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高层建筑结构特征范文1
【关键词】高层建筑；结构设计；结构体系
0 前言
随着我国经济的快速发展，高层建筑如雨后春笋，一栋栋拔地而起。建筑的高层化和多样化发展，使得建筑结构设计方面的变化越来越多。面对建筑类型、功能、数量的不断增加，高层建筑结构体系的多样化，高层建筑结构设计迎来了新新的机遇与挑战。作者通过实践、总结，对高层建筑结构设计及结构体系，作出以下分析：
1 高层建筑结构设计的特点
1.1 决定因素是水平荷载
对某一定高度楼房来说，其竖向荷载基本上是定值，但是其水平荷载随着结构动力特性的不同将有较大幅度变化，并不是定值。由于楼房自重和建筑楼面的使用荷载在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值，与建筑高度成正比；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，却与楼房高度的平方成正比 [1]。
1.2 重要设计指标是结构延性
在地震作用下，高层建筑相比于低层建筑的结构变形会更大一些。因此，为了使高层建筑结构具有较强的变形能力，避免高层建筑倒塌，一定要在其结构设计时采取相应的措施，确保高层建筑的结构具有足够的延性。
1.3 控制指标为侧移
在高层建筑结构设计中，结构侧移是关键的控制指标，这与低层建筑有很大的不同。由于在水平荷载作用下，高层建筑结构的侧移变形与建筑高度的四次方成正比。建筑高度越高，其结构的侧移变形将大大增加。因此，必须在水平荷载作用下，将高层建筑结构的侧移控制在允许的限度范围内。
1.4 不能忽视轴向变形
高层建筑的竖向荷载很大，其将会在柱中引起比较大的轴向变形，从而减小连续梁中间支座处的负弯矩值，增大跨中正弯矩和端支座负弯矩值。此外，竖向荷载还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。
2 高层建筑的结构体系
现阶段高层建筑常采用的结构体系主要有剪力墙结构体系、框架一剪力墙体系以及简体体系三种，其优缺点见表1[2]。
表1 结构体系优缺点比较
结构体系 优缺点
剪力墙结构体系 侧向刚度比较优良，平面布置也很规整，对侧向风力和地震的抵抗能力较强，用此种结构可以建造高度远大于框架结构的建筑。
框架―剪力墙体系 能够很好地适应多功能的需要，平面布置灵活、空间大，但是框架结构侧向刚度比较小，因此建造高度以及层数都受到一琮的限制。
筒体体系 筒体体系具有优良的整体性和抗侧力性能，因此该结构能够满足高层建筑更高层数的要求。
3 高层建筑结构设计实例分析
3.1工程概况
某高层住宅一期建筑总面积47838.33m2，建筑占地面积1426.33m2；建筑层数地上32层，地下1层；建筑总高度98.7m。建筑防火设计为一类。建筑耐火等级地上为一级，地下为一级，地下室防水为II级。
3.2 抗震等级
按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定划分，场区属中软土类型，因本场地等效剪切波速Vse=156.2―178m/s，9.8m
3.3 设计荷载取值（可变荷载标准值）
①楼、地面主要使用荷载
根据《建筑结构荷载规范》GB5009―2001（2006年版）及业主提出楼面荷载要求，楼面屋面均布主要荷载标准值（KN/M2）按不同使用要求确定（表2）。
表2 楼面屋面均布主要荷载
序号 荷载类别 荷载标准值 分项系数 准永久值系数
1 不上人屋面 0.5 1.4 0
2 上人屋面 2.0 1.4 0.4
3 厨房、卫生间 2.5 1.4 0.4
4 露台 2.0 1.4 0.5
5 阳台 2.5 1.4 0.5
6 楼梯 3.5 1.4 0.3
7 电房、发电机房 10.0 1.4 0.6
8 其他楼面 2.2 1.4 0.5
9 地下车库 4.0 1.4 0.6
10 消防车道 35 1.4 0.6
②风荷载
根据《建筑结构荷载规范》GB50009―2001（2006年版）基本风压按50年重现期的风压值为0.30KN/m2，地面粗糙度属B类。
3.4 结构选型及地下室、伸缩缝设置
本工程为32层住宅；结构拟采用剪力墙结构形式。单层地下车库长约（南北）128米，（东西）长约63米，设计考虑局部地下车库做结构底板、整个地下车库顶板及侧壁均不设伸缩缝，采用沉降后浇带及一般后浇带工艺以解决混凝土收缩开裂问题。地下室每隔约30米设一道后浇带。单层地下室水位比底板面低，不考虑抗浮。
3.5 基础选型及设计等级
地基基础设计，根据地质勘察资料，本工程基础采用人工挖孔桩墩基础，桩径800、1000、1200、1400mm，桩端以中风化泥质粉砂岩、中风化砾岩为持力层，Φ800桩单承载力特征值取3900kN，Φ1000桩单承载力特征值取5600kN，Φ1200桩单承载力特征值取7100kN，Φ1400桩单承载力特征值取8700kN。基础设计等级为甲级。
