高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析
摘要:钢筋混凝土剪力墙结构已经成为众多高层结构的主流结构体系，不仅建筑的结构经济性更强，而且在使用时也有更强的实用性。近些年，我国建筑业取得了飞跃性的发展，其中针对建筑结构设计的安全性，包括其稳定性能均有了明显的提高。于高层建筑结构设计中，相应的剪力墙结构凭借其刚度大、抗震性较好等优势被广泛利用。基于此，本文以剪力墙结构设计与建筑结构设计中的应用为主要内容进行了探讨，并就其中的问题与有关原则进行了分析。
关键词:高层建筑；钢筋混凝土；剪力墙；结构设计。
0 引言
对于剪力墙结构，我们能够将其大概理解为：横竖方向上的主要承受力的部分完全是结构墙的一种结构。其的作用在于促使形成一种可以准确有效抵抗水平作用的相应结构，此外，又能够就空间加以有效的分割。该结构主要以钢筋混凝土墙板来起到梁柱的作用，进而承担一系列荷载所带来的内力，恰当的就结构水平力加以控制。正是因为如此，剪力墙结构于当代现代高层建筑中被广泛使用。随着时代的发展，人们对建筑的使用提出了更高的要求，高层建筑本身也在建筑工程中发挥着越来越重要的作用，能够在很大程度上代表一个城市的形象。随着社会的发展以及人们生活水平的提高，人们对于居住房屋以及其他重要建筑的质量有了更多的需求。如果将钢筋混凝土剪力墙结构有效地运用于高层建筑的建设过程中，那么自然也就能够提高建筑的稳定性，并有效地保证建筑本身的安全性。文章结合实际的情况，就高层建筑内部钢筋混凝土剪力墙结构的设计进行分析。
1 剪力墙结构的基本概述
1.1 剪力墙结构概念
剪力墙结构又被称为抗风墙、抗震墙或者结构墙，是一种剪力墙体，它实际厚度较小，但建设规模较大，主要采用钢筋混凝土板来代替传统框架中的梁柱，承载外界的各种压力，自身所具备的承受能力较高，与柱子的受力程度不相上下，并能够控制结构的水平力。剪力墙结构是建筑物主要的支撑结构，不能被拆除或无法被轻易破坏，承受的压力主要是外界风力或地震等自然灾害引起的水平荷载，抵抗来自外界的破坏，在一定程度上提升建筑的稳定性和安全性。根据墙体表面上的洞口数量及大小情况，我们一般把剪力墙化为双肢或多肢型剪力墙、壁式框架剪力墙等类型。
1.2 剪力墙结构的优点
剪力墙的结构自身具有抵抗性高、经济性良好、外表优美这些三大优势。抵抗性高是指剪力墙结构拥有相对较大的刚度，承受力较高，能够抵挡住来自外界的各种荷载，尤其是水平荷载，支撑效果良好。它的存在极大地提高了建筑物的稳定性，这也是剪力墙结构最为重要的作用。良好的经济性意味着剪力墙结构采用混凝土浇筑，减少了钢材用量，在很大程度上节约了成本。这一优势对很多施工单位有较强的吸引力，这也是它能被广泛应用得原因之一。随着经济的发展，人们越来越重视生活质量，建筑不仅要求安全可靠，而且要求美观舒适。然而由于剪力墙结构的出现，人们的需求被很好得满足了。剪力墙结构将建筑物内部的分隔墙与承重墙完美的结合在一起，尤其是隔断墙的结构设计，在一定程度上增加了建筑物内部空间，不但增加了使用功能，而且美观舒适。
2 剪力墙结构设计原则
根据设计规范更改地板位移与地板高度之比的原则。因此，在剪力墙结构设计中，应根据楼层数量、楼层高度和楼层最大位移比调整楼板高度，以减少建筑物的变形；根据设计规范更改剪力墙跨度和高度比例原则。根据不同的建筑性能进行合理的调整，并根据不同的跨高比进行合理的设计，以确保剪力墙结构的良好性能。楼板间最小剪切系数原则;在建筑结构设计中，采用数字化方法计算建筑物受力，提高建筑物的抗震、抗侧力和承载能力，控制
剪力墙与楼板之间的剪切系数，有效地减轻建筑物本身的重量，从而降低施工难度，降低施工成本。
3 剪力墙结构的受力特点
剪力墙的结构本身是由一系列的纵向剪力墙、横向剪力墙和楼盖所共同组成的一类空间结构，这样一类剪力墙结构本身也是广大建筑中最常见的结构形式。由于纵向和横向的剪力墙在使用的平面内部都会表现出较强的刚度，所以在水平的方向也会承受较小的移动。从实际使用的情况来看，剪力墙本身的抗震和抗风的性能都较强，对承载力的要求也较高。所以，这种技术一般应用于高层建筑的建造中，下图具体显示了高层建筑内部剪力墙结构的样式可以看出，整个剪力墙结构显得较为紧凑。
4 结构形式特点
4.1 整体特点
虽然建筑物的总高度很高，但由于建筑物需要日照，建筑物的深度几乎与普通建筑物相同，因此，高层建筑具有较大的高宽比、较大的受力、较大的变形和较大的次应力。另外，高层建筑中温度、收缩、徐变等对一般建筑影响不大的因素也会产生一定的影响，在设计阶段应注意这些特点。
4.2 排列特点
剪切壁通常根据剪切壁上的开口的大小，数量和布置进行分类。它可以大致分为整体壁和接缝壁。整个墙体像垂直悬臂结构一样受力。当剪力墙的壁肢较长时，施加力后法向应力呈线性分布。墙肢的末端。为了防止剪切破坏，提高底部截面的内力，应适当增加配筋率。整体墙又可细分为小开口整体墙和山墙。剪力墙有一排或多排孔洞，孔洞尺寸较大，此时剪力墙的受力相当于孔洞之间连梁连接的一系列墙腿。一般情况下，耦合梁的刚度小于墙肢的刚度，墙肢作用明显，耦合梁中间存在一个反弯点。
4.3 框架结构特点
在拼合墙中，如果将孔的开口做大，则墙的刚度会变弱，而耦合梁的刚度会变强，剪力墙的应力特性会接近框架。因为剪力墙的厚度比框架结构的宽度梁柱要小，所以称为墙框架。在内力的作用下，许多墙肢出现反弯点，此时墙的受力类似于框架，在结构设计时，应按照框架结构予以考虑。
5 剪力墙结构设计的原则
5.1 尺寸设计原则
剪力墙的厚度一般比较小，而高和宽的尺寸却比较大，受力形态接近于柱体[1]。但是，它与立柱之间存在一些差异，主要在于剪力墙肢的长度与厚度之比。当该比率小于或等于3时，可以根据该列进行设计。要被视为异形柱，需要将其设计为双向压缩构件。
5.2剪力墙的主要特点
在同一平面内，剪力墙的荷载力和刚度较大，而平面外的荷载力和刚度较小。因此，必须注意不要躺在飞机的外侧。如果无法避免，则必须根据相关规定采取相应措施，以确保平面外剪力墙的安全。
5.3 结构设计原则
在剪力墙的结构设计中，剪力墙属于平面构件。除了沿平面作用的水平剪切力和弯矩外，还需要承受垂直压力。因为它在多力组合状态下工作，所以除了满足刚度要求外，还需要满足非弹性变形下的延展性。
5.4墙体设计
墙体设计主要是计算整个结构在水平和竖向作用下的内力。计算内力后，根据偏心受拉或偏心受压计算剪力和法向截面荷载力。
6 结构布置
6.1 平面布置
剪力墙的平面布置简单、规则，比较适合沿着两个主轴方向或者其他方向双向布置，两个方向上面的抗侧移刚度不应该相差过大。在抗震设计时，不应该采纳仅仅是单方向上有墙体的结构布置形式。
6.2 单片剪力墙的长度。
