（建筑工程管理）高层建筑结构与造型体系分析
高
层
建结
筑构
体
系
分
析
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。于高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。
框架结构
框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构，国外多用钢为框架材料，国内主要为钢筋混凝土，框架结构的特点于于“刚节点”。从框架的刚节点来见，它是壹个几何不变体，以门式钢架为例来见，钢架受荷载后，刚节点始终维持节点的几何不变性，因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用，从而刚架横梁产生正弯矩以减少，对梁的好处是很明显的。刚节点给柱子虽然带来弯矩，但对钢筋混凝土柱来说也不会导致坏处，因为钢筋混凝土不仅抗压能力强，而且抗弯能力也很好。所以，框架结构能够扩大梁的跨度，而且房屋的层数也能够增加。故框架结构体系是六层之上的多层和高层房屋的壹种理想的结构形式。
框架结构的优点是：强度高，自重轻，整体性和抗震性好。它于建筑中的最大优点于于不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，所以它的应用极为广泛，框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架和无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度；框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和壹些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
工程实例：
概述】
艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建,自1887年到1931年纽约帝国大厦落成前,保持了45年世界最高建筑物的地位,铁塔高320公尺,建筑设计最著名的是防范强风吹袭的对称钢筋设计,兼具实用和美感考量。铁塔共分3层,登顶收费依楼层而定。搭快速升降梯直达274公尺高的顶层,就可尽览巴黎美景,白天视野佳时可远眺72km远。
结构特色】
埃菲尔铁塔采用框架结构的全钢结构，艾菲尔铁塔的金属构架有1.5万个，重达7000吨，施工时共钻孔700万个，使用铆钉250万个，施工完全依照设计进行，足见设计的合理和计算的精确。铁塔占地约1万㎡，塔的最顶端不到100㎡，上下宽窄悬殊，使其结构别具壹格。从远处见去，它四脚立地。拔地而起，呈四方狭长金字塔形，颇似烛台。铁塔除顶端塔楼外，分为三层，于57米、115米和276米处设有三个了望平台，供游客凭栏眺望。
他独特的全金属结构于当时确实是太为改革创新：艾菲尔铁塔由壹百五十万个铆钉连接固
定，艾菲尔先生仍曾决定将18038个铸铁配件更换为更为轻巧坚固的合金配件，所以，最后建成的艾菲尔铁塔非常“轻”。于它所矗立的水泥地面上，每平方厘米只承受4.5公斤的压力。它的总重量是10000吨，其中包括7300吨的四脚金属支架。它的四个支点间形成了壹个边长为125米的正方形。加上塔顶部天线的高度，艾菲尔铁塔总高度为324米。它的第二层于离地面149米的高度上，第壹层也离地面有91米。于它建成的时候，艾菲尔铁塔曾壹度是世界上最高的建筑，且将此纪录壹直保持了45年，直到1931年纽约帝国大厦落成前。
剪力墙结构
剪力墙结构是由壹系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙于其自身平面内的刚度均很大，于水平荷载作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能均较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。
剪力墙主要承受俩类荷载：壹类是楼板传来的竖向荷载，于地震区仍应包括竖向地震作用的影响；另壹类是水平荷载，包括水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。于竖向荷载作用下，各片剪力墙所受的内力比较简单，可按照材料力学原理进行。于水平荷载作用下剪力墙的内力和位移计算均比较复杂，因此本节着重讨论剪力墙于水平荷载作用下的内力及位移计算。
剪力墙的分类及受力特点：
为满足使用要求，剪力墙常开有门窗洞口。理论分析和试验研究表明，剪力墙的受力特性和变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情况。洞口是否存于，洞口的大小、形状及位置的不同均将影响剪力墙的受力性能。剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙（多肢墙）和壁式框架等几种类型。不同类型的剪力墙，其相应的受力特点、计算简图和计算方法也不相同，计算其内力和位移时则需采用相应的计算方法。
1．整体剪力墙
无洞口的剪力墙或剪力墙上开有壹定数量的洞口，但洞口的面积不超过墙体面积的15%，且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，能够忽略洞口对墙体的影响，这种墙体称为整体剪力墙（或称为悬臂剪力墙）。整体剪力墙的受力状态如同竖向悬臂梁，截面变形后仍符合平面假定，因而截面应力可按材料力学公式计算。
2．小开口整体剪力墙
当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时，通过洞口的正应力分布已不再成壹直线，而是于洞口俩侧的部分横截面上，其正应力分布各成壹直线。这说明除了整个墙截面产生整体弯矩外，每个墙肢仍出现局部弯矩，因为实际正应力分布，相当于于沿整个截面直线分布的应力之上叠加局部弯矩应力。但由于洞口仍不很大，局部弯矩不超过水平荷载的悬臂弯矩的15％。因此，能够认为剪力墙截面变形大体上仍符合平面假定，且大部分楼层上墙肢没有反弯点。内力和变形仍按材料力学计算，然后适当修正。
于水平荷载作用下，这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律，变成了相当于于整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力，当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时，其截面变形仍接近于整体截面剪力墙，这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。
3．联肢剪力墙
洞口开得比较大，截面的整体性已经破坏，横截面上正应力的分布远不是遵循沿壹根直线的规律。但墙肢的线刚度比同列俩孔间所形成的连梁的线刚度大得多，每根连梁中部有反弯点，各墙肢单独弯曲作用较为显著，但仅于个别或少数层内，墙肢出现反弯点。这种剪力墙可视为由连梁把墙肢联结起来的结构体系，故称为联肢剪力墙。其中，仅由壹列连梁把俩个墙肢联结起来的称为双肢剪力墙；由俩列之上的连梁把三个之上的墙肢联结起来的称为多肢剪力
墙。
当剪力墙沿竖向开有壹列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性已被破坏，剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。这时剪力墙成为由壹系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。开有壹列洞口的联肢墙称为双肢墙，当开有多列洞口时称之为多肢墙。4．壁式框架
洞口开得比联肢剪力墙更宽，墙肢宽度较小，墙肢和连梁刚度接近时，墙肢明显出现局部弯矩，于许多楼层内有反弯点。剪力墙的内力分布接近框架，故称壁式框架。壁式框架实质是介于剪力墙和框架之间的壹种过渡形式，它的变形已很接近剪切型。只不过壁柱和壁梁均较宽，因而于梁柱交接区形成不产生变形的刚域。
当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度时，剪力墙的受力性能已接近于框架，这种剪力墙称为壁式框架。
剪力墙结构的使用范围：
1．框架-剪力墙结构。是由框架和剪力墙组合而成的结构体系，适用于需要有局部大空间的建筑，这时于局部大空间部分采用框架结构，同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗侧能力，从而满足高层建筑的要求。
2．普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系。
3．框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。
工程实例
概述】
1985年建成的香港汇丰银行大楼.地面以下四层，基础埋深为-20m，地面之上43层，高175m；采用矩形平面，底层平面尺寸为55m×72m。建筑规划要求大楼底层为全开敞式大空间，和前面的皇后广场自然地连成壹片.由于开敞底层限制了上部框架落地，最后确定采用钢结构悬挂体系。由八根“格构柱”和五层纵、横向桁架梁组成悬挂体系的主构件(下图)，承担着整个大楼的全部水平荷载和竖向荷载.每根格构柱是由俩个方向间距分别为48m和51m的四根圆形钢管；以及沿高度每隔39m的四根纵、横向变裁面箱形梁所组成。沿房屋的横向，构架柱的净距为11.1m；沿房屋的纵向，壹对格构柱之间的净跨度为33.6m，俩端悬臂长度为10.8m。各道桁架梁之间的4—7层楼板，通过吊杆悬挂于上壹层的桁架梁上。
结构设计】
风荷裁作用下的结构分析结果表明，纵向或横向水平力作用下，结构体系的侧移曲线均属剪切型变形。结构的动力分析结果给出，沿房屋纵向(东西方)，结构的基本周期为 4.5s，第二和第三扭转振型的周期分别为3.7s和3.1s。比其它结构体系的自振周期稍长。整座大楼钢结构的总用钢量为2500T。
于框架结构中杆件以受弯为主，截面刚度主要取决于截面高度，但过大的截面高度势必增加层高，或使得结构构件和建筑功能发生矛度。巨型框架的概念实际上是把框架梁柱截面大幅度提高，把每壹栋高层框架结构划分成很少几层，每层的梁柱均特别大。例如，对于巨型截面来说，截面刚度和截面高度3次方成正比。
巨型框架的横梁能够为各种大型水平结构。它利用整体楼层作为“梁”高，能够是箱形截面或桁架；巨型框架的立柱壹般为筒体结构。巨型框架利用了把荷载集中于主要承重结构上的概念，其他柱子不必从上通到地。每个小柱只需承受横梁之间少数几层荷载，截面能够做得很小；采用巨型框架结构，巨型横梁下的楼层，没有中间小柱，能够布置餐厅、会议厅及游泳池等需要大空间的楼层。亚洲大酒店以及新华大厦均是巨型框架结构。
此外，巨型框架结构能够利用中间大横梁下部空间开设大洞口，让壹部分气流通过，从而大大减小风荷载，这是别的结构难以做到的。可是，由于构件刚度增大，温度、收缩和局部压
力的影响也会加剧，节点构造上也会出现新的问题。
框架-剪力墙结构
由于框架结构的主要特点是能获得大空间的房屋，房间布置灵活。而其主要弱点是侧刚度较小，侧移较大。而剪力墙结构侧向刚度大，可减小侧移。可是全剪力墙结构无法布置大空间房屋。因此，框架．剪力墙结构体系恰好是对俩者取长补短，既能布置大空间房屋和小空间房屋，布置灵活，又具有较大的侧向刚度，弥补纯框架结构之小足，所以广泛用于层数较多、房屋总高较高的建筑，而且能够灵活布置大小空间房间，适应较多的建筑功能要求。
对于地震区建筑来说，框架壹剪力墙结构具有俩道抗震防线即剪力墙和框架。
框架．剪力墙结构的主要缺点，由于功能要求，剪力墙布置位置往往受到限制，往往不可避免地造成刚心、质心不重合，产生偏心扭矩。同时其侧向刚度仍是偏小．房屋建造高度受到限制。
框架壹剪力墙结构于水平力作用下侧向变形的特征为弯剪型。
工程实例
概述】
洛阳市政府机关办公大楼建筑总高84.3m，总长180.3m，总建筑面积62390㎡，大楼地上21层，其总壹层为架空停车场，二层为入口大厅，三层之上为政府办公用房，裙楼为会议用房，设400人大型方案厅2个，容纳80人的电视会议厅和200㎡的贵宾接待厅各壹个，大楼设地下室壹层，为后勤服务和设备用房。
结构设计】
该办公大楼主楼采用框架-剪力墙结构，
基础埋深6.50m，经计算基地压力约为
380Kps。主楼采用框架-剪力墙结构，上
层结构层数较多，且轴网尺寸较大，故
底层剪力墙和框架柱子承受的荷载较
大，多采用样式主板基础，通过试算，
满足荷载要求，混凝土强度为C40时，
底面板厚度约为2m，且板顶部受力钢筋
较大，因此于确定基础方案是，本着，
安全，经济，使用的原则，通过反复的
计算比较，决定采用梁板结合的结构设
计方案。
该种结构形式更适合本工程的要求，不仅使基础受力更加明确，且且大大节省了基础的土建投资，加快了施工进度，且且得到了的好评。
四．筒体结构
筒体结构由框架-剪力墙结构和全剪力墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于写字楼建筑。
主要抗侧力，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和柱框架组成竖向箱形截面的框筒，形成整体，整体作用抗荷。
由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，于水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体（由密柱框架组成的筒体称为框筒；由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒）。由壹个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构，它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，于水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件
称为筒体（由密柱框架组成的筒体称为框筒；由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒）。由壹个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构，它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
筒体结构分筒体－框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。
筒体-框架结构
中心为抗剪薄壁筒,外围为普通框架所组成的结构南京玄武饭店即采用这种结构。
2．框筒结构
外围为密柱框筒，内部为普通框架柱组成的结构。
3.筒中筒结构
中央为薄壁筒，外围为框筒组成的结构。目前世界上层数最多的纽约世界贸易中心[1]（110层，高412米，1931年建成，保持高度纪录（378米，102层）达40年，综合地代表20世纪30年代][建筑科学技术的水平,位于美国纽约市])即采用这种结构。中国目前最高的国际贸易中心（52层,高160米，平面如图2a[筒中筒结构],(见彩图[国际贸易中心滑升模板施工])和按地震烈度9度设防的中央彩色电视中心（24层，高107米,平面如图2b[筒中筒结构]）也采用了这种结构。于有些工程中仍采用了三重筒、四重筒结构。
4.束筒结构
由若干个筒体且列连接为整体的结构。
工程实例
概述】
台北101，又称台北101大楼，于规划阶段初期原名
台北国际金融中心，是目前世界第二高楼。位于我
国台湾省台北市信义区，由建筑师李祖原设计，
KTRT团队建造，保持了中国记录协会多项世界纪
录。台北101曾是世界第壹高楼，以实际建筑物高
度来计算已于2007年7月21日被当时兴建到141
楼的迪拜塔（阿联酋迪拜）所超越，2010年1月4
日迪拜塔的建成（828米）使得台北101退居世界第
二高楼。
结构设计】
台湾位于地震带上，于台北盆地的范围内，又有三
条小断层，为了兴建台北101，这个建筑的设计必定
要能防止强震的破坏。且台湾每年夏天均会受到太
平洋上形成的台风影响，防震和防风是台北101俩大建筑所需克服的问题。为了评估地震对台北101所产生的影响，地质学家陈斗生开始探查工地预定地附近的地质结构，探钻4号发现距台北101200公尺左右有壹处10公尺厚的断层。依据这些资料，国家地震工程研究中心建立了大小不同的模型，来仿真地震发生时，大楼可能发生的情形。为了增加大楼的弹性来避免强震所带来的破坏，台北101的中心是由壹个外围8根钢筋的巨柱所组成。
可是良好的弹性，却也让大楼面临微风冲击，即有摇晃的问题。抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器，而大楼外形的锯齿状，经由风洞测试，能减少30-40%风所产生的摇晃。
台北101打地基的工程总共进行了15个月，挖出70万吨土，基桩由382根钢筋混凝土构成。中心的巨柱为双管结构，钢外管，钢加混凝土内管，巨柱焊接花了约俩年的时间完成。台北101所使用的钢至少有5种，依不同部位所设计，特别调制的混凝土，比壹般混疑土强度强60%。
为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃．大楼内设置了调谐质块阻尼器是于88至92楼挂
置壹个重达660公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。据台北101告示牌所言，这也是全世界唯壹开放游客观赏的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。
防震措施方面，台北101采用新式的「巨型结构」于大楼的四个外侧分别各有俩支巨柱，共八支巨柱，每支截面长3公尺、宽2.4公尺，自地下5楼贯通至地上90楼，柱内灌入高密度混凝土，外以钢板包覆。
组合结构
高层建筑结构的布置有很大的灵活性，能够于之上各种基本结构形式的基础上进行灵活组合和布置，形成新的抗侧力结构体系。
巨型框架结构
其打破了传统的以单独楼层为基本结构单元的格局，整个高层由俩级结构组成，第壹级为巨型框架，是主要承重结构；第二级为楼层框架，只承受各楼面荷载且传到巨型框架上。东京NEC大厦，由刚度很大桁架组成巨型的梁柱，形成单跨四层大框架。
悬挂式结构
以核心筒、刚架、拱等作为竖向承力结构，全部楼面均通过钢丝束、吊索牢挂于上述承重结构上而形成的壹种新型结构体系。南非约翰内斯堡标准银行大厦，以中央核心筒为主要承重结构，外挑三道预应力混凝土井字梁，由预应力混凝土吊杆悬挂33个楼层。
竖向桁架结构
于高层钢结构中，采用若干建筑层高作为桁架的节间距，以若干个建筑开间作为桁架的弦杆间距，所形成的巨型桁架作为高层建筑的承重结构，用来承受竖向力和水平作用。芝加哥的约翰·考克大厦为锥形桁架筒，102层，344m。
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
建筑分析的程序： I. 分析主体——个人建筑观的确立 II. 建筑作品背景分析、建筑设计的前提条件、建筑师本人的情况 III.建筑作品的构成体系分析 IV. 建筑作品的综合评价 III.建筑作品的构成体系分析： 环境体系 1、建筑作品周围有哪些环境要素？其中什么对建筑起主要作用？ 2、哪些是有利条件？哪些是限制条件？ 3、建筑如何处理与环境的关系？相似和谐或对立统一？ 4、建筑在整个环境中扮演什么角色？是标志还是背景？ 交通体系 直接功能——作为联系的功能；间接功能——通过流线形成流动空间的功能。 1、建筑场地周边交通状况如何？ 2、建筑如何确立与周边道路的联系？
3、建筑主入口与次入口的方位在哪里？ 4、建筑内部交通流线、人流、物流如何组织和避免相互干扰？ 5、建筑是如何通过交通引导人的心理感受的？交通体系如何联系各个功能空间？ 6、建筑的交通体系如何丰富室内空间？ 结构体系 1、对结构体系本身的分析 2、结构体系对建筑空间、建筑实体等方面直接或间接的影响 功能体系 1、建筑的功能分区是怎样的？ 2、各功能分区之间的关系是怎样的？ 3、建筑功能与建筑空间的关系怎样？ 4、建筑功能与建筑实体的关系怎样？ 空间体系 三要素：中心、方向和区域 1、单一空间的限定要素是什么？ 2、单一空间的限定方法是什么？
3、各限定要素之间的关系是什么？ 4、建筑多个空间是如何组合的？ 5、建筑空间带来的心理感受 6、建筑空间与功能、交通等其他体系之间的关系 实体体系 体量、材质、色彩、立面等 1、建筑与环境的体量关系如何？ 2、建筑的尺度与比例是多少？ 3、建筑的色彩和材质是什么？为什么选择这种材质？ 4、建筑的立面构成要素、虚实对比关系、开窗的形式和尺度 5、实体体系对建筑空间的影响，产生何种特殊的艺术效果？
高层建筑的常见结构体系 王轶杰11建筑2班2011331210224 高层建筑常见结构体系有以下几种：纯框架体系、纯剪力墙体系、筒体体系、体系组合，其中体系组合又分以下几种：框支剪力墙体系、框架—剪力墙体系、框架—筒体体系、筒中筒体系、束筒体系。 纯框架体系： 结构特点——整个结构的纵向和横向全部由框架单一构件组成的体系，框架既承担重力荷载，又承担水平荷载，在水平荷载作用下，该体系侧向刚度小、水平位移大。 适用范围——在高烈度地震区不宜采用，目前，主要用于10~12层左右的商场、办公楼等建筑。 实例分析： 芝加哥百货公司大厦，采用的是框架结构，在平 面布置上，通过合理的柱网分布，将平面布置灵 活，而且提供了较大的内部空间，布置上受限制 也就减少了。 纯剪力墙体系： 结构特点——该体系中竖向承重结构全部由一 系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙所组成，剪 力墙不仅承受重力荷载作用，而且还要承受风、 地震等水平荷载的作用，该体系侧向刚度大、侧 移小，属于刚性结构体系。 适用范围——理论上讲该体系可建造上百层的 民用建筑，但从技术经济的角度来看，地震区的剪力墙体系一般控制在35层、总高110m为宜。 实例分析： 广州白云宾馆，该建筑共33层， 横向布置钢筋混凝土剪力墙，纵 向走廊的两遍也为钢筋混凝土剪 力墙，墙厚沿高度由下往上逐渐 减小，混凝土强度等级也随高度 而降低。 筒体体系： 结构特点——由框架或剪力墙合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连
接起来，形成一个空间构件，可将受力构件集中，形成较大的室内空间。 适用范围——超高层建筑都用筒体结构。 实例分析： 美洲银行中心，由密集立柱围合成 的空腹式筒体，属于一个矩形内筒 外框架，拥有筒体结构主要的特征， 内部空间大，并且平面布局也能非 常灵活。 体系组合中体系： 框支剪力墙体系： 结构特点——建筑上部采用剪力 墙结构，下部分采用框架体系来满 足建筑功能对空间使用的要求。 适用范围——适用于高层旅馆、高层综合楼 实例分析： 北京粮食公司高层商店住宅，在底层，则作 为框支剪力墙，使标准层中间6道横向剪力 墙不落地面做成框架，形成较大空间作为商 店营业厅用。 框架—剪力墙体系： 结构特点——框架中布置剪力墙，并使楼 板与框架有可靠连接的结构体系。竖向荷载 由剪力墙和框架承担，水平荷载由剪力墙承 担。 适用范围——绝大多数高层建筑都为框架剪力墙结构，15~25层较多，非地震区120m，7度区可达100m，8度区90m，9度区40m。 实例分析： 北京民族饭店，从平面图上可以看出， 该层平面在框架的的基础上增加了一 定数量的纵、横向剪力墙，图上左边 和右边各有几处剪力墙，竖向荷载由 框架柱和剪力墙共同承担，水平荷载 则主要由刚度较大的剪力墙来承受， 融为一体，取长补短。
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/㎡。
高层建筑结构分析 一、高层建筑结构设计特点 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。 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，会得出偏于不安全的结果。 3.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。 4.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。 二、高层建筑的结构体系 1.框架-剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。 2.剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。
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。
高 层 建结 筑构 体 系 分 析 结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。 一．框架结构
框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构,国外多用钢为框架材料,国内要紧为钢筋混凝土，框架结构的特点在于“刚节点”。从框架的刚节点来看,它是一个几何不变体,以门式钢架为例来看,钢架受荷载后，刚节点始终维持节点的几何不变性，因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用,从而刚架横梁产生正弯矩以减少,对梁的好处是专门明显的。刚节点给柱子尽管带来弯矩，但对钢筋混凝土柱来讲也可不能导致坏处，因为钢筋混凝土不仅抗压能力强,而且抗弯能力也专门好。因此,框架结构能够扩大梁的跨度,而且房屋的层数也能够增加。故框架结构体系是六层以上的多层与高层房屋的一种理想的结构形式。 框架结构的优点是:强度高,自重轻,整体性和抗震性好。它在建筑中的最大优点在于不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间,因此它的应用极为广泛,框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有依照需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度;框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些专门用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
工程实例: 概述】 艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建, 自1887 年到19３１年纽约帝国大厦落成前, 保持了４５年世界最高建筑物的地位，铁塔高320 公尺, 建筑设计最闻名的是防范强风吹袭的对称钢筋设计，兼具有用与美感考量。铁塔共分 3 层，登顶收费依楼层而定。搭快速升降梯直达２７4 公尺高的顶层, 就可尽览巴黎美景, 白天视野佳时可远眺72 公里远。 结构特色】 埃菲尔铁塔采纳框架 结构的全钢结构，艾菲尔 铁塔的金属构架有1.5万 个，重达７000吨,施工时 共钻孔70０万个，使用铆 钉25０万个，施工完全依照设计进行,足见设计的合理与计算的精确。铁塔占地约1万平方米，塔的最顶端不到100平方米,上下宽窄悬殊,使其结构不具一格。从远处看去，它四脚立地。拔地而起，呈四方狭长金字塔形,颇似烛台。铁塔除顶端塔楼外,
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
高层建筑案例分析—帕拉玛塔广场大厦分析自古以来，人类就有脱离地面，接近苍穹的渴望，在当今社会，用地愈加紧张，技术也愈加成熟，各种各样的高层建筑拔地而起，高层建筑不仅解决了很多如节地、拥挤及环保等城市问题，更成为各个国家及城市的地标性建筑，成为所在地区的“名片”，在一定意义上代表了该地区的形象定位及经济发展，因此，越来越多的高层、超高层建筑在城市中心耸立，他们往往位置险要、造型突出、视觉效果强烈，作为现代建筑技术的结晶，成为展示城市发展成就的有效手段。 高层建筑的发展得益于载客电梯的发展和使用，而其在世界范围内普遍发展起来是20世纪50年代，尤其是近三十年以来，由于一系列全新结构的出现及电子计算机等先进技术的应用，为高层、超高层建筑的出现创造了条件。高层建筑除先进的结构体系及轻质、高强材料以外，其内部诸如自动控制的一系列消防、报警、通讯、高速电梯及管理监测等系统，离不开计算机与电气化，因而它是二十世纪科学技术成就的体现。 目前，作为城市地标的高层建筑十分多见，担负着集办公、商业、居住等众多功能，它们大多是某一地区的综合体建筑，朝着智能化、多样化及绿色环保的方向发展，以下以澳大利亚帕拉玛塔广场大厦为例，解析当今高层建筑的发展现状。 澳大利亚帕拉玛塔，是西悉尼的市中心，为悉尼地区内第二重镇，澳大利亚第三大经济区，是澳目前发展最快的地区之一。随着西悉尼的崛起，被誉为“西部三热点心脏”之称的帕拉玛塔，成为了备受关
注的投资热点。帕市是澳大利亚历史上最古老的城市之一。 帕拉玛塔市举办了一个 比赛，要建造一栋商业高楼， 突出节能高效的设计理念。对 此，urban office architecture事务所设计了 以“城市上升”为主题的这一 建筑。 该建筑共有66层，集商业与办公为一体，是两个楼的结合体，楼的底部是融合在一起的，之后随着楼层的升高而分成两栋。以各自扭转的姿态向上延伸，在其中间以连廊相接，创造了大量的公共平台，姿态呈现出一种生动的流动感，富有韵律又不失节奏。 卡洛恩佐的纽约办公室已 经设想把这里建成公共领域，从 帕拉马塔广场延伸到北部。因 此，创造大量供行人共享的公共 活动区域成为设计的一大要点， 在人流量如此集中地广场区域 地带，需要解决人车共行的交通 拥堵问题，尤其是对于底部空间 的处理及契合绿色城市生活的 主题需要十分到位。
高层建筑造型创新设计思路及策略探讨 摘要: 建筑艺术是一种造型艺术，建筑美主要体现在建筑造型上。随着社会经济 的发展，建筑设计必须跟上时代的发展，设计中将传统、现代、自然的完美结合 才能实现设计和理念的创新。基于此，本文结合高层建筑外观造型设计的平面构 成及造型特点，对高层建筑造型创新设计思路及策略进行了分析探讨，以供同仁 参考。 关键词: 高层建筑；造型结构；创新设计 一、前言 近年来，随着我国城市经济的快速发展，城市人口数量的不断增长，为了解 决人口增加带来的住房紧缺的问题，传统的建筑结构已经不能满足人类的局主要求，高层建筑在我国逐渐的兴起。对于高层建筑的要求不仅是实用安全，也应注 重建筑外观的设计，美观的设计可以为城市增光添彩。因此，作为一名建筑行业 的设计人员，需要时刻保持开放性的思维，以自身设计实践为基础，敢于开拓创新、与时俱进、捕捉灵感，创造出更多变幻莫测的建筑造型。基于此，本文结合 高层建筑外观造型设计的平面构成及造型特点，对高层建筑造型创新设计思路及 策略进行了分析探讨，以供同仁参考。 二、高层建筑外观造型设计的平面构成与造型特点 （1）外观造型设计的平面构成。高层建筑的外观形状一般是正方形、矩形、圆柱形等等，也可能是以上这几种形式的组合形式。高层建筑的平面造型大多来 源 于建筑设计师的创意灵感，其设计要求需要与建筑面积，施工水平以及地理环境 相匹配。高层建筑的外观平面构成有以下几种具体形式：第一种是单体式，这种 形式的平面构成通常其结构受力性能较好，同时具备计算简单以及施工相对容易 的特点。第二种是双体式，双体式的适用对象主要是高层建筑。第三种为联体式，它是一种不同于双体式的独立塔楼。其基本建筑原则主要是采用一个核心筒把几 个对称的塔体相连接组成一个联合体，从而使得整体的住宅建筑形象更加丰富与 多样。第四种形式称为变平面式，主要呈现出的是各种大小与形状的几何平面， 这在一定程度上突破了住宅区是一个个方盒子式的单调建筑风格，使建筑变得 更加变化莫测。最后一种平面形式是群体式与自由式，这是根据建筑设计的突发 灵感与创意因地制宜、适应不同格局需求而出现的。以上这几种形式的平面与立 面构成并不是全部高层建筑设计的概括，未来高层建筑外观造型的设计必定会更 加的多姿多彩，变化莫测。 （2）高层建筑外观造型设计的结构特点。高层建筑的外观造型设计通常有以下几方面的结构特点：首先最突出的就是体现出“取其精华，去其糟粕”的文化以 及哲学思想精髓。其次，现代化的高层建筑往往倾向于彰显出另类的建筑外观造 型设计特点，并逐渐成为很多城市住宅建筑的主流特点。再次，目前高层建筑的 外观造型表现出两种极具差异化的类别：一种是现代化的建筑外观造型；另一种 是相对复古传统的建筑外观造型。两种类型风格迥异，各有千秋。最后一个明显 的特点就是特色设计的创造，其具体的含义是指在高层建筑外观造型的设计过程 中布局形态、空间环境、地理位置等各个方面所具备的与其他建筑设计显著不同 的内在涵义与外在特性。一个有个性、有特色的成功设计是在对建筑周围环境体
浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、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: (一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。
建筑物的造型可分为: 1多层与高层建筑 2单层大跨度建筑。 多层与高层建筑常用结构体系: 1混合结构体系2框架结构体系3剪力墙结构体系。 单层大跨度建筑屋盖结构:1平面结构体系:门式钢架、薄腹梁结构、衔架结构、拱结构。2空间结构体系:壳体结构、网架结构、悬索结构。 混合结构优点:1主要承重结构墙体就是用砖砌,易于就地取材2刚性较大3壳节省三大材料,有很好的经济指标。缺点:砖砌结构强度低,房屋层数受到限制2抗震性差3工程繁重施工速度慢。适用范围:五层以及五层以下的楼房。 混合结构墙体布置方案:1横强承重,特点:横强为主要承重墙,纵墙起维护隔断与维持墙体的整体作用。优点整体的刚度好。缺点:横墙间距房屋布置灵活性差。使用:宿舍等居住建筑。2纵墙承重特点:纵墙就是主要承重墙,横墙只承受小部分荷载。优点:房屋空间较大,平面布置灵活,墙面积小。缺点:房屋刚度差。适用:教学楼、实验楼、办公楼、医院。3纵横墙承重特点:纵横墙同时承重房屋刚度提高。4内框架承重特点:房屋的空间刚度差、适用上可取得较大的空间。适用教学楼、医院、商店、旅馆。 墙体构造要求:1须注意横墙间距的大小2纵墙易尽可能贯通3墙体要适当假设壁柱4墙体要适当设置伸缩缝5墙体要适当设置沉降缝。补充:1衡墙间距小于1、5倍建筑物宽度可增强墙体的抗裂性2墙厚度小于24厘米大梁跨度大于6米时梁支撑处的墙体应加整柱,承受吊车荷载的墙体或者承受风荷载为主的墙体应就加壁柱。3一般现浇式楼盖有保温伸缩缝间距为50米,没有为30米,宽度为2——5厘米。装配式楼盖的选型:铺板式楼盖为最常用形式,常用预知铺板的截面形式有:实心平板、空心板、槽型板、檩条。一般房屋采用空心板走道采用平心板或者槽型板。现浇式楼盖一般由板、次梁与主梁组成。单向板肋梁楼盖荷载传递路线:板-次梁-主梁-柱-或者墙-基础-地基。双向板传递路线:板-梁-柱-基础-地基。板厚单项板:单跨简支就是h≥L/30 而且天面板h≥6厘米。多跨连续时h≥L/40,而且楼面板h≥7厘米双向板:单跨简支就是h≥L/40 而且h≥8厘米多跨连续时h≥L/50 悬臂板:h大于等于l/12。 框架结构及其类型:框架就是由梁与柱刚性连接的骨架结构。特点在于“刚接点”优点:强度高、自重轻、整体性与抗震性好。适用范围:合理层数就是6~15层,最经济的就是10层左右。而框架结构的一般高度比约为5~7。框架类型:△1按框架构件组成划分:○1梁板式结构○2无梁式结构△1按框架的施工方法分:○1现浇整体式○2装配式○3半现浇框架○4装配整体式△1按承重结构划分:○1全框架○2内框架△1按框架的构件分:○1短柱单梁式○2长柱单梁式○3组合单元式。框架的布置:○1主要承重框架横向布置优点:结构合理,且建筑上有利于立面处理与室内采光应用:一般工业与民用房屋多采用此结构布置○2主要承重结构纵向布置优点:有利于楼层净高效利用,房间的合理划分○3主要承重结构纵横向布置 框架的柱网布置应力求简单、规则、整齐,柱网尺寸应符合经济原则与尽量符合模数△1多层厂房的柱网尺寸柱距:一般采用6m 跨度:按柱网形式而分○1内廊式柱网——常用跨度为6、0+2、4+6、0(m)或6、9+3、0+6、9(m)○2等跨式 柱网——常用跨度为6m,7、5 m,9 m,12 m四种(从经济考虑 不宜超过9 m,一般常用为6 m)△1多层民用房屋的柱网尺寸柱距:3、3m~6m 跨度6~12m(从经济考虑不宜超过9m) 6、构件截面尺寸: 框架横梁截面梁高h=(/8~1/12)梁跨梁宽b=(1/2~1/3)h 框架柱截面的款与高约等于(1/15~1/20)层高 抗震设防区框架体系房屋提醒与结构布置的要求:○1房屋的平立面宜用简单的体型○2抗侧力结构的布置应尽可能的刚度中心与地震力的合力作用线接近或重合○3抗侧力结构的布
建筑结构体系及选型 Structural Systems and choices for Architects and Engineers 课程编号：223 开课单位：建筑系建筑技术教研室 撰写人：樊振和 开课学期：2 总学时：40 学分：2 课程类别：选修 考核类型：考试 考核方式：平时成绩占40%；其中，考勤10%，课堂纪律10%，作业20%。考查测验成绩占60%。 预修课程：建筑力学，建筑结构 适用专业：建筑设计及其理论、建筑历史与理论、建筑技术科学 一、教学目标 通过本课程的学习，使学生熟悉建筑结构的主要类型及适用范围；熟悉各种建筑结构体系的受力和变形特点，以及选型和布置的一般原则；掌握常用建筑结构的选型和布置方法。为今后进一步的研究和工作打下必要的基础。 二、教学要求 通过课堂讲授、课堂讨论、模型试验、参观调研、撰写论文等多种教学形式，使学生熟悉和掌握建筑结构选型的原理和方法。 三、课程内容 建筑结构体系及选型课程主要介绍常见的各种建筑结构型式，主要包括各种钢筋混凝土平板结构、屋架、刚架、拱、网架、悬索、薄壁空间结构、充气结构等大、中、小跨度空间结构类型以及框架、剪力墙、框架—剪力墙、筒体结构、框架—筒体结构、悬挂结构等各种中、高层建筑结构类型，各种类型结构的受力和变形特点、适用范围、经济分析、选型和布置的一般原则和方法。同时，还将介绍建筑设计和结构设计的关系以及结构在建筑中的非结构功能。 71
四、教学时间安排 四、选用教材 虞季森，《中大跨建筑结构体系及选型》，中国建筑工业出版社，1990.12 五、参考书目 1.清华大学土建设计研究院，《建筑结构型式概论》，清华大学出版社，198 2. 2.[意] P·L·奈尔维，《建筑的艺术与技术》，中国建筑工业出版社，1981.1 3.[美] 林同炎 S·D·斯多台斯伯利《结构概念和体系》（第二版），中国建筑工业出版社，1999.2 72
高层建筑结构设计原则及意义分析叶方元 发表时间：2019-03-22T14:57:25.363Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：叶方元赵晓峰 [导读] 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。 浙江晟元建筑设计有限公司 321000 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。高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容，因此，研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。介绍了高层建筑结构特征，分析了高层建筑结构设计的原则，阐述了高层建筑结构体系的选型问题，并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策。 关键词：高层建筑结构；设计；对策 引言 随着科技和社会的不断发展和进步，自从19 世纪以来出现了现代高层建筑，高层建筑越来越广泛的出现在人们的生活中。作为一个庞大复杂的系统，高层建筑的结构设计，一方面要满足包括抗震，抗风等在内的安全性能的要求，另一方面，也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。 1 高层建筑结构的特征 高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载，同时也承受着在垂直方向的荷载，并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下，建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱，然而在高层建筑中，外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此，在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。 2 高层建筑结构设计的原则 2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算简图，那么就比较容易造成由于结构安发生的事故，基于此，高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，其结构节点不单是钢节点或者饺节点，保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。 2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况，考虑施工条件，相邻的建筑物的影响等各个因素，在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥，必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告，如果缺失，那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下，相同结构单元应该采用相同的类型。 2.3 选择合理的高层建筑结构方案合理的结构设计方案必须满足经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等的综合分析的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。 2.4 对计算结果进行准确的分析随着科技的不断进步，计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形色色的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符，所以进行计算机辅助设计的时候，出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后，应该进行校核，进行合理判断，得出准确结果。 2.5 高层建筑的结构设计要采用相应构造措施高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则，加强薄弱部位，对钢筋的执行段锚固长度给予重视，并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。 3 高层建筑结构体系的选型 建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙，柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础，利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。 根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中，具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，造价低廉，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足；钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，成本低廉，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢-混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，施工速度快，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小屁偏心受压构件。 根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m 高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承受水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中，需要注意考虑剪力墙的位置，设计合理的剪力墙的数量，以及满足框架的设计要求。