高层建筑结构设计规程范例

高层建筑结构设计规程范文1

关键词：结构设计 安全性

中图分类号：TU208文献标识码： A

随着经济的快速发展，城市用地日趋紧张，这使得高层建筑成为了目前阶段建筑设计的主要形式。高层建筑的广泛出现，既节约了建筑的占地面积，增加了使用空间，又丰富了城市的景观。但高层建筑美化城市的同时，也给建筑设计师们在安全设计性方面提供了诸多挑战。其中，结构安全设计就是一个十分重要的部分。

建筑是整个建筑的精髓，是整个建筑工程的骨骼，因此对于建筑结构的设计至关重要。其合理的设计是保证建筑质量及安全性的重要方法。高层建筑的结构特点是需同时承受水平和竖向的荷载或间接作用。低层建筑结构通常以抵抗竖向荷载为主，水平荷载和作用的影响较小。如风荷载和地震作用，它们所产生的内力和位移较小，一般可以忽略。因此在低层建筑结构中，竖向荷载往往就是设计的控制因素。但在高层建筑结构中，较大的建筑高度造成了完全不同的受力情况，水平荷载和作用不仅是主要荷载的一种，跟竖向荷载共同起作用，而且往往还成为设计中的控制因素。因此，在水平荷载作用下，若高层建筑结构的抵抗侧向变形能力或侧向刚度不足，将会产生过大的侧向变形，不仅使人产生不舒服的感觉，而且会使结构在竖向荷载作用下产生附加内力，会使填充墙、建筑装修和电梯轨道等服务设施出现裂缝、变形，甚至会导致结构性的损伤或裂缝，从而危及结构的正常使用和耐久性。因此设计高层建筑结构时，不仅要求结构有足够的强度，而且要求结构有合理的刚度，使水平荷载所产生的侧向变形在规定的范围内。同时，有抗震设防要求的高层建筑还应具有良好的抗震性能，使结构在可能的强震作用下当构件进入屈服阶段后，仍具有良好的塑性变形能力，即具有良好的延性性能。综合高层建筑的上述受力特点可知，与低层结构不同，高层建筑结构在强度、刚度和延性三方面要满足更多的设计要求。抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键。

高层建筑结构设计规程范文2

【关键词】高层建筑；结构设计；实际；解析

近段时间以来，全新的设计理念、规章陆续涌现；因为新旧规章不尽相同，并且工程设计中的一部分特别的难题，设计工作遇到了一定的阻碍。在高层建筑结构设计工作中时常会产生一些错漏。为了规避在高层结构设计流程中的这部分错漏，笔者依照自身的经验，用高层住宅建筑结构设计实例，来阐述高层住宅建筑结构设计理念以及对应措施。希望通过一些列的阐述，能够加强高层建筑的抗震强度以及安全程度，让高层建筑工程能够完满竣工。

一、 建筑大致情况

某社区高层建筑处于某市某镇，地上18层，地下1层，地面以上的机构高位55.25米，占地面积3000平方米，总建筑面积12600平方米。抗地震强度能够达到7度，场地类别是Ⅱ类，规划地震分组是第一组。地下室被设计成停车场，平战结合，根据五级人防规划。

二、 结构布设

下图是该项工程的标准结构平面图：

图1 标准层结构平面图

如上图，剪力墙抗地震等级是2级，建筑高度与宽度之比是H/B为2，长度与宽度之比是L/B为1.2，两翼突起长度与结构整体长度是l/Bmax为0.3，突起结构的长度与宽度之比是l/b为1.13，以上结构都符合《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中的有关规定。

然而在F轴的位置，楼板的有效宽与典型宽的比值是40%，不符合规程中不能超过50%的规定，是平面不规则构造。

地下室B-C轴的方位是停车场主干道，依照规程这块区域不能布设剪力墙，让结构刚度中心偏离刚心，这就必然会减弱整体结构的抗扭转特性。这个机构平面是细腰工字平面，其腰部位置应力汇集，又由于设计师在该部位布设了电梯井道以及消防楼道，开洞繁多，减弱了楼板刚度，也会减弱抵御强震的效果，是结构设计中应权衡到的问题。

