高层结构设计范文10篇

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高层结构设计范文篇1

关键词：转换层；结构设计；高层建筑

在当前城市的建筑中层建筑的建设越来越广泛，其功能性极强，多功能的建筑在设计时，需要对其内部结构进行合理布局。高层建筑在结构方面，为了满足特定的建筑功能，通常会设计结构转换层因此在高层建筑的结构设计中，设计人员必须对结构转换层设计进行分析，以保证建筑的质量和使用安全[1-2]。

1转换层设计及作用分析

转换层设计要基于建筑内部结构进行对应功能的调节，依据不同楼层所在位置对转换层的性能、功能作出要求，使其能承上启下，实现结构的功能转换，通过对设施、空间等要素的搭配结构需求，结合高层建筑中的结构承载进行商业、住宅等多种类型的需求。

2高层建筑转换层结构形式

高层建筑转换层结构形式较多，常见的转换层结构形式主要有梁式转换层、箱式转换层、板式转换层、桁架转换层、斜柱转换层和巨型框架转换层，以下笔者就上述转换层进行简要阐述：2.1梁式转换层。梁式转化层是高层建筑中最为常用的转换层结构，其载荷力传导直接，同时其结构设计和分析简便，成本造价较低。梁式转化层结构采用转换梁作为承载结构，分为托墙和托柱两种方式，其施工材料可以采用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢结构。在实际工程中，转换梁的跨度要综合考虑上层墙体的层数，其常用的跨度为6~12m，转换梁结构设计选择与受力性能以及形式有直接关系，托柱式转换梁界面的设计可以按照普通截面的配筋计算方式，如果上部的承载部分为上部斜杆框架，应采用偏心受拉构件界面设计，而对于托墙式的截面设计，要计算其纵向钢筋的分布状况，对开门较多的墙体，也可以采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法。2.2箱式转换层。箱式转换层结构主要由单向托梁及双向托梁构成。在结构设计中为了加强上下层结合的效果，需做好混凝土浇筑施工。箱式转换层在结构刚度和整体性上优势十分明显。2.3板式转换层。板式转换层结构是在厚板组合转换下形成的一种转换层结构。在结构设计中，为发挥板式转换层的功能，需考虑建筑的抗剪能力、结构强度和抗冲能力，并以此为基础明确转换板的厚度。转换板的厚度多为2~2.8cm，但下部结构设计中也会产生较多的材料消耗，施工难度较大。为此，在使用板式转换层结构时需综合考虑多种影响因素，以提升高层建筑结构设计水平。2.4桁架转换层。桁架式转换层是对梁式转换层的扩展，其整个转换层结构采用钢筋混凝土的桁架组成，桁架的上下弦杆作为上下楼面结构层，中间设置腹杆。这种转换层结构设计的整体性较好，受力状况更加稳定，同时转换层的自身重量较小，具有良好的抗震性能。但是桁架式转换层对施工技术提出一定的要求，尤其是对“强斜腹杆，强节点”关键技术点的控制。2.5斜柱转换层。应用斜柱转换层结构时，水平荷载的水平较高，设计人员要以建筑平面布置为基础对其予以全面考察，高度关注结构设计的科学性。另外，为有效控制水平荷载，也可采用拉梁或圈梁维持受力平衡，高度利用结构空间。转换斜柱通常需穿过多个楼层，以减轻上下层结构水平作用力的负面作用。2.6巨型框架转换层巨型框架转换层结构经过了实践的检验和理论的积累，成为了转换层结构设计中的主流发展趋势。巨型框架转换层主要由竖向筒体和巨型梁构成，结构的抗震性能优越，也符合超高层建筑结构对转换层结构的要求增强了结构的安全性和稳定性。

3高层建筑转换层结构设计要点-以梁式转换层为例

高层建筑转换层结构设计具有系统性和复杂性，且转换层结构设计的效果直接影响了高层建筑结构的性能。因此，在转换层设计中，设计人员需熟练掌握设计要点，并按照设计规范和设计要点，完成设计工作。以下笔者以梁式转换层结构设计为例，分析高层建筑转换层结构设计要点：3.1转换梁截面设计。高层建筑转换层截面设计中，设计人员应当考虑梁的受力性能和转换层的受力方式。并以此为基础科学选择参数计算方式。转换梁截面主要分为两种形式：①托柱截面；②拖墙截面。在托柱式转换梁截面设计中，设计人员要将转换梁截面的尺寸作为控制要点，其受力形式与普通梁结构的受力形式十分相似，所以在结构设计的过程中，设计人员需深入考量配筋的概况，随后方可选择计算方法。若转换梁承托结构选择斜杆框架形式，则轴向拉力也会对结构受力产生显著的影响。在截面设计的过程中，设计人员可根据实际采用深梁截面设计形式完成梁截面设计，设计中所使用的钢筋数量要经专业的计算公式确定，从而优化梁高配置。3.2转换层结构构件设计。在转换层设计工作中，竖向刚度突变和竖向侧力构件问题是引发转换层传力突变的主要因素。受到强震的作用，结构中相对较弱的位置也会形成较大的应力，要想在增大转换层上部结构强度的同时，提高下部结构刚度，则需采取多种措施增大转换层周围的强度，确保水平剪力的顺畅传递，严格控制地震作用对结构的破坏性。3.3转换层分析计算方法设计人员完成结构层整体计算工作后，应采用专业的平面有限元计算软件分析计算转换层结构，且就局部应力采取多种手段做好补充计算工作。局部应力分析中，工作人员需确保转换层结构的上层及下层均位于计算模型内部，然后结合楼层楼盖平面考量结构的刚度。在计算框支剪力墙结构时，其要求十分细致，上部剪力墙应与下层支柱紧密连接。若采取不恰当的连接方法，则会产生较大的连接误差。3.4转换大梁设计要点。梁式转换层结构设计中，转换层楼板要将上层的水平剪力顺利地传递至下层的建立结构上，此时转换层楼板也会受到平面内剪力的影响，结构需同时承受竖向荷载，以期增大楼板结构的刚度和强度。此外，转换层大梁承担了上部剪力墙或上部柱体结构的竖向传载任务，转换层大梁自身需要承受较大的应力，这也成为了结构抗震中十分重要的环节。为此，设计人员务必高度重视大梁设计的科学性与合理性。3.5转换层抗震设计要点。高层建筑结构设计中，结构中设有转换层，而这也影响了建筑物刚度分布的均匀性。转换层结构的竖向承载力和墙柱截面发生了较大的变化，相应的传力线路也随之发生了明显的改变，进而破坏剪力墙结构的抗震性能。为维护转换层结构设计的安全性，设计人员应在三层或以上楼层设计中，做好墙柱的加强和加固处理。3.6托墙形式转换梁截面设计要点。若转换梁承受的上部墙体并未开洞，则需确保转换梁及上部墙体同时完成各项工作，此时，结构受力和破坏的程度较大。对此，设计人员在转换梁截面设计中通常采用应力截面设计和深梁设计，且沿圈梁高计算纵向钢筋，加大分部控制的力度。此时，转换梁的跨度相对较大，底部纵向钢筋应保持平直状态，工作人员要确保钢筋均可深入至支座内部。

4结论

高层建筑转换层结构是建筑物中关键的一环，因此其结构设计要从工程实际、建筑空间分布、建筑结构受力、承载力分布等多个方面进行考虑，选择合适的结构形式，从而提高转换层的抗剪切力和承载能力，提高整体结构的安全性。同时在结构设计时，要强化关键施工要点的设计，严格遵守施工流程，切实提高工程质量。

参考文献

[1]常晋.高层建筑梁及板式转换层的结构设计研究[J].山西建筑，2019，45（9）：42-44.