4 高层建筑结构设计中的参数
高层建筑结构设计中各参数的确定对于结构的合理性、安全性有很大的影响，因此要合理地确定各参数引。
4.1 轴压比
为达到结构延展性的要求，要对结构的轴压比进行控制。但在一些特殊情况下，也会出现轴压比不满足规范要求的状况。此时，可以通过增加墙、柱的混凝土强度以及增加墙、柱横面的面积的措施来对其进行调节。
4.2 剪重比
高层建筑各楼层必须控制最小水平地震剪力，要在确保安全的情况下增加其结构的周期长度。当剪重比不满足规范要求时，可以采取增强纵向结构部件以及增强墙、柱的竖向构件的延展程度等措施来进行合理分配。
4.3 刚重比
高层建筑的刚重比要规范上限，这样就使得重力荷载在水平位移作用下引起二阶效应可以被忽略。当刚重比不满足最小限制值时，可以采取增加或者减少横竖向构件以及加强墙、柱等纵向建筑结构的刚度来进行整合。
4.4 层间位移角
为保证高层结构应该必备的合理刚度需求，要对建筑结构在合理使用中的水平位移进行限制。避免在施工或者使用过程中出现过大的位移，从而影响到整个建筑构件的完整性和安全性。
5 结论
目前，建筑向高层化和功能多样化方向发展的趋势越来越明显。而高层建筑结构设计方面的变化越来越多，涌现出了许多新兴的结构设计方案。面对建筑类型与功能越来越复杂、高层建筑的数量逐渐增多、高层建筑的结构体系越来越多样化的新形势，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。
参考文献：
[1] 李邦耀.高层建筑结构设计分析[J].江西建材，2012，3：59―60.
高层建筑结构特征范文2
关键词：建筑业；结构体系；高层建筑；
中图分类号： TU97 文献标识码： A
随着我国工业化程度的不断革新，城市化进程不断加快发展，城市的人口密度也越来越高，在土地一定的情况下，一定程度上迫使我们往高空发展。高层建筑行业也随之兴起，对高层建筑结构体系的应用也越来越普遍，因此对高层建筑行业体系的安全发展必须实施高度重视。
一我国高层建筑结构体系的特征
（一）水平荷载特征
以前传统的低形建筑中都是采用竖向荷载来控制整栋建筑结构 。对于当今的高层建筑结构体系中起关键作用的是水平荷载，这是由于建筑本身的重量与楼面竖向荷载在建筑高度方面具有一定的比例关系。对于水平荷载可以产生结构的倾覆力矩，对高层安全系数有很大的关系。目前在设计高层建筑结构体系中水平荷载起着无可厚非的作用。
（二）结构侧向变形指数
由于现在建筑结构突破了以前的低层标准，在建筑高度的不断增高下，水平荷载下结构的侧向变形规律不再像传统中的建筑一样，它所负载的力度远远高于以前，因此，在高层建筑的设计过程中要充分考虑到建筑侧面使用的材料是否达到规定强度，在水平荷载情况下是否能够控制结构侧向的程度。如果疏忽了对结构街巷变形指数的预算，当高层建筑完工后很容易就会因为指数过大而是建筑侧塌或墙壁开裂，造成居住人员恐慌的同时也会给人们造成严重的人身伤害。
（三）防地震指数
由于有时会爆发很多让人意想不到的自然灾害，地震所造成的后果也相当可怕，在高层建筑结构设计中也应当充分考虑建筑的抗震能力，在建设的过程中应该充分考虑使用结构的性能，避免因地震造成建筑轻易损坏或者倒塌。
（四）高层建筑的自身重量系数
在建筑高层时使用的材料轻便与否严重影响高层的重量，因为地震的侵袭造成后果的严重性与建筑物的重量有关，只有科学的减轻房屋的重量才能增强抗震的能力，同时也降低因地震侵袭造成伤亡程度。
（五）设计造型与实用性相结合
目前的建筑设计不仅仅只讲求耐用安全，更多是追求造型新潮，因此，在进行概念设计的阶段中，应具体分析设计的构造能否符合安全标准，在把握安全系数一定的情况下追求新概念，创造出更有艺术性的高层建筑结构体系。
二、高层建筑的结构体系
（一）目前高层建筑的结构体系设计
当前主要有两种主要的结构体系设计标准，一方面是利用钢筋混凝土的方式进行高层建筑设计，将独到的先进技术与新工艺、新设备相结合进行应用建筑；另一方面设计合理的结构造型，采用最大程度抗压防震的结构体系惊醒运用，保证整个高层建筑体系有强硬的承载力与硬度支撑整栋建筑。
（二）框架式的高层建筑结构体系
框架式的构造主要包括了梁、柱、板等构件，有梁和柱来搭建平面框架，形成一个空间构造，把各平面承重的面联系建筑。这是最常见也是最传统的建筑构造体系。运用这种结构体系可以灵活的设计建筑的平面，获取最大空间，具有重量轻便，造价成本低的优点。当然，由于是框架式的构造，一定程度上对测力的抗压能力较低，容易对费结构构造部分造成破坏。一般情况下，对于高层建筑具有一定的限度。一般用于建造人们的办公场所以及工业场地等。
（三）剪力墙式的高层建筑结构体系
一般剪力墙式的结构可以增强房屋的抗侧力度，本身还能维护其他构件，主要采用横向与纵向相互结合配置，增强整体空间效果。同时是对抗震能力最好的结构体系，对于建筑住房或者宾馆是最佳选择。
（四）筒体式的高层建筑结构体系