单肢剪力墙长度不宜过大。如果剪力墙很长且刚度很高，则会使结构的周期过短，并且地震力过大且不经济。剪力墙应该是高而薄的，如果剪力墙过长，就会形成低宽剪力墙，它很容易发生剪切破坏，剪力墙是脆性的，不利于抗震。因此，当同一轴线上的连续剪力墙过长时，应采用地板或小耦合梁将其分成几个墙段，每个墙段的高宽比应不小于2。每个壁段可以是一个单壁、一个小开口壁或一个接合壁。每个墙肢的宽度不应大于8m，以确保墙肢受弯曲承载力的控制，并充分发挥竖向分布筋的作用。在计算内力时，不考虑墙段之间的板或弱耦联梁，每一墙段按独立剪力墙计算。
6.3 剪力墙的门窗洞口
剪力墙门窗洞口应对齐，形成明显的墙脚和连梁，成立柱布局。如果由于设计限制而不能列出，应在结构设计中使用有限元分析，并加固相应的孔洞。
7 剪力墙结构件延展性设计
当结构构件在与纤维屈服点相反的位置出现而不发生断裂时，将此点位置视为塑性铰。这样的构件成为两个构件加一个塑性铰，塑性铰两侧的构件可轻微转动。为了使悬臂剪力墙具有一定的延展性，需要控制塑料铰链在适当位置的外观。改善塑料铰链区域的剪力增强结构，控制斜向裂缝，并在弯曲下发挥拉伸增强的延展性。悬臂剪力墙的塑料铰链通常出现在底部。此处应对剪力墙进行加固，加固范围应不小于剪力墙总高度的1/8。当钢筋的总量保
持不变时，适当地增加端部钢筋并减少钢筋的分布可以改善承载能力和延展性。
8 结构设计和施工中常见问题
8.1 增强连梁强度。
在建筑设计过程在经常会遇到连梁抗剪承载力不足这个问题。如果设计不能够满足强剪弱弯的设计要求的时候，就会发生弯曲故障。为了解决这一问题，除了在施工中采取措施提高混凝土强度外，还可以积极调整结构布置，使水平荷载分布合理另外，为提高耦合梁的抗剪承载力，当耦合梁的破坏对竖向荷载无明显影响时，可认为地震作用下节理墙的耦合梁无效，应根据地震荷载进行二次力分析。独立的墙肢。墙肢应使用较大的内力进行两次加固。
8.2 转角窗的结构设计。
拐角窗在结构的拐角处具有拐角开口，这对主体结构的扭转阻力具有更大的影响。在设计过程中，可在楼房的板内设置暗梁，提高楼房整体的抵抗力;加强箍筋；钢板加固采用双向双面设计加强窗台上连接梁的加固。
8.3 施工中采取措施减小约束力对剪力墙的影响。
如果不对结构或构件进行约束，混凝土材料在施工过程中的温度应力和收缩应力会自由变形，不会产生裂缝。但是，实际工程中剪力墙的结构部件受到各种约束的影响，例如楼板，隐式柱（或直立柱）和剪力墙的端壁，而地下室侧壁受到以下约束地下室的天花板和地板。这些约束使得剪力墙结构构件不能自由变形或与受约束构件的变形不同步（或不协调），从而导致裂缝。为了解决上述问题，除了在施工过程中注意混凝土的养护和配比外，还可以在剪力墙中增加“结构孔”。这可能是最有效的方法，通过开放长墙进入短墙，减少混凝土收缩变形的约束，使混凝土收缩应力得到释放，从而达到控制墙体裂缝的目的，但有必要对结构进行重新计算，以确保结构的安全和正常功能。在剪力墙的中间设置一个黑光束（或在顶部设置一个黑圈光束）。这种穿透性裂缝只能裂到梁底，而不能裂到楼板底部，可以有效地缩短有害裂缝的长度。水平配筋调整方案。将剪力墙的水平钢筋放置在竖向钢筋之外可有效地减小混凝土保护层的厚度，并增强剪力墙表面混凝土的抗裂性。增加抗收缩钢筋。根据钢筋细密的原则，增加了水平配筋率，减小了钢筋直径，减小了钢筋间距。另外，在约束剪力墙的结构构件的节点处加入钢筋也可以抑制裂缝的产生。混凝土施工中的挡土后浇带。也就是说，先浇筑带材两侧的混凝土，两个月左右混凝土收缩变形趋于稳定时，再浇筑接缝，避免因收缩应力产生裂缝。
9 高层建筑中剪力墙结构设计方案
剪力墙结构具有很强的整体性，较大的侧向刚度以及对侧向力的良好抵抗力。在设计过程中，需要完成以下几个方面：
9.1 合理的控制剪力墙结构参数
在设计高层剪力墙结构时，有必要合理地控制各种参数，在有效范围内控制高层建筑的各种荷载，合理设计结构参数，确保位移比设计的合理性。，横向刚度比和周期比。确保高层建筑不会受到扭曲和偏心力的作用。
9.2 剪力墙的截面厚度设计
剪力墙截面中最小厚度一般是用于维持剪力墙平面的稳定，不会出现安全问题。如果剪力墙和墙体平面相交，处在平面外时交叉处可用作剪力墙支撑，能够很好地保持平面外的刚度与稳定性。抗震设计时，地震力会影响到底部加强区剪力墙截面，截面厚度至少在18cm 以上，在非抗震设计时，截面厚度至少16cm。
9.3 剪力墙结构的开洞构造设计
为维持剪力墙结构截面中承载力，需要补强钢筋切断集中位置的洞口，同时钢筋直径要在12mm 以上。当剪力墙的截面高度较大，截面高度在8m 以上时可开结构洞，再进行堵砌，划分一道剪力墙为几种较均匀的墙肢。各墙肢可以是整体墙、联肢墙，各墙肢高度和宽
度比值至少大于2。设置门窗洞口时，防止形成薄弱短肢墙，独立墙段总高度与其截面高度之比（高宽比）宽度不宜小于3，从研究情况看，该薄弱短肢墙受地震影响，会较早产生破坏，即便强化纵向配筋与箍筋也是会出现，错洞墙与叠合错洞墙更为不利。
9.4 剪力墙结构的连梁设计
连梁的共同特点是大截面、小跨径。高层建筑受水平力的影响。通常，耦合梁中的内力相对较大。关节壁受到水平力的影响，分为两种类型的损坏，一种是脆性破坏，另一种是延性破坏。脆性破坏也可以发生在两个方面。一方面，脆性破坏出现在墙肢部位，因为墙肢中抗剪能力不大，从而发生剪切破坏的情况，这就使得剪力墙承受更小的承载力，但结构发生突然坍塌，这是设计过程中不允许出现的问题。以防止剪力墙的剪切破坏。在第二种情况下，如果连梁发生剪切破坏，连梁的所有构件都不能约束构件。所有的耦合梁都受到剪切破坏，关节墙的四肢变成了一个独立的壁，这使得结构的横向刚度越来越小，从而导致四肢的弯矩更大。而第二种情况相较之下，如果连梁发生剪切损坏，结构还能够承载；但是，如果连梁不承受较大的竖向荷载，则在墙体破坏前不会发生倒塌。
9.7 对墙身设计环节的优化
在剪力墙结构的设计中，需要对墙体进行优化，以增强建筑结构的整体抗震性能。在优化过程中，有必要协调钢筋的间距和直径，以确保结构中的水平钢筋和垂直钢筋相应地匹配，以及斜截面和法向截面的抗剪承载力和抗弯承载力。有效地结合在一起。合理布置隐蔽柱和端柱，以进一步改善不同地震等级的结构设计，以确保整体提高建筑结构的稳定性。
10 结语
剪力墙布置的合理性对整个结构的受力特征都有影响，在结构的抗震性能及稳定性都有着非常重要的用处。所以我们应该对于剪力墙进行合理的布置，如果剪力墙的布置过少，结构的刚度不能使框架承受更多的水平方向的内力，从而使得建筑物的侧向位移增大，进而影响到了整个建筑的稳定性; 另一方面，如果剪力墙布置过多，结构的刚度过大以至于加剧了结构的地震效应，从经济角度上看也不符合常理。我们应该遵守国家的建筑规范，对建筑的剪力墙结构进行合理的布置以保证结构的安全。
