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高层建筑结构体系范文1
根据现今社会的城市建设的突飞猛进，城市内的高层建筑物可谓是眨眼而起。对然高层建筑迅速的拔地而起，但是其中的诸多质量隐患也随之而产生。随意为了更好的保证施工质量就要把整体建筑解剖开来，一步步的从各部分结构开始完善。
1、高层建筑体系的分类
1.1 框架结构体系
1.1.1 定义
房屋竖向称重结构全部由剪力墙组成。与多层框架结构体系相似，高层建筑中框架结构体系也由纵横框架所组成，形成空间框架结构，以承受竖向荷载和水平作用。与其他高层建筑结构体系相比，框架结构具有布置灵活，造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅、休息厅、餐厅和贸易厅等的布置。同时，经过合理设计，框架结构可以具有较好的延性和抗震性。但框架结构构件断面尺寸较小，结构的抗侧刚度较小，水平位移较大。在地震力作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏，因此其建设高度受到限制，一般在非地震区不宜超过60m，在地震区不宜超过50m。
1.1.2 其受力特点
在竖向荷载的作用下，剪力墙是受压的薄壁柱；在水平荷载的作用下，剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱。特别要注意的是，首先剪力墙结构属于刚性结构，对于高宽比较大的建立墙体，侧向变形呈弯曲形。其次剪力墙结构水平承载力合侧向刚度均很大，侧向变形较小。
1.1.3 优缺点
优点：剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小；房间墙面和天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。缺点：结构自重较大；建筑平面布置局限性大，较难获得打的建筑空间。
1.2 剪力墙结构体系
剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内隔墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，剪力墙技能承受竖向荷载，又能承受水平力。一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽达十几米或更大，高达几十米以上。而它的厚度则很薄，一般为160～300mm，较厚的可达500mm。
剪力墙的主要作用是承受平行于墙体平面的水平力，并提供较大的抗侧力刚度，它使剪力墙受剪且受弯，剪力墙也因此而得名，以便与一般仅承受竖向荷载的墙体相区别，在地震区，该水平力主要有地震作用产生，因此，剪力墙有时也称抗震墙。
1.3 框架剪力墙
1.3.1 定义
为了充分发挥框架结构平面布置的灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点，当建筑物需要有较大空间，且高度超过了框架结构的合理高度时，可以采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。
框架剪力墙结构体系是由框架和剪力墙共同作用为承重结构的受力体系。它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，既可以使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高层建筑提供足够的结抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用。
框架剪力墙结构布置的关键是剪力墙的数量和位置。从建筑布置的角度看，减少剪力墙数量则可以使建筑布置灵活。但从结构角度看，剪力墙往往承担了大部分的侧向力，对结构抗侧刚度有明显的影响，因而剪力墙数量不能过少。
1.3.2 受力变形的特点
框架剪力墙结构体系以框架为主，并布置一的那个数量的剪力墙，通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。其中剪力墙承受大部分水平荷载，框架只承担较小的一部分。
1.3.3 优点
兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于10到20层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。
1.3.4 框架剪力墙结构中剪力墙的数量和布置
