49-赵西安-超高层建筑的结构体系

超高层建筑的结构体系

赵西安

（中国建筑科学研究院北京 100013 ）

提要中国已经是已建和在建超高层建筑最多的国家。超高层建筑常采用混凝土结构或混凝土—钢材混合结构。混凝土的强度等级一般在C70 以上，最高的已用C100。钢管混凝土、型钢混凝土和钢板剪力墙等组合构件大量运用。

混凝土结构多采用核心筒加剪力墙的体系；而混合结构则采用核心筒加外围大截面柱、巨柱再加伸臂桁架加强

层的结构体系，必要时还加上周边钢支撑。

关键词超高层建筑高强混凝土混凝土—钢混合结构

1.中国是超高层建筑最多的国家

近二十年来，随着中国经济实力的高速增长，城市化进程加快，基建投资也急剧增多，超大规模、超高度的建筑如雨后春笋在各城市拔地而起。中国迅速超过美国，成为世界上超高层建筑最多的国家。

2011年1月，美国《新闻周刊》发表了如下的统计数字：

世界总人口：68.96 亿；已建成200m以上的建筑：634座

其中一些国家和地区的人口和超高层建筑的分布见表一。

笔者根据手头资料的不完全统计，截至2014年8月，包括已经立项、设计中、施工中和已经建成的超高层建筑，数量分布见表2。其中，至少完成基础施工和已经建成的超高层建筑，数量分布见表3。

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赵西安，男，1940.7 出生，研究员

由表2、表3可见，在300m以上的超高层建筑中，无论哪一个高度，我国均占全部数量的一半左右。

2.高度500m 以上的摩天大楼不采用纯钢结构

2.1 水平位移成为超高摩天大楼选用材料的制约因素

“全钢结构优于混凝土结构，适合于超高层建筑”，这是上一个世纪六七十年代的普遍共识。这个时期大量建造了300m以上的钢结构高层建筑，如1971年建成的纽约世界贸易中心双塔（412m）、1974年建成的芝加哥西尔斯大厦（442m）。到了八九十年代，人们发现纯钢结构已经不能满足建筑高度进一步升高的要求，其原因在于钢结构的侧向刚度提高难以跟上高度的迅速增长。从此以后，钢筋混凝土核心筒加外围钢结构或外围混合结构就成为超高层建筑的基本形式。我国如上海金茂大厦（1997，420m）、台北101（1998，448m）、香港国际金融（2010、420m）、广州西塔（2010，460m）、广州塔（2009，460m）、上海环球金融（2009、492m）、上海中心（2014、632m），深圳平安保险（在建，660m）等，均无一例外。

哈利法塔作了前所未有重大突破，采用了下部混凝土结构、上部钢结构的全新结构体系。- 30m~601m 为钢筋混凝土剪力墙体系；601m~828m为钢结构，其中601m~760m采用带斜撑的钢框架。我们可以比较一下：前纽约世贸中心纯钢结构，412m处的最大側移1000mm；而哈利法塔混凝土结构，601m处的最大側移450mm。

即使从哈利法塔本身来看，到混凝土结构的顶点601m处，最大位移仅450mm；到了钢框架顶点760m 处，位移就迅速增大至1250mm；到钢桅杆顶点828m处，位移就达到1450mm了。所以哈利法塔把酒店和公寓都布置在601m以下的混凝土结构部分；而将601m以上的钢结构部分作为办公楼使用。

因此，目前世界最高建筑，正在施工的吉达沙特王国大厦，高度1007m，965m以下采用混凝土结构。

目前在建和已经建成的500m 以上的建筑，没有一座是采用纯钢结构的（表1）。

表1 部分超500m高度高层建筑的结构形式

2.2 大多数超高摩天大楼采用混合结构

高度500m以上的超高摩天大楼，大多数采用混合结构的形式。一部分采用混凝土结构，另一部分则采用钢结构，充分发挥两种材料各自的力学性能。混凝土结构包括钢筋混凝土和型钢混凝土的梁、柱、剪力墙，钢管混凝土柱和钢板混凝土剪力墙。钢结构多用于外围周边的梁、柱和斜撑。

2.2.1 核心筒

所有高度500m 以上的超高层建筑，在其平面的中间部位都会布置一个刚度很大的核心筒。核心筒是抵抗水平力的主要构件，承受水平力产生的巨大剪力和倾覆力矩，通常采用混凝土结构。

迪拜哈利法塔，钢筋混凝土核心筒高达601m，底部厚度为800mm，C80，配筋非常密集（图1）。

核心筒除了可以采用常规的钢筋混凝土剪力墙外，还可以采用型钢混凝土剪力墙，型钢柱一般布置在剪力墙交叉和转角处，还可布置在门洞边；受力较大的连梁也可以采用型钢配置（图2）。

钢板剪力墙近年在国内的工程中得到广泛的应用。带有销钉的钢板布置在剪力墙的中间，在墙肢交叉和转角部位可布置型钢柱加强（图3）。钢板上的销钉可以加强钢板和混凝土墙体之间的拉结力，使两者可以共同工作（图4）。