由于对高层建筑结构体系的进一步应用，筒体式的结构体系主要以两个筒体来组合，里面的以剪力墙式的壁筒，外面用加密柱子构成，这样可以提高整个梁的刚硬度，起到抗风与抗震的作用。现在这种结构体系已经被人们所认可，同时也成为搞成建筑结构体系中最经常的应用方法。
当然除了上文提到的几种高层建筑结构体系外，我国的建筑专家也设计了多种结构体系，目前都还存在各自的利弊。因此对于高层建筑的结构体系还需要更多精力的投入进行探索，相信在不久的未来将会有更完善，更坚实耐用美观的设计出现。
三结语
基于目前现在的世界不断发展，人口也随之不断增加，只有往高层谋取更多空间来缓解当前现状。在高层建筑结构体系的发展中，将会创造出更贴近广大人们的迫切需求，进一步分析复杂多样的设计来服务于当前的建筑行业，同时将建筑行业与其他先进设备，电气等综合开发利用，为完善高层建筑结构体系的发展与前景做出更有利的保障。
参考文献
[1]梁爽;多层混合结构房屋抗震设计要点初探[J];电大理工;2004年02期
[2]胡小勇;刘萍;;钢筋混凝土框架节点抗震设计研究[J];安徽建筑;2011年05期
[3]李斌;卢文胜;沈剑浩;李检保;;高层建筑结构动力特性测试实例分析[J];结构工程师;2006年02期
高层建筑结构特征范文3
【关键词】高层建筑；结构设计；选型
高层建筑的发展，一定程度上反映了一个国家的科技水平和综合国力。在确保高层建筑物具有足够可靠度的前提下，为了进一步节约材料、降低造价，高层建筑正在不断的更新，设计理念也在不断的发展。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，也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。
1高层建筑结构的特征
高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载，同时也承受着在垂直方向的荷载，并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下，建筑结构受到低层建筑结构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。基于此，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结构。在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简图，那么就比较容易造成由于结构安发生的事故，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，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，其结构节点不单是钢节点或者饺节点，保证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，那么应力需要平面和竖向的规则。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。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高层建筑结构分析与设计方法
高层建筑结构是由竖向抗侧力构件（框架、剪力墙、筒体等）通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。
对于框架-剪力墙体系来说，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。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。
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高层建筑结构设计短肢剪力墙设置。我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5～8 的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。
4.3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。
4.4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。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，本文只是就其中的几点作了简要分析，只有充分了解了高层建筑结构设计的特点，才能做出更加优秀的设计。
参考文献：
[1]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程，2011，25：88-89.
