高層建筑受力特點精選(九篇)

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第1篇：高層建筑受力特點范文

關鍵詞：高層建筑； 結構； 設計； 研究； 探析；

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：

前言

高層建筑對于我國基本國情而言科學合理且切合適宜，但高層建筑的結構設計決不容許出現(xiàn)任何錯誤或遺漏。因高層建筑中零星半點的不安全因素，一旦引發(fā)事故，必定會釀制極其嚴重的惡果。故此，應當深入研究、籌劃并不斷改進、革新、完善高層建筑結構的設計技術。

一、高層建筑的特點

1．在相同的建設場地中，建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積，這樣可以部分解決城市用地緊張和地價高漲的問題。設計精美的高層建筑還可以為城市增加景觀，如馬來西亞首都的石油大廈和上海的金茂大廈等。但高層建筑太多、太密集也會對城市帶來熱島效應，玻璃幕墻過多的高層建筑群還可能造成光污染現(xiàn)象。

2．在建筑面積與建設場地面積相同比值的情況下，建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，將這些空閑地面用作綠化和休息場地，有利于美化環(huán)境，并帶來更充足的日照、采光和通風效果。例如在新加坡的新建居住區(qū)中，由于建造了高層建筑群，留下了更多地面空間，可以更好地建設城市綠化和人們休閑活動空間。

3．高層建筑中的豎向交通一般由電梯來完成，這樣就會增加建筑物的造價，從建筑防火的角度看，高層筑的防火要求要高于中低層建筑，也會增加高層建筑的工程造價和運行成本。

二、高層建筑結構設計的基本要求

高層建筑顧名思義即指超過了一定高度或層數(shù)的建筑物。各國對于高層建筑的定義各不相同，均以本國人口與土地面積為基準而定量。目前，我國《民用建筑設計通則》將十層以及十層以上、大于 24 米且小于 100 米的民用建筑劃分為高層建筑。在傳統(tǒng)的建筑結構設計中，由于建筑的高度有限，因此無需過多考慮建筑物本身的重量對建筑結構穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。然而在高層建筑的結構設計當中，受到建筑本身高度和重力的作用，建筑本身所受的軸向力大大增加，同時軸向形變明顯，使得高層建筑結構內(nèi)部的受力特點發(fā)生了顯著的改變，如果單純的按照以往的設計思路，將會導致高層建筑在使用中因受力問題而發(fā)生病害，降低高層建筑的使用壽命，威脅高層建筑的使用安全。為此，在進行高層建筑結構設計時，應當充分考慮到軸向形變的對建筑結構受力特點的影響。但是在實際施工的過程中，高層建筑的所受的垂直荷載是隨著建筑高度的提升而逐層施加的，因此不得簡單的按照一次加載的情況加以考慮，而必須進行嚴格的計算，以防止出現(xiàn)計算結果與實際狀況不吻合的情況，避免因設計失誤給高層建筑的施工質量造成不利的影響，從而威脅到使用者的生命財產(chǎn)安全。例如，在高層建筑中，與剪力墻與筒體相鄰的上層框架柱會在垂直荷載的作用下在結構內(nèi)部出現(xiàn)拉應力，而上層框架梁則會出現(xiàn)過彎距和剪力。此外，隨著樓層的不斷遞增，建筑物所受的水平荷載也會進一步增大，導致建筑物的側向形變明顯增大。為了提高高層建筑的工程質量，延長高層建筑的使用壽命，高層建筑結構設計需要遵循一定的設計原則。首先，高層建筑的水平荷載是決定高層建筑結構設計的基本要素。高層建筑水平荷載對建筑結構產(chǎn)生的傾覆力矩與建筑物高度的平方呈正比關系，決定了高層建筑結構的穩(wěn)定性會在很大程度上受到建筑水平荷載的影響。其次，高層建筑的軸向變形是高層建筑結構設計需要考慮的另一因素。高層建筑的垂直荷載較大，能夠引起建筑的軸向形變，從而對下層的構建產(chǎn)生作用，影響預制構建的長度。再次，高層建筑的側向位移在水平荷載的作用下，隨著建筑物高度的增加俄日迅速增大，其變化與建筑高度的四次方成正比，如果得不到有效的控制，將會嚴重威脅高層建筑的使用安全。最后，為了保證高層建筑能夠抵抗地震的侵襲，在保證高層建筑結構強度與剛度達到相應標準的同時，還應確保高層建筑的整體具有足夠延性，在地震中能夠良好的維持自身結構的穩(wěn)固，保證使用者的生命安全。

三、高層建筑結構設計中的常用結構

1、框架―剪力墻體系?？蚣塄D剪力墻體系是高層建筑結構設計中經(jīng)常使用的受力結構。由于傳統(tǒng)框架式結構的強度與剛度較為有限，不能滿足高層建筑的設計要求，因此，需要在建筑內(nèi)部恰當?shù)奈恢檬褂眉袅硖娲鷳T用的框架，形成框架―剪力墻體系，以提高建筑結構對水平荷載和垂直荷載的承受能力，保證高層建筑的使用安全。當建筑承受水平方向的作用力時，框架與剪力墻的復合結構通過樓板與連梁形成統(tǒng)一的受力體系，大大提高了自身的剛度。而當該體系承受垂直荷載時，框架結構便會發(fā)揮其作用，保障高層建筑結構的穩(wěn)定?？梢哉f，剪力墻的應用大大提高了高層建筑的側向剛度，有效的限制了高層建筑的水平位移，在高層建筑的結構設計中占據(jù)著十分關鍵的地位?？蚣塄D剪力墻體系的計算方法種類較多，但是在綜合考慮計算難度與結果準確性的前提下，通常采用連梁連續(xù)化假定的方法進行計算，從而對框架及剪力墻的受力特點進行解答，為高層建筑的結構設計提供充足的依據(jù)。

2、剪力墻體系。剪力墻不僅可以應用在框架―剪力墻體系中，同樣也可以作為單獨的結構應用于高層建筑的結構設計當中，形成剪力墻體系。剪力墻的強度與剛度的水平較高，具有一定的延性，在承受作用力時，可以將力均勻傳導至墻體的各個部分，整體性較強，因而有著良好的抗倒塌能力，其能建高度要大于框架以及框架―剪力墻體系。但是剪力墻的種類較多，根據(jù)類型的不同，其受力的特點也有著一定的變化，在進行結構設計時，應當使用平面有限單元法對剪力墻的受力進行計算，以提高計算結果的準確性，保證高層建筑的使用安全。

3、筒體體系。在高層建筑的結構設計中，筒體體系不僅可以單獨作為受力結構而存在，也能夠由框架體系與剪力墻體系組成，形成種類豐富、功能各異的筒體體系。作為空間受力構件，筒體具有極大的剛度與強度，并能夠根據(jù)設計的需要靈活的進行組合，既可以作為單個筒體獨立使用，也可以形成多筒體結構，共同承擔外界的作用力。將筒體體系應用在高層建筑的結構設計當中，可以明顯提高建筑的抗風、抗震能力，保障高層建筑的使用安全。在對筒體體系進行計算時，常用的方法包括三維空間分析法、等效連續(xù)化法以及等效離散化法，

四、結語

隨著時代的發(fā)展，世界人口迅速增多，文明建設水平突飛猛進，既可以節(jié)約城市用地面積，又能夠減少市政投資，還在某種程度上加速了城市化建設的高層建筑已被廣泛采納與應用。然而，高層建筑遠非僅僅加高建筑層數(shù)那么簡單，有必要深入研究包括高層建筑在內(nèi)的建筑結構設計，將質量安全置于建筑的首位。

