超高層建筑結構設計要點精選(九篇)

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第1篇：超高層建筑結構設計要點范文

【關鍵詞】：超高層；結構設計；特點；要點

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

引言

超高層建筑的建造，其所以如此之快，除了有的城市為了有一個高大的形象建筑之外，主要還是超高層建筑能在有效面積的土地上，得以發(fā)揮最大的使用效益。也盡管建造超高層需要的費用比一般高層建筑高出很多，但在我國的城市建設中，隨著日益快速發(fā)展的需要，為土地使用率的提高，必然會使超高層建筑以更快的速度發(fā)展。

一、超高層建筑設計的特點

1、超高層建筑由于消防的要求，須設置避難層，以保證遇到火災時人員疏散的安全。由于機電設備使用的要求，還需要設置設備層。一般超高層建筑是兩者兼而使用，而對于更高的多功能使用的超高層建筑，它不只每15層設一個避難層兼設備層即可，還需要設有機電設備層。對于這些安放有設備的樓層設計除考慮實際的荷載之外，更需考慮設備的振動對相鄰樓層使用的影響。

2、超高層建筑的平面形狀多為方形或近似，對于矩形平面其長寬比也是在2以內(nèi)，尤其抗震設防的高烈度地區(qū)更應采用規(guī)則對稱平面。否則，在地震作用時由于扭轉效應大，易受到損壞。

3、超高層建筑的基礎形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面為框架-核心筒或筒中筒，基本沒有一般高層建筑中所采用的梁板筏基。同時，由于基底壓力大要求地基承載力很高，除了基巖埋藏較淺可選擇天然地基外，一般均采用樁基。

4、房屋高度超過150m的超高層建筑結構應具有良好的使用條件，滿足風荷作用下舒適度要求，結構頂點最大加速度的控制滿足相關規(guī)定要求。

二、超高層建筑結構設計要點

1、平面設計

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，減輕房屋自重意味著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)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(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

在滿足地下室車庫層和底層架空或者底層商鋪的前提下，遵循對稱、均勻、周邊、拐角的原則，在結構周邊、拐角和核心筒等部位對落地剪力墻進行較合理布置，主體結構抗震等級為三級(低于140m)和二級(高于140m)。對結構薄弱部位如樓電梯周圍，內(nèi)庭院周圍均設置了120mm厚樓板，采用雙層雙向拉通鋼筋予以加強;對少量肢長受到限制的短肢剪力墻(墻肢長度∶墻厚

2、基礎設計

超高層建筑一般多設二層或更多層的地下室，其基礎的埋置深度均能滿足穩(wěn)定要求。而對于基巖埋藏較淺無法建造多層地下室不能滿足埋置深度要求的，則可設置嵌巖錨桿來滿足穩(wěn)定要求。

（1）天然地基基礎。對于基底砌置在砂、卵石層的建筑，多是采用等厚板筏形基礎。但也有工程采用箱形基礎。

（2）樁基基礎的設計。超高層建筑的樁基礎，由于基底壓力大，要求的單樁豎向承載力較高，因此，均采用大直徑鉆孔灌注樁或有條件的工程場地采用大直徑人工挖孔擴底灌注樁。樁端持力層的選擇應考慮層厚較大和密實的砂、卵石層或中風化、微風化基巖，以減少樁端沉降變形。

3、核心筒外墻的連梁設計

核心筒外墻的連梁縱筋計算超筋是非常普遍的情況，《高規(guī)》對連梁超筋有專門的處理措施，而且研究文獻也不少，但計算模型的選取也是重要因素之一?！陡咭?guī)》規(guī)定，跨高比小于5時按連梁考慮，即連梁屬于深彎梁和深梁的范疇，其正截面承載力計算時，已不能按桿系考慮，也就是已不符合平截假定，但許多分析軟件仍然把連梁按桿系計算，其計算偏差當然是很大了。按“強墻弱梁”和“強剪弱彎”原則進行連梁設計時，雖然《高規(guī)》對連梁設計有具體要求，但這個“弱”要到什么程度，還是取決于設計者的理解和經(jīng)驗。本工程核心筒外墻的連梁按《高規(guī)》要求進行設計，除連梁均配置了交叉暗撐外，對非底部加強部位剪力墻的邊緣構件也進行了加強處理，以滿足“多道抗震防線”和“強墻弱梁”的要求。

4、轉換層設計

高層建筑應保證大空間的需求的房間具有足夠的剛度，從而防止轉換層沿豎向的剛度變化過大，應建立嚴格的轉換層上部和下部結構的側向剛度比例。高層建筑的轉換層抗震的結構設計中，轉換層結構的側向剛度不小于上一層結構側向高度的百分之七十，并且根據(jù)高層建筑的指數(shù)設計的規(guī)范要求?？刂妻D換層結構的下部與上部的等效側向剛度比宜接近于1。同時還應保證一定比例剪刀墻的落地，加大落地厚度，從而提高剪刀墻混凝土的強度等級，減小洞口的尺寸，從而盡量使縱橫墻形成筒體。整體結構的分析過程，應對轉換層的薄弱部位的樓板平面的變形對建筑結構受力的印象程度。并通過剪刀墻的布置方式的調整，從而使相應的結構與剛性相接近，避免了扭轉，實現(xiàn)平面布置的規(guī)范。合理地加強框支剪力墻轉換層以下豎向構件的配筋率，按相關規(guī)定確保整體穩(wěn)定和結構抗傾覆；同時，使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板來達到增強結構整體性的目的。保證核心筒內(nèi)部樓板厚為150mm，并且是雙層雙向的配筋以及相關圍護材料為新型輕質材料，從而有利于減小地震反應，減輕建筑自身重量。

5、電梯設計

超高層建筑內(nèi)主要豎向交通由多部高速電梯承擔著人的豎向動線運動。由于甲級辦公樓行業(yè)規(guī)定，電梯等候時間和電梯的運輸能力(5分鐘內(nèi)運送人員占總人數(shù)的比例：HC5)是另一個重要指標，對其產(chǎn)生直接影響的是電梯的速度、數(shù)量和載客人數(shù)。另外，電梯的數(shù)量和大小又直接影響著建筑面積的大小。

此外，超高層內(nèi)按照《高層民用建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定，還需布置消防電梯，電梯數(shù)量按照標準層單層面積決定。除了客運、消防關系著電梯的設計外，整棟建筑中的所有貨運流線，也需通過建筑的豎向交通解決。因此，超高層建筑肩負著整棟建筑的客運流線、貨運流線、消防疏散三個重要的方面。

三、新技術的推廣和應用

為執(zhí)行國家建筑技術經(jīng)濟政策，積極推廣建設部推廣的建筑十大新技術，根據(jù)本工程的實際情況，在保證工程總造價不超出投資限額的情況下積極推廣使用建筑新技術和新材料。

1、使用高強度鋼筋。采用高強度鋼筋，充分利用鋼筋的抗拉性能，減少鋼筋用量，減小構件配筋率，節(jié)約工程造價，總體經(jīng)濟效益明顯。

2、豎向鋼筋接駁采用埋弧對焊或機械連接，可保證鋼筋的連接接頭的質量。

3、采用高強和高性能混凝土。下部樓層柱及剪力墻混凝土強度等級采用C55；地下室底板、外側墻及后澆帶采用微膨脹抗?jié)B混凝土，以增加混凝土的抗裂性能，取得較好的防水效果。

4、砌體采用新型輕質墻砌體材料，減輕結構自重，減少地震作用，降低基礎造價。

結語

超高層建筑自身特點大大增加了超高層建筑的不穩(wěn)定因素，因此，不能將超高層建筑視為普通建筑的拉伸和重疊，以免影響到建筑的使用效果。在實際設計過程當中，要根據(jù)超高層建筑的特點開展相應施工環(huán)節(jié)的加強，減少安全隱患，確保超高層建筑整體質量，確保我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

【1】秦榮.高層與超高層建筑結構[M].北京：科學出版社，2012.

【2】范躍虹，黃宗襄，林振聲.超高層和大型公共建筑設計、施工與研究[M].上海：同濟大學出版社，2012.

