前言：中文期刊网精心挑选了高层建筑结构设计重点范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
高层建筑结构设计重点范文1
关键词：高层建筑;剪力墙结构;设计
中图分类号： TU208 文献标识码： A
引言
我国社会经济的迅猛发展和人口压力迫使城市建筑无限可能地纵向发展，高楼林立已然成为城市的一道亮丽风景线，现代高层建筑越来越向多功能的综合用途发展。人们对高层建筑平面空间的设计要求越来越高，普通的框架结构显然已不能满足人们对高层建筑室内空间的使用和整体美观的愿望。剪力墙从纵向及横向来承担荷载，其刚度有力地抗击着水平荷载，已经被高层建筑结构设计广泛使用。
一、剪力墙结构设计的基本原则
剪力墙结构在建筑中主要承担竖直方向重力与水平方向荷载，剪力墙结构的设计既要安全合理，又要考虑经济问题。设计过程中，各种位移限制值都要满足，结构构件中抗侧力构件的作用也要充分考虑到。设计时，剪力墙的数量也要满足位移限制值相关规范的要求，数量应该尽量少，但又不能影响基本振犁的要求。建筑中剪力墙结构所承受的倾覆力矩应不小于总数的一半。
1、调整楼层最小剪力系数方面的原则
设计中剪力墙结构的布置要尽量减小，大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案，侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。楼层间的剪力系数尽量小，但不能超出规范的极限范围，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于1:4，这样既可以减轻结构自重，同时降低了地震带来的危害又可以节约用费。
2、调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则
规范规定的最大的楼层间的位移在计算的时候，如果楼层地区地震比较频繁，所用的标准值产生的楼层计算可以保留在结构的整体弯曲变形，应该计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。高层建筑重点考虑的方面就是楼层间的扭转和剪力变形。结构的剪切变形由竖向构建的数量决定着，在建设施工中，有足够多数量的构件还是远远不够的，更要考虑构建的布局是否合理，如果不合理，就会产生过大的扭转变形，楼层间的位移就达不到要求。因此，对于高层建筑而言，不能只是以楼层间的位移来确定竖向构件的刚度，而应该尽量减小扭转变形。
3、调整剪力墙结构连续超限方面的原则
剪力墙结构的连续跨高比太小会导致弯矩出现及剪力过大，超过规范限度，跨高比一般大于或等于2.5。规范规定，在跨高比小于5的时候，连续梁不能够拆减。跨高比的正确选择，可以很好地避免弯矩及剪力过量，可保持在规定范围内。在结构设计时，如果可以有效合理的用上这些，可以大大降低工程成本。
剪力墙结构不只应该符合相关规定，在设计时要考虑多方面的因素，建筑物的平面、立面应尽量均匀，剪力墙结构应尽量远离房屋中心，以保证房屋整体的抗扭。
二、高层剪力墙结构设计要点
1、剪力墙结构的合理布设
在对剪力墙结构进行合理布设时首先要注意以下几点：
（1）剪力墙应沿主轴方向双向均匀的进行布设，采用两个方向抗侧刚度接近为宜，不宜采用单向的方式进行布设。尽量使得刚度中心与质量中心靠近，减小地震造成的扭转。若无法避免，则最好在剪力墙的相应部位设置暗柱，当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱配筋；
（2）剪力墙结构的抗侧力刚度和承载力均较大，为充分利用剪力墙的这一特征，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，以便使结构具备适宜的侧向刚度。（3）在结构布置过程中，应避免布置墙肢长度过长（≥8m）的墙体。当有少量墙肢长度大于8m时，计算中，楼层剪力主要由这些大的墙肢承受，其他小的墙肢承受的剪力很小，一旦地震，尤其超烈度地震时，大墙肢容易遭受破坏，而小的墙肢又无足够配筋，整个结构容易被各个击破，这是极不利的。所以，对于大的剪力墙墙肢，应采用留置结构洞口（洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁），把长墙肢分解成合理的墙肢长度，调整其刚度。
（4）剪力墙的门窗洞口宜上下对其，成列布置，形成明确的墙肢和连梁。当无法上下对其，成列布置时，应按有限元方法仔细计算分析，并在洞口周边采取加强措施。
2、剪力墙厚度的确定
剪力墙墙肢截面比较适宜简单、规则，建立阿强的竖向刚度应均匀，其门窗口最好成列布置，上下对齐，形成较为明显的连梁和墙肢，避免出现使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。在抗震结构设计师，一、三级抗震等级的剪力墙底部加强部位最好不要采用错洞墙，二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。《高层建筑混凝土结构技术规程》中对剪力墙的截面尺寸有具体的规定“按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200mm，其他部位不应小于层高或剪力墙的1/20，且不应小于160mm；按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm，其他部位不应小于层高或剪力墙的1/25，且不应小于180mm”。
3、剪力墙结构构件延性设计
要使剪力墙具有延性，就要控制塑性铰在某个恰当的部位出现；在塑性铰区域防止过早出现剪切破坏（即强剪弱弯设计），并防止过早出现锚固破坏（强锚固）；在塑性铰区域改善抗弯及抗剪钢筋构造，控制斜裂缝开展，充分发挥弯曲作用下抗拉钢筋的延性作用。剪力墙的塑性铰通常出现在底截面，因此，剪力墙底部应设置加强区，加强范围不宜小于H/8(H为剪力墙总高)，也不小于底层层高。当剪力墙高度超过150m时，其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的1/10。影响墙肢延性的因素主要有：
