高层建筑结构设计特点篇1
关键词：高层建筑；建筑结构；剪力墙；设计；特点
高层建筑结构设计是高层建筑建设过程中非常重要的一步，所以设计人员应该根据高层建筑结构的特点，来进行设计，这样能够取得事半功倍的效果。剪力墙结构是高层建筑结构经常使用的一种结构，因为良好的性能，受到高层建筑人员的欢迎，但剪力墙在具体设计时也有很多需要注意的问题，为此，笔者就高层建筑结构设计特点以及剪力墙设计的相关问题进行探讨。
一、高层建筑结构设计特点
首先，高层建筑因其高度，水平荷载成为设计人员共同关心的问题，高度越高，对其水平荷载的能力要求越强，再加之，现代设计时在设计高层建筑时，会采用不同的方法，将建筑外观设计得美观，这就出现不同的造型，这要比单纯的建筑竖向增加有更高的水平荷载能力要求；其次，无论是哪种形式的高层建筑，在结构进行设计时，都要考虑轴向变形；再次，侧移是对高层建筑来说是非常重要的控制指标，要根据侧移要求，来对其进行设计；最后，高层建筑结构具有多少延性，这是关键的设计指标。
以上这些就是高层建筑结构设计的总体特点，要想完全满足上述这些要求，剪力墙结构是最佳的选择。虽然剪力墙在高层建筑结构设计中应用很广泛，但是应该注意在某些高层建筑中是不适合使用短肢剪力墙的，尤其是对抗震又特殊要求的高层建筑。
所谓短肢剪力墙结构主要特点就是截面厚度小于等于3米，而且各个墙肢的高度和厚度之间的比值，最大应该在4到8之间，如果这两者之间的比值不超过4，那么就在具体设计时，就按照框架柱的形式来设计
二、高层建筑剪力墙结构设计应该注意的问题
1、注意楼层剪重比
如果满足以下两个条件，其一，能够符合水平地震作用的要求；其二，剪力墙结构所承受的底部倾覆力矩小于等于30%，这里所说的剪力墙也主要是指短肢剪力墙，只要满足这两个条件，设计人员就尽可能的不使用短肢剪力墙，而是采用大开间剪力墙的形式，因为这中形式能够让高层建筑结构有合理的侧向高度，这样楼层剪重比也能够在规定的范围内。这样做不仅能够降低高层建筑结构自身的重要，好能够降低地震产生的危害，最为关键是，这样的结构能够节省很多的工程造价。
2、注意连梁超限
连梁超限是高层建筑中剪力墙结构乔注意的重要的问题，通常情况下，连梁超限应该超过2.5，否则剪力墙的剪力和弯矩都不会符合要求。我国的相关法规规定如果连梁的跨高比超过5，那么就可以将其视为框架梁来设计，也就是说，如果连梁的跨度超过5，那么，不允许出现连梁刚度折减的现象，但是有时连梁的跨高比在5到6之间，如果不进行刚度之间，也可以出现剪力和弯矩超限的现象，因为设计人员应该根据高层建筑的具体情况来决定是否刚度折减，不能只是单凭经验来决定。
3、注意楼层层间最大位移和层高之比
尤其是在多风或者多地震的地带，更要注意这个问题，在计算两者之间的比值时，可以通过内力位移的方法计算，这就方法是不需要将产生的侧移扣除的，虽然有时在计算楼层位移的时候，可以忽略偶然偏心的因素，但是必须要巷道想到的扭转变形，也就是高层建筑的楼层层间的最大位移与层高的比值应该符合一定的要求。
对于一般的高层建筑，重点是楼层间的剪切变形及扭转变形。剪切变形的控制是以竖向构件的多少来决定的，但竖向构件足够多（剪重比偏大）且布置不合理的话，则会造成扭转变形过大，同样不能满足层间位移的要求。因此，对于高层建筑应尽可能使扭转变形最小，而不能仅根据层间位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度。
三、高层建筑混凝土剪力墙的结构设计
1、建筑高度要求
根据资料和研究证明，随着楼层数及高度的增加，剪力墙结构的震害将会加剧，所以规范对于结构形式为剪力墙结构的建筑物的高度有着明确的限值要求。其中的建筑高度指的是从室外地面至檐口或者屋面板板面的高度，对于半地下室结构则从室内地面算起，而对于全地下室或者嵌固条件较好的半地下室则仍然应从其室外地面算起。对于那些带阁楼的坡屋顶则应算至山墙的半高处。
2、过渡层的设计
对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，除此之外，由于在垂直均匀荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者者压剪的应力状态，而一旦有横向荷载作用时，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试验表明，在垂直和反复横向荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力大约会降低两到三成。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法，当其托梁的高跨比或者者垂直荷载较小时，就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力，从而降低结构抗震的安全可靠性。因此过渡层或者转换层应在每开间设置圈梁以及构造柱，以形成类框架体系，从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力，并大大增加其展延性以及耗能能力。
3、连梁设计
剪力墙的连梁是一件耗能构件，因此它的剪切破坏将对抗震不利，并会使结构的延性大大降低。在设计过程中就要注意对连梁进行强剪弱弯的验算，以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。所以切忌人为来加大连梁的纵筋，这样就有可能无法满足其强剪弱弯的要求，也不能单纯地认为加大箍筋就一定能保证其强剪弱弯的要求。因为当连梁不能满足其截面控制条件时，一味盲目地增加箍筋必然会导致连梁在其箍筋还未充分发挥作用时就发生剪切破坏。而连梁截面的抗剪计算中，对于那些跨高比大于2.5的连梁，应注意将其剪力设计值乘以增大系数。
四、结语
综上所述，可知高层建筑结构设计具有很多的共同特点，如果掌握这些共性，在具体的结构设计时就可以减少很多的麻烦，虽然很多的高层建筑结构都使用剪力墙结构，但是要根据建筑自身的特点来选择哪种类型的剪力墙，不能盲目使用。在设计时要注意需要计算的比值，只有计算清楚才能开展具体的设计。本文是笔者多年高层建筑剪力墙结构设计经验的总结，希望为剪力墙结构设计人员提供借鉴，为我国高层建筑结构设计水平的提高提供参考。■
参考文献
[1]胡佐舜，柳善泉.建筑剪力墙结构设计简析[J].科技创新与应用.2013（22）
高层建筑结构设计特点篇2
关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；抗震能力
中图分类号：tB
文献标识码：a
文章编号：16723198（2013）13018401
改革开放快速发展的三十多年，也是我国经济发展的重要飞速发展期，在这一重要时期，随着人们生活水平的不断提高，住房用地也开始紧张起来。高层建筑的出现可以有效的缓解城市用地紧张的局面，对于提高人们居住环境与生活水平具有重要的意义与作用。同时，高层建筑的发展也是城市发展的标志，它是体现一个城市发展水平的重要指南针，因此，加强对高层建筑的结构设计特点进行分析与研究，对于我国社会发展具有重要的意义。
1结构分析与设计特点
对于高层建筑的结构分析与设计特点进行研究分析对于其发展具有非常重要的意义与作用。我们首先要考虑其水平载荷能力。水平载荷能力对于高层建筑结构具有关键作用，它是高层建筑结构的中心。任何建筑物在建设的过程中都要考虑其垂直荷载及水平荷载能力，同时还要考虑其抵抗地震作用的能力。在一些较低的楼房中，一般都是以重力为代表进行竖向荷载控制着力结构设计的，水平荷载产生的内力和位移一般都较小，随着楼层的不断增加，水平荷载的作用就显得尤为关键与重要。这是与其楼身自重和楼面使用荷载的数值有关的，竖向荷载的风荷载和抗震作用，其数值会随着结构动力特性的不同而显示出较大幅度的变化与不同。其次是要考虑轴向变形。一般情况下，在进行较低楼层的建设中，只考虑其弯矩项，对剪切项一般不进行考虑，但是随着楼层的增加，轴力值就会显得更大，使高层建筑结构的内力数值与分布产生一定的变化。如果这种变形达到最大数值之后，会导致连续梁中间支座产生沉陷，对建筑的发展是具有不利作用的。再次是要考虑侧移因素。与低层建筑物不同，高层建筑中的结构侧移已经成为其设计中要考虑的关键因素，随着楼层的增加，水平荷载作用下结构的侧向变形会迅速增大，只有充分的考虑到侧移关系，才能够将高层建筑结构的侧移控制在合理的限度之内，有效的保证居住和工作环境。最后是结构延性的因素。要具有较强的变形能力，才能够避免倒塌，有效符合高层建筑的设计特点。