參考文獻：

[1] 王小娜：《論高層建筑結構設計原則》，《價值工程》，2011

[2] 唐小山：《對高層建筑結構設計問題的分析》，《廣東科技》，2011

[3]都鳳強。高層建筑結構設計的實踐探討[J]?？萍紕?chuàng)新導報，2009

[4]劉露。對某住宅建筑結構設計的分析[J]。沿海企業(yè)與科技，2009

[5]吳曉琳。淺析高層建筑結構設計與特點[J]。中國高新技術企業(yè)，2009

[6]何輝，吳祖躍。淺談高層建筑結構的設計與分析[J]。科技創(chuàng)新導報，2009

第2篇：高層建筑受力特點范文

關鍵詞：高層建筑，混凝土，剪力墻設計，控制要點

中圖分類號： TU398+.2文獻標識碼：A文章編號：

Abstract: with the development of China's economic level and the development of society, people to the construction industry put forward higher request, city modernization construction and building energy saving construction technology are the very big development. At present, according to China's vast area, population, and the per capita in the world rankings covers an area is relatively backward actual situation, there are many new standard, policy promulgation and implementation of high-rise building city is business, live and structural design, and in the space structure, these high building the lower part of the one to three layers of commercial space to larger, with some of the big cylinder structure as main main wall, the upper portion of the living space is close to some, in order to save resources. High-rise buildings in bearing design is more difficult, in order to meet the high building in height and appearance of the demands of, there are many of the shear wall structure engineering. Shear wall is a good resistance of the lateral force unit, the design method of flexible, with the new materials, new technology, new techniques and new equipment of development and use one, engineering quality enhances unceasingly, the shear wall structure can be completely separate made by shear wall to resist lateral force of a kind of shear wall structure; Also can be composed of shear wall and the frame to resist the lateral force, shear wall system framework, the composite force structure. Aiming at the shear wall structure of the high-rise building the basic concept of design, structure and characteristics of a simple treatise.

Keywords: high buildings, concrete, shear wall design, control key points

在目前我國城市建設發(fā)展的水平下，高層住宅建筑大量采用剪力墻結構，建筑層高一般不會超過15層，對于超過15層的高層建筑結構，為了保證結構安全，一般都采用框架――剪力墻等復合受力結構體系。就單獨的剪力墻結構體系，與框架結構相比，具有承受水平荷載的能力強，剛度大，水平位移小，遇到地震等災害時破壞程度低。在地震等級較高時，通過連梁和墻肢底部的塑性鉸范圍內(nèi)的塑性變形，耗散地震能量；在輕微小震作用下結構的位移限值容易控制在規(guī)定范圍以內(nèi)。另外，剪力墻結構室內(nèi)比較美觀，沒有柱及梁等承重部位棱角露出，使用功能好，增大了使用面積，節(jié)約了室內(nèi)空間，在高層建筑中得到了廣泛的應用與歡迎。

一、高層建筑剪力墻的特點以及分類

剪力墻剛度比較大，在結構中通常大部分的水平力由墻體承受，所以說剪力墻是一種比較有效的抗側力的結構。剪力墻根據(jù)墻體是否開洞以及開洞面積的大小，結合不同的受力特點可以分為以下幾個常見的類型。

1、無洞、單肢實體剪力墻

所謂實體墻就是指沒有任何洞口或者由于其他結構功能的需要開洞，洞口的面積很小，不影響整個墻體結構的受力。無洞、單肢實體剪力墻受力特征相當于一個懸臂構件豎向放置，在水平荷載的作用下，墻體內(nèi)部的正應力在墻體截面的分布是直線形的，整個墻體的變形是以彎曲型為主，發(fā)生的彎曲變形與普通懸臂梁受力時的平截面假定相符。墻體內(nèi)部的內(nèi)力和變形，可以直接采用材料力學方法來計算。

2、整體墻和小開口的整體剪力墻

小開口整體墻墻面上只有很小的洞口，墻體上開孔的面積一般占到整個墻體面積的20%左右。小面積開孔的墻體受力的彎矩圖在連接梁的地方有突變，在高度上沒有反彎點，正應力為直線分布，墻體橫截面的變形仍然符合平而假定。在洞口面積稍大一些的情況下，墻肢應力中出現(xiàn)由局部彎曲引起的應力，但是仍然可以按材料力學方法計算應力，然后根據(jù)實際情況采用修正系數(shù)加以修正。

3、雙肢或者多肢剪力墻

開洞比較大的或者洞口成列布置的墻體，在承受荷載時，會受到影響，應力分布會發(fā)生變化，這類墻體稱為雙肢或者多肢剪力墻。墻體受力的彎矩圖在連接梁的地方有反彎點。

二、高層混凝土剪力墻技術控制要點

1、提高混凝土強度等級

在高層建筑剪力墻受力過程中，墻肢和連梁的協(xié)同工作，連梁必須滿足“強剪弱彎”的要求，剪力墻應該具有足夠的剛度和強度。在正常的使用荷載和風荷載作用下，結構應該處于彈性工作狀態(tài)。提高混凝土的強度等級，可以使連梁在正常受力狀態(tài)下不產(chǎn)生塑性鉸，滿足高層建筑的使用性和耐久要求。

在承受地震等偶然荷載的時候，在連梁設計中，適當減小結構的整體剛度，結構允許進入彈塑性狀態(tài)。提高混凝土的強度等級，連梁正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力會大大增加，使連梁的承載力有可能不超限，滿足高層建筑的安全要求。

2、控制混凝土墻體裂縫

混凝土墻體出現(xiàn)裂縫時，空氣、水等會滲入墻體內(nèi)部，腐蝕鋼筋，降低結構的承載力，會影響結構的耐久。裂縫的產(chǎn)生主要與溫度、濕度和混凝土收縮、徐變的影響等眾多因素有關。商品混凝土中水泥用量大，使混凝土收縮量增大，使結構出現(xiàn)裂縫的因素增多。所以，在施工過程中，混凝土的配合比設計、澆筑、養(yǎng)護等過程都應當符合規(guī)范的要求，減少結構中出現(xiàn)的裂縫。

3、控制墻體結構的軸線位移

剪力墻結構的高層建筑體型龐大、形狀復雜，混凝土收縮大，墻體剛度比較大，約束應力積聚也大，如果墻體結構的軸線位移不滿足《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》的限制要求，混凝土結構在受力變形時，在約束條件下引起拉應力，嚴重影響混凝土剪力墻結構的承載能力。所以，必須嚴格控制墻體結構的軸線位移，必須提高施工工藝和管理水平，結合環(huán)境因素的影響，合理確定墻體結構的軸線位移和內(nèi)力以及配筋，最終實現(xiàn)對剪力墻的合理布置的有效控制。

結束語：

采用剪力墻結構的高層建筑適應了人們對生活水平提高的要求，適應了經(jīng)濟發(fā)展的步伐，在城市建設的過程中越來越多的高層建筑采用了剪力墻結構形式。在剪力墻結構的設計過程中，嚴格遵守設計和規(guī)范的要求，特別注意高層建筑混凝土剪力墻技術控制要點，設計出更加安全、適用、耐久的高層建筑。

參考文獻：

[1] 郭兆偉.高層框架剪力墻結構抗震設計的技術要點分析[J].建材技術與應用，2011(1).

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[3] 王月華.七度區(qū)高層剪力墻數(shù)量優(yōu)化研究[D]：[中國石油大學碩士學位論文].山東:中國石油大學（華東）建筑工程與力學學院，2006：5-21.

[4] 薛運飛，馬曉霞.談剪力墻結構設計中的幾個問題[J].陜西建筑，2008，（6）.

[5] 曹楊，李杰.雙連梁短肢剪力墻結構非線性損傷分析[J].同濟大學學報，2007，35（12）：1587-1591.