高层结构设计范文篇2

关键词：高层建筑；转换层；结构设计；特点；应用

1引言

随着生活水平的提高，城市化建设步伐的加快，人们对于高层建筑的功能需求也悄然发生着改变，为了迎合市民的需求，建筑物功能区也发生了改变，不再是单一的、片面的、枯燥的。最为常见的建筑物结构形式是民用住宅，功能区的划分是由住宅与公共场所通过墙体、柱网来进行的，然后满足每个功能区的使用要求。在这一过程中就运用了转换层，因为只有转换层的存在才能完成这些结构变化，从而完成功能区的划分。其实在高层建筑混凝土结构设计中，为了保证建筑物的使用性能，需要把建筑物分为两种空间：①大空间；②小空间，这样的空间设置就导致了上半部分的楼层竖向构件无法接触到地面，这个时候就要有转换层的存在了。

2工程概况

某高层商业住宅楼，地下有两层，地面以上有28层，其中一、二、三层为大型商场，4~28层为住宅。地下室两层总高度为4.5m，商场有部分楼层高度为4.5m，住宅楼层与商场一样，不是所有楼层都是一个高度，部分住宅楼层高度为2.9m。整栋楼的结构体系除了电梯间、楼梯间可以一样之外，其他的都必须是不同的结构体系，其中电梯间和楼梯间采用的是剪力墙核心简结构。由此可以看出，由于结构体系的不同，那么转换层也就派上了用场，转换层的使用使得两种结构体系完美过渡，所以将转换层设置在三层定顶，恰好是商场和住宅楼层间的过渡。

3转换层结构特点

从高层建筑混凝土转换层结构发展过程来看，转换层结构的特点主要有以下三点的特征：①对于建筑物的荷载来说，为了保证建筑物的承受力，支承柱与大梁的连接处会有集中的应力，如果不及时解决，会大大降低抗震的效果，所以就必须采取措施改善结构构造的抗震性能。②来自于上部竖向受力构件的荷载几乎都由转换层的大梁承受，大大增加了大梁的内力，同样的，必须及时解决，在结构设计中合理的布置结构荷载，达到降低大梁内力的目的。③一般情况下，转换层空间的设置都是高且大的，目的是确保转换层的刚度，但是这样大梁的截面尺寸也会随之增大，也就产生了转换层的使用空间不够大的情况。

4转换层结构设计要点

4.1转换层结构设计原则

在建筑物中设置转换层的时候，有可能会发生结构抗震能力下降的情况，因为在设置的时候，转换层竖向刚度可能会突然发生改变。所以，为了避免这种情况的发生，在设计转换层结构的时候最好遵循以下几个原则：设置转换层的时候尽可能选用可以直接落地的竖向构件；当高层建筑竖向位置比较低的时候，要时刻谨记宜低不宜高的原则来设置转换层结构；在优化转换层图2刚度比计算公式结构的时候，要尽量保证有明确的优化路径，最好是被选择的转换层结构型式，这样才能确保结构分析的准确性与施工工程量的一致性；在转换的时候，要以建筑物经济和安全为大前提，转化刚度不可以太大，要秉持宜小不宜大的原则。（1）在转换层结构设计的时候，很有可能出现因为竖向刚度突然发生变化而形成薄弱层的情况，因此要在设计的时候充分考虑到上、下两层的刚度，将上、下层的刚度比尽量控制在1~2的范围内，这样不仅能有效避免薄弱曾的形成，还保证了上层柱子的抗侧性能，也使整体结构的受力比较均匀。上、下层刚度比的计算公式为：其中Gi+1表示的是第i+1层混凝土剪变模量，Gi表示的是第i层混凝土剪变模量；Ai+1表示第i+1层折算抗剪截面面积，Ai则表示第i层折算抗剪截面面积；hi+1表示的是第i+1层的层高，hi同上，第i层的层高；而A=Aw+0.12Ac。（2）在转换层结构设计的过程中，需要特别注意的是转换层的刚度一定要满足规定的数值要求，从一般规定来看，转换层的梁的高度是大于梁跨度的1/6，目的是使结构内力能准确的作用于转换层下部。另外，由于转换层结构构件中梁、柱的受力性能比较好，所以需要合理分配结构构件，为建筑结构转换提供便利。

4.2结构选型

针对本工程如果从转换层的材料去考虑的话，分为三种：①厚板转换层；②箱形转换层；③梁式转换层。而厚板转换层无论是从施工难度还是在成本上都处于劣势，因为如果混凝土和板材的用量较多的话，无疑增加了施工难度，同时过多使用材料也增加了成本投入。从结构受力上来看，厚板转换层结构受力比较复杂，计算难度大，计算过程也随之复杂，在无形中增加了工作量。相对的，如果采用箱形转换层的话，也是有优点有缺点。从结构上来说，结构具有比较好的整体性，对竖向构件的传力也做到了保证，但是在结构设计上就会出现问题，因为箱形转换层这种结构本身的内力分析就比较复杂，再者，目前这方面的技术也不是太成熟，所以在设计和施工上都有较大难度。梁式转换层相较于前两种转换层不仅设计和施工难度较小，竖向构件传力路径也很清晰，最重要的是既合理又经济。

4.3结构概念设计

在对整体结构概念进行设计的时候，需要注意以下三点：①加强底部框支层的刚度。依据前文提到的设计原则，应该在对抗震性能进行设计的时候把转换层上下结构侧向刚度比控制在2以内。而且在设计的时候还要考虑到核心筒的位置，一般情况下核心筒位置北面的刚度都比较大，所以为了使刚心和质心重合，需要在核心筒底部靠南的位置设立短肢剪力墙，达到提高底部刚度，控制刚度比值的目的。②加强转换层楼板的刚度，增强水平荷载传递的可靠性。为了增加结构的整体性，楼板设计厚度为180mm，并且采用双层双向配筋的方式，将配筋率控制在0.25%。③为了大幅度降低转换梁的梁高和弯矩，可以在框支柱上设置短肢剪力墙。

4.4构造措施

构造措施的出现是为了满足抗震设防的需求，措施分为三种：①针对框支梁的上部墙体开门洞附近剪力较大的情况，解决办法是加密配箍，如果洞口靠近梁端的话，就要采取梁端加腋的方法来提高结构的抗剪承载力。②针对二次转换梁而采取的措施，由于转换结构的竖向集中荷载导致结构受力变得愈加复杂，所以采取与第二种一样的方式，在梁端加腋，目的却是提高抗剪的安全性。③在结构构造设计的时候采取的，在梁内配置交叉斜筋，保证框支剪力墙洞口上部梁不出现强剪弱弯的情况，同时还确保了梁内塑性绞的出现。

5结束语

对于转换层结构设计提出以下几点建议，仅供参考。①在设计梁式转换层结构的时候，要深刻理解结构设计的理念并准确运用这些理念来解决设计结构上的一些难题，随后还要采用盐酸的方式对设计结果进行检验，确保结构设计的质量。另外，还要注意提高建筑物的防震性能，明确结构平面和竖向构件的布置，从而确保建筑物的安全性。②在对建筑物结构进行分析的时候，首先必须得掌握概念设计的思路，然后选择较为适用的平面有限元程序来对梁式转换层结构进行分析。③在设计转换层的时候，应尽量避免二次转换，因为一旦转换过多，截面分布较为复杂的次梁梁端很容易出现裂缝，从而导致建筑安全性能降低。

作者:刘文君 单位:重庆市设计院

参考文献

[1]曾坤.某高层建筑混凝土转换层结构设计实例应用探讨[J].住宅与房地产，2015（19）：162~163.

[2]林智雄.高层建筑混凝土梁式转换层结构设计探讨[J].科技与企业，2012（10）：190.

高层结构设计范文篇3

【关键词】高层建筑；钢结构；高层结构设计

1引言

近年来，钢结构在我国建筑领域中得到了广泛的应用，其具有抗震性能优越、节能性好、经济指标高、可持续发展、施工高效等诸多优点。高层建筑钢结构设计在工程中有着至关重要的作用，当前我国钢结构设计水平显著提高，但是也暴露出一些问题，因此，加强相关研究并解决、克服钢结构设计中存在的问题具有重要的现实意义。

2当前高层建筑钢结构设计中存在的问题

1）设计市场存在一些混乱现象，钢结构设计质量不佳：根据我国近年来高层建筑钢结构设计情况来看，各大设计院往往承接了较多项目，且收费相对较高。但钢结构部分设计费工且收费低，部分设计单位不愿意承接此类任务，或是在此方面设计经验不足，将项目中钢结构部分分包给其他单位，甚至是出现层层转包的情况，部分设计单位并无资质，仅仅是用买来的图标搞设计，最终导致严重的质量、安全隐患。对此，必须要进一步规范设计市场，加强资质管理，通过严格的检查监督来保障设计质量[1]。2）设计深度不够，钢结构设计任务转嫁给加工企业：目前不少设计单位钢结构设计水平低，多数是刚毕业的新人承担此类任务，普遍存在照搬规范、套程序的情况，设计成果质量不高，仅仅是给出“构件布置图”，对关键的“节点”设计不分具体情况，原本应由设计单位完成的“节点构造”“支座详图”“施工安装”等均交给加工企业，最终导致质量隐患严重。我国住建部明确规定，“施工图设计”由设计院完成，必须将此规定落实到位，防止出现互相扯皮的情况。3）设计未充分考虑施工，使钢结构建筑施工受阻：部分设计人员存在理论丰富、实践不足的情况，不了解施工，不确定设计方案是否具有施工可行性，严重者甚至会导致施工事故的出现。目前，我国重大钢结构工程均采用全焊接结构，存在结构体系复杂、相交于节点的杆件太多的情况，大量的高空对接必然存在安装偏差，常采用强制构件就位措施，以致于杆件出现很大施工应力，设计人员必须考虑此类因素的影响，懂得焊接工艺，保证结构安全度。4）设计过于保守或激进，使得钢结构建筑工程投资增大：目前，部分设计人员对复杂工程缺乏经验，或盲目追求高标准，设计保守；或降低设计安全等级，设计激进。上述等问题的存在，极易因为设计方案不合理而影响工程投资，然而，工程投资的增大反而会使设计费增加，设计单位并未因工程浪费承担任何责任，因此，必须要加强此方面的管理工作。