（1）剪力墙截面有、无翼缘对剪力墙延性影响很大。当截面没有翼缘时，延性较差。有了翼缘或端柱后，延性大为提高。
（2）剪力墙随轴力增大，延性降低。
（3）当钢筋总量不变，但端部钢筋与分布钢筋的分配比例不同时，墙肢延性不同。在规范许可条件下，适当增加端部钢筋，减少分布钢筋，即可提高承载力，又可提高延性。
（4）设置约束边缘构件是提高延性的有效方法。
4、剪力墙墙体配筋
一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。钢筋满足设计计算及规范建议的最小配筋率即可。剪力墙的加强区域10@200，非加强区域8@200双层双向即可。双排钢筋之间采用6@600×600拉筋。但是地下部分的墙体配筋大多受到水压力、土压力产生的侧压力控制，因此需要另行计算和配置，地下部分的墙体由于简化计算经常有竖向筋控制，在这种情况下为增大计算墙体的有效高度，可以经地下部分墙体的水平筋放置在内侧，竖向筋放置在外侧。
结束语
随着人们的高层需求不断增多，商业与住宅都出现了大量的高层建筑，这对城市的土地面积是一种有效的利用，符合目前社会发展的趋势要求。高层建筑中剪力墙的应用更是体现出了绝对的优势。不但满足最基本的实用性要求，更是对人们日益增长的个性化需求、工程经济性需求以及耐久性要求都可以实现。剪力墙结构设计技术的应用，极大地提高了建筑工程的质量，也有效降低了生产成本。在未来，剪力墙的结构设计将会有效避免劣势问题，通过技术的运用、完善的计算，不断提高剪力墙结构设计技术水平，促进我国建筑工程质量的不断提升。
参考文献
高层建筑结构设计重点范文2
【关键词】高层建筑；结构设计；设计要点；对策
1高层建筑结构设计的特点分析
（1）水平力是设计的决定性因素。在低层或者多层的建筑结构设计中，常常用重力为代表的竖向荷载去控制建筑物的结构。然而，在高层建筑中，虽然竖向荷载能起到一定的控制作用，但是水平荷载在其中却起着决定性的作用，因而不能忽视。使得水平荷载比竖向荷载更起决定性作用的主要原因在于，高层建筑物的自身重量和使用荷载在竖向构件中能够引起的轴力和弯矩的数值，仅仅与建筑物的高度一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及在竖向构件中引起的轴力，与建筑高度两次方成正比。
（2）侧移是设计的重要控制指标。在高层建筑结构设计中，结构侧移是高楼结构设计中的重要控制因素，这一点与低层建筑不一样。当楼房的高度不断增加的时候，水平荷载下的结构侧移变形会逐渐拉大，这就给高层建筑的稳定性造成了一定的影响。因此，在设计高层建筑结构的时候，应该将水平荷载作用下的侧移控制在一个限度之内。
（3）抗震设计要求较高。在高层建筑结构设计中，对于抗震设计的要求显得更高。一般来说，除了要求抗震设防的高层建筑有普通的竖向荷载、风荷载以外，还应该促进结构设计具有良好的抗震性能，达到小震不坏，大震不倒的目的。
（4）轴向变形需加以重视。在高层建筑中，竖向荷载数值变大的时候，会在柱内产生较大的轴向变形，使得连续梁弯矩发生变化，让连续梁之间支座处的负弯矩值变小，还会对预制构件的下料长度造成影响。因此，在进行高层建筑结构设计的时候，要对轴向变形的数据进行仔细计算，对下料长度进行有效的调整，防止高层建筑的轴向变形数据不断拉大。
2 高层建筑结构设计的原则
高层建筑结构的设计是一个复杂繁琐的内容，其中需要注意的内容涉及也十分广泛，根据多年的工作经验总结，主要集中在以下几个方面：
2.1结构方案的选择
合理的结构设计方案对于工程来讲是十分关键的，好的设计方案在满足结构形式和体系的基础上，还要充分考虑造价成本，把经济适用发挥到最大程度。结构体系的最基本的原则是受力明确、传力简单，结构方案在满足使用、安全要求的基础上，尽量的简洁。最终结构方案的确定，需要对地理条件、工程设计需求、材料的选择和施工条件等进行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、电各个分项相互协调，综合各方面因素进行最后的确定。
2.2计算简图的选择
计算简图是进行高层建筑结构设计的基础，是所有计算数据的出处和根源所在。关系到各环节的建筑尺寸和误差。如果不能选择合理的计算简图，对于结构安全就会埋下隐患。因此，高层建筑结构设计的安全保障前提，就是合理计算简图的选择。同时，在选择了计算简图之后，还应该采用相应的构造方法保证其安全性。在结构的实际施工中，结构节点不单单是钢节点或者铰接点，要使得计算简图的误差在规定的允许范围之内。
2.3 计算结果要进行准确的分析
科技的发展也推动建筑领域不断的进步，计算机作为现在科技发展的集中产物，自然在建筑结构设计中也得到了广泛的应用。经过几年的发展，市场上的计算机软件种类和数量都大大提升，但问题也随之涌现出来，很多时候，统一种类的计算数据在不用软件中处理产生的结果并不一致。这就对计算数据的准确程度提出了严苛的校对要求，也对结构设计人员的能力提出了更高水平的要求。在全面了解软件的使用范围和条件的基础上，选择最为合理准确的软件也成为设计人员必须完成的课题。与此同时，建筑结构受到各种不可掌控的实际情况制约，与计算机得出的理想结果不能达到完全的吻合，因此在计算机辅助设计的同时，设计人员的主导能力还是最为关键的。
3高层建筑结构设计中关键要点分析
（1）扭转问题设计。要求高层建筑的结构设计必须三心尽可能汇于一点，即建筑结构的刚度中心、几何形心、结构重心三心合一。倘若在设计中未很好地做到三心汇聚一点，建筑易发生扭转问题，并在水平力作用下造成高层建筑结构的毁坏。