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高层建筑结构设计分析王方成 发表时间：2016-07-28T15:02:06.787Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：王方成 [导读] 本文结合工程实际，对高层建筑结构设计分析。 深圳市建筑设计研究总院有限公司 摘要：随着我国科学技术的不断进步和经济的快速发展，城市中高楼耸立，高层建筑物已成为人们共同的追求。本文结合工程实际，对高层建筑结构设计分析。 关键词：高层建筑；结构设计 1 工程概况 该建筑总长46.10m，总宽35.90m，总高 111.563m，大屋面层高96.90m。地上共23层，地下 2 层。地下室层高 4.7m 与 3.75m。1～22 层层高 4.2m，23 层层高4.5m。上部均为办公室，地下部分为车库和设备用房。总建筑面积53065.79 m2，其中地上37307.59 m2，地下 15758.20 m2，建筑占地面积 10636m2。 2 自然地质情况 本工程场地地震基本烈度 7 度，设计地震分组第三组，设计基本地震加速度 0.1g，属于抗震不利地段，建筑场地类别Ⅱ类，设计特征周期取 0.45s。50 年遇基本风压 0.80kN/m2，场地地基土自上而下可划分为 7 层，从上至下依次为①层填石，层厚 2.7～19m；②层中砂，层厚 0.90～22.9m；②-A 层淤泥，层厚 1.70～1.90m；③层（含砾砂）粉质粘土，层厚 1.3～3.2m；④层残积砂质粘性土，层厚 2.6～8.0m；⑤层全风化花岗岩，层厚1.1～7.3m；⑥层强风化花岗岩：灰白、灰黄、灰褐色，饱和。⑥-1层砂土状强风化花岗岩，层厚 1.1～11.1m；⑥-2 层碎块状强风化花岗岩，层厚 0.8～11.5m；⑦层中风化花岗岩：灰、灰黄、灰白色，岩芯多呈短柱状和长柱状，局部呈块状，中粗粒花岗结构，块状构造，岩芯裂隙较发育，多呈闭合，岩芯采取率 67%～87%，RQD=38～71，岩石饱和单轴抗压试验为 64.60～70.10MPa，标准值为 66.03MPa，岩石坚硬程度为坚硬岩，岩体完整程度为破碎～较完整，岩体基本质量等级为Ⅱ～Ⅳ级。本次勘察所有钻孔均有揭示至该层，均未揭穿，揭露厚度为2.20～10.76m。 3 基础形式 由于办公楼及其周边纯地下室在基坑开挖后存在一定厚度的①层填石（厚度为 3.46～11.54m），采用预应力管桩时难以穿越填石层，另可供预应力管桩选择的桩端持力层④层残积砂质粘性土、⑤层全风化花岗岩和⑥-1 层砂土状强风化花岗岩分布不均匀，考虑到⑥-2层碎块状强风化花岗岩和⑦层中风化花岗岩分布较均匀，根据拟建场地岩土层特性、拟建物结构特点及荷载情况，采用冲（钻）孔灌注桩基础。 4 主体结构设计 4.1 结构选型 本建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类）。由于建筑功能布局多为开敞办公区、大会议室等大空间，中间部分以及建筑外形要求美观、大方等方面因素，故本建筑主体部分采用钢筋混凝土框架———核心筒结构形式。框架———核心筒结构的周边框架与核心筒之间形成的可用空间较大，能使房屋空间布局灵活，又能使高层建筑结构满足较大刚度的要求，因此广泛用于写字楼、多功能建筑。具体做法是在建筑中部的电梯井筒及楼梯间四周布置抗震墙框筒，加大外框筒的柱距，减小梁的高度，周边形成稀柱框架。参照规范抗震设防烈度为7 度，确定抗震等级框架为二级，核心筒为二级。 4.2 主要荷载取值 高压配电房、电梯机房、通风机房活荷载为 7.0 kN/ m2，储藏间活荷载为 5.0 kN/m2，备餐间、车库活荷载为 4.0 kN/m2，商场、消防疏散楼梯活荷载为3.5 kN/ m2，办公室、卫生间、走廊、门厅、屋面花园、多功能厅大会议室活荷载为 3.0 kN/ m2，食堂活荷载为 2.5 kN/m2，上人屋面活荷载为 2.0 kN/m2，不上人屋面活荷载为 0.5 kN/m2。大型设备按实际情况考虑。 4.3 主要受力构件尺寸取值 地下室～1 层墙厚度为 400mm，2～23 层墙厚度为300mm。框架柱截面尺寸：地下室为 1200mm×1200mm，1～3层为1100mm×1100mm，4～6 层为 1000mm×1100mm，7～9 层为 1000mm×1000mm，10～12 层为 900mm×1000mm，13～15层为 800mm×900mm，16～18 层为 800mm×800mm，19～21 为700mm×700mm，22～23 层为 600mm×600mm。地下室负一层顶板的厚度为 200mm，地下室顶板除核心筒内板厚 180mm之外，其余部位板厚为 300mm，屋面层的板厚为 120mm，其它各楼层的板厚为 100mm。 4.4 主要结构材料选取 梁板混凝土强度等级为 C30，柱墙混凝土强度等级：-2～4层为C50，5～9层为C45，10～14 层为 C40，15～19 层为C35，20构架层为 C30。此外，圈梁、构造柱、挑檐、雨篷及楼梯均采用 C30 混凝土。主要用于基础梁、板，墙和柱以及楼面梁的纵筋选用 HRB400级钢筋。 4.5 计算软件及计算依据 本工程计算使用程序为中国建筑科学研究院开发的建筑结构三维设计与分析软件 SATWE。计算依据为建筑条件图以及《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010等国家相关规范。 4.6 计算结果分析 （1）位移比。基于刚性楼板假定，考虑偶然偏心的条件下，X 方向最大层间位移与平均层间位移的比值：1.19 （第26层第1塔），Y 方向最大层间位移与平均层间位移的比值：1.28（第 26 层第 1 塔），属于平面不规则中的扭转不规则。位移比超过 1.2，需要考虑双向地震作用。 （2）层间位移。计算时不扣除整体弯曲变形，不考虑偶然偏心的影响，X 方向地震力作用下的楼层最大位移：1/1055＜1/800；Y 方
高层建筑结构设计 教案 山东大学 土建与水利学院 薛云冱
目录 第一章：高层建筑结构体系及布置 (2) §1-1 概述 (2) §1-2 高层建筑的结构体系 (7) §1-3 结构总体布置原则 (9) 第二章：荷载及设计要求 (12) §2-1 风荷载 (12) §2-2 地震作用 (13) §2-3 荷载效应组合及设计要求 (14) 第三章：框架结构的内力和位移计算 (15) §3-1 框架结构在竖向荷载作用下的近似计算—分层法 (15) §3-2 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（一）—反弯点法 (16) §3-3 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（二）—改进反弯 点（D值）法 (17) §3-4 框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 (18) 第四章：剪力墙结构的内力和位移计算 (20) §4-1 剪力墙结构的计算方法 (20) §4-2 整体墙的计算 (22) §4-3 双肢墙的计算 (23) §4-4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划 分判别式的讨论 (24) §4-5 小开口整体墙的计算 (29) §4-6 多肢墙和壁式框架的近似计算 (30) 第五章：框架—剪力墙结构的内力和位移计算 (30) §5-1 框架—剪力墙的协同工作 (30) §5-2 总框架的剪切刚度 (31) §5-3 框—剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 (32) §5-4 框—剪结构刚结体系在水平荷载下的计算 (33) §5-5 框架—剪力墙的受力特征及计算方法应用条件的说明 (36) §5-6 结构扭转的近似计算 (36) 第六章：框架截面设计及构造 (36) §6-1 框架延性设计的概念 (36) §6-2 框架截面的设计内力 (37) §6-3 框架梁设计 (39) §6-4 框架柱设计 (42) §6-5 框架节点区抗震设计 (47) 第七章：剪力墙截面设计及构造 (49) §7-1 墙肢截面承载力计算 (49) §7-2 连梁的设计 (53)
高层建筑结构设计常见问题探讨 摘要：近年来，建筑高度的不断增加, 风格的变化多样，给高层结构设计提出了新的课题和挑战。本文就结构设计中特别要注意的几个问题进行了分析。 关键词：高层建筑; 结构设计;常见问题 一、高层建筑结构设计特点 1 高层建筑结构设计的特点 1.1 水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力，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。 1.2 轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响造成连续梁中问支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制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。 1.3 侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下
结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 1.4 结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高层建筑结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使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。 二、根据不同类型高层建筑，选择合理的结构体系 2.1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限制条件，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限制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。 2.2结构的超高问题 在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为a 级高度的建筑外，增加了 b级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为 b级高度建筑甚或超过了b 级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。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
浅谈高层建筑结构设计的优化 摘要：在社会经济快速发展的背景下，城市建筑用地资源日益紧张，高层乃至 超高层建筑项目不断兴起，在城市建筑领域中占据着相当重要的地位，并带动着 建筑行业的蓬勃发展。高层建筑项目建设中，结构设计的质量水平会对高层建筑 物的整体性能产生影响，如何对高层建筑结构进行优化设计是业内人士必须关注 的一项课题。本文即探讨在高层建筑结构优化设计中存在的不足之处，并提出了 高层建筑结构优化设计的解决措施与方法，望能够促进建筑结构设计方案的进一 步优化与发展。 关键词：高层建筑；结构；设计；优化 引言：高层建筑凭借着自身众多优势而成为当前城市建设中最重要的类型。 而结构设计的科学合理性对高层建筑的安全稳定性、适用性、耐久性及经济性等 有重大影响，因此优化高层建筑结构设计意义重大。高层建筑结构优化的主要目 的是在满足人们基本居住要求的前体下，实现对有限空间及资源的更合理分配， 以提升房屋的安全、舒适及美观性。建筑工程包含的内容众多，因此结构设计优 化的内容也是多方面的，在结构优化设计中，只有从多角度进行全面的优化设计，才能从整体上促进高层建筑结构优化设计水平的提高。 1、高层建筑历史与现状发展 在很早以前就有了结构化优化的思维，是在很多建筑设计者的实践中提炼出 来的，林同炎设计大师就是首次在国内提出结构化优化的方法。之后在我国高层 建筑迅速发展，目前发展已经十分惊人，各种优化方法也层出不穷。 在早前，手工画图时代，结构设计师都是依靠先把空间问题转换成平面问题。此时通过计算力学效应，逐步分析计算和考核，强度、整体受力情况都需要一一 验算核准，强调安全性，也要满足设计的基本要求。然后凭经验初取截面，再进 行强度验算校核、整体受力验算等步骤。由于受到当时条件制约，整体上要既要 实现经济，又要完全达到优化设计是很难达到的。随着计算机的普及，在建筑设 计上的应用，利用计算机来优化建筑设计结构，研究成果虽然取得了突破性的进展，但是应用上并不如人意。那是因为科研的结果与现实的运用在很大程度上有 一定的距离，现实中会考虑更多的约束条件，工程的复杂性在现实中得到体现。 不是科研中的简单函数关系就能处理完成，需要考虑实际情况。工程的复杂和不 可复制性，就决定了结构化优化的难度。 各种计算机语言和软件的出现，为建筑结构化设计提供了精准的计算，让设 计更有迅速。即便如此，科学研究的最优解和建筑实际的最优化还是有很大的区别，理论和实践区别在于实践的变化性。这就需要以实践为基础，更深入的去研究，从结构优化，到安全、美学、功能等方面进行优化。 2、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则 2.1 高层建筑结构基础设计方案要合理 高层建筑场地的地址因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计，必须结合相应的地址勘探条件，必 须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高 层建筑结构类型等相互间的关联因素。 2.2 保证高层建筑结构设计方案的合理性
