对当前高层建筑结构概念设计

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。

高层建筑结构概念设计在现代城市的天际线上，高层建筑如同一座座巍峨的山峰拔地而起，它们不仅是城市繁荣的象征，更是建筑工程领域的杰作。

然而，要让这些高楼大厦在高耸入云的同时保持稳固、安全和经济合理，高层建筑结构概念设计起着至关重要的作用。

高层建筑结构概念设计，简单来说，就是在建筑设计的早期阶段，通过对建筑的功能需求、地理环境、建筑材料等多方面因素的综合考虑，制定出一个总体的结构方案。

这个方案并非是具体的计算和绘图，而是一种宏观的、战略性的规划，它为后续的详细设计提供了指导方向。

首先，我们来谈谈建筑的功能需求。

不同的高层建筑有着不同的用途，比如住宅、办公、酒店等。

这些不同的用途决定了建筑内部的空间布局和使用要求，从而影响到结构的设计。

例如，住宅建筑可能更注重房间的规整和采光，而办公建筑可能需要更大的开敞空间和灵活的分隔。

在结构概念设计时，要充分考虑这些功能需求，以确保结构能够满足建筑的使用要求，同时又不会因为结构的限制而影响建筑的功能。

地理环境也是一个不可忽视的因素。

建筑所在地的地质条件、地震烈度、风荷载等都会对结构的安全性和稳定性产生影响。

在地震多发地区，结构需要具备良好的抗震性能，可能会采用框架剪力墙结构或者筒体结构等；而在风荷载较大的地区，结构的抗风设计就显得尤为重要，需要通过合理的外形设计和结构布置来减小风的影响。

此外，地质条件也会决定基础的类型和深度，如果地质条件较差，可能需要采用桩基础或者进行地基处理。

建筑材料的选择同样对高层建筑结构设计有着重要的影响。

随着科技的不断进步，新型建筑材料层出不穷，如高强度钢材、高性能混凝土等。

这些材料具有更好的力学性能，可以在保证结构强度和稳定性的前提下，减轻结构的自重，从而降低工程造价。

在概念设计阶段，需要根据建筑的规模、高度和预算等因素，合理选择建筑材料，以达到最优的结构效果。

在高层建筑结构概念设计中，结构体系的选择是一个关键环节。

常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。

第一篇摘要：随着我国人口急剧上升，土地资源稀缺问题愈加明显，为了提升土地利用率，开发商开始将目光投向高层建筑。

近年来，复杂高层与超高层建筑得到广泛应用，它即满足了城市发展的需要，也实现了有限土地资源的有效利用。

因此，本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨，用以提高高层建筑的合理性与科学性。

关键词：复杂高层；超高层；建筑结构；设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加，政府对高层建筑的质量提出更高要求，尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。

因此，在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时，要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行，为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。

2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比，复杂高层与超高层建筑具有特殊性，不仅建筑高度不可比拟，还需要面临重力荷载的挑战。

特别是随着建筑高度不断攀升，地面受力与重力荷载会逐渐上升，在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加，从而加大超高层建筑的困难性。

其次，复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点，主要体现在两个方面：①楼层越高风效应就越大，在风的作用下其合力作用点的位置就越高，由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。

②在建筑结构设计中，建筑的结构自重是企业必须考虑的问题，因为它关乎建筑物的稳定性。

而结构自重与重心位置相关，随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高，从而结构自重不断加大，成为强力作用下的薄弱环节，比如地震等。

2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关，通常楼层越高其风力效果越强，因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。

但是，人们对风作用的舒适度有一定的感知，若风振作用过强则会令人产生不适感，从而降低居住品质。

对现代高层建筑结构设计的探讨（1浙江工业大学建筑规划设计研究院有限公司；2浙江工业大学建筑规划设计研究院有限公司）摘要：现在高层建筑结构设计就是用结构语言来表达建筑师所要表达的东西；建筑结构语言就是结构师从建筑和其它专业图纸中所简化出来的结构元素；最后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系。

本文作者结合多年工作经验主要介绍建筑结构的基本内容，然后针对目前建筑结构设计当中因循守旧的现象，提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的造性，推动结构设计的发展，对建筑结构设计常见问题做了分析，供同行参考！关键词：建筑结构；结构设计；结构体系建筑结构设计是个系统的，全面的工作，需要扎实的理论知识功底、灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。