（2）抗风结构设计。高层建筑由于其具有楼层多，高度高的特点，因此相比较其他建筑，在建筑物表面更易改变风的流动性和空气的动力效应。在楼层柔软部分风和空气会产生动力形式和静力形式，并由此产生的震动，会对楼层的墙体、装饰结构以及支撑结构产生破坏，危害建筑的稳定性，所以在进行高层结构设计的过程中，应该进行抗风结构的设计，杜绝建筑物在自然因素的影响下留下隐患。
4高层建筑结构设计问题的有效对策
4.1合理设计平面布局
高层建筑结构设计过程中，扭转问题出现的原因是由于三心未合一导致的建筑物质量分布不均匀。所以在设计过程中，相关设计人员对高层建筑应当采用相对规则的图形，例如正方形、矩形、圆形、正多边形等较为简单、分布均衡的平面形式。尽量不采用L形、T形、十字形等复杂平面形式。在环境要求或结构要求特殊情况下，应当根据相应规范进行设计，避免建筑结构突出部分过大，同时尽量保证结构的对称性。
4.2优化抗风结构设计方案
针对高层建筑结构抗风结构存在的难点和问题进行优化。一是基础优化。要保证高层建筑结构的抗风性良好，首先要保证高层结构的基础牢固。二是增加高层建筑耗能结构设计。在高层建筑结构设计过程中，对相应非承重构件利用耗能构件如楼板、剪力墙等来抵消风能对建筑的影响。三是减小水平荷载和风力叠加对高层建筑的影响。四是增大结构承载力和抗风力。根据相关数据进行高层建筑结构承载力验算和抗风力验算，在此基础上制定一个放大系数，进一步保证高层结构的抗风性能。
4.3优化抗震结构设计方案
当今高层建筑结构的抗震设计存在很多问题和难点，结合相关设计经验总结了集中抗震结构的优化方案。一是合理布置抗侧力构件。二是增加地基抗震能力。三是设计高性能剪力墙。高性能剪力墙的设计能够有效地提高剪力墙在地震过程中吸收建筑内力的能力，可以适当增加墙体和楼板的刚度来控制建筑位移，达到抗震目的。四是进行高层结构构件的简化和一体化。通过对扶壁、筒口、筒脚的简单化设置，达到相应建筑物的对称。
4.4加强消防结构设计
当下很多大型火灾、恐怖袭击等恶劣事件已经让高层建筑的消防结构设计面临必须改善和加强的地步，但是消防设计应该从消防结构设计和使用期间消防规范来共同执行。在高层建筑消防结构设计过程中，应该加强对防火结构间的距离控制，在符合当地的地形条件基础上，高层结构在防火结构间距离上可适当加大处理。在材料使用上，可以尽量减少易燃材料的使用，同时增加耐火材料的运用来达到防火目的。另外，良好的疏散系统是保证火灾发生之后减少人员损伤的重要保证。高层建筑的疏散系统呈垂直状态，容易导致疏散效率不高的问题出现。在消防结构设计时，可以通过设置双通道疏散，增设防烟区、耐火区、避难层等设施来增加消防能力。同时，高层结构可以通过设置相应的隔离结构来有效地控制火势蔓延，增强建筑消防安全能力。
参考文献：
[1]柳奕成.高层建筑混凝土结构设计[J].江西建材，2014（04）：20-21.
高层建筑结构设计重点范文3
关键词:高层建筑；转换层;结构设计
1、结构转换层定义及其布置原则
1.1定义：建筑物某层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构类型，并通过该楼层进行结构转换层。
1.2布置原刚：由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部渐渐减少墙、柱的数量，以扩大柱网。这样，结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此，为满足建筑功能的要求，结构必须进行“反常规设计”，即将上部布置小空间，下部布置大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件，即转换层结构。结构特性高层建筑转换层按照结构来分类主要有以下几个形式：梁―柱体系、桁架体系、墙梁体系、厚板转换体系等，其中以梁―柱体系最为常用。按照转换层结构功能的不同，一般可分为以下三类：建筑上、下部分之间结构类型的转换，此类建筑上部和下部采用的结构形式不同。建筑上、下部分之间的柱网尺寸不同，这种建筑虽然上下部分的结构类型相同，但通常需要通过转换层，扩大其下部结构的柱距，以形成大柱网。同时具备转换结构和扩大轴线尺寸的混合形式。
2、转换层设计原则
2．1转换层的竖向布置
转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置；也可根据建筑功能的要求，在楼层局部布置转换层，且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。对大底盘多塔楼的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层，8度区不宜超过第3层。转换层位置超过上述规定时，应作专门研究并采取有效措施。
2．2转换层的结构布置
研究得出，底部转换层位置越高，转换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就越加剧；此外，转换层位置越高，落地剪力墙或简体易出现受弯裂缝，从而使框支柱的内力增大，转换层上部附近的墙体易于破坏。总之，转换层位置越高对抗震越不利。
底部带转换层结构，转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。按现有的工程经验和研究结果，转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于转换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，故7，8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。
2．3转换层的抗震设计
为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级采用，提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架一核心简结构和为密柱框架的简中简结构的抗震等级不必提高。对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大；8度抗震设计时，还应考虑竖向地震作用的影响。
