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高层建筑结构的设计原则范文1
【关键词】高层建筑；混凝土结构设计； 特点；原则；要点；注意事项
一、高层建筑混凝土结构设计的特点
1、建筑结构刚度的适宜性。随着建筑的高度的不断增长、侧向位移较大的高层建筑越来越多。因此，在高层建筑设计中，不但结构强度的要求非常重要，也不能忽视结构的适用性，确保了结构的合理振动频率、控制水平层位移。
2、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。
3、侧向力的把握。在建筑结构设计过程中，侧向力已成为结构形变及内部结构发生变化的主要影响因素，无论是民用建筑还是在高层建筑，所有在自重、雪活荷载和负荷、负荷力，再加上风、地震和力水平影响都会作用在结构上，水平荷载内力和位移逐渐增加，因此水平荷载和地震力是其主要的控制因素。
二、高层建筑混凝土结构设计的原则
1、整体性。混凝土结构设计的整体性是指把各个部分组成一个整体，研究整体的功能和设计规律，从整体和部分中发现整体的特征。
2、结构性。在混凝土结构设计过程中，要充分了解其结构与各要素是非常重要的。建筑结构决定着建筑的性能和质量，影响着它在建筑中的使用和发展情况，同时它也是性能的载体，还可以反作用于结构。
3、最优化性。混凝土结构设计中存在差异整合，使建筑的各个部分合理的组合在一起，差异的部分相互互补，相互支持，相互需要，保证着整合后的性能。建筑结构的形成也离不开差异整合，充分体现了它的重要性，在设计过程中，我们要重视这一点。
三、高层建筑混凝土结构设计要点
1、概念设计.为了保证高层建筑结构具有良好的抗震能力，需要设计人员在设计时采用结构概念设计。这种设计方式对建筑师以及结构设计师有很高的要求，必需严格地遵守结构概念设计的规范规程以及各项规定，设计过程中需要对建筑结构进行全面的分析，不能仅仅依靠计算来进行设计。在进行结构体系设计时，需要对结构选型以及平面布置的规律提高重视程度，选用具有较好的抗震能力以及抗风性能，并且经济性较高的结构类型，并要对结构进行计算简图的设计，保证结构的地震力有合理的传递，并保证在两个主轴方向有相近的动力特性。另外，概念设计可以保证高层建筑受到中等级地震后可以通过修复继续使用，而在遇到高等级地震时可以保证不倒。为保证“中震可修，大震不倒”的目标，需要专家对设计提出具体指标，对建筑的稳定性以及弹性进行完善的设计。
2、结构选型。在进行结构选型时需要考虑三方面的问题：结构规则性问题、结构超高问题以及嵌固端设置问题。高层建筑的结构规范新旧版本有着很大的不同，在新规范中，对于结构的限制条件也有所增加。并且，新规范明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。因此，结构工程师需要在执行新规范时多注意不同之处，避免施工设计时处于被动状态。建筑结构的总高度在抗震规范以及高度规范当中都有着严格的限制，新规范中对于超高问题有了新的规定，增加了除了a级高度建筑以外的b级高度建筑。所以在进行结构选型时需要注意控制超高问题。高层建筑往往带有地下室，因此结构设计工程师需要对嵌固端设置进行重视。
四、高层建筑结构设计的注意事项
1、科学选择结构体系。结构体系的选择应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，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，结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，除将原来的限制高度设定为A级高度建筑外，还增加了B级高度建筑，因此，必须对结构高度严格控制，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
2、合理设缝。温度伸缩缝、沉降缝、防震缝是高层结构设计中较重要的构造措施。对温度伸缩缝，其影响因素很多，规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制，还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况，应根据实际工程的具体情况执行相关条文。如北京朝阳商业中心、广东佛山医院等工程地上结构长度均超过100米，由于采取了可靠措施，也未设温度伸缩缝而效果良好。沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生，在设计中，通常用“放”、“抗”、“调”等办法解决，即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。目前，广州、深圳等地多采用基岩端承桩，主楼、裙房间不设缝；北京的高层建筑则一般采用施工时留后浇带的做法。设计师应在实际中灵活掌握。防震缝在规范中有明确规定，但应据实际情况适当放宽或缩小。
3、需要注意侧向位移限值的事项。高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。
4、高层建筑结构设计中需要注意扭转的事项。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发生扭转破坏，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。
结束语：
近些年来城市化进程的加快，加剧了城市土地利用的紧张趋势，使得高层建筑已成为城市建设的重要组成部分。而混凝土结构作为现代化城市发展的一种客观成果，在高层建筑中得到广泛应用。
参考文献：
[1]王郁红.现浇钢筋混凝土构件裂缝的产生原因及控制措施[J].安徽建筑.2011.