首先、剪力墙的数量不宜过多，保证满足位移限值就好。其次、剪力墙的布置不要过长；不可少于3道，最好做成筒体；对称布置；在从横向数量接近；应贯通全高，上下刚度连贯而均匀。对于高层建筑结构体系的分类，还有其他的一些种类，这里我们就不一一介绍了。
2、高层建筑体系的选型
为了保证工程的总体质量的关键在于结构的选型。对于地震高发区的高层建筑来说，实际上它是属于抗震概念设计范畴，它是在总结地震输出和工程的抗震基础上来指导如何正确的解决和施工的总体方案。所以选择合理的结构体系，才能达到合理的抗震效果。
(1)由于社会的城市化发展导致城市的人口不断的上升、人群居住密集、生活用地缺乏，据此为了更充分的利用城市生活用地的资源，于是高层建筑物不断的出现在城市的建设中。(2)高层建筑结构的复杂性:1)高层建筑不同于其他的民用建筑，他的挺行庞大，投资高，施工期长，所以搞策划你个建筑结构体系优化的必要性和效益则更加明显。对其来说，首先是形式的优化，其次才是布局和好、构件的优化。2)根据目前社会的发展，高层建筑要考虑的影响因素逐渐变得复杂，对于选型的方式也非常的庞大，其结果由于人为的因素影响同样会提高。
3、结语
高层建筑结构的选型和结构的布置，在结构抗震中占有非常重要的地位,它直接影响到结构的安全性、经济性和实用性；总体来说高层建筑结构选型，不仅仅包含竖向承重结构选型还包含有水平承重结构选型以及下部结构选型;结构布置包括结构平面布置、结构竖向布置及变形缝设置。因此对于选型的复杂，在设计中就要全方面的对比、总结最后选取最合理的结构体系。
参考文献
[1]沈蒲生.高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
高层建筑结构体系范文2
【关键词】中高层建筑；结构体系；优选探讨
由于我国在中高层建筑的设计施工方面起步较晚，设计经验不足在一定程度上影响到建筑结构的优化选型。建筑结构体系的不合理布置影响了经济性，同时对建筑功能造成了一定的影响。因此，我们应充分了解高层建筑各主要结构类型的结构特点、适用范围等，采用先进的结构理念和精确的计算方法，分析比较综合经济效益，正确处理建筑结构体系的选型问题，实现安全可靠、经济实用的中高层建筑结构设计。
一、中高层建筑的基本结构体系
（一）框架结构体系
框架结构体系是指在纵横两个方向利用梁柱组成的框架体系，能够同时承受水平荷载与竖向荷载和，其主要优点是建筑的平面布置比较灵活，能够形成较大的建筑空间，且建筑立面的处理工作也较为容易；然而，框架结构侧向刚度较小。一旦建筑的层数过多，就会使其在水平力作用下产生过大的侧移，进而引起非结构性构件的破坏，使其不能够正常使用。
（二）框剪结构体系
框架-剪力墙结构的主要是框架结构中布置一定数量的剪力墙，是框架结构和剪力墙结构的优化结合。由于两种结构协同工作变形协调，形成了弯剪变形，从而减小了结构的位移比，使结构的侧向刚度得到了提高。但是由于框架部分的影响，其结构自重较大，适用高度受限。
（三）剪力墙结构体系
通常情况下，我们把由纵横向墙体所组成的抗力体系叫做剪力墙体系。建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平荷载。当墙体处于建筑物中合适的位置时，能起到对空间的分割作用。该体系的缺点是剪力墙的间距有一定限制，故不可能开间太大，对需要大空间时就不太适用。
结构设计时需要充分考虑结构的扭转效应，在两个互相垂直的方向上都设置上相应的剪力墙结构，并要求墙体能够做到上下对齐，避免产生刚度突变现象[1]。
（四）筒体结构体系
筒体结构，是指由一个或几个筒体作竖向承重结构的高层屋结构体系。一般来说，筒体结构可分为框架-核心筒结构、筒中筒和多筒结构等。采用这种体系的建筑，其平面最好是正方形或者接近正方形。
筒体体系适用于层数较多的高层建筑。当高度较高时，宜采用外框架、内核芯筒结构；再高时，则最好采用筒中筒结构，即采用外框架筒和内核芯筒结构。这类结构外框架筒可以开窗，以满足采光要求，在内筒中布置电梯井、管道竖并及生活间等。
（五）混合结构体系
多种不同材料构件组成的结构体系称为混合结构体系。采用混合结构体系，实际上是各种构件的优化组合。
型钢混凝土构件是在混凝土中主要配置型钢（包括轧钢型钢与焊接型钢）的构件。一般也配置一些构造钢筋及辅助受力钢筋，型钢混凝土可制作成柱、梁、剪力墙、筒体等。它们的特点是强度高、刚度大、断面小、延性与抗震性能好，防火性能好等。
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件。钢管混凝土在结构上能够将钢管、混凝土二者的优点结合在一起，提高混凝土抗压强度和钢管的刚度，从而大大地提高了承载力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中（如厂房和高层）。