3、转换层结构的设计要点
高层建筑转换层的设计造成建筑物的刚度发生突变在水平地震荷载作用下，转换层上下容易形成薄弱环节，因此在进宪高层建筑转换层设计是，要注意下述要点；
3.1应协调上下部分结构布置，尽量减少转换结构的数量；
3.2尽量降低转换层建筑中的高底，提高建筑整体稳定性；
3.3保证结构竖向刚度比；
4、梁式转换层结构的设计
4．1框支柱的设计
有地震组合时，一级、二级框支柱承受的地震的作用产生的轴力设计计算值分别乘以1.50，1.25的调整放大系数；框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用；框支柱的数目多于10根时，当框支层为1-2层时，每层每根柱承受的剪力之和应取基底剪力的20%；当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%；框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩，框支柱轴力可不调整；而当框支柱的数目不多于10根时，当框支层为1-2层时，每层第根柱承受的剪力应到少取基底剪力的2%；当框支层为3层及3层以上时，各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%。
4．2框支梁的设计
框支梁截面尺寸一般由剪压比控制，宽度要大于其上墙厚的2倍，且大于400mm；高度大于计算跨度的1/6。工程框支梁梁宽统一定为800mm。框支梁受力巨大且受力情况复杂，它不但是上下层荷载的传输枢纽，也是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位，是一复杂而重要的受力构件，因而在设计是应留有较多的安全储备二级抗震等级的框支梁纵筋配盘率大于0.4%。框支梁在满足计算要求下，配筋率大于0.8%。框支梁一般为偏心受拉构件，梁中有轴力存大，因而应配置足够数量的腰筋。
4．3转换层楼板的设计
框支剪力墙结构以转换层为分界，上下两部分的内力分布规律是不同的。在下部楼层由于框支柱与落地剪力墙间的刚度差异，水平剪力主要集中在落地剪力墙上，即在转换层入荷载分配产生突变；而在上部楼层，外荷载产生的水平力大体上按各片剪力墙的等效刚度比例分配。转换层楼板承担着完成上下部分剪力重分配的任务；由于转换层楼板自身平面内受力很大，而变形也很大，所以转换层楼必须有足够的刚度作保证。
5、转换梁结构设计方法
转换梁的设计方法主要有；
5.1按普通梁进行受弯构件承载力计算，但须采用高层建筑结构计算分析程序TAT、TBSA或TOWER等；
5.2按偏心受拉构件截面设计方法进行计算，但必须把有限元分析得到的转换大梁的内力转化为截面内力，然后进行正截面承载力和斜截面承载力计算。
5.3按深梁截面进行设计，取转换大梁高跨比在1/8-1/6，此时要考虑转换大梁的跨度，一般转换大梁跨度大于12m时，要考虑上部墙体多于3层进行分析计算，否则计算结果偏不安全。
6、转换梁设计的注意点
6．1转换梁设计占高层建筑转换层设计的决大多数，在实际应用中，通常把转换层作为设备层来使用。因此，在转换梁设计中要考虑腹部开口相对大小和开口位置；
6.2要充分考虑转换梁与上部结构共同工作的程度，通常分为完全、部分和没有共同工作三种情况来分板，否则会造成梁的跨中弯矩和支座剪力与实际情况发生很大差异；
6.3尽量避免转换层与下部结构竖向刚度产生突变，对下部结构在满足建筑物使用功能要求的基础上，应提高下部结构的截面尺寸，增加剪力墙、提高混凝土的强度等级；
6.4转换层是一种不利于抗震的设计方法，在抗震设防烈度为9度时不应使用；
6.5设计时要充分考虑施工的可操作性
结束语
高层建筑结构设计重点范文4
【关键词】 高层建筑；地下室结构；嵌固位置；加强区高度
建筑工程；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计
目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。然而，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。设置地下室对高层建筑有减少地震作用对上部结构的影响、提高地基土的承载力等诸多优点。地下室设计的合理与否将直接影响高层建筑的正常使用与造价。本文对高层建筑地下室的设计关键点进行讨论，供工程设计参考。
1 设置有地下室的高层建筑的嵌固位置
钢筋混凝土高层建筑在进行结构分析之前，必须首先确定结构嵌固端所在位置，其直接关系到计算模型与实际受力状态的符合程度。目前实际工程中大多数单塔或多塔高层建筑都带有面积较大的地下室以及层数不多的裙房，而且裙房可能相连形成大底盘。《建筑抗震设计规范》规定高层建筑地下室在满足一定条件下，地下室顶板可以作为上部结构的嵌固端。在确定带地下室的高层建筑嵌固位置时需要特殊注意以下几点：
(1) 地下一层结构的楼层侧向刚度应不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。结构层侧向刚度可近似按等效剪切
刚度计算，即：
(1)
式中，G0、G1分别为地下一层及地上一层的混凝土剪切模量；Ao、A1分别为地下～层及地上一层竖向结构构件的总折算受剪面积；Aw 为沿计算方向地上一层或地下室范围地下一层的抗震墙全部有效截面面积；Ac为地下一层或地上一层全部柱截面面积；ho、h1分别为地下一层及地上一层的层高。
注意对“侧向刚度的2倍”的要求可以理解为有效数字满足2倍，即地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。还要注意的是“地下室结构的楼层侧向刚度”指结构自身刚度，不考虑土对地下室外墙的约束作用。