透过对几类相异结构布设计划的试运算以及比对，通过调节剪力墙的方位以及数目若干次，最后明确使用全现浇框架―剪力墙结构（见图1）。剪力墙厚度极小值是250毫米，底端框架柱截面的最大值是500×700，加强层竖向抗侧力使用C35混凝土。

三、 运算解析

应用我国建筑设计研究院编写的SATWE以及TAT程序实施运算，基础数据是：防地震强度是7级，工程抗震类别是丙类，Ⅱ类场地土，基础风压为0.6，框架以及剪力墙抗震强度等级是三级以及二级，换算权衡到扭转耦联、虚拟施工加载，选取18个振型，其换算成果以及各类数据有参考价值。

（一） 侧向刚度运算法则的挑选

有关侧向刚度的运算，我国的相关技术规章倡导下面的模式：

1. 剪切刚度法

就是说GKi=GiAi/Hi；

2. 剪弯刚度法

就是说Ki=i/Hi；

3. 抗震条例中倡导运用的法则

就是说Ki=Vi/w

之中，第一类模式通常用在底端大开间构造；在运算高位转换这种长细墙构造的时候，侧向刚度通常使用第二类模式，以映射弯曲变形的左右程度，这两类模式显然并不能用在笔者所列举的工程实例中，唯有第三类模式方可准确映射其结构的特征，所以笔者选用这类模式来进行换算。SATWE程序的侧向刚度换算也能够较为有效地进行。

（二） 嵌固端挑选的科学性解析

地下室是用来停放车辆的，权衡到人防平战的因素，范围广并且隔断少，它的顶板是否可以迎合嵌固端的需求，还要以运算来佐证。《高层民用建筑设计防火规范》中明文指出：“当地下室顶板被用于嵌固的时候，地下室结构的侧向刚度大于等于邻近上端构造楼层的侧向刚度的2倍。”举例工程依照嵌固端在地下室底板位置的运算结果，把回填土的相对刚度赋值成零，因此换算出的成果显示：X方位的侧向刚度/上端楼层侧向刚度=10.7、Y方位的侧向刚度/上端楼层侧向刚度=3.9，符合建筑规程规定；所以，嵌固端挑选在地下空间的顶板位置是最为适宜的。

（三） 结构自振周期

依照经验算式推算，T1=（0.08-0.12）N=1.44-2.16秒，能够得出该结构的自振周期能够被控制在经验值范畴内，扭转周期以及平动周期T1/T1=0.887，比0.900小。X、Y两个方位的周期偏差不大，能够得出X、Y刚度比较趋近。

（四） 平面扭转不规则

SATWE以及TAT的运算显示：层间位移转角的极大值都符合规程规定，该结构在地震以及风荷载的影响下都能够符合规程规定。这项工程位移最大值/楼层平均位移=1.39，虽然符合建筑规程（GB5001-2001）的规定，然而却越过了规则扭转1.2倍的极限，显示这项工程有着平面扭转不规则性。

（五） 竖向刚度规则

楼层侧向刚度要大于等于邻近的上层抑或邻近的三层的70%，没有楼层承载力突变的情况，依照换算成果，相连楼层间的剪应力没有显著起伏。

（六） 基地剪重系数符合规程（GB5001-2001）的强制性条令的需求。

（七）在基本振型地震影响下，框架剪力墙结构中的框架承载的地震倾覆力矩比结构总地震倾覆力矩小一半。

（八）剪重系数和周期关系的科学性比对

g=Fek/Ge=0.85а1=0.85（Tg/T）0.9аmax=0.016

和换算值大致相等，表示电算成果是具备比较价值的。

四、 概念设计以及构建举措

在高层建筑结构设计中，除开强度以及安全特性外，最重要的就是概念设计与构建举措的使用。笔者所列举的工程显示了“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱”的设计理念，对其抵抗地震强度提出了几项强化举措：

