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高层建筑受力特点范文1
1.1高层建筑结构设计特点分析
高层建筑结构与低层建筑结构一样，需要同时承受结构自身自重（及其他荷载）产生的垂直作用和风荷载产生的水平作用，还有地震作用所引起的巨大的地震力。相对于低层建筑结构水平荷载对整个结构受力影响通常较小的状况，在高层建筑结构中水平风荷载和地震力作用通常都会成为高层（超高层）建筑结构设计的受力控制因素。而且，高层建筑结构随着结构高度的增加，结构受水平作用产生的侧向位移增加很快，结构侧移一旦过大就会使人感觉不舒服，同时也容易造成结构受力构件和非结构构件的破坏。因此，在高层建筑结构设计过程中，分析结构的侧向作用，控制结构的侧向变形在规范允许的范围内，是高层建筑结构设计的一个重要的方面。
1.2高层建筑结构类型
高层建筑结构通常采用钢筋混凝土结构、钢结构、钢混结构组成，目前国内较为常用的高层建筑结构体系主要有框架―剪力墙、框架-剪力筒、剪力墙结构、筒体结构以及组合结构等。在西方发达国家，大多数高层建筑采用钢结构或型钢-混凝土组合结构设计，这是因为钢结构具有强度高、韧性大、易于预制加工和安装等特点，所以高层建筑钢结构的结构断面均相对较小，普遍具有施工方便工期短，自重轻，抗震性能好等特点。在我国，随着高层建筑结构设计高度的不断攀升，采用钢结构的高层建筑设计也逐渐增多。但是，高层建筑结构因为用钢量巨大，其工程造价一般也比普通的钢筋混凝土结构高出许多。由于采用钢筋混凝土结构和钢结构均具有明显的优点和不足，所以在实际设计中，同时采用型钢和普通钢筋混凝土材料设计成高层组合结构，可以有效使得钢筋混凝土和钢材两种建筑材料互补长短，达到结构类型技术可靠，造价可控的设计效果。
2高层建筑结构分析与设计要点分析
2.1水平荷载成结构设计决定性因素
任何一座高层建筑结构都需要同时承受竖向自重荷载（其他竖向荷载）和侧向风压产生的横向水平荷载作用，另外还必须具备抵御设计烈度要求的地震作用的能力。在高层（尤其是超高层）建筑结构中，尽管结构自重等竖向荷载对结构受力具有重要的影响作用，但横向水平荷载（通常情况下主要包过风荷载和地震作用）是结构分析计算时的决定性因素。随着高层建筑结构的建筑高度不断增加，其横向水平荷载作用在结构设计中的重要性将快速上升。一方面，因为结构自重和楼面使用荷载在结构竖向构件中将引起一定的作用，而横向水平荷载对高层结构整体产生的倾覆作用将使得高层建筑结构在结构竖向构件中产生较大的拉力或者压力作用；另一方面，对高层建筑结构来说，结构自身自重的竖向荷载作用和地震作用，也会随结构自身的动力特性而引起大幅增大。
2.2结构侧移成为控制性因素
与低层结构不同，高层建筑结构的横向侧移已成为结构设计过程中的控制线技术参数，并且随着结构高度的增加，横向风压或地震作用下水平荷载引起的高层结构侧向位移变化会快速增加。因此，在高层建筑结构设计过程中，不仅要确保结构各构件具有足够的强度以提抗可能承受的风荷载作用或地震作用引起的结构内力，还要求结构整体具有足够大的抗侧移刚度，确保结构在横向力作用下引起的侧向位移值可控制在规范要求的限度范围内。由此可见，高层建筑的结构安全和使用功能的充分发挥，与结构体系的抗侧移性能密切相关。
2.3结构延性成为重要考虑因素
与低层或大跨建筑相比，高层建筑结构的柔性则相对明显，在相同地震作用下的结构变形要严重的多。为避免结构整体倒塌等严重后果，结构设计时应确保高层结构在进入塑性变形受力阶段后仍具有相对较强的变形耗能能力。因此，结构设计人员通常要在结构的相应部位采取恰当的加强措施，来保证结构整体具有足够的延性和耗能能力。
3高层建筑结构选型设计
在结构设计过程中，设计人员往往习惯于只重视建筑结构模型的受力性能分析，以及绘制结构施工设计图，经常忽视了前期设计阶段的概念设计等尤其重要的问题。根据高层建筑结构的结构体系特点，对高层结构在概念设计阶段对结构选型进行充分全面的比较分析和论证显得尤为重要，可以说结构选型的恰当与否将直接影响项目整体的安全性和经济性。
3.1结构体系选型与施工
高层建筑结构采用的施工技术不同，不仅会对项目的施工成本、施工进度及投资造价等技术经济指标造成影响，也会影响到高层建筑结构的使用功能，受力状态以及抗震、抗风性能等，故在高层建筑结构选型设计时，就需要对项目采用的施工技术及工艺，并综合其他实际因素加以分析。
3.2高层建筑结构抗震体系选定的原则
在确定高层建筑结构的结构体系方案时，应综合考虑结构的重要性等级、设防烈度要求、工程场地类别、地基基础形式、建筑结构高度以及施工技术条件和材料供应等因素，并结合结构体系的技术、经济指标，选择合理可行的高层结构体系。
具体设计中，选择设计的结构体系应具有明确的计算分析模型和合理的受力传递路径；保证结构各部位构件具有必要的承载力、良好的延性和耗能能力，且具备多道抗震防风（即结构整体不会因部分结构或构件损坏失效而引起整个结构体系丧失承载能力和抗倾覆能力）的防线，使得该高层结构即使一旦遭遇地震作用或强台风作用时也具有足够的抗倒塌能力；沿建筑结构水平和竖向的结构强度和刚度应尽量保持均匀分布，或在规范允许的范围内合理变化，避免结构出现局部削弱或薄弱环节的现象，从而避免高层结构在遭遇地震、台风等较强横向作用时出现过大的应力集中或塑性变形集中的现象。
4结束语