第2篇：超高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞 ：超高層建筑 結構設計 結構體系 整體傾斜

引言

一般情況下，高層的建筑概念設計有很多種，但對于加強高層建筑抗震能力的概念設計則運用的比較廣泛。超高層建筑的設計以及施工通常都要耗費更多的財力和物力，因此控制好超高層建筑的質量和抗震效果至關重要。但如何設計高層建筑結構的方法卻是不確定的，在這個過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關的外部因素。本文主要介紹的就是關于超高層建筑在進行結構設計時應當注意的問題，并作出提升超高層建筑結構設計質量的相關建議。

一、 關于超高層建筑的結構設計特點以及相關要點

（一） 重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾

由于超高層建筑相對于其他類型的建筑具有不同的特性，使得其建筑結構的設計也具有自身的一些特點。首先，超高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此，隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢，作用在豎向構件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對于基礎的承載力也就提出了更高的要求。與此同時，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，超高層建筑的高度較高，使得風作用效應加大；而風力的加大也就使得合力作用點的位置變高，從而使其對于建筑物產(chǎn)生的作用效應也就變得更大。另一方面，超高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應的被升高，建筑的結構自重也相應的加大，此時在地震作用下就將導致薄弱部位加速破壞。

（二） 豎向構件產(chǎn)生的縮短變形差對結構內(nèi)力的影響增大

受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構件總壓縮量的構成部分。通常情況下，受力變形都會在瞬時間完成，并且變形量能夠根據(jù)胡克定律進行大致的測量。而干縮變形所需要的時間則相對較長，通過相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時最長的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過公式進行相應的計算。而受到構件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響，使得在超高層建筑中豎向構件產(chǎn)生的縮短變形差對于結構內(nèi)力的影響也逐漸變大。

（三） 傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高

超高層建筑由于在建設的過程中，高度不斷上升使得側向風力引起的傾覆力矩也會不斷增加，隨之而來的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會采用增加基礎埋深以及加大基礎寬度或者是采取抗拔樁基等手段來達到保證整體穩(wěn)定性的需求，來強化整體的穩(wěn)定性。

（四） 防火防災的重要性顯現(xiàn)，建筑物的重要性等級升高

與此同時，在進行超高層建筑的結構設計時應當著重考慮防火防災的功效，凸顯出防火放防災的重要作用。這是由于超高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大，高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外，在出現(xiàn)地震等坍塌性事故時，需要較長的疏散時間，但超高層建筑大多采用鋼筋混凝土結構，在長時間的疏散過程中極易發(fā)生其他的安全事故。與此同時，超高層建筑的投資一般都比較巨大，并且在所屬區(qū)域一般都應是當做代表性建筑來建造的。所以超高層建筑無論是在經(jīng)濟上，還是在文化乃至政治上都具有較強的影響。為此，在進行超高層結構的設計時務必要強化結構設計的可靠性，強化建筑的整體性能質量。

（五） 控制風振加速度符合人體舒適度要求

一般情況下，風力的作用效果都會隨著高度的升高而不斷加強，在超高層建筑中風力的作用效果尤為明顯。但是風振作用過于顯著會影響到人們的舒適度，不利于人們的工作和生活，因此如何處理好風振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結構設計的重要問題。為此，必須控制好頂層的最大加速度，使其滿足規(guī)定的限值。此外還要掌控好由風振帶來的扭轉加速度，通常情況下不應該超過標定的限值。與此同時，鑒于超高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護結構表面上的風載標準也迅速增大，所以圍護結構必須進行抗風設計。

二、 超高層建筑結構設計的具體方法

進行超高層建筑的結構設計不僅要掌握好相關的要點，了解相關的結構特征，還要在具體的結構設計上合理的利用設計方法。首先，根據(jù)超高層建筑的自身特點就要做到減輕自重，減少地震作用。在這方面通?？梢圆捎酶邚姸容p質材料，全鋼結構以及輕質隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結構自重，減小地震作用的效果。其次，就要降低風作用的水平力。降低風作用水平力的主要手段可以從減小迎風面積、降低風力形心以及選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀來實現(xiàn)。其中為了減小迎風面積可以采用正方形的平面形式，如果計算對角線方向的迎風面寬則可以采用圓形的平面形式。而降低風力形心的方式主要可以通過采用下大上小的立面體型來實現(xiàn)，這種方式不僅可以有效的減小高風壓在高處的迎風面積，也可以通過降低風作用的重心來使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。與此同時，還應做到減少振動耗散輸入能量。在這方面主要可以采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來實現(xiàn)。還要選擇耗能、減振的結構體系，像利用偏心支撐的鋼結構具有耗能的水平段，使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。最后需要完成的就是加強抗震措施。為了強化超高層建筑的抗震能力，就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計算簡圖，科學的分析地震作用以及相關的受力情況。大多數(shù)情況下，圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設計過程中也需要考慮到相應的問題。例如，要注意到結構平面形狀是否做到對稱，是否設置了多道抗震防線以及是否在滿足了強度等方面的需求后采用了延性更好的結構材料等。此外，為了保證結構設計的科學性還應利用多個權威程序進行核算對比，使計算出的結果更加具有科學性和說服力。并且在設計上應當盡量向智能化方向偏轉，增強對于結構設計的可控性。

結束語

超高層建筑結構的設計對于建筑的整體效果和實際功能質量具有重要的影響，但是適合的設計方法卻也不是單一的。在進行設計方法以及方案的選擇上，可以根據(jù)建筑的實際特點和需要來進行有針對性的選用。但終歸來說，應當通過科學的設計方法使超高層建筑具備安全、舒適以及適用等方面的特征，達到相應的設計要求，滿足社會以及公眾的需要。

參考文獻：

[1]邱倉虎，劉建平，張宇華，謝詩溶，杜文博. 對超高層建筑結構設計中幾個問題的實踐與思考[J]. 建筑結構，2012，07：22-26.

第3篇：超高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：超高層建筑；結構設計

Abstract: to a tall building for, and to adapt the building structure system, structure and arrangement of the conceptual design is not absolute but reasonable structure design should be the only. Based on many years of work experience, and structure design of a high-rising structure is analyzed, in order to offer reference for the same.

Keywords: tall building; Structure design

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：

一、超高層建筑的結構設計特點

超高層的結構體系選擇與低層、多層的建筑相比，超高層建筑的結構設計顯得十分重要。不同的建筑結構體系選擇可以對建筑的樓層數(shù)目、平面布置、施工技術要求、各種管道的布置及投資多少等產(chǎn)生最為直接的影響。超高層的建筑結構設計主要具有以下幾個特點：

1 水平力是超高層建筑結構設計的主要因素。有研究證明，樓房的自重與樓面的載荷在豎向放人構件中所產(chǎn)生的彎矩與軸力大小僅僅是與樓房的高度一次方形成正比，但是水平載荷對與建筑所產(chǎn)生的傾覆力矩以及軸力的大小則是與樓房的高度二次方形成正比。因此在超高層的建筑設計中，水平力是設計主要因素。

2 軸向變形是不可忽視的。當樓層十分高時，由于樓房的自重而產(chǎn)生的軸向壓應力會導致樓房的中柱產(chǎn)生出較大軸向變形，會直接導致連續(xù)梁的中間支座處負彎矩值直接減小，從而導致跨中正彎矩值與端支座的負彎矩值增大。

3 側移做為控制指標。超高層的建筑結構側移隨著高度增加會迅速的增大(側移量和樓層之間高度四次方是正比關系)，所以結構側移是超高層建筑結構設計的關鍵因素。

4 抗震設計的要求更高。超高層的建筑抗震設計必須要做到“三水準”要求，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。

二、工程概況

某大廈由一棟30層寫字樓、一棟2層商業(yè)附樓和4層地下室組成，總建筑面積90149m2，屋面結構高度18280m、停機坪結構高度19320m。

三、總體結構設計

1 結構選型

本工程采用鋼筋混凝土框架一核心筒結構，雖然其結構承載能力和抗變形能力比筒中筒結構差，但避免了結構豎向抗側力構件的轉換，滿足了建筑立面效果和使用要求。為解決建筑首層層高120m、結構高度超限及減小柱截面等問題，下部若干層采用鋼管混凝土組合柱，樓蓋采用現(xiàn)澆普通鋼筋混凝土梁板體系。