(2) “应采用现浇梁板结构，其楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向配筋率不宜小于0.25％”。对楼盖结构形式、楼板厚度以及配筋提出详细要求。相对梁板结构而言，无梁楼盖结构平面外刚度较小，难以符合刚性楼板假定的基本要求，因此，作为上部结构嵌固部位的地下室顶板，主楼范围以及与之相连裙房地下室顶板的相关范围应采用现浇梁板结构，无地上结构的地下室顶板其它位置可采用无梁楼盖结构。对于地下室形成大底盘结构而言，其中的“相关范围”指距主楼两跨且不小于15m范围。其具体范围见图1。
图1 大底盘结构嵌固位置楼盖体要求
(3) 计算多塔大底盘地下室结构楼层剪切刚度比时，大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比应满足上述(1)中刚度比的要求，而且每栋塔楼范围内(塔楼周边向外扩出与地下室高度相等的水平长度)的地下室剪切刚度与相邻上部结构塔楼剪切刚度的剪切刚度比不宜小于1.5。
(4) 单层地下室建筑宜选择基础底板作为结构嵌固端。选择基础底板作为结构嵌固端，可以充分利用基础的“无限刚”的假定，也为首层楼面的灵活造型创造条件；即使是首层楼面有大开洞，或者选用无梁楼盖，都不影响计算的准确性，但是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，其顶板与墙体通常具有作为结构嵌固端的刚度，此时可取其作为上部结构的嵌固端。
(5) 当不能满足嵌固在地下室顶板的要求时，可按嵌固在基础顶部设计。B级高度高层建筑不宜嵌固在基础顶部。而且在设计地下室结构时不考虑地下室结构水平地震作用降低系数。
2 设置有地下室高层建筑抗震墙底部加强部位高度
根据《建筑抗震设计规范》(2010版)的规定，有抗震设防要求的设置有抗震墙的高层建筑，抗震墙底部都要求设有底部加强区，其目的是在加强区范围内采取增加边缘构件的箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强措施，避免脆性的剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。其规定为：①部分框支抗震墙结构的抗震墙：框支层以及以上两层，落地抗震墙总高度的1／8取以上两者较大值。② 带大底盘的高层以及裙房与主楼相连的高层：取地下室顶板以上抗震墙总高度的1／8，向下延伸一层到地下一层。高出大底盘顶板或裙房顶板至少一层。③其它结构抗震墙：抗震墙总高度的1／8，底部两层；取以上两者的较大值。
另外，有关抗震墙高度《抗震规范》并未明确规定，而底部加强区高度又和抗震墙高度有很大关系，故工程中很难操作，又如在建筑中设置半截高度抗震墙时，抗震墙高度取值明显不合理。考虑到实际存在的回填土对地下室结构的约束作用等因素，建议采用房屋高度代替抗震墙高度确定底部加强部位高度，这样概念清晰，便于操作。抗震墙底部加强区高度具体见图2。
图2 抗震墙结构底部加强区高度
3 高层建筑地下结构的抗震等级
(1) 当地下室顶板作为上部结构嵌固端时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下抗震等级可逐渐降低一级；对于标准设防类(丙类)建筑，6、7度时不宜低于四级，8度时不宜低于三级，九度时不宜低于二级；对于重点设防类(乙类)建筑，6度时不宜低于四级，7度时不宜低于三级，8度时不宜低于二级，9度时应专门研究。地下室中无上部结构部分，可根据具体情况采用三级或四级。除九度外，上部结构以外范围较大的地下室结构可采用三一四级.
(2) 当地下室不能作为上部结构的嵌固端而需嵌固在地下其它楼层时，实际嵌固部位所在楼层以及以上的地下室楼层(与地面以上结构相对应的部分)的抗震等级，可取为与地上结构相同。嵌固部位以下可按上述(1)采用。
(3) 当地下室为大底盘其上有多个独立塔楼时，若嵌固部位在地下室顶板，地下一层高层部分以及受高层部分影响范围以内部分的抗震等级应与高层部分底部结构抗震等级相同。地下一层其余部分以及地下二层以下各层抗震等级可以按照上述(1)方法确定。当地下一层受高层部分影响范围在规范没有确定前，设计可以按照工程具体情况考虑取一倍主楼对应尺寸和基础埋深较大值。具体抗震等级的确定见图3。
图3 高层建筑地下室抗震等级示意
4结束语
高层建筑结构设计重点范文5
【关键词】高层建筑；结构设计；问题；对策
随着社会的发展和科学技术的快速进步，建筑结构发生了显著的变化。随着城市化水平不断提升，城镇人口不断增加，为了提高资源的利用效率，建筑物的高度也越来越高。高层建筑对于结构设计比较严格，需要承担的风险因素比一般建筑物更多。高层建筑结构设计应该保证其科学性与合理性，从而能够更好地满足用户的生活需求。高层建筑结构还应用具有很好的安全性，能够很好抵抗大风、地震等自然因素，能够使用户的生活得到安全的保障。所以，这就需要对于高层建筑结构的设计进行细致的分析，提出科学的设计原则。
1.高层建筑结构设计特点
1.1水平荷载具有非常重要的作用。高层建筑与低层建筑除了在体量上有一定的区别之外，其水平荷载也存在着一定的差异。低层建筑所受到的外力主要以重力为主要的竖向荷载。但是高层建筑结构受到水平荷载与竖向荷载的共同作用，尤其是当建筑物的高度不断增加的时候，水平荷载对于结构产生的内力也就会迅速增加，对于结构设计有着重要的影响。1.2轴向容易出现变形的情况。高层建筑如果承受的竖向荷载数值比较大，那么就会容易导致柱中出现轴向变形，从而影响连续梁弯矩，导致其中间支座负弯矩值减小，增大了跨中的弯矩值。同时，预制构件下料长度也会有一定的影响，应该随着轴向变形的计算值来计算，合理调整下料的长度。1.3结构延性比较大。在高层建筑结构施工过程中，除了要保证建筑物具有一定的强度，还应该注重提升建筑物的延性。这样可以很好地提升建筑物的变形能力，避免在建筑物出现震动的时候，导致缺少延性出现的建筑物倒塌事故。相对于一般的底层建筑来说，高层建筑需要的延性更大，这样主要的目的就是为了能够更好地保证建筑的结构的稳定性，提升建筑结构的柔性。