2高层建筑的结构体系
高层建筑在结构与低层建筑相比，存在很大的不同。框架体系的强度与刚度对于高层建筑的结构要求是非常高的。当这种要求难以得到满足时，就需要通过框架——剪力墙体系来补充完善。在设计的过程中要考虑垂直荷载，垂直荷载是指建筑物垂直时需要承受的能力与重量，如果发生受力不均匀的情况，将会极大的影响高层建筑的整体水平。在考虑受力主体因素时，要能够很好的计算出垂直荷载的力，通过持续不断的力来计算机剪力墙体系，高层建筑由于自身重量的因素对剪力墙的强度和刚度要求都是比较高的，都得具有一定的延伸性，只有这样，在高层建筑发生晃动时，才能够更好的承受重量，这样形成的高层建筑抗倒塌能力就要强一些，具有这种剪力墙的高层建筑，其各构件受力比较合理，能够很好的抵御强风、地震，可以最大限度的减小损伤。新时期高层建筑结构主要以筒体为主，筒体体系主要包括单筒体、筒体——框架、筒中筒、多束筒等多种形式。
3高层建筑结构的分析与设计方法
高层建筑结构主要是由竖向抗侧力构件通过一定的水平楼板进行连接，然后构成的大型空间结构体系。要想完全按照三维空间结构进行有效的分析一般是比较困难的，各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。对于框架——剪力墙体系来说，大都采用连梁连续化来设定的，可以通过建立位移与外荷载之间关系来确定其合理程度。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，在进行计算处理分析过程中，其表现也不相同，剪力墙结构的计算方法是平面有限单元法。筒体结构的分析方法主要有等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析法。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。
4高层建筑的抗震分析与设计
在高层建筑遇到地震作用时，抗震结构都会部分进入到塑性状态，为了有效的满足大震作用下结构的功能要求，有必要进行研究和计算结构的弹塑性变形能力。根据当前国内外抗震设计的发展趋势，是根据对结构在不同超越概率水平的地震作用下的性能或变形要求进行重新的设计与准备，使结构弹塑性分析成为抗震设计的必要组成部分。我国现行抗震要求高层建筑物必须要能够有效的抗震，要用时程分析法计算弹性方法，以有效的应对地震的冲击。在进行抗震分析与设计的过程中，要考虑高度因素，因为高度往往是决定其抗震能力的关键，还要考虑其建筑设计的结构问题。只有都考虑全面了，才可以有效的提高其抗震能力，使高层建筑能够可持续发展。
参考文献
[1]侯建娟.建筑结构设计中的抗震设计[J].工程建设与设计，2009，（06）.
高层建筑结构设计特点篇3
关键词：高层建筑、结构设计、选型原则、特点
一、高层建筑结构型式
高层建筑结构的结构型式繁多，框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。随着层数和建筑高度增加，利用结构空间作用，又发展了框架-核心筒结构、筒中筒结构、多筒结构和巨型结构等多种结构体系。
二、高层建筑结构选型设计原则
2.1功能适应性原则
不同功能的建筑，往往要求具有不同的功能空间特征；不同的结构体系型式，并能够提供不同的空间布置；不同的内部空间特征又要求不同的结构与其相适应。
2.2刚度合理性原则
不同的结构体系往往具有不同的刚度和承载力，也有使其整体综合性能得到较好发挥的高度适应范围。一般来说，框架结构适用于设防烈度低的层数较少的高层建筑；框架-剪力墙结构和剪力墙结构适用于各种高度的建筑；在高度较大或设防烈度高时，可采用筒体结构等。
2.3空间整体性原则
建筑结构系统是一个由多个子结构及其若干组成构件组成的空间结构体系。一个结构的抗震能力不仅取决于各子结构及相应构件的强度、刚度、延性及其受力状态，而更主要地取决于保证这些子结构、构件协同工作的能力或空间整体性。
2.4施工方便性原则
不同的结构型式决定着结构的施工工艺、施工难度、施工工期及可能的施工质量。
三、高层建筑结构设计的几个特点
水平荷载起控制作用，侧向位移必须加以限制，轴向变形在侧移中占有很大的份额，所以在结构体系选型时应充分考虑这几个特点。对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，由于以下两个原因，竖向结构体系成为设计的控制因素：一个是较大的竖向竣工体系要求有较大的柱、墙和井筒；另一个更重要的原因是，侧向力所产生的倾覆力矩和侧向变形要大得多，高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。
四、高层建筑结构的关键设计
4.1框架结构
（1）基础系梁的设置问题。在设计工作中，存在下述情况之一时，宜沿两个主轴方向设置基础系梁：1）一级框架和Ⅳ类场地的二级框架。2）各柱在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大。3）基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大。4）地基主要受力层范围内存在软弱黏性土、液化土层或严重不均匀土层时（详建筑抗震设计规范（GB50011-2010）第6.1.11条）。如果基础埋置深度较深时，可以用基础系梁减少底层柱的计算长度，在±0.000以下设置系梁，此时系梁宜按一层框架梁进行设计，同时系梁以下的柱应按短柱处理。
（2）框架结构薄弱层的判定与处理。薄弱层是对抗震极为不利的结构层，原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度，即加大该层的柱截面或梁截面；如果条件允许，可以改变该层层高。当无法避免出现薄弱层时，在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。
4.2剪力墙结构
剪力墙是一种有效的抗侧力构件，剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系中，剪力墙都是作为主要的承重结构单元，因此，剪力墙的截面设计是高层混凝土结构设计的重要部分。在地震区剪力墙除保证有足够的承载力外，还要保证有足够的延性，以提高整个结构的耗能能力，改善结构的抗震性能。在剪力墙墙肢截面设计时，当纵横向剪力墙连成整体共向工作时，可将纵墙的一部分作为横墙的翼缘加以考虑。同时也可将横墙的一部分作为纵墙的翼缘予以考虑。在框架剪力墙结构中，剪力墙常常和梁柱连一体，形成带边框剪力墙。因此，剪力墙墙肢常常按矩形截面、t形截面或工字形截面进行设计。
4.3框架剪力墙结构
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。框架剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力。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最大适用高度要大于框架体系。
4.4筒体结构
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、框架-核心筒、筒中筒、成束筒等多种形式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。以框架-核心筒结构为例。核心筒应具有良好的整体性，墙肢宜均匀、对称布置，筒体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内壁至洞口应保持一段距离，以便设置边缘构件，其值不应小于500mm和开洞墙的厚度；核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的1/20及200mm，对一、二级抗震设计的底部加强部位不应小于层高的1/16及200mm。剪力墙的截面厚度应满足墙体稳定验算要求，必要时增设扶壁墙；在满足承载力要求，以及轴压比限值时，核心筒内墙可适当减薄，但不应小于160mm。