承載力和水平位移計算時，基本風壓均按重現(xiàn)期為100年的0．90kN／m3取值，(廣東省實施《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JG13―2002補充規(guī)定DBJ/Tl5―46―2005尚未頒布)。由于結構側向位移不滿足限值要求，在第3O層利用建筑避難層，設置了鋼筋混凝土桁架的結構加強層，結構加強層是一把雙刃劍，雖然可提高結構抗側移剛度，也使得結構豎向剛度突變，所以結構加強層及相鄰層按《高規(guī)》要求進行了加強處理。

2 超限措施

本工程結構平面形狀規(guī)則、剛度和承載力分布均勻，豎向體型也規(guī)則和均勻、結構抗側力構件上下連續(xù)貫通(如圖1)，除結構高度超過適用限值外，其它指標通過調整后均達到未超限。

圖1 結構布置平面圖

由于結構高度超限、而且首層層高12.0m，超限應對措施把首層及下部若干層的結構抗側力構件作為加強的重點：l～15層框架柱采用鋼管混凝土組合柱、1～2層核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱、首層抗震等級提高一級。鋼管混凝土柱有著卓越的承載能力和變形能力，但其防腐和防火材料不僅造價較高還有時效性，需考慮今后的維修保養(yǎng)，鋼管混凝土疊合柱及鋼管混凝土組合柱可彌補這方面的缺陷。核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱，以解決由于首層層高較大，使得剪力墻端部應力集中的問題，并提高剪力墻的承載能力和抗變形能力。

四、鋼管混凝土組合柱的梁柱節(jié)點

在工程中往往僅在框架柱中采用鋼管混凝土，而框架梁則采用普通鋼筋混凝土，鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土梁的連接節(jié)點成為工程中難點之一。目前常用的連接節(jié)點有：鋼牛腿法、雙梁法、環(huán)梁法、鋼管開大洞后補強法及純鋼筋混凝土節(jié)點法等，本工程采用在鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節(jié)點，為連接節(jié)點的設計提供多一種選擇。

1 鋼管開小孔的連接節(jié)點構造(如圖2)。鋼管上開穿鋼筋小孔的連

接節(jié)點做法要點如下：

圖2鋼筋穿鋼管立面圖

① 鋼管開小孔：小孔直徑D=鋼筋直徑+10mm，小孔水平間距：3×D，小孔垂直間距=2×D；

②鋼管水平加強環(huán)：梁頂面和梁底面各設置一道，環(huán)板寬度：鋼管混凝土柱時，取0.10倍鋼管直徑、鋼管混凝土疊合柱時，取65~100mm；環(huán)板厚度=0.5t且≥16mm(t為鋼管壁厚)；

③鋼管豎向短加勁肋：緊貼水平加強環(huán)，肋寬=環(huán)板寬一15mm，肋厚=環(huán)厚，長度為200mm，布置在梁開孔部位的兩側和中間；

④梁鋼筋盡量采用直徑較大的HRB400級鋼筋，以減少鋼管開孔數(shù)量。在鋼管混凝土疊合柱時，部分梁鋼筋可以在鋼筋混凝土柱區(qū)域穿過。

2 鋼管開小孔連接節(jié)點的優(yōu)點

①鋼管開小孔后對鋼管截面削弱不大，梁鋼筋穿過小孔后剩余的縫隙很小，鋼管對管芯混凝土的約束力基本沒減少，不影響鋼管混凝土柱的承載能力和變形能力；②梁鋼筋直接穿過鋼管后，梁可以可靠的傳遞內(nèi)力，梁長范圍內(nèi)的剛度保持不變，結構受力分析與實際相同。(鋼牛腿法和鋼管開大洞后補強法，在梁端范圍內(nèi)有相當長度的型鋼，使得梁剛度急劇變化)；③在設置水平加強環(huán)和豎向短加勁肋補強后，鋼管在節(jié)點區(qū)是連續(xù)的，節(jié)點的剛性不受影響，滿足“強節(jié)點弱構件”的要求；④ 現(xiàn)場施工較方便，即使圓弧形梁鋼筋也可順利穿過；⑤節(jié)點補強所用材料比鋼牛腿法和鋼管開大洞法減少很多，造價較低。

五、剪力墻平面外對梁端嵌固作用的分析

對于框架一核心筒結構，部分框架粱要支撐在剪力墻平面外方向，剪力墻平面外對梁端嵌固作用究竟如何，其研究文獻較少，設計標準和規(guī)范也沒有涉及。影響剪力墻平面外對梁端嵌固作用的主要因素：墻平面外對粱端嵌固作用的有效長度、墻線剛度與梁線剛度之比和墻在該層的軸壓力等等。目前常用的計算分析軟件雖然具有墻元平面外剛度分析功能，但未考慮墻平面外對梁端嵌固作用的有效長度，當遇到墻肢很長或筒體墻肢空間剛度很大情況時，計算分析軟件會高估了墻平面外對梁端的嵌固作用，使得梁端負彎矩計算值要大于實際值，本工程應對措施如下：

1 采用梁端增加水平腋方法，用以直接增加墻平面外對梁端嵌固作用有效長度；

2 采用增加墻邊框梁方法(如圖3)，用以增加墻平面外對梁端嵌固的局部剛度。墻邊框梁截面寬度應不小于0．4倍梁縱筋錨固長度，墻邊框梁截面高度應大于樓面梁截面高度，為保證梁端剪力通過墻邊框梁均勻傳遞到墻上，墻邊框梁寬出墻厚處用斜角過渡；

3 為保證梁正截面設計更加符合實際受力情況，梁端計算彎矩可以采用“調幅再調幅”方法，即分析計算時設定梁端負彎矩調幅系數(shù)后，配筋時再局部手算調幅?！罢{幅再調幅”時，應考慮構件的剛度、內(nèi)力重分布的充分性、裂縫的開展及變形滿足使用要求。

圖3墻邊框梁的設置

六、核心筒外墻的連梁設計

核心筒外墻的連粱縱筋計算超筋是非常普遍的情況，《高規(guī)》對連粱超筋有專門的處理措施，而且研究文獻也少，但計算模型的選取也是重要因素之就一。

《高規(guī)》規(guī)定，跨高比小于5時按連梁考慮，即連梁屬于深彎粱和深粱的范疇，其正截面承載力計算時，已不能按桿系考慮，也就是已不符合平截面假定，但許多分析軟件仍然把連梁按桿系計算，其計算偏差當然是很大了。

按“強墻弱梁”和“強剪弱彎”原則進行連梁設計時，雖然《高規(guī)》對連梁設計有具體要求，但這個“弱”要到什么程度，還是取決于設計者的理解和經(jīng)驗。

本工程核心筒外墻的連梁按《高規(guī)》要求進行設計，除連梁均配置了交叉暗撐外，對非底部加強部位剪力墻的邊緣構件也進行了加強處理，以滿足“多道抗震防線’和“強墻弱梁”的要求。

七、結束語

第4篇：超高層建筑結構設計要點范文

【關鍵字】高層建筑，結構，結構體系，抗震，經(jīng)濟

1高層建筑結構選型

結構選型對結構至關重要，他從總體上決定了一個結構的適用性，經(jīng)濟性，抗震性能等。

結構選型不單純是結構問題，而且一個綜合性的科學問題，其整個過程相對較為復雜，它所涉及的學科多、綜合性強，其選型受著很多因素的影響與制約，需要通過相關專業(yè)的工程師與專家進行不斷的溝通協(xié)調與密切配合來完成。在結構選型中，要考慮以下因素： （1）所選結構類型應對建筑的功能有較大的適應性；（2）工程造價和投資能力；（3）施工條件、技術條件和施工工期的要求；（4）建筑材料和能源的供應；（5）建筑的美學要求，包括建筑群及其與環(huán)境的配合；（6）建設場地的地形、地貌和自然災害的特點。

