高層建筑的特點精選(九篇)

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第1篇：高層建筑的特點范文

一、高層建筑的火災特點

1、火災蔓延快

（1）煙自效應 高層建筑的樓梯間，電梯井，管道井，風道，電纜井，排氣道如果防火分隔存在問題，發(fā)生火災時將像一座座高聳的煙囪，建筑高度越高，煙囪效應越強烈。

（2）可燃物品 在高層建筑中的高級旅館、綜合樓以及重要的圖書樓、檔案樓、辦公樓、科研樓等室內家具及用品等，絕大多數是可燃的，一旦發(fā)生火災，火災迅速蔓延。

（3）可然建筑室內裝修材料 高層建筑中，無論是賓館、商場、辦公樓，許多都采用可燃性材料，大多都是有機材料和復合材料進行裝修。這些材料燃燒分解產生大量的有毒氣體，同時還會產生大量煙塵及水蒸氣等。這些氣體和煙塵都會對人體產生危害作用嚴重影響了建筑物內人員安全疏散和消防員撲救，為火災的發(fā)展擴大創(chuàng)造了條件。

（4）縱橫交錯的各種管道 高層建筑內設置的空調風管、排煙管道、電纜管道、吊頂等比較復雜，既有水平方向，又有垂直方向，這是火災發(fā)生時煙氣火勢發(fā)展擴大的重要途徑。

2、疏散困難性

（1）疏散距離長 高層建筑層數多，垂直距離長。一般高層建筑辦公室，平均可容納4000-5000人。由于垂直疏散距離長，數千人，甚至數萬人若從整幢大樓疏散到地面，需要很長時間，少則幾十分鐘，多則幾小時。

（2）蔬散手段有限 多數高層建筑的安全疏散主要還是依靠樓梯，而樓梯間若封閉不嚴，一旦竄人煙氣，就會嚴重影響人員疏散。消防云梯車數量有限，高度也有限，不能完全滿足高層建筑安全疏散和火災撲救的要求。所以發(fā)生火災時，從樓梯間疏散是室內人員疏散到安全地帶的唯一手段。

（3）疏散人員集中 火災時由于現場混亂狀態(tài)的影響，受煙氣的威脅，人的本能恐懼心理和逃生欲望都強烈暴露出來，人們便一窩蜂的涌向安全通道。大量的人流在樓梯間匯集后，極易發(fā)生擁擠堵塞，影響疏散安全。

3、火災撲救難度大

（1）外部救援撲救進攻難 高層建筑發(fā)生火災時外部進攻受限?，F在的消防云梯車數量、高度有限，另一方面缺乏地面消防行動展開的場地。高層建筑的主題建筑周圍往往設有裙房妨礙登高車全方位靠近主體建筑進行滅火救援活動，所以有些高層建筑上部樓層發(fā)生火災，消防隊員無法進行外攻。

（2）消防設施不夠完善 高層建筑撲救要立足于自救，即主要靠室內消防設施。但由千目前我國經濟技術條件所限，高層建筑內部的消防設施有些不很完善，尤其是二類高層建筑仍以消火栓系統撲救為主，因此撲救高層建筑火災往往會遇到較大困難，并進而影響火災的撲救。13.3登高困難50　m以下樓層發(fā)生火災，消防隊員尚可利用消防云梯車登高，在50m以上部位發(fā)生火災，如果停電，消防電梯也失效，先放隊員只能通過室內樓梯登高。消防隊員負重登高，因體力因素，導致心跳加速，呼吸氣喘，影響滅火戰(zhàn)斗展開。而且通過樓梯間登高時，也會與樓梯間內往下疏散的人流相對撞，嚴重影響登高速度，延誤滅火救援的戰(zhàn)機。

（3）供水困難 高層建筑發(fā)生火災，火災用水量比較大，有時需要達到80L一120L/s，而如果大樓停電，消防泵失效或故障，室內供水系統無法滿足要求，向上供水就極其困難。經滅火演練測試，三輛大功率消防車串聯，通過水泵結合器供水，高度只能達到160m，通過水帶直接供水，高度只有150m。何況登高鋪設的水帶，往往會被破碎而落的玻璃片刺破，使滅火供水受阻中斷。

（4）排煙困難 高層建筑發(fā)生火災時，由于風向、風力的影響，難以實施破拆玻璃窗進行自然排煙。采用機械排煙系統，也會受到如室外風壓，室外空氣溫度與室內空氣溫度不同等氣候條件的影響而難以達到理想的排煙效果。特別是停電或機械排煙系統發(fā)生故障情況一下，排煙就更為困難。大員的煙氣籠罩在大樓內，對消防隊員的滅火救援行動和室內人員的疏散造成嚴重影響。

二、高層建筑的防火對策

1、合理選擇建筑用址和附屬建筑的設置

（1）高層建筑應與城市消防站保持便捷聯系，以便在發(fā)生火災時，能及時報警，城市消防站能迅速出動并有效地組織撲救。

（2）宜遠離火災危險性為甲、乙類的廠房，甲、乙、丙類液體和可燃氣體儲罐以及可燃材料堆場。

（3）與周圍建筑物保持足夠的防火間距，防火間距應根據火災時建筑輻射熱對相鄰建筑的影響，滿足撲救要求和節(jié)約用地等因素確定。

（4）高層建筑宜設置環(huán)形消防車道，高層民用建筑宜與城市主次干道有機相連，使消防車能在最短時間內到達火場。

（5）合理布局裙房，不應布置高度大于5m，進深大于4.m的裙房，且在此范圍內必須設有直通室外的樓梯間的出口。便于消防隊員，消防車進行滅火救援。

（6）妥善安排油浸變電器，燃氣、燃油鍋爐房的位置，在總平面布置時，要十分注意防火安全。

2、加強防火管理，嚴格落實管理制度

（1）嚴格電氣、燃氣管理 要選用安全可靠的電器產品和燃氣設備，不使用明火或電熱絲的電器和燃器設備器具，電器設備及其線路和燃氣設備及其管道按標準、規(guī)范要求安裝鋪設，不得擅自亂接、亂拉、亂裝。供氣管道在地面進人大樓前應設置緊急切斷閥。

（2）嚴格明火管理 對施工、維修過程中必須進行的明火作業(yè)，必須經審批后方可作業(yè)。加強安全監(jiān)護工作，在作業(yè)現場必須安排專人進行監(jiān)護。對餐廳、餐館的加熱器具使用必須落實專人負責。對吸煙問題應制定有針對性的管理規(guī)定并落實。