二、中高层建筑结构体系的影响因素与布置原则
（一）影响中高层建筑结构体系的优选的因素
在进行中高层建筑结构体系的结构优选中，由于设计师的设计经验不足、结构设计概念不清晰以及对整体建筑形式把控不足，使其对建筑结构的选型产生一定影响，不能做到安全和经济性并重，不能最大程度的实现建筑功能、适用建筑空间和建筑美观要求。
（二）中高层建筑结构体系的优选原则
1、结构构件的布置原则
平面布置：在进行房屋结构的构建时，要尽可能的实现平面的整齐与均匀，
根据房间的布局要求，从技术、经济的角度校核各构件的合适性。
竖向布置：要充分考虑各结构体系的优缺点。根据剪力墙、框架柱等的受力
特点，从建筑高度、建筑空间以及结构受力上考虑合理选用侧向刚度和承载力沿竖向均匀变化、无突变的竖向构件。
2、安全与经济性并重的原则
首先，从结构体系选型中，在通过对某建筑采用不同的结构布置，从周期比、位移比、振型数、刚度比等主要控制指标进行分析，在结构造型、经济性方面做出对比总结，以期设计出安全性高、经济合理的建筑。
其次，建筑的强度与成本的比较。如在混凝土结构设计中，衡量钢筋的经济性指标，选择较为协调的混凝土结构设计模式，利用具体的价格与强度比来体现混凝土结构经济性和安全性。
3、建筑的功能的最大化原则
结构布置时，充分考虑建筑的楼层数以及建筑物的高度，充分结合办公楼，酒店，住宅，商业建筑等的实际特征，来满足不同建筑的使用需求，来进一步提高建筑物的经济合理性等[3]。这个环节，最重要的是读透建筑图，甚至跨专业进行细化设计，将建筑当作艺品来创作。
三.中高层建筑结构体系应符合时代需求
随着科技的发展，不断有新材料、新工艺的涌现。结合日趋完善的结构设计理论，我们不仅可以挑战特别高耸、特大跨度、特别新颖的结构形式，更体现在结构设计和施工中贯彻壳持续发展的理念，综合考虑美学、社会、环境的要求。
社会的发展与时代的变化将会进一步促进建筑的复杂化与多样化。结构体系选型应能够更好的满足建筑结构在功能性与艺术性的需要，同时兼顾经济效益和环境效益，使其能够更好的顺应时展潮流，对其进行不断的创新与完善，使得中高层建筑的结构能够更加完善，更加符合时代需要。
参考文献：
[1]沈荣丽，张伟杰.模糊数学方法论优选高层建筑结构体系[J].中华民居，2010，（9）：254-255.
高层建筑结构体系范文3
关键词：高层建筑；新型结构体系；巨型结构；短肢剪力墙结构；连体结构
一、巨型结构体系
（一）巨型结构的定义及分类。 巨型结构是一种新型结构体系，适应了高层建筑多样化、综合化以及建筑平面布置和竖向体型复杂化的发展特点。巨型结构中由不同于传统梁柱的的巨型梁和柱组成主结构，共同工作的还有常规构件组成的次结构。巨型结构中，主结构本身即是独立结构，承担了绝大部分外力，次结构只是协助主框架抵抗外载。主结构通常为主要抗侧力体系，其中可以有跨越好几层的支撑或斜向布置的剪力墙板；而次结构只承担竖向荷载并负责传力给主结构，柱距小、荷载小，因而其粱、柱断面可以做得很小，有利于楼面的合理使用，两者协同保证巨型结构的巨大抗侧力刚度以及整体工作性能[1]。巨型结构按主要受力体系可以分为巨型桁架结构、巨型框架结构、巨型悬臂结构和巨型分离式结构；按材料可以分为巨型钢筋混凝土结构、巨型钢骨混凝土结构、巨型钢―钢筋混凝土混合结构以及巨型钢结构。
（二）巨型结构体系的特点。巨型结构的优点可以概括如下：（1）巨型结构整体刚度比传统高层房屋建筑大。对于同种材料，弹性模量相同，截面刚度取决于界面惯性矩，即和界面宽度以及高度成正比。巨型结构主结构的巨型梁柱界面尺寸相当于传统框架的柱距，因此界面惯性矩比常规构件大得多，因而刚度大。（2）巨型结构适应了建筑发展趋势。巨型建筑的大柱网大开间满足平面布置的灵活性，便于房屋改造。（3）可以将多种结构形式及不同材料进行组合，具有多样性，满足多种功能要求。由于巨型结构体系是由主结构和次结构共同工作组成的，主结构和次结构可以采用不同的材料和体系，因此，巨型结构体系可以有各种不同的变化和组合。（4）巨型结构体系可以先施工其主结构，待主结构完成后分开各个工作面同时施工次结构，大大加快了施工速度。
（三）巨型结构体系的应用于发展
巨型结构的概念产生于60年代末。1968年建成的芝加哥约翰・汉考克大厦是最早采用巨型结构体系的建筑。国内外比较著名的巨型结构建筑如下表所示：
对于具有特殊功能要求的高层建筑来说，经济有效的巨型结构体系成为了越来越多开发商以及设计师的选择。其发展趋势，呈现在如下几个方面：（1）组合构件的使用；（2）使用大型支撑或剪力墙以增加侧向刚度；（3）使用主动控制系统或被动控制系统减震；（4）杂交结构体系的应用；（5）结构设计时使用更好的分析设计软件和验证方法；