。

（二）这项工程腰的位置是最为脆弱的位置，笔者将区域楼板设计成弹性楼板，使用总刚法运算。为强化楼板传送水平力的功能，把楼板加厚到150毫米，并提升它的配筋率到0.25%，使用双层双向通长配筋。

（三）地下室顶板除开有预防爆炸的作用以外，还必须当成上端构造的嵌固端，而且从结构上应满足嵌固端对其的需求。顶板规划成厚是300毫米，使用C35混凝土双层双向配筋，每一个楼层或每一个方向配筋都超越了0.3%。地下室柱的实际配筋面积比第一层对应柱每个侧向纵筋大1.1倍。

结束语：

因为建筑功能的需求，让这项工程的剪力墙布设受到了，有着平面扭转不规则的情况；这从另外的视角说明：“匀称、分离、对称、周边”的引导方略在高层建筑住宅结构设计中的关键性。透过这类工程结构的设计，能够让建筑的抗震特性以及安全特性提升。结构的周期、位移、转换层的刚度数据与既定规则相符合；并且对未来的高层住宅建筑的结构设计有着实际参考价值以及借鉴作用。

参考文献：

[1] 陈文柱.剪力墙结构设计在高层建筑结构设计中的研究运用[J].建材与装饰，2014，（12）：13-14.

[2] 赵文军.剪力墙结构设计以及其在高层建筑结构设计中的应用探讨[J].城市建筑，2014，（21）：82-82.

[3] 张凯.简析高层建筑混凝土结构设计的原则及其注意事项[J].房地产导刊，2015，（11）：131-131.

高层建筑结构设计规程范文3

关键词：高层建筑；结构设计；计算简图

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，高层建筑在城市化建筑中的比例也越来越大。随着对高层建筑使用功能要求的日益严格，高层建筑的高度不断增加，建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量日渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，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。

1 高层建筑结构设计的原则

1.1选用适当的计算简图

结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

1.2 选择合适的基础方案

基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。

1.3 合理选择结构方案

一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系[1]。结构体系应受力明确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总而言之，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析，并与建筑、电、水、暖等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。

1.4 正确分析计算结果

在结构设计中普遍采用计算机技术，但是由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、 条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时，由于结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。

1.5 采取相应的构造措施

结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的执行段锚固长度；考虑温度应力的影响[2]。此外，还要注意按对称、均匀、规整原则考虑平面和立面的布置；综合考虑抗震的多道防线；尽量避免薄弱层的出现；正常使用极限状态的验算都需要概念设计做指导。

2 高层建筑结构设计的特点

2.1轴向变形不容忽视

高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

2.2 结构延性是重要设计指标

相对于底层建筑而言，高层建筑的结构更柔和一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力, 避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

2.3 水平荷载成为决定因素

一方面，因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；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，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

3 高层建筑结构的相关问题分析

3.1 结构的超高问题

在抗震规范和高规范中，对结构的总高度有着严格的，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的高度设定为A级高度以为，增加了B级高度，处理措施与设计方法都有较大改变[3]。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

3.2 短肢剪力墙的设置问题

在新规范中，对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的，因此，在高层建筑设计中， 结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

3.3 嵌固端的设置问题

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上， 结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如: 嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

3.4 结构的规则性问题

新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的条件，例如: 平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

4 结语

近些年来，我国的高层建筑建设发展迅速。但从设计质量方面来看，并不理想。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析，运用掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。

参考文献

[1] 梅洪元, 付本臣.中国高层建筑创作理论发展研究[R].高层建筑与智能建筑国际学术研讨会, 2002.