2.高层建筑结构设计原则
2.1科学选择结构计算简图。在计算简图的基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果计算简图选择不够合理，那么就会导致建筑结构容易发生安全事故。因此，在开展高层建筑结构设计的过程中，保证计算简图选择的合理性是保证建筑结构安全的重要手段。同时，在计算简图中，还应该选择相应的构造方法，更好地保证安全。因此在实际的结构设计中，结构节点不仅仅是钢节点或者饺节点。因此应该保证计算计算的误差处于规定的范围内。2.2合理选择结构基础设计。在选择结构基础设计的过程中，应该根据高层建筑地质条件进行选择。同时，应该综合分析高层建筑上部的结构类型和荷载分布，分析施工的条件和其中各个影响因素，再这样的基础上进行基础方案的选择。在这个过程中，应该使地基的潜力得到更加有效的发挥，做好地基变形的检验工作。在高层建筑结构设计的过程中，需要有详细的地质勘查报告，从而为开展建筑结构设计提供有效的指导。2.3选择合理的结构方案。在高层建筑结构设计过程中，应该注重保证结构设计方案满足经济性的要求，能够与结构形式和体系相适应。在结构体系中要求受力比较明确，传力比较简单。在相同的结构单元中，需要选择相同的结构体系。尤其是当高层建筑在地震区的时候，应该按照平面和竖向的规则应力。只有在对于地理条件、工程设计需求和施工等综合分析的前提下，选择科学的结构，从而确定合理的结构方案。2.4准确分析计算结果。随着科学技术的快速发展，计算机技术在建筑结构设计过程中应用比较广泛。当前，市场上有许多中计算软件，得到的结果也会有一定的差别。所以，这就需要结构设计人员应该加强对于软件使用进行研究找到最适合的软件开展设计计算工作。有的时候，由于计算机与实际的情况存在着一定的差异，所以工程师应该注重对于计算机软件得到的结果进行校核，利用自身的专业知识进行合理化判断，得出计算的准确结果。
3.高层建筑结构设计存在的问题
3.1短肢剪力墙问题。在高层建筑中，一些看起来比较小的问题有的时候会导致建筑物受到致命的影响，严重影响建筑物的安全使用。在这之中，短肢剪力墙设置不够合理就是非常典型的问题之一，有的时候设计人员容易增设短肢剪力墙，这样就会使高层建筑的安全性和稳定性受到一定的影响。严重的时候会使建筑物的抗震能力受到影响。3.2嵌固端问题。嵌固端作为高层建筑设计重要组成部分，设计的不合理也会影响到建筑结构的安全性。例如，嵌固端设置在人防顶板或者地下室，那么就会存在着一定的安全问题。其二，嵌固端上下层不合理刚度比设计也会影响建筑结构的安全性。3.3超高问题。在高层建筑结构设计的过程中，由于一些开放商为了追求经济效益，会超高建设建筑解雇。建筑结构高度的增加会带来一定的经济效益，但是对于高层建筑结构的稳定性却会产生非常重要的影响。尤其是在高度增加之后，建筑结构的稳定性和抗震性能都会大大减弱。严重的还会使建筑结构出现断裂和倒塌的情况，给居民的人身安全带来严重的威胁。
4.解决高层建筑结构设计存在问题的策略
4.1优化结构方案选择。在进行高层建筑结构设计的过程中，应该注重选择科学合理的结构设计方案。只有这样，才能够保证建筑结构整体的稳定性。在选择结构设计方案的时候，由于涉及的问题比较多，所以需要进行细致的分析。首先应该注重对于相关的标准和规定进行研读，避免与相关的规定出现冲突的地方。同时，在选择结构方案的时候应该充分考虑施工现场的实际情况，做好勘测和调查工作。只有在充分分析，考量各种因素的基础上，才能够得到最佳的结构设计方案。4.2注重满足各种性能。再设计高层建筑结构的时候，应该注重满足各种性能。保证安全是满足各种性能的基础，因此这就需要做好各个方面的工作。首先，应该加强高层建筑结构的延展性，这样可以很好地应对建筑结构的断裂、倒塌和地震等自然灾害。其次，应该关注高层建筑结构的水平力。只有关注高层建筑结构平面内各个方向的力的总成，才能够更加科学地设计方案。最后，高层建筑结构核心性能就是安全稳定性，保证稳定性是保证安全的首要基础。所以，应该做好短肢剪力墙设置工作，做好嵌固端的设计工作。4.3重视对于计算简图的使用。在高层建筑结构设计的过程中，应该高度重视与计算相关的内容，这些因素对于建筑结构有着非常重要的影响。在计算的过程中，关键在计算简图的选择和使用。因为高层建筑结构设计相对来说比较复杂，计算简图设计的难度也就会大大增加。所以，在选择设计简图的时候，应该对于高层建筑结构的各种影响因素进行分析，避免计算过程中出现差错，影响建筑建筑结构的设计和施工。4.4提高工作人员的责任心。工作人员对于建筑结构设计起到了重要的影响，所以，想要优化建筑结构设计，提高设计人员的责任性对于保证建筑结构的稳定性有着重要的影响。这也就需要企业加强培训，督促工作人员能够以严谨的态度进行结构设计，保证建筑结构设计的有效性。
5.结语
综上所述，高层建筑结构设计作为一项综合性的技术工作，对于建筑整体设计具有非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的快速发展，高层建筑结构设计的要求越来越高。也只有不断提升高层建筑设计的质量和水平，保证结构的安全性，才能够更好地为居民提供安全的生活环境。本文通过对于高层建筑的结构特征进行分析，提出了高层建筑结构设计的重要原则，阐述了高层建筑结构设计中存在的问题，并且重点提出了怎样更好地开展高层建筑结构设计的方案。希望可以通过本文的分析，为开展高层建筑结构设计提供参考依据。
作者:李光辉 罗俊礼 单位:中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南广播电视大学
参考文献
[1]吴其彪.探讨高层建筑结构设计的问题与对策[J].技术与市场,2016,(09):174.