复杂大型的体系结构其计算施工方面具有一系列不同于常规高层结构体系的特点；加之，该体系出现较晚，工程应用不多，人们对其研究、认识还不够。因此，必须全面研究其分析方法与结构特性，使这种既具有良好建筑适应性，又具有高效性能的结构体系更广泛地发挥其应有的作用。
二、短肢剪力墙结构体系
（一）短肢剪力墙的定义。近年来，随着人们对住宅与空间设计平面的要求越来越高，普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅平面与空间的要求，于是在原有框架结构的基础上，吸收了剪力墙的优点，逐步发展形成了短肢剪力墙结构体系。
短肢剪力墙也称短肢抗震墙，或简称短肢墙，是联肢剪力墙的一种，《高层建筑混凝土结构技术规程》（JBJ3-2002）定义为：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙。主要布置在间隔墙的交点处，其形式灵活多样，常用的截面形式有T形、L形、Z形、“十”字形、“一”字形等，其数量和肢长主要由竖向荷载和抗侧力决定。
（二）短肢剪力墙的特点。一般剪力墙结构对于底部有停车场等公共设施的情况矛盾很大，满足不了建筑的使用功能。而且对于小高层建筑，采用剪力墙结构会造成刚度过大，重量增加，导致地面反应过强，使得上部结构和基础造价增高。短肢剪力墙避免了这些缺陷，具有以下优点：（1）墙肢较短，布置灵活，可调整性大，容易满足建筑平面的要求；（2）减少了剪力墙而代之以轻质砌体，结构自重相应减轻，从而减小结构整体刚度，增大振动周期，降低地震作用力；（3）墙肢高宽比较大，延性较好，对抗震有利；（4）连梁跨高比较大，以受弯破坏为主，地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰，能起到很好的耗能作用；（5）短肢的承载力得到了较充分的发挥；（6）墙的数量可调节，视抗侧力需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置。
短肢剪力墙较为高细，通常情况下其破坏形态由受弯承载力控制，故延性较好。连梁在短肢剪力墙结构体系中是一个耗能构件，振动台试验中，它出现弯曲以及剪切两种破坏，而短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的连肢墙，在通常情况下连梁首先开裂，随后墙肢开裂，如果在墙肢翼缘和腹板相交处应力集中下，会出现明显的上下贯通裂缝。短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位在建筑平面外边缘及角部处的墙肢，当墙结构发生扭转效应时，这些部位的墙肢会首先开裂，因此应加强抗震构造措施，在设计短肢剪力墙时应尽量设翼缘。
三、连体结构的定义及分类
（一）连体结构的定义与分类。从形式上看，连体高层建筑主要由两种形式：（1）凯旋门式：也称门式高层结构，即在两个主体结构的顶部若干层练成整体楼层，连接体的宽度与主体结构的宽度相等或相近，两个主题结构一般采用对称的平面形式；（2）连廊式：即在两个主体结构之间的某部位设一个或多个连廊，连廊的跨度可达几米到几十米，连廊的宽度一般在十米以内。
（二）连体结构的特点及设计要点。连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面布置和刚度；宜采用双轴对称的平面形式，其建筑材料，结构体系等也呈现出多样性。而7、8度抗震设计时，层数和刚度相差悬殊的建筑不宜采用连体结构。
连体结构因为通过连接体将不同结构连接在一起，且连体两端的塔楼刚度往往有差异，因此连体结构的受力比一般多塔结构更为复杂，连接体两端的连接方式也至为重要。通过对连体结构的计算分析及国内进行的振动台试验研究，结果说明：连体结构自振振型较为复杂，前几个振型与单体建筑有明显不同，除顺向振型外，还出现反向振型；连体结构总体为一开口薄壁构件，扭转性能较差，扭转振型丰富，当第一扭转频率与场地卓越频率接近时，容易引起较大的扭转反应，易使结构发生较大的扭转破坏。因此，如何对连体结构计算分析，怎样保证连接体与高层塔楼整体协同工作成为设计关注的问题。
随着科学技术、结构设计理论、高强材料的迅速发展，以及人们对建筑造型、建筑设计等的要求越来越高的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，高层和超高层建筑迅猛发展，各种新型结构体系大量涌现，不断满足着人们更新更高的追求。除了上述三种结构体系外，张拉整体结构，高预应力结构，开合屋盖结构等也得到广泛应用。我们要大量引进国外先进新型结构体系，但更重要的是加强自主创新能力，研发适合我国国情的新型结构体系，缩短与先进国家在建筑业上的差距。
参考文献：
[1]宋萌，李博，郑必杰.浅谈巨型结构体系[J].科技资讯，2009，21：69.