（3）嚴格操作規(guī)定 對用火、用電、用氣必須制定安全操作規(guī)程和管理制度。對涉及用火、用電、用氣的操作人員，必須經過安全技術培訓和安全責任心教育，使其具備良好的安全意識和操作技能，自覺遵守操作規(guī)程。

（4）嚴格維護保養(yǎng)制度 電氣設備、燃氣設備、機械設備等，必須定期維持保養(yǎng)，發(fā)現故障，及時修復使其始終處于良好狀態(tài)。

3、控制火災擴大措施

（1）水平防火分區(qū) 利用防火門、防火墻或防火卷簾等分隔物，嚴格按照規(guī)范要求，控制水平面內防火分區(qū)面積。

（2）豎向防火分區(qū)化 火災不僅能水平蔓延，而且還能沿建筑物外墻各種井道、樓梯間豎向蔓延。對電梯井、暖通風井、燃氣管井等豎向井道，必須采用相應耐火等級的防火墻、防火門、防火閥進行防火分隔，將每個豎井作為一個防火分區(qū)對待進行分隔。對中庭、外墻、玻璃幕墻應設置有效的防火門窗、防火卷簾進行分隔。

（3）裝修材料應為阻燃材料 建筑裝修和室內裝修采用阻燃材料，是預防火災擴大蔓延的有效措施，用于高層建筑室內墻面，隔斷，地面應采用B1級材料，對于室內頂棚必須A級材料，局部造型裝修需要，可采用B2級材料，安全疏散通道、樓梯間及其前室，避難區(qū)（間）等，其墻面、吊頂、地面均應采用A級材料裝修。

（4）完善消防設施，達到消防自動化高層民用建筑內，除了安裝消火栓，消防軟管水喉外，必須按照規(guī)范系統，全面地設計火災報警系統、自動滅火系統、自動防排煙系統，并根據不1司場所的特點選用消防設備，達到早期發(fā)現，將火災消滅在初期階段。

4、安全疏散避難措施

（1）疏散走道 逃離起火房間的人員進人走道后，應能較好地保障其順利奔向防煙樓梯間的前室和樓梯間，為了縮短疏散時間，疏散走道應力求短捷，便于形成雙向疏散。合理細致設計確定疏散通道的位置、安全疏散距離、疏散走道和門的寬度、高度，且不宜設置臺階。

（2）疏散樓樣 為保證安全疏散，每幢高層建筑應設置至少兩座防煙樓梯間，宜靠外墻布置，必須有采光和防排煙設施，疏散樓梯宜在電梯廳旁設置，應采用乙級或甲級防火門作為前室和樓梯間的門，門必須向外開啟.并不應設置門檻。

第2篇：高層建筑的特點范文

【關鍵詞】高層建筑 建筑施工混凝土控制高層施工混凝土施工

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：

1．引言

隨著經濟發(fā)展速度的加快，城市建設也得到快速發(fā)展，各類高層建筑也不斷涌現。在高層建筑中，由于建筑結構復雜，建筑施工工期較長，混凝土用量較大等特點，為避免施工后期出現質量問題，要加強對高層建筑的施工管理。由于高層建筑的特殊性，其混凝土控制手段也較為特殊，本文從高層建筑特點入手，分析了高層建筑混凝土施工控制要點。

2.高層建筑施工特點。

2.1.高層建筑結構特點。

在現代高層建筑結構中，一般可分為鋼筋混凝土結構體系、鋼結構體系、鋼和混凝土混合結構體系以及鋼和混凝土組合結構體系等。

（1）鋼筋混凝土結構體系。

合理利用鋼筋和混凝土這兩種材料的功能，根據受力性能進行配比，這種結構在現代高層施工中，應用較多，因為其本身具有造價低、耐水性和結構靈活，可塑模性好，整體性能好等優(yōu)點，由于這些優(yōu)點，使得鋼筋凝土被廣泛應用于高層建筑結構中。

（2）鋼結構體系。

鋼結構因為構件截面較小和自重輕、抵抗地震性能好、工廠制作程度較高且建筑周期短等優(yōu)點，被應用于高層建筑結構中。但鋼結構材料較貴，造價高，而且易于銹蝕，抵御火災能力較差，在施工設計時較復雜，由于上述缺點，導致鋼結構在高層建筑施工中，未普遍使用。

（3）鋼和混凝土混合結構體系。

鋼和混凝土混合結構就是將鋼構件和混凝土構件二者混合使用，互相取長補短，既利用鋼結構的硬度高，又利用了鋼筋混凝土擁有的較大剛度的抗推性和抗剪承載能力。鋼和混凝土混合結構，可以形成高效的抗側力體系，同時因為用鋼量較少，造價較低。對于此類結構，一般被應用到30-80層的高層建筑施工中。

（4）鋼和混凝土組合結構體系。

由型鋼混凝土結構和鋼管混凝土結構組成的結構，為鋼和混凝土組合結構，其擁有承載能力較高，具有較好的抗裂性和抗震性能。一般在高層建筑的底部或者用于跨度比較大的部分。

2.2高層建筑施工特點。

（1）高層建筑施工規(guī)模龐大，施工工期較長，施工成本高。

高層建筑建筑面積大，對各類建筑材料使用量較大，建筑施工期間需要消耗大量的人力、物力和財力；加上高層建筑施工工期較長，施工單位需要投入更多的資金來給付建筑施工的消耗，這樣就無形之中增加了施工單位的成本壓力，如果一旦工程出現延期，就會導致建筑工程投資成本的增加，影響了投資收益。

（2）建筑施工難度較大。

高層建筑為了保證結構的穩(wěn)定性，需要進行基礎開挖，要選擇多種基礎方案。同時為了利用地下空間的需要，還會增加地下室的開發(fā)，這導致高層建筑的基礎需要埋置更深，地基處理較為復雜，對深基礎開挖和支護技術要求較高，也增加了施工難度。

（3）施工工期長，難避免氣候的影響。

高層建筑由于建模面積大，需要較長的施工工期，在這種情況下，就難以避免出現在冬季或雨季進行施工，當建筑高度增加時，施工難度也越來越大，作業(yè)環(huán)境也越來越惡劣。氣溫變化和低溫天氣都對高層建筑施工造成影響。

（4）施工空間較小，組織難度高。

高層建筑的施工是在一定的空間內，隨著建筑高度的增加，施工空間變的狹小，不利于施工的組織和安排。同時，高層建筑施工需要突出解決材料、施工機具、設備和人員的垂直運輸，并做好防止物體墜落事故。