高层建筑结构的设计原则范文2
高层建筑结构抗震概念设计在依据数值计算的基础上，还增加了实践经验元素，并且结构概念设计甚至比分析计算更重要，使得这一抗震设计理念能够满足区域差别下从事高层建筑结构设计的实际需求。强调高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性，其目的是为了引起高层建筑结构工程是在进行建筑结构设计时，特别重视相应的结构规程以及抗震概念设计中的相关规定，从而摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区，要求结构工程师严格的按照结构设计计算原则，再结合地区的抗震规范，以此保证高层建筑结构的抗震性能。
2高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则
(1)结构的整体性。
在高层建筑结构中，楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用，其相当于水平隔板，不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构，还要求这些子结构具有较强的抗震能力，能够抵抗地震作用，尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。
(2)结构的简单性。
结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行分析，准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节，然后采取相应的措施，避免薄弱环节的出现。
(3)结构的刚度。
结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形，还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击，如果结构发生较大的变形，将会产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，降低高层建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念设计中，应该重视结构的刚度设计。
(4)结构的规则性与均匀性。
高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则，结构侧向刚度的变化应该巨晕，避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向，机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀，避免传力途径、刚度以及承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。
3抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用
(1)抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律。
在高层建筑的抗震概念设计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。
(2)抗震概念设计在结构体系上的应用。
高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面:其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证;其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合;其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。
(3)抗震概念设计在结构构件上的应用。
高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。
4结束语
高层建筑结构的设计原则范文3
关键词：高层建筑结构；设计；对策
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
科技在发展,社会在进步。自从19 世纪以来出现了现代高层建筑，高层建筑正逐渐广泛的应用于人们的生活中。作为一个庞大复杂的系统，高层建筑的结构设计，一方面要满足包括抗震，抗风等在内的安全性能的要求，另一方面，也要重视高层建筑结构的科学性和经济合理性。
1 高层建筑结构的特征
高层建筑结构同时承受着垂直方向的重力荷载，风产生的水平方向的荷载，并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下，低层建筑结构受到水平方向上的影响比较弱，然而在高层建筑中，外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的水平位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。
2 高层建筑结构设计的原则
2.1 选择合理的高层建筑计算简图
在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算模型，那么就比较容易造成结构安全事故，基于此，高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，结构构件设计应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，也要要确保和计算简图的误差在规范规定的范围内。
2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计
按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况，考虑施工条件，相邻的建筑物的影响等各个因素，在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥，必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告，如果缺失，那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下，相同结构单元应该采用相同的基础类型。
2.3 选择合理的高层建筑结构方案
合理的结构设计方案必须满足经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么需要平面和竖向的规则性。在进行了地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等的综合分析的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。
2.4 对计算结果进行准确的分析
计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中，使得设计工作效率大大提高。当前市场上存在着形形的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符，所以进行计算机辅助设计的时候，出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后，应该进行校核，进行合理判断，得出准确结果。
2.5 高层建筑的结构设计要采用相应构造措施
高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则，加强薄弱部位，对钢筋的执行段锚固长度给予重视，并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。
3 高层建筑结构体系的选型
建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时,构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足；钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢-混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小偏心受压构件。根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。
4 高层建筑结构设计问题分析及对策
4.1 高层建筑结构存在着超高的问题
基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B 级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。
4.2 高层建筑结构设计嵌固端的设置
一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。
4.3高层建筑结构的规则性
在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。
5 结束语
高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。20世纪90年代以来，随着我国高层建筑的不断发展，钢筋混凝土结构体系、钢和混凝土的混合结构体系也0积累了很多工程经验和科研成果，因而对高层建筑的结构设计的要求越来越高，本文简要分析了高层建筑的结构特征，高层建筑结构设计的原则，阐述了高层建筑结构体系的选型问题，并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策，可以为高层建筑结构设计提供参考和依据。
参考文献：
[1]何俊旭. 高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程,2010.