高层建筑结构体系范文4
随着我国经济和社会的快速发展，高层建筑的数量日益增多。这些高层建筑大多采用钢筋混凝土剪力墙或剪力墙一简体结构。对高层钢筋混凝土结构设计而言，在设计前期，通过建筑师与结构工程师的密切配合，正确运用结构概念设计理论，优选结构体系，并进行总体结构布置，可以初步得出一个性能良好、造价经济的结构方案，为后续结构设计打好基础。然而，初步设计方案的优劣还需通过对分析软件的计算结果进行研究和判断，来确定结构设计是否合理，以及是否需要进一步优化。因此，对计算结果进行分析研究，是一项很重要的工作。本文结合某高层住宅设计的实例，对分析软件SATWE的计算结果的几项主要内容进行分析判断，并据此对初步结构方案进一步优化，提高工作效率和设计的准确性。
1.高层建筑结构设计特点
1.1水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，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，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
1.2轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
1.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
1.4结构延性是重要设计指标。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。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，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
2.高层建筑的结构体系
2.1框架－剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架－剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架－剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架－剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
2.2剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架－剪力墙体系。
2.3筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体－框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
3.高层建筑结构静力分析方法
3.1 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，大都采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。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。
3.2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。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。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。
3.3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。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。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。
3.4混凝土构件配筋简图
任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计，水平荷载产生的内力和位移很小，对结构的影响也就较小；但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响，水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增多，水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中所引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面对某一高度楼房来说，竖向荷载的风荷载和地震作用，其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。混凝土构件配筋简图是反映梁、柱、墙配筋信息的，设计较为合理的结构一般不会有太多的超限截面，基本上应符合以下规律。①柱、墙大部分为构造配筋，剪力墙符合截面抗剪要求；②梁基本上无超筋，截面不满足抗剪要求或抗扭超限不多。在本结构的计算结果中，除个别的梁有超筋现象外(地震作用引起)。均满足上述要求，说明结构构件布置及截面尺寸选取是合适的，仅对个别超筋梁截面进行调整。
总之，在高层建筑结构设计中，首先运用概念设计理论选定建筑适合的结构体系及结构构件布置，然后应用分析软件对初步结构方案进行计算，按上述几个方面内容对计算结果进行分析研究，可判断出原结构设计不合理之处，这样对建筑结构方案可进行有针对性的修改和优化，使结构设计更趋向合理和经济。
参考文献：
[1]徐至钧，赵锡宏.超高层建筑结构设计与施工[M].机械工业出版社2007.
[2]周云.高层建筑结构设计[M].武汉理工大学出版社2006.
高层建筑结构体系范文5
【关键词】高层建筑 ，结构设计， 特点 ，设计问题
【 abstract 】 the modern high-rise building on the trend of the development of diversified, novel structure, design alone, floor reveal personality, all show our country the construction sector vigorous development. This paper introduces the design of high-rise building structure, and the characteristic of now high-rise buildings still exist in the problem of structure design analysis, which aims at revealing structure design difficulties, improve the designer of the architecture design sense of responsibility, ensure the safety of the architectural design.