3高层建筑钢结构设计方法分析

基于上述问题的存在，必须要规范设计市场，科学开展钢结构设计工作，具体可分为3个部分：方案设计（结构体系选型）寅结构分析与设计寅施工图绘制。1）方案设计：此阶段主要是合理选择结构体系，其直接关系到整个结构受力性能，影响后续结构分析与设计合理性。2）结构分析与设计：此阶段包括参数化设计、找形分析、静力分析、动力分析、稳定性分析、弹塑性极限承载力分析、抗连续倒塌分析、支座设计和焊缝形式设计，具体流程如下：开始寅确定结构方案寅静力分析寅动力分析寅弹塑性极限承载力分析寅抗连续倒塌分析寅节点细部设计寅结束。3）施工图绘制：钢结构设计施工图绘制应由具备钢结构专项设计资质或甲级设计单位完成，并提供给钢结构施工详图单位进行深化设计。对此，钢结构设计施工图绘制必须要明确设计依据、荷载资料、建筑抗震设防类别和设防标准、结构布置、支撑设置、构件选型、构件截面以及结构主要节点构造和控制尺寸，确保钢结构施工详图设计人员能正确体会设计意图[2]。

4实例探析高层建筑钢结构设计方案

4.1工程概况。以某高层建筑钢结构设计为例展开分析，此建筑位于市中心，占地面积3.6伊104m2，共计7座塔楼，A座为办公建筑，高度212m（最高）、建筑面积7.8伊104m2，地上45层、地下4层。建筑平面呈东西长（65.2m）、南北窄（底部23m），高宽比、平面长宽比分别为9.22和3，可利用核心筒宽度8.6m、高宽比24.7。4.2结构选型与比较。本项目基于建筑形式的限制，结构短向抗侧刚度低，对此决定采用立体构件，抗侧力体系主要构件移至周边，将承重构件与抗侧力构件合为一体，以切实保证结构的安全度。在方案前提阶段，开展多个结构方案比选，具体如图1所示。经结构受力性能、建筑功能实现程度、结构经济性等多方面对比后，决定采用方案6：双向支撑框架钢结构体系，具体如图2所示。4.3结构分析。本项目设计指标如下：抗震设防烈度7度，类别丙类；场地土类别为II类；设计地震分组为第一组；小震阻尼比为0.02，大震阻尼比为0.05。采用MIDAS、ETABS程序进行结构整体分析，采用弹性楼板，必须考虑P-驻效应。4.3.1结构自振周期与振型。4.3.2地震作用下结构受力分析。本项目小震下层间位移角见图3。对图3分析可知，变形情况满足设防目标要求。4.3.3罕遇地震下结构静力弹塑性分析。本项目采用MIDAS、ETABS软件开展静力弹塑性分析，采用4种侧向力加载模式进行如下推覆分析［重力荷载（初始荷载）用S表示］：（1）S+振型1（X向）；（2）S+振型2（Y向）；（3）S+X向加速度；（4）S+Y向加速度[3]。根据计算结果显示，结构耗能减振机制良好，满足设计要求，可达到大震不倒的目标。

5结语

综上所述，近年来钢结构的发展面临良好的机遇，因此，提高高层建筑钢结构设计水平十分关键。在高层建筑钢结构设计中，必须要科学开展结构体系的选择工作，除了要满足安全、适用、受力合理等要求外，还要考虑充分发挥钢结构优势与施工可行性等方面因素，落实相关结构计算分析，保证结构抗震效果良好、后期运行可靠。

【参考文献】

【1】柳超，郑飞.沈阳市府恒隆广场办公楼屋顶皇冠玻璃幕墙钢结构设计[J].施工技术，2017（2）：21-23

.【2】金波，郭耀杰，温四清，等.某超高层办公楼钢结构设计[J].钢结构，2011（5）：26-31+37.

高层结构设计范文篇4

关键词：高层住宅；结构设计；问题探讨

随着我国经济的飞速发展以及人口的不断增多，为了解决住房的问题，我国城市居民的住宅向高层结构发展。在这一开发建设过程中，结构设计是其安全性以及舒适性的前提，也是高层住宅建设的基础。可以说，结构设计的好坏直接决定了整个建筑的质量以及可使用的程度，因此我们要重视高层住宅结构设计中问题的探讨解决。

1高层住宅结构设计问题

1.1抗震问题

在进行高层住宅结构设计过程中，抗震方面的设计是最为重要的一个环节，同时也是让设计人员较为头疼的一个环节，因为其设计十分复杂。在进行这一方面的设计的过程中，不仅仅要对相关建筑材料、结构进行分析以及选择，同时，还要对整个建筑群进行考虑。我国是一个地震频发的国家，但同时因为我国也是国土辽阔的大国，有的地区没有经历过比较明显的地震灾害。所以在结构设计的过程中，部分设计人员并不是十分重视抗震设计这一问题。除此之外，由于我国物力财力方面的影响，导致结构设计相关抗震设置标准的制定时放宽了尺度。另外，经济利益的驱使，有相当部分的开发商为了追求利益最大化，对建筑结构设计造价给出指标限制降低工程成本。上述各种原因导致了我国建筑结构设计时结构抗震存在不足，高层住宅是居民密集聚集的建筑，高层住宅结构抗震问题导致广大居民的生命安全存在隐患。

1.2楼层平面布置问题

在进行高层住宅结构设计的过程中，大部分结构设计人员在进行结构构件布置时往往会感到十分的头痛。建筑方案设计时，为了最大化地追求建筑使用舒适功能要求，住宅房间布置时按照各自的使用功能划分，从而导致结构抗侧力构件的墙体、柱子不能对齐布置，最终导致平面梁布置时不能形成连续贯通的框架。从结构传力的角度分析，平面布置没有形成一个统一的结构体系[1]。我们都知道，虽然说理论计算或计算机程序在数学或是力学上都是可以给出结果，但是这种结果与理论假定及实际是存在较大出入的。我们知道结构设计理论计算分析十分重要，但是结构的概念设计及结构的构造设计同样重要，结构概念及构造设计是实现理论设计的重要补充。由此我们就可以看出，在进行高层住宅设计的过程中，设计人员要重视结构概念的理解，不能单独追求建筑使用功能的舒适而忽略结构的安全问题。

1.3剪力墙问题

剪力墙在高层建筑物的结构中具有十分关键的作用，通过这一构件结构能够较为有效的抗侧力。在高层住宅中我们会遇到很多楼梯间周围布置剪力墙的方案，因为楼梯间一侧墙体没有楼板连接，使得该剪力墙分担整体结构水平力能力大大降低[2]。然而，大多住宅中各种设备管井尤其是通风井排放在该剪力墙的另一侧，导致墙体两侧相连的有效楼板十分有限。这与我们布置剪力墙作为结构主要承担侧向力构件的初衷相反，致使整体结构的抗侧力能力大大降低。此外，建筑工程在进行施工的过程中，部分施工单位会进行工期的缩短，这样施工人员为了赶工期不得不加快建筑速度，这在一定程度上影响到其施工质量。在使用商品混凝土进行泵送的时候，往往会增加水泥的用量，减少粗骨料的使用量，由于这两者的比例产生了一定的变化，会在一定程度上增加了结构的收缩量。加上由于混凝土强度的提高，使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生，使得混凝土用量大的剪力墙产生裂缝的因素在增大。

2高层住宅结构设计问题的相关对策

2.1优化结构抗震设计

在结构抗震设计的过程中，对于建筑物的高宽比进行严格的把握，要根据相关规范标准进行设计，采取多种计算程序比较复核。对设计人员进行抗震设计思想宣传，加强结构抗震设计重要性的认识，应以人民的生命财产安全为出发点。根据我国现行经济发展水平与时俱进地修订改进抗震相关标准，提高设计安全储备。对于住宅等一旦发生地震极有可能造成重大伤亡的建筑结构设计，加快学习采用建筑隔震等新技术措施，增加抗震安全储备。

2.2平面布置时合理地考虑结构概念

在进行建筑平面方案设计的过程中，为使理论与实际最大限度的相接近，建筑方案的确定应适当地考虑结构方案的可行性及优劣性。建筑设计师应充分地将结构设计抗震概念及结构受力概念融入到建筑方案中，充分考虑对结构抗震的优劣影响，对于涉及生命安全的重要建筑结构，必要时应以结构安全为前提[3]。结构设计人员也应对建筑方案的确定提出合理的优化建议，对于确实影响结构安全的建筑设计方案应本着安全第一的原则提出修改。