（5）施工要求高。

高層建筑施工通常是采用鋼筋混凝土為主要結構，對鋼筋混凝土施工是采用現澆的方式，這就要求對各種施工模板、混凝土強度等級、結構安裝、鋼筋連接以及建筑制品安裝等施工技術要符合高層建筑施工特點，相對于底層建筑來講，高層建筑施工要復雜的多，施工要求也要高很多。

（6）項目復雜，管理雜亂。

高層建筑的工程項目內容繁雜，其施工工種多、施工項目多、施工技術應用多、施工機械設備投入多等等都是需要大量的人、物、設備的消耗和投入，這無疑增加了管理難度。加上技術層面要求嚴格，在設計、施工、檢查中需要進行多方面考慮，同時也需要多部門配合和協作。尤其是對于一些比較復雜的大型高層建筑，通常都存在一邊設計一邊進行施工準備，一邊開始準備一邊開始施工的現象，由于工程量大，施工層包單位多，導致各部門出現協作困難，加大了管理難度。

3.高層建筑混凝土控制要點。

3.1高層建筑中混凝土質量問題。

在現階段的高層建筑施工中，混凝土主要質量問題是產生裂縫。高層建筑一旦出現裂縫，對導致混凝土強度和抗?jié)B性無法達標，容易形成功能缺陷。高層建筑混凝土產生裂縫通常有三個因素：

溫差裂縫：在高層建筑的大體積混凝土中，水泥在水化的過程中，需要釋放熱量，但由于混凝土的體積較大，其內部的熱量發(fā)生聚集無法及時排除，導致在混凝土的表面形成溫差，一旦溫差較大就形成了溫差裂縫。

收縮裂縫：在高層建筑混凝土中，混凝土在硬化過程中，發(fā)生收縮應力，其收縮應力超過水泥混凝土最大抵抗強度就形成收縮裂縫。同時，由于選用水泥的標號不同，也會容易形成收縮裂縫。

安定性裂縫：在大體積混凝土中，水泥在硬化過程中出現不均勻的體積變化，導致混凝土發(fā)生龜裂，出現膨脹性的裂縫。

3.2高層建筑混凝土質量控制措施。

（1）混凝土強度控制。

在進行高層建筑施工前，要根據混凝土的不同強度，結合設計要求和實際情況進行配比的研究，通過工地實驗室的配比實驗，找出離析小強度高，符合設計質量的配比率，并通過驗證，確定配比率是否符合建筑物質量要求。要根據《混凝土強度檢驗評定標準》（GBJ107）規(guī)定，對施工中使用的混凝土進行強度檢查和評定，選用同一種強度進行配比和生產工藝實驗。同時要根據建筑施工工期和養(yǎng)護天氣等因素，確定混凝土強度，必要情況下，要超過設計標準進行配比和評定。在高層建筑施工中，通常是采用泵送水泥混凝土施工方式，雖然可以提升施工效率，保障施工工期，但同時更要注意泵送水泥混凝土的強度控制，不能出現只顧施工工期，忽視施工要求。

（2）混凝土材料控制。

高層建筑混凝土材料是影響混凝土質量的主要因素，也是關鍵所在。對混凝土的材料要嚴格控制，對砂、石的含水量和含泥量都要進行控制和檢測。特別是在混凝土澆筑中，由于水的加入使混凝土具有可塑性，這就要求混凝土拌合用水不能摻雜其他過量的酸、鹽、堿等礦物質和有害成分。通過加強對各材料的選用，提高混凝土配比準確性，降低混凝土的離析性能。

（3）混凝土施工控制。

落實混凝土施工工序是混凝土施工要求的保證。在高層建筑施工中，混凝土施工需要有專業(yè)技術人員在施工現場進行指導，根據施工設計圖紙要求，對施工全過程進行監(jiān)督，保障施工質量?，F場監(jiān)督人員要對施工方案進行把關，對混凝土澆筑工藝和施工質量進行嚴格督導，對混凝土澆筑、振搗、支模、拆模等工藝要進行檢測，督促施工人員根據施工圖紙和施工要求進行合理施工，提升混凝土強度。同時要根據設計要求，做好混凝土養(yǎng)護工作，避免出現養(yǎng)護不足導致建筑物出現質量問題。

4．結束語

高層建筑具有特殊性，其施工難度較大，工期長，對各項資源消耗較大，施工投入也較多。對高層建筑混凝土進行施工控制，能有效提升高層建筑質量，保障高層建筑投資收益。

參考文獻：

[1] 黃錦富 高層住宅建筑中砼灌注樁施工質量的控制研究 [期刊論文] 《科技與生活》 2010年8期

[2] 馬成山 淺議控制高層施工主體砼施工質量措施 [期刊論文] 《投資與合作》 2012年12期

[3] 曾海明 高層建筑結構轉換層施工技術[期刊論文] 《商品與質量·建筑與發(fā)展》 2010年12期

[4] 賀西安 試論大體積砼的施工技術及防裂縫對策 [期刊論文] 《商品與質量：建筑與發(fā)展》 2012年5期

第3篇：高層建筑的特點范文

關鍵詞：高層建筑 結構設計 問題分析

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：

一、高層建筑各專業(yè)設計的協調

高層建筑設計是個多專業(yè)、多程序的復雜系統工程，涉及“建筑、結構、設備”三個基本環(huán)節(jié)，參與高層建筑設計的工程師都深深體會到，對于每個專業(yè)單獨而言是最完美的設計，但結合在一起卻不是優(yōu)秀的設計。 “建筑、結構、設備”是互相制約的三個有機組成部分，高層建筑設計既是各個專業(yè)自我完善的過程，也是各個專業(yè)之間互相協調的過程。我們認為在方案設計、初步設計階段一般應以建筑專業(yè)牽頭進行各專業(yè)協調，在施工圖設計階段則應以結構專業(yè)為主進行各專業(yè)協調。高層建筑結構設計除了采用合理的結構體系，先進的計算技術外，大量的工作是搞好與其它專業(yè)的協調，以便保證結構計算簡圖的實現。

二、高層結構分析設計特點

（1）水平荷載成為決定因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與樓房高度的二次方成正比；另一方面，對某一定高度的樓房來講，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值則隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

(2)軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值對下料長度進行調整。另外，會對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。

(3)側移成為控制指標。與較低的樓房不同結構側移已成為高層建筑結構設計中的關鍵因素隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

三、高層建筑的結構體系分析

(1)框架一剪力墻體系。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架，因而便形成了框架一剪力墻體系。在該體系中，框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。剪力墻的設置增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低，且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以，框架一剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

(2)剪力墻體系。當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系的強度和剛度均比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架一剪力墻體系。

(3)筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為簡體體系，包括單簡體、簡體一框架、筒中筒、多束筒等多種形式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。簡體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層。

