重要的是會對結構埋下安全隱患，造成日后的工程問題。所以為了保險起見，通常在布置復雜的高層設計中，宜使用不少于兩種不同的模型來進行內力分析和計算。

4．2剪力墻底部加強部位墻厚的確定

在進行抗震設計時，剪力墻的底部加強部位一般采取增加邊緣構件箍筋和墻體的布筋來防止地震荷載的影響，預防結構出現脆性破壞，從而能夠比較有效的改善結構的抗震性能，在現行的規范中，明確指出剪力墻結構底部加強部位的高度可以參考墻肢的1/8和底部兩層二者中的較大值;而部分框支剪力墻結構底部的取值，可考慮以上兩層的高度及墻肢總高度1/8中的較大值。一般情況下，高層建筑結構底部加強部位的剪力墻截面厚度bw的取法按照以下規定，按照一、二級級抗震標準的情況，bw宜選擇剪力墻無支長度的1/16或層高;按照三、四級抗震標準的情況，bw宜選擇剪力墻無支長度的1/20或層高。但在墻底受力較小且結構層高相對較高的情況下，其厚度還按上述要求取值，就顯得很不經濟。所以，根據具體的工程實踐，厚度可以適當減小，而且必須按照下面的公式計算穩定性。

5結束語

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Abstract: At present, the high-rise building occupies larger and larger proportion in our city’s construction, and due to the variety of the building structure design, there are many new structure design scheme presented in our city construction of the fast speed. With the more and more complicated building types and functions, and the increasing number of high-rise building, the structure systems of the high-rise building is also more and more diverse. Thus, the high-rise building structure design has become the diffecult and key point. Facing with the situation, we should put the high-rise building structural design on the first place, and do some study. And there puts forward higher request for engineering design personnel. This paper discusses a few matters needing attention of the structure design.

Keywords: high-rise building; structure design

中圖分類號：TU761.6 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

1 高層建筑結構設計方面的原則 1.1 選用適當的計算簡圖：結構計算式在計算簡圖的基礎上進行的，計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發生，所以選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。 1.2 選擇合適的基礎方案：基礎設計應根據工程地質條件，上部結構類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經濟合理的基礎方案，設計時宜最大限度地發揮地基的潛力，必要時應進行地基變形驗算。基礎設計應有詳盡的地質勘察報告，對一些缺少地質報告的建筑應進行現場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結構單元不宜采用兩種不同的基礎類型。 1.3 合理選擇結構方案：一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力、傳力明確。同一結構單元不宜采用不同結構體系，地震區應力求平面和豎向規則。總而言之，必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、電氣、給排水、暖通等專業充分協商，在此基礎上進行結構選型，確定結構方案，必要時應進行多方案比較，擇優選用。 1.4 正確分析計算結果：在結構設計中普遍采用計算機技術，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。在計算機輔助設計時，由于結構實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導致錯誤的計算結果，因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析，慎重校核，做出合理判斷。 1.5 采取相應的構造措施：結構設計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉” 原則，注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的直段錨固長度；考慮溫度應力的影響力等等。 2 高層建筑結構設計的特點 2.1 軸向變形不容忽視：高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；此外還會對預測構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。 2.2 結構延性是重要設計指標：相對于底層建筑而言，高層建筑的結構更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。 2.3 水平荷載成為決定因素：一方面，因為高層建筑樓房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；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引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度變化。

3 高層建筑結構的相關問題分析3.1 結構的超高問題：在抗震規范和高層規程中，對結構的總高度有著嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度以外，增加了B級高度，處理措施與設計方法都有較大改變。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。 轉貼于 中國論文下載中心 h3.2 短肢剪力墻的設置問題：在新規范中，對墻肢截面高厚比為4～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。 3.3 嵌固端的設置問題：

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。 3.4 結構的規則性問題：新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“高層建筑不應采用嚴重不規則的結構體系。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