[2]田龙. 浅谈高层建筑的结构设计[J].价值工程,2011.
高层建筑结构的设计原则范文4
关键词：高层建筑；建筑结构；抗震设计和分析
中图分类号：TU97文献标识码： A
在高层建筑的设计和施工中，抗震设计是一项非常关键的工作，因为它对高层建筑的使用年限和使用功能有不容忽视的作用。所以，设计人员优化高层建筑的设计方案的时候，应当遵循建筑设计的有关原则，运用科学的方法开展设计，在充分了解高层建筑结构特点的基础上，认真分析抗震设计中的不足，不断探索更加科学的抗震设计方法。本文主要对高层建筑结构抗震分析和设计进行探讨。
一、高层建筑结构抗震设计的具体要求
（一）高层建筑结构的抗震设计思路
从世界各国的建筑设计原则来看，基本的原则可以总结为：建筑遇到轻度地震不被破坏，遇到中度地震可以修理，遇到大地震不倒塌。在各国具体的实践中，这个原则受到了普遍的肯定，并且取得了良好的效益。
小地震建筑物不发生损坏的意思是，建筑物遇到了轻微的地震，结构发生弹性变形，不会受到损坏，不需要修理仍然可以正常使用；中等程度的地震建筑物可以修理的意识是当建筑物遇到中等强度的地震，发生了非弹性变形，出现了某种程度的破坏，但是只要进行普通的修理仍然不影响正常使用；建筑物遭遇大地震不倒塌的意思是当建筑物遭遇强度非常强的地震后，各个结构受到一定程度的破坏，但是整体不发生坍塌。
发达国家的建筑物大都符合抗震设计的要求，发生地震时人员伤亡数量不多，我国与发达国家相比，仍然存在较大的差距，由于抗震设计不科学，造成轻微地震就对建筑造成重大破坏的情况屡见不鲜。
（二）地震烈度与抗震等级
地震烈度属于地域概念，它是国家的相关部门在参考地理环境资料、历史资料等资料的前提下，经过勘验后，制定出的经验数值，我国多数地区建筑地震烈度是8度。抗震等级指设计单位根据我国的相关规定，参照烈度、建筑物的结构类型和高度，运用不同的抗震等级开展的设计。比如钢筋混凝土结构，其抗震等级可以分成四级来表示其严重程度
二、当前高层建筑结构设计存在的不足
对于大多数建筑，不管是横向设计原理还是侧向设计原理，其差异并不大，不过高层建筑与低层建筑相比，其在侧向方面需要考虑的因素更多，主要有以下几个原因：第一，建筑物的高度越高，那么它需要承受的竖向演练就会增大，因此，它就需要更坚固的墙体、墙柱等；第二，在建筑中，通常侧向力会比横向力产生更大的变形压力和倾覆压力，因而，对于竖向负载，压力会急剧增加，这在建筑抗压抗震性能方面的表现尤为明显。高层建筑的问题不只是表现在它本身结构的抗剪方面，还表现在抗弯曲和变形方面。此外，设计师在设计时还需要综合考虑共振、剪重、侧向位移等因素。
三、高层建筑结构抗震设计的方法
（一）关注建筑的理念设计
理念体现出人们对客观事物的理性认识。设计师要想设计出优异的方案，必须了解最基本的理念设计，因为正确的理念能够有效的指导设计工作，保证设计出高层建筑结构科学、各个构件平衡，同时具有良好的安全性和经济性，正确的理念应当贯穿设计的始终。
（二）正确处理薄弱层
高层建筑结构需要承受的负荷很多，既有来自于它本身的竖直方向上的负荷，还有侧向风负载和地震产生的冲击，后一种负载对高层建筑结构的影响更大。同一座高层建筑，它在不同的高度上抗侧力的强度是不同的，这种情况会出现薄弱层，设计人员在设计时应当尽可能避免或者减弱薄弱层。当前，我国为了增强高层建筑的抗震性能，提出了两个环节的设计。在第一个环节中，设计师应利用计算高层建筑在弹性情况下会出现的地震效应；在第二个环节中，要计算出高层建筑的薄弱层之后对结构的薄弱环节进行转角处理，考虑到转角处理的难度较大，也可以侧向移位，但是要注意设计不能大于规定的范围，这样做的目的是保证建筑本身不受影响的前提下合理处理薄弱层。