现代高层建筑结构设计是一项集数学分析、结构设计以及计算机优化设计于一体的综合性技术工作，同时也是一项创新性很强的实践活动。随着高层建筑结构设计理论、计算分析水平、施工技术、材料性能等的不断提高，高层建筑结构的结构体系也将日趋复杂化和多元化，追求更具创新性和合理性的结构形式，是结构工程师们今后不断努力的目标和方向。
参考文献
[1]徐建.建筑结构设计常见及疑难问题解析[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
高层建筑受力特点范文2
关键词：高层建筑；转换层；设计
Abstract: In this paper, the author introduces the steel truss transfer storey high-rise building structure system structure requirements, based on the analysis of the engineering examples, it studies the structure selection identification and other aspects, for your reference.
Key words: high-rise building; conversion layer; design
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
本文对钢桁架转换层高层建筑结构体系进行了归纳，在此基础上，通过对一钢桁架转换层高层建筑结构体系的工程实例分析，得到了以下结论：在大跨度、大荷载条件下应用桁架转换结构将比采用梁式转换更合理，且可以节约混凝土用量近 30％，用钢量可节约20％。在采用桁架结构作为工程的转换构件时，带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力较为接近，可以取得较为一致美观而又经济的截面，而不带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力差别较大，最大将达40％左右。
1 带钢桁架转换层高层建筑结构的构造要求
带桁架转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。抗震设计时。控制转换层上下主体的结构侧向刚度，当转换层设置在3 层及 3 层以上时。其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60％。
将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元。上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作玻三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算。还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。
带桁架转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆，强节点”。桁架转换层上部框架结构接“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性饺在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。转换桁架的相邻层楼板宜双向双层配筋，每个方向贯通钢筋的配筋率不宜小于 0.25％，且在楼板边缘、孔洞边缘应结合边粱设置予以加强。转换桁架上、下弦杆的配筋应加上楼板平面内弯曲计算引起的附加钢筋。
2 带钢桁架转换层商层建筑结构实例分析
对于大跨度的钢桁架转换层结构的受力。各方面的影响因素较多，导致结构受力情况比较复杂，对它的受力影响因素进行探讨具有实际意义，可为实际工程的设计与施工提供理论依据。因此，通过对大跨度钢桁架转换层的受力影响因素进行分析，认识钢桁架转换层的受力特点。以期充分利用钢结构构件受力性能好的特点，使其承担较多的荷载作用。以调整端部混凝土结构的受力，减少混凝土结构的荷载作用，使整个结构体系的受力更为合理。下面结合工程实例分析高层转换桁架的受力影响因素及其受力特点，某高层建筑为地上 24，层，地下 2 层，总建筑面积 72788㎡，其中地上 58300㎡，地下 14488㎡。平面长 92.1M，宽 49M。结构檐口标高为 108.80m，中间有电梯、楼梯、机房等的高层建筑。
2.1 梁式转换与精架转换的比较确定
与最为常见的转换结构形式粱式转换相比，本例中转换粱的跨度很大而且上部荷载较大，采用梁式的转换结构，转换梁的截面必然很大，一方面导致转换梁下部空间无法再利用、自重大、配筋多、不经济等缺点；另一方面导致沿竖向结构质量和刚度分布在转换层的变化不连续。发生突变，对结构的整体抗震性能不利。因此，需要另一种形式的转换构件来解决这个问题，而转换桁架具有传力明确，传力途径清楚,虽构造和施工复杂，但转换桁架不仅为开洞和设置管道创造了条件，而且它们的位置与大小都有很大的灵活性，可以充分利用该转换层的建筑空间，而且桁架转换层的节间采用轻质建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于减轻结构的自重；转换桁架的抗侧力刚度比转换粱要小，也就是说。具有桁架转换层的高层建筑其质量和刚度的突变要比带转换粱的高层建筑缓和。因此带转换桁架的高层建筑其地震反应要比带转换梁的高层建筑小得多，由此可见，在本例工程的三层转换构件采用转换大粱的结构形式是不合适的，而采用转换桁架的结构形式将很好的避免了上述的多个问题且将节约混凝土用量近30％。将是一个较为合理正确的选择。