2.3剪力墙的设计

建筑结构设计时与建筑及设备专业做好沟通，最大限度减少其布置方案对剪力墙的不利影响。应以理论与实际最大限度接近为原则，设计人员要灵活地尝试剪力墙布置方式，不要被一贯的布置思想束缚，进而保障结构整体抗侧力刚度的要求。加强结构构造措施，适当加强与墙体相连楼板的厚度及配筋率。条件允许时可以将剪力墙设置成L型或是T型，通过这样的方法，才能够发挥这一面墙的作用。对于工期紧、混凝土强度设计值较高或处于温差变化较大位置的剪力墙，应适当增加墙体配筋率，降低裂缝的产生。

3总结

综上所述，高层住宅结构设计过程中需要设计人员注意的问题有很多，例如：抗震问题、平面布置问题、剪力墙问题等。建筑结构设计应以安全为基本前提，在理论分析合理计算的基础上，重视结构概念设计，结构构造措施。设计人员应根据其实际情况进行对策的提出，从而不断提高其设计质量。

作者:赵国 崔涛 单位:大连市建筑设计研究院有限公司 大连天鸿建筑设计有限公司

参考文献：

[1]熊品华,刘明全,文勇,朱林辉,周赞高.丽都国际超高层住宅结构设计的几点做法[J].建筑结构,2009,v.39S1（12）:267-270.

高层结构设计范文篇5

高层建筑的使用缓解了城市土地使用紧张的情况，大大提高了建筑物的容积和使用效果。高层建筑物工程庞大，技术复杂，其结构设计合理与否直接影响到建筑物本身的安全性能，所以在进行高层建筑结构设计时需要考虑四个方面的影响因素：高层建筑的抗风结构设计；高层建筑的抗震结构设计；高层建筑的消防结构设计；高层建筑的建设成本要科学合理。

1.1抗风结构设计

高层建筑由于层高的原因，对风具有阻断和干扰的作用，使得气流转从高层建筑的周边行进，被改变后的气流会产生使高层建筑振动的强大力量，使高层建筑遭受破坏甚至开裂。针对这一问题，首先必须把高层建筑的基础设计好，俗话说“万丈高楼平地起”，可见基础打好了，才能更好的提高建筑整体承受力。基地采用级配等级较高的砂石，保证回填料的整体密实度，防止不均衡的水平作用力威胁整个地基结构，造成倾覆的威胁，同时在建筑物基础受力层的底部设置抗拔锚杆，通过对杆体安装、注浆和锚杆钻孔等动作，提高建筑基础的抗拔强度。

1.2抗震结构设计

地球地壳板块活动异常，抗震结构的考虑始终是高层建筑的薄弱点，高层建筑工程庞大结构复杂，地震发生时可能的后果无法准确估算，外加设计人员在设计过程中未能综合考虑相关地震的破坏原理，使得建筑结构设计在抗震方面缺乏灵活性。地震发生时地基出现不同的沉降现象，这是导致系列建筑物被损毁的直接原因，所以合理设置抗侧力构件的位置，横向和纵向通过提高抗侧力构件的强度，使高层建筑物结构处于平面布置规则对称的状态，侧向刚度沿竖向宜均匀变化，从而达到一定的抗震效果；设计过程中，使用混凝土剪力墙的结构设计，可以有效提高抗侧力结构构件的承重能力，使得建筑物整体的重量更好的分散和延续开来，有效提高抗震效果。

1.3消防结构设计

高层建筑是一个复杂的系统工程，为了满足各种功能需求，施工过程中需要使用各种功能不同的建筑材料，并且很多材料是可燃的，无疑增加了火灾发生的概率。外加高层建筑空气对流性强，高空段风力比较强大，如果不幸发生火灾，无疑为火势的迅速蔓延提供了条件。所以高层建筑的消防结构设计要有科学性、人性化，切实保障住房使用者的生命财产安全。设计过程中必须全面考虑防火间距的设计、安全疏散功能结构的设计以及阻碍火势蔓延的分隔结构的设计，坚持以防为主，消防应急处理为辅的设计理念。

1.4工程造价

高层建筑地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。如何在确保地基质量符合建筑规范要求的同时，又设计出经济效益最大的高层建筑基础呢？这就需要建筑设计者综合考虑工程的相关影响因素，设计前依据地质勘探报告对工程地质的情况充分了解，结合“整片筏基”与“板式筏基+独立柱基”两组方式的基础设计方案，实现最经济合理的地基量；除此之外，对于高层建筑整体使用的工程材料，都要做好全面的市场调查，找到质量、性能都相对较高的替代材料，同时价格又非常的经济；工程建设过程中，杜绝材料采购过程中出现的严重价格差现象，确保每一分工程款都用在实处。

2高层建筑结构的相关设计原则

2.1高层建筑过程中基础的设计原则

地基设计是高层建筑结构设计的前提工作，随着城市人口不断增加，为提高土地使用率，高层建筑不断涌现，车库、人防设施、地下室等不要不断的增加，通过确定基础底板的埋置深度以及建筑工程的岩土特征，来选定工程的基础设计。并且尽量选取天然的筏板基础。因为基础的设计工作包含基础的类型设计以及对地基的处理工作，地基类型的选择要考虑到建筑物上部结构的荷载、地基的承载力以及整体的工程造价等相关因素。如果在基础设计过程中天然筏板基础的沉降量计算过大，那么天然地基筏板就无法得到很好的应用，无疑增加成本，造成不必要的浪费。所以在高层建筑地基的设计过程中，需要详细研究地质勘探报告，要充分考虑筏板的设计基础、承载力和变形组成情况等，结合地区的相关地质条件对基础进行合理设计。

2.2剪力墙设置原则

前文提到过剪力墙在抗震结构设计中的重要作用，高层建筑中剪力墙的位置设置及其数量要求也是高层建筑结构设计原则中的重要考虑因素。现有的相关建筑规划中，主要描述的都是短肢剪力墙，而短肢剪力墙在实际使用过程中受到很多因素的影响，所以具体设计过程中设计人员都会尽量避免使用这种墙体结构，从而避免了后续相关问题的产生。在具体设计过程中，设计人员不能死板照搬规划，认为剪力墙只能设置在建筑物两端，要依据实际情况灵活变通，在建筑的纵向中轴线上也应该增加剪力墙结构设计，同时调整该结构墙的中心位置，合理控制好厚度和截面，以便建筑物的侧向位移能保持在可允许的范围之内。

3筏板设计的综合设计原则

高层建筑结构筏板基础的设计过程需要考虑很多的影响因素，还要结合具体施工造价情况对设计方案进行合理有效的调整。具体设计过程中可以通过比较“整片筏基”与“板式筏基+独立柱基”两组方式的工程造价，得出经济效益更加显著的方案。如果地质勘探的结果显示地层分布不均匀，上部结构荷载在筏板上分布不均匀，是筏板基础各部分的沉降差异较明显的话，那么就可以进行以下调整：调整建筑地表以上结构荷载或者调整网住间距，以达到减少基层压力差的效果；调整筏板的形状和面积，均衡压力差；对底板的强度与刚度予以加强，并且在跨度较大的间柱体之间设置加强板或者暗梁，提高基础筏板的整体抗压性能。

4结束语

高层结构设计范文篇6

【关键词】高层建筑；不规则结构；L型；平面不规则

前言

在高层建筑工程设计中，结构布置不规则的情况不断增多，中央电视台、深圳发展中心、上海希尔顿饭店等高层建筑均属于其中典型，而为了保证这类高层建筑能够兼具视觉效果与较高的安全性及稳定性，不规则结构设计必须得到重点关注，本文研究具备的较高现实意义可见一斑。

1高层建筑不规则结构设计类型划分

结合国内外开展相关理论研究和实践探索，本文将高层建筑不规则结构设计类型归纳为平面不规则结构、竖向不规则结构以及其他不规则结构三大类。

1.1平面不规则结构平面不规则结构可进一步细分为凹凸不规则、扭转不规则、楼板不连续，具体特征如下：①凹凸不规则。凹凸不规则结构主要特征包括凸出过细、凹进过多、平面狭长。凸出过细指的是一般情况下凸出部分长宽比在2.0以上，抗震设防烈度在Ⅷ度以上时该比值则在1.5以上；凹进过多指的是平面凹进一侧尺寸大于30%的相应投影方向总尺寸；平面狭长指的是平面长宽比在6.0以上，抗震设防烈度为Ⅷ度时该比值则在5.0以上。②扭转不规则。对于位移比大于1.2的高层建筑，可认为其存在平面扭转不规则。③楼板不规则。存在平面楼板不规则的高层建筑一般具备四方面特征，即楼层错层较大（如较大错层面积大于该层总面积的30%时）、采用细腰形平面、开洞面积在该层楼面面积的30%以上，以及有效楼板宽度在开洞凹入后不超过该层楼板典型宽度50%[1]。