（三）选用恰当的高层建筑结构类型
框架结构、剪力墙结构、筒体结构等都是高层建筑经常使用的结构体系，设计人员设计时要关注下面几个要素：首先，结构的形式要尽量简单，切忌复杂，这样结构的受力也会简单，发生地震时，高层建筑的受力明确，地震力的传递简单，而且简单的结构有助于设计人员来评估结构的抗震能力；其次，建筑结构要均匀规则，只有保证建筑平面的规则性，结构布置的均匀性，才能避免子结构在短时间被破坏、发生坍塌等情况；再次，地震力的方向不是单向的而是双向的，这就要求设计人员在布置结构的过程中要保证结构可以抵抗来自于任何方向上的地震作用；最后，保证结构的整体性能。钢结构与混凝土结构相互结合形成的钢混结构的整体性能好，所以，目前很多设计师都会选择钢混结构。
（四）减少高层建筑结构本身的重量
减轻高层建筑结构本身的重量对于高层建筑结构的设计具有重要意义，在不增加基础、不提高地基处理成本的前提下，设计人员可以适当的增加高层建筑的楼层，比如在相同地基承载基础上，为了扩大使用面积，可以通过减少自重的方式来增加层数，与此同时，要考虑高层建筑的质量与地震作用是正比的关系，高层建筑的质量降低了，地震效应也会下降，例如高层建筑的高度较高，重心高，安全性和可靠性差，为了降低其自重，可以采用轻型的填充墙。
（五）控制地震能量的输入
利用有效的抗震措施，采用基于位移的高层建筑结构抗震设计来确定结构发生的变形，同时确定机构需要的延性抗震性，进而保证结构在不同的地震作用下达成抗震目标。控制的证能量输入的办法还包括：认真核算构件的承载能力和变形值；依据施工标准和以往的经验来确定构件的具体构造要求，从各个阶段进行控制，降低地震力导致的共振破坏。
（六）高层建筑构件配筋的设计
设计人员在设计高层建筑结构的构件配筋时注意不能随意加强，要遵守该弱就弱，该强就强的基本原则，因为如果在设计中以大代小，改变了构件配筋的状况，就可能会出现结构的某个部位的设计太强，进而出现相对的薄弱部位，不利于高层建筑结构分解地震力。比如，在柱配筋不改变的情况下，设计人员随意提高了梁的配筋，就有可能出现柱端比梁端先出铰的情况，破坏结构。
（七）设计多道抗震防线
高层建筑结构中，剪力墙结构的性能非常好，它不仅是常用的抗侧力构件，而且还是首道抗震防线。所以，剪力墙的数量应当充足，如果首道防线被破坏，那么可以将联肢墙当作下一道防线。
结语
高层建筑对于缓解当前土地资源紧张的情况有重要的作用，但同时高层建筑施工的难度比较大，所以，其设计是否科学合理非常重要。众所周知，我国幅员辽阔，人口基数大，很多地区位于地震频发带上，为了维护社会的稳定，保障人民的生命财产安全，我们应当关注高层建筑结构的抗震分析和设计，掌握高层建筑抗震方面的专业知识，从各个环节入手，不断提高设计水平，制定可行性高的设计方案。
参考文献：
[1]董涛.浅谈高层建筑结构抗震设计[J].河南建材,2009(01)
[2]陈维东.高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J].中国高新技术企业,2009(05)
[3]刘建政.住宅高层建筑结构抗震的优化设计[J].建筑设计管理,2012(02)
作者简介：
高层建筑结构的设计原则范文5
【关键词】高层建筑；抗震；结构设计