千里之行始于足下，设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。

在工作中应事无巨细，应善于反思和总结工作中的经验和教训。

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。

发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型、高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。

其中，打破建筑结构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新能力，是相当必要的，因为他们是结构设计革命的推动者和执行者，这则需要工程界和教育界进行共同的努力，推广概念设计思想是一种有效的办法。

一、高层建筑结构的基础设计在对高层建筑结构进行设计的过程中，首先应研究建筑所处的地基基础对建筑抗震能力的应力影响，再做出适当的选择，这也是高层建筑结构设计的重要内容。

基础作为高层建筑的根基，也是建筑中最重要的组成部分。

一般高层建筑基础类型的选择较复杂，甚至比上部结构的选型更难，由于高层建筑地基的影响因素诸多，因此要慎重选择。

高层建筑的基础类型，应根据地基的性质、载荷特性、结构类型及施工条件等综合因素加以考虑，应制定多个方案以便选择最经济合理的类型。

高层建筑结构概念设计在当今城市发展的进程中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，成为城市天际线的重要组成部分。

而高层建筑结构的概念设计，作为确保建筑安全、经济、适用的关键环节，具有极其重要的意义。

所谓高层建筑结构概念设计，简单来说，就是在建筑设计的早期阶段，基于对结构体系、力学原理和建筑功能需求的综合考虑，从总体上构思出一个合理、可行的结构方案。

这并非是对具体构件和节点的详细计算，而是一种宏观的、定性的设计思路。

在进行高层建筑结构概念设计时，首先要充分考虑建筑的使用功能。

不同的使用功能会对空间布局、荷载分布等产生不同的要求。

例如，住宅建筑更注重居住的舒适性和安全性，而商业办公建筑可能需要更大的开间和灵活的空间划分。

因此，结构设计应与建筑功能相匹配，以提供良好的使用体验。

结构选型是概念设计中的核心环节之一。

常见的高层建筑结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

框架结构具有布置灵活的优点，但抗侧刚度相对较弱；剪力墙结构抗侧刚度大，但空间布置受限。

框架剪力墙结构则结合了两者的优点，既能提供较大的空间，又有较好的抗侧性能。

筒体结构则适用于更高的建筑，其整体性和抗风抗震能力较强。

在选择结构体系时，需要综合考虑建筑高度、抗震设防烈度、风荷载等因素，以确保结构的安全性和经济性。

合理的平面和立面布置对于高层建筑结构的稳定性至关重要。

平面形状宜规则、对称，避免出现过大的凹凸或不规则转角，以减少扭转效应。

在竖向布置上，应尽量保证结构的刚度和质量分布均匀，避免出现刚度突变或质量集中的情况。

例如，在建筑高度方向上，柱子的截面尺寸和混凝土强度等级应逐渐变化，而不是突然增大或减小。

高层建筑所承受的荷载种类繁多，除了自重、活荷载外，还包括风荷载和地震作用。

在概念设计阶段，需要对这些荷载进行合理的估计。

风荷载的大小与建筑的外形、高度以及所在地区的风速等因素有关。

对于外形复杂的高层建筑，风洞试验往往是必要的，以准确确定风荷载的分布和大小。

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。

对高层建筑结构设计的探究摘要：文章结合作者多年从事结构设计工作的经验，就高层建筑结构设计的运用及特点展开讨论，以便引起结构设计人员的重视。

关键词：高层建筑；结构设计；结构体系自改革开放以来我国的综合国力在不断提高，建筑业也有了突飞猛进的发展，已成为当今社会的重要支柱产业之一。

由于我国是人口大国，土地资源宝贵，所以要求高效的利用土地资源。

高层建筑因为其有效的解决了土地高效利用问题，加之计算机技术在建筑中广泛的利用，所以高层建筑在现代建筑结构设计中发展迅速，数量与日剧增；此外随着我国城市化进程加快，城市人口剧增，地价暴涨，也迫使建筑向高空发展。

作为结构设计人员，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安全适用、技术先进、经济合理、确保质量的基本原则。

一、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、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（n=wh）；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（水平均布荷载：m=1/2qh2，水平倒三角形荷载：m=1/3qh2）。

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。

（二）侧移成为设计的控制指标与低层或多层建筑不同，结构侧移成为高层结构设计中的关键因素。

随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度 h 的 4 次方成正比：此外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗侧刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：（1）因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，因 p- △效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏；（2）使居住人员产生不安全感；（3）使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用。