第3篇：高層建筑受力特點范文

【關鍵詞】高層建筑；錯層結構；抗震設計；分析研究

高層建筑錯層結構實際上是由同一樓層的樓板沿著高度方向相互錯開而形成了我們看到的富有多樣性的室內(nèi)空間，這樣的設計越來越受到消費者的青睞。所以說這樣的設計也在城市建設中更加頻繁。但是，這樣的結構體系其結構是非常復雜的，當面臨地震等自然災害的時候，其與普通高層結構也是不盡相同的，所以說，這些年人們依靠計算機技術的發(fā)展，更加深了對高層結構地震抗震反應的研究。

1 高層建筑錯層結構的受力特點和影響因素

1.1 高層建筑中錯層結構的形成過程

在高層建筑中采用錯層結構是為了將室內(nèi)空間更多樣化，不僅要滿足人們的住宅需求還要滿足人們的視覺要求，在通常情況下一個單元內(nèi)的幾個房間在設有高層的幾個層面上，當各個錯層之間的高度不相同時，也就形成了各種類型的梁柱結合。根據(jù)我國當前的設計風格來說，一般將錯層結構分為三類，包括含型錯層、交叉錯層和混合型錯層三種。

1.2 高層建筑錯層結構的受力情況

在高層建筑中的錯層結構與普通高層中的框架結構的區(qū)別主要在于在錯層中錯開的樓層導致了在結構的一些部位形成豎向的短構建，這樣就會將所有的受力都集中在一起，這樣是不利于抗震的。其主要原因是在同向受力時由于錯層構件本身剛度較大，這樣就會將內(nèi)力集中。所以說在進行高層建筑的時候要注重對錯層結構中的短柱問題。

1.3 高層建筑中錯層框架剪力墻結構的受力特點

在錯層框架監(jiān)理墻的設計結構中，剪力墻主要承載水平力，在面對地震災害的時候，錯層框架中剪力墻的兩道防線就可以將錯層結構中的受力點進行改善。

2 高層建筑中錯層對建筑結構的不利因素

在高層建筑中錯層對建筑影響的不利因素主要存在于兩個方面：一是樓板在分塊時的錯置，這樣就會造成高層建筑在建筑過程中的錯層構建結構產(chǎn)生內(nèi)力，進而造成建筑結構變形，這樣也就降低了樓板在整體結構的受力能力；第二方面主要表現(xiàn)在樓板錯層，這樣就會造成一些部位形成豎向的短構建，這樣當建筑結構在同向受力的時候就會因為這些錯層構建本身的剛度大而產(chǎn)生內(nèi)力集中現(xiàn)象。也正是因為這兩個因素的存在，錯層就會對整個建筑結構產(chǎn)生影響。相互錯層的相鄰樓板之間僅由中間的錯層柱來進行支撐，樓板在自身平面內(nèi)的拉彎剛度早已遠遠地超越了錯層墻的拉彎剛度，當高層建筑結構受到來自各處力的時候，建筑物結構左右兩部分受力不均衡，這樣就產(chǎn)生了結構變形現(xiàn)象，導致了錯層墻中內(nèi)力的產(chǎn)生。所以說，這樣的結構對于高層建筑的抗震是不利的。在高層建筑中采用這樣的錯層結構對抗震性能會產(chǎn)生很大影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）相對包含形式的錯層結構。這樣的結構形式會使上下層樓面的剛度發(fā)生變化，這也就導致了當?shù)卣鸢l(fā)生的時候，由于地震力本身存在不規(guī)則性，這樣就影響了整個建筑中的抗震能力。

（2）交叉形式的錯層結構。這樣的機構形式會使上下層之間的平面剛度分散，不能很好的重疊，這樣在地震發(fā)生的時候就容易使地震力存在于樓層之間，進而對建筑物產(chǎn)生扭矩，這樣的結構形式對建筑物主體結構也是不利的，而且這樣的錯層結構使用的柱大部分是短柱，這樣在面對地震的時候產(chǎn)生彎矩的情況要比其他長柱要多，這樣的受力結構是比較薄弱的。

（3）混合形式的錯層結構。這樣的錯層結構在地震作用下會使地震力分配不均衡，這樣會使同樓層之間產(chǎn)生內(nèi)力的情況不一樣，這樣也就造成了各結構構件之間產(chǎn)生的可靠度不同。在高層建筑物中的錯層結構的錯層部位在豎向抗側力構件上一般會選取較為低矮的構件，這樣在地震作用下的延性較差。

3 高層建筑中錯層結構抗震設計的關鍵問題

高層建筑中的錯層結構由于其采用的錯層短柱本身具存在著很大的內(nèi)力，并且還要求錯層框架結構在錯層位置的短柱需要相互協(xié)調(diào)來錯開樓蓋的變形，特別是在發(fā)生地震的時候很容易發(fā)生破壞。為了將普通高層中錯層框架結構的受力情況，我們可以采用以下幾種措施來加以改善：

（1）在普通高層建筑中的普通錯層框架錯層處我們要根據(jù)實際情況來增加撐桿，這樣就可以借用撐桿的力來將普通錯層框架結構錯層處短柱所受到的剪力進行轉移，減少短柱所受的力。

（2）在高層建筑中的普通錯層框架結構的適當位置來增加一些剪力墻，這樣就可以很輕松的用剪力墻來分擔大部分的錯層框架結構水平剪力。

（3）在錯層構架的建設時不應該沿著建筑通高來進行設置，在高層建筑錯層中應該設置一定數(shù)量的貫通層，并且要根據(jù)實際情況將錯層分成幾個區(qū)域，并且每個錯層區(qū)域所覆蓋的錯層層數(shù)也不能太多，在通層位置要適當?shù)倪M行重點加強。

（4）當對一些比較復雜的高層建筑進行錯層設計的時候就需要采用概念設計的思想來對結構方案和不知結構進行確定了，這在設計中是非常重要的。在這樣的基礎上我們還需要采用計算的方法來對自己提出的設計方案進行驗證，通過不斷的對比、分析和補充進而選出最適合的設計方案。

（5）在高層建筑中對錯層處的設計應該將剪力墻進行縱橫形式布置，并且使其形成相互的扶壁，在高層建筑中的錯層位置布置單獨的框架柱都是不可取的。

4 在高層建筑中進行錯層結構的設計時需要注意的事項

在高層建筑中對錯層結構的應用是比較廣泛的，但是如何才能保證錯層結構的安全，如何采用有效的措施來正確處理錯層結構就變得尤為重要了。在進行錯層結構的設計時我們需要根據(jù)具體的問題來進行分析，要充分的對其中存在的一些不利因素進行考慮，重點針對錯層中可能會出現(xiàn)的一些薄弱部位從建筑平面的布置、理論計算及抗震構造措施等方面來進行考慮，增強建筑結構的整體受力能力，提高結構的延性。

（1）錯層結構中采用的共用柱大多都是短柱，但是短柱本身的延性又比較差，這樣當建筑物遭受等同于本地區(qū)的設防烈度或者高于設防烈度的地震影響時就會很容易的出現(xiàn)結構破壞甚至建筑物倒塌現(xiàn)象，所以說對建筑中由于錯層而形成的短柱我們要盡量的提高短柱的承載力，減小短柱的截面尺寸，并且采用一些有效的措施來提高短柱的延性，進而改善短柱的抗震性能。

（2）我們在進行錯層設計的時候要盡可能的使結構平面布置合理，使錯層部位的兩層豎向構件剛度能夠相等，對錯層結構平面布置中不對稱的結構地震的扭轉效應也會十分明顯，這樣就有可能造成角部抗側力構件開裂，在設計中應加強這些部位的配筋，增強抗震構造措施。

5 結束語

綜上所述，高層建筑中的錯層結構變化豐富，層次感也非常強，極大的滿足了人們的心理要求，與此同時也為錯層結構的發(fā)展提出了新的課題。比如說由于受力復雜，一些不確定因素也比較多，地震的特點要求等都為設計施工帶來了較大難度，這些都是影響高層建筑錯層結構發(fā)展的主要因素。所以說，我們要加大對高層建筑中錯層結構的深入研究、提升建筑整體性能。

參考文獻：

[1]王春偉.淺談帶錯層的高層建筑結構抗震設計[J].中國新技術新產(chǎn)品，2011（13）.

[2]郭兆偉.高層框架剪力墻結構抗震設計的技術要點分析[J].建材技術與應用，2011（01）.