四、高層建筑結構設計的問題分析

（1）結構選型①結構的規(guī)則性問題。新規(guī)范對這方面的內容有了較大的變動，增加了相當多的限制條件，例如平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等。因此，結構工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件時必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。②高度問題。按我國現行《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3—2002)規(guī)定，綜合考慮經濟與適用的原則，給出了各種常見結構體系的最大適用高度。對結構的總高度均有嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外，增加了B 級高度的建筑。隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質變，即有些參數本身超出了現有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。③嵌固端的設置問題。由于高層建筑一般都帶有2 層或2 層以上的

地下室和人防設施，嵌固端有可能設置在地下室頂板或人防頂板等位置。在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由于嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的問題，如嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等。而忽略其中任何一個方面，都有可能導致后期設計工作的大量修改或留下安全隱患。④短肢剪力墻的設置問題。在新規(guī)范中，將墻肢截面高厚比為5—8 的墻定義為短肢剪力墻，且根據試驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制。因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

（2）地基與基礎設計。地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，這不僅僅是因為該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時也因為地基基礎是整個工程造價的決定性因素。由于我國幅員遼闊，地質條件相當復雜，僅依據GB50007--2002{地基基礎設計規(guī)范》，無法對全國各地的地基基礎均進行詳細的描述和規(guī)定，而地方性的“地基基礎設計規(guī)范”則能夠將各地的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規(guī)定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規(guī)范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

（3）結構計算與分析。在這一階段，如何準確、高效地對工程進行內力分析并按照規(guī)范的要求進行設計和處理，是決定工程設計質量的關鍵。由于新規(guī)范中對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此對這一階段比較常見的問題應該有一個清晰的認識①結構整體計算的軟件選擇。在進行工程整體結構計算和分析時，必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可

以作為參考的，哪個是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時問和精力，而且有可能使結構存在不安全隱患。②是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內容實際上在新舊規(guī)范中均已涉及，只是新規(guī)范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。③振型數目是否足夠。由于在舊規(guī)范設計中并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否需要調整振型數目的取值。④多塔之間各地震周期的相互干擾，是否需要分開計算。一段時間以來，大底盤、多塔樓的高層建筑類型大量出現，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個

整體并按多塔類型進行計算還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。⑤非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在著一些由于建筑美觀或功能要求而非主體承重骨架體系以內的非結構構件。在對這部分非結構構件尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大必須嚴格按照新規(guī)范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。

第4篇：高層建筑的特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構；設計

Abstract: The article will combine with years of practical experience; engineering design and construction of high-rise buildings are analyzed and discussed, for reference. Key words: high-rise buildings; structure; design

自十九世紀至今，高層建筑已逐步成為了建筑工程施工領域的主流趨勢，特別是我國近年來隨著經濟的迅猛發(fā)展，以及城市化規(guī)模的不斷壯大，高層建筑已在各行政區(qū)域內隨處可見，并成為了一個城市發(fā)展水平的標志性參考準則。高層建筑工程的快速發(fā)展，不僅促進了城市化發(fā)展速度的加快，更促進了建筑工程技術領域的不斷革新，隨著國家和人們對于高層建筑的工程質量、施工標準、作業(yè)環(huán)境等的要求不斷提升，高層建筑工程施工也面臨了眾多的機遇與挑戰(zhàn)。下面本文將以一定的建筑實例為例，從高層建筑的建筑設計結構特點和剪力墻的設計兩面進行簡單的論述。

1 高層建筑工程的結構設計特點分析

高層建筑工程能否順利的實施建設、其各項建設項目能否達到最優(yōu)化的配置、各項建筑指標是否符合國家相關標準等的關鍵都在于高層建筑的結構設計階段。作為重要的階段性環(huán)節(jié)，為保證設計的合理性，在結構設計階段需對結構的延性、水平荷載、建筑物的側移、軸向變形等因素進行綜合性考慮。

在對水平荷載因素進行分析設計時應注意以下兩方面影響性因素：第一，一般而言在高度一定的建筑住宅工程的設計時，其豎向荷載值基本上為定制，當風荷載和地震作用作為其目標時，其荷載值將隨著結構動力特性的變化而進行大幅度的變化；第二，因樓房自重與樓面的使用荷載的共同作用所形成的豎構件中的軸力、彎矩的數值與樓煩高度成正比；當水平荷載因對結構結構產生傾覆力矩而引起的豎構件中的軸力，則是與樓房高度的二次方成正比。

對于高層建筑的軸向變形，主要考慮構件剪力和側移產生較大的影響，與考慮構件豎向變形相比較，會得出偏于不安全的結果。另外對于豎向荷載數值較大，能夠在柱中引起較大軸向變形，從而對連續(xù)梁彎矩產生較大影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大，還會對預制構件的下料長度產生較大的影響，根據軸向變形計算值，對下料的長度進行調整。

關于高層結構還需要考慮建筑會出現的側移現象，因為隨著樓房高度的不斷增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度內。與較低的樓房不同的是，結構側移已經成為高樓結構設計中的關鍵因素。所以還需要了解結構的延性，為了使得建筑物牢固、可靠，具有很強的變形能力不會出現樓體倒塌等嚴重事故，就需要注意結構的延性。因為結構在進入塑性變形階段后依然具有比較強的變形能力這就必須在構造上采取恰當的措施，以確保建筑結構具有足夠的延性能力。相對較低的樓房，高樓結構在地震作用下的變形更大。