4.5强调“三强三弱”
为体现抗震概念设计思想，按照建筑抗震设计规范（GB50011-2010）要求应实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”，使其具有较好的变形能力。规范虽然列出了许多具体核算公式，但由于种种原因目前还存在将梁超计算配筋或加大截面而柱筋及截面不变的情况，这就很难保证“强柱弱梁”实现，而且实际结构中转换层、刚性层大梁以及楼板的存在，要真正实现“强柱弱梁”的概念很困难；设计中局部尺寸或荷载有改变时，有的设计人员习惯于增加纵筋而不改善箍筋，则很难保证“强剪弱弯”；设计人员往往对构件进行大量计算，增强构件，而对节点不过细考虑。施工时节点区缺少箍筋甚至无箍筋的情况非常普遍。因此，要使“三强三弱”概念得以实现，首先应对规范目前核算公式改进使其实用，如采用“实配反算法”来保证，否则公式概念虽然正确但因不易操作不实用，而成为虚设；其次，设计人员应认识到“三强三弱”概念在抗震设计中的重要性，精心设计使所设计的结构具有良好的抗震能力。
高层建筑结构设计特点篇4
关键词：高层建筑；建筑结构；设计特点；设计原则
中图分类号：tU972+.9文献标识码：a
1 高层建筑结构体系的特点
1.1 框架结构体系
框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，具有较大的室内空间，使用较方便。由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制；剪切型变形，即层间侧移随着层数的增加而减小；框架结构主要用于不考虑抗震设防，层数较少的高层建筑中，在考虑抗震设防要求的建筑中应用不多；高度一般控制在70m以下。
1.2 巨型结构
巨型结构一般由两级结构组成，第一级结构超越楼层划分，形成跨若干楼层的巨梁、巨柱或巨型衍架杆件，以这巨型结构来承受水平力和竖向荷载，楼面作为第二级结构，只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上。常见的巨型结构有巨型框架结构和巨型桁架结构，不同的结构体系所具有的强度和刚度是不一样的，因而它们适合应用的高度也不同。一般说来，框架结构适用于高度低，层数少，设防烈度低的情况；框架-剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求；在层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。
1.3 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；剪力墙结构体系主要缺点：剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求。此外，结构自重往往也较大。剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用，因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。
1.4 框架——剪力墙结构（框架——筒体结构）体系
在框架结构中设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，共同抵抗水平荷载，就组成了框架——剪力墙结构体系。如果把剪力墙布置成筒体，又可称为框架-筒体结构体系。框架——剪力墙(筒体)结构比框架结构的刚度和承载能力都大大提高了，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件(隔墙及外墙)的损坏，这样无论在非地震区还是地震区，这种结构型式都可用来建造较高的高层建筑，目前在我国得到广泛的应用。
2 高层建筑结构设计特点
2.1 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。
2.2 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；另外轴向变形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。
2.3 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。
2.4 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。
3 高层建筑的结构设计原则
3.1 结构平面的设计与布置
平面形状简单、规则、对称尽量使质心和钢心重合。偏心大的结构扭转效应大，会加大端部构件的位移，导致应力集中。平面突出部分不宜过长。扭转是否过大，可用概念设计方法近似计算钢心、质心及偏心距后进行判断，还可以比较结构最远边缘处的最大层间变形和质心处的层间变形，其比值超过1.1者，可以认为扭转太大而结构不规则。高层建筑不应采用严重不规则的结构布置，当由于使用功能与建筑的要求，结构平面布置严重不规则时，将其分割成若干比较简单、规则的独立结构单元。对于地震区的抗震建筑，简单、规则、对称的原则尤为重要。
3.2 结构立体的设计与布置
结构竖向布置最基本的原则是规则、均匀。规则，主要是指体型规则，若有变化，亦应是有规则的渐变。体型沿竖向的剧变将使地震时某些变形特别集中，常常在该楼层因过大的变形而引起倒塌。均匀是指上下体型、刚度、承载力及质量分布均匀，以及它们的变化均匀。结构宜设计成刚度下大上小，自下而上逐渐减小。下层刚度小，将使变形集中在下部，形成薄弱层，严重的会引起建筑的全面倒塌。如果体型尺寸有变化，也应下大上小逐渐变化，不应发生过大的突变。上下楼层收进使得体型较小的情况经常发生，对于收进的尺寸应当限制。
3.3 建筑基础的设计与布置
高层建筑的上层结构载荷很大，基础底面压力也很大，应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力，可以用筏型基础或箱型基础；当地基承载力或变形不能满足设计要求时，可以采用桩基或复合地基。筏型基础一般有两种做法：倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式倒肋形楼盖的筏基，板的折算厚度较小，用料较省，刚度较好，但施工比较麻烦，模板较费。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用，但地基开凿施工麻烦，而且破坏了地基的连续性，扰动了地基土，会降低地基承载力；采用倒无梁楼盖式的筏基，板厚较大，用料较多，刚度也较差，但施工较为方便，且有利于地下空间的利用。当地基极软且沉降不均匀十分严重时，采用筏形基础，其刚度会显得不足，在这种情况下采用箱型基础就较为合理。箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀；能适应局部不均匀沉降较大的地基，有效地调整基地反力。在浅层地基承载力比较软弱，而坚实土层距离地面又较深的时候，采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。这时应当考虑采用桩基础。桩承台的作用是将上部荷载传给桩，并使桩群连成整体，而桩又将荷载传至较深的土层中区。桩距应尽可能的大，在充分发挥单桩承载力的同时，还能发挥承台土的反力作用，以取得最佳效果。
结语
随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
参考文献
[1]沈若曈．浅析超高层建筑结构设计的技术要点[J]．民营科技，2012（1）.