【 key words 】 high-rise building, structure design features, design problem
中图分类号：[TU208.3]文献标识码： A 文章编号：
高层建筑自十九世纪起逐步拔地而起，芝加哥的11层保险大楼，纽约的帝国大厦，还有之后美国建成的世贸中心、西尔斯大厦，大批的高层建筑群随着城市的建设而逐步形成。随着我国建筑行业的不断发展，建筑的规模逐渐扩大，建筑的设计理念也越来越新颖。从我国高层建筑的布置原则、设计特点、建筑功能等方面去分析研究，建筑业的发展趋势越来越多元化。这就对高层建筑的质量提出了新的要求，也对高层建筑的结构设计提出了机遇与挑战。
高层建筑结构设计特点
我国高层建筑虽然起步较晚，大致是从改革开放后才开始建造的。像广州白云饭店、北京饭店、上海金茂大厦等等，无不彰显中国建筑特色。目前，高层建筑层出不穷，没有统一的设计标准，也没有统一的划分标准，由于设计团队、设计师理念、建筑布置、施工技术等的不同，我国高层建筑的结构设计也呈现出不同的特点：
1.1水平荷载的决定性作用
对于高层建筑的最初方案设计，建筑设计师们考虑的是空间组成特点之类的要素，而首先不是详细的布局结构。建筑底层对空间形式的水平和竖向方向的稳定都很重要。在低层或者多层建筑结构中，竖向荷载往往控制着结构的设计。但高层建筑不同，虽然竖向荷载也存在一定的作用比例，但起决定性作用的是水平荷载。因为水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，与楼房高度的两次方成正比，高层建筑楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值，仅与建筑高度的一次方成正比。[1]竖向荷载是一个定值，而水平荷载由于地震以及风荷载的作用，它的数值随着结构动力性不同产生较大的变化。
1.2侧移是重要的控制指标
高层建筑的结构侧移与低层建筑不同，这是它结构设计方面的关键要素。在水平荷载作用下随着楼层建筑高度的增加，建筑结构的侧移变形也随之增大，与路层高度四次方形成正比例关系。因而，结构的侧移要求被控制在一定的范围中。
1.3结构延性成为重要的设计指标
在地震影响下高层建筑的结构变形与低层建筑相比会更大。为避免垮塌，使结构更具变形能力，就该对结构的设计更具安全性，提高结构延性。此外，在高层建筑结构设计中，对轴向变形、抗震的设计也是不容忽视的，抗震性好，建筑才能大震不倒。
高层建筑结构设计常见问题
建筑的设计过程，就是工程设计师充分发挥主观能动性的过程。由于每个设计师的知识储备和个人经验的差异，设计出的建筑空间尺度、结构体系都是不一样的。结构体系、结构材料等的不同，致使建筑的承载力、抗震性能和刚度的功能上也存在差异。如今，对于高层建筑的结构设计，设计师们仍存在着部分问题：
2.1结构选型问题
高层建筑中的结构型问题一般包括它的规则性、嵌固端设置和超高性问题等等。首先规则性问题，必须严格按照规定，不能采用严重不规则设计方案；其次是嵌固端设置问题，设计师有时候会忽视嵌固端与结构抗震缝设置、上下层刚度比限制以及结构整体计算之间的一致性而产生安全隐患。第三是超高问题，高层增加而使原本的设计产生质变，如荷载的取值、延性的要求以及材料性能等等，所以需要设计师在设计过程中严格控制各因素，以避免不安全的后果产生。
2.2分析与计算问题