2.2 转换桁架的具体形式的确定
在本例工程的三层转换构件采用确定桁架结构后，设计人员则需要进一步确定桁架的结构形式。根据前面的论述，转换桁架的结构形式有多种，但是根据本例工程的三层转换构件的具体情况，采用何种最合理的结构形式，则必须加以比较分析后方可确定。
a单层转换桁架与双层转换桁架的确定
采用精架结构作为高层建筑的转换构件时，一般情况是取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目，转换桁架位于结构的边缘，建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小，希望桁架仅在中庭设置，即取一层高度(4.00m)作为转换桁架的高度。在本例中各层的层高情况分别是：底层：6.44ml，二层：4.80m,三层以上：4.00mt,而结构的柱距为 9.0m，若仅取 4.00m 为桁架高度时，在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的450～550 之间。若取建筑的两层层高即 8.00m 为转换桁架的高度，则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点，使桁架的结构形式趋于简单。
b空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定
作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式：空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式，无论采用何种结构形式。应该说都是可以实现的。对于建筑师来说，空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下。当然是首选，当然，采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式，结构上可以使桁架的构造节点趋于简单，在建筑师看来，也可以接受。
c单跨桁架与多跨桁架的确定
在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后，结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大。作为抗震设计“强柱弱梁”的一般设计原则，框架柱中的内力相对越大，则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大。而在模型计算中同样可以发现，Z2 的内力较大。而作为相邻的柱 z1 的内力则相对较小，尚有较大潜力。
综上所述，采用将转换桁架向外延伸一跨的做法，可以使本次工程的转换桁架各构件的内力分布更为合理，也即是说，采用向外延伸一跨转换桁架的结构形式在本次工程中是较为合理的选择。
3 结束语
建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换。一般结构层相比，转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大，受力复杂等特点，这意味着转换结构组成了建筑物的主要构件，它们的设计是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要的影响。
参考文献：
[1] 茅於平，尤亚平．高层建筑形柱式结构转换[J]．建筑科学，2011，17（1）：P38-41
[2] 中华人民共和国建设部．高层建筑混凝土结构技术规程[M]．北京：中国建筑工业出版社．2002
高层建筑受力特点范文3
高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构，随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构，由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构，由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构(巨型梁结构、巨型柱结构等等)。这些结构各有受力特点，适用于高度不同的结构体系，不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关，所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一，高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加，相对于竖直荷载，水平荷载地位提高，成为决定性因素，必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力，水平荷载主要包括地震和风荷载，高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二，高层建筑的侧移是结构设计的重要因素，也是重要的控制指标。第三，高层建筑的柱中容易产生竖向变形，这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化，忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四，高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性，作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。