2 高層結構的剪力墻

很多人只看到高層建筑物，但還不明白其構造原理?，F今的高層建筑，很多都是剪力墻構造的。那么什么是剪力墻呢？它有什么樣的結構效能呢？一般建筑物中的豎向承重構件都是由墻體承擔的，這種墻體既要承擔水平構件傳來的豎向重力，還要承擔風力或地震作用傳來的水平方向的地震作用力。剪力墻由此而生，這種墻體除了最基本的能避風避雨外，還能抗震。高層的剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護墻，在設計墻體的時候，要考慮平面布置和結構布置兩方面的因素，需要同時滿足這兩方面的要求。高層建筑的剪力墻結構體系要求有很好的承載能力，并且要具有較好的整體性和空間性能，相對框架結構而言，剪力墻要有較好的抗側能力，那么對于高層建筑就需要選用剪力墻結構。高層建筑的剪力墻結構優(yōu)點有側向剛度大，在水平荷載作用下側移小，但是其缺點是剪力墻的間距有一定限制，建筑平面布置不是很靈活，不適合要求大空間的公共建筑，另外結構自重也較大，靈活性相對而言比較差。一般適用住宅、公寓和旅館。剪力墻結構的樓蓋結構一般采用平板，可以不設梁，所以空間利用比較好，可以節(jié)約一些高層建筑的成本。剪力墻所承受的豎向荷載，一般是結構自重和樓面荷載，通過樓面?zhèn)鬟f到剪力墻。豎向荷載除了在連梁（門窗洞口上的梁）內產生彎矩以外，在墻肢內主要產生軸力。可以按照剪力墻的受荷面積簡單計算?？蚣芙Y構和剪力墻結構，兩種結構體系在水平荷載下的變形規(guī)律是完全不相同的?？蚣艿膫纫魄€是剪切型，曲線凹向原始位置；而剪力墻的側移曲線是彎曲型，曲線凸向原始位置。在框架-剪力墻（以下簡稱框－剪）結構中，由于樓蓋在自身平面內剛度很大，在同一高度處框架、剪力墻的側移基本相同。這使得框-剪結構的側移曲線既不是剪切型，也不是彎曲型，而是一種彎、剪混合型，簡稱彎剪型。假設有向右的水平力作用與結構，在結構底部，框架將把剪力墻向右拉；在結構頂部，框架將把剪力墻向左推。因而，框-剪結構底部側移比純框架結構的側移要小一些，比純剪力墻結構的側移要大一些；其頂部側移則正好相反?？蚣芎图袅υ诠餐袚獠亢奢d的同時，二者之間為保持變形協調還存在著相互作用?？蚣芎图袅χg的這種相互作用關系，即為協同工作原理。

3 現實中高層建筑剪力墻設計的實例

高層剪力墻要考慮建筑物的布置、配筋結構、墻體鋼筋配置、邊緣構件的設置和合理的配筋因素，這些都是高層建筑中需要認真考慮的環(huán)節(jié)。對于高層建筑的剪力墻其布置要合理勻稱，要求其整個建筑物的剛心和質心重合，至少要趨于重合，并且其水平方向的兩個軸的剛重要比較接近。

關于高層建筑中剪力墻的布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且水平方向兩個軸的兩向的剛重比的值是比較接近的。我們設置一棟高層建筑時候，其結構布置必須要避免出現一字型的剪力墻，因為那樣的墻抗震效果不理想，同時也注意不要出現長墻，長墻也不利抗震效果。應該避免樓面的主梁平面外擱置在剪力墻上，如果無法避免則需要將剪力墻的適當部位設置成暗柱，當梁的高度大于墻體的厚度的 2.5 倍時，就必須計算暗柱的配筋參數，由于高層建筑物的轉角處應力比較集中，如果可以的話兩個方向都要布置成長墻，所以高層建筑物的轉角處的墻肢應該盡可能的長。

對于墻體的配筋，結構要設置得合理才能控制剪力墻的配筋，這么做可以節(jié)約建筑成本，且安全耐用。高層建筑剪力墻的墻體配筋，一般要求水平鋼筋放在外側，豎向鋼筋放在內側，這樣便于施工。同時其配筋要能滿足計算和規(guī)范建議的最小配筋率要求。對于剪力墻體的邊緣構件，要求對于一、二級的抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件。對于普通的剪力墻，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率，為了能保證質量和安全，根據個人經驗建議對于加強區(qū)應該加強0.7%，而一般的部位應該加強0.5%。但是，對于短肢的剪力墻，控制配筋率加強區(qū)應該加強 1.2%，其一般部位應該加強 1.0%。特別注意，對于小墻肢其受力性能較差，應嚴格按高規(guī)控制其軸壓比，宜按框架柱進行截面設計，并應控制其縱向鋼筋配筋率加強區(qū)應該加強1.2%，一般部位應該加強1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設計中往往就按長肢墻進行暗柱配筋。

參考文獻

第5篇：高層建筑的特點范文

關鍵詞：轉換層；結構設計；特點；注意事項

一、概括轉換層結構的幾種型式及其設計特點

目前高層建筑的發(fā)展趨勢，既集吃、住、辦公、娛樂、購物、停車等多功能為一體的綜合型建筑。但由于空間功能的復雜化，使得建筑結構也隨之變化。為了適應上部小空間下部大空間的功能需要，需在兩種結構的交接部位設置過渡結構，也就是所謂的轉換層。因高層建筑結構的多樣性，也呈現多種形式：

1.1 轉換層形式一：板式轉換

整體來講，板式轉換的力學性能和經濟指標均較差。當上下軸網變化但仍正交時，可采用正交主次轉換梁的結構型式來實現轉換。板式轉換最大的優(yōu)點是可以在轉換層以上隨意布置結構型式和軸網，特別適用于建筑物上下部軸網錯位復雜甚至互不正交的情況。由于抗剪和抗沖切的需要，轉換板厚一般在2M以上，這一方面造成轉換層質量和剛度的突變，在地震作用時結構反應增大，轉換層上下相鄰層更成為結構薄弱層，不利于建筑物抗震；另一方面由于自重和地震作用的增加，下部豎向構件的荷載明顯增大，設計難度大。

1.2 轉換層形式二：梁式轉換

實際工程中，轉換層常兼作設備層，轉換梁腹部要開設洞口以便設備管道的通過，因此轉換梁的計算模型可根據開洞與否以及洞口的相對大小分別取為實腹梁、開孔梁、雙梁和空腹桁架等。梁式轉換具有傳力路徑清晰快捷，施工方便，構造簡單，工作可靠等特點，轉換梁的截面尺寸主要由其抗剪承載力決定，但可通過加腋或采用鋼骨混凝土、預應力混凝土等方法來減小截面尺寸。在進行轉換梁設計時，要特別注意對轉換大梁與上部結構共同工作程度的分析。

1.3 轉換層形式三：桁架轉換

桁架分為空腹桁架與實腹桁架兩種。桁架轉換層與梁式轉換相比，受力狀態(tài)更明確，可使用空間更大，自重小，抗震性能好，但其節(jié)點設計難度大，“強斜腹桿、強節(jié)點”是桁架轉換層設計的基本原則，而節(jié)點的受力狀態(tài)復雜，容易發(fā)生剪切脆性破壞，造成計算配筋多，施工不便，限制了桁架轉換的應用。

1.4 其它轉換型式

其它轉換型式包括：

①巨型框架它由豎向筒體或巨型柱與一道或多道大梁組成，具有良好的抗震性能，是目前國內建筑結構發(fā)展的一個重要方向。巨型框架要采用模擬施工過程的設計方法，在未形成巨型結構之前應合理地解決臨時支撐和保證足夠的抗側剛度；巨型梁以下幾層范圍內的柱內存在拉應力，應按受拉構件進行設計。