高层建筑结构特征范文4
关键词：高层建筑 结构设计 问题及对策
随着大中城市的发展以及人口的聚集，建设用地日趋紧张，这就为高层建筑的出现提供了广阔的发展舞台。随着建筑业的日渐成熟，高层建筑的结构越来越复杂多样化，外形的不规则性、建筑内部空间的尽可能宽敞及灵活性、竖向或低层的不规则和不均匀性，这些情况的出现往往难以满足《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（下称《高规》）的条款，针对这样的问题必须采用一些特殊的方法来处理。
一、高层建筑结构设计的原则
（一）高层建筑结构计算简图的合理化原则。计算高层建筑结构设计的基础是计算简图，则计算简图的合理性直接关乎到高层建筑的结构安全。由此可见，高层建筑结构设计必须坚持计算简图合理化原则。此外，必须把计算简图的误差控制到规范范围内，理由是高层建筑实际结构的节点并不单一。
（二）高层建筑结构基础方案的合理化原则。一般而言，选择高层建筑结构基础方案的参考依据为高层建筑的地质条件。高层建筑结构基础方案的合理化要求对高层建筑的结构类型、施工条件、荷载分布情况、与邻近既有建筑物的关联性等因素予以综合考虑。高层建筑结构设计基础方案通常应确保最大化发挥地基的潜力。此外，高层建筑结构设计必须具备相应的地质勘查报告。
（三）高层建筑结构方案的合理化原则。高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致，同时应满足经济性的要求，其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物，其结构体系也应该相同。
一般而言，高层建筑结构方案的合理化要求综合考虑工程设计需求、地理条件、施工材料、施工条件等因素，同时要求建筑的暖气、水、电等相互协调。
二、高层建筑结构设计中存在的问题
（一）高层建筑结构受力性能。对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成。因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的。而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基上的承载力之间的关系。所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布做出总体设想。
（二）高层建筑结构设计中的扭转问题。建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地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、矩形涠形、正多边形等简面形式。
（三）高层建筑结构设计中抗震的问题。对一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位控制轴压比，并设置约束边缘构件，是《高规》为保证剪力墙的延性，新增加的要求。在剪力墙约束边缘构件配箍特征值为λv/2的区段，规范允许配置箍筋或拉筋。所设拉筋应同时钩住墙体的水平分布筋（或箍筋）和竖向分布筋，而不能有一部分拉筋仅钩住墙体的竖向分布筋。当此区段的体积配箍率或拉筋的竖向间距不能满足规范要求时，应同时设置箍筋。
三、高层建筑结构设计解决对策
针对于在高层建筑结构设计中，存在着的高层建筑本身的原因以及连梁超筋现象、地下室外墙设计存在着的问题，设计人员应该根据建筑的实际情况，根据自身的设计经验，采取有效的措施进行解决，才能够不断的促进高层建筑结构设计的顺利进行，促进高层建筑顺利的施工和竣工。下面就针对于具体的措施进行分析。
（一）配合专业了解工程。首先，设计人员需要进行全面的分析，充分的了解工程以及情况，不是拿到图纸盲目的建模计算或者是上机绘图，需要理解透彻建筑图的含义及意义，明确各个专业注意和配合，并且做统一的标准，确定原则和方案，必要的时候要组织各个专业的协调和相关的管理，使各个专业的条件图真正成为条件图，避免出图后出现调整引起的返工，浪费时间和精力。
（二）建模处理。建模计算之前要处理好荷载计算，不要估算不精确的同时还存在着误差，要完整的准确的根据建筑做法和要求来输入，考虑是否施工活荷载的不利影响，楼梯口的输入局部开洞口，飘窗部分的处理地方，要\用专业知识来计算或处理，这样减少误差，也减少计算工作量。
（三）收集数据资料。准确的计算出建设工程所处的地理位置的制约条件，以及设计要涉及的所有数据和资料，都要提前收集好，等要用到的时候能够很快的查阅到，方便工作的需要，而且对于一些特殊的建筑还要根据经验来确定各种数值的参数取值，收集设计所需要的资料和规范，根据不同地域工程类型准确计算参数，可以使设计计算更加的可靠。
（四）保护装置。为了确保安全，要在电源处安装与进户线连接，形成保护接零系统，引用各个插座的接地和不带电的金属外壳，总配电箱的熔丝和分支熔丝应该相配得当，用电设备发生故障时应得到保护，高层房屋住宅应该安装防雷保护装置，确保使用者的安全，有计算机房的要设计屏蔽网，防外漏干扰。
高层建筑结构特征范文5
关键字：高层民用结构，建筑设计，结构体系
Abstract: China as a big country, it is always the question of the development of the society forward a contradiction. Among them, the land for construction and for the problem and the life of people most closely related. Along with the social development process forward great, big cities house prices high, small city house prices all the way up the phenomenon will float for a long time, so high building will become solve urbanization process of the problems of the gastronome. But now with the high building more and more be developers and consumers, it has exposed. This paper through the high civil buildings on the structure of the subtle analysis, and then put forward the corresponding solutions and opinion planning.