高层建筑结构设计特点篇5
【关键词】高层建筑；剪力墙；结构设计
中图分类号：[tU208.3]文献标识码：a文章编号：
引言：
改革开放之后，随着我国综合国力的提高与经济水平的快速增长，我国各大城市都新建了许多高层建筑。因为我国生产钢产量排在世界前列，并且混凝土的使用量也位居世界第一，这些都为今后高层建筑的发展了提供了良好的物质条件基础。当前在我国内地高层建筑中，仍然是以高层住宅（12～30）为主体，大约占所有高层建筑的80%，因此钢筋混凝土高层建筑依然具有很大的优势。文章就高层建筑的结构特点与剪力墙设计特点共同进行分析，总结了高层建筑结构特点体系类型，最后并介绍了抗震设计与剪力墙设计在高层建筑中的运用。
高层建筑的特点
在同一块建设场地上，如果建造高层建筑就能够获得更多的建筑面积，这样就可以解决部分城市地价高涨和用地紧张等问题。而且将高层建筑在外貌上设计的精美一些还可以增加城市的景观风貌，比如上海的东方明珠和马来西亚的首都石油大厦等。然而高层建筑过多、过于密集了就会造成城市的热岛效应，与此同时玻璃幕墙过多的高层建筑群也会导致光污染现象。
在建设场地面积和建筑面积相同比值的情形下，建造高层建筑相对于多层建筑可以更多的提供空闲地面，然后把这些空闲地面用于休息场地或绿化，既有利于环境的美化，又有利于采风、通风效果以及带来更充足的日照。比方在新加坡新建的居住区中，因为合理的建造高层建筑群，因此留下了许多空闲地面，还能够为人们提供更好地休闲活动空间和绿化面积。
高层建筑结构中的竖向交通通常是由电梯来完成的，这就会使得建筑物的造价成本有所增长。从建筑防火的安全角度来看，高层建筑的防火要求远远地高过中低层建筑的防火要求，因此也会使高层建筑的运行成本和工程造价提高。
二、高层建筑结构体系的特点
随着高度和层数的增加，水平作用对高层建筑结构安全性能的控制更加明显，包括风荷载和地震作用。高层建筑的抗侧刚度、承载能力、抗震性能、造价高低以及材料用量，与其采用的结构体系密切相关。不同的结构体系，适用于不同的高度、层数及功能。
框架结构体系
框架结构体系通常用于钢筋混凝土结构和钢结构中，由柱和梁通过节点形成承载结构，灵活布置框架的建筑空间，室内空间比较大，使用起来也比较方便。因为框架梁柱的截面较小，刚度较低，抗震性能较差，建筑高度受到限制；如果是剪切型变形，也就是层间侧移会随着层数高度的增加而减小；框架结构主要用于层数较少、不考虑抗震设防的高层建筑中。但是在需要考虑抗震设防要求的建筑中，框架应用得并不多；一般高度都控制在70m以下。
剪力墙结构体系
剪力墙结构体系就是利用建筑物墙体作为抵抗水平荷载的、承受竖向荷载的结构体系。剪力墙结构体系常用于钢筋混凝土结构中，其竖向荷载和水平作用全部由墙体承受。现浇钢筋混凝土型剪力墙结构的刚度大，整体性好，承受水平荷载作用时侧向变形小，容易满足所要求的承载力和层间唯一比限值；剪力墙结构体系中的主要不足之处就是平面布置不灵活，剪力墙间距不宜太大并且不能满足一般高层建筑的使用要求。除此之外，剪力墙结构自的自身重力往往也相对较大。
当剪力墙的高宽比相对较大时，侧向变形是弯曲型，是一个受弯为主的悬臂墙，随着层数的增加层间侧移会随之增大。剪力墙结构在旅馆以及住宅建筑中应用得较为广泛。所以这种剪力墙结构也适合于建造相对较高的高层建筑。
按照施工方法的不同，大致可以分为：全部用预制墙板装配形成剪力墙；全部现浇剪力墙；外墙为预制装配、内墙现浇的剪力墙。在承受水平力的作用时，剪力墙就相当于一根嵌固在下部的悬臂深梁。也就是说剪力墙的水平位移是由剪切变形和弯曲变形两个部分组成。高层建筑的剪力墙设计结构是以弯曲变形为主，它的位移曲线呈弯曲状，其特点是随着楼层的增高结构层间位移也相应增加。
三、高层建筑中剪力墙连梁设计的建议
在高层建筑过程中，连梁和墙肢的协同工作时，剪力墙应当满足足够的强度和刚度。在正常的风荷载以及使用荷载共同作用下，剪力墙结构一般处于弹性工作状态，这时连梁不会产生塑性铰。当发生地震时，在地震作用下，剪力墙连梁结构允许进入弹塑性状态，并且连梁还可以产生塑性铰。按照抗震设计所规定总则，其要求建筑物在遭遇的地震强烈强度低于本地区设防烈度的地震作用时，通常不需修复或不损坏仍可继续使用，当遭遇到的地震强度高于本地区设防烈度的罕遇地震的时候，不会倒塌或者是发生危及到生命的严重破坏。所以，设计剪力墙时应当考虑保证不发生剪切破坏，也就是要求在设计连梁和墙肢时得符合强剪弱弯的原则，与此同时还要求墙肢的屈服要晚于连梁的屈服，并且要求连梁和墙肢具备优良的延伸性。所以在实际建筑过程中连梁设计要能够满足强剪弱弯的原则，因此需要考虑以下几点：
（一）关于连梁刚度的折减
连梁因为与相连的墙肢刚度大且跨高比小等原因，加上在水平作用力下的内力通常很大，连梁屈服的时后主要表现为梁端产生裂缝，内力重分布，刚度减弱。所以在进行计算结构整体设计时，就必须对连梁刚度要求进行折减。
（二)增加连梁跨度减少高度
在连梁设计时刚度发生折减后，依然有可能使连梁发生斜截面受剪承载力或者正截面受弯承载力不够，这种情况可以通过增加洞口的宽度从而减少连梁的刚度。从整体上减少了结构的刚度，也就使得受地震作用的影响得以降低，保证连梁的承载力尽可能的不超过上限。但是只有部分连梁超限或超筋的情况，因当采取适当调整连梁内力的方法，此时调整的幅度大小不宜超过20％，还有一点就是必须要满足连梁“强剪弱弯”的要求。
（三)增加剪力墙厚度
所谓增加剪力墙厚度也就是增加连梁的截面宽度，其目的主要是加大整体结构的刚度，增加因地震作用影响而产生的内力。除此之外连梁受剪承载力与连梁的宽度成正比例增加，因为增加连墙的截面宽度之后，受地震作用增加所增大的内力并不依据墙厚度的增加而按比例分配给整片剪力墙，实际上是低于这个比例的，所以使得连梁的受剪承载力一直维持在正常范围内。
（四）提高混凝土等级
提高混凝土的等级之后，高层建筑剪力墙结构的受地震作用影响所增加剪力的比例远远要小于混凝土所受到的受剪承载力提高的比例，从而保障连梁受到的剪力不超过的受剪承载力范围。
（五）由风荷载控制的高层
如果在设计过程中对连梁折减了整体刚度之后，依旧出现抗剪承载力不够或受弯的情况时，就不适合再去调整连梁的内力，而是应当采取以下处理措施：
1．适当增加剪力墙的数量，从而减少每片剪力墙所承受的水平力。
2．增加连梁截面宽度也就相当于增加剪力墙的厚度，既提高了连梁的抗剪能力又提高了剪力墙的刚度。
3．适当拓宽洞口宽度从而加大连梁跨度。
结束语
高层建筑结构设计是一项集数学优化方法，结构分析和计算机技术于一体的综合性较强技术工作，而且还是一项对国家建设发展有着重大意义的工作。与此同时，高层建筑结构还是一门实用性能特别强的工作学科。做好高层建筑的结构设计与剪力墙设计的各个方面的融合工作，有利于提高结构工程师在高层建筑过中的设计能力，尤其是为我国建筑行业发展作出贡献。
参考文献:
[1]吴晓琳.浅析高层建筑结构设计与特点[J].中国高新技术企业,2009,(11).