第4篇：高層建筑受力特點范文

轉換層位于高層建筑的中部，主要轉換下部框架剪力墻結構和上部的純剪力墻結構，另外還要改變上下受力柱的分布情況和分布的疏密。根據(jù)建筑物自身的特點和設計圖紙的具體要求，適當選擇合適的轉換層方式，更好的保證高層建筑使用功能和建筑結構性能的統(tǒng)一。轉換層結構由于位于整個高層建筑的中間，因此其承受了兩部分的壓力，既要承受由于垂直荷載的重力，還要承受由于懸掛所導致的重力，導致轉換層結內(nèi)部存在有較大的應力。另一方面，轉換層在中間的位置，會影響整個建筑的安全性能，在一定程度上降低了建筑物的整體性和統(tǒng)一性，基于這個原因，轉換層的設計不能單單考慮自身的承載要求，還要分析整個建筑物的結構性能，確保整個建筑的使用安全。

2建筑結構中轉換層的分類

2.1梁式轉換層

梁式轉換層使用條件主要為底部是大空間的框支剪力墻結構體系，采用剪力墻、框支梁和框支柱相結合的結構布置方式，將上部的剪力墻布置在框支梁上，框支梁由下層的框支柱支撐。這樣的受力體系，當需要橫縱同時轉換時，則采用雙向梁布置，來提高轉換層的強度與鋼度。這種轉換層結構可靠、施工難度低、傳力途徑明確直接，優(yōu)點眾多，為目前應用最廣泛的轉換層結構。

2.2板式轉換層

當上下柱網(wǎng)錯位較多，設計復雜并且不能用梁進行承托時，可以采用板式轉換層。這種結構最顯著的特點是像木板一樣隨意在樓板上布置軸線和柱網(wǎng)，適用于結構復雜，開間較多的建筑結構。同時伴隨著這個特點的同時，由于轉換層的受力狀態(tài)較為復雜，傳力途徑不明確，使得建筑物在轉換層處出現(xiàn)鋼度的突變，使得轉換層產(chǎn)生的內(nèi)應力較大，不適用于多震地區(qū)。

2.3桁架轉換層

桁架式轉換層主要應用于結構下部為大商場，上部為寫字樓或者住宅區(qū)的結構用途，并且需要設置相應的設備層。這種轉換層結構受力途徑最為明確，是用在多震地區(qū)最為合適的結構，唯一不足的是桁架轉換層結構設計較為復雜。節(jié)點設計難度較大，對施工要求比較高，所以在一定程度上限制了這種轉換層結構向二三線城市的應用個推廣。，此外，桁架轉換結構適用于高度達到3m以上的轉換層設計當中，另外還可以采用預應力技術，進一步加強穩(wěn)定性和抗震性。

2.4箱式轉換層

箱式轉換層的適用范圍主要是轉換梁的截面過大，并且一層樓板不能滿足平面內(nèi)樓板剛度的假定值。這種結構在轉換層的支梁上設置一層扳，形成一個箱形梁，箱形梁的這種轉換結構，遍布全層設置，圍繞建筑物周圍形成所謂的箱子，即稱箱式轉換層。優(yōu)點是轉換梁的約束力強，鋼度大，傳力途徑直接明確，上下部傳力較為均勻，還可將其利用作為設備層，不過其施工難度較大，造價比較高。

3建筑結構中轉換層的設計原則

3.1確保轉換層鋼度

轉換層的鋼度是決定轉換層設計成功與否的絕對性因素，特別是在高層建筑的設計與施工過程中，高層建筑本身的高度和自身重量對轉換層影響十分巨大，轉換層的鋼度成為其中一個薄弱的環(huán)節(jié)。所以為了保證建筑物結構的穩(wěn)定，就要保證轉換層的鋼度，查閱相關資料，轉換層的鋼度應大于上層鋼度的70%，才能保證建筑物的穩(wěn)定性。為了確保高鋼度的轉換層，應當采用比設計等級高一個等級的混凝土，一般采用C60級以上的商品混凝土，并且整個轉換層采用筒體結構，完全保證轉換層鋼度不低于設計水平，從而確保建筑物的穩(wěn)定性能。

3.2確保建筑物整體性

盡可能減少轉換的豎向構件，采用統(tǒng)一方向的構件，從最開始的設計文件中要體現(xiàn)出來，能夠提高建筑物的穩(wěn)定性，延長建筑物的使用壽命。直接落地的剪力墻越多，需轉換的其他結構就會越少，這樣整個轉換層剛度突變的程度就越少，對整個建筑結構的整體性越有利。

3.3合理布置轉換層

由于建筑物的受力模式較為復雜，且建筑物中各層所受的作用力都隨高度的變化而改變，所以轉換層結構在高層結構豎向位置應該適當，宜低不宜高。轉換層的位置較高時，容易造成在轉換層附近上下的樓層的框支剪力墻結構鋼度、內(nèi)力和傳力受力途徑發(fā)生突變，形成薄弱的受力層，降低整個建筑物的穩(wěn)定性，不利于建筑抗震，對建筑物抗震設計不利，所以轉換層高度的設計應盡量低，六度區(qū)不超過六層，七度區(qū)部超過五層為宜。高規(guī)附錄中規(guī)定當轉換層設置在1、2層時，轉換層與其相臨上層結構的等效剪切剛度比宜接近1，非抗震時小于等于3，抗震設計時小于等于

4結語

第5篇：高層建筑受力特點范文

關鍵詞：高層民用建筑 抗震設計 施工

1、前言

隨著人們生活理念的轉變,基于高層建筑結構的民用建筑,已成為現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)的重點。尤其是基于良好抗震性能的設計和施工,是確保其安全性能的重要舉措。高層民用建筑在抗震設計中,具有一定的特殊性,因而其需要遵循一定的設計原則,而且我國在抗震設計領域也有了一定的發(fā)展,各種較為先進和成熟的抗震方法被運用于高層民用建筑的施工建設之中。

2、高層民用建筑的抗震設計原則

隨著我國經(jīng)濟建設的加快,高層民用建筑已成為現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,基于優(yōu)良抗震性能的設計,是保障其安全使用的關鍵。因此,在建筑結構的抗震設計中,需要遵循如下原則,進而確保設計的有效性。(1)建筑結構的整體性。高層建筑結構在一定程度上具有特殊性,因而其在結構整體性的設計中,容易存在結構不連續(xù)的缺陷。在進行結構的抗震設計中,要遵循結構整體性的原則,使得結構在地震作用下保持連續(xù)性。同時,基于現(xiàn)代高層民用建筑在設計的過程中,注重結構的風格化,因而造成建筑結構的抗震設計與性能存在較大的差距。因此,建筑結構的整體性,是體現(xiàn)于機構各體系之間相互支持,整體構建建筑結構的穩(wěn)定性。(2)建筑結構間的連接性。高層建筑的結構比較復雜,尤其是各結構之間的連接性,直接關系著建筑結構的抗震性能。在抗震元素的設計中,建筑結構間需要具有良好的連接性,確保建筑結構之間具有穩(wěn)定的抗震性能。同時,良好的結構連接,可以保護機構的預應力,以助于主承受力的形成。而且,建筑結構的連接性,主要體現(xiàn)于各構件之間的可靠性,其需要滿足地震時的強度,而且在地震之下,需要具有極強的延性,這樣可以確保地震下的安全性。(3)建筑結構的剛度設計。高層民用建筑的抗震設計,在結構的剛度上有著嚴格的控制,尤其是主承受結構的豎向剛度,以及橫向延性都是抗震設計中的重點。高層建筑的受力點比較復雜,因而在抗震性能的設計中,應該基于設計需求,在結構的橫向和縱向上,考慮結構的承載力,進而計算出各主要承受結構的剛度。同時,基于結構剛度的設計,可以提高結構的整體性,減小了地震中結構的下沉程度。

3、高層民用建筑的抗震方法

建筑的抗震設計是一項復雜的工程,尤其是基于高層受力結構而言,其在抗震的設計中,需要基于結構的整體性、受力強度等角度,采取有效的抗震方法,進而提高高層建筑的抗震性能。

(1)控制結構的偏移量,尤其減小地震下的能量輸入?；诮ㄖY構的偏移量,進行抗震性能的設計,已成為當前抗震的主流方法。其需要基于大量的數(shù)據(jù)測量和分析,進而把地震中的結構形變量控制在安全設計的范疇之內(nèi)。同時,在地震作用下,往往伴隨有較大的偏移量發(fā)生,尤其是地基結構的位移偏移。因而,在設計中,往往基于結構的延性,以及結構抗震構件,控制好建筑的偏移量。而且抗震構件的變形量控制直接關系著結構的預應力保護,因而需要科學的確定各抗震構件的變形參數(shù),以便于結構抗震性能的設計。