②斜柱轉換式可以較好地發(fā)揮混凝土的受壓性能，形成更多更好利用的建筑空間。斜柱轉換中會產生較大的水平荷載，在實際工程中可以結合建筑物的平面布置，通過加設圈梁或拉梁，使其以最短的路徑相互平衡，轉換斜柱盡可能通過較多的樓層，以減小其在上下樓層產生的水平力，使轉換層設計更加方便。

二、高層建筑轉換層結構的設計原則

轉換層結構的概念：指在整個建筑結構體系中，合理解決豎向結構的突變性轉化和平面的連續(xù)性變化的結構單元體系，為了滿足城市建筑功能的要求，那么結構必須以與常規(guī)方式相反進行布置，上部小空間，布置剛度大的剪力墻，下部大空間，布置剛度小的框架柱。轉換層的設置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時在轉換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對結構抗震不利，所以在設計轉換層結構時應遵循以下原則：

（1）布置轉換層上下主體豎向結構時，注意使盡可能多的上部豎向結構能向下落地連續(xù)貫通，尤其框架核心筒結構中核心筒應上下貫通.

（2）弱化上部，強化下部，抗震設計時應保證轉換層上、下部主體結構的總剪切剛度比值滿足下式 ：式中： 分別為轉換層上部第I 樓層、下部第J 樓層的主體豎向結構總剪切剛度。

（3）盡可能減少需結構轉換的豎向構件，直接落地的豎向構件越多，轉換結構越少，轉換層造成的剛度突變就越小，對結構抗震更有利。

（4）優(yōu)化轉換層結構。選擇具有明確傳力路徑的轉換層結構型式，以便于結構分析設計和保證施工質量。

（5） 將轉換結構作為整體結構中一個重要組成部分采用符合實際受力變形狀態(tài)的計算模型進行三維空間整體結構計算分析.必要時可采用有限元方法對轉換結構進行局部補充計算。

三、轉換層結構設計中應注意的問題

3.1與建筑專業(yè)的相配合

為了滿足建筑的需要，因此高層建筑轉換層結構型式的選擇必須與建筑相互配合。

（1）轉換層結構型式的選擇應與建筑外觀相結合，如巨型框架、拱式轉換等型式不僅具有良好的受力性能，而且能滿足該類型建筑外觀的要求；

（2）轉換層結構必須服從于建筑功能的實現，實際工程中常常將設備層兼作轉換層，此時轉換層中要有足夠的空間讓設備管道通過，當洞口尺寸超出開孔梁允許范圍時，宜用實腹或空腹桁架代替梁式轉換。

3.2 轉換層結構剛度的合理選擇

在進行轉換層結構設計時，存在著轉換層結構剛度合理值的問題。當轉換層剛度過大時，一方面引起地震反應和結構豎向剛度的突然增大，使轉換層上下層處于更加不利的受力狀態(tài)，另一方面材料用量增加，結構經濟性不合理。當轉換層剛度過小時，上部框支部分的豎向構件與其它豎向構件之間可能出現較大的沉降差，從而在上部結構中與該部分豎向構件相連的水平構件中產生明顯的次應力，導致其配筋增加。

3.3 轉換層下部主體結構的剛度分布

對于轉換層結構來說：豎向剛度突變也是最復雜的問題，是不可避免的。為了保證轉換層結構上下層主體結構的總剪切剛度滿足要求，抗震設計時，常常要采用加大轉換層下部主體結構豎向構件截面尺寸、提高其混凝土強度等級、增設剪力墻等方法。

四、注意事項

4.1 結構轉換層型式多且各具特點，設計時應結合工程實際情況加以選用，對于復雜工程可采用多個方案綜合比較和選用的方法。

4.2 注重轉換層結構的概念設計，合理的結構平面和豎向布置可以從整體上形成良好的抗震體系，保證建筑物的安全性和經濟性。

4.3在框架，框架或短肢剪力墻，框架的正交主次轉換梁式轉換層設計中，應注意選擇適當的轉換梁剛度，減小由于轉換次梁的支座沉降引起的次應力。

4.4在加強轉換層下部結構時，要避免由于剛度分布不均勻引起扭轉或剛度過于集中而導致不安全。

五、結束語

高層建筑體現一個城市建設的基本特色，承載著城市發(fā)展過程的信息。為此，高層建筑的發(fā)展也是塑造城市新特色的重要條件。然而如何將現代的高層建筑更更好的與城市建筑中的各個因素相應的結合起來，有效地把建筑風格融合到城市的環(huán)境中去設計，是每個建設者需要考慮的問題。

參考文獻：

第6篇：高層建筑的特點范文

【關鍵詞】普通高層建筑；電氣設計；自動報警；自動滅火；分析

1 高層建筑的高低壓供、配電系統設計的要求性

（1）為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件負荷等級而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，視具體情況，設置還須裝設應急備用柴油發(fā)電機組，并要求在 15秒鐘內自動恢復啟動供電，保證事故照明、疏散照明、重要計算機電腦設備等設備的事故用電。

（2）由戶用電表開并戶內配電箱向室內配電的回路，應以照明、空調及其它電器用插座分三個回路為基本回路，除以上三個回路外，尚應根據地區(qū)條件和工程要求增設廚房電器具專用回路，以及衛(wèi)生間電熱水器專用回路。

2 電氣照明設計的重要性

在電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型，燈具布置，眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統一?，F代建筑物中，使用定時器，傳感器，或光敏元件來實現照明自動控制功能是普遍的。選用各種建筑物自動化系統來觸發(fā)照明電路和接觸器。

3 防避雷與接地間的設計

現代高層建筑的防雷設計，除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外，近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然存在不少爭論，但也在工程上得到不少實際應用。高層建筑物的防雷接地、電氣設備系統的接地、電子信息系統接地、屏蔽接地及防靜電接地應采用一個總的共用接地裝置。共用接地裝置優(yōu)先采用大樓建筑物砼結構內的鋼筋混凝土內的鋼筋、金屬物件及管道等自然接地體，但嚴禁利用輸送可燃氣體的管道。其接地電阻應≤ 1Ω。若達不到要求，可增加人工接地體或采用化學降阻法，使接地電阻≤ 1Ω。

4 電梯安裝供電的設計

電梯機房一般設置在井道上面。普通電梯的梯井可連通或設開口相連同。電梯按使用功能分，普通電梯、消防電梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類?，F代高層建筑的電梯，為了提高輸送能力和縮短候梯時問，一般都采用高速或超高速電梯，分組實行電腦群控。為提高運行的穩(wěn)定性和舒適感，客梯都是選用直流電動機驅動。電氣控制設備由制造廠成套供應，電氣控制設備的電源進線及控制和配電出線由安裝單位配套。電氣設計只需為下列用電設備提供電源、選配斷路器和配電線路。其中在進行電梯設計時一定要做好配電設計、主開關選擇、電氣照明、通風裝置和插座設置及與火災自動報警系統的聯動控制等相關問題。