高層建筑結構體系按結構受力特點分有框架結構，異形柱結構，框架-剪力墻結構，筒體結構，混合結構以及鋼結構和混合結構。高層建筑按照結構材料不同也可以分為鋼筋混凝土結構，鋼結構，鋼-混凝土混合結構。不同結構體系適用于不同的建筑功能的要求。

一般來說鋼筋混凝土結構體系造價較低，取材豐富，耐久性和耐火性較好，維護費用低，可模性好，結構造型靈活，整體性能好；但是其自重大，構件占據(jù)面積大，抗裂性能差，延性較差，修復和補強比較困難，施工速度慢。而鋼結構體系具有強度高、構件截面小、抗震性能好；工廠化程度高，施工方便，建設周期短。鋼結構的缺點是結構材料較昂貴，造價較高，鋼材易于銹蝕，防火性能較差，設計施工技術也較復雜。鋼一混凝土混合結構將鋼構件和鋼筋混凝土構件兩者并用，互相取長補短，充分利用鋼構件具有的材料強度高、截面尺寸小、能提供較大跨度空間的優(yōu)點，同時利用鋼筋混凝土墻體或筒體具有的較大的抗側剛度和較高的抗震承載力。然而型鋼與混凝土連接問題一直是不容忽視的大問題。

總之，合理選擇結構方案：一個合理的設計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結構方案，也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確，傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系，地震區(qū)應力求平面和豎向規(guī)則。

2高層建筑結構設計要點與措施

2.1選用適當?shù)挠嬎愫唸D

結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的，計算簡圖選用不當則會導致結構設計師對結構安全的錯誤判斷，最終釀成工程事故，所以選擇適當?shù)挠嬎愫唸D是保證結構安全的重要條件。

2.2合理分析計算結果

目前結構設計中普遍采用計算機輔助結構設計軟件進行結構構件設計，但是由于目前軟件種類繁多，各個軟件適用假定條件和范圍不同，因而計算結果也會有差別，因此設計師應對程序的適用條件要求等進行全面深入了解。在計算機輔助設計時，由于程序的假定結構實際情況不相符合，或人工輸人有誤，或軟件本身有缺陷均會導致計算結果錯誤，因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析，慎重校核，做出合理判斷。

2.3.選擇合理的控制參數(shù)

在高層建筑結構設計中，有幾個需要特別注意控制參數(shù)，這幾個參數(shù)直接影響建筑結構的安全性，合理的調整控制參數(shù)，可以提高建筑結構的整體控制效率，增加建筑結構的合理性。特別注意以下幾個參數(shù)的控制：

（1）軸壓比：軸壓比的限制可以保證建筑結構的延性要求，通過增大墻、柱的截面，或者提高墻、柱混凝土強度等力法進行調整。

（2）層間位移角：合理結構的層間位移角，可以保證高層建筑結構的穩(wěn)定性，避免因出現(xiàn)過大位移影響使用，層間位移角的改善一般是通過加強豎向構件剛度的方法進行調整。

（3）周期比：建筑結構的抗扭剛度不能太弱，周期比可以通過改變結構布置進行調整。

（4）剪重比：限制各樓層的最小水平地震剪力，確保建筑結構的安全剪，重比可以通過加強豎向構件剛度的方法進行調整。

（5）剛度比：剛度比的規(guī)范主要是為了是建筑結構布置更有規(guī)則性，避免建筑結構沿豎向突變，形成薄弱層。加強下層墻、柱和梁的剛度，或適當削弱上部相關樓層墻、柱和梁的剛度可以調整剛度比。

2.4應特別注意的構造措施

結構設計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點原則”，注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度；考慮溫度應力的影響力。

2.5針對結構的復雜性的技術措施

對結構的結構，常見的技術措施有：1）選用相適應的結構抗側力體系；2）選擇合適的樓面結構以及轉換結構；3）加強端部構件，提高抗扭剛度，減少結構扭轉效應；4）進行抗震性能化設計，明確關鍵部位抗震設計性能化目標，必要時驗證其中震及大震下的抗震性能；5）加強技術分析和研究工作；6）采用高強混凝土材料、組合樓板、空心樓蓋等措施降低樓面自重；7）對關鍵樓層（如加強層、嵌固端）以及大洞口周圍進行必要的樓板加厚或配筋加強以提高整體性；8）采用鋼結構、鋼管混凝土結構、型鋼混凝土結構提高結構抗震性能及變形能力；9）合理的節(jié)點構造保證受力和施工的可實施性；10）抗震等級適當提高。

3高層建筑結構設計經(jīng)濟性

3.1結構經(jīng)濟性

（1）在高層建筑中，結構造價占超高層建筑投資比例較大。因此，在結構設計中應從概念設計出發(fā)，從體型、體系、材料和施工等多方而綜合考慮提高結構的經(jīng)濟性。

（2）安全、適用、經(jīng)濟是結構設計的三要素。影響結構造價的各因素相互影響、相互制約甚至需要相互妥協(xié)。結構工程師與建筑師應密切合作才能得到優(yōu)化的建筑體型、結構體系以及性價比最好的結構總體方案。

（3）高層項目都是個性化的創(chuàng)造，有其地域性和特殊性，其結構造價指標沒有統(tǒng)一標準，也不應有統(tǒng)一標準。但創(chuàng)新、精心、優(yōu)化的結構設計是降低超高層建筑結構造價的必然途徑。

3.2綜合經(jīng)濟性

判別結構所用材料的經(jīng)濟性，不能單獨地將鋼結構與混凝土結構的造價相比較，而必須考慮所有影響造價的因素。在超高層建筑的結構總造價中，結構材料直接費約占50%左右，另外50%為現(xiàn)場安裝所需人工費和設備費用。因此，在結構材料選用時，除了節(jié)省結構材料用量外，還應考慮結構材料的施工特點，價格（如鋼筋、鋼材的）波動以及是否適合當?shù)鼐唧w條件、材料供應情況、勞動力成本、技術與管理狀況。

結束語

結構體系選擇是建筑結構設計初始必須重視階段，需要與方案人員協(xié)商并對各種結構體系反復對比，從而選取合理的結構體系。結構設計中各個措施是保證結構安全的重要手段，也是結構設計師必須要嚴格運用的方法。高層建筑結構設計是個系統(tǒng)的，全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。設計人員要從一個個基本的構件算起，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其它專業(yè)來進行設計，在工作中應事無巨細，善于總結對比和反思工作中的經(jīng)驗和教訓。

【參考文獻】

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[3] 虞終軍， 丁潔民， 阮永輝， 王玲. 超高層建筑辦公樓面豎向振動舒適度分析[J].結構工程師，2012（1）：14-20.

[4] 黃銘楓. 基于風振性能的高層建筑抗風設計優(yōu)化[J].工程力學，2013（2）：240-246.