浅析高层建筑结构设计的难点 我国建筑行业发展至今，不管是其规模还是建筑技术在国际领域都是名列前茅。在建筑工程中，结构设计环节，是高层建筑未来施工的主要参考依据。它具有基础性、关联性、创新性等特征，在当代城市规划中，发挥着越来越重要的作用。基于此，结合国内高层结构设计的相关理论，着重对其设计难点进行分析，以达到降低高层建筑建设成本，保障结构设计质量的目的。 标签：高层建筑；结构设计；难点分析 一、高层建筑结构的特征 与普通建筑相比，高层建筑需承载垂直和水平两个方向的荷载，因此，其对结构的荷载承受能力要求更高，其中垂直荷载主要是由建筑物高度引起的，而水平荷载则是由外界风力产生的，外界风力和地震都是影响高层建筑结构稳定性的重要因素，另外，建筑层数的增高也会加快建筑物的位移速度，而过快得位移速度则会对建筑物的功能性和建筑物内住户的舒适度产生直接的影响，并且过大的侧移位还会对建筑的结构和非结构构件造成损害，因此，相关人员在进行高层建筑结构设计时，需合理控制建筑物的侧移范围，才能保证其结构功能性良好。 二、高层建筑结构的设计原则 （一）基础方案的合理性 高层建筑结构基础施工方案，是保证高层建筑施工整体性和良好性的基础保障，在实际的建筑结构方案设计当中，相关设计单位需要依照具体施工地质条件，依照具体的建筑施工要求来对结构实施设计。一方面，在建筑结构基础方案的配置上，需要和地质调查报告进行对接，保证其中各项调查数据充分符合工程施工标准。另一方面，在进行高层建筑施工过程中，还需要对建筑实施综合性进行分析，特别是对建筑整体结构的稳定程度、每一个环节的负载加以考虑，通过这种施工设计方式，充分保证工程施工的稳定性。 （二）结构措施完善 在高层建筑施工当中，除了需要对基础施工方案和施工图纸进行设计之外，其中还有一个比较重要的施工原则是相关施工单位经常忽略的问题，那就是需要保证建筑结构实施措施完善化。相关设计单位在对高层建筑结构进行设计的过程当中，需要充分地注意各部分组件相互之间的衔接程度。比如建筑体当中的钢筋锚固长度等，同时，设计单位还需要充分注意建筑体存在的一些薄弱环节，建筑体本身的温度对建筑体组件产生的影响等，对这几个方面的问题，在实际的设计工作当中，需要充分遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的基本结构设计原则，保证高层建筑结构设计的稳定性。
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
关于高层建筑结构设计的探讨 摘要：随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。本文主要阐述了某高层建筑结构体系及其地基基础设计、结构计算结果分析，最后针对高位转换的加强措施进行分析论述，仅供参考。 关键词：高层建筑，结构设计，措施 1工程概况 该工程总建筑面积65182m2，主塔楼地面以上84米，共25层（1~6层为裙房），其中1~６层为商业用房，层高4.2~5.5米,７层为住宅会所，８至25层为住宅,层高2.9米。塔楼平面为U形。地面以下为两层地下室，底板顶面标高为-8.7米,地下室主要用于设备用房和小汽车库,其中地下二层为平战结合六级人防地下室。 本工程各土层（岩层）从上至下划分为:①人工堆积层:以素填土为主，平均厚度2.57米;②耕土层:主要成份为粘质粘土或粉土平均厚度1.6米;③冲积层:以粉土为主,局部夹有粉砂和中砂,平均厚度1.79米;④残积土:以粉土为主,平均厚度4.34米;⑤全风化岩:岩石已风化成粉土或粉质粘土平均厚度1.4米;⑥强风化岩:岩芯多呈半岩半土状,平均厚度2.67米：⑦中风化岩:以褐红色粉砂岩为主,局部夹微风化岩,层厚1.5~9.4米,平均厚度5.73米;⑧微风化岩:以砾岩为主,部分为粉砂岩,顶部埋深13~23.3米。 本工程基本风压值Wo =0.5KN/m2,按7度近震设防，Ⅱ类场地。 外墙及分户墙为190厚砌块,内隔墙为120厚砌块，砌块容重为13kN/m3。2结构体系及其设计
经综合分析和技术经济比较，本工程主塔楼及裙房均采用框架—剪力墙结构体系，裙楼竖向结构由电梯井筒、落地剪力墙及框架组成；主塔楼竖向结构由电梯井筒、剪力墙肢、短肢剪力墙组成。根据使用功能需要, 将主塔楼四周框架柱在7层以上转换为短肢剪力墙，第六层设梁式转换层。抗震等级按高层建筑正常提交一级采用：剪力墙取为一级，框架采用一级。 由于转换层高度受限制，为减小转换梁截面尺寸，改善结构的受力性态，经与建筑设计配合，尽量使短肢剪力墙一端支承在框支柱上，使得短肢剪力墙与转换梁协同工作，减小转换梁单独工作时的应力集中。 表1 墙柱截面取值及其变化层次 表2 砼强度等级取值及其变化层次
关于高层建筑结构设计分析 摘要：随着社会经济的迅速发展，人民物质生活水平的不断提高，居住条件的不断改善，高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。 关键词：建筑结构结构设计 abstract: with the rapid development of social economy, the people’s material life level unceasing enhancement, the constant improvement of the living conditions, high-rise residential have mushroomed place have sprung up. a good structure design is often apply, safety, economy, beautiful is advantageous for the construction of the best combination. keywords: building structure design 中图分类号： tu3文献标识码：a 文章编号： 一、高层建筑各专业设计的协调 高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程，涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节，参与高层建筑设计的工程师都深深体会到，对于每个专业单独而言是最完美的设计，但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工，建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分，高层建筑设计既是各个专业自我完善的过