1.2竖向不规则结构竖向不规则结构可细分为侧向刚度不规则、楼层承载力突变、竖向抗侧力构件不连续，具体特征如下：①侧向刚度不规则。多种情况均可能导致高层建筑产生竖向不规则结构，如为了形成空旷房间，在结构顶部取消部分墙、柱；结构上部楼层，且上部楼层水平尺寸的90%大于下部楼层；当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度1与房屋高度之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸不宜小于下部楼层水平尺寸的75％；楼层侧向刚度小于其上相邻三层平均值的80%，或小于相邻上部楼层70%。②楼层承载力突变。对于A级高层建筑来说，如层间受剪承载力比在0.8以下，即可认定其存在楼层承载力突变，B级高层建筑则小于0.75。③竖向抗侧力构件不连续。水平转换构件会向下传递竖向抗侧力构件的内力，这同样属于高层建筑竖向不规则结构的重要特征之一。

1.3其他不规则结构复杂高层结构、超规范结构同样可被纳入不规则结构范畴，具体划分如下：①复杂高层结构。如高层建筑存在多塔楼结构、错层结构、连体结构，或带有加强层结构或转换层结构，即可认定其存在结构不规则。②超规范结构。对于存在新型结构、超限结构、超高结构的高层建筑，也可以认定其存在结构不规则，这里的新型结构指的是规范未涉及，采用新技术、新工艺、新材料建造的结构；超限结构指的是超过了规范规定限值；超高结构则是指超过了规范规定的最大高度。值得注意的是，无论超规范结构高层建筑的平面、立面是否规则，均需要从严设计审查，将其视作不规则结构[2]。

2高层建筑不规则结构设计要点总结

为保证高层建筑不规则结构设计质量，需关注严格控制参数、开展针对性设计计算、强化抗震措施等设计要点。

2.1严格控制参数为实现高水平的高层建筑不规则结构评测、分析、控制，一些重要控制参数必须得到重视，以通用的有限元分析软件SATWE为例，位移比、周期比、侧向刚度比、层间受剪承载力比等参数的限值及调整要求必须得到重视，具体控制如下：①位移比。位移比也被称作层间位移比，指的是按刚性楼板假定计算楼层的最大层间位移（或水平位移）与该楼层两端平均层间位移（或水平位移）的比值，该参数能够有效控制高层建筑结构平面的不规则性。一般情况下规则结构的位移比应控制在1.2内，A级不规则结构高层建筑的位移比也不应超过1.5，B级及转换、连体、多塔等复杂高层则应控制在1.4内。通过应用SATWE软件输出考虑偶然偏心影响、单双向地震的位移比即可更好为不规则结构设计提供支持，工程实际必须在设计中得到重点体现。②周期比。周期比指的是第一自振周期（以结构扭转为主）Tt与第一自振周期（以平动为主）Tl的比值，该参数可有效控制结构扭转效应。在高层建筑不规则结构设计中，通过严格控制周期比，即可保证结构平动变形在结构扭转变形之上，地震作用下的主振动效应也能够由此得到较好控制，最终实现结构扭转破坏的预防。对于A级不规则结构的高层建筑来说，周期比应控制在0.9内，B级及转换、连体、多塔等复杂高层则应控制在0.85内，考虑到SATWE软件的限制，设计人员需基于各振型特征与计算结果进行判断，必要时需通过改进结构设计方案解决周期比不满足要求情况，如进行内部主体结构的弱化、对周边主体结构进行加强。③侧向刚度比。该指标指的是相邻楼层间侧向刚度的比值，通过该参数可有效控制高层建筑的结构竖向不规则。结合上文围绕侧向刚度不规则开展的论述，如出现侧向刚度比指标无法满足规范要求情况，即可初步确定高层建筑的竖向不规则结构存在薄弱层，其地震剪力需乘以1.25的增大系数。通过应用SATWE软件，即可实现侧向刚度比的自动计算、地震剪力的自动放大。④层间受剪承载力比。该参数指的是相邻楼层间抗侧力结构受剪承载力的比值，通过该参数可有效控制高层建筑存在的结构竖向不规则。一般来说该参数需控制在0.8及以上，A级不规则结构高层建筑则需要控制在0.65以上，B级需控制建筑·节能在0.75以上。如层间受剪承载力比小于规范值，即可初步判断高层建筑存在结构薄弱层，这种情况下同样需放大地震剪力，SATWE软件可较好服务于层间受剪承载力比的计算、确定和控制[3]。

2.2开展针对性设计计算对于高层建筑不规则结构设计来说，很多时候简单放大地震剪力或调整计算参数无法满足建筑需要，这种情况下必须进行设计方案的修改，如调整结构方案、设置滑动铰支撑或防震缝、设置拉梁或拉板等，“三水准抗震设防，两阶段抗震设计”抗震设计思想也需要得到充分应用。在针对性的设计计算中，应针对性应用底部剪力法、振型分解反应谱法、弹性时程分析法，并针对性强化抗震措施，抗震计算中的计算参数设置和特殊构件定义也需要得到重视。

3基于L型平面不规则高层建筑结构设计的探讨

3.1设计方法L型平面不规则高层建筑结构设计需严格遵循《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）要求，而为了保证建筑的抗震性能，可采用基于性能的抗震设计，以此实现结构对延性、刚度、强度的合理统一，具体设计从能力谱法、控制延性的方法、直接基于位移的方法三种主要思路进行抗震设计。

3.2实例分析以某地高71.6m的L型平面不规则高层建筑作为研究对象，该建筑采用框架-剪力墙结构，地震分组为第一组、基本地震加速度值为0.20g、抗震设防烈度为八度、建筑场地类别为二类、地基基础设计等级为甲级、建筑工程等级为一级，考虑到建筑具备的L型平面不规则特点，因此可判断其质量中心与刚度中心不重合，较高的偏心距因此出现，且建筑会在地震作用下产生较为明显的扭转效应，因此设计将剪力墙均匀布置在建筑恒载较大及平面形状变化较大部位，以及楼梯间、电梯间以及建筑物的周边附近，剪力墙的间距也得到了较好控制。分别为建筑裙房三层结构层平面图、塔楼七~八层结构层平面图，设计采用PMCAD建立整栋模型，共建立标准差平面模型17个，地下室结构层为第一标准层，裙房结构层为第二到第四标准层，L型塔楼结构层为第五到第十七标准层。考虑到建筑抗震设防类别为丙类、高度为A级、抗震设防烈度为Ⅷ度，因此设计将基本地震加速度值、特征周期、水平地震影响系数最大值分别设定为0.20g、0.35s、0.16，考虑偶然偏心进行计算，双向地震作用下扭转影响、结构弹性动力时程分析也在计算中得到了充分体现，周期折减系数、结构的阻尼比设定考虑了活荷载不利布置影响，最终分别设定为0.78与0.05。基于PMCAD建立的结构模型生成SATWE数据，设计人员开展了内力和配筋计算，配合模态分析和时程分析，设计人员发现建筑属于扭转不规则建筑，由此开展的针对性优化设计最终较好保障了建筑的安全。

4结论

综上所述，高层建筑不规则结构设计需考虑多方面因素影响，在此基础上，本文涉及的严格控制参数、开展针对性设计计算、强化抗震措施、L型平面不规则高层建筑结构设计等内容，则提供了可行性较高的不规则结构设计路径，而为了进一步提升设计质量，弹塑性模型的建立、弹塑性分析的开展必须得到重视。

参考文献

[1]史沛元.高层建筑结构设计的不规则性研究与应用[J].建材与装饰，2018（39）：129-130.

[2]邵辉杰.浅谈高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].江西建材，2017（24）：55+58.