高层建筑结构设计规程范文4

目前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也是越来越多样化，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。本文结合了现代高层建筑结构设计的特点和发展趋势，分析了在高层建筑中，结构设计时应该注意的事项，如高层建筑的基础设计、高层建筑结构设计中的扭转问题、高层建筑结构设计中的振动周期和移动问题等。

[关键词]高层建筑 结构设计注意事项

[引言]

高层建筑是相对于多层建筑而言的，评判一栋建筑是否为高层建筑通常以建筑的高度和层数作为两个主要指标。多少层数以上或多少高度以上的建筑为高层建筑，全世界至今还没有一个统一的划分标准。在不同国家和各国家的不同时期，其规定也有差异，这与一个国家当时的社会经济发展水平是密切相关的。如美国规定高度为22-25m或7层以上的建筑为高层建筑；应该规定高度为24.3m以上的建筑为高层建筑；而日本则规定8层以上或高度超过31m的建筑为高层建筑。

我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）规定，10层及以上或者高度超过28m的混凝土结构民用建筑物为高层建筑。在结构设计时，高层建筑的高度一般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离，不包括局部突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。

随着社会经济的发展和人口的不断增长，我国城市化水平不断提高，人口密度越来越大，可被利用的建筑用地越来越少，高层建筑的发展顺应了这种趋势，它至少具有三个方面的意义：一是节约用地；二是节省城市基础设施费用；三是改善城市市容。

一、高层建筑结构的设计特点

。

1.1水平荷载成为设计的决定因素

(a)(b)

图1.1高层结构的受力和变形示意图

对于高层建筑结构，一般是竖向荷载控制着结构的设计。随着房屋层数的增加，虽然竖向荷载对结构设计仍有着重要影响，但水平荷载已经成为结构设计的控制因素。而且，与竖向荷载相比，作为水平荷载的风荷载和地震作用，，其数值与结构的动力特性等有关，且具有较大的变异性。

在竖向荷载和水平荷载作用下，如图1.1（a）（b）所示，高层建筑结构底部所产生的轴力N和倾覆力矩M与结构高度H分别存在着如下的关系式，即：

结构底部的轴力

N = ωH

结构底部的倾覆力矩

1/2qH2 (均布水平荷载)

M =

1/3qmaxH2 （倒三角形分布水平荷载）

式中，ω、q、qmax分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载和倒三角形分布荷载的最大值（kN/m）。

1.2 侧移成为设计的控制指标

我们知道，随着建筑高度的增加，水平荷载作用下结构的侧移急剧增大，水平位移增加的速度最快，内力次之。因此，高层建筑结构设计时，为了有效的抵抗水平荷载产生的内力和变形，必须选择可靠的抗侧力结构体系，使所设计的结构不仅具有较大的承载力，而且还应该具有较大的侧向刚度，将水平位移控制在一定的范围内。

1.3 延性成为结构设计的重要指标

对地震区的高层建筑，应确保结构在地震作用下具有较好的抗震性能。结构的抗震性能主要取决于其能量吸收与耗散能力的大小，而它又取决于结构延性的大小。因此，为了确保建筑结构在进入塑性变形后仍具有良好的抗震性能，需加强结构抗震概念设计，采取恰当的抗震构造措施，来确保结构具有较好的延性。

二、高层建筑结构设计中的注意事项

2.1高层建筑基础设计问题

对于高层建筑而言，基础设计至关重要，要保证地基有足够强度，地基变形在允许的范围内以及地基的稳定性，就要使基础有足够的底面积，使基底的平均压力设计值p不超过地基承载力设计值f，即