第5篇：超高層建筑結構設計要點范文

【摘要】為了確保高層建筑結構設計的安全和合理，必須提高高層建筑結構設計的水平。本文建筑設計論文主要分析了高層建筑結構設計的基本要求，說明了提高高層建筑結構設計水平的關注要點。關鍵詞：高層建筑；結構設計；要點

Abstract: In order to ensure the security and reasonable of the high-rise buildings structural design, we must improve the level of the high-rise buildings structural design. This article analyze the basic requirements of high-level building structures design, and illustrates the increased level of attention points of high-level design of building structures.Key words: high-rise buildings; structural design; points

中圖分類號：TU972 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）04-0020-0

前言高層建筑結構設計是針對高層建筑特性的建筑結構設計（Design of building stractures):在滿足安全、適用、耐久、經(jīng)濟和施工可行的要求下，按有關設計標準的規(guī)定，對建筑結構進行總體布置、技術經(jīng)濟分析、計算、構造和制圖工作，并尋求優(yōu)化的過程。當前，我國高層建筑特別是超高層建筑的發(fā)展非常迅速，其規(guī)模、形式日益豐富。高層建筑形式的這一變化使得結構形式也發(fā)生了很大的變化，為了確保高層建筑結構設計的安全和合理，必須提高高層建筑結構設計的水平。一、建筑結構設計包括的內(nèi)容建筑結構設計包括上部結構設計和基礎設計。 上部結構設計主要內(nèi)容及步驟：1.根據(jù)建筑設計來確定結構體系、確定結構主要材料；2.結構平面布置；3.初步選用材料類型、強度等級等，根據(jù)經(jīng)驗初步確定構件的截面尺寸；4.結構荷載計算及各種荷載作用下結構的內(nèi)力分析；5.荷載效應組合；6.構件的截面設計。此外還包括某必要些構造措施。需要依據(jù)結構專業(yè)相關規(guī)范、圖集等。 基礎設計：1，根據(jù)工程地質勘察報告、上部結構類型及上部結構傳來的荷載效應和當?shù)氐氖┕ぜ夹g水平及材料供應情況確定基礎的形式，材料強度等級，一般有淺基礎（如：獨立基礎、條形基礎等）和深基礎（如：樁基）；2，基礎底面積的確定及地基承載力驗算；3，基礎內(nèi)力計算及配筋計算。4，考慮必要的構造措施 結構設計的成果體現(xiàn)在繪制的結構施工圖上，該圖紙是結構工程師的語言，是直接面對施工現(xiàn)場及相關工程技術人員的，應該按照一定的規(guī)范繪制。二、高層建筑結構設計的基本要求1、基礎設計在設計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力, 必要時還應進行地基變形驗算?；A設計應有詳盡的地質勘察報告。一般情況下, 同一結構單元不宜采用兩種不同的類型。2、必須對工程的設計要求、地理環(huán)境、材料供應、施工條件等情況進行綜合分析, 并與建筑、水、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商, 在此基礎上進行結構選型, 確定結構方案, 必要時還應進行多方案比較,擇優(yōu)選用。3、選擇恰當?shù)挠嬎愫唸D是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節(jié)點不可能是純粹的剛結或鉸結點, 但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內(nèi)。 4、堅持“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉” 原則；注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度, 尤其是鋼筋的直線段錨固長度；考慮溫度應力的影響。 5、按均勻、對稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現(xiàn)以及正常使用極限狀態(tài)的驗算等等都需要概念設計作指導。三、提高高層建筑結構設計水平的關注要點 1、計算機在結構設計中只是輔助工具,只有真正理解結構概念的內(nèi)涵后,才能確定合理的參數(shù)取值和正確的判斷分析結果。設計人員不能過分依賴程序,將計算結果照抄照搬,要認真分析結構。工程設計中常用的軟件有TBSA、PKPM 等, 合理地根據(jù)結構特點選用分析模塊對提高設計質量和效率十分重要。T A T 是PKPM 系列中重要的功能模塊,其特點是可計算多塔、連體、錯層及底部不等高嵌固結構；可計算常用的各種形狀截面的鋼梁、鋼柱和支撐的鋼結構,鋼結構截面和支撐信息由P M C A D 建模生成。2、高層建筑的平面宜采用簡單、規(guī)則、對稱的形狀, 避免過于復雜的平面形式,大量震害的資料表明,高層建筑物平面布置不對稱、過多的外凸、內(nèi)凹等復雜形式都容易造成震害。在高層結構的抗震設計中,結構體系的選擇、布置、構造措施比軟件的計算結果是否精確，更能影響結構的安全,除了考慮結構安全因素外,還要綜合考慮建筑美觀、結構合理及便于施工和工程造價等多方面因素。在不對稱結構中,結構在凹凸拐角等處容易造成應力集中而遭到破壞,所以應盡量避免。而在完全對稱的結構中, 也應注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分較長,要在結構設計中采取相應的補救措施。結構的豎向布置要盡力做到剛度均勻且連續(xù),避免結構的剛度突變和出現(xiàn)軟弱層。剛度突變及軟弱層的出現(xiàn)往往是由于切斷剪力墻所致,如果在結構設計中必須要切斷少數(shù)剪力墻時,其他剪力墻在該切斷層處應給以加強。 3、對于樁基礎,樁的中心線宜與剪力墻中心線相重合,宜在剪力墻兩端及剪力墻與剪力墻相交處設樁,不宜在開洞的剪力墻處布樁。剪力墻下樁基承臺宜做成聯(lián)合承臺,不宜采用單獨承臺,聯(lián)合承臺可加強樁基承臺的整體性、減少基礎的不均勻沉降以及提高樁抗水平力的能力,聯(lián)合承臺可以按照反梁法計算內(nèi)力,按照梁的構造配筋。對于電梯井或框架筒體、筒中筒結構的筒體部分,可采用厚板或環(huán)形承臺,采用厚板承臺時可按筏板配筋。 4、高層建筑頂點位移限值的決定不僅是其數(shù)值大小而且還與其振動頻率的大小有關,一般來說,人對建筑振動頻率的大小感覺很強烈,而對振動幅度(絕對位移)的大小則不是很關心,所以只要結構擺動的頻率不太高時就可滿足人們的舒適度;對于防止結構由于變形過大而可能遭受損壞的層間相對位移,其限值在現(xiàn)行規(guī)范中偏于嚴格,可以放松其指標。而且由于各計算程序算法的差別,同一結構用不同的計算程序計算,其層間位移數(shù)值差異可能會很大,其中一個原因可能就是各個軟件對“層間位移”的定義不同所致,有的是指樓層形心位移,有的則認為是考慮樓層轉動后的最大角點位移,后者通常比前者要大,對于規(guī)則建筑來說,形心位移很有意義,而角點位移卻更能反映出結構樓層的真實位移,是結構工程師需要注意的。四、結束語綜上論文所述,高層建筑結構設計是一個長期、復雜甚至循環(huán)往復的過程, 任何在這個過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。在設計過程中要掌握以上要點, 才能提高高層建筑結構設計水平。

第6篇：超高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：高層建筑；結構；設計

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

引言

隨著我國現(xiàn)代化建設的日益深入，建筑行業(yè)的發(fā)展也在蒸蒸日上，在數(shù)量上越來越多的情況下，如何控制好質量的問題成為建筑行業(yè)甚為關注的問題。作為高層建筑施工中的重點工作，結構設計對整個建筑質量有著直接性的影響。如何控制好其設計質量、其主要內(nèi)容和涉及到的要點有哪些，下文筆者將結合自己多年來對高層建筑結構設計經(jīng)驗對這些問題做相關探討。

一、高層建筑結構設計的重要性

（一）、高層建筑與城市社會的發(fā)展息息相關

近年來，隨著我國城市化建設進程以及人口的持續(xù)增長導致城市的人口數(shù)量上升的非常快。城市居住、辦公等用地日益緊張，為了盡可能的減少城市土地的不必要浪費、更加充分的發(fā)揮出城市土地的利用率、最大程度緩解城市住房緊張等問題，高層建筑的需求增長十分迅速。而且建筑的高度、復雜性以及建設速度也都在不斷的上升。

（二）、高層建筑結構的復雜性

現(xiàn)如今，建筑的體形及其平立面的空間設置愈趨復雜、建筑難度以及成本投入日益增大。這就要求建筑物的結構性能要更加優(yōu)良，同時對建筑結構系統(tǒng)形式適應性方面也要求的更加嚴格。為了適應現(xiàn)如今社會愈趨多元化的發(fā)展趨勢，高層建筑的設計方案也向著多樣化復雜化的方向不斷發(fā)展。很多的高層建筑為了在最大程度上增大凈空高度，致使很多建筑本身以及施工過程當中出現(xiàn)了很多的問題以及矛盾。因此，提高對建筑結構系統(tǒng)形式的要求勢在必行。

二、高層建筑結構設計特點

（一）、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，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產(chǎn)生影響。

（二）、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)。

（三）、水平荷載成為決定性因素

建筑物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(shù)值，僅與建筑物高度成線性關系；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與建筑物高度的二次方成正比。