Key word: high civil structure, building design, structure system
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
城市发展的进程必将伴随着土地价格的不断攀升，现代人们对生活质量的要求亦越来越高。建筑行业同样如此，民众对民用建筑的需求和要求一样逐渐增强，如何设计出令群众满意，且建筑自身安全性高、经济、舒适的房屋，已经成为当前建筑、结构设计师们首要考虑的问题。
一 高层建筑结构的特征和设计原则
高层建筑在经受由于风的外力所产生的横向荷载的同时，也要经受其竖向的荷载，并且还要十分注意其对地震的抵抗能力。一般情况下，影响高层建筑的主要因素就是外界地震和风力所产生的纵向及水平方向的荷载。其次，与低层建筑楼房相比，高层建筑的设计要更柔和一些，因此如果发生地震，这些建筑物的变形就可以更大一些。为了避免房屋倒塌，需要特别在建筑构造上采取一定的措施，以此来保证建筑足够的延展性。
考虑到上述结构设计特征，设计师在规划时必须要遵循一定的原则，才能保障高层建筑的安全性及居住的舒适性。
首先，选择合理的高层建筑结构计算简图。设计师们必须选择合理的结构计算简图。如果选择了不合理的计算简图，最后就很可能会造成结构安全事故的发生。鉴于此，我们经常说，高层建筑结构设计安全的前提就是合理的计算简图的选择。除此之外，设计师们要应该时刻要求自己采用相应的构造方法，以此来保证最终的安全。
其次，选择合理的高层建筑结构基础设计。我们在选择基础方案的时候，应该使各个地基具有的潜力得到最大限度的发挥，并且在一定的情况下要求进行地基变形的验算。正常情况下，设计师应该按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。如果没有高层建筑的详细的地质勘察报告，那么我们就要进行现场勘察，并且，想方设法获取周围建筑物的相关资料。在正常情况下，我们应该采用相同的基础方案去设计相同的结构单元。
第三，选择合理的高层建筑结构方案。满足经济性的需求，和满足结构形式以及结构体系的要求，是我们进行合理的结构方案设计所必备的三个要素。受力明确和传力简单是结构体系的两个要求。在相同的结构单元当中，我们当然应该选择相同的结构体系来处理，但是如果我们在地震区建立高层建筑，那么其应力就需要平面和竖向的规则。我们确定的结构方案，应该是在进行了地理条件的考察，工程设计的需求，施工条件的考核，以及材料的分析等基础上，并和建筑、电力、暖气和水等专业的综合协调下才确定的。
第四，对计算结构进行准确的分析。科技的进步使我们的计算技术被广泛的应用于建筑结构设计当中。但在当前市场上却存在着各种各样、众目繁多的计算软件，这样就导致我们采用不同的软件会得到不尽相同的计算结果。所以，建筑结构设计人员务必先要了解各种不同软件的使用范围和条件之后，再选择合适的软件进行计算。另外，往往由于计算机的程序和高层建筑结构的实际情况不尽相符，所以计算机在进行辅助设计的时候，会出现人工输入错误或者因为软件本身的缺陷而导致计算、结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师如果得到计算机软件计算出的结构之后，必须进行核对，然后进行合理判断，这样才能得出准确的结果。
最后，高层建筑的结构设计要采用相应的构造措施。强柱弱梁，强剪弱弯 ，强节点弱构件，这是高层建筑结构在设计时的通用原则。因此，在设计师进行高层建筑结构设计的过程中，必须首先理解上述原则，然后掌握它，加强薄弱部位，对钢筋的执行端锚固长度给予足够的重视，并且还要重点考虑构件的延展性和温度应力对构件的影响。
二 对高层建筑结构的分析
多层和高层结构的差别其实主要就在于其层数和高度的不同，但从实际情况上来看，二者其实并没有本质的差别，它们都要抵抗竖向以及水平荷载的作用，从设计原理及设计方法而言，基本上是相同的。但是在高层建筑当中，我们往往要使用更多的结构材料来抵抗外界荷载，尤其是水平荷载。因此抗侧力结构就成为众多工程结构设计的主要问题。鉴于此，设计时我们往往要满足多种要求，尤其是自身有别于多层建筑的特殊要求和设计特点。