高層建筑結構的受力計算,也是抗震性能設計的關鍵,尤其是對于主受力結構而言,需要增大結構的延性,進而確保受力的分散。同時,高層民用建筑的建地選擇,也要以結構穩(wěn)定的場地為主,這樣可以增強結構的穩(wěn)定性,減小地震下的破換能量的輸入,這點也是當今抗震性能實際的一個重要方面。

(2)基于隔震消能技術的運用。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,在高層建筑的抗震設計中,主要以隔震消能的方法,進行有效的抗震。隔震消能的技術是通過控制結構的剛度,并在結構中嵌入有效的構件,進而在良好的結構延性下,可以消除地震能量,是一種很好的抗震方法。同時,基于各種抗震構件的使用,已成為高層民用建筑抗震設計的一個重要方面。通過采用隔震措施,尤其是基于滑動隔震和擺動隔震,可以很好的提高結構的穩(wěn)定下,并且做到“列而不倒”的抗震性能,這點是現(xiàn)代抗震性能設計的主流。

建筑結構的延性,也是抗震設計的重要方面?；诹己玫慕Y構延性,可以提高結構的阻尼,也就是,通過結構的阻尼性,消減地震的能量。這點可以很好的保護結構的預應力,使得結構在地震的影響下,保持良好的結構穩(wěn)定性。同時,各關節(jié)點的抗震設計,也是抗震有效性的重點。尤其是地基與樓層結構的連接處的抗震設計,需要特點明確和有效,其也是抗震設計中最為薄落之處。

4、高層民用建筑的抗震施工要求

高層民用建筑的抗震施工是一項復雜的工程,其相對于普通性能結構的構建而言,具有特殊性。因而在施工建設的過程中,需要控制好各個環(huán)節(jié)的施工要點,尤其是施工工藝的控制,這是實現(xiàn)結構抗震性能的重要基礎。

(1)抗震結構類型的選擇。高層民用建筑的抗震結構設計,是抗震施工的重要環(huán)節(jié)。其需要基于建筑的設計需求,尤其是基于建筑功能設計,合理的選擇抗震結構,是實現(xiàn)建筑結構良好抗震性能的關鍵。當前的高層建筑多以鋼筋混凝土結構為主,因此在抗震結構的選擇上多以鋼結構為主,這樣可以減小建筑結構的自重。同時,鋼結構具有極強的剛性,滿足抗震的設計需求。

在抗震結構的選擇上,要基于施工計劃,以及建筑設計需求,進行全面的綜合考慮。尤其是基于設計的需求,是構建抗震性能點的關鍵。而且,抗震結構的選擇影響到施工建設的進度,以及工程造價。因此,在結構的建筑施工中,要科學的綜合各方面因素,進行合理的抗震結構選擇。

第6篇：高層建筑受力特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；設計特點；結構體系

隨著社會與經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，特別是隨著城市建設的發(fā)展，高層建筑在城市中應運而生。城市中的高層建筑成為反映城市經(jīng)濟繁榮和社會進步的重要標志。隨著對高層建筑使用功能要求的日益嚴格，高層建筑的高度不斷增加，高層建筑的結構體系也是越來越多樣化。如何合理設計城市建筑結構以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求成為社會關注的焦點。高層建筑在進行結構設計時，不僅要考慮建筑的安全性，還要考慮建筑的功能性。

1、高層建筑結構設計

高層建筑結構設計是為了滿足人們越來越多的建筑功能需求為基本目標的。因此，在進行高層建筑的結構設計時，要充分考慮到當?shù)氐慕?jīng)濟狀況與和人民的生活水平以及施工條件的限制等因素。另外，高層建筑結構并不是低層建筑結構的疊加，其對于建筑結構的力學性質、設計構造原理的要求更加嚴格規(guī)范。

現(xiàn)代高層建筑結構的形式具備多樣化、復雜化的特點，除了原有的幾種基本結構形式，如框架結構、剪力墻結構以及筒體結構等，還需要根據(jù)不同建筑的功能需求而增加其他的結構，同時這也使得建筑中節(jié)點的連接形式更加復雜，不同的構件連接需要利用不同的節(jié)點類型，這是關系著高層建筑結構安全穩(wěn)定的重要因素。另外，高層建筑在增大基層載荷的同時也為豎向結構帶來了更多的載荷，對墻體、柱體的結構強度和支撐能力要求更高。

高層建筑的結構設計是一項涉及知識面較廣，考慮因素較多的現(xiàn)代化建筑設計方式，在設計中除了要發(fā)揮設計的先進性，使建筑功能得到很好的體現(xiàn)，還要做好與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)工作。

2、高層建筑結構設計特點

高層建筑相較于低層建筑來講，其結構設計需要更加嚴謹科學。筆者通過對現(xiàn)有的高層建筑結構進行深入的研究與分析，結合自身對建筑結構設計的理解，提出了高層建筑結構設計不同于其他建筑結構設計的幾個特點，主要表現(xiàn)在水平荷載、軸向變形、側移以及結構延性這幾方面。

2.1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構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，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(shù)值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2.2軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數(shù)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(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整；另外對構件剪力和側移產(chǎn)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。

2.3側移成為控制指標。與較低樓房不同，結構側移已成為高樓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(nèi)。

2.4結構延性是重要設計指標。一般在建筑施工設計中，在保證建筑物應有的強度的同時，要需要保證建筑物具有一定的延性。這是為了使建筑物具有一定的變形能力，以適應因自然環(huán)境或人為因素而引起的樓房震動，避免因缺乏延性而在輕微震動中就發(fā)生建筑倒塌事故。高層建筑相對于低層建筑來講，延性需要更大一些，即保證高層建筑的結構更柔一些，這就需要在結構設計中采取合理科學的措施，使高層建筑結構在使用中具有足夠的延性。

3、高層建筑的結構體系設計分析

3.1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(xié)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?？蚣埽袅w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(nèi)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。

3.2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。

3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統(tǒng)稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒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。筒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。

4、高層建筑結構設計經(jīng)濟性分析

建筑結構的經(jīng)濟性是衡量建筑結構設計優(yōu)劣的重要指標之一，一套好的建筑結構設計方案，不但要具有較強的實用性，還需要具備一定的經(jīng)濟性。尤其在高層建筑逐漸成為建筑結構的主流形式的今天，分析高層建筑結構的經(jīng)濟性對于我國建筑業(yè)的發(fā)展是很有意義的。

建筑結構的經(jīng)濟性是指一項建筑工程項目在以最低的成本投入下，獲得最大的效用。其主要體現(xiàn)在建筑材料、空間設計、施工方法、建筑結構設置以及能源資源的利用這幾個方面。例如在關于建筑材料的設計中，除了強調(diào)改進建筑材料保溫性、改善建筑體形系數(shù)、提高建筑材料的氣密性等一系列節(jié)能降耗措施，還要利用結構設計的靈活性，最大程度的減少材料的使用量來達到預期效果。在建筑空間組織、利用的高效化方面，除了要堅持對平面面積的充分利用，還要注重三維空間的挖掘。比如在圖書館設計中提出了“模塊式”圖書館的創(chuàng)作思路，將圖書館劃分成不同的功能模塊，采用不同的層高、柱網(wǎng)，進行類比布局。這樣可以減少“三統(tǒng)一”標準空間所造成的浪費，充分發(fā)揮空間效益。或者在空間住宅的設計中則對廚房、廁所的上區(qū)、臥室上下等潛在空間進行了有效的利用。將每戶主、次二個開間設置為不同層高，對應于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空間的使用效益和經(jīng)濟性。

第7篇：高層建筑受力特點范文

1鋼筋混凝土建筑結構設計概述

鋼筋混凝土建筑結構主要是指由鋼筋材料和混凝同組成的建筑結構。鋼筋混凝土建筑結構承擔著房屋建筑的大部分重力，因此其建筑結構設計對于整個房屋建筑工程的穩(wěn)定性有著非常重要的影響。混凝土的結構抗壓能力較好，鋼筋的延展性較好，鋼筋混凝土將兩者有效地結合起來，極大地提高了房屋建筑工程的結構強度。另外，鋼筋混凝土建筑結構還具有良好的防火性能，工程施工成本較低，被廣泛的應用于現(xiàn)代化建筑工程中。