（四）、結構延性是重要設計指標

相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當?shù)拇胧瑏肀ＷC結構具有足夠的延性。

三、高層建筑結構設計的主要問題

（一）、建設的高度問題

目前我國對于高層建筑混凝土結構開始向超高層方向發(fā)展，對于高層建筑的高度，我國的根據(jù)當前我國的經(jīng)濟發(fā)展水平和施工技術水平進行了全面的規(guī)定，但在實際設計中出現(xiàn)許多超高度的情況。國家并不提倡超過高度限制的高層建筑，因為在高度不斷升高的情況下，對建筑整體的抗震性能會帶來一定的影響，一旦發(fā)生地震，對超高層建筑具有較大的危害性。特別是在建筑不斷升高的情況下，建筑會有更多的質變發(fā)生，使建筑本身各項性能受到較大的影響，不利于建筑的安全性。

（二）、扭轉的問題

在結構設計時，建筑結構的三心（幾何形心、剛度中心、結構重心）要盡可能的匯集在一點上。所謂的結構扭轉問題，就是結構設計時三心沒有做到合一，使水平荷載下結構產(chǎn)生扭轉振動效應。為了避免建筑發(fā)生扭轉破壞，在結構設計時應該選擇的合理的形式及平面布局，盡量做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑的質量分布是其扭轉作用大小的決定性因素。建筑的平面應該盡量設計成方形、矩形、圓形或正多邊形等簡單的平面形式。很多情況下高層建筑由于各種因素干擾，不可能全部采用相對簡單的平面形式，當需要采用較為復雜的平面形式時，需要控制好凸出部分的厚度與寬度比值，保證其在允許范圍內(nèi)。

（三）、水平荷載問題

垂直荷載、風力產(chǎn)生的水平荷載、地震抵抗力等都是在建筑工程施工的過程中能夠影響到建筑質量的因素。水平荷載是建筑結構設計的主要控制因素，其對建筑質量發(fā)揮著決定性的作用。建筑結構設計人員需要分析水平荷載的方向和大小，預防、控制水平荷載可能會導致的高層建筑結構問題，加強對建筑結構的強化效果，從而減少水平荷載導致的建筑結構問題。

（四）、抗震及連梁問題

在進行高層建筑抗震設計的過程之中，一般情況下，高層建筑不使用單純的框架結構體系，而是會選取框架一剪力墻、剪力墻、筒體結構等來實現(xiàn)對自身結構的加固，提高其抗震性能。這以上方法可以有效地提高對地震的抵抗效果，從而提高建筑結構的經(jīng)濟性。在框架－剪力墻結構中，設計人員可以降低連梁的剛度，折減剛度系數(shù)。如果在折減之后，建筑結構仍然無法滿足設計的需要和設計要求，設計人員可以適當內(nèi)調幅連梁，然而在實際調幅的過程中，還要保證調幅力度應低于20個百分點。

（五）、結構的剛度問題

在對高層建筑剛度設計時，由于設計人員理念的不同，所以在設計上也存在一定的差異，這就導致結構在設計過程中存在著較大的經(jīng)濟指標差異。高層建筑的抗震性能受其抗側移剛度影響較大，在土地較好巖基埋深較淺的地區(qū)，基礎多以樁基為主，這樣整體建筑的持力層就會落在微化的巖層當中，地基具有較好的穩(wěn)定性和強度，這種情況下在對抗需剛度進行設計時就可以稍微低一些，其控制標準可以以結構極限變形能力為主。在進行結構剛度設計時，確保其在符合變形限值的情況下，結構剛度盡可能設計得要小，這樣對于抗震性和減少共振的發(fā)生具有極其重要的作用。

（六）、結構總體布置問題

高層建筑結構的總體布置主要包括對高層建筑的高度、平面、立面和體型等方面進行選擇，確保總體布置能夠完全滿足建筑、施工和結構的具體要求。同時還要對建筑使用功能進行充分的考慮，確保各項服務設施、開間、進深、層數(shù)、層高以及平面關系和體型等都能夠滿足使用功能的需求。對于使用過程中的便利性、經(jīng)濟和美學需求也要進行考慮。另外還要確保后期的維護費用具有較好的經(jīng)濟性。在選擇先進的施工技術，提高工業(yè)化程序，有效地實現(xiàn)對工程造價的控制。高層建筑結構設計與其他工程存在著很大的不同，所以需要將結構體系進行確定，確定了結構體系后，則需要將總體布置與建筑設計有效地進行結合，確保高層建筑的造型和傳力路線具有合理性。

結束語

因為高層建筑的結構體系將會對建筑物本身的抗震能力產(chǎn)生直接的影響，因此在進行建筑物結構設計的時候一定要注意以下幾點要求。第一，所選擇的建筑結構模型一定要具備一定的承載能力、剛度以及必要的變形能力。最大程度上避免因為建筑結構局部的破壞致使整個建筑結構的坍塌。第二，建筑結構的豎向布置以及水平布置要將承載能力進行合理的分布，避免因為建筑結構局部位置的突變和扭轉形成建筑的薄弱部位，這里最好要設計多道的抗震防線。

參考文獻

第7篇：超高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：結構設計；設計要點；工程案例

引言

因為科技的發(fā)展導致建筑技術的進步，建筑工程面臨著越來越高的要求。好的建筑結構設計的方案不但要經(jīng)濟性、可行性、合理性等特點，而且要有相當?shù)睦碚摷夹g作為基礎。經(jīng)濟高速發(fā)展的幾年，我國城市涌現(xiàn)出越來越多的高層和超高層建筑，隨著數(shù)量的加大，一系列的設計弊端和問題在結構設計中也體現(xiàn)出來，設計人員必須在事件中不斷的積累經(jīng)驗、總結經(jīng)驗，豐富自己的專業(yè)知識和設計創(chuàng)新，才會在未來的城市建筑結構設計中體現(xiàn)設計的核心價值。

一、 現(xiàn)代建筑結構設計的要點分析

1. 軸向變形是現(xiàn)代高層建筑在結構設計中須要考慮的設計要素。有些情況下可能會由于數(shù)值較大的豎向荷載，在柱中可能引起一定程度軸向變形，引起連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小越來越明顯，會產(chǎn)生影響預制構件下料的長度，設計人員要依據(jù)軸向變形的實際計算值，合理調整下料長度，而達到不影響連續(xù)梁彎矩的目的。

2. 現(xiàn)代建筑結構設計中水平荷載是一項必須重視的因素，建筑結構設計的過程中，樓面使用荷載和建筑物的自重等豎向荷載，將在豎向構件中引起與建筑物高度一次方成正比例的一定數(shù)值的軸力與彎矩，而水平荷載對于建筑結構產(chǎn)生的傾覆力矩及其在豎構件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風荷載等水平荷載的數(shù)值則會隨著建筑結構動力特性的不同，而會出現(xiàn)很大幅度的變化，在建筑結構設計過程中，這種情況經(jīng)常出現(xiàn)，這是必須在設計工作中進行詳細計算與周密分析的原因所在。

3. 設計工作還有一項重要的控制指標――側移，必須將水平荷載作用下的建筑結構側移控制在一定的限度之內(nèi)，側移在高層建筑結構設計中已經(jīng)成為重要的控制指標，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結構的側移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。

4. 設計工作還有另一項重要指標―結構延性，相比較于小高層、多層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結構會相對更加柔一些，在相同的地震作用下變形更大些。在結構設計中必須采取相應的工藝與技術措施，以保證建筑結構具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結構進入塑性變形階段后，依然會具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發(fā)生其他的危險。

二、 建筑結構設計工程案例

本論文以某高層住宅建筑工程項目為例，需要指出建筑結構設計的基本流程與注意事項如下：這個建筑工程項目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20 層，地下1 層，建筑總高度78.3 m，建筑總面積約25萬m2。建筑結構的長寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。項目所在地地形平坦，表層土以人工填土為主，土層在垂直與水平方向有著穩(wěn)定的分布，基礎一般在第四紀沉積土層的以下部分。結構為二級安全等級，抗震設防重要性為丙類，基本風壓0.45kN/m2，抗震設防烈度為9 度。