高层建筑结构设计特点篇6
关键词：高层建筑；结构设计；结构体系；分析方法；
中图分类号：tU97文献标识码：a文章编号：
引言
随着我国经济建设的不断发展，地域性的文化交流日益密切以及社会多学科的互相交叉融合共同推动城市高层建筑发展的中坚力量，使城市高层建筑设计向更深、更广、更具综合性的方向发展，拓展高层建筑的实际功能、结构空间和外在形态美，不断增强高层建筑新的功能和空间理念，并逐步优化和提升高层建筑的设计理念和当地的特有文化交融的深度和广度，并结合城市市政规划，使高层建筑在设计上融入城市的大背景中，且拥有自身独特的概念。
高层建筑因其结构形式的限制和本质功能的需求，在外形上，往往不能随设计师个人意愿进行设计，必须考虑其抗压、抗震以及使用功能，从目前建造的高层建筑可以看出，虽然外形各式各样，但都遵循建筑行业的规范和标准，越是建造复杂，对工程材料、劳动力资源的占有率就越大，不利于国家倡导的建设资源节约型的目标。另外，在高层建筑设计过程中，必须考虑周围裙带建筑的设计，在保证施工质量的同时，考虑与高层建筑的和谐、紧凑、自然，体现人性化的设计理念，使建筑充满人性化的气息，这些需要建筑设计师根据生活经验和工程经验进行全面的考核、设计，并善于运用一些巧妙的手法，丰富高层建筑的空间形式。
1.高层建筑结构的设计特点
高层建筑与普通建筑或低层建筑相比有很大差别，其差别不仅仅表现在体量上，它们之间的差别主要在于以下方面：对于低层建筑来说，它们所受的外部作用主要是以重力为代表的竖向荷载。因此，设计低层建筑结构时，最主要的控制目标是结构的强度。另外，由于低层建筑对其结构体系的空间工作性能要求很低，所以低层建筑所采用的结构体系主要是平面结构。而在高层建筑中，结构处于竖向荷载和水平荷载的共同作用下工作。随着建筑物高度的增加，高宽比的加大，尽管竖向荷载对结构设计仍产生重要影响，但水平荷载对结构产生的内力愈来愈大，水平荷载将成为结构设计时的主要控制因素而起着决定性、关键性的作用。因此，结构的设计是由水平荷载控制的。在水平荷载中，地震作用是动力作用，而风力作用则包含静力作用和动力作用。在地震易发区，高层建筑往往受地震作用控制，所以计算地震对结构的动力反应是高层建筑分析的重要内容。高层建筑对风的动力作用比较敏感，风振作用是结构分析中不容忽视的因素。
2.高层建筑的结构体系
2.1框架结构体系
从结构体系上看，由于框架结构平面布置灵活，空间大，能适应较多功能的需要，因此成为高层建筑早期的主要结构形式。但是，框架结构的侧向刚度较小，在一般节点连接情况下，当承受侧向的风力或地震作用时，将会有较大的变形，因此限制了这种结构形式的建造高度和层数。
2.2剪力墙结构体系
为了满足更高层数的要求，同时结合住宅、公寓等对单开间的需求，出现了较高层数的剪力墙结构。剪力墙结构具有良好的侧向刚度和规整的平面布置，按照功能要求，设置自下而上的现浇钢筋混凝土剪力墙，对抵抗侧向风力和地震作用是十分有利的，因此，它允许建造的高度远远高于框架结构。
剪力墙结构的不足之处在于平面布置的灵活性较差。因此，它在使用上也受到一定限制，它的适用范围较小，仅适用于住宅、公寓和宾馆等建筑。目前全国各地的大量高层住宅建筑，绝大多数均采用剪力墙结构。
2.3框架-剪力墙结构体系
建筑功能要求有较大的灵活性，但同时又能满足风和地震作用的考验，取框架和剪力墙结构两者之长，形成框架-剪力墙结构。框架结构具有布置灵活的优点，而剪力墙结构具有良好的抗侧力能力，结合后的结构体系可满足一般建筑功能要求，在适当位置设置一定数量的剪力墙，既是建筑布置需要，又是结构抗侧力需要。因此，框架-剪力墙结构体系的适用范围和适应的高度较宽，是一种较好的结构体系，因而得到广泛应用。
2.4筒体结构
简体结构是近年来发展起来的新体系，它的出现满足了高层建筑更高层数的要求，包括单筒体、筒体-框架、筒中筒、多束筒等多种形式。筒体结构具有很好的整体性和抗侧力性能，在平面布置和满足功能要求方面也有明显的优势，因此为众多高层和超高层建筑结构所采用。
3.高层建筑结构的分析方法
3.1基于常微分方程求解器的分析方法
现在国内外学者已经开发研制了相当有效的常微分方程求解器对高层建筑进行结构分析，其功能很强，尤其自适应求解，可以满足用户预先对解答精度所指定的误差限。我国清华大学包世华教授和袁驷教授在高层建筑结构分析中应用此方法，解决了高层建筑结构考虑楼板变形时静力计算、动力计算和稳定计算。这些问题若完全用离散化方法求解，其计算量都极大；而用微分方程求解器法求解，则显示出极大的优越性。因此在高层建筑结构分析中运用此方法具有独到之处。
3.2基于样条函数法和有限条法的分析方法
样条函数是分段多项式的一种。与一般有限单元法相比，样条函数的位移模式曲线拟合度好、连续性及通用性强，系数矩阵稀疏、计算量小，且具有紧凑、收敛、完备和稳定等方面特征。因此，计算结果与试验结果吻合良好，是一种较好的方法。
在高层建筑中，经常会遇到几何形状和物理特性沿高度方向比较规则的情况，这样的结构体系采用有限条法很有效。有限条法只需沿着某些方向采用简单多项式，其他方向则为连续、可微且事先满足条端边界条件的级数。在采用有限条法时，合理选择结构计算模型、等效连续体的物理常数和条元的位移函数是提高精度、简化计算的关键。
3.3基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法
有限元，特别是杂交元和非协调元的发展，促进了分区广义变分原理的研究。在分区混合广义变分原理基础上，清华大学龙驭球教授提出了分区混合有限元法。它将弹性体分成势能区和余能区，势能区采用位移单元，以节点位移为基本未知量；余能区采用应力单元，以应力函数作为基本未知量，而区交界面通过引入附加的能量项在积分意义下满足位移和力的连续条件，从而保证了收敛性，最后通过取总能量泛函为驻值建立分区混合有限元法基本方程。
4.结语
随着高层建筑的进一步发展，满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂多元，为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。总之，在高层建筑设计时，设计师必须结合建筑设计抗震、采光等需求，统筹城市规划的理念和要求，结合自己的专业知识和经验，科学、合理的设计高层建筑为国家建设做出贡献。
参考文献
[1]张星熙,薛占营.高层建筑结构设计问题探讨[J].建筑结构,2010,10:12-16.
[2]张亚,陈伟.探讨高层建筑结构设计问题[J].科技致富向导,2010,17:109-112.
[3]杜春环,马颖轶.高层建筑结构设计问题探讨[J].科技致富向导,2010,30:245-248.