P=【（F+G）/A】≤f

式中F――上部结构传至基础顶面的竖向力设计值；

G――基础自重和基础上的土重设计值

A――基础底面面积

f――地基承载力设计值（是经深度、宽度修正后的地基承载力）

地基变形在允许的范围以内，就是使地基的变形计算值∆不大于地基变形的允许值【∆max】。

设计中应该注意：

（1）基础应有足够的耐久性。

基础因长期处于地下，经常受潮于地下，经常受潮甚至地下水的浸渍。基础应采用耐久性高的材料。钢筋混凝土基础中的钢筋保护层也应相应加大。

（2）基础应有足够的强度，保证将上部结构传来的荷载安全并尽可能均匀的传到地基上。

（3）基础方案的确定不仅应满足前诉强度变形稳定的要求，而且应从整体建筑物的刚度与相邻建筑物影响等宏观方面加以考虑，做到安全、经济符合当地可能的施工条件。

2.2高层建筑承载力要求

非抗震设计时，结构构件截面承载力设计表达式为

γ0S≤R

式中: γ0为结构重要性系数，对安全等级为一级、二级和三级的结构构件应分别不小于1.1、1.0和0.9；R为结构构件的承载力设计值。

抗震设计时，其表达式为

S≤γRE

式中，γRE为承载力抗震调整系数，对钢筋混凝土构件，应按表2-1的规定采用，当仅考虑竖向地震作用组合时，各类结构构件的承载力抗震调整系数均宜采用1.0。

表2-1 承载力抗震调整系数

构件类别 梁 轴压比小于0.15的柱 轴压比不小于0.15

的柱 剪力墙 各类构件 节点

受力状态 受弯 偏压 偏压 偏压 局部承压 受剪、偏拉 受剪

γRE 0.75 0.75 0.80 0.85 1.0 0.85 0.85

从理论上来讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了方便应用，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，但要通过引入承载力抗震调整系数γRE来提高其承载力。另外，，对轴压比小于0.15的偏心受压柱，因柱的变形能力与梁相近，故其承载力抗震调整系数与梁相同。

2.3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，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。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、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。

2.4高层建筑结构设计中的振动周期和移动问题

建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周期；控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。

(1)结构自振周期

高层建筑的自振周期(T 1)宜在下列范围内：

框架结构：T1=(0.1―0.15)N

框一剪、框筒结构：T1=(0.08-0.12)N

剪力墙、筒中筒结构：TI=(0.04―0.10)N

N为结构层数。

结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：

第二周期：T2=(1／3―1／5)T1；第三周期：T3＝(1／5―1／7)T1。

因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能注意振动周期范围，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

(2)共振问题

当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。

(3)水平位移特征

水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全。其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外。不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型。框架结构的位移曲线应为剪切型t框一剪结构和框一筒结构的位移曲线应为弯剪型。

3.5位移限值、剪重比及单位面积重度问题

(1)位移限值在结构整体计算的输出结果中，结构的侧移(包括层间位移和顶点位移)是一个重要的衡量标准，其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适，过大或过小都说明结构刚度过小或过大(或者体现结构两个主轴方向的刚度是否均衡)，以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。

(2)剪重比及单位面积重度结构的剪重比(也即水平地震剪力系数)λ=VEK／G是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标．其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，剪重比分别为0.012，0.024．0.040；扭转效应明显或基本周期

这两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的数据，其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适，所以要特别重视这两项。

三、结束语

高层建筑结构设计规程范文5

关键词 ：高层建筑 结构设计 问题 要点

一、高层建筑结构设计特点

1、水平作用是决定因素

首先，因为结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力及弯矩的数值，仅仅和建筑高度的一次方成正比，但是水平作用对结构产生的倾覆力矩和在竖向构件中引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比;另外，对一些一定高度的建筑来说，竖向荷载基本上是固定值，但作为水平作用的地震作用和风荷载却是不确定的。

2、侧移是控制指标

和多层建筑不同，高层建筑结构设计中的结构侧移是关键因素。随着建筑高度的不断增长，水平作用下结构的侧移变形也随之迅速增加，结构顶点侧移与建筑高度的四次方成正比。所以结构在水平荷载作用下的侧移必须要控制在一定限度之内。

3、结构延性成为重要设计指标

延性是指构件和结构屈服后，在承载能力不降低或基本不降低的情况下，具有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比来表示。受弯构件会随着荷载的增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，出现非弹性变形。然后受拉钢筋屈服，受压区高度降低，受压区混凝土被压碎，最后导致构件被破坏。