高层结构设计范文篇7

1高层建筑混凝土抗震结构特点

高层建筑在本质上就是竖向的悬臂结构，其可以在垂直荷载的结构上产生轴向力，进而提高建筑物高大体积的线性垂直效率，在此过程中，高层建筑结构会在水平荷载的弯矩下能够成为一个受力点，其受力特征就是当垂直荷载方向不变的情况下，会随着建筑物的增高而增加，并且水平荷载可以来自各个方向。当高层建筑受到均布荷载影响的时候，弯矩与建筑物之间就会出现第二次的变化，无论是侧移特点还是竖向荷载，都会出现较小的变化。当水平荷载在均布荷载情况下，侧移与高度会出现四次方的变化，在一定程度上，能够突出混凝土抗震结构特点。

2高层建筑混凝土抗震结构的设计要求

在高层建筑混凝土抗震结构设计之前，设计人员要对其要求加以全面的了解，保证能够提高设计效率［1］。首先，在高层建筑混凝土抗震结构设计的过程中，必须要满足发生严重地震时不倾倒的要求，在遭遇中级地震的之后，经过维护与检修可以再次使用，在遭遇微弱地震之后，高层建筑混凝土抗震结构可以保持在整体结构稳定牢固的状态，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”的建筑抗震三水准。同时，设计人员还要对各方面影响因素加以考虑，保证能够提高高层建筑混凝土抗震结构设计的科学性与合理性，并根据高层建筑的实际情况，制定完善的设计与规划方案，满足抗震设计需求，保证高层建筑混凝土抗震结构的稳定性，为其发展奠定良好基础［2］。其次，高层建筑混凝土抗震结构设计人员在执行工作的过程中，要保证结构设计刚度满足相关要求，并且全面了解高层建筑混凝土抗震设计物理学知识，或是机械设备的运行原理，保证能够通过适当的调整与配合，不断提升高层混凝土抗震结构的抗震效果，使其波动力在一定范围之内，进而提高抗震结构设计质量，为其发展奠定良好基础［3］。最后，高层建筑混凝土抗震结构设计人员在设计过程中，必须要重视某些连接点与结构构件的受力情况，保证能够采取有效的减震措施，避免在遭受地震灾害的时候，出现严重的经济损失，导致高层建筑混凝土结构出现连续损坏的现象，进而形成崩塌的后果。另外，高层混凝土抗震结构设计人员必须要对抗震结构的抗震性能进行改善，保证其强度与刚度符合相关需求，进而形成良好的结构体系，提高其抗震效果，促进建筑事业的长远发展［4］。

3高层建筑混凝土抗震结构设计策略

高层建筑混凝土抗震结构设计人员在设计过程中，必须要对自身工作加以重视，保证能够提高设计质量，为人们营造良好的生活环境，在提升人们生活质量的基础上，促进国民经济的提高。

3．1优化抗震结构功能

在设计人员对建筑混凝土抗震结构进行设计的过程中，必须要对抗震结构功能加以重视，保证能够提高其抗震质量。设计人员必须要对功能造价与要求加以重视，保证能够结合相关设计原则对凹槽建筑混凝土抗震结构的功能加以完善，在约束条件与目标的影响下，优化其使用功能［5］。

3．2抗震结构体系的优化

高层混凝土混凝土抗震结构体系的优化是利用悬挂、筒体与剪力墙等结构形式。不仅如此，以框架核心筒结构为例，设计同时要注意由于设置伸臂桁架和腰桁架加强层引起的相对薄弱层的出现，从而导致刚度和承载力的突变，这对高层结构抗震是不利的，通常应采用有限刚度设计理念，适当“削弱加强层”。另外，设计应结合高层建筑混凝土抗震社会效应与美学效应，科学、合理的对工程造价进行控制，保证能够设计出质量较高的抗震结构体系。

3．3科学、合理的选择建设位置

经过对地震灾害的分析，高层混凝土抗震结构的建设位置对于抗震效果会产生直接的影响，因此，在设计过程中，必须要科学、合理的选择建设位置，并且全面考虑高层混凝土建筑抗震地质条件，此时应该注意到，不可以选择在变电站、火电厂等附近，避免受到不安全因素的影响，同时，还要避免在山坡与丘陵的附近选择建设位置，为其发展奠定良好基础。

3．4优化结构设计方案

在设计高层建筑混凝土抗震结构的过程中，设计人员要对设计方案加以优化，首先，要科学、合理的对其进行布局，保证能够有效协调与控制高层建筑混凝土抗震结构的受力情况，进而达到受力均匀与平衡的目的。其次，设计人员要保证高层建筑混凝土抗震结构设计的层次性，进而提高其抗震的稳定性。最后，设计人员必须要结合建设区域地质情况特点，严格处理重点关键抗震部位，进而提高其抗震质量。

3．5重视抗震扭转效力

在地震过程中会出现较多的扭转作用、竖向作用与水平作用，在一定程度上，会对建筑物造成破坏性影响，导致出现破裂甚至是倒塌的现象。因此，高层建筑混凝土抗震结构设计人员要对结构的扭转效力加以重视，保证能够提高其位移结构刚度，进而达到相关设计标准，确保高层建筑混凝土抗震结构每一个部分都能达到相关设计标准，及时发现抗震结构设计中存在的问题，并且采取有效措施对其进行调整，最大程度上提高高层建筑混凝土抗震结构的设计效率，使其设计质量得以提升，促进建筑行业的经济发展，使其向着更好的方向发展。

4结语

高层建筑混凝土抗震结构的设计，对于人们的生活质量与安全性产生直接影响，相关设计人员必须要严格遵循设计原则，阶段性的学习新型抗震结构设计知识，充分考虑到设计工作影响因素，保证能够提高其设计质量，同时，在设计人员实施工作期间，必须要对抗震结构设计经济效益加以重视，提高成本控制效率。

作者:浦心宇 单位:重庆大学土木工程学院

参考文献:

［1］罗联训．浅论高层混凝土建筑抗震结构设计［J］．中华民居，2014(18):25．

［2］李鸥．浅议高层混凝土建筑抗震结构设计［J］．价值工程，2015，34(9):175－176．

［3］孙小华，余军．高层混凝土建筑抗震结构设计探析［J］．城市建筑，2013(10):52．

高层结构设计范文篇8

关键词：高层建筑；转换层；特点；结构设计

一、高层建筑转换层特点

高层建筑转换层主要特点：使楼层的上部结构荷载通过转换层重新分配并传递给下部结构和地基基础；由于转换层刚度大、应力集中且力的传递突变，因此遇到偶然荷载（水平地震作用）作用时，转换层受到较大外力和产生水平位移；转换层梁柱和梁上墙节点较多，节点处的钢筋锚固、插筋与变径较复杂。若施工不当，会造成转换层应力集中，产生裂缝、挠度超出规范要求范围等现象。在一些地震多发区域，需对高层建筑的水平受力进行合理控制。整个建筑的楼层刚度、质量不允许出现突变状况，需确保其变化的均匀性。在遭遇地震作用时，避免建筑物出现薄弱层，对整个结构稳定性造成不利影响。

二、转换层的功能意义

1、上、下层结构类型转换转换层将上部剪力墙转换为下部的框架，此结构多用于框—剪和剪力墙结构中，如此便可使得下部结构具有较大的内部自由空间。

2、上、下层结构柱网布置的改变转换层上、下结构形式相同，通过它可以使下部结构的柱距扩大，形成大柱网空间。多用于商住楼，以形成下部的大空间用于商场、停车场等。

3、同时转换上、下层结构类型和柱网布置上部剪力墙结构通过转换层变成框支剪力墙结构的同时，上部剪力墙的轴线与下部柱网错开，形成上下柱网不对齐的结构。多用于办公楼，上部用于小开间办公室，下部用于停车场或者大厅等。

三、高层建筑施工中需要注意的技术问题

1、施工技术形式的选择高层建筑施工技术的合理应用是整个建筑行业良好发展的基础所在，同时也是准确衡量一个国家建筑发展水平的重要指标。高层建筑其内部层数设计越高，相应的施工难度也就越大，因此对于建筑高度会产生极大限制的便是施工技术。在现今的高层建筑建设中，对于施工技术形式的科学选取极为重要。针对不同的施工项目、环境、功能布局要求，最终选取的施工技术也应有所不同。在高层建筑建设中，应确保技术形式具有较强的针对、安全性，以此确保整个工程施工的顺利进行。

2、施工管理体制的强化现今我国的建筑工程管理水平已得到了极大的提升，但是不可否认的是，在其管理体制方面还存在着些许问题。一个科学、合理的施工管理体制的落实实施能够全面保障整个建筑工程的施工进度及质量。强化高层建筑施工管理体制的系统化改革是有效提升管理水准的重要保障。

四、建筑结构设计中的转换层设计原则

1、在转换层设计过程中应尽量减少结构转换的竖向构件，应尽可能的多采用直接接地的构件，其能有效避免建筑刚度的减小，对建筑物抗震性能的提升有着重要的作用。

2、转换层的设计位置不能偏高，应尽可能的靠近底层位置。主要是由于建筑框支剪力墙结构的传力途径以及刚度发生变化时会直接造成转换层成为薄弱层，很大程度上降低了建筑物的抗震性能。