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傳統的結構設計方法一個很大的局限在于所按照要求得到的截面并非是最佳截面，而且建設完成后的工程結構存在一些缺點，例如質量大、造價高等，這與其設計過程密不可分。一般而言，傳統的結構設計遵循以下程序：參照——估計——分析——驗算——調整。也就是所使用的設計方案是在已有工程設計實踐經驗的基礎之上提出來的，之后，在從強度、剛度以及穩定性等多個方面采用力學分析的方式對其進行安全校核，如果驗算結構不滿足要求就要進行設計調整。然而該驗算時所假定的計算模型難以保證合理，最后得到一組截面，在很大程度上取決于最初假定的誤差程度，再者，設計時迫于時間及結構計算的復雜性往往決定了調整的次數是有限的，因而設計出的最終產品難以保證是最優的。而結構的優化設計雖然與傳統的結構設計有一樣的設計過程，但產品的良好性能、產品所具備的的高安全性以及高經濟性是其設計的主要目的。并且產品的高經濟性與高安全性是從結構的體積最小、質量最輕以及產品造價最低等三個方面進行衡量的。而且，結構優化設計的一個最大特點是對設計中出現的一系列問題按照數學規劃的方式對其解決，然后再利用計算機，對眾多方案進行比較，并從中選出最優的設計方案，這是傳統設計過程所不能比擬的。框架一剪力墻結構以其良好的受力性和適用性在現代高層建筑領域中應用非常廣泛。現階段，隨著建筑行業的快速發展，高層建筑物的數量只增不減，面對這種情況，框架—剪力墻結構的合理選擇以及優化對降低造價、提高建筑質量有著重要的指導意義。然而目前在《高層建筑混凝土結構設計規程》中，對高層建筑的結構選型、合理布置等的相關規定尚未完善，存在一些不足，這就為高層框架結構的優化設計提供了充足的設計理由。

2.抗震性能的結構設計

首先，為了有效提高高層建筑的抗震性能，可以將剪力墻設計成四周有梁柱的并且帶有邊框的墻。主要是因為，邊框墻可以使斜裂縫向相鄰墻面擴展的現象得以避免，而且當墻板遭到破壞后，還看將其作為承重構件，起到承重的作用。除此之外，設計的邊框還能夠對因墻身通裂對邊框梁柱而產生的附加剪力起到承載的作用。其次，對每肢墻的高寬比進行合理的控制。雙肢墻或多肢墻的設計,可以使出現在結構豎縫和洞口連梁處的裂縫和屈服部位得到有效的控制，同時還能夠降低其剛度，從而避免剪切破壞或者是底部墻體過早屈服現象的發生。最后，剪力墻的剛性連梁，其跨高比一般為1。當連梁的跨高比為5時，具有較好的延性和耗能，并且連梁兩端相對豎向位移的延性系數都高于8，滯回曲線的飽滿度也比較高；當跨高比降至1時，延性系數則也會隨之降低，達到3，并且滯回曲線遠遠偏離飽滿度，最終導致彎剪遭到破壞。因此，需要對其組成和構造進行相應的改進。即在梁高的一半位置處留一水平通縫，并在縫的上、下兩側各埋置一個開有橢圓形螺栓的鋼板，最后用高強螺栓將兩個鋼板連結在一起，從而使連梁具有一定的“剛性”功能。如果在大震的作用下,導致兩鋼板有相對滑動現象的發生，此時就會使剛性橋梁工作時跨高比由1變為2，并且延性系數提高了3倍多。

3.高層框剪結構設計技術

在現階段的高層建筑中，其結構設計大多采用高層框剪結構。該結構主要是由兩部分組成，框架結構以及剪力墻結構。高層框剪結構在高層建筑結構中得到了廣泛應用，主要是因為該種結構不僅具有較強的抗側力剛度，還能為建筑的使用提供一個更大的平面空間。但是在對該結構進行設計的過程中出現的一些問題會導致結構方案存在缺陷,致使浪費現象嚴重。因此，在設計中應該對框剪結構的受力和變形特點引起高度的重視。高層框架結構主要是由梁柱線性桿件組成的。剪力墻和豎向懸臂彎曲結構相似,并且呈彎曲變形。在剪力墻結構中,所有抗側力構件具有的抗彎曲剛度較大,并且側移變形相同，其中水平力按其等效剛度EI比例進行分配。

4.高層建筑框剪結構的設計優化

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【關鍵詞】高層建筑結構；設計；特點

1、高層建筑結構設計的意義和特點

高層建筑結構設計的意義在于高層建筑能做到結構功能與外部條件相一致，充分展現先進的設計，發揮結構的功能并取得與經濟性的協調，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。

高層建筑結構設計的特點，就是將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、機電管道的設置、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：

抗震設計要求更高。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、大震不倒。

水平力是設計主要因素。在低層和多層房屋結構中，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；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。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。

側移成為控制指標。與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

2、高層建筑的結構體系

高層建筑常用的結構體系有框架結構體系、剪力墻結構體系、框架D剪力墻結構體系和筒體結構體系等。

隨著層數和高度的增加，水平作用對高層建筑結構安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風荷載。高層建筑的承載能力、抗側剛度、抗震性能、材料用量和造價高低，與其所采用的結構體系密切相關。不同的結構體系，適用于不同的層數、高度和功能。

3、高層建筑結構分析

3.1 高層建筑結構分析的基本假定。

3.1.1彈性假定。目前，工程上使用的高層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下，結構通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是，在遭受地震或強臺風作用時，高層建筑結構往往會產生較大的位移而出現裂縫，進入到彈塑性工作階段。