1. 主體結構設計

這個項目主體結構采用框架―剪力墻結構體系。其中框架的抗震等級為二級，剪力墻的抗震等級為一級。建筑物中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側力構件，在筒體周圍結合建筑物的實際使用功能合理設置框架柱。地下室頂板作為結構嵌固端，其板厚設計為180mm，板配筋為雙層雙向形式滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y 向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。

2. 基礎設計

依據(jù)本工程所在地的地質勘察報告提供的地基承載力計算，確定本工程X 向基礎梁的尺寸為900×1800，Y 向基礎梁的尺寸為1000×2000 或1800×2000。由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響，設計采用梁板式筏形基礎，筒體四周的板厚為1.5m，其他部位板厚為1.0m。局部可能主梁不能正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大。基礎結構設計過程中，要特別重視各類技術資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，計算采用彈性地基梁、板和有限元梁、板的設計軟件，確保計算結果真實性與可靠性。

3. 框支層設計

（1）框支墻結構設計

本工程結構設計中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結構延性，在設計中合理控制墻肢軸壓比，其比值應控制在0.5 以內(nèi)。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm 。底部加強區(qū)域的剪力墻設計中，應按照相關規(guī)范與技術要求設置相應的約束邊緣構件，其縱筋配筋率應控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時，在本工程長厚比

（2）框支柱設計

本工程框支柱的抗震等級為二級，框支柱的剪力設計中，設計值按照柱實配縱筋進行計算，還應控制剪壓比在0.15 以內(nèi)，剪力設計值應乘以放大系數(shù)1.1。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應

（3）箱形轉換層樓板設計

本工程結構設計中，箱形轉換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結構設計中，采用專業(yè)的ANSYS 有限元軟件對箱體上下層板的內(nèi)力進行分析與計算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉換層樓板設計中，樓板裂縫≤0.2mm，雙層雙向通長配筋。箱體上層板的最大壓應力控制在1.2MPa 以內(nèi)，箱體下層板的最大拉應力應控制在2.0MPa 以內(nèi)。

三、 結語

由上述可以得出，對于設計中常見的效率與質量的問題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素在建筑結構設計工作中的影響與作用。應及時引入先進的設計理念和方法，從而使得建筑結構設計中更多的應用新工藝、新技術和新材料，從而達到有效提高建筑結構設計整體品質的目的，有利于項目建設工作的順利進行。

參考文獻

第8篇：超高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：高層建筑結構設計 分析

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：

1我國的高層結構建筑的發(fā)展

1.1 鋼材的國產(chǎn)化 國內(nèi)鋼鐵企業(yè)根據(jù)我國高層建筑鋼結構設計標準的要求，制訂我國第一部高層建筑鋼結構的鋼材標準《高層建筑結構用鋼板》(YB 4104-2000)，比目前仍在實施的《低合金高強度結構鋼》(GB/ T1591-94)又前進了一步，其性能指標優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。

1.2 鋼結構設計國產(chǎn)化 國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)等有關高層建筑最大高度和最大高寬比的規(guī)定，在一般情況下，應遵守規(guī)范的規(guī)定，否則應進行專項論證或試驗研究。建設部第111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規(guī)定》和建質[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》，對加強高層建筑鋼結構設計質量控制意義重大，具有可操作性。

1.3 高層及超高層結構體系 對于高層建筑的劃分，建筑設計規(guī)范、建筑抗震設計規(guī)范、建筑防火設計規(guī)范沒有一個統(tǒng)一規(guī)定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過100m為超高層建筑。

對于結構設計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結構體系，一般分為六大類：框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。

2高層建筑結構設計分析

2.1高層建筑結構受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設想。

2.2高層建筑結構設計中的扭轉問題

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發(fā)生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態(tài)。

2.3高層建筑結構分析的基本假定

2.3.1彈性假定。目前工程上實用的高層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下,結構通常處于彈性工作階段,這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是在遭受地震或強臺風作用時,往往會產(chǎn)生較大的位移,進入到彈塑性工作階段。此時仍按彈性方法計算內(nèi)力和位移時不能反映結構的真實工作狀態(tài)的,應按彈塑性動力分析方法進行設計。

2.3.2小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對幾何非線性問題(P-Δ效應)進行了一些研究。一般認為,當頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H > 1/500時, P-Δ效應的影響就不能忽視了。

2.3.3剛性樓板假定。許多高層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大,而平面外的剛度則忽略不計。一般來說,對框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是,對于豎向剛度有突變的結構,樓板剛度較小,主要抗側力構件間距過大或是層數(shù)較少等情況,樓板變形的影響較大。特別是對結構底部和頂部各層內(nèi)力和位移的影響更為明顯?？蓪⑦@些樓層的剪力作適當調整來考慮這種影響。

2.3.4計算圖形的假定。高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形有三種:①一維協(xié)同分析。②二維協(xié)同分析。③三維空間分析。三維空間分析的普通桿單元每一節(jié)點有6個自由度,按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點還應考慮截面翹曲,有7個自由度。

2.4高層建筑結構靜力分析方法

2.4.1框架-剪力墻結構。框架-剪力墻結構內(nèi)力與位移計算的方法很多,由于采用的未知量和考慮因素的不同,各種方法解答的具體形式亦不相同?？蚣?剪力墻的機算方法,通常是將結構轉化為等效壁式框架,采用桿系結構矩陣位移法求解。

2.4.2剪力墻結構。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。不同類型的剪力墻,其截面應力分布也不同,計算內(nèi)力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確,而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多,機時耗費較大,目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。

2.4.3筒體結構。筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類:等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。

等效連續(xù)化方法是將結構中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。一種是只作幾何分布上的連續(xù)化,以便用連續(xù)函數(shù)描述其內(nèi)力;另一種是作幾何和物理上的連續(xù)處理,將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板,以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。具體應用有連續(xù)化微分方程解法、框筒近似解法、擬殼法、能量法、有限單元法、有限條法等。

等效離散化方法是將連續(xù)的墻體離散為等效的桿件,以便應用適合桿系結構的方法來分析。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子結構法等。具體應用包括等代角柱法、展開平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子結構法。

比等效連續(xù)化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結構來分析筒體結構體系,其中應用最廣的是空間桿-薄壁桿系矩陣位移法。這種方法將高層結構體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結構,這是目前工程上采用最多的計算模型。

3 結語

高層建筑目前在我們的城市建設當中所占的比例是越來越大，而建筑結構設計方面的變化也越來越多，很多新興的結構設計方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設中。建筑類型與功能越來越復雜，高層建筑的數(shù)量口漸增多，高層建筑的結構體系也是越來越多樣化，高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。面對如此形勢，應該把高層建筑的結構設計放在首位加以研究。

參考文獻：

[1]梅洪元，付本臣．中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[R]．高層建筑與智能建筑國際學術研討會，2002.

第9篇：超高層建筑結構設計要點范文

關鍵詞：超高層；建筑施工技術；管理問題

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A

引言:技術管理的基本工作包括施工技術準備工作、施工過程中的技術工作和技術開發(fā)與更新改造工作。施工技術準備工作能夠提高技術工作對施工生產(chǎn)的指導作用,保證施工正常的技術秩序。施工過程中的技術工作對于保證施工生產(chǎn)的順利進行和工程質量的控制能起重要作用。

1.超高層建筑的發(fā)展及基本特點

隨著現(xiàn)代施工技術的應用，超高層建筑已由最初的框架結構向框- 剪、框-筒、剪力墻、框架等結構形式演變，單一鋼筋混凝土結構也擴展為包括鋼結構、鋼- 混凝土組合結構在內(nèi)的多元化建筑形式，并逐步向“更高、更大、更深、更復雜、更齊全”的發(fā)展方向邁進。由于超高層建筑與普通建筑施工應用技術的差異，其施工特點主要表現(xiàn)為以下幾點：一是投資大，工期長，資金壓力重；

二是高度大與獨特的建筑造型效果，增加了結構施工難度；三是基礎埋置深，混凝土基礎底板和裂縫制約施工要求高；四是作業(yè)空間狹小，對作業(yè)時間、空間增加了組織難度；五是多處于繁華地段，交通、環(huán)保、場地等因素給施工平面布置帶來較大困難。