高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切，其中依据轧受力特性的不同，单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙，对应的也会有不同的截面应力分布，所以，在对位移和内力进行计算时，也应该对不同的计算和设计方法进行使用，将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算，能够应用到各类剪力墙之间，然而，也有一定的弊端存在于这种方法中，其有着较多的自由度。所以，在具体的应用时，较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系，其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载，筒体主要承受水平荷载，变性特点类似于框架剪力墙，但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段，有三种类型的分析方法：主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法，其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构，是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较
多，然而，连梁连续化假定方法会经常被使用，在对位移协调条件进行计算时，应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计，将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而，应该考虑需求和因素量会存在的差异，所以，也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载，对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中，尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响，然而，水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数，在高层建筑的结构设计中，水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先，由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能，对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中，并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力；其次，就高层建筑结构而言，地震作用和竖向荷载，也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同，在高层建筑结构设计中，结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量，结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中，不但规定结构要有一定的强度，对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受，同时，还应该确保具备一定的抗侧刚度，确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。
浅谈高层建筑结构设计 上世纪末以来，城市化进程加速，城市人口激增，社会经济蓬勃发展，高层建筑在城市中越来越多。如今，城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。 标签结构设计；高层建筑；控制参数；载荷；抗震 1 高层建筑的特点 《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。相比多层建筑而言，高层是向空中发展，容积率一定的情况下，建造高层建筑可以节省规划用地面积，提高城市绿化率，还可以缓解城市用地紧张的局面。 高层建筑基础需要计算确定深度，独立的高层建筑单体而言，基础埋深比较容易确定，但现今住宅多为数十栋高层建筑群，地下车库相互连接，这时，既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。 高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房，如电梯、管道井等，这样就会增加建筑物的造价，增加公共面积；从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。 2 高层结构设计体系特点 地震作用和风荷载的影响下高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低，与所采用的结构系统密切相连。不同的层数、高度应采用不同的结构体系。 2.1 筒体结构 单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒；框架通过减小肢距，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。在层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足。但剪力墙结构体系平面布置不灵活，结构自重往
关于高层建筑的结构设计探讨 发表时间：2019-06-12T13:57:51.333Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年4期作者：杨佳宁 [导读] 随着城市化发展以及建筑用地的紧张，高层建筑将日益增多。 摘要：随着城市化发展以及建筑用地的紧张，高层建筑将日益增多。高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性，还应保证结构的经济性、合理性。本文就结构设计中应注意的几方面问题进行了探讨。 关键词：高层建筑；高层建筑结构设计；问题 一、高层建筑设计的意义与依据 1.概念设计的意义 高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。 2.概念设计的依据 高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质，设计和构造处理原则，计算程序的力学模型和功能，吸取或不断积累的实践经验。 