2鋼筋混凝土建筑結構設計的現(xiàn)狀

2．1地基穩(wěn)定性不足房屋建筑鋼筋混凝土結構設計，受到地基穩(wěn)定性不足的影響，表現(xiàn)出結構缺陷，始終無法達到結構設計的標準。地基對鋼筋混凝土結構的影響，主要體現(xiàn)在兩方面:第一，地基承載不足，房屋建筑的地基無法承受鋼筋混凝土的重量，容易出現(xiàn)沉降、偏移;第二，地基受力分配不平衡，導致鋼筋混凝土結構處于風險狀態(tài)中，直接影響房屋建筑的內(nèi)部受力，毀壞鋼筋混凝土的結構。

2．2框架結構不全面鋼筋混凝土的框架結構無法在房屋建筑中起到支撐作用，部分框架結構點存在質量缺陷。例如:某房屋建筑在框架結構方面，缺乏角度、橫梁控制，導致框架結構與鋼筋混凝土結構設計無法達到配合狀態(tài)，滿足不了該建筑的結構需求，最終該框架結構需要重新設計，既消耗人力、物力，又影響到房屋建筑的成本控制。

2．3預應力分配不均勻預應力問題在鋼筋混凝土結構中比較常見，基本是由結構設計的數(shù)據(jù)、受力等因素引起，干擾鋼筋混凝土的受力分析，無法標準分配預應力。鋼筋混凝土結構設計中的預應力問題，需借助科學的計算和專業(yè)的分配，才可達到平衡分配的狀態(tài)。

3鋼筋混凝土建筑結構設計要點

3．1建筑鋼筋混凝土結構選型設計的要點高層建筑鋼筋混凝土結構選型設計具有技巧性和科學性的雙重特點，必須在高層建筑鋼筋混凝土結構選型設計做好如下幾方面工作:1)提升高層建筑鋼筋混凝土結構的規(guī)則性，特別要注意高層建筑鋼筋混凝土結構平面和立面的規(guī)則性，同時要提升整個高層建筑鋼筋混凝土結構的藝術性。2)在高層建筑鋼筋混凝土結構嵌固端設計中應該考慮到上下層剛度，降低整個高層建筑鋼筋混凝土結構的風險和隱患。3)在高層建筑鋼筋混凝土結構選型設計過程中應該減少短肢剪力墻設計的頻率，提升高層建筑鋼筋混凝土結構的整體性，進而優(yōu)化高層建筑鋼筋混凝土結構建設的整個過程。4)合理設計高層建筑鋼筋混凝土結構的高度，控制高層結構的組成和高程，做到對工期和造價目標在設計階段的嚴密控制。

3．2科學處理鋼筋混凝土結構的剛度近年來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，城市人口越來越多，與此同時城市的土地資源日益緊張，各個地區(qū)的高層房屋建筑工程開始蓬勃發(fā)展，和占地面積同樣的低層或者多層建筑相比，高層房屋建筑工程的利用率更高，能夠有效地節(jié)約城市資源，受到廣大建筑企業(yè)的青睞。高層房屋建筑工程的豎向高度較高，因此對于建筑結構的要求也較高，因此要科學處理鋼筋混凝土結構的剛度，提高高層房屋建筑工程的承載能力，結合高層房屋建筑工程施工現(xiàn)場的實際情況，如果當?shù)氐耐临|性能較好，可以在滿足建筑結構強度要求的基礎上，減少使用剪力墻，最大程度地節(jié)約施工成本。

3．3提高高層建筑耐久功能加強高層建筑耐久性設計也很重要，在鋼筋混凝土結構設計方案中，要重點考慮混凝土結構的耐久性，確保其在規(guī)定使用年限內(nèi)能夠正常使用。但在現(xiàn)實中，很多設計方案不能達到這一要求，主要原因是設計時忽略了環(huán)境等因素對建筑的影響，造成建筑可靠指數(shù)下降。所以，在設計高層建筑鋼筋混凝土結構時，需要全面考慮材料、造價等方面因素，確保所設計的結構用料少、造價低。

3．4框架構造設計建筑鋼筋混凝土結構設計中，必須解決好框架構造設計，建筑的大跨度結構內(nèi)較為常見，連接鋼筋混凝土結構，能夠提高房屋建筑結構的穩(wěn)定水平。框架構造是混凝土結構設計的關鍵點，建筑單位在此項結構設計中，需著重考慮框架構造的長度設計，嚴禁超過規(guī)定范圍，如果超過范圍，可采取補縫措施，后期在框架連接處適當密實縫隙，平衡長度設計，以避免出現(xiàn)失衡偏重，強化框架構造設計的連接力度。

3．5預應力分配設計預應力是房屋鋼筋混凝土建筑結構設計的力度數(shù)值，平衡分擔結構設計中的內(nèi)力分布，預應力分配設計與結構固定存在直接關系。預應力分配設計時，需要解決力度滯后的問題，消除預應力的后期影響。例如:高層、重型等建筑結構，對預應力分配的需求度比較大，實際設計中還需考慮應力、內(nèi)部變力等因素，綜合完成預應力分配，促使鋼筋混凝土建筑結構具備受力平衡的優(yōu)勢，以防偏度受力加重影響，干擾房屋建筑的結構受力。

3．6抗震構造設計因為我國建筑物抗震標準不高，對抗震結構而言，很難處理好其結構設計和抗震烈度間的關系，所以在高層建筑抗震結構設計中，抗震結構設計要有一定彈性，這樣的高層建筑結構設計更加穩(wěn)定和安全。我國建筑構造規(guī)定的安全度和抗震計算方法很低，同時在軸壓比、配筋率和梁柱承載力匹配程度等抗震延性上，缺少嚴格的規(guī)定。因此需要重視建筑整體投資中結構設計造價，并且在高強度區(qū)域要有嚴格的構造措施和抗震方法，以提高建筑結構的安全性和穩(wěn)定性。

3．7做好鋼筋混凝土結構裂縫控制對于鋼筋混凝土結構的結構裂縫要加強薄弱部位的強化，避免墻角、轉彎、端板處因應力而產(chǎn)生的裂縫，從形式、結構和功能上確保鋼筋混凝土結構的安全。對于鋼筋混凝土結構的溫度裂縫要加強對溫度、干濕度的控制，避免出現(xiàn)溫度積累、溫差過大等問題的產(chǎn)生，提升混凝土施工的技術含量，做到對溫度裂縫的技術預防和施工控制。對于鋼筋混凝土結構的收縮裂縫要在設計的環(huán)節(jié)中明確養(yǎng)護方式和技術，預防外力因素對鋼筋混凝土結構自然收縮的加劇作用，做到設計過程中對鋼筋混凝土結構的有效防范。

4結語

第8篇：高層建筑受力特點范文

關鍵詞：超高層；建筑結構；設計；問題

中圖分類號：TU3 文獻標識碼： A

1、超高層建筑結構受力特點

超高層建筑結構受力特點最主要是在兩個部分，第一個就是高層建筑自己本身受重力影響而產(chǎn)生的對于建筑基礎的負荷，另一部分就是來自于建筑外部所施加的作用力，不同類型的框架結構，有著不同的架構形式，因而導致其優(yōu)缺點各有不同。

（一）框架結構?？蚣芙Y構的主要受力部分是建筑的支柱和梁，結構基礎是用來承受整體受力的，三個結合起來構成了高層建筑的承重結構，樓板則是用于力的傳遞。其主要特點是建筑內(nèi)部的空間是比較大的，建筑的立面處理是相對容易的，樓板的平面布置也是靈活方便的，受力特點主要是在側向剛度比較小，但是如果建筑的層數(shù)比較多，在受到水平方向的負荷時候側移量比較大，很不利于建筑的穩(wěn)定性，因此，框架結構有其相對的局限性。

（二）剪刀結構。剪刀結構的特點是整個建筑所受到的所有力，包括自己本身的承重和外部水平方向或是垂直方向的載荷，全部是有建筑墻體所承重的承受的，因此，剪刀結構在力的傳導方面來說直接、均勻，不會產(chǎn)生什么沖突。此外，剪刀結構在整體強度和剛度上有著十分卓越的表現(xiàn)。其的整體性和延展性能很強，在受到較大的外部力量的時候，例如地震等，結構側向位移是易于控制的，不容易倒塌的。但是，剪刀結構在其建筑的平面布置來說相對死板，因此，剪刀結構的適用范圍只能在住宅和賓館等建筑。