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
随着社会的不断发展与进步，高层建筑自19世纪出现后，越来越广泛地出现在城市人民的生活中，近几年，包括一些发展速度较快的城镇，也出现了越来越多的高层建筑。高层建筑的结构设计是一个非常复杂、庞大的系统，不仅要满足抗震、抗风等安全性能方面的需求，还要满足自身建筑结构的科学性及合理性。
1.高层建筑的结构特点
对于高层结构建筑来说，需要承载的不仅是自然界的风产生的水平方向的荷载，与此同时也要承受垂直方向的对自身重量的荷载，在此基础上，还要求有较强的抗震能力。通常来说，水平方向上的荷载对低层建筑结构的影响是比较小的，但是高层建筑不同，自然界中的风和地震等外力对其产生的水平方向的荷载是影响其结构的主要因素。建筑物的高度越高，位移就越快，这种位移不仅对人的舒适度有影响，对建筑物本身的使用也有影响，并对本身的结构构件和非结构构件也有破坏性的影响。[1]正是因为这样，在对高层结构进行设计工作时，必须将侧移控制在规定的范围内，这种抗侧力结构的设计时高层建筑结构设计的核心所在。
2.高层建筑结构设计的基本原则
在高层建筑结构的设计中，我们主要遵循五个基本原则。首先，对高层建筑结构计算简图要做出合理的选择。计算简图是进行高层建筑结构设计计算的基础，一旦选图不合理，就会比较容易造成结构安全事故。因此，合理地选择计算简图是高层建筑结构设计的安全保证。与此同时，选用与计算简图相应的构造方法才能保证建筑物的安全性。在实际的结构中，不单钢节点和饺节点属于其结构节点，实际结构域计算简图的误差点也是其中之一。
其二，对高层建筑结构的基础设计要做出合理的选择。依据高层建筑的地质条件情况对基础设计进行选择，对高层建筑上部的结构类型和荷载的分布情况、施工条件、相邻建筑物的影响等各种因素进行综合分析，据此对基础方案作出科学合理的选择。这种选择要让地基的潜力得到最大的发挥，如有必要的时候必须对地基变形方面进行检验。地质勘查报告时高层建筑设计中不可或缺的材料之一，如有缺失的情况发生，就要马上进行现场勘查并将相邻建筑的相关资料作为参考，通常想他的结构单元采用的类型都是一样的。
其三，对高层建筑的结构方案作出合理选择。满足经济性、结构形式及结构体系是合理的结构设计方案的必备条件之一。结构体系的要求是传力简单、受力明确。如果高层建筑位处地震高发区，应力就需要平面和竖向的规则。在对地理条件、施工条件、工程设计需求及材料等进行综合分析之后，要对建筑的水、暖、电等各个专业进行相互协调，以此来选择合理的结构，确定结构方案。
其四，准确分析计算结果。在高层建筑的发展过程中，计算机技术也被广泛地应用到建筑结构的设计中来。面对形形的计算机软件，采用不同的软件就可能得到不同的结果。多以要选择合适的软件进行计算，就必须基于建筑结构的设计人员对软件的使用范围及条件有全面性的了解。因建筑结构的实际情况和计算机程序有时候会产生一定的误差，无法完全相符合，所以在使用计算机进行辅助设计的时候，要尽可能避免因人工出现的误差或者软件本身的缺陷导致的计算结果不准确的问题。为此，结构设计工程师通过计算机软件得到结果之后，应当进行必要的校对及合理的判断，得出准确性较高的结果。
最后，采用相应的构造措施进行高层建筑的结构设计。高层建筑结构的设计基本原则是强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁。设计过程中要注意对上述原则的把我，对薄弱部位进行加强，重视钢筋的执行段锚固长度，重点考虑构件延性的性能和温度应力的影响[2]。