3.1.2 剛性樓板假定。許多高層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度，簡化了計算方法，并為采用空間薄壁桿件理論計算筒體結構提供了條件。

3.1.3 計算圖形的假定。高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形主要是三維空間分析。二維協同分析并未考慮抗側力構件的公共節點在樓面外的位移協調（豎向位移和轉角的協調），而且忽略了抗側力構件平面外的剛度和扭轉剛度，對于具有明顯空間工作性能的筒體結構也是不妥的。

3.2 高層建筑結構靜力分析方法。

3.2.1框架DDD剪力墻結構。框架DDD剪力墻結構內力與位移計算的方法很多，大多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也不相同。框架-剪力墻的機算方法，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。

3.2.2 剪力墻結構。剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。按受力特性的不同，單片剪力墻可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。剪力墻的類型不同，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，而且適用于各類剪力墻。但由于其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。

3.2.3 筒體結構。按照對計算模型處理手法的不同，筒體結構的分析方法可分為3 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。

4、提高建筑結構設計質量的措施

4.1重視概念設計概念是人們通過實踐從理性認識上升到感性認識的結果，它反映了物體的本質特征。概念設計是一個結構工程師必備的一項基本素質。正確的概念設計可以指引設計者一個正確的方向，也是確保結構設計的合理性、安全性、經濟性的前提，應該將概念設計貫穿于整個設計過程。概念設計必須依賴于深厚的理論知識基礎以及對結構原理和力學性質的深入了解，只有具備了高質量的概念設計，才能完成高質量的結構設計任務。

4.2正確運用計算機輔助設計現代計算機技術已經普遍被應用于建筑結構輔助設計中，通常是利用計算機輔助完成結構分析，大部分的圖紙設計，因此，正確的采用設計軟件及對計算程序的充分了解也是確保結構設計質量的關鍵。現在，市場上的設計軟件種類較多，采用不同的設計軟件得到的結果也不一樣。因此，要求對結果進行認真的分析復核。另外，所有的設計軟件都是根據當時國家的規范要求、結合結構體系的特點進行模擬簡化而得，因此，都有一定的使用范圍和使用期限。隨著建筑業的發展，建筑規模越來越大，結構形式也越來越復雜，這就使得建筑結構設計的難度越來越大，計算越來越復雜，因此，結構工程師必須采用合理的設計軟件，準確的設置各項技術參數，確保計算結果的準確，從而提高結構設計的質量及效率。

4.3加強抗震設計

我國是一個地震發生較多的地區，因此，要求建筑結構有很高的抗震性能，減少地震給人們帶來的損失。我國的《建筑設計抗震規范》也經歷了多次的修正與完善，最新的抗震設計規范是2010年版，因此，結構工程師在進行建筑結構設計時必須嚴格按照現行的規范要求進行抗震設計。只有提高建筑結構的抗震性能，才能有效的降低地震災害給人們帶來的傷害。發生在中國的汶川大地震、青海玉樹地震造成了相當大的損失，大量的砌體結構房屋倒塌，其原因在于結構不合理、傳力不明確、抗震構造不規范。而發生在智利的8.8級地震以及最近發生在日本的9.0級大地震，死亡人員的數量卻較少，倒塌的建筑物較少，其原因也就是智利及日本的民用住宅建筑的抗震性能都很

5、結語

高層建筑結構設計中應根據實際情況做好結構分析，多做方案比較，根據使用功能和受力的合理性確定好結構的體系，在進行高層建筑結構設計時，只有綜合考慮各項原則，結合建筑物的使用功能，對整體結構進行把握，對結構設計中的重點以及特殊部位進行重點優化設計，才能確保高層建筑的使用安全。

參考文獻：

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關鍵詞：高層建筑結構；設計；對策

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

科技在發展,社會在進步。自從19 世紀以來出現了現代高層建筑，高層建筑正逐漸廣泛的應用于人們的生活中。作為一個龐大復雜的系統，高層建筑的結構設計，一方面要滿足包括抗震，抗風等在內的安全性能的要求，另一方面，也要重視高層建筑結構的科學性和經濟合理性。

1 高層建筑結構的特征

高層建筑結構同時承受著垂直方向的重力荷載，風產生的水平方向的荷載，并且對于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，低層建筑結構受到水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風產生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑的水平位移增加較快，但是高層建筑過大的側移不但影響人的舒適度，同時使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結構構件以及非結構構件。在設計高層建筑結構時，首先控制側移在規定的范圍之內，所以，高層建筑結構設計的核心是抗側力結構的設計。