（三）框架―剪刀結構。框架―剪刀結構是在框架結構和剪刀結構中，選取各自的優(yōu)點所在，融合并延伸而所得的。在垂直方向的力的傳導上，其軸向負荷和變形主要是由框架與剪刀結構共同來承受的，而水平方向的傳遞方面，則是通過剪刀結構來承受的，這主要是因為剪刀結構具有比較高的抗側力和強度?？蚣塄D剪刀結構不但在力的傳導過程中比較均勻和直接，而且在整體性和抗側力方面都優(yōu)于框架結構，因此在高層建筑中比較普遍。

（四）筒體結構。筒體結構則是在近幾年所興起來的一種建筑結構，主體結構是以筒體為基礎的，其建筑結構的強度和剛度遠遠優(yōu)秀于傳統(tǒng)的建筑結構。在高層建筑中，運用筒子結構能夠極大地提高整個建筑的受力性，在其他方面也是有著比較大的優(yōu)點。因為筒子結構在力的承重和分配上更加合理，因此主要應用在超高層建筑的結構設計方面上，尤其是大空間和大跨度的高層建筑。

2、超高層建筑結構設計原則

2.1、基礎方案要合理

建筑結構設計作為高層建筑施工項目的基本前提和必要基礎，其工作成效會對整個高層建筑的施工成效造成重大影響，因此，建筑結構的設計單位，必須按照項目工程的實際施工情況和施工現(xiàn)場的地質環(huán)境，設計出科學、合理、符合建筑結構施工實際需求的設計方案。與此同時，在設計建筑結構基礎方案的時候，要配置相應的施工現(xiàn)場地質條件的調(diào)查報告，促使建筑物的地基發(fā)揮其最大潛能，推動建筑施工項目獲得最大的成果。此外，建筑結構設計單位，需要從整體上把握建筑物的實際情況，準確掌握建筑物的最大負和基本結構框架，在此基礎上，制定出適合的施工方案，促使建筑結構設計單位的利益達到最大化狀態(tài)。

2.2、計算簡圖要適當

在設計建筑結構施工簡圖的時候，需要經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析，詳細了解施工現(xiàn)場的情況和施工設計要求，在此基礎上，提高簡圖設計工作的有效性，從而為高層建筑施工的安全、可靠性奠定良好的基礎。對此，要求在建筑結構設計單位，要重點注意建筑物結構節(jié)點問題，此處的接點與傳統(tǒng)理念下的鉸節(jié)點或者是鋼節(jié)點有所區(qū)別。建筑結構設計單位，在全面掌握建筑物結構節(jié)點的基礎上設計簡圖，有利于提高簡圖的計算精確性，減少誤差。

2.3、結構措施要完善

除了基礎方案要合理性、計算簡圖要適當這兩點之外，還有一條特別重要的建筑結構設計原則，就是結構措施要完善。很多建筑結構設計單位，往往會忽略這點原則的重要性，使得設計方案不盡完美。針對結構措施要完善這點，建筑結構設計單位，在開展設計工作的時候，需要注意結構組件的延展性問題。同時，設計單位還應該加強對薄弱環(huán)節(jié)的關注力度，將“強柱弱梁、強剪弱彎以及強壓弱拉”的原則，觀察落實到整個建筑結構的設計工作中，從而增強高層建筑結構設計的可靠性。

3、超高層建筑建筑結構設計的相關問題分析

3.1、結構的超高問題

超高層建筑結構設計規(guī)范、抗震規(guī)范當中對結構總高度給出了限制，尤其是近年來修訂的新規(guī)范標準對超高問題上將限定高度氛圍了A級和B級兩種，A、B二級高度不論是在結構設計方法還是在處理措施上都存在較大差異。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實際工作當中很多工程師并沒有重視此類問題，以至于導致在施工圖審查時無法通過，從而嚴重影響了工期、施工進度及建筑物的整體規(guī)劃，付出了巨大代價。

3.2、短肢剪力墻的設置問題

鋼筋混凝土結構設計規(guī)范當中明確提出：“短肢剪力墻墻肢界面高厚比為5：8”，同時根據(jù)大量的試驗與數(shù)據(jù)分析結果，在超高層建筑設計中限制了短肢剪力墻的應用范圍。所以，在超高層建筑結構設計當中工程師應該盡量不去采用短肢剪力墻，從而避免短肢剪力墻的設計給后續(xù)工作帶來不必要的問題。

3.3、嵌固端的設置問題

超高層建筑一般都具有2層及2層以上的地下室結構，其嵌固端的設置位置一般在地下室頂板。但是在實際的結構設計工作當中，很多結構設計師并沒有對嵌固端的設置上沒有引起重視，其實在嵌固端的設計上需要注意以下幾個方面：嵌固端上下層剛度比限制、嵌固端樓板設計及嵌固端上下層抗震等級設計等，在對嵌固端結構進行計算時其設計位置、抗震縫設計、嵌固端協(xié)調(diào)性等問題。但如果在超高層結構設計當中忽視了其中任何一個問題，都會對后期的設計工作產(chǎn)生巨大影響，因此為了避免后期工作當中陷入大量修改的境地必須要對此慎重對待。

3.4、結構的規(guī)則性問題

新修訂的《鋼筋混凝土結構設計規(guī)范》在結構規(guī)則上的內(nèi)容出現(xiàn)了較大變化，同舊規(guī)范相比新規(guī)范添加了較多的限制條件，如結構平面規(guī)則性、嵌固端上下層剛度比等。其中還采用強制性的條文對結構的規(guī)則性問題進行了具體說明，即建筑物不得采用嚴重不規(guī)則的設計方案。正因如此，在超高層建筑結構設計上，工程師必須要對新規(guī)范所標定的各類限制條件進行分析，確保后期設計工作有條不紊的開展。

3.5、結構材料選用

超高層建筑不同于一般建筑物，在結構材料的選用上必須要緊密結合以下三點：輕便、穩(wěn)固、延性。鋼筋混凝土、純鋼材料都可以作為超高層從建筑結構構建的主要使用材料；而在外墻維護上應該盡量多選用復合板材，如玻璃幕墻、鋁合金幕墻等。其次，在樓層面的選用上最好以鋼板、混凝土面層為主，必要時還應該在承重結構表面噴涂防火材料。

總之，城市土地資源日趨緊張，城市建筑結構也不斷的變化，為了進一步提高土地利用效率，高層建筑和超高層建筑越來越多的出現(xiàn)在城市中，并深入到人們的日常生活當中去。結構設計是超高層建筑建設的重要組成部分，并直接關系到未來高層建筑的使用、護養(yǎng)維修等各方面，因此需要引起我們的重視。

參考文獻

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[2]夏云鵬.對超高層建筑結構設計中幾個問題的實踐與思考[J].中華民居（下旬刊），2014，05：184.

第9篇：高層建筑受力特點范文

Abstract： At present， with the rapid development of urbanization in China， the number of high-rise buildings is increasing. In high-rise buildings， beam-type transfer floor forms an important connecting link between the preceding and the following， so in the design process， it should be combined with the vertical load in the upper structure， and a scientific and reasonable design and planning should be taken to reduce the structural catastrophe and the stress concentration， which can guarantee the whole structure continuity and the force stability.