4、轴向变形也不容轻视

在高层建筑中，竖向荷载数值会较大，会在柱中引起很大的轴向变形，从而导致对连续梁弯矩产生一系列的影响，使连续梁中间支座处的负弯矩值变小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值变大，对预制构件的下料长度也会产生影响，这就要求依据轴向变形计算值，对下料的长短做出相应调整;另外对构件剪力和侧移也会产生影响。不考虑构件竖向变形与考虑构件竖向变形相比较，计算结果会偏于不安全。

二、高层建筑结构设计问题

1、设计人员基础知识薄弱

在部分小型设计公司，有一些设计人员根本不了解施工工艺流程，离开设计图库和计算机作业根本不能设计和画图，缺乏施工现场设计代表的经验，不能以专业知识及经验指导施工技术难题。类似于这样一些纯粹纸上谈兵的建筑图纸，充斥着低成本小型建筑项目市场，比如说拆迁项目返建等，最终导致建筑使用寿命缩短等大量技术隐患问题。

2、结构抗震概念设计不足，标准及规范推广应用落后。

在高层建筑结构设计中，普遍存在结构抗震概念设计不充分的情况。由于我国的地震带分布不一，部分省市对于结构抗震的要求较为忽视，导致结构抗震概念设计处于缓慢发展的状态。比起日本和美国等在结构抗震概念设计领域成果突出的国家，我国的抗震概念设计标准及规范的应用推广相对较为落后。

3、建筑物超高问题

随着建筑物高度的不断加大，在抗震性能和建筑质量方面都面临着更严峻的问题。出于高层建筑抗震性能的较高需要，规范对建筑物的高度作出了严格的规定，超高建筑在设计方面要确保满足抗震的要求。在目前的高层建筑市场中，仍然存在着建筑超高但没采取更严格的措施的问题。

4、短肢剪力墙的设置

短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

三、高层建筑结构设计要点

1、地基与基础设计

地基与基础设计已经得到结构工程师的重视，这不仅由于该阶段设计过程合理与否将直接影响到后期设计工作的进行，也是整个项目成本的决定性因素。因此，这个阶段，存在的问题可能会很严重，也甚至会造成不可估量的损失。高层建筑应根据整体布局来选可满足承载力和变形的要求、并可以调整不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量， 有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，基础设计应注意本地的规范的重要性。

2、建筑结构受力性能

对于最初的建筑设计，建筑师考虑更多的是建筑的空间组合，而不是详细地确定其具体的结构。建筑物底面建筑空间的形式在水平方向和垂直方向的稳定性是非常重要的，因为一些建筑物是由又大又重的组合物来组成，因此结构必须能将它本身的重量传至基础，结构的荷载总是向下作用于基础面的，而在建筑设计中的一个基本要求是要理清所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，因此在建筑设计阶段，就有必要对主要承重柱和承重墙的数量和分布做出整体构想。

3、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，建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一，这是是结构设计的要求。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中没有做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，要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，高层建筑扭转效果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，使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于街景与建筑空间的，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则T形、L形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将突出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构设计布局时，最大可能使建筑状态的结构是对称的。

4、建筑高度、高宽超限问题

现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规范限值，甚至个别建筑高度和高宽比均超出规范限值。在结构设计过程中，对于建筑的高度、长宽比和尺寸的复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑，应按超限高层建筑进行设计。同时，另一点不容忽视的问题是，建筑适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外，还与场地类别与结构是否规则等因素有关，当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时，其最大适用高度应适当降低。

5、抗震设计要求更高

高层建筑结构设计的抗震设防要求，需要正确计算正常使用时的竖向荷载和风荷载，应当具有良好的抗震性能。

6、概念设计和理论计算具有同等重要性

抗震设计有两部分：计算设计、概念设计。虽然分析手段在不断提高，分析的原则在不断完善，但由于抗震设计计算是在一定的假想条件下进行，而地震作用具有很大的复杂性和不确定性，同时地基土影响和结构体系本身都极复杂，因此理论分析计算很有可能会和实际情况相差甚远。特别是结构进入弹塑性阶段后，构件局部可能会开裂甚至破坏，此时就很难用常规的计算原理去分析结构。而高层建筑的概念设计，诸多实践证明，对建筑结构设计有着重要的意义。

结束语

高层建筑在现代经济体系中已经如此发达，结构设计的相关人员追求更加合理的力学模型和更新颖的建筑物结构形式，在这一个方向上经过高素质高知识结构的专业化人才不断探索，我们可以期待，高层建筑在城市中的应用将变得空前广阔。

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（06）.