高层建筑结构设计特点篇7
【关键词】建筑工程；结构特点；设计措施
一、高层建筑结构体系的特点
地震时建筑物的破坏程度，主要取决于主体结构变形的大小，因此建筑结构的变形计算与控制在抗震设计中起着越来越重要的作用。目前，世界上多数国家的抗震规范都明确提出了控制结构变形的要求，有的还提出了基于位移的抗震设计方法，我国的抗震规范提出了抗震设防三个水准的要求，采用二阶段设计方法来实现，即：在多遇地震作用下，建筑主体结构不受损坏，非结构构件没有过重破坏，保证建筑的正常使用功能的弹性变形验算；在罕遇地震作用下防止结构倒塌的弹塑性变形验算。由于结构受到的地震作用与结构自身的重量及刚度有关，而结构的变形也与其刚度有关，所以，研究不同结构体系的刚度特征和变形特点，有助于我们选择更加合理可靠的结构形式，更好地满足抗震设计的要求。
一般的建筑结构，在整体上都可以视为一个嵌固在地基上的悬臂柱，但选用不同类型的结构抗侧力体系，在水平荷载作用下结构具有不同的变形性质，通常采用的结构抗侧力体系有：框架体系、框架一剪力墙、剪力墙体系及筒体体系等。
二、高层建筑的结构的基本构架
一是框架结构。框架结构由梁、柱构件通过节点连接而成，平面布置灵活，容易形成大空间，全现浇时，房屋的整体性强，延性较好，施工方便，承受竖向荷载能力较强；缺点是侧向刚度小，在水平荷载作用下侧向变形大，承受水平地震作用的能力较弱，因而建造高度受到限制"其侧移曲线表现为剪切型，层间位移下大上小，层间最大位移角出现在下部楼层。
二是剪力墙结构。承受建筑物竖向和水平荷载的主体结构全部为剪力墙时，即形成剪力墙结构体系"这种结构抗侧移刚度大，空间整体性好，在水平荷载作用下侧向变形小，侧移曲线表现为弯曲型，层间位移下小上大，层间最大位移角出现在中上部楼层，地震时非结构构件破损小，高层建筑中当剪力墙的高宽比较大时，相当于一个以受弯为主的竖向悬臂构件，经合理设计，可控制剪力墙的最终破坏以受弯破坏为主，延性较好"其缺点是平面布置不灵活，不容易满足公共建筑等使用大空间的要求，结构自重大，地震作用大，造价较高。
三是框架一剪力墙结构。如上所述，框架结构体系具有空间大！平面布置灵活！立面处理丰富等优点，但侧向刚度差，抵抗水平荷载能力低"剪力墙结构体系则相反，抗侧力强度和刚度均很大，但平面布置欠灵活，不适应大空间的要求"因此把两种结构体系结合起来，在同一结构单元中同时采用框架和剪力墙结构，共同承受竖向和水平荷载，如框架一剪力墙结构体系"在这种结构体系中框架和剪力墙共同承担风荷载和水平地震力的作用，由于框架与剪力墙在水平荷载作用下的受力和变形性能各异，必须通过各层楼板或连梁使它们变形协调一致，达到框架与剪力墙的协同工作"当剪力墙单独承受水平荷载时，其侧移曲线为弯曲型，顶部侧移增长迅速，层间相对位移上大下小，而框架结构侧移曲线为剪切。底部侧移增长迅速，层间相对位移下大上小"两者通过各层楼板连在一起使侧移一致，则侧移曲线为介于弯曲型和剪切型之间的某一曲线一弯剪型"，在下部层间位移小的剪力墙对框架施加跟荷载方向相反的力，给框架支持；在上部则反过来，层间位移小的框架对剪力墙施加跟荷载方向相反的力，给剪力墙以支持，这种协同工作结果，使框架下部和剪力墙上部的层间相对位移均相应地减小，从而降低了整个结构体系的层间相对位移和顶端位移，提高了建筑物的侧向刚度。
四是筒体结构体系。利用电梯井、楼梯间和管道井等四周的墙体围成筒状，便形成实腹筒体。实腹筒体具有很好的抗弯、抗剪和抗扭刚度，它可以单个或几个筒体来抵抗整个结构单元的水平荷载，也可以和其它的结构体系共同组成抗侧力结构体系，当围成筒体的四周墙体在各层都开有规则布置的门窗洞时，便形成空腹筒体，又称框架筒体，简称框筒，通常是利用建筑物的周边布置密排柱，以及上、下层窗洞间的窗裙梁（深梁）所形成的密集空间网格组成的筒体，框筒结构承载水平荷载时的工作形态，从整体来看，跟实腹筒相似，但由于框筒的筒壁是网格式的结构，剪力滞后现象严重，分析内力时必须计及"当建筑物高度更高，刚度要求更大，并要求有较大的开敞空间时，可采用筒中筒结构"这种体系通常由建筑物周边所围成的外框筒，以及实腹筒的内核组成，内、外筒之间由平面内刚度很大的楼板连接，迫使外框筒和实腹内筒协同工作，形成一个比仅有外框筒时刚度更大的空间结构体系。
近些年来，建筑业有了突飞猛进的发展，城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。它以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。就结构特性而言，高层建筑是必须着重考虑水平荷载和竖向荷载组合影响的建筑物。设计高层建筑时，它的结构除在上述荷载组合下的强度、刚度和稳定性应予以保证外，还必须控制由风荷载（或地震水平作用）所产生的侧向位移，防止由此产生的结构的和非结构性材料的破坏；控制由风荷载造成顶部楼层的加速度反应，以使用户对摆动的感觉和不舒适感降到最低程度。这就需要设计师从一开始就应该以一个立体的概念设计为基础。
三、高层建筑结构设计的三维层次
把房屋看成一个三维空间块体分层次来分析，对于复杂的高层，例如多塔机构也可以把它分成几块，分别研究其倾覆、刚度、承载力等问题，然后组合起来。首先，在方案阶段，可以把基本设计方案概念化，建立一个符合建筑空间三维形式的结构方案。在该阶段分析总结构体系的荷载和抗力关系、高宽比与抗倾覆、承载力和刚度，并预估基本分体系的相互关系。由于整个结构必然是由一些平面单元组成，因此在初步设计阶段。其二要扩展方案，把那些体现初步设计基本要求的、主要是二维的平面体系包括进来，进行基本水平和竖向分体系的总体设计，从而得到主要构件及其相互的关系。其三是施工图设计阶段，处理一维的构件设计，具体设计所有分体系的构件、连接和构造详图，对第二阶段做出的粗略决定进行细化。
对于高层建筑结构，可以设想成为一个从地基升起的竖向悬壁构件，承受水平侧向荷载和竖向重力荷载的作用。侧向荷载是由风吹向建筑物引起的水平压力和水平吸力，或者是由地震时地面晃动引起的水平惯性力。重力荷载则是建筑物自身的总重力荷载。这些侧向荷载和重力荷载的组合，趋向于既可能将它推倒（受弯曲），又可能将它切断（受剪切），还可能使它的地基发生过大的变形，使整个建筑物倾斜或滑移。对抗弯曲而言，结构体系要做到不使建筑物发生倾覆，其支撑体系的构件不致被压碎、压屈或拉断，其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限；对抗剪切来说，结构体系要做到不使建筑物被剪断，其剪切侧移不超过弹性可恢复极限；对地基和基础来说，结构体系的各支撑点之间不应发生过大的不均匀变形，地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力，并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载，使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态，就会导致建筑物中的人有震动的感觉，使人有不舒服感。如果建筑物晃动得太厉害，还会使非结构构件（如玻璃窗、隔墙、装饰物等）断裂，甚至危及屋外行人的安全。所以，高层建筑结构要避免过大的震动。
参考文献：
[1]王敏等，组合剪力墙的抗震研究与发展[J]；地震工程与工程振动；2007年05期
[2]林树枝，超限高层建筑抗震设计及抗震审查[J]；福建建筑；2005年Z1期
[3]施金平等，高层建筑中高位箱形转换层结构的抗震设计[J]；工程抗震与加固改造；2005年06期
高层建筑结构设计特点篇8
1短肢剪力墙结构
短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“t”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。
这种结构型式的特点是：
①结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾；
②墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置；
③能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单；
④连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽；
⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。