關鍵詞：梁式轉換層；高層建筑；結構設計

Key words： beam transfer floor；high-rise building；structural design

中圖分類號：TU972 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）10-0117-03

0 引言

近年來隨著我國社會經(jīng)濟持續(xù)不斷的發(fā)展，人們的生活質量及水平也隨之得到了極大程度的提升與發(fā)展。進而，對相關建筑物的結構設計及要求也在不斷地增加，以此來更好地滿足人們在日常生活中對停車及購物等方面的要求?；诖耍芏嗟母邔咏ㄖ捎昧肆菏睫D換層的結構來進行設計與規(guī)劃，進而提升了整個高層建筑的實用性，為人們的生活提供了更多的便捷。

1 高層建筑梁式轉換層設計概述

1.1 梁式轉換層結構設計特點

就當前我國高層建筑中應用梁式轉換層的效果來看，通過應用梁式轉換層能夠促使高層建筑的上下荷載力保持在一個平衡的狀態(tài)之中，進而能夠有效地避免由于結構發(fā)生形變而導致受力不均勻的現(xiàn)象，進而增加了整個結構的穩(wěn)定性。此外，在設計建筑的過程中，通過在梁式轉換層中增設一些管道、通道等線路能夠提升整個高層建筑多功能性，為其中的用戶提供暖氣、水電等相關的保障措施。但是，目前我國帶有國內(nèi)轉換層的高層建筑大多采用的都是上部剪力墻、下部框架式的結構，其框架式剪力墻的結構如圖1所示。這種形式的設計還需要通過應用相關的轉換構建來對高層建筑的結構內(nèi)力進行重新的分配，進而來調(diào)整高層建筑的內(nèi)部應力，防止其發(fā)生形變。

1.2 高層建筑梁式轉換層的構造特點

在高層建筑的設計過程中，轉換層的應用十分普遍，其中的建筑構造形式也存在著多樣性的變化，具體如圖2所示。目前，在我國高層建筑轉換層的設計中，梁式轉換層的應用最多，板式轉換層以及箱型轉換層等的應用次數(shù)較低。梁式轉換層由于尺寸較大、結構設計簡單、便于施工等特點，在實際的建設設計當中的應用十分廣泛。此外，梁式轉換層在高層建筑設計應用中還有性能穩(wěn)定、工程造價核算便捷以及經(jīng)濟效益較高等有利的特點。

1.3 高層建筑梁式轉換層受力特點

梁式轉換層在高層建筑應用過程中主要是維持高層建筑內(nèi)部穩(wěn)定，使其能夠受力均勻，通過上部密集小空間的豎向載荷傳遞到下部稀疏的大空間中。但是由于高層建筑的結構設計通常都比較復雜，所具有的功能也具有多樣化的特性，從而會造成內(nèi)部荷載在豎向傳遞的過程中出現(xiàn)中斷的問題，進而造成建筑整體剛度發(fā)生突變的現(xiàn)象。這種建筑的形式在發(fā)生地震時，很容易由于下部結構的稀疏而發(fā)生坍塌及變形的事件。因此，在對高層建筑進行轉換層設計時，需要針對受力均衡問題展開有效的分析與解決，由此來避免建筑結構被破壞的事故發(fā)生，盡可能地減少相關財產(chǎn)的損失。

2 梁式轉換層的高層建筑結構設計案例

2.1 工程概況

A市某高層建筑，有地下1層，地上22層，總建筑面積為25840m2。其中的1-4層為商業(yè)用房，1層的層高為5m，2-4層的層高為4m，采用框架簡體結構。5-20層均為住宅層，層高為3m，采用的是剪力墻簡體結構。21-22層分別是電梯的機房以及屋面水箱，層高為3m。針對這種情況，需要在整棟建筑物中的4-5層之間設置一個結構轉換層，同時存放相關的操作設備。其樓層結構平面設置的情況如圖3所示。

2.2 樓幼換方案

在對這個高層建筑進行樓層結構轉換的時候，所采用的轉換層的結構形式為梁式、板式、箱式等多種形式。由于這些轉換層能夠形成一個較大的空間，進而完成結構類型以及軸線的轉變。其中的梁式轉換層對相關的受力結構比較明確，從而在設計及施工過程中的操作比較便捷，應用的范圍較為廣泛。因此，在本工程的施工過程中采用梁式轉換層的方式，其轉換層的高度為2.5m，轉換梁上、下兩端與樓板相連，上層樓板厚度為20cm，下層樓板的厚度為300cm。轉換梁承托上部的剪力墻，且所使用的混凝土強度為C40。

2.3 整體結構分析

在高層建筑梁式轉換層中所使用的轉化梁本身是桿件，能夠直接地按照梁單元進行相關的分析與設計，同時，梁的軸線位于轉換層的上層樓板處，在整體結構中需要通過對上下層的剛度進行比較來確定適當?shù)牧Χ?，防止豎向剛度的變化而形成薄弱層。據(jù)此，轉換層的下層柱子截面尺寸可以設置為110cm×110cm，剪力墻的厚度為50cm，混凝土的強度等級為C45。同時，轉換層上層的剪力墻的厚度為35cm，混凝土的強度等級為C45。

2.4 轉換梁設計

在高層建筑中，轉換梁承托上部剪力墻，受力較大，也是保障整個結構安全性的關鍵性因素。轉換梁的跨度大約在9m左右，截面的高度為2.5m。但是由于我國在混凝土設計規(guī)范中沒有明確地給出承載力計算的方法，進而對此進行了兩種連續(xù)短梁的試驗研究。

2.4.1 試驗結果

本試驗中所采用的轉換梁為轉換梁1/5的縮尺模型，其截面尺寸及配筋的形式如圖4所示。

通過經(jīng)過相關試驗可知：該轉換梁的正截面平均應變符合平截面的建設。斜裂縫在加載點與中支座的內(nèi)剪跨區(qū)的梁腹中部出現(xiàn)，屬于剪斜裂縫，并通過長時間的發(fā)展成為臨界斜裂縫。底部的縱筋和頂部的縱筋會順著梁的方向來分散相應的應力，因而在斜裂縫出現(xiàn)之前，需要與彎矩圖保持一致性，而在斜裂縫出現(xiàn)之后則與彎矩圖產(chǎn)生明顯的差距，由此就說明了轉換梁內(nèi)的應力發(fā)生了較大程度的變化。此外，在轉化梁的底部縱筋處于受拉狀態(tài)中，頂部縱筋的內(nèi)剪跨內(nèi)也隨之處于一種受拉狀態(tài)。當試驗受到破壞時，內(nèi)剪跨區(qū)段之內(nèi)，臨界斜裂縫的箍筋會受到一定的拉力，剪壓區(qū)內(nèi)的混凝土壓疏。當穿越斜裂縫的箍筋應力變化為原來的應力的53%時，剪壓區(qū)內(nèi)的混凝土中就沒有壓疏現(xiàn)象。

2.4.2 相關構造要求

依據(jù)相關的試驗結果，為了保證梁式轉換層中的轉換梁在斜裂縫出現(xiàn)后能夠起到縱筋拉桿的效果，其底部縱筋不能夠在跨內(nèi)形成彎折或者是截斷的現(xiàn)象，需要將整個縱筋全部地伸入到支座中，并使用相關的可靠錨進行固定。同時，轉換層的頂部縱筋在跨中不能夠較早地被折斷，最好進行通長布置。由于轉換梁的橫截面尺寸較大，因此需要依據(jù)梁高來配置一定數(shù)量的水平腹筋。由此，就能夠承受到一定的受剪承載力，進而對整個裂縫的發(fā)展情況有一個抑制的作用，能夠有效地減少相關溫度以及混凝土收縮對整個工程的影響力。

2.5 轉換層抗震設計

在進行轉換層結構設計的時候，由于有轉換層的存在，致使高層建筑物在高度方向上的剛度均勻性會受到較大的影響，進而造成承載力構件與墻、柱截面產(chǎn)生突變，線路發(fā)生曲折的現(xiàn)象等等，因此，轉換結構需要較大的抗震性能?；诖耍枰谠摻ㄖ?層及以上的部分都設置部分框支剪力墻結構的轉換層。同時，相關構架的抗震等級還需要依照國家相關的標準進行。此外，還需要配備相關構件抗震性能的構造措施，以此來有效地提升建筑物的抗震等級，增加高層建筑物轉換層的抗震效果。

3 結語

在高層建筑結構設計的過程中，通過應用梁式轉換層能夠有效地提升整個工程的項目建設效果，由此來提升整個高層建筑的穩(wěn)定性。此外，通過應用梁式轉換層還能夠在相關的成本造價、費用方面有一定程度的提升。因此，在高層建筑設計的過程中可以通過應用梁式轉換層來保證整個建筑工程設計的穩(wěn)定性，同時還能夠對相關設計、施工單位的操作進行有效的控制，從而避免產(chǎn)生相關的問題及困難，最終做到優(yōu)化高層建筑設計，提升整個工程的結構。

參考文獻：

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