二、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有； 1.水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向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、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，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，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。 2.侧移成为控制指标 与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 3.抗震设计要求更高 有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。 4.轴向变形不容忽视 高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制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，会得出偏于不安垒的结果。 5.结构延性是重要设计指标 相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使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。 三、高层建筑结构设计的几个问题 1.高层建筑结构受力性能 对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。 2.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、正多边形等简单平面形式。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限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，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。 3.高层建筑结构设计中的其它问题 3.1关于转换梁新的《高规》已经明确规定，当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱，或在墙内设置型钢等至少一种措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。但有个别工程设计，将框支梁（转换梁）直接垂直支承于一般厚度的剪力墙上，而未对墙体采取上述加强措施。其中有些转换梁是大跨度单跨梁垂直支承于两端墙体；有些转换梁甚至位于支承墙的门洞边；有些支承墙因多层架空，高厚比不满足要求。这类情况，为增强转换梁两端的约束能力，满足其钢筋锚固要求，必须在转换梁两端的墙体中设置墙体端柱或扶壁柱，或加厚墙体设置暗柱（必要时加型钢），并按框支柱的要求进行设计。
林业科技情报2014Vol.46No.1 浅谈高层建筑结构设计的重点和难点 梅雅莉 （黑龙江省林业设计研究院） ［摘要］由于我国人口数量的增多，为解决住房等问题需要发展建筑行业，尤其是要发展高层建筑行业。随着建筑高度的不断增加，建筑的形式和结构功能也变得复杂多样，因此，高层建筑的结构设计工作便成为建筑工程师在设计过程中的重点和难点。本文着重对高层建筑结构设计过程中应注意的问题进行分析。 ［关键词］高层建筑；结构设计；重点问题 Discussion On The Emphasis And Difficulty Of The Structure Design For High－Ｒise Building Mei Yali （Forest Designing AndＲesearch Institute Of Heilongjiang Province） Abstract：With the increasing for the population in our country，it is necessary to develop architecture industry，es-pecially the high－rise buildings，to solve the housing problem．Associated with the increasing number for the high －rise building，the type of the architecture and the structure function has got much more complex．As a result，the design for high－rise building becomes the emphasis and difficulty for the architecture engineering worker．The par-ticle mainly analyzes the problem emerging from the high－rise building design process． Key words：high－rise building；structure design；emphasis problem 1高层建筑结构设计的概况及意义 随着我国城市化进程不断加快，城市人口显著增多，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天，仍会因为高层建筑复杂的结构，较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有：首先，如果建筑所使用的面积一定，设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积，可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面，精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观，或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理，就会给城市带来热岛效应，影响城市居民的生活环境，甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次，如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定，那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积，得到更多的空闲地面，用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。