2高层建筑设计的一般原则
2．1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中，要进行相关的计算，而计算简图是进行结构设计计算的基础，所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理，也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时，要特别的仔细认真，这样才能保证结构设计计算结果的可靠，保证高层建筑的安全建设和使用。同时，计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全，尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别，必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外，设计工程师要仔细的分析软件计算的结果，避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。
2．2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深，基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告，然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时，采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作，不同的建筑类型的荷载不同，高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求，一是受力特性和建筑的力学性质的合理性，对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确，力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求，建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计，这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外，高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素，在各种因素相互协调的情况下，确定结构设计的最优方案。
2．3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步，计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中，但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多，不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同，导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异，充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件，要在仔细审核的基础上进行仔细的判断，排除人工数据输入的错误，才能够得出所需要的正确结果。
3高层建筑结构设计相关问题分析
3．1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作，也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻，地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素，其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范，因为就全国来说，各地的地质条件差别很大，国家规范没有办法作出统一全面的规定，所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
3．2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一，在现行的建筑规范中，具体描述了短肢剪力墙的定义问题，短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5－8的墙体，在具体的建筑应用中，短肢剪力墙的使用受到诸多限制，结构设计中应尽量少使用这种墙体结构，避免后续的设计上的诸多问题。第二，剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外，在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构，并调整剪力墙中心的位置，合理设置厚度以及截面，使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