2 高層建筑結構設計的原則

2.1 選擇合理的高層建筑計算簡圖

在計算簡圖基礎上進行高層建筑結構設計的計算，如果選擇不合理的計算模型，那么就比較容易造成結構安全事故，基于此，高層建筑結構設計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時，結構構件設計應該采用相應的構造方法保證安全。在實際的結構中，也要要確保和計算簡圖的誤差在規范規定的范圍內。

2.2 選擇合理的高層建筑結構基礎設計

按照高層建筑地質條件進行基礎設計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結構類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個因素，在此基礎上選擇科學合理的基礎方案。基礎方案的選擇應該使得地基的潛力得到最大程度的發揮，必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設計要有詳細的地質勘查報告，如果缺失，那么應該進行現場勘查并參考相鄰建筑物的有關資料。一般情況下，相同結構單元應該采用相同的基礎類型。

2.3 選擇合理的高層建筑結構方案

合理的結構設計方案必須滿足經濟性的要求，并且要滿足結構形式和結構體系的要求。結構體系的要求是受力明確，傳力簡單。在相同的結構單元當中，應該選擇相同結構體系，如果高層建筑處于地震區，那么需要平面和豎向的規則性。在進行了地理條件，工程設計需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎上，并和建筑包括水，暖，電等各個專業的相協調的情況下，選擇合理的結構，從而確定結構的方案。

2.4 對計算結果進行準確的分析

計算機技術被廣泛的應用在建筑結構的設計中，使得設計工作效率大大提高。當前市場上存在著形形的計算軟件，采用不同的軟件得到的結果可能不同，所以，建筑結構設計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進行計算。由于建筑結構的實際情況和計算機程序并不一定完全相符，所以進行計算機輔助設計的時候，出現人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結果不準確的問題，基于此，結構設計工程師在得到了通過計算機軟件得到的結果以后，應該進行校核，進行合理判斷，得出準確結果。

2.5 高層建筑的結構設計要采用相應構造措施

高層建筑結構設計的原則是強剪切力弱彎變，強壓力弱拉力，強柱弱梁。高層建筑結構設計過程中把握上述原則，加強薄弱部位，對鋼筋的執行段錨固長度給予重視，并且要重點考慮構件延性的性能和溫度應力對構件的影響。

3 高層建筑結構體系的選型

建筑的結構在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時,構件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結構體系。根據高層建筑結構的材料將高層建筑的結構體系分為鋼筋混凝土結構體系，鋼結構體系，鋼-混凝土混合結構體系以及鋼-混凝土組合結構體系。鋼筋混凝土結構體系具有混凝土和鋼筋兩種材料的協同受力性能特征，耐久耐火，成本低，整體性能優良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點；鋼結構體系的強度高，抗震性能比較好，施工方便，用途多，但是存在著費用高，防火性能差，施工復雜等不足；鋼-混凝土混合結構結合了鋼筋混凝土構件和鋼構件的長處，不但增加了鋼構件的材料強度，同時具有較高的抗震性能，然而這兩種材料構件的連接技術還存在著不足；鋼-混凝土組合結構具有承載能力高，抗震性能強，比鋼結構具有更優良的耐火性，但是存在著節點的構造比較復雜的缺點，一般被用于小偏心受壓構件。根據結構形式可以將高層建筑結構分為框架結構體系，剪力墻結構體系，框架-剪力墻結構體系。

4 高層建筑結構設計問題分析及對策

4.1 高層建筑結構存在著超高的問題

基于高層建筑抗震的要求，我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定，針對高層建筑的超高問題，在新規范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，使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中，對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。

4.2 高層建筑結構設計嵌固端的設置

一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設計；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的；高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。

4.3高層建筑結構的規則性

在關于高層建筑的新規范中，對于高層建筑結構的規則性做出了很多限制，比如規定了結構嵌固端上層和下層的剛度比，平面規則性等等，并且硬性規定了“高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案。”因此，為了避免后期施工設計階段的改動，高層建筑結構的設計必須嚴格遵循規范的限制條件。

5 結束語

高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作，對于建筑的設計有著非常重要的作用和意義。20世紀90年代以來，隨著我國高層建筑的不斷發展，鋼筋混凝土結構體系、鋼和混凝土的混合結構體系也0積累了很多工程經驗和科研成果，因而對高層建筑的結構設計的要求越來越高，本文簡要分析了高層建筑的結構特征，高層建筑結構設計的原則，闡述了高層建筑結構體系的選型問題，并重點分析了高層建筑結構設計問題及對策，可以為高層建筑結構設計提供參考和依據。

參考文獻：

[1]何俊旭. 高層建筑結構設計及結構選型探討[J].價值工程,2010.

[2]田龍. 淺談高層建筑的結構設計[J].價值工程,2011.