建筑结构的整体计算有其软件的选择：例如ETABS、TASA、SAP等等，选择不同的计算软件，对于计算出来的结果都会有所差异。因此，设计者在设计前就应选择好适合的软件，避免因为计算的差异而产生不必要的安全隐患。振型数目在设计中也不可忽视，振型参数有其限值，与楼层的层数有关联，所以在设计时必须对该参数结果进行严格判断，调整振型数目取值。此外，非结构构件的计算与设计也应该纳入设计考虑的范畴。结构分开计算还是整体计算是工程师在进行高层建筑计算分析时必须考虑的问题这关系到振型参与系数、地震力的计算等等，有些建筑为了满足外观的美感而采用了不合理的非结构构件，并没经过计算处理而进行设计，最终导致整个建筑的失败。[2]
结构选型与结构设计分析与计算问题是高层建筑中常见的两大问题，此外，高层建筑往往还在连梁超筋与轴压比的问题上出现纰漏，建筑无小事，设计的每一步，都需要建筑者的高度投入。
对高层建筑结构设计问题的控制
高层建筑的结构设计是建筑设计师在设计工作中的难点，针对本文提及的结构型与算问题的分析，以下细化讨论对如今结构设计问题的控制方法：
3.1结构不规则问题
建筑结构设计的不规则性需要注意以下问题：第一，刚性楼板的假定规定了结构构件最大位移比；第二，周期比和位移比超规时，说明结构扭转效应大，而抗扭刚度小，这是与抗侧刚度相对应的。建筑结构的抗侧刚度大了，对楼层的中部结构应做减法，减短剪力墙，减小连梁的高度。第三，建筑的设计由于功能的不同，常见到像多功能商住一体楼层设计一般，前几层为大空间，上面的部分用于办公或者住宿，设计复杂，隔墙也较多，上下之间刚度差别大，因而应设计为下部为薄弱层，进行内力的放大调整处理。
3.2基础埋深相关问题
对高层建筑的设计而言，基础埋深的确定较为容易，但如今的高层设计常以地下车库为起始，基础埋深从地坪开始算起，此时的地下室与车库的顶板就必须按嵌固层的要求设计。首先需要提高地基承载力。当高层建筑在设计时采用天然的地基时，地基的承载力就要进行修止。基础埋深的深度增加后，地基的承载力随着埋深增加而增大，从而才能满足高层建筑要求。其次，高层建筑结构设计实施上，地下室的外墙需要选择钢筋硷墙，同时外墙地下室周边土也要提供较大的约束和侧向刚度。
3.3抗弯结构体系问题
建筑中，设计师很有必要考虑建筑的抗弯结构体系。适度增加建筑的抗弯结构体系的宽度，旨在调整设计结构的抗侧刚度。增加抗弯结构宽度可以很好的减小建筑的抗倾覆力。从建筑学基本知识构架可知，同样抗倾覆力且同设计结构宽度的关系着不同的形状，可获得完全不同的几何特征。当然，设计师必须充分考虑“剪力滞后”造成的不利影响，结构体系中竖向构件的水平连接应具有足够的刚性，才能真正达到设计师预期设想的效果。[3]
3.4框架结构梁柱问题
建筑无小事，每一个设计建筑细节都需要严格控制。框架结构梁柱常会出现偏心较大的情况，这会导致节点核心减小、梁端弯矩出现扭矩。所以应该对框架结构梁柱出现偏心较大的情况采取相应措施。设计师可采取加大梁宽的办法，也可以采取添设梁水平腋。梁水平腋可在支点上形成较强刚域，这样就会使梁塑性饺外移。
高层建筑结构设计上的控制，每一个构件都需要设计师与专业人士的严格勘量。像房屋高宽比、剪力墙的开洞问题、悬挑梁的梁高问题等等，都是设计师们在设计时应该精确把握的，旨在延长建筑寿命，保证建筑安全。
结语：
高层建筑的结构设计与其它的低层、多层建筑有所不同，结构设计的专业更具重要的地位。结构体系的建筑选择，关乎着建筑布置原则、楼层高度、施工技术要求以及投资造价等等。高层结构的设计对整个建筑构造起着至关重要的作用。设计中存在的诸多问题，都需要诸多设计师与建筑工作人员的积极参与与解决。建筑结构设计是一个长期、复杂的过程，如今城市人口的迅猛增长，建筑用地的日趋紧张，迫使设计师不仅需要在严格按照规定执行各种构造要求的基础上，积极发挥个人主观能动性，设计出安全可靠又令世人瞩目的一个又一个建筑奇迹。
【参考文献】
[1]张吉强.高层建筑结构设计特点及常见问题的研究[J].四川建材，2011（12）：40.