3．3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动，这主要体现在两个方面，第一，新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题，增加了许多的限制条件，比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二，新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以，结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动，严格遵守规定的限制条件，合理的规划自己的结构设计，避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
4结语
高层建筑受力特点范文4
【关键词】高层建筑；设计；要点分析
高层建筑是城市现代化建设的重要标志，是实现城市资源高效利用和土地资源节约的重要措施。我国城市对高层建筑的需求随着经济建设的不但发展而不断提高，在当前形势下对高层建筑设计的相关问题进行研究，具有重要的实践指导意义。
一、高层建筑设计概述
现代城市建设由于人口密度的不断增大和建筑用地的减少，导致城市建筑不得不向更高的空间发展，高层建筑，既是指占地面积下，建筑面积大和集约化程度高的现代化建筑，可以有效的实现城市资源的高效利用。近年来，随着我国经济的快速发展，对高层建筑的需求不断增加，高层建筑发展的同时，由于设计不合理所导致的防火问题、质量问题、高能耗问题和城市热岛问题等，对城市的发展造成了负面的影响，成为高层建筑设计发展必须面对的问题。在当前形势下，高层建筑设计需要通过设计理念的更新、设计水平的提升和经验的总结，实现对高层建筑防风设计、抗震设计、消防安全设计和节能设计等各个方面的水平的提升，以保证高层建筑安全、可靠的发展。
二、高层建筑的设计特点分析
1、高层建筑结构受力分析
受力是建筑结构的首要任务，在高层建筑中的表现更为突出。高层建筑由大量的构件组成，建筑自重和其他重量都需要建筑结构进行承担和传递到地面。高层建筑的受力包含竖向和横向两个方面的受力，在竖向上，建筑重量所引起的轴力和弯矩数值与建筑的高度成正比，一般变化较小；横向上，荷载所产生的倾覆力矩和轴力与建筑的高度的两次方成正比，容易受到风力或者地震等的影响产生较大幅度的变化，从而导致高层建筑出现侧向的位移，是结构设计需要特别注意的问题。
2、高层建筑的扭曲破坏和轴向变形问题
高层建筑的轴向变形和扭转破坏，既是由于上述的建筑水平和竖向两方面的受力因素决定的。在高层建筑中，竖向的荷载很大，这会导致较大的轴向变形问题，导致连系梁等构件出现竖向的变形，存在不安全因素；在水平方向，高层建筑受到风力和地震等的作用后产生的很大的受力的变动，容易导致扭转破坏问题。因此，高层建筑结构设计要求建筑结构的几何中心、结构重心和刚度中心三个中心点交汇于一处，保证建筑结构安全。
3、高层建筑结构的延伸性设计
延伸性是指高层建筑在受到最大的承载力时所表现出的变形能力，如在抗震的设计中利用建筑结构的延伸性吸收地震带来的受力，防治建筑出现结构破坏。现代高层建筑的结构不但复杂，高度也不但增加，做好其结构的延伸性设计，是保证高层建筑在受到大风或者地震等外力作用时的建筑安全重要保障。
三、高层建筑设计的要点和应该注意的问题
1、高层建筑设计与城市空间之间的协调统一
高层建筑作为城市空间的重要组成部分，要注意高层建筑与城市空间之间的协调统一。高层建筑是城市的轮廓线，应该注意高层建筑之间的高度协调和距离协调，避免其互相干扰，形成和谐和城市天际线；单栋的高层建筑宜选择在道路交汇或者拐弯处，丰富城市空间；高层建筑之间要做好整体统一，避免彼此之间失去联系导致向心凝聚力的缺失；高层建筑的顶部装饰应减少雷同，增强轮廓的线条美感；高层建筑设计应该考虑到城市街道、整体尺度、近人尺度等的协调，实现高层建筑与城市空间之间的有机结合。
2、基础埋深问题
高层建筑基础埋深设计，是增强高层建筑抗风和抗震性能的有效保障。基础埋深可以提高有效的提高高层建筑的地基承载力，因为随着地基埋深的不但增加，地基修正后的承载力也随之增加，满足现代高层建筑对地基承载能力的高要求；基础埋深有利于高层建筑整体结构的稳定，合理的地下室设计，可以有效的增加高层建筑结构的整体稳定性，特别对于高层建筑上部结构的稳定性具有重要作用。地下室外墙的施工要采用钢筋硷墙，顶板厚度的选择应该在160mm以上，保证地下室具有很强的刚度。此外，地下室外墙周边的土层也应该进行相应的处理，保证其能够为建筑提供侧向的约束。采用地下室设计进行埋深设计，可以有效的保证高层建筑结构稳定和防止结构变形，提高地基的整体荷载能力。
3、高层建筑的抗风、抗震设计