3.对高层建筑结构体系进行选型
高层建筑的结构体系指的是建筑结构在抵抗来自竖直方向与水平方向的荷载时，构件的组成形式及传力路径。竖向荷载传达到基础是通过墙、柱等竖向构件及楼盖等水平构件，而水平荷载传递到基础利用的是抗侧力体系，钢-混凝土混合结构体系，钢结构体系和钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系因具有钢筋及混凝土两种材料的协同受力性能的特征，同时具有造价低廉，成本低，耐久耐火，整体性能优良等优点，被广泛应用于各类工程结构中。但是它也存在着延性差，自重大，施工慢等缺点。钢结构体系具有抗震性能比较好，强度高，施工方便，用途多，跨度大，但是存在着费用高，施工复杂，防火性能差等不足；钢-混凝土混合结构则结合了钢构件及钢筋混凝土构件两者的长处，不仅增强了钢构件的强度，并具有比较优秀的抗震能力，成本较低，但是，这两种材料构件在连接技术上稍显不足；钢-混凝土组合结构具有较高的承载力，较强的抗震性、比钢结构更优秀的耐火性，较短的工期，但同时也存在着节点构造复杂的缺点。
高层建筑结构可以根据结构形式的不同分为剪力墙结构体系，框架结构体系和框架-剪力墙结构体系。剪力墙结构体系就是利用高层建筑的墙体作为抵抗侧力及竖向承重的结构体系。这种结构体系整体性能较好，刚度较大，不会轻易受到水平力的作用而产生变形，比较适用于高层建筑。但是因其剪力墙之间的距离较小，致使平面的布置比较受制，所以一般的在不适合用于公共建筑中。框架结构体系则是利用梁、柱等结构为高层建筑竖向承重并承受水平荷载的结构，这种结构具有框架结构内力大、结构侧向位移大的特点，仅适用于高度在50米以下的建筑。将上述两者技术相互结合而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系，它因同时具有布局灵活。实用性强及较强的水平负载能力而广泛被应用与高层建筑中。使用框架-剪力墙结构体系需具体考量剪力墙的位置、数量及其他满足框架的设计要求[3]。
4.高层建筑结构设计问题及相应对策
为了达到高层建筑的抗震要求，我国的通用建筑规范中对高层建筑结构的高度有比较严格的规定，针对我国高层建筑超高问题，新规范中不仅将原有的限制高度规定为A级高度，在此基础上增加了B级高度，此规定促进了高层建筑结果处理措施及设计方法的改进。在实际的工程实际中，如改变建筑结构类型时忽略了高层超高问题，施工审图时将给予不通过的处理，并令其重新设计或者进行专家会议论证，一旦出现这种情况，对整个工程建筑的工期及造价都将造成极大的影响。此外，在高层建筑的结构设计中，尽可能减少或者避免使用短肢剪力墙。对于嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层抗震等级一致；高层建筑整体计算充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调[4]。
5.结语
总之，社会与科技的进步推动着高层建筑的发展，随着高层建筑在人们的生活得到越来越广泛的运用，高层建筑的结构设计要求也越来越高。高层建筑结构设计是一项十分系统和复杂的工作，作为设计人员应在不断提高自身专业技术水平的同时做好设计工作，以着力高层建筑的提高设计水平。
【参考文献】
[1]张杰，崔伟平.探究高层建筑结构设计的问题及解决措施[J].河南科技，2013，(01):178.