高层建筑结构体系范文6
关键词：高层建筑；结构设计；问题分
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。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求越来越高。通过对高层建筑结构设计的科学优化,能够促进投资成本在工程项目的质量安全和环保节能等方面进行合理而均衡的分配,从而使高层建筑项目获得更高的增值,并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。我国在近几年的发展建设中，建筑行业的变化最为明显，不仅是在外形上发生了重大的变化，在内部结构上也得到了进一步的改善，这其中最突出的变化要数高层建筑甚至超高层建筑的不断涌现，但是需要注意的是，随着建筑造型结构的愈发复杂，对于结构设计的要求就更加严格了，如果仅仅停留在最初的设计阶段而不向前发展，那么我国建筑的整体水平就无法得到显著的提高。
1高层建筑结构设计的问题分析与解决方案
1.1建筑结构超高的问题
现代城市建筑物在楼宇的高度上不断进行更新，好像楼层越高就代表城市的地位就更上一层楼。可是建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定，无论是多高的建筑物，都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题，建筑物规范将会进行限定，不断细化规则，与时俱进，这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题，在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题，不断进行论证，避免对工程的造价与工期造成影响。
1.2短肢剪力墙的设置的问题
随着我国高层建筑结构设计的不断深入，对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义，并对其使用进行了限制。
1.3嵌固端设置的问题
高层建筑的嵌固端在二层以上的地下室顶板上，同时也有可能会设计到人防顶板上，嵌固端设置时，结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测，比如楼板的设计、上下层的刚度要求等等，这些问题都有可能在后来的设计中做出更改，造成不必要的损失与安全隐患。
1.4结构规则性的问题
在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定，现代建筑不宜采用严重不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏差，不易估计，有可能会存在安全风险。
1.5消防结构设计的问题
高层建筑结构本身的特点非常明显，它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂，需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料，这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率，更不易进行救火。高层建筑间空气流动强，风力非常大，如果发生高层火灾事故，救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时，把火灾线路设计成垂直形态，建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间，对人身财产安全造成了更大的延误。在消防结构设计中，也需要对排烟结构设计，这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟气能够有效排出，避免在火灾发生时不利情况的蔓延。
1.6抗风结构设计的问题
在高层建筑设计中，抗风性研究非常重要。在进行设计建造时，要注意抗风压性，对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加，结构本身对风起着扰动作用与阻隔作用，不利于风量的及时移动，在风速较大时，会对静止的高层建筑产生振动效果，从而造成一定的动力荷载力，将会对其稳定性造成威胁，甚至有可能会导致主体结构受到破坏，导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。
2高层建筑结构设计的策略总结
在高层建筑结构设计时要注重设计原则，合理选择基础条件与结构设计方案，对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。在消防结构设计方面，要设计合适的防火间距，对建筑物间的距离进行精确计算，根据地形条件设计合理的防火结构设计，增加疏散通道设计，采用分隔式进行设计，控制烟雾与火势的蔓延，在抗震结构设计方面，要合理规划建筑结构的构件位置，发挥不同的构承载功能，对地基进行抗震设计，简化建筑平面，分割高度差异，提高建筑物的刚率与强度，实现地基的稳固性，另外需要注重对剪力墙的设计，控制位移，对简体结构进行抗震设计，确保结构的完整性与对称性，在抗风结构设计优化中，首先要进行基础设计，选择级配高的砂石，在结构义部使用抗拔锚杆，稳定地基，在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计，通过多种元素的综合，使用强粘弹性的阻尼材料，解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题，对受力高压区进行加固处理，精确计算建筑物的风荷载与承载力。
3结语
随着我国城市化进程的不断加快，我国的建筑行业得到飞速发展，人们对于高层建筑的质量要求也越来越高，高层建筑的结构设计的规范不规范直接决定着高层建筑质量的好坏，所以高层建筑的结构设计在建筑工程中显得非常重要。随着社会经济的快速发展和科学技术发展创新，建筑设计理论建和筑施工技术越来越完善，建筑施工材料和施工机械设备得到大量改良，高层建筑发展步伐也非常迅速。高层建筑设计复杂，为促进建筑设计的科学性和合理性，我们需要把高层建筑结构设计放在设计首位优先考虑。我国城市化进程的快速发展，高层建筑的结构设计也越来越受到人们的关注，如果可以及时发现设计中的问题，就可以努力促进高层建筑建设的发展，大幅度提高我国建筑的安全系数。当然跟着现代建筑理论不断发展，建筑对于我们来说不仅仅具必要的实用性，还在方面艺术性提出了比较高的要求。这对高层设计者来说，必须要同时将建筑物的实用价值和审美价值这两个方面都要完美的体现出来，才能够表达出设计的质量与外形都完美的现代建筑。
作者:甘桂其 聂凤玲 单位:甘肃建筑职业技术学院
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.
[2]赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京：科学出版社，2004.