高层建筑结构设计规程范文6

【关键词】高层建筑；结构设计；常见问题；对策

1 前言

高层建筑工程质量的好坏直接关系到人们的生命安全，建筑质量主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。建筑结构设计是一项繁重的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。本文就高层建筑结构设计中的常见问题进行初步分析，并建议性的提出解决的对策。

2 高层建筑结构设计的常见问题

2.1 底层框架―剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题

底层框架剪力墙砌体结构房屋是指底层为钢筋混凝土框架―剪力墙结构,上部为多层砌体结构的房屋。该类房屋多见于沿街的旅馆、住宅、办公楼,底层为商店,餐厅、邮局等空间房屋,上部为小开间的多层砌体结构。这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式。部分设计者为追求单一的建筑立面造型来增加使用面积,将二层以上的部分横墙且外层挑墙移至悬挑梁上,各层设计有挑梁,但实际结构的底层挑梁承载普遍出现裂缝,该类挑梁的设计与出现裂缝在临街砌体结构房屋中比较常见。

2.2 楼层平面刚度的问题

一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置缺乏必要措施时,采用楼板变形的计算程序。尽管程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的,但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。作为计算的大前提都无法“准确”,就不可能指望其结果会“正确”了。据此进行的结构设计肯定存在着结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。

2.3 忽视了纵向框架 现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计，而纵向地按普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。

2.4 连续梁按单梁进行设计 这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计得的重视，设计把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计，致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时，问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。

3 确保高层建筑结构设计质量的有效对策

3.1 主梁有次梁处加附加筋

一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,像板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但也不是绝对的。规范中说的比较清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大,主梁也可不加附加筋。总的原则,当主梁上次梁开裂后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时,主梁可不加附加筋。梁上集中力,产生的剪力在整个梁范围内是一样,所以抗剪满足,集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时,也可满足。

3.2 平面及立面形式的选择

在高层建筑结构设计中，应尽量使建筑的三心(几何形心、刚度中心、结构重心)尽可能汇于一点，达到三心合一。如若在结构设计中没有做到三心合一，由此就会产生扭转问题。扭转问题就是结构在水平荷载作用下发生的扭转振动效应。扭转振动效应在风载等水平荷载载荷情况下会对结构产生危害，为避免其危害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，所以平面和立面形式的选择很关键。高层建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状，避免过于复杂的平面形式，大量震害的资料表明，高层建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。在高层结构的抗震设计中，结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全，除了考虑结构安全因素外，还要综合考虑建筑美观、结构合理及便于施工和工程造价等多方面因素。资料和力学分析表明，在不对称结构中，结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中而遭到破坏，所以应尽量避免。而在完全对称的结构中，也应注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分较长，要在结构设计中采取相应的补救措施。结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀且连续，避免结构的刚度突变和出现软弱层。刚度突变及软弱层的出现往往是由于切断剪力墙所致，如果在结构设计中必须要切断少数剪力墙时，其他剪力墙在该切断层处应给以加强。总之，标新立异的平面及立面设计是以结构的抗震和安全性能为代价的。

3.3 水平位移要求

水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全；其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外，不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型;框架结构的位移曲线应为剪切型；框-剪结构和框-筒结构的位移曲线应为弯剪型。

4 总结语

高层建筑结构设计是随着经济发展及人们对建筑物功能要求改变,又随着科技的进步而得以实现和解决。以上所提到的几个问题是建筑结构设计人员在工程设计中较易出差的地方,对设计者来说要把提高设计质量作为终身奋斗的目标,确保建筑工程的可持续发展。

参考文献：