3、在进行转换层的设计时应注意传力路径的明确性，并且确保转换层的刚度。由于转换层结构本身起到的是结构转换作用，所以应保持其自身的受力平衡性。

4、要对剪力墙以及框支剪力墙的比例进行综合考虑，保证其横向落地剪力墙的数目超过横向墙的50%。

5、为了避免立柱柱角发生变形，在进行转换层设计时应保持其上部柱子和剪力墙的对称分布，将梁上立柱设置在转换梁垮中，从而避免转换梁变形作用下产生的支柱柱角变形加大。

五、转换层结构设计

1、梁式结构转换层技术设计

（1）需要设计模板支撑系统。从结构的安全出发，必须要通过软件或者是人工的精确计算来得出支撑系统的安全参数和支撑钢管的横截面和跨度、空间间距，从材料的利用程度考虑，要可以满足到模版的数次周转和装拆卸的便利；从结构设计的方面考虑的话，要对比较难支膜的部分和隐蔽的分支节点要通过软件得出详细的设计图。（2）需要设计钢筋的下料和绑扎方案。转换梁纵筋直径较大、数量较多、排数也多，箍筋直径较大、肢数较多、一般全长加密，构造腰筋须按受拉钢筋的锚固要求锚固在两端柱子内，所以钢筋的下料和绑扎比较困难。每一道梁式转换层的钢筋放样和下的材料都应该符合国际规定或者是本项目的行业规范和设计图纸的要求，必须先进行简单的布局排列，找出符合实际操作的捆绑方式再进行实际的操作，以此来防止下料之后没有按照一定的规则安置钢筋，使得钢筋没有捆绑好，作用力不强，影响到了混凝土的鼓捣密实程度。（3）设计混凝土的浇筑方案。转换层的横截面积和转换内部的构件体积过于大的时候，混凝土的浇筑必须符合该项目的浇筑要求，一般一次浇筑完毕，可以保证结构整体性较好，但是这个方法会导致鼓捣不到位而影响到了梁柱体的美观与质量，而且荷载会增加，对模版的安全系数也是一个很大的考验，施工时应加以注意。

2、桁架式转换层设计

桁架式转换层主要用于建筑不同功能区域上下部的连接，是由多榀钢筋混凝土桁架组合而成的一种承重结构。一般情况下桁架的下杆的截面面积较小并且高度较高，所以这一结构形式的施工难度较大且工序较为复杂。在具体施工设计过程中，应对转换层的内部结构进行综合分析，并对其受力情况进行分析计算，从而保证设计符合建筑质量要求。

3、厚板式转换层设计

厚板式转换结构虽然具有布置灵活、不需要正对下层结构的优点，但是其在施工设计过程中多需要的材料耗费较大，所以如果在采用厚板式转换层结构时，应注意对其受力角度的分析，适当的加强其配筋量，同时也可以从抗剪力和抗冲切力的角度出发，减轻其受力程度，对其内力以及配筋量进行合理准确的计算，并从其经济效益出发对其进行综合考虑。

六、设计中应注意的几点问题

1、转换层设置高度不宜过高

转换层高度越高，使得转换层对下部结构的动力特性影响越明显，同时传力路线的突变越大，使得下部结构更容易破坏；转换层高度低的建筑，只需控制侧向刚度比即可控制转换层附近的层间位移角；对于转换层高度更高的建筑，还须控制转换层上下部结构的等效刚度比。转换层高度越高，转换层上下部结构在地震作用下的变形效应就越大，转换层上下部结构等效侧向刚度比的作用也就越小。

2、柱宜直接落在转换层主结构上

根据《建筑抗震设计规范》中第E.2.4条规定：转换层上部的竖向抗侧力构件（墙、柱）宜直接落在转换层的主结构上。即上部密柱宜与转换桁架斜腹杆的交点、空腹桁架的竖腹杆在位置上重合。这样使得结构的传力路线明确，受力合理，且相邻斜腹杆可形成拱效应，与竖腹杆共同承受竖向力，同时有利于提高结构抵抗地震竖向作用的能力。

七、结束语

总之，转换层结构设计问题一直受到人们的高度关注，在进行建筑设计的时候，要根据具体的实际情况，对转换层设计高度重视，优化设计结构，保证建筑的质量和安全。

作者:李风威 单位:郑州市规划勘测设计研究院

高层结构设计范文篇9

社会不断在发展，建筑工程项目也在不断增多，但是从实际情况来看，在建筑的结构设计等一些方面还有一些不足之处，基于此，本文进行了分析，力求使得建筑水平得以提高。

1.1超高问题

很多的建筑单位为了节省建筑成本，获得最大化的利益，不遵循一些建筑相关的规范制度，过分地增加建筑物本身的高度。而且很多建筑物的高度已经从以往的A级转变成了B级，同时建筑模式也发生了一定的变化。在实际的建筑设计当中，最普遍的问题就是超高问题，这对建筑物结构的稳定性产生了直接的影响。假如遭遇一些恶劣天气以及一些比较严重的自然灾害，比如地震、台风，特别容易发生一些断裂以及倒塌的情况，这对人生的生命财产安全构成了很大的威胁。

1.2短肢剪力墙

不科学的建筑结构设计能够影响到高层建筑施工的整体质量，特别会对建筑物整体的结构造成一定的损害，不合理的短肢强设置就是其中的一个很典型的问题。当前，很多的设计人员在对建筑结构进行设计时，会实行短肢剪力墙的增设。但是实践证明，增设短肢剪力墙会对建筑结构的抗风和抗震性、稳定性以及稳固性造成一定程度的影响。因此，为了将建筑工程的整体工程质量提高，在对建筑结构进行设计的时候，要避免应用短肢剪力墙。

1.3固定端问题

固定端又称之为嵌固端，在设置位置的时候，要尽量避免在这个位置构件发生位移的情况。高层建筑当中很重要的一个组成部分就是固定端，但在位置设置的时候，还是有一些问题。①固定端所选的位置存在着问题，很多的高层建筑都设有地下室，因此会将固定端设置在地下室，这样的设计非常不科学，还会留下了一定的安全隐患，很难达到理想的效果。②所设计固定端的刚度比例并不合理，对固定端设计是否合理进行判断的很重要一个依据就是上下层的刚度比例设计。但是当前实际情况是，设计固定端的时候，还有一些准确性低以及设计的问题存在。③抗震的缝隙处理同固定端的设计，两者之间互相矛盾，很难恰如其分的衔接在一起。另外，在进行设计的时候，还有不足的平衡性的问题出现，这也使得建筑结构的稳定性得以降低。

1.4其他部位的问题

不同于一般建筑，高层建筑有一定的特殊性，在对建筑结构进行设计的时候，要同很多面的设计内容接触。高层建筑中，除了以上提及的三个问题，还存在的牢固性和稳定性以及抗震性等问题，由于不合理的设计，能够对建筑的使用寿命和质量以及设计的整体的效果产生直接的影响。而从设计部位的角度来讲，能够对设计的合理以及科学性产生影响的就是计算的准确性。而能够对计算结果的准确性产生影响的有很多因素，包括合适的计算公式、完善的设计资料以及得当的数据精确度等等，这些因素也会对建筑结构的合理性产生一定程度的影响。

2高层建筑结构设计解决策略

2.1应用计算简图

在建筑结构的设计当中，很重要的数据基础就是计算简图，建筑结构设计当中的计算内容就包含在计算简图当中，而计算简图能够对建筑的结构设计起到至关重要的作用。所以，合理应用到计算简图，能够确保建筑结构的科学合理性以及安全性。高层建筑的结构设计非常复杂，因此很难将计算简图确定下来，在进行确定的时候，要对各个因素的影响进行全盘考虑，这样才能够使得计算工作的客观性以及准确性得以保障[1]。科学选择结构方案：关系到高层建筑的整体质量的一个因素就是所选择的结构设计方案，所选的结构设计方案有一定的科学合理性不仅能够顺利地达到理想的效果，还能够保障建筑的整体质量。所以在对建筑结构进行设计的时候，要对选择结构方案的工作引起足够的重视，而在选择结构方案的时候，要按照结构方案的规范和标准进行细致地研究，这样才能够有效避免所选择的设计方案同一些相关的规范发生冲突，对后续的施工产生一定程度的影响。另外，还要针对施工现场的具体情况以及施工的地点，进行全盘考虑，从而选择具体的结构方案。在最后，还要实地勘察施工的基本情况以及工程的整体的规模。在此前提下，选择出最佳的结构设计方案[2]。

2.2充分发挥性能的作用

使得建筑物各个方面的功能性需要得以满足，这就是建筑设计最重要的也是最主要的目的，只有充分发挥出了各个功能的作用，才能够对建筑结构设计的科学合理性进行判断。建筑结构设计的性能有三个指标，包括稳定性、结构延展性以及稳定性[3]。高层建筑结构的延展性是针对变形和倒塌而设计的，比如很多的高层建筑会因为一些自然灾害或者受到一些外界因素的影响，而出现倒塌和结构变形的情况，因此十分有必要将高层建筑的延展性提升。其次，要对高层建筑结构的水平力引起足够的重视，所谓的水平力指的是在同一平面内，高层建筑结构所承受的各类载荷力[4]。在一定程度上，水平力能够影响到建筑的结构，因此，从事相关工作的工作人员要将控制的工作做好。最后，要使得建筑结构对稳定性的要求得以满足，在建筑的结构设计中，很重要的一个性能指标就是建筑结构的稳定性。要想实现稳定性，就要在操作的时候，对各个关键点进行科学设计。

3结束语

当前，建筑发展的趋势就是高层建筑，而随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们也开始关注和重视高层建筑的整体质量。在高层建筑的工作中，很重要的一个环节就是建筑的结构设计，这对建筑物的使用寿命和质量能够产生直接的影响。当前，在对建筑结构进行设计的时候，还存在一些问题，因此相关的人员要给予高度重视，并采取相应的措施将其解决，才能够提升建筑的整体质量。

作者:黄少坤 单位:深圳市物业建筑设计有限公司汕尾分公司

参考文献

[1]赵昕，王立林，郑毅敏，等.超高层建筑结构组合调谐风振控制系统[J].同济大学学报（自然科学版），2016，44（4）：550~558.