对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广，但对墙肢较长的短肢剪力墙，应该用空间杆-墙组元程序进行校核。
在进行以上分析后，这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。
(1)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小，设计时宜布置适当数量的长墙，或利用电梯，楼梯间形成刚度较大的内筒，以避免设防烈度下结构产生大的变形，同时也形成两道抗震设防；
(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率；
(3)高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢；
(4)各墙肢分布要尽量均匀，使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近，必要时用长肢墙来调整刚度中心；
(5)高层结构中的连梁是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁要求，控制砼压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决，按强剪弱弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。
2异形柱结构
异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“t”型、“十”字型。
这种结构的特点是：
①由于截面的这种特殊性，使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异；
②对于长柱（H/h>4）可以不考虑剪切变形的影响，控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好。而对短柱（H/h
③异形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力，这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，而该剪应力的存在，使柱肢易先出现裂缝，也使得各肢的核心砼处于三向剪力状态，它使得异形柱较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显；
④特别是异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差。
在进行异形柱结构设计时，除满足高规中对结构布置要求外，还应注意几个方面的问题：
(1)异形框架的计算
由于其截面的特殊性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，按砼设计规范计算，特别是在框――剪，框――筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小。
(2)轴压比控制
对框架结构，框-剪结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。由试验结构分析，柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。
在高轴压比情况下，增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小，因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要，特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合，剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝，产生腹剪破坏，加上异形柱多属短柱，这些导致异形柱脆性明显，使异形柱的延性普遍低于矩形柱，因而对异形柱的轴压比要严格控制。
当高层建筑的高度进一步加大时，其水平力的影响会愈来愈显著，对结构的延性要求也愈高。由天津大学土木系对异形柱延性资料可知，影响异形柱延性的因素比普通柱要复杂，且不同的柱截面形式，如L型、t型、十字型，在相同水平侧移下，其延性性能也有较大差异，因而，轴压比控制应参考天津规程。但天津规程的控制过于繁锁，在结构计算中，柱的纵筋与箍面的直径还没有设定，因而箍筋间距与纵筋直径的比值还无法确定。为在实际工作中便于使用，可按不同的截面形式（L、t、十字型）与不同的抗震等级两项指标从严控制，对低烈度地区的这类结构是能够满足其延性要求的。
(3)配筋构造
高层建筑结构设计特点篇9
【关键词】建筑设计；转换层；结构设计；注意事项；
一、概念与特点分析研究
转换层是建筑施工领域常见的一种建筑结构，由于建筑物不同层面之间的使用功能和结构存在差异，因此需要通过设置转换层的方式作为过渡，对楼层的上下部的结构与设施进行转换。当前，我国的建筑设计、特别是高层建筑的设计，常常会采用商业功能与住宅功能结合的设计模式，在建筑物下部构建举架较高的大跨度商用建筑空间，而上层则采用更加紧密的设计，体现建筑的居住功能。为了对不同的实用功能和建筑结构进行划分，便需要在建筑内部设置转换层，以调整不同结构之间的受力情况，确保建筑物的使用安全。转换层主要功能包括：对建筑物内部的剪力墙结构或框架—剪力墙体系进行转换，实现剪力墙与框架之间的变换；改变建筑物上下受力柱的分布情况和分布密度；同时转变建筑层的结构形式和结构轴网，形成上下结构的不对齐布置三种。根据建筑物自身的特点和使用功能的需要，合理的选择转换层的设计模式，充分发挥出转换层在建筑领域所发挥的作用，能够进一步提高建筑物的稳定性，延长建筑物的使用寿命，对我国建筑行业的发展有着积极的促进作用。由于转换层的结构需要同时承受上部构造在重力的作用下产生的垂直荷载，以及悬挂下部结构产生的多层荷载，导致转换层结构内部长期存在有较大的内应力。此外，转换层的存在会对建筑物整体的受力状况造成较大的影响，在一程度上降低了建筑物的整体性，这就要求转换层的结构设计不能单纯遵循传统的建筑设计原则，而是要根据建筑物自身的特点进行灵活的设计，以满足转换层对刚度和强度的需求，确保建筑物的使用安全。
二、原则及分类分析研究
1、转换层的设计原则。首先，由于转换层的设置会造成建筑物纵向刚度的突变，使其成为建筑物的薄弱环节，因此，在进行转换层的结构设计时，应当尽可能减少需要结构转换的纵向构件，并相应的增加直接落地的纵向构件数量，从而降低建筑刚性突变的程度，提高结构的抗震能力。其次，当转换层高度较低时，对建筑物重心与受力状况的影响相对较小，建筑物也因此更加稳固。所以，在进行转换层结构设计时，应当尽量降低转换层所处的位置，保证建筑物结构的稳固。最后，转换层的结构设计应当采取强化下部结构，弱化上部结构的设计思路，并选择具有明确传力路径的设计模式，在保证工程质量的前提下，降低转成的施工难度，控制转换成的施工成本，更好的实现建筑物的经济效益社会效益。
2、转换层的结构设计的分类。一是梁式转换结构。梁式转换结构采用剪力墙、框支梁与框支柱相结合的结构布置方式来提高转换层的强度与刚度，具有结构可靠、施工难度低、传力路径清晰明确等特点，是目前我国建筑转换层结构设计中应用范围最广的转换结构。二是板式转换结构。板式转换结构最显著的特点便是能够在转换层之上随意布置结构形式与轴网，对于建筑物轴网布设较为复杂的建筑来说是十分合适的选择。但是由于转换板的受力状态较为复杂，传力路径不够明确，以及转换板自身特点的限制，使得建筑物在转换层处出现刚度的突变，令转换层成为建筑物的薄弱环节，降低了建筑物对地震的抵抗能力，因而应当谨慎使用。三是桁架转换结构。与梁式转换结构相比，桁架转换结构的受力状态更加明确，且具有较小的自重和良好的抗震性能，可以有效的提高建筑物的质量，去报建筑物的使用安全。但是桁架式转换结构的节点设计难度较大，给施工过程带来了一定的影响，从而限制了桁架转换结构的使用。桁架转换结构适用于高度达到3m以上的转换层设计当中，如果在桁架转换结构中采用预应力技术，则可以进一步减小构件的截面，达到节约空间、提高工程质量、降低工程成本的作用。四是斜柱转换结构。斜柱转换结构在是一种较为特殊的转换层结构形式，能够充分的发挥出混凝土的承压能力，有效的减少转换结构对建筑内部空间的占用。在设计斜柱转换结构时，需要注意结构内部的水平荷载，通过加设拉梁或圈梁的方式，可以找到平衡水平荷载的最短路径，提高转换层的刚度和强度。五是巨型框架结构。巨型框架结构是当前我国转换层结构设计领域发展的新方向，该结构由垂直分布的筒体或大型立柱以及数量不一的大梁构成，形式多变，性能优异，可以大大提高建筑物转换层的强度和刚度。但是需要注意的是，巨型梁的内部往往会存在一定的拉应力，因而应当将其归类为受拉构件进行设计。