[2]赵军.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].门窗，2016,(01):137-138.
[3]王号.高层建筑结构设计相关问题及对策分析[J].低碳世界，2015,(01):233-234.
[4]郭怀祥.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].中华民居(下旬刊),2014,(09):357-358.
高层建筑结构设计重点范文6
关键词：大底盘、多塔楼、高位转换复杂高层结构设计及关键技术。
中图分类号：TU97 文献标识码： A
一．工程概况及设计要点
1. 概况：位于天津市卫津路与南京路交口的新都广场是一座地下三层、地上二十八层的高层商住楼，建筑总面积10余万平方米，建筑全长202.64米，。由A、B、C、D四个塔楼组成。地下两层平战结合设计，战时为人防工程，平时为汽车库和设备用房。地上三层为商业用房，三层顶标高为15米。其中A座四~二十七层为办公、公寓。结构主体高度94.2米。B、C、D座三层以上设置设备层，设备层层高2.2米。设备层以上四~二十八层为住宅。结构主体高度90.95米。
结构形式A座为钢筋混凝土框架—核心筒结构。B、C、D座为钢筋混凝土框支剪力墙结构。转换层位于三层结构顶——标高15米处，属于规范规定高位转换，设计采用梁式转换结构。因建筑较长且B、C、D座之间不允许设置永久抗震缝，因此地下二层~地上三层15米标高，B、C、D三座塔楼之间，设置两道沉降后浇带，且分别设在塔楼之间裙房第二柱距间处。A座与B座相邻，A与B之间地下层设置一道沉降后浇带，地上一层~地上三层15米设置永久抗震缝。附图一、附图二。
附图一
附图二
2.设计中要点：
由于工程竖向抗侧力构件不连续，需要设置转换构件，高位转换层成为结构薄弱层。又因建筑平面复杂、超长等因素给结构设计带来一定难度。结构设计不仅要使结构计算分析各项指标满足现行规范要求，同时更应注重概念设计，合理进行结构布置，减少扭转和加强结构抗扭刚度。解决好梁柱节点设计、构造。使结构成为抗震能力强的延性结构。基础设计要解决好高层与裙房之间的沉降差，避免次生内力。
二．结构设计及计算结果分析
工程设计于2005年初完成。按照2002现行国家规范、规程设计。设计基本参数：抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组，多遇地震影响系数最大值0.12，罕遇地震影响系数最大值0.72，阻尼比0.05，工程场地类别为三类，特征周期为0.45s，基本风压0.6KN／m2 （100年重现期）。框架抗震等级为一级，剪力墙抗震等级二级。主要采用SATWE计算软件进行结构计算，时程分析，高精度框支剪力墙有限元分析。同时采用PMSAP计算软件复核。
1. A座SATWE计算结果：
周期 转角 平动系数 扭转系数
T1=2.7234 89.79 (0.00+1.00) 0
T2=2.1337 0.27 (0.98+0.00) 0.02
T3=1.8114 153.93 (0.02+0.01) 0.97
扭平比： T3／T1=1.8114／2.7234=0.6651
规范指标 X方向 Y方向
参与振型的有效质量系数 99.08% 99.37%
结构各楼层最小地震剪力系数 3.26% 2.73%
最大层间位移角 1／1131 1／829
楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移之比 1.29 (X+5%)
1.08 (X-5%) 1.12 (Y+5%)
1.44 (Y-5%)
2. B、C/、D座SATWE计算结果：
周期 转角 平动系数 扭转系数
T1=1.9629 95.28 (0.01+0.99) 0.01
T2=1.9290 3.23 (0.98+0.02) 0.02
T3=1.4661 147.41 (0.01+0.00) 0.99
扭平比： T3／T1=1.4661／1.9629=0.7467
规范指标 X方向 Y方向
参与振型的有效质量系数 97.14% 96.18%
结构各楼层最小地震剪力系数 2.94% 2.77%
最大层间位移角 1／1294 1／1258
楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移之比 1.29 (X+5%)
1.06 (X-5%) 1.29 (Y+5%)
1.22 (Y-5%)
地震剪力： Fx=38862.34KN ; Fy=36440.08KN
剪弯刚度比X方向:0.7967; Y方向:0.7906;
B、C/、D座SATWE时程分析结果：
地震波
地震基底剪力（KN）
最大层间位移角 楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移之比