与此同时，建筑高层的土地结构设计会为城市带来更充足的日照、更良好的采光和通风效果。在新加坡新建的居住区中，由于建造了很多的高层建筑群，得到了许多空闲的地面，使人们的休闲活动空间也得到了拓展。最后，一般情况下，高层建筑也可以使人们的内心得到舒展，所以说高层建筑对于城市人们的生活非常重要。因此，高层建筑的结构设计也非常重要，良好的建筑结构可以使人们生活得更加安全，更加舒心。也会使城市更加美观，拥有良好的生态环境。高层建筑结构设计师们要发挥自己的所学所能，设计出美观、经济、实用的高层建筑。 2高层建筑结构设计中应注意的问题 在高层建筑结构的设计中，我们需要注意一些问题，主要有以下几方面。 2.1剪力墙的设计 在高层建筑中，剪力墙对建筑有着重要的影响，所以，在剪力墙的设计过程中，要充分考虑剪力墙的结构体系。也就是以建筑物墙体作为承受水平、竖向荷载的结构，要求混凝土剪力墙具有较好的结构，较强的刚度，以满足其承载力的要求。在对剪力墙进行计算配筋时，切记要为墙肢一端配筋。在短肢剪力墙相对较多的结构中，将较短的墙段划为约束边缘的构件是不妥的，这会使墙肢中和轴附近的钢筋无法发挥作用。另外，剪力墙间距也不能过大，因为这会使得平面的布置显得死板，无法满足公共建筑功能需求。此外，一旦剪力墙自身的结构过大，高度超过标准就会引起悬臂墙变形， · 03 ·
浅析高层建筑结构设计存在的问题及对策 发表时间：2016-05-25T10:16:41.620Z 来源：《工程建设标准化》2016年2月供稿作者：吴志星[导读] （山西平阳重工机械有限责任公司，山西，侯马，043003）众所周知，高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率，这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力。（山西平阳重工机械有限责任公司，山西，侯马，043003） 【摘要】在实行改革开放以后，随着时代的发展和科技的进步，我国的建筑业不仅与时俱进，楼层不断向高处扩展，而且在一定程度上取得了不小的成就，然而在高层建筑结构设计上各种问题频发，这也成为了一个亟待解决的问题。本文通过着重介绍高层建筑结构设计的原则、当前高层建筑结构设计中存在的问题和改进建筑结构设计中常见问题的对策，来强化和确保高层建筑结构设计的不断完善。 【关键词】高层建筑；结构设计；问题；对策 众所周知，高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率，这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力，但是，高层建筑的质量会受到多重因素的影响，一旦产生安全事故，必将对人们的生命和财产带来极大的影响，因此，对建筑的结构设计提出了更高的要求，只有高层建筑的结构设计科学合理，其质量才能有保障，才会有利于社会和谐稳定发展。 一、高层建筑结构的设计原则 1、选择合理的结构方案 只有结构方案经济合理，才能让一个建筑设计合理，可行性强的结构形式和传力简捷、受力明确的结构体系也会促进一个良好设计的形成。因此在进行结构设计时应当具体分析建筑所处的地理环境、材料和设计的需求及施工条件等，充分考虑高层建筑自身的特点，根据实际情况来选择一个合理的结构方案。 2、选择合适的基础方案 在设计过程中要注意最大程度地发挥地基的潜力，在基础设计时要形成详尽的地质勘察报告，如果缺少报告，必须进行现场勘查来制定设计方案，要先通过综合分析工程的地质地貌、施工条件、上部结构类型、相邻建筑物的影响及荷载分布等因素的考虑再进行基础设计，只有这样，才能设计出经济合理的基础方案。 3、进行正确的分析计算 随着科技的发展，计算机技术在结构设计方面已得到广泛应用，种类繁多的计算软件都存在不同程度的缺陷，因此在结构设计的计算过程中会出现不精确的情况，这就要求设计师在使用软件过程中细致认真，对产生的结果认真分析和校对，作出合理判断。 二、当前高层建筑结构设计中存在的问题 1、结构体系选用不科学 由于我国所处地球的板块较为活跃，因此地震频发，对与这些地震多的地区建设高层建筑就应当选用抗震性强的结构体系和建筑材料，一些发达国家通常是使用的钢结构，而我国大多使用的钢筋混凝土结构或者混合结构，但钢框架的刚度较小，钢结构会产生一定程度的负担，也不会起到较好的效果，钢筋混凝土很容易产生弯曲变形而导致侧移，因此在进行结构设计时必须注意使用加强层把侧移量降低或者加大混凝土制土桶刚度。 2、高层建筑普遍超高 高层建筑对抗震能力的要求较高，因此国家严格规定了建筑物的高度，但是实际需求的不断改变使得建筑的高度不断发生改变，因此国家又对A级高度和B级高度进行新的规定和细致划分。即使如此，一些设计师在进行结构设计时往往会忽视高度的问题，对于一些不适合建设高层建筑的地段或条件也会出现为了追求利益的最大化而违反相关规定进行施工，这种情况对整个建筑的成本预计和建设进度都会造成诸多不良影响。 3、结构设计的刚度问题 楼层竖向结构的规则性与平面刚度问题是高层建筑结构设计过程中一个经常遇到的问题，由于在高层建筑的设计过程中每位设计师都有自己的想法和设计理念，因此在设计时就会产生差异，导致结构设计产生矛盾和分歧，在建筑施工过程中很容易出现一味追求独特新颖的外观而忽视抗侧移的刚度对高层建筑能否抗震的影响。 4、材料配备和资源配置不科学 高层建筑的结构特点非常明显，其结构设计的复杂性是由其功能的复杂性决定的，传统的建筑选材多为可燃性材料，这种材料很可能增加高层建筑火灾发生的可能性，对于建筑施工过程中劳动力等资源的配置如果未能提前进行预计和计算，还会对后期的施工造成一定的难度，对于其引发的一系列突发状况也很难及时处理和解决，造成施工进度无法按期完成。 三、改进建筑结构设计中常见问题的对策 1、选用科学的结构体系 受自然灾害的影响，人们对建筑的稳定性能要求逐渐提高，对高层建筑的要求越来越严格，由于高层建筑限制性较大，因此必须对高层建筑结构设计中选用的结构体系进行严格限制，以免在后期的项目施工的设计阶段发生不必要的变动，对计算简图也要慎重选择和使用，根据建筑物的影响因素和自身特点来选用一套科学合理的的结构体系。 2、注重建筑的设计高度 设计师在进行高层建筑的结构设计过程中，要明确意识到有关的高度规范，严格审查设计图纸，确保结构设计与相关的要求和规范相符合，对于建筑施工过程中出现的问题要及时调集有关专家加以具体分析，对高层建筑重新进行设计和评估，以免对建筑的施工进度和质量产生不良影响。国家相关部门也应当加大对高层建筑的审查力度，对不合乎规范的行为进行严加处理，确保高层建筑结构的稳定性和安全性。 3、选择合理的刚度设计