三、注意事项分析研究
1、保证转换层的刚度。转换层的高度是决定转换层乃至建筑物整体质量的重要因素，特别是在高层建筑的设计与施工过程中，建筑本身高度与重量上的特点决定了转换层将会承受较大的垂直荷载，而转换层的结构又很容易令建筑物在转换层部位出现刚度突变，使转换层成为建筑物的薄弱环节，降低建筑物的抗震性能。因此，在进行建筑结构转换层设计时，要注意确保转换层的结构刚度不低于其上层结构刚度的70%。为此，应当合理的调整转换层内部剪力墙的分布状况，适度的提高落地剪力墙的厚度，并使用强度等级较高的混凝土进行施工，同时尽可能将纵横墙按照筒体的结构进行排布，从而在根本上保证转换层的刚度，确保建筑物的抗震性能不受影响。
2、提高转换层与建筑物的整体性。通过调整转换层的结构设计内容来提高转换层与建筑物整体性的，能够提高建筑物的稳定性，延长建筑物的使用寿命。为此，应当尽可能对其上下层之间的轴网，简化转换层的设计方案，尽可能令质量中心与刚度中心相对应，使转换层的受力更加明确，从而避免使用板式转换结构，以防止建筑物出现刚度突变的现象，达到提高建筑物整体性的目的。
3、合理安排转换层的位置。由于建筑物的受力模式较为复杂，且建筑物内部的所受作用力的种类和分布都会随着建筑高度的增加而发生微妙的变化，当高度达到一定的范围后，建筑物所受的各项作用力的效果便会呈明显的上升趋势，给建筑物的设计带来困难。如果转换层的位置过高，不仅会令转换层内部的受力状况发生改变，还会对上下层面的刚度与受力方式产生影响，使转换层成为建筑物的薄弱环节，降低建筑物的抗震能力。因此，应当尽量降低转换层所处了位置，通常情况下，转换层的位置应以三层以下为宜，最高不得超过六层。
四、结语
转换层是建筑物内部的常见结构，了解建筑转换层结构设计的特点，提高建筑转换层的设计效果，能够有效的保证建筑物的使用功能，并保证建筑物的防风抗震性能不受影响，对我国建筑行业的发展有着积极的意义。
参考文献：
[1]邱剑雄.高层建筑梁、板式转换层结构设计方法研究[J].知识经济，2011
高层建筑结构设计特点篇10
关键词：高层建筑；结构设计；结构选型；建筑行业；建筑质量文献标识码：a
中图分类号：tU208文章编号：1009-2374（2015）30-0011-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.006
随着我国各项经济建设速度的增快，促进了房地产行业的发展，建筑行业无疑成为了我国经济增长的支柱，而城市中的高层建筑物非常多，并与生产建设以及人们生活密切相关，为此要想确保高层建筑物的稳定性就要做好其结构的设计和选型。本文从高层建筑物的结构特点出发，探讨了做好建筑结构设计和选型的方法，希望能够为相关部门提供一些借鉴。
1高层建筑结构的特点
1.1抗震性能好
高层建筑是城市发展的产物，在城市化进程的推动下，高层建筑的重要性逐渐凸显，并且其建设质量决定着一个城市的发展程度。其主要特点为：一般高度的建筑物结构都会承受来自外界的垂直负荷以及水平负荷，其抗震性能标准是非常高的。因为一旦发生地震，如果建筑结构的抗震性能无法达到标准，结构物的平面布置不当，就会造成刚度中心和质量中心有较大的不重合，结构会沿着竖向刚度有很大的变化，则容易造成结构破坏，进而因为结构过大的扭转或反应，变形集中，建筑薄弱底层房屋将倒塌。尤其是高层建筑，其抗震性能更是设计人员应该着重考虑的问题。现代高层建筑结构基本采用钢结构，而钢结构在实践中的应用得到一致的好评。钢结构具有自重轻、结构的抗震能力好、强度和刚度都很高的优点，能满足现代高层建筑施工的基本要求。
1.2稳定性能好
此外，来自外界的建筑结构水平负荷对低层建筑物产生的影响较小，而高层建筑物因为高度的限制受到水平负荷和地震影响较大，并且随着建筑物的增高，其产生的位移会大大增加，如果位移幅度较大将对居民的生活产生较大的影响，会增加人的不舒适感。为此，其结构位移是高层建筑结构的一大特点，要想确保其稳定性，就要将结构位移控制好，抗侧力结构的设计是非常重要的。结构稳定性能是影响建筑施工安全的重要因素，结构稳定是确保后期工程项目能正常投入使用的重要前提和基础。建筑结构稳定性主要包括部分结构的稳定性和整体结构的稳定性。在高层建筑结构稳定性设计中，要考虑的因素很多，是一项十分复杂且注重细节的工作，所以设计人员应该不断积累自身实践经验，从细节出发，确保结构整体格局的稳定性，保证结构体系的完整性。
2高层建筑结构设计方法
2.1应用分析方法了解各类结构体系
2.1.1框架式的剪力墙结构。高层建筑结构种类是非常多的，其中框架式的剪力墙结构就是较为普遍的一种建筑结构，其内在的位移结构设计方法非常多，并衍生出了很多的计算方法，应用最为普遍的是连续假定方法。在对位移的协调性进行计算时，要明确剪力墙框架的水平位移与转角状况，从而对其进行正确的计算，其求解的方法是构建结构位移和结构负载之间的关系方程式。但是在对其进行构建过程中，其影响因素和内在的需求等变量是有所差别的。
2.1.2剪力墙的体系。剪力墙的受力与变形状况是剪力墙结构开洞影响的。剪力墙的单片受力特性是有差异的，并且按照这种差异可以将其分为单肢墙结构和特殊的开洞墙结构。这些不同的墙面结构截面所具有的应力和负荷也是有差异的，为此，在对其内应力和位移进行计算时要采用不同的计算方法。通常采用的计算方法是平面限单元方法，这种计算方法准确性较高，并且适合多种类型的剪力墙。但是其缺点是资源的浪费较为严重，自由分散度也较多。
2.1.3筒体结构。根据其计算模型的处理方法不同，筒体结构的分析也是不同的，主要包括连续分析法、分散分析法以及三维空间分析法，其中三维空间分析法的精确度较高，并且很多工程都采用这种计算模型。
2.2高层建筑的抗震分析设计和应用
高层建筑抗震分析和设计是高层建筑结构设计中的重点，为此要想使高层建筑能够具有非常强的抗震性能，并满足结构功能，就要对高层建筑结构的弹性、塑性、变形能力进行研究和分析。现今，我国抗震性能的各项规范都是构建在地震多发带上，并满足高层结构内应力和位移条件，这种在多地震带上进行的设计和分析对高层建筑稳定有重要意义。
3高层建筑结构选型的主要内容与要求
高层建筑结构在选型上有非常多的要求，同时也是确保高层建筑结构稳定的前提。其主要内容是：要选择好基础结构；水平和承重结构要适合；竖向承重结构包含了剪力墙；横向承重结构有单板和双板的楼盖。在高层建筑初期设计阶段，要想使设计符合规范就要明确高层建筑结构的特点和使用范围。其选型的要求为：高层建筑设计要选择好地段，要尽量在安全的环境下设计和选型，从而减少事故的发生率。所以，要求设计人员也要深入到施工现场，全面勘察和调研项目施工场地的地质情况和地质特点。全方面搜集相关的数据和资料，确保提出和制定的施工方案具有可行性。在抗震设计过程中，高层建筑要有足够强的承受力，并具有多重的抗震防线；其结构的选型要与建筑物的承受力相适应；在施工过程中，要尽量节省资金和资源，并要与周围的环境相适应。高层建筑的结构设计受环境的影响较大，并且风力、压力、承受能力等都是影响因素；建筑方案中的建筑尺寸、方位、高度等基本因素，还有建筑的外形、立体形态等；建筑使用功能也是非常重要的因素，一般高层建筑功能按照其功用的不同呈现出不同的利用价值，比如住宅、办公楼等。有很多建筑功能和结构是不能匹配的，为此，要针对建筑功能的不同对建筑物进行设计。此外，建筑施工工期也是影响因素，还有建筑施工材料的供应状况、建筑设计和施工质量的影响、建筑结构的抗震性等。为此，在选型时一定要对其影响因素进行综合分析。
4结语
本文主要对高层建筑结构设计与选型方法进行了分析，并对结构设计和选型的具体方法提出了建议，表明要想使高层建筑提高抗震能力并使稳定性增强，就要做好结构的选择和设计。所以，作为一名设计人员，应该明确设计方案的科学性和可行性对后期工程项目施工的重要影响，设计人员应该明确自身的工作职责，具有吃苦耐劳的精神，能深入现场进行勘察和调研工作，为设计方案的完成搜集和提供详细和可靠的数据，以设计出最完美的建筑结构方案，并科学合理地完成结构选型，达到项目整体效益最大化的战略目标。
参考文献
[1]胡恺.民办院校“高层建筑结构设计”课程应用型教学改革探讨[J].中国电力教育，2012，（26）.
[2]牛海成，徐海宾.面向可持续发展的高层建筑结构设计课程教学改革探讨[J].高等建筑教育，2013，22（2）.