[2]本报记者陈园园.高层建筑结构设计难题待解[N].中国建设报，2010-10-30(004).
高层建筑结构的设计原则范文6
关键词：抗震概念 设计 高层建筑 结构设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
正文：
地震属于自然灾害，它具有破坏性强、无确定规律、不可逆转等特点，别绝大多数地震都发生在地壳中。根据抗震工作经验以及实际震害情况，利用科学实验研究的形式进行设计，对建筑及其结构总体的布置以及其细节构造做对应措施，避免建设中不利于建筑结构抗震的做法就是抗震概念设计。抗震设计由抗震取值与抗震措施构成，就是要通过对历次地震灾后情况统计，分析数值，提出抗震概念。在抗震概念设计中，既要保证建筑整体布置的稳定性，又要使建筑结构中的细节部位具有较好的抗震性能。
1.建筑抗震概念设计概述
运用概念设计方法，对高层建筑结构和布局进行设计，能够使建筑物达到很好的抗震功效，从而保障居民的生命财产安全。“概念设计”理论是理论设计同试验研究的结合，概念设计思想中融入了大量的工程实际经验，从而形成了概念设计的基本原则，根据这些基本原则来进行建筑结构设计以及整体布局的构建。随着高层建筑物数量的增加，高层建筑在各地慢慢普及。地震灾害引起的高层建筑物损毁而造成的惨痛代价，使人们越来越认识到高层建筑抗震功能的重要性。对于高层建筑物抗震结构设计，经过国内外相关研究发现，在高层建筑物设计阶段中，借助结构概念设计方法，能够很好的保证建筑物的抗震性能。在高层建筑物的抗震概念设计中，通过对历史上各种地震灾害进行分析和模拟试验，可以对建筑物结构的抗震性能进行定性和定量分析。然后结合国内外一些高层建筑抗震设计优秀经验，来确定建筑物的结构设计方案。因此，利用抗震概念设计方法来进行高层建筑结构设计，可以解决结构设计中最基础、最关键的问题，保证建筑结构的整体性和稳定性。进行建筑物抗震概念设计时，需要摆脱只依靠计算的传统结构设计误区，从结构设计的规则性和整体性出发。遇到一些难以通过具体规则进行解决的问题时，可以通过“概念”方法来进行分析，从而做出正确的判断，做好高层建筑结构设计工作。
2 抗震概念设计一般原则
要保证建筑物结构具有很高的抗震以及抗风性能，尤其是抗震性能，还要同时保证建筑物结果符合设计需求和使用需求，在建筑物结构抗震设计是就要有一定的原则，其一般原则有: 建筑结构要具有简单性; 建筑结构要具有适宜的刚度以及良好的抗震能力; 要保证建筑结构均匀、规则; 保证建筑结构的整体性。例如: 在处于地震多发或可能发生地区的底框房屋设计时，应该注意其结构是上下两部分受力不同的，具有上下极限变形能力悬殊的特点。在小震作用下是上部砖房起控制作用，当处于弹性阶段时，验算的重点应该是砖墙部分; 当砖墙开裂时，验算的重点就应该是框架部分。另一方面由于底框房屋其侧向变形协调是靠楼板有足够的水平刚度来实现的，所以不仅需要现浇底层楼板来达到其应有的水平刚度，而且还要保证底层楼板有一定厚度。
3 抗震概念在高层建筑结构设计中的应用
3.1 选择有利的地基和场地
根据我国以往发生的多次发地震造成的建筑损害情况分析，表明了地震对建筑物的破坏程度受建筑物所在场地地形以及地基的影响较大。一般情况下，建筑场地条件包括局部地形、断层、地基土层、沙土液化等。在场地和地基的选择方面，表层覆盖层的厚度越小、土质硬，所以其承载力就高，稳定性也越好，在发生地震时地基不易失效; 但是表层覆盖层的厚度越大，土质越软，那么对地震的效果作用也就会越大倍数的放大。另外，场地周围如果有突出的山梁或者是孤立的山包，那么也会对地震效果放大。地震中，在断层处常会出现地基失效、地层错位、滑坡、土体变形等现象。因此，在高层建筑抗震设计时，要选择硬质场地，尽可能避免不利因素的场地选择，当实在无法避免时，就要采取必要的措施，较少地震效果的输出。