现代高层建筑的高度不断升高，建筑上部风力和空气流动以及地震等外界作用对其稳定性和安全性的影响也随之加强，高层建筑设计需要做好抗风设计，保证建筑物的安全。高层建筑由于高度和自身重量的原因，会在水平方向出现很大的荷载，当建筑物受到大风等外力作业时，水平方向的荷载与风力作用相结合，会对建筑物结构产生很大的危害，出现墙体的破裂等严重的问题。加强抗风设计需要通过加强基础设计和阻尼减震设计来实现。基础设计既是指做好地下室桩基的设计和建设，选择合适的埋深和基础形式以及对基础周边地基做好砂石加固处理；阻尼减震设计既是指在建筑物顶端使用高收缩性的阻尼装置实现对风力的吸收和消耗，采用梁柱和剪力墙等减少风力作用，实现抗风抗震的效果。
4、消防安全设计
消防设计是现代建筑预防火灾，减少火灾危害的重要措施。高层建筑由于其过高的高度，对消防设计提出了严峻的挑战，火灾的易蔓延性和疏散时间长，是高层建筑消防设计的难点之一。消防安全设计，应该根据高层建筑的结构特点对防火间隔进行准确的计算；优化消防疏散设计，减少由于其垂直状态带来的时间过长问题；减少对易燃建筑材料的使用；设置避难间或者避难层；做好隔离层的设计，对公共空间和单位内部空间的隔断做好控制，可以起到抑制火灾蔓延的作用；做好排烟系统设计，减少火灾危害。
5、高层建筑电气设计
高层建筑的电气设计重点主要包括有配电设计、消防电源设计、应急照明设计和电梯的设计。配电的设计必须采用双电源设计，即供电电源来自于两个不同的电场，或者来自不同区域的变电站或者选择设置自备发电设备，双电源设计是为了保证当一个供电来源出现故障时，可以选用另一个电源作为代替，保证高层建筑的正常运转。应急照明系统是高层建筑消防安全的有效保证，是为了保证人们在火灾、断电等极端情况下可以进行照明，方便人们进行疏散或者进入避难场所。应急照明的设计应该以人性化和实效性为原则，一般在消防楼梯、消防控制室、消防器材、电源室、水泵室等消防重点位置进行安装，保证醒目和正确。电梯是现代高层建筑的必备结构，对其设计要保证其满足高层建筑较大的人流量和使用安全，保证高层建筑安全运行。
6、高层建筑节能设计
高层建筑在实现城市资源高效利用的集约化效果的同时，其所带来的高能耗问题也日益受到人们的关注。首先，要合理的规划建筑的布局和设计建筑物外形，保证建筑物最大限度的接收自然光的照射以减少照明系统用电消耗；合理安排建筑间距保证通风效果；最大限度减少建筑物表面结构，减少建筑物内部温度与外部空气之间的交换。其次，做好建筑外墙保温设计，建筑外墙保温是建设建筑使用能源的重要技术，采用双层幕墙或者保温材料等实现建筑物保温，减少冬季和夏季高层建筑对空调的依赖；最后，做好建筑物的门窗设计，高层建筑的表面积大，建筑物上部受到大风等气候变化的影响，良好的门窗设计可以实现建筑物的密闭性，减少外界环境变化对建筑物内部环境带来的影响。
四、总结
高层建筑是城市现代化建设的产物，是现代城市建设的重要标志。我国高层建筑的发展尚处于初级阶段，需要对高层建筑设计加强研究，提高技术和不断总结经验，以促进高层建筑的健康发展。
参考文献：
[1]赵云辉.浅议高层建筑结构设计问题探讨[J].城市建设理论研究，2011（15）
高层建筑受力特点范文5
1带钢桁架转换层高层建筑结构的构造要求
带桁架转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。抗震设计时。控制转换层上下主体的结构侧向刚度，当转换层设置在3层及3层以上时。其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60％。
将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元。上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作玻三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算。还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。
带桁架转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆，强节点”。桁架转换层上部框架结构接“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性饺在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。
转换桁架的相邻层楼板宜双向双层配筋，每个方向贯通钢筋的配筋率不宜小于0.25％，且在楼板边缘、孔洞边缘应结合边粱设置予以加强。转换桁架上、下弦杆的配筋应加上楼板平面内弯曲计算引起的附加钢筋。
2带钢桁架转换层商层建筑结构实例分析
对于大跨度的钢桁架转换层结构的受力。各方面的影响因素较多，导致结构受力情况比较复杂，对它的受力影响因素进行探讨具有实际意义，可为实际工程的设计与施工提供理论依据。因此，通过对大跨度钢桁架转换层的受力影响因素进行分析，认识钢桁架转换层的受力特点。以期充分利用钢结构构件受力性能好的特点，使其承担较多的荷载作用。以调整端部混凝土结构的受力，减少混凝土结构的荷载作用，使整个结构体系的受力更为合理。下面结合工程实例分析高层转换桁架的受力影响因素及其受力特点，某高层建筑为地上24，层，地下2层，总建筑面积72788m2，其中地上58300m2，地下14488m2。平面长92.1M，宽49M。结构檐口标高为108.80m，中间有电梯、楼梯、机房等的高层建筑。
(1)梁式转换与精架转换的比较确定，