5 電腦智能化系統的設計

一般包括樓宇自控系統、綜合布線與計算機網絡系統、火災報警與消防聯動控制系統、安全防范系統、廣播音響系統、汽車庫管理系統、無線通訊系統、程控交換機系統、因特網接人入系統、電視系統、視頻點播系統、辦公自動化系統、物業(yè)管理系統、計量三表系統、系統集成平臺與各子系統的連接等十余個子系統。在有些高層建筑中還會遇到小區(qū)域無繩電話系統、無線對講系統、酒店電視綜合服務系統等。雖然具體到一個項目子系統的多少會由于建筑性質、投資規(guī)模等因素的不同而有所增減。電腦智能化系統的地位十分重要，首先其設計方案應在技術上先進，在經濟上合理。也就是說設計方案應注意具有以下方面：

（1）實用性。既要滿足實用要求又要使用方便。

（2）綜合性。兼顧各專業(yè)、各系統的需要。

（3）擴充性。將來增加設置不致影響整體 。

（4）經濟合理。指性能價格比好，開支不太高。

電腦智能化系統的建設要目標明確，其主要功能與目標大體包括以下方面：

（1）堅持以人為本，按人體的需要布置操作空間，適當設置輔助設施，使人感到機房環(huán)境舒適整潔，輕松愉快。

（2）通過中央數據庫實現盡量多的信息共享與交換。

（3）簡捷控制機電設備工作流程。

（4）各智能化子系統的運行狀態(tài)一目了然，報警信號醒目悅耳，設備維護方便。具備機房設備的工作條件，滿足其長期、穩(wěn)定運行的要求。

（5）通過集成接口實現系統內部的系統聯動。

（6）保證高層建筑的信息傳遞高速、暢通，重要信息直觀。

（7）將各智能化子系統有機集合，形成性能良好的一個整體。電腦系統安全措施包括防非法侵入網絡、防雷、接地、防火、防停電、防靜電等內容，這些都是保證設備安全運行的必不可少的重要條件。

6 消防自動報警和滅火系統的設計

按國標 G B 5011698《火災自動報警系統設計規(guī)范》要求，建筑物作為火災自動報警系統的保護對象，共分三級，即特級、一級、二級。按規(guī)定，我國的建筑高度為 24米及以下的公共建筑物、9層及9層以下的居住建筑包括設置商業(yè)服務網點的居住建筑的消防系統設計按國標《建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行；10層及10層以上的居住建筑、建筑高度超過24m的公共建筑）24～100米高的建筑物按國標《高層民用建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行，地下工業(yè)或民用建筑按《人民防空工程設計防火規(guī)范》執(zhí)行。國標這2本規(guī)范是屬于強制性技術規(guī)定，是約束業(yè)主、設計單位、施工單位和驗收單位的共同標尺，必須嚴格執(zhí)行。超高層建筑尚無相應國標，在實際工作中只能參照有關國標及國際標準，按照當地消防主管部門意見，本著安全第一的精神，盡量仔細周詳地完成設計工作?，F代高層建筑的火災自動報警滅火系統，包括：火災探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分，實現報警滅火自動化。

（1）關于消防自動報警和自動滅火系統的設計應從以下幾方面入手：報警探測器安裝、報警手段、自動滅火方面、手動滅火方面、通訊設備、擋煙垂壁的防排煙設備及正壓送風設備的聯動設置以及避難層的消防安排等。

（2）高層建筑中防火重要方法

防火閥設置都是為了防止煙火沿風管蔓延而設置，因而一般在通風機房外側裝設。特殊情況下，通風風管被允許進入或穿越電氣設備間，此時在電氣設備間過墻處的風管上的墻內、墻外要各設一個防火閥，使設備間的煙火不能外傳，也不允許外面的煙火導入設備間。在平時防火閥處于常開狀態(tài)，火災初起時一旦管中氣溫超過 70℃，管道上的防火閥葉片在電磁動力作用下翻轉 90度，阻斷管道。滅火結束，防火閥重新恢復常開狀態(tài)。

第7篇：高層建筑的特點范文

【關鍵詞】高層建筑；結構特點；體系

前言

隨著城市化進程發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現，作為建筑工作人員，必須充分了解高層建筑結構特點及其結構體系，只有這樣才能使高層建筑達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。

一、高層建筑結構的特點

（一）水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

（二）側移成為控指標

與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（=qH4/8EI）。

另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況：

1.因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

4.使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。

（三）抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。

（五）軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架――剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

（六）概念設計與理論計算同樣重要

抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。

二、高層建筑的結構體系

（一）高層建筑結構設計原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。

2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結構體系及適用范圍

目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架―剪力墻結構、筒體結構等。

1.框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。

框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數一般是6到15層，最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。

2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。

3.框架―剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架―剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

4.筒體結構體系。隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：

（1）框架―筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架―剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。

（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成，內筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。

（3）成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。

（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架―剪力墻和筒體等四種結構。

參考文獻：

[1]GB50011-2001建筑抗震設計規(guī)范.

[2]GB50010-2002混凝土結構設計規(guī)范.

第8篇：高層建筑的特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構體系

Abstract: The structural design of high-rise building is a long-term, complex or iterative process. This paper discussed the main issues in the design of high-rise buildings.Key words: high-rise buildings; structural design; structural system

中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。

1.結構類型

1.1結構的規(guī)則性 新舊規(guī)范在這方面的內容出現了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。 1.2結構的超高在抗震規(guī)范與高規(guī)中。對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。 1.3嵌固端的設置

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

2.高層建筑結構設計的特點

2.1水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中， 盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比; 而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說， 豎向荷載大體上是定值， 而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

2.2側移成為控制指標

與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H 的4 次方成正比。另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大， 在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況:

2.2.1因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。

2.2.2使居住人員感到不適或驚慌。

2.2.3使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞 使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

2.2.4使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。

2.3減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮， 如果在同樣地基或樁基的情況下， 減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數， 這在軟弱土層有突出的經濟效益。地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

2.4軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架――剪力墻體系的高層建筑中， 框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力， 中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時， 此種軸向變形的差異將會達到較大的數值， 其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷， 從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小， 跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