2. 超高層建筑施工技術的優(yōu)化

隨著超高層建筑工程規(guī)模擴大、建筑結構日趨復雜，超高層建筑施工技術也隨施工難度與施工環(huán)節(jié)的變化不斷革新，其施工技術路線優(yōu)化主要包括以下幾方面：

2.1以主樓施工為重點：突出工期保證措施，通過統(tǒng)籌規(guī)劃盡量提前主樓施工，盡可能地縮短資金回收周期；

2.2以建筑安全和穩(wěn)定性為核心：結合超高層建筑作業(yè)環(huán)境和特點，著力于優(yōu)化基礎和結構施工工藝，為縮短工程總工期創(chuàng)造條件；

2.3以高效的垂直運輸體系為支撐：針對垂直發(fā)展建筑物高空作業(yè)環(huán)境差、作業(yè)面狹窄、施工進度緊等特點，盡可能地應用科技進步成果以提高機械化設備尤其是垂直運輸體系的施工效率；

2.4強化總承包管理，重點提升施工作業(yè)空間和時間的利用效率：結合超高層建筑逐層施工的作業(yè)面特點，有序組織各樓層空間施工，實現(xiàn)建筑施工空間的立體流水作業(yè)，使各工種、工序緊密銜接，盡可能地削弱作業(yè)面狹窄對建設工期產(chǎn)生的負面影響。

3.超高層建筑施工技術路線

超高層建筑施工前必須首先深人分析工程特點，明確項目的施工技術要點，然后制定針對性的施工技術路線:突出主樓、流水作業(yè)、機械化施工、總承包管理。

3.1突出主樓

超高層建筑的顯著特點是: 投資大、工期長、工期成本高。因此業(yè)主非常關心項目建設的工期，工期長短在業(yè)主心中占據(jù)非常重要的地位。因此必須突出工期保證措施，采取有力措施縮短工期。在整個工程中，主樓的工期無疑起著控制作用，縮短工期關鍵是縮短主樓的工期，盡量將主樓的施工提前進行?？s短工期難免增加投人，因此要統(tǒng)籌規(guī)劃，提高效益?？s短建設工期應貫穿于項目建設的整個過程中，但是無疑縮短工期應重在施工前期。施工前期以結構施工為主，牽涉面小，投人少，縮短工期相對影響面比較小，成本比較低。因

此在施工組織中必須突出主樓，將主樓施工擺在突出位置，即使這樣做會增加部分直接成本也在所不惜。

3.2流水作業(yè)

超高層建筑施工作業(yè)面狹小，必須自下而上逐層施工，這是其不利一面，但是它也具有一定的優(yōu)點，即可以利用垂直向上的特點，充分利用每一個樓層空間，通過有序組織，使各工種緊密銜接，實現(xiàn)空間立體流水作業(yè)。這樣可以大大加快施工速度，縮短建設工期。

3.3機械化施工

超高層建筑施工作業(yè)面狹小、高空作業(yè)條件差，施工進度要求高，因此必須有效利用當今科技進步成果，采用機械化施工。采用機械化施工可以減少現(xiàn)場作業(yè)量，特別是高空作業(yè)量。這樣一方面可以加快施工速度，縮短施工工期；另一方面可以充分發(fā)揮工廠預制的積極作用，提高施工質量。

3.4總承包管理

超高層建筑功能多，系統(tǒng)復雜，參與承建的單位多且來自五湖四海，只有強化總承包管理才能將他們有序組織起來，實現(xiàn)對工程質量、工期、安全等的全面管理和控制，確保業(yè)主的項目建設目標順利實現(xiàn)。在超高層建筑施工中，總承包管理發(fā)揮了極其重要的作用，特

別是進人施工中后期，各個分包隊伍都進入施工狀態(tài)，各種矛盾都陸續(xù)暴露，需要總承包及時協(xié)調解決，協(xié)調工作量非常巨大，因此必須強化總承包管理，加強對施工過程的控制，確保施工順利進行。

4.超高層建筑工程質量存在的問題分析

質量是建筑的生命，也是建筑企業(yè)的生命，質量重于泰山。各級建設主體單位要牢固樹立安全.質量第一的思想，把提高工程質量作為今后建設系統(tǒng)工作的重中之重。我國建筑業(yè)以其巨大的推動力帶動著相關行業(yè)的發(fā)展。然而建筑業(yè)的發(fā)展也存在著嚴重的質量問題：血的教訓.一樁樁.一件件性質惡劣.損失巨大的建筑工程質量事故屢屢出現(xiàn)。

4.1違背建設程序。如不經(jīng)可行性認證，不作調查分析就拍板定案；沒有搞清楚工程地質.水文地質就倉促開工；無證設計.無施工詳圖，任意設計，不按圖紙方程式；工程竣工不進行試車運轉，不經(jīng)驗收就交付使用等盲干，致使不少超高層工程項目留有嚴重降患。

4.2設計計算問題。設計考慮不全面，結構不合理，計算簡圖不正確，計算荷載取值過小，內(nèi)力分析有誤，沉降縫及伸縮縫設置不當懸挑結構未進行搞傾扭驗算等，都是誘發(fā)質量問題的隱患。

4.3工程地質勘察原因。未認真進行地質勘察，提供地質資料.數(shù)據(jù)有誤；地質勘察時，鉆孔間距太大，不能全面反映土地基地實際情況，如當基巖地面起伏變化較大時，土層厚薄相關亦甚大，地質勘察鉆孔深度不夠，沒有查清地下軟土層.滑坡.墓穴.孔洞等地層構造；地質勘察報告不詳細.不準確等，均會導致采用錯誤的基礎方案，造成地基不均勻沉降.失穩(wěn)，使上部結構及墻體開裂.破壞.倒塌。

4.4未加固處理好地基。對軟土.充填土.雜填土.濕陷性黃土.膨脹土.巖層出露.溶巖.土洞等不均勻地基未進行加固處理或處理不當，均是導致重大質量事故的原因。必須根據(jù)不同地基的工程特征，按照地基處理應與上部結構相結合，從地基處理.設計措施.結構措施.防水措施.施工措施等方面綜合考慮治理。

4.5自然條件影響。施工項目周期長.露天作業(yè)多，受自然條件影響大，溫度.溫度.日照.雷電.供水.大風.暴雨等都能造成重大的質量事故，施工中應特別重視，采取有效措施予以預防。

4.6建筑結構使用問題。建筑物受力不當，亦易造成質量問題。如不經(jīng)校核.驗算，就在原有建筑物上任意加層；使用荷載超過原設計的容許荷載；任意開槽.打洞.削弱承重結構的截面等。

4.7建筑材料成品及半成品不合格。如：鋼筋的力學性能不符合標準，水泥受潮.過期.結塊.安定性不良，砂石級配不合理.有害物含量過多，混凝土配合比不準，外加劑性能.摻量不符合要求時，均會影響混凝土強度.和易性.密實性.抗?jié)B性，導致混凝土結構強度不足.裂縫.滲漏.蜂窩.露筋等質量問題；預制構件斷面尺寸不準，支承錨固長度不足，未可靠建立預應力值，鋼筋漏放.錯位，板面開裂等，必然會出現(xiàn)斷裂.垮塌。施工和管理問題。工程質量問題時常由施工和管理不當造成。例如圖紙不熟悉，盲目施工，未經(jīng)圖紙會審，倉促施工或不按圖施工。不按有關規(guī)范及規(guī)定施工。

6.結語

超高層建筑施工項目的成功管理不僅對項目.對企業(yè)有良好經(jīng)濟效益，對國家也會產(chǎn)生良好的社會效益。成功的施工管理，能促進超高層建筑和企業(yè)的發(fā)展，能推動建筑市場不斷前進。開拓創(chuàng)新，總結經(jīng)驗，在超高層建筑的實踐中不斷摸索。最終創(chuàng)造出一條超高層建筑施工項目管理的成功之路。

參考文獻: