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浅析高层建筑结构设计中的概念设计和结构措施摘要：高层建筑结构随着时代的发展，规模和投资力度都大大增加，高层建筑的设计也变得越来越重要，高层建筑的结构设计也成为结构工程设计师设计工作的主要重点和难点。
本文就高层建筑的发展，介绍了概念设计的一些知识，并通过对高层建筑受力特点的分析，探讨了高层建筑结构中概念设计的有关问题。
关键词：高层建筑；概念设计；结构体系引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点，高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑，因此，在进行高层建筑的设计时，不仅要注意结构的定量计算分析，更应该注意结构的概念设计，即结构的宏观控制和定性判断。
1、高层建筑结构体系设计高层建筑结构从出现发展到现在，随着不同结构形式的出现，建筑形式相继呈现出不同的表现状态。
从结构的角度来看待高层建筑的话，杆状是高层建筑结构形式的基本特点，相比起竖向荷载，水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素，高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下，其弯矩和剪力都表现为最大，这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力，设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。
高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间，不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同，在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。
高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙，还有索，板的高度大于厚度，承受的是垂直于板面的荷载，梁是截面小于跨度的结构构件，柱是线性构件，框架既能承受竖向荷载，同时也能承受水平荷载，衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件，网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构，拱式平面结构构件，壳体是曲面形的构件，墙是竖向构件，承受的是平行于墙面方向的荷载，索是以柔性受拉钢索形成的构件。
高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构，钢结构包括框架结构体系，也就是钢性连接的柱梁体系，但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构，框架剪力衍架结构体系，既有框架，又有剪力衍架的一种结构体系，框筒和成束筒，框筒是一种筒体结构，在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力，成束筒是将单独的筒体捆绑在一起，这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应，还大大加强了结构的侧向荷载能力，对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系，这种结构体系有效性很强，可以增加窗洞面积，由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系，内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。
浅谈对高层建筑结构的认识浅谈对高层建筑结构的认识高层建筑是现代城市发展的重要组成部分，其结构设计对于建筑的安全性和稳定性至关重要。
本文将从多个方面对高层建筑结构的认识进行详细论述。
一、高层建筑的概念及发展1.1 高层建筑的定义高层建筑是指高度超过一定限制的建筑物，通常对于高于60米的建筑会被称为高层建筑。
1.2 高层建筑的发展历程从人类文明发展的角度看，高层建筑的发展经历了多个阶段，从传统的木结构建筑发展到现代的钢结构、混凝土结构和复合材料结构。
二、高层建筑结构设计原则2.1 承载力原则高层建筑结构设计的首要原则是保证其承载力，通过合理的结构布局和材料选择来满足建筑物的强度和刚度需求。
2.2 抗震设计原则由于地震活动的存在，高层建筑结构设计必须考虑抗震能力，采取适当的抗震措施，如增加结构的刚度和采用阻尼器等。
2.3 稳定性原则在高层建筑结构设计中，稳定性是考虑的重要因素，通过合理设计建筑的重心位置和采取适当的支撑措施来提高建筑的稳定性。
三、高层建筑的常用结构形式3.1 钢框架结构钢框架结构是一种常见的高层建筑结构形式，通过钢材的高强度和抗拉性能来满足建筑物的承载和刚度需求。
3.2 钢混凝土结构钢混凝土结构是将钢筋混凝土两种材料组合使用的结构形式，钢筋提供了一定的拉力强度，而混凝土提供了压力强度，使结构更加稳定。
3.3 玻璃幕墙结构玻璃幕墙结构是一种常见的高层建筑外立面形式，通过玻璃和铝材的组合搭建，提供了良好的视觉效果和采光条件。
四、高层建筑结构设计中的挑战与创新4.1 超高层建筑的设计挑战超高层建筑因其高度的特殊性，会面临更加复杂的设计挑战，如风荷载、地震荷载等，需要采用更加创新的结构设计方法。
4.2 可持续性设计的创新随着环保意识的增强，高层建筑结构设计也需要考虑可持续性发展，包括能源利用、生态设计等，以减少对环境的影响。
五、本文档所涉及附件如下：附件1：高层建筑结构设计规范附件2：高层建筑结构案例分析报告六、本文档所涉及的法律名词及注释：1. 承载力：指结构在预定工作条件下能够承担的荷载。
对当前高层建筑结构概念设计探讨摘要：随着高层建筑规模的不断发展和投资力度的不断增加，高层建筑的设计变得越来越重要。
分析了超高层建筑结构概念设计的重要性，并从多个方面加以详细阐述。
关键词：超高层建筑；结构；概念设计高层建筑概念设计多，尤其是需要抗震设防的超高层建筑结构部分的概念设计更多，除少数概念设计有定量指标外，大多数概念设计只有定性要求，如何合理地把握好结构概念设计的尺度，常常因建筑而异。
本文笔者结合设计实践，从多方面阐述超高层建筑结构概念设计时需要注意的一些问题。
1 结构设计特点1.1 重力荷载迅速增大随着建筑物高度的不断增加重力荷载呈直线上升，作用在竖向构件柱、墙上的轴压力增加，对基础承载力的要求也更加提高。
1.2 控制建筑物的水平位移成为主要矛盾1.2.1 风作用效应加大风是引起结构水平位移的主要因素，决定风载标准值(wk=βzusuzwo)大小的各参数随着建筑物高度的增加发生如下变化：us只与建筑物的平面形状有关，βz变化不大(总趋势随高度增加会减小，但变化幅度不大)；wo取值较普通结构增大许多(超高层建筑属于特别重要的结构，对风作用相当敏感，应按n=100年，甚至n=200年的重现期采用)；uz在梯度风高度范围内呈上升趋势(以地面粗糙程度c类为例，建筑物高度从1oom增加到400m，uz增大约1.84倍)，因此，作用在建筑物上的风载沿高度方向呈倒三角形状或抛物线状(图1)。
图1 风荷载高度变化示意建筑物越高，风合力就越大，合力作用点位置就越高，对建筑物产生的作用效应(如建筑物底部总剪刀、总弯矩、楼层层间位移角、顶层最大水平位移值等)也越大。
1.2.2 地震作用效应加大多遇地震下对建筑物进行弹性分析计算时，建筑物高度的增加使结构自重增加、重心位置提高，地震作用产生的水平剪刀和竖向力增大、作用位置提高，整个结构内力增加；在罕遇地震作用下将导致薄弱部位的加速破坏。
1.3 p一△效应成为不可忽视的问题超高层建筑高度比较大，侧向刚度相对较弱，水平位移量大(图2)，重力与水平位移所产生的附加弯矩常常大于初始弯矩的10％，必须考虑重力二阶p一△效应。
谈谈高层建筑结构概念设计的若干问题[摘要]通过对高层建筑结构概念设计几方面阐述,强调以承载力、刚度和延性为主导高层建筑结构概念设计的重要性,从宏观上决定高层建筑结构设计中的基本问题,综合处理好功能、技术、艺术、经济等方面的矛盾,并最终实现抗震设防三水准(小震不坏,中震可修,大震不倒)的基本要求。
【关键词】高层建筑结构概念设计基本原则结构布置原则基础的合理选型分析判断一、高层建筑结构概念设计的基本原则(1) 结构的简单性应将复杂的变成简单。
将结构的受力与传力途径设计成越简单、直接和明确就越好。
尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。
传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节。
同理,对结构进行分析计算时,应该运用最简单、最直接、概念很清楚地计算方法;切忌使用概念含糊不清,有的甚至连概念都看不出来,系数套系数的繁琐计算方法。
(2) 结构的规则性和均匀性1)建筑平面规则,平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。
建筑平面规则、结构布置均匀,有利于防止薄弱层的子结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各子结构之间重分布,增加结构的超静定的数量,发挥整个结构耗散地震能量的作用。
2)沿建筑物竖向的结构布置宜规则、均匀,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,避免有过大的外挑和内收,,以限制结构在竖向某一楼层或少数几个楼层出现敏感的薄弱部位,以致在这些部位因产生过大的应力集中和过大的变形而使结构不安全。
(3)结构的刚度和抗震能力1)水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任何方向的地震作用。
一般情况,可使结构沿平面在两个主轴方向均具有足够的刚度和抗震能力,同时还应具有抗扭转刚度和抵抗扭转振动的能力,现在抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量,在概念设计中应该注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。
浅谈多高层的建筑结构概念设计探讨摘要：在多高层建筑结构设计中，概念设计起着关键的作用。
结构工程师，要善于运用概念设计的基本原理及注重整体设计的构思等设计出概念优秀的作品。
关键词：高层建筑概念设计意义探讨一概念设计意义多高层结构概念设计的基本原则有结构简单、规则及具有足够的水平刚度和抗震能力；注重结构的整体性。
概念设计的范围较大，即有大的方案选择，又有小的细节构造，应该贯穿在设计的各阶段和步骤中。
概念设计是结构工程师通过自身的力学知识和工程经验，运用经无数事故分析，震害分析，模拟实验的定量定性分析及长期的困内外设计与使用经验分析、归纳、总结出来的具有基础性、整体性、全局性和关键性的设计基本原则、规定和方法。
通过概念设计能够从宏观上确定结构设计的基本问题，在初步设计时把握建筑的概念性整体方案，明确结构总体系与各分体系之间的传力关系，加强结构整体性，保证结构成为高延性的抗震耗能结构。
二概念设计的应用分析⑴平立面形式是保证结构简单的重要基本条件。
结构平面的布置必须考虑有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，做到受力明确，传力集中，尽可能减少扭转影响。
许多震害表明，平面不规则不对称的建筑，无论是砌体结构还是混凝土结构都会因扭转产生而破坏。
因此，简单、规则、对称、长宽比不大，平面外伸长度小的平面形式是理想的选择。
这样做可使结构的刚度、质量和承载力分布均匀，质量中心和刚度中心宜重合，实现扭转效应的减小。
建筑的立面形式以连续、简洁为宜，较大程度的内收、外挑或中间层部分构件不连续会造成结构的刚度和质量沿竖向分布不均匀，竖向抗剪承载力不连续，竖向刚度出现突变和不规则，对建筑结构的抗震不利。
面对当前建筑方案中出现平立面不规则的情况，作为结构工程师应该运用概念设计的原则尽可能地与建筑工程师沟通，通过调整结构布置和加强构造措施等设计手段使结构趋于合理。
对于平面规则的结构，如果刚度中心偏心，仍会有扭转现象产生。
这时可调整抗侧力构件，使其均匀布置，尤其是考虑具有较大刚度的楼梯间布置。
浅谈高层建筑结构概念设计
浅谈高层建筑结构概念设计
摘要：
随着建筑新材料的开发和利用、建筑的高度继续提升、组合结构建筑的增加、新型结构形式的应用、耗能减震技术的应用发展，高层结构布置常屈从于建筑平面布置和美感的要求,这引起了相关的结构问题。
本文就高层建筑结构设计中结构体系的选择、结构抗震设计、侧向位移的控制、构造要求等方面加以阐述。
关键词：高层建筑结构设计；结构体系的选择；结构抗震设计；侧向位移的控制；构造要求
中图分类号：TU973 文献标识码：A
一、高层建筑结构设计注意项
高层建筑结构中，随着高度的增加，不但竖向荷载产生的效应很大，水平荷载产生的内力和侧向位移更是迅速增大。
而且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。
因此水平荷载成了设计中的主要控制因素。
（注：风荷载作用在建筑物表面，结构处于弹性阶段；地震作用是惯性力，结构考虑进入塑性阶段以耗散能量。
）
高层建筑结构中，建筑应具有充分的刚度。
必须限制水平位移，防止由于重力荷载大在产生二阶P-△效应时使建筑突然倒塌，防止非结构构件的破坏（出现裂缝）、防止电梯井变形过大影响使用、防止对使用者产生的不舒适感。
（注：高层建筑结构在承载能力极限状态和正常使用极限状态方面同等重视。
）
高层建筑结构中，由于徐变和收缩的竖向积累变形很大，足以引起非结构构件的破坏，同时在水平构件中引起明显的结构内力，尤其在结构的上部区域。
高层建筑结构中，结构的重力和水平荷载通过基础传递到地基，应注重结构特性和土—结构相互作用力对基础变形的影响。
因此在高层建筑结构的设计中，应在结构体系的选择、结构抗震设计、侧向位移的控制、构造要求等方面加以注意。
二、高层建筑结构设计步骤
1、选择合理的结构形式；
2、构件的截面尺寸；
3、结构上荷载的确定；
4、结构内力分析和水平位移计算；
5、截面设计和结构的延性；
6、构造要求；
7、绘施工图。
三、高层建筑结构体系的选择
高层建筑从本质上可看做是一个竖向悬臂构件，所以应注重水平荷载的作用。
在总体结构中常包含一个以上独立作用的竖向悬臂构件，如剪力墙或芯筒，每个独立构件都相关于自己的轴线抗弯，它们之间仅通过楼板的平面内刚度相互协调。
另一方面，悬臂结构也可以包括大量柱和墙的组合作用。
从某种程度上说，各柱和墙是通过梁连接形成独立粗大的悬臂杆，如果主要的竖向构件具有不同的自由变形特征，在这种情况下它们将通过连接的板和梁相互影响，以致这些悬臂构件的侧向刚度和强度可以进一步提高。
因此高层建筑结构体系设计中，还应考虑楼板对各竖向构件的抗侧力起到整体联系的作用。
（注：楼板由于跨度过大易发生翘曲，故楼板构件设计时其跨度应受到限制。
）
选择结构体系应对内力进行控制，发挥主要竖向构件在平面上位置的优势，使其在恒荷载作用下产生的压应力大于水平引起的拉应力，避免在竖向构件中出现纯拉力和拔起基础。
在各种类型结构体系的平面布置时，各外构件必须受压。
四、高层建筑结构抗震设计
抗震设计除了集中在抵抗地震对结构在水平方向上产生的惯性力，还应当要求结构有很好的延性和塑性。
设计结合软件输入参数时，宜做到能量的平衡，减小地震能量的输入，增大结构耗能的能量。
在平面上设计应注意：为了避免转动弯矩，刚度中心和质心应尽
可能地靠近；对称布置传递水平荷载的构件；规则的平面布局；统一的基础。
在剖面上设计应注意：基础的设计应优于结构的设计，这样可以调节倾覆弯矩；随着高度的增加，刚度应保持不变，不可以增加；不要突然改变刚度；重的荷载放在较低层里，最理想的是放在地下室。
五、高层建筑结构侧向位移的控制
结构整体受到风荷载、地震作用时产生的侧向位移，相对于恒荷载、活荷载的作用要大得很多，在结构的各个构件内部会产生较大的内力和应力。
如果结构的侧向位移过大，可以通过改变几何形状，修改抗侧力形式，增大水平构件的弯曲刚度，增加刚性墙或芯筒等提高附加刚度，实现刚性联结等方法减小位移。
如在框筒结构中，水平荷载下的楼板可在厚度及配筋上适当加强，而作为一个刚性隔板，用于保持框筒的侧向稳定和侧向刚度，有如竹子中的竹节。
六、高层建筑结构构造要求和其他
构造是对计算的补充、是对延性设计的探讨、是对大量工程经验的总结。
针对各种结构体系的构造要求，应紧密结合高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)、建筑抗震设计规范(GB50011-2010)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)等中的要求。
高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。
从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。
为了避免结构由于不同部位的温度不同造成结构变形而在内部
产生过大应变和应力。
可以采取便于建筑物的不均匀变形，也可以采取加强各个部分并连结在一起的做法。
由于混凝土的收缩或徐变，会在楼层之间导致不均匀应变。
为了减小这种变形和影响，可以通过控制施工顺序的办法来减少缩短或者在首层将刚度大的墙和柱设置在建筑物中心附近，而不应设在边角部位。
七、结语
在高层建筑结构设计过程中，需明确结构构件的形式和基本性
能、需有效和易于的结构处理、需精炼和正确的表达结构模型，才能系统和统一的处理高层建筑结构中所遇到的问题。
参考文献：
[1]陈瑜龚炳年。
高层建筑结构分析与设计。
地震出版社
[2]方鄂华。
多层及高层建筑结构设计。
地震出版社
[3]林同炎。
结构概念和体系。
中国建筑工业出版社
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