3. 結構計算與分析

3.1結構整體計算的軟件選擇

目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件 。3.2是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。 該部分內容實際上在新老規(guī)范中都有提及，只是，在新規(guī)范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。 3.3振型數目是否足夠。 在新規(guī)范中增加一個振型參與系數的概念，并明確提出了該參數的限值。由于在舊規(guī)范設計中，并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數目的取值。 3.4多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。一段時間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。

3.5非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大。因此，必須嚴格按照新規(guī)范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。 4. 高層建筑的結構體系

4.1剪力墻體系

當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時,即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中,單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構,其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高,有一定的延性,傳力直接均勻,整體性好,抗倒塌能力強,是一種良好的結構體系,能建高度大于框架或框架―剪力墻體系。

4.2框架―剪力墻體系

當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時,往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架,便形成了框架―剪力墻體系。在承受水平力時,框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載,剪力墻主要承受水平剪力?？蚣塄D剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置,增大了結構的側向剛度,使建筑物的水平位移減小,同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻,所以框架―剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

4.3簡體體系

凡采用簡體為抗側力構件的結構體系統稱為簡體體系,包括單簡體、簡體-框架、筒中筒、多束筒等多種型式。簡體是一種空間受力構件,分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。簡體體系具有很大的剛度和強度,各構件受力比較合理,抗風、抗震能力很強,往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。

第9篇：高層建筑的特點范文

【關鍵詞】短肢剪力墻；異形柱；結構

1.短肢剪力墻結構

短肢剪力墻結構是指墻肢的長度為厚度的5-8倍剪力墻結構，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。

這種結構型式的特點是：

①結合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構件，基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾。

②墻的數量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調整剛度中心的位置。

③能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡單。

④連接各墻的梁，隨墻肢位置而設于間隔墻豎平面內，可隱蔽。

⑤根據建筑平面的抗側剛度的需要，利用中心剪力墻，形成主要的抗側力構件，較易滿足剛度和強度要求。

對短肢剪力墻結構的設計計算，因其是剪力墻大開口而成，所以基本上與普通剪力墻結構分析相同，可采用三維桿-系簿壁柱空間分析方法或空間桿-墻組元分析方法。其中空間桿墻組元分析方法計算模型更符合實際情況，精度較高。雖然三維桿系-簿壁柱空間分析程序使用較早、應用較廣，但對墻肢較長的短肢剪力墻，應該用空間桿-墻組元程序進行校核。

在進行以上分析后，這種結構在結構設計中仍然有需要引起重視的方面。

（1）由于短肢剪力墻結構相對于普通剪力墻結構其抗側剛度相對較小，設計時宜布置適當數量的長墻，或利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內筒，以避免設防烈度下結構產生大的變形，同時也形成兩道抗震設防。

（2）短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應加強其抗震構造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率。

（3）高層短肢剪力墻結構在水平力作用下，顯現整體彎曲變形為主，底部小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉剪力，由一些模型試驗反映出外周邊墻肢開裂，因而對外周邊墻肢應加大厚度和配筋量，加強小墻肢的延性抗震性能。短肢墻應在兩個方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢。

（4）各墻肢分布要盡量均勻，使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近，必要時用長肢墻來調整剛度中心。

（5）高層結構中的連梁是一個耗能構件，在短肢剪力墻結構中，墻肢剛度相對減小，連接各墻肢間的梁已類似普通框架梁，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調，使其設計內力降低，應按普通框架梁要求，控制砼壓區(qū)高度，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調幅70%-80%來解決，按強剪弱彎，強柱弱梁的延性要求進行計算。

2.異形柱結構

異形柱結構是指柱肢的截面高度與柱肢寬度的比值在2-4，相對于正方形與矩形柱而言是異形的柱子。它包括異形柱框架和異形柱框架剪力墻，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

這種結構的特點是：

①由于截面的這種特殊性，使得墻肢平面內外兩個方向剛度對比相差較大，導致各向剛度不一致，其各向承載能力也有較大差異。

②對于長柱（H/h>4）可以不考慮剪切變形的影響，控制軸壓比較小時，受力明確，變形能力較好。而對短柱（H/h

③異形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范圍之外，受力時要靠各柱肢交點處核心砼協調變形和內力，這種變形協調使各柱肢內存在相當大的翹曲應力和剪應力，而該剪應力的存在，使柱肢易先出現裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態(tài)，它使得異形柱較普通截面柱變形能力低，脆性破壞明顯。

④特別是異形柱不同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的情況，其延性更差。

在進行異形柱結構設計時，除滿足高規(guī)中對結構布置要求外，還應注意幾個方面的問題：

2.1異形框架的計算

由于其截面的特殊性，在柱截面對稱軸內受水平力作用時，彈性分析計算其翹曲應力很小，此時如同承受水平力的偏壓構件，仍可按平截面假定分析，按砼設計規(guī)范計算，特別是在框—剪，框—筒結構中，對6度及其以下烈度區(qū)的Ⅰ、Ⅱ類場地，框架柱只承擔水平風載的一小部分，如按一般偏壓柱計算，誤差較小。此時異形柱可用等剛度等面積代換成矩形柱后由程序進行整體分析。而在水平力較大，且水平力作用在非主軸方向，則翹曲應力不容忽視，按平截面假定誤差較大，則應對異形柱框架結構進行有限元分析，決定內力和配筋位置及大小。

2.2軸壓比控制

對框架結構，框-剪結構，柱的延性對于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響砼柱延性的一個關鍵指標。由試驗結構分析，柱的側移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降。

在高軸壓比情況下，增加箍筋用量對提高柱的延性作用已很小，因而軸壓比大小的控制對柱的延性影響至關重要，特別是異形柱結構剪力中心與截面形心不重合，剪應力使砼柱肢先于普通矩形壓剪構件出現裂縫，產生腹剪破壞，加上異形柱多屬短柱，這些導致異形柱脆性明顯，使異形柱的延性普遍低于矩形柱，因而對異形柱的軸壓比要嚴格控制。

當高層建筑的高度進一步加大時，其水平力的影響會愈來愈顯著，對結構的延性要求也愈高。由天津大學土木系對異形柱延性資料可知，影響異形柱延性的因素比普通柱要復雜，且不同的柱截面形式，如L型、T型、十字型，在相同水平側移下，其延性性能也有較大差異，因而，軸壓比控制應參考天津規(guī)程。但天津規(guī)程的控制過于繁鎖，在結構計算中，柱的縱筋與箍面的直徑還沒有設定，因而箍筋間距與縱筋直徑的比值還無法確定。為在實際工作中便于使用，可按不同的截面形式（L、T、十字型）與不同的抗震等級兩項指標從嚴控制，對低烈度地區(qū)的這類結構是能夠滿足其延性要求的。

2.3配筋構造