因此，我们在进行高层建筑结构的设计时，要重点把握以下几个方面：第一，水平荷载问题。随着楼层高度的增加，水平荷载会成为控制作用。因此，在水平力作用下结构是否优化，材料用量都有很大的差别。第二，随着楼层高度的增加，地震作用对高层建筑危害的可能性也在相应增加。所以，高层建筑的抗震设计理应受到设计师们的高度重视。第三，结构侧移日渐成为高层建筑结构设计中的重要因素。随着建筑高度的增加，水平荷载作用下结构的侧移变形会迅速增大，所以应该将结构在水平荷载作用下的侧移控制在一定的限度之内。
三 高层建筑结构设计问题分析及对策
首先，超高是高层建筑结构中普遍存在的问题。基于这个问题，我国的建筑规范对高层建筑结构的高度有着严格的规定。对于这个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，此外，还增加了B级高度，这就使得高层建筑在结构的处理及设计方法和措施等方面都有了改进。而在工程设计的实施过程中，由于建筑结构类型的改变而造成对高层超高问题的忽略，在施工图审查时将不会得到通过。这种情况下，会要求重新进行设计，另外，可能也会进行专家的会议论证等。如果一旦出现这种情况，那么整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。
第二，高层建筑结构设计中短肢剪力墙的设置。目前，我国的建筑新规范中，短肢剪力墙指的就是墙肢的截面的高度和厚度比在4～8之间且截面厚度不大于300mm的墙，2010版《高层建筑混凝土结构设计规程》对短肢剪力墙的设置有所限制，规程规定：抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙，B级高度高层及9度区A级高度高层不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。因此，在高层建筑的结构设计中，我们必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。
第三，超高层建筑结构设计嵌固端的设置。我们知道，在一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。在地下室的顶板或者人防的顶板的位置设置高层建筑的嵌固端，结构工程设计人员必须考虑到嵌固端设置有可能会带来的问题。考虑嵌固端的的楼板的设计，综合分析嵌固端上下两层的刚度比，并且要求嵌固端上下两层的抗震等级是一致的。我们在进行高层建筑的整体计算时必须要考虑到嵌固端的设置问题。综合分析嵌固端的位置和高层建筑结构的抗震缝设置的协调问题。
第四，高层建筑结构的规则性。我国关于高层建筑的规范中，政府部门对于高层建筑的规则性提出了很多的限制要求，例如，规定了结构嵌固端的上下两层的刚度比，包括平面规则性等等，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等等诸如此类的问题。因此，设计师如果要避免后期施工阶段的改动，那么就必须在进行高层建筑结构的设计时就严格遵循规范的限制条件。
高层建筑结构特征范文6
关键词 高层建筑 结构设计 问题
在国内市场经济改革不断推进的经济环境之下，物质文明已经达到了较高水准，由此人们对作为衣食住行四大生活要素重要载体的建筑也有了更高的标准。而就高层建筑来看，由于其规模较大，且结构力学设计较为复杂，由此在结构设计的过程中往往存在一定的困难。由此，为经验提高高层建筑结构的稳定性，必须从设计入手，针对现今高层建设结构设计所存在的问题，不断提升其可靠性指标。
一、高层建筑结构设计问题分析
（一）短肢剪力墙设计缺陷
就现实情况而言，当下高层建筑结构设计者在设计短肢剪力墙的过程中，大多会出现增设短肢剪力墙的问题。根据国内对结构设计的全新规范不难得出，现今短肢剪力墙其截面高厚比应该处于5～8的范围内。根据高层建筑结构设计经验与设计参数不难得出，在对其结构进行设计的过程中不应该设置过多的短肢剪力墙，以进一步提高结构的稳定性。