与最为常见的转换结构形式粱式转换相比，本例中转换粱的跨度很大而且上部荷载较大，采用梁式的转换结构，转换梁的截面必然很大，一方面导致转换梁下部空间无法再利用、自重大、配筋多、不经济等缺点；另一方面导致沿竖向结构质量和刚度分布在转换层的变化不连续。发生突变，对结构的整体抗震性能不利。因此，需要另一种形式的转换构件来解决这个问题，而转换桁架具有传力明确，传力途径清楚-虽构造和施工复杂，但转换桁架不仅为开洞和设置管道创造了条件，而且它们的位置与大小都有很大的灵活性，可以充分利用该转换层的建筑空间，而且桁架转换层的节间采用轻质建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于减轻结构的自重；转换桁架的抗侧力刚度比转换粱要小，也就是说。具有桁架转换层的高层建筑其质量和刚度的突变要比带转换粱的高层建筑缓和。因此带转换桁架的高层建筑其地震反应要比带转换梁的高层建筑小得多，由此可见，在本例工程的三层转换构件采用转换大粱的结构形式是不合适的，而采用转换桁架的结构形式将很好的避免了上述的多个问题且将节约混凝土用量近30％。将是一个较为合理正确的选择。(2)转换桁架的具体形式的确定。
在本例工程的三层转换构件采用确定桁架结构后，设计人员则需要进一步确定桁架的结构形式。根据前面的论述，转换桁架的结构形式有多种，但是根据本例工程的三层转换构件的具体情况，采用何种最合理的结构形式，则必须加以比较分析后方可确定。
①单层转换桁架与双层转换桁架的确定，
采用精架结构作为高层建筑的转换构件时，一般情况是取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目，转换桁架位于结构的边缘，建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小，希望桁架仅在中庭设置，即取一层高度(4.00m)作为转换桁架的高度。在本例中各层的层高情况分别是：底层：6.44ml二层：4.80m：三层以上：4.00mt而结构的柱距为9.0m，若仅取4.00m为桁架高度时，在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的450—550之间。若取建筑的两层层高即8.00m为转换桁架的高度，则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点，使桁架的结构形式趋于简单。
②空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定。
作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式：空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式，无论采用何种结构形式。应该说都是可以实现的。对于建筑师来说，空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下。当然是首选，当然，采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式，结构上可以使桁架的构造节点趋于简单，在建筑师看来，也可以接受。
③单跨桁架与多跨桁架的确定。
在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后，结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大。作为抗震设计“强柱弱梁”的一般设计原则，框架柱中的内力相对越大，则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大。而在模型计算中同样可以发现，Z2的内力较大。而作为相邻的柱z1的内力则相对较小，尚有较大潜力。
综上所述，采用将转换桁架向外延伸一跨的做法，可以使本次工程的转换桁架各构件的内力分布更为合理，也即是说，采用向外延伸一跨转换桁架的结构形式在本次工程中是较为合理的选择。
高层建筑受力特点范文6
关键词：高层建筑、概念设计、结构体系
引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点，高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑，因此，在进行高层建筑的设计时，不仅要注意结构的定量计算分析，更应该注意结构的概念设计，即结构的宏观控制和定性判断。
1、高层建筑结构体系设计
高层建筑结构从出现发展到现在，随着不同结构形式的出现，建筑形式相继呈现出不同的表现状态。从结构的角度来看待高层建筑的话，杆状是高层建筑结构形式的基本特点，相比起竖向荷载，水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素，高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下，其弯矩和剪力都表现为最大，这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力，设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间，不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同，在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。