3.2 对建筑平面以及里面科学的布局
在进行建筑结构的设计中，应该保证建筑平面和立面的规整性。在建筑抗震设计中，使结构的刚度中心与质量中心相重合，以达到建筑平面与立面规则、简洁的效果。那些建筑平面不规则建筑物的质量中心和刚度中心一般情况下不能够重合，这样在地震中建筑结构会发生扭曲，增加了地震的破坏力。对于建筑的立面设计，要避免有突变的阶梯立面出现，降低建筑的重心，并且保证凸出建筑主体的建筑部分高度，避免在地震中出现鞭梢效应。建筑物的高度与地震造成的损害成正比，所以，在高层建筑建设过程中层数和高度都要有一定的限值。在保证建筑平面与立面的平整要求后，还应该考虑建筑的外观造型设计上美观、大方。这样既能达到抗震效果，又能符合建筑的使用条件。
3.3 对建筑结构合理的选择和布置
在建筑结构的选型上要根据许多综合因素考虑，这些因素包括建筑的高度、建筑用途、设防烈度、基础、地基、材料、施工、场地等，还要在经济技术和经济条件进行比较以后确定建筑选型。对于建筑结构的布置方面，应该遵循“平面对称、竖面均匀”的原则。还应该注意的是，纯框架高层建筑中，要尽量防止出现框架柱和楼梯斜梁或平台梁直接连接的情况，因为这样会将框架柱变为短柱，发生地震就容易产生剪切破坏。
3.4 保障建筑结构的整体性
只有保证建筑结构的整体性，在发生地震时建筑结构的各个部件才能相互协同工作，使建筑结构的抗震效果更加显著。建筑结构的抗震力是由结构整体刚度以及整体的稳定性决定的，在高层建筑施工中使用型钢混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构，可以实现结构整体稳定性效果，这两种钢筋混凝土结构具有整体性好、水平刚度大等优点，使用这两种钢筋混凝土结构不但可以解决滑移问题，还可以增强楼板刚度，达到抗震效果更好。
3.5 对于其他非结构部件的处理
建筑物中非结构部件对抗震有影响的有: 框架填充墙、墙板、楼梯踏步板、内隔墙等。在地震中，这些结构也会在不同程度上参与抗震工作，改变这些结构的承载力以及刚度，或者是改变整个结构，或许在地震中这些结构会起到意外的效果。所以说，对其他非建筑结构部件进行合理的处理，能更好的提高建筑物的抗震能力，减少地震给其造成的损害。
4 总结
随着我国经济水平的快速提升，人口迅速的增加，城市土地资源严重匮乏，为了解决这一难题，中高层建筑乃至于超高层建筑在城市建设的过程中越来越多。众所周知，建筑物层数越多，高度越高，它的抗震效果就越差，在地震发生时对其的损害程度也就越多，这严重威胁着人民生命财产安全。所以在高层建筑结构设计中应用抗震概念设计，在建筑结构施工的各个方面，对建筑结构抗震设计进行完善，消除建设过程中出现的不利于建筑结构抗震的操作。在高层建筑结构设计中应用抗震概念设计，有效的提高了建筑物的抗震能力，能有效减少地震对建筑物的损害，从而保证人民生命财产安全。
参考文献
［1］华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用［J］.中华民居．2013( 6) : 27 － 29．
［2］刘华新，孙志屏，孙荣书.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用［J］.工程技术.2007，26( 2) : 223 － 225．
[3] 荆柳,张含宇.浅议高层建筑设计与抗震设计[J].城市建设理论研究,2012(14).