（二）抗震Y构设计规范问题
在进行高层建筑抗震结构设计时，由于其高度较高，所以必须考虑较多不确定性因素对结构抗震性能的影响，所以一直是高层建筑结构设置中的难点。现今国内对高层建筑设计年限的规定至少为50年，并且对其烈度与震级对应下的高层建筑抗震能力指标做出了明确规定。但由于国内生态问题的持续恶化，国内地震问题在近10年间已经多次发生，其震级与烈度都有了不同程度的要求，如果仍然按照原有的设计规范，一旦出现地震事故，高层建筑的抗震性能堪忧。
（三）超高设计问题
超高是现今高层建筑结构设计过程中普遍存在的现实问题，多由于建设方为谋取更多的经济效益，罔顾建设规范准则，过度增加建筑层高或加高建筑层高，这一问题将大幅度削减高层建筑的力学性能，对其抗震性与可靠性都有不同程度的降低。特别是在风荷载较大及地震烈度较高等极端恶劣条件时，建筑的稳定性很难得到保障，甚至将会严重威胁业主的生命财产安全。
（四）扭转设计缺陷
高层建筑设计必须要尽可能保证建设工程的质量重心、刚度中心与几何中心处于同一位置，以避免产生由于偏心弯矩过大所导致的结构扭转坡外。但就现实情况来看，现今大部分高层建筑的设计都难以保证其三心处于同一位置，偏心问题普遍存在，一旦受到水平荷载的作用，建筑结构将很容易产生扭转破坏，这也就给其投产埋下了不小的安全隐患。
二、高层建筑结构设计问题优化措施
（一）合理选用结构设计方案
为确保高层建筑结构的稳定性，必须合理选用适宜的结构设计方案。首先在设计过程中必须结合建筑设计师所提供图纸以及国内对高层建筑结构设计的相关规范系统的确定其整体结构，防止所选择设计方案与建筑设计标准的冲突。另外还需要结合项目建设地点的地质情况、气候因素以及近50年来地质变动与水文情况对其结构细节加以优化，尤其需要根据工程规模对结构设计整体方案加以优化，在提高其结构稳定性的同时，确保设计方案具有较高的可行性与经济效益。
（二）完善抗震结构设计
在进行抗震结构设计时，应当结合项目区域地震基本烈度等级，对其抗震等级加以详细认定。必须对其抵抗侧向荷载结构组件的位置加以详细认定，确保其节点受力平衡与结构受力的合理分布。另外还应该保证建筑结构设计具有连续稳定性，并在保证其结构组件刚度与强度的同时，确保其经济合理性。在初步设计时，应该尽量对高层建筑的结构片面加以简化处理，在保障其基础强度、刚度的同时，增加基础的荷载传递能力。也就是说，必须避免其结构整体性的破坏与地基沉降对建筑的损害，进一步提升其抗震能力。
（三）优化结构性能设计
高层建筑的结构设计需要尽量符合结构性能的各项标准，大体涵盖以下几大方面：其一，优化对高层建筑结构的延性设计，避免其由于层高问题而产生变形与坍塌。其二，结合其水平荷载作用（主要包括地震横波、面波与风荷载），通过结构设计提高其抵抗侧向变形的能力。也就是说必须根据计算结果对建筑结构组件的弯矩调幅、塑性内力分布原则，确保建筑结构能够满足于性能化设计的各项标准。
（四）完善扭转设计
为避免高层建筑受到地震、地质水文条件与气候因素影响而产生的扭转性损坏，在对其结构加以设计之时，必须对其结构模式与平面布局进行综合考量，尽量确保其质量重心、刚度中心与几何中心处于同一位置。在一些特定条件下，由于高程建筑需要满足预定的功能指标，因此在需要选择不规则平面结构时，必须将其长厚比与宽厚控制于允许范围中，并尽量确保建筑结构的对称，以提高其抗弯扭能力。
三、结语
高层建筑结构的设计是一项复杂的系统工程，具有较强的技术性与思辨性，能够为建筑的稳定性提供充分的保障。而就实际设计工作来看，由于其高层建筑设计需要较高标准，因此必须要综合考虑建筑设计规范与建筑工程实况，并选用优化的结构设计模式确保结构的力学性能，同时针对当下高层建筑结构设计问题，选用适宜的优化方案，以此在提高其结构设计可行性的同时，促进我国高层建筑的可持续发展。
（作者单位为四川大学锦城学院）
参考文献
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