高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙，还有索，板的高度大于厚度，承受的是垂直于板面的荷载，梁是截面小于跨度的结构构件，柱是线性构件，框架既能承受竖向荷载，同时也能承受水平荷载，衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件，网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构，拱式平面结构构件，壳体是曲面形的构件，墙是竖向构件，承受的是平行于墙面方向的荷载，索是以柔性受拉钢索形成的构件。
高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构，钢结构包括框架结构体系，也就是钢性连接的柱梁体系，但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构，框架剪力衍架结构体系，既有框架，又有剪力衍架的一种结构体系，框筒和成束筒，框筒是一种筒体结构，在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力，成束筒是将单独的筒体捆绑在一起，这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应，还大大加强了结构的侧向荷载能力，对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系，这种结构体系有效性很强，可以增加窗洞面积，由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系，内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。
钢筋混凝土结构包括框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框筒、筒中筒、成束筒结构体系、内填支撑筒、巨型柱―核心墙这几种结构体系，而混合结构，也称组合结构，是钢材和钢筋混凝土组合而形成的混合结构体系，到现在为止，已经有三种结构体系得到了很好的发展，第一种是在一个钢结构高层建筑中涉及核心筒，第二种是将型和混凝土的组合构件运用到外筒体的密柱深梁中，第三种是混合竖向体系，就是建筑物的上部采用钢结构，中下部采用钢筋混凝土结构。
2、概念设计
2、1 概念设计的含义及其重要性
概念设计是对结构设计工程师和建筑师的一种能力的印证，它需要结构设计工程师和建筑师们在进行建筑设计时，有效的把握建筑的结构体系，不经过计算，就能从整体的角度对建筑结构的总体布置和抗震措施进行指导，仅从平面和立面的形式就可以对设计空间综合的进行协调，从而使最后的空间定形，无论是在功能要求，还是形式的需要方面都能与所设计的平、立面形式相吻合。当然，如果建筑师或者结构工程师想要进行结构的概念设计，他们首先就需要深刻的理解高层建筑结构的风作用、地震作用、场地土特征、结构的真实效应还有地震作用等以及其他的一些相关的基本概念。
2、2 结构概念设计的原则
在进行结构概念设计时，应该遵循的第一个原则就是全面考虑的原则，要巨无细遗的考虑到建筑设计中的方方面面，包括建筑结构和施工方面的考虑，从整体到局部都要进行很好的把握，更不能忽视他们之间的关系，还有建筑完成后带给使用者在视觉感受、功能使用方面、成本预算方面等的考虑。
从实际出发，结合当地的地域性特点，根据建筑即将坐落地区的自然条件、人文条件、历史文化、资源和材料限制等方面从现实的角度考虑建筑的结构概念。
高层建筑拥有自己的自重特点，要从减轻自重的原则出发，建筑结构所承受的荷载大部分都是来自建筑物本身的自重，减轻自重也就减轻了结构的负荷。要让建筑结构合理受力，荷载均匀分布，多跨连续、空间作用、刚性连接、超静定的受理系统都可以使结构的受力状况均匀分布，分析结构的受力状况时，还要从各部分结构构件的直接受力状况和整体结构的宏观受力状况分析。材料尽可能的选用以轴向应力为主的受力状态，合理的组织构件的截面。
优先选型，就是要优化结构体系，根据实际条件优化选择合适的基本构件，并确定他们的联系，确定构件的基本支撑做法。
2、3 高层建筑结构的抗震设计
所谓的高层建筑，我们完全看以把它想成是一个从地面抛向空中的悬臂挂件，它的高度就决定了这种建筑承受的水平的和竖向的荷载都要强于一般建筑物，对他的抗弯矩和抗剪力的能力在概念设计阶段就要考虑细致，高层建筑特殊的受力特点不同于低层建筑，高度越高，水平荷载越强，例如地震和风力产生的作用就会越强，因此在地震强区若想建造高层建筑，就必须要保证所有的结构，包括结构细部都具有足够的刚度和强度，还必须具有很强的抗震能力。
在框架结构体系中，梁柱的节点是这种结构体系的组合点，因此在增强抗震能力的环节中，节点也就成了关键部件，如果梁柱节点遭到破坏，那么框架结构的剪切脆性就会破坏，在节点处相交的梁和柱就会失效，“强柱弱梁”、“强节点弱构件”、“强剪弱弯”的设计原则，可以保证框架结构体系在地震的压力下还能保证足够强的延性和承载力，构造配筋、柱的轴压比，还有截面尺寸的选择，都可以影响到框架结构的抗震能力，尤其是对于节点的构造措施。