[2]李旭，CarlosEstuardoVentura，何敏娟，等.近断层地震动对高层建筑结构抗震性能的影响[J].同济大学学报（自然科学版），2012，40（1）：14~21.

高层结构设计范文篇10

【关键词】结构体系；BIM；地基

引言

钢筋混凝土结构相比于传统建筑结构而言，具有结构稳定、施工简便等优点，尤其是在现阶段的高层建筑中，此种类型的结构一直被作为主体结构。但是就目前建设情况而言，该类结构在应用过程中，仍然存在结构设计不合理等问题，会直接影响建筑质量。因此，对钢筋混凝土高层结构设计的常见问题与处理研究有鲜明现实意义。

1钢筋混凝土高层结构设计常见问题

1.1结构体系不合理结构体系不合理是现阶段结构设计中较为常见的问题之一，产生原因大多数是因为设计方案的审计不到位，方案没有结合工程情况进行考虑，并且在结构设计完成之后，大多数设计人员以及相关的管理人员都是根据经验进行判断，不会应用信息技术以及计算机等技术进行模拟分析。此种情况下，结构体系不合理则成为一种必然现象。

1.2地基与基础设计不科学地基是建筑的基础所在，如果地基以及基础设计不科学钢筋混凝土高层结构就无法被实现，该方面常见的问题有以下几种：①基础类型选择不当，导致建筑物出现不均匀沉降甚至倾斜。②天然基础设计不合理，地基的斜面坡坡度较大，会降低地基混凝土的振捣质量，影响地基结构的稳定性。③地下室底板配筋不合理，如果地下室底板配筋不合理，高层建筑结构很容易出现失稳现象，增加建筑物的不均匀沉降量。④设计人员没有考虑到地下水对地基与基础的影响，如果地下水位比较高，会影响地基与基础结构的耐久性和稳定性。

1.3上部结构设计存在缺陷上部结构设计可以说是工程结构设计中一个重要的组成部分，其在实际设计中应该从施工内容等多个方面进行考虑，但是就目前的设计情况而言，上部结构设计并不规范，没有做到精细化处理，并且对于上部设计的审计也没有做好完善。需要注意，如果上部结构所具有的剪力墙设置不合理，往往会出结构内部应力集中问题，这样在发生地震等自然在灾害时，建筑因为不具备抵抗能力从而发生坍塌。

2钢筋混凝土高层结构设计常见问题对策

2.1科学设计结构体系针对钢筋混凝土高层结构设计不科学的问题，应该从设计基础进行考虑，立足于新时代背景下，信息技术以及计算机技术的应用越发广泛，越来越多的尖端技术可以被应用在建筑设计中并发挥重要作用。例如现阶段的BIM技术，就可以在设计阶段，为施工设计构建一个仿真模型，这样在设计之出就可以检查出设计方案的问题，从根本上解决钢筋混凝土高层结构质量问题，从而让该种类型的结构可以在实际应用过程中发挥重要的作用。对于设计人员而言，在实际设计过程中，应该做好方案审计工作，反复对方案进行检查和审核保证结构设计方案的合理性。首先，当结构设计方案完成之后，需要设计人员进行初步审核。对设计方案中应用到的材料，结构框架等合理进行分析，对照公司规定以及国家规定建筑内容，仔细的进行核对，发现问题之后需要及时进行改正，改正后需要设计人员再次进行检查，直到方案没有漏洞。其次，当设计人员检查完成之后，需要工程整体设计部门进行审核，这部分审核需要设计部门所有人员进行开会研讨，并从多个角度进行分析，借助BIM技术对结构设计方案进行模拟，从基本内容以及模型当中进行全面分析，对不合理以及常见问题进行改正，反复几次进行优化，最终方案需要经过设计部门全体人员同意。最后，还应该和施工部门的负责人以及技术人员进行研讨，因为施工人员长年奋斗在生产第一线，所以具有的经验更加丰富，对于设计方案中出现的问题，以及方案合理性可以做出明确的判断，所以这类工作人员的意见也十分重要。当施工技术人员提出意见之后，设计方案需要返还到设计部门进行分析，定稿之后需要由设计人员签字以及设计部门主管人员签字。通过以上多次对比以及反复研究，结构设计方案可以具有科学性、合理性，不仅保证整体结构的稳定性，还可以增加建筑主体的抗震性能。多次的方案审核，已经将方案设计进行了最优化处理，这样施工过程中的材料使用更加合理，进一步降低了施工过程中的浪费问题，提升了企业的经济效益。

2.2合理设计地基与基础结构设计方案完成之后，就需要进行施工建造，因为建筑施工内容较为复，并且施工周期较长，所以会因为受到外界环境因素的影响，从而降低结构稳定性。立足于工程建筑整体而言，地基的选择和设计是建筑的基本所在，会直接影响到结构稳定性。对于地基的设计以及选择应该从施工场地的地理环境入手，合理的分析地质条件，并且应该更具地质条件进行合理的基础方案设计。例如，对于地质条件较好的土地而言，可以采用天然地质条件作为地基主体，然后在其中加入局部筏板以及防水板即可。在地基的设计过程中，为了保证可以承载高层建筑整体重量，需要对基础拉梁结构进行综合考虑，保证此结构的稳定性至关重要，可以采用增大基础配筋的范式，来提升拉梁结构稳定性，从而保证整个地基结构的稳定性[1]。就现阶段高层建筑而言，其在实际施工过程中，往往需要建立地下室，而在设计以及施工过程中，为了保证地下室不会发生坍塌以及大面积裂缝，可以在建筑不同持力层当中应用褥垫处理的方法，以此来进一步保证地下室以及地基的稳定性。合理的工程施工地基设计，可以保证建筑整体结构稳定，也是建筑人员了解结构设计以及结构类型的主要方式[2]。相比于从前，高层建筑随着城市化进程的不断深入，建设数量不断增加，地基的合理以及稳定性能，逐渐成了现阶段工程企业主要考虑的问题之一。从地基建设情况而言，不仅需要考虑地质环境，还应该在设计过程中考虑到地下水，结合地下水位的实际变化情况从而进行合理设计，并且对于基础配筋的数量、型号、应用方设计也十分重要，这样才能从根本上保证地基合理性以及钢筋混凝土高层结构的稳定性。

2.3优化上部结构设计结构设计人员在实际设计过程中，不仅需要考虑地基的稳定性与安全性，还需要考虑上部机构优化问题，上部结构的优化设计可以提升建筑的水平荷载能力以及抵抗力，只有“一上一下”同时稳定，才能保证建筑结构长期稳定[3]。对于这方面的优化，也需要从基本结构中考虑，例如在进行剪力墙的设计过程中，应该结合剪力墙的实际布置，进行设防工作，质量与防护措施的双向加持才能最终保证上部结构具有合理性和稳定性。另外，设计人员在进行设计的过程中，需要按照“强柱弱梁”的设计原则进行设计，同时在此阶段需要计算出建筑梁柱各个节点所具有的剪力强度，并根据数据分析结果提升设计合理性。因此要求相关设计人员工作过程中注意以下几点：一方面，设计过程中不能随意的增加上部结构荷载，并且需要保证建筑各个连梁部位可以更加稳定。另一方面，设计中需要认真遵守国家以及企业内部的相关规范，不能在高层建筑上部结构之上大搭设框架。对上部结构的优化可以保证工程结构稳定性，并且可以提升设计方案的科学性，提升企业的经济效益。

3结论

综上所述，现阶段我国的建筑行业发展十分迅速，钢筋混凝土高层结构的应用也越发广泛，为了更好的提升建筑整体质量，保证建筑长期使用，需要从结构设计、上部结构设计以及地基选择等多个角度进行考虑，这样才能从根本上保证结构的稳定性，也是现阶段解决钢筋混凝高层结构问题的主要方法。

参考文献

[1]吕坚锋.高烈度地区钢筋混凝土框架-核心筒超高层结构设计及抗震性能分析[J].广东土木与建筑，2018，25（08）：1-4.

[2]黄瑞麟.几类钢-混凝土组合柱框架-核心筒超高层结构抗震性能分析与研究[D].贵州大学，2016.