X方向 Y方向 X方向 Y方向 X方向 Y方向
LAN5-3 25288.2 25287.4 1／3280 1／2223 1.04 1.06
ELC-3 42647.8 38888.8 1／1246 1／1382 1.05 1.04
MMW-3 29799.4 26788.4 1／1757 1／1632 1.03 1.04
时程分析三条波地震剪力平均值：Fx=32578.47KN ;Fy=30321.5KN均小于
CQC:：;Fx=38862.24x0.8 =31089.87KN; Fy=36440.08X0.8=29152.06KN
并且LAN5-3: 地震基底剪力最小值Fx=25288.2KN> CQC: Fx=38862.34X.65=25260.52KN
计算满足现行规范要求。
3．基础设计：
基础形式采用钢筋混凝土桩筏基础。因高层与多层裙房连成整体，从受力情况分析，高层结构内力大，特别是核心筒处内力更大。裙房结构内力相应较小，为减小高层与裙房之间的差异沉降，基础设计中采取考虑上部结构刚度，基于上部结构与基础和桩同工作的基理，
设计中采取了长短桩、大、小直径桩、疏密桩布桩方案。即：在高层柱下、核心筒下集中布置直径800毫米，桩长33.4米钢筋混凝土钻孔灌注桩，特别是在核心筒下加密桩的布置。而在裙房框架柱下集中布置直径600毫米，桩长17.8米钢筋混凝土钻孔灌注桩。高层区域筏板厚度：A座2米；B、C/、D座2.2米。裙房区域A座0.8米；B、C/、D座0.9米。在每座核心筒区域及个别柱下筏板加厚以满足筏板抗冲切及抗剪要求。基础设计正因为注重了减小核心筒及高层柱下受力较大区域筏板的沉降量，强化核心筒及高层柱下桩的竖向支撑刚度。弱化裙房柱下桩的竖向支撑刚度。通过多次调整桩的布置，有效地调整了基桩的竖向刚度分布，使差异沉降减到最小值。同时使基础内力和上部结构因地基不均匀沉降造成次应力显著降低。计算结果显示：核心筒区域筏板计算沉降值为137~149毫米，核心筒以外高层区域筏板计算沉降值为131~147毫米，裙房区域筏板计算沉降值为101~121毫米。可见高层区域与多层裙房区域筏板差异沉降量很小，基础沉降及整体倾斜均满足现行规范要求。
在施工过程中，施工方根据设计图指定各沉降观测点进行各阶段沉降观测。由建设单位提供中国地震局第一检测中心所作本工程基础沉降观测数据结果：结构主体施工至26层接近封顶时，各楼座累积基础最大沉降量为A座：Smax=28.13mm; B座：Smax=27.37mm
C座：Smax=26.27mm; D座：Smax=26.84mm.。
4.上部结构：
B、C、D座为大底盘、多塔楼高位转换复杂高层结构。因建筑功能需要平面布置复杂。上部住宅又设置角窗，裙房顶设置矮层设备层，以上因素给结构设计增加了难度。设计采用梁式转换结构形式，传力图径简捷。即由墙——（转换次梁）框支梁——框支柱。传力直接、明确、清楚。设计中不断优化结构布置，注重调整结构刚心与结构质心的偏心值使其满足规范要求。从而减小因结构扭转造成内力增大。尤其在设计中采取了加大角窗结构薄弱处梁的抗扭刚度，提高角窗两侧剪力墙抗震等级及通高设置约束边缘构件，加厚角窗开间楼板厚度，双层配筋，楼板中设置暗梁一系列措施。另外对于2.2米层高矮层设备层，结构分析其剪压比很难满足规范指标要求。通过数次调整墙体布置，采取措施如开结构洞使墙肢长度变小，形成高度较高墙体。絶大多数剪力墙、连梁剪压比满足规范限值。对框支梁不同工况进行高精度有限元分析，其中包括梁上布满剪力墙工况，带有门窗洞口剪力墙工况，单侧布置剪力墙工况。通过结构分析，制定采取不同构造措施。保证结构安全可靠。
三．结构关键技术和对策：
1.基础筏板厚度2.0~2.2米为大体积混凝土结构。为防止基础筏板不产生过多收缩裂缝，采取低标号C35混凝土浇筑地下结构。为减小水化热采用产生水化热较小的水泥，合理配比，按比例掺入适量粉煤灰且采用60d龄期强度，施工中加强养护，工程质量得到了保证。
2.因建筑平面布置复杂，一根框支柱有多个方向梁汇交，梁的钢筋在柱中的水平锚固不能保证。为此设计采取设置柱帽来解决梁内纵筋在柱、柱帽中锚固。使梁柱节点钢筋锚固有保证。
3.在框支柱设计满足规范要求前提下，考虑其轴压比较大，为增加框支柱延性及抗震性能，在框支柱中部设置构造芯柱。并且将框支柱纵筋延伸至上层剪力墙楼板底。
4.对于2.2米层高矮层设备层中个别剪力墙、连梁剪压比超限分别采取抗震措施，连梁中增设抗剪钢筋及暗撑。剪力墙整层内增设斜向钢筋，同时适当提高剪力墙水平抗剪钢筋，从而提高了连梁及剪力墙延性及抗震能力，避免墙体发生剪切破坏。。
5.沉降观测及后浇带处理。
施工过程中，除对本工程沉降观测外，还因工程所处地势原因，还应对周围建筑及道路进行沉降观测，在满足结构抗浮结构施工适当部位才停止降水。
沉降后浇带应在结构沉降趋于稳定时，经设计同意后，按设计要求采用高一级微膨胀混凝土浇筑。