图1 迪拜哈利法塔，828m，钢筋混凝土剪力墙核心筒的配筋和核心筒外观

图2 型钢混凝土核心筒的型钢柱配在转角和门洞边图3 钢板剪力墙,钢板均匀铺设在剪力墙的当中

，图4 深圳平安金融中心剪力墙钢板上的销钉保证钢板与混凝土共同工作

超高层建筑目前大量采用钢板剪力墙作为核心筒（图5~图7）。广州东塔则首次采用了双层钢板剪力墙，每片钢板厚度为35mm，采用双层钢板后，剪力墙厚度大大减小，增加有效使用面积超过1000m2（图8）。

除了常规多采用方形或矩形核心筒外，也可根据建筑平面采用异形的核心筒（图7、图9）。

图5 上海中心，632m，组装好的钢板剪力墙（左）和钢板剪力墙核心筒（中、右）

图6 深圳平安金融中心，660m，钢板剪力墙核心筒

图7 武汉绿地中心，606m，三叉形钢板剪力墙图8 广州东塔，539m，双层钢板剪力墙

图9 广州塔，600m，椭圆形核心筒

2.2.2周边结构

1．周边结构采用纯钢结构

钢框架梁柱是最常见的周边结构形式（图10）。框架柱柱距多为6m~12m，截面多为箱形。也有一些建筑采用厚壁工字形截面，如央视CCTV大楼工字形柱截面厚度达130mm~150mm（图11）。

图10 周边钢框架柱，深圳汉国大厦图11 TVCC 新大楼框架柱壁厚130mm~150mm

图12 纽约世界贸易中心自由塔，540m，周边框架柱，每层箱形框架梁。

为了进一步提高周边框架的抗侧力性能，往往加设钢斜撑（图12）

网状结构是外围钢结构另一种形式，这些结构杆件刚性连接，形成刚性空间筒体或刚性框架（图13、图14）。

图13 天津中钢大厦（330m，左、中）和镇江苏宁大厦（310m）

高层及超高层建筑技术的发展

高层及超高层建筑技术的发展 发表时间：2017-11-20T10:48:27.520Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：蔡丁一吴宏玉张敏[导读] 从国内外的发展来看，今后在人口密度大的亚洲地区，超高层建筑将会往1 000 m甚至更高的高度发展。宜宾职业技术学院摘要：介绍了国内外高层与超高层建筑的发展历史和技术发展情况。结合高层与超高层建筑领域的技术发展情况，阐述了其在该领域的技术研究方向，包括钢结构制作安装混凝土超高泵送、模架施工技术为主的现代施工技术等。 关键词：高层建筑；施工技术；钢结构；混凝土目前世界上超过300m高度的高层建筑己达几十幢，国际上正在筹划的巨型建筑其高度均己超过5OOm。2010年竣工的迪拜塔高828 m，为目前世界第一高楼；最近，韩国、日本、科威特、沙特阿拉伯均有建造高度超过1 000 m摩天大楼的计划。从国内外的发展来看，今后在人口密度大的亚洲地区，超高层建筑将会往1 000 m甚至更高的高度发展。 1世界高层与超高层建筑的发展历史与技术发展情况 1. 1古代高层建筑历史 纵观中外历史，应该看到高层建筑起源于宗教领域。例如，国外的教堂即是人们为了不断“接近”上帝而竞相修建的。法国12世纪建了高107 m的沙特尔教堂塔楼，建于1337年的德国乌尔姆教堂高161 m，成为当时世界第一高塔。而我国古代的高层建筑则起源于古塔，中国现存最高佛塔为北宋开元寺塔（建于公元1011年），塔刹尖部高85.6m0 1.2近代超高层建筑的发展历程 从世界范围来看，近代高层、超高层建筑的发展可概括为3个阶段：第1阶段（1894-1935年）：高层建筑进入超高层建筑发展阶段，其代表为1894年美国纽约高106m的曼哈顿人寿保险大厦。此后，有12栋超高层建筑成为当时世界第一高峰，超高层建筑的高度纪录不断被刷新。1931年帝国大厦建成，以102层、381m的高度，超过法国巴黎埃菲尔铁塔而成为世界第一高楼。 第2阶段（1950-1975年）：随着建筑技术的进步，建筑结构理论日趋成熟，特别是钢筋混凝土结构技术的应用取得突破性进展。1950年建成的纽约联合国秘书处大厦（39层，高166m）是现代主义超高层建筑的早期代表作。 第3阶段（1980年至今）：超高层建筑发展呈现新特点，简单的几何形式使建筑设计走向了极端。后现代主义从历史的式样中寻找灵感，设计了新哥特式、新Are Deco等带有传统意味的超高层建筑，企图完全否定现代主义。不少具有民族和地方特色的超高层建筑在世界各地兴建，如上海金茂大厦、台北101大厦、吉隆坡石油大厦等。 1.3超高层建筑技术的发展情况 建筑业的历史发展以建筑技术的不断进步为前提。建筑业对技术的大胆尝试和利用大都表现在材料技术、结构技术、设备技术等方而。 1）现代科学技术促进超高层建筑材料的发展超高层建筑对建筑钢材和混凝土的要求更高。对钢材性能的要求：高强度，低屈强比，窄屈服幅等的耐震性能；加工工艺上的可焊性，形状尺寸加工精度；耐久性，如高张力钢、低屈服点钢、热处理钢等。 2）现代科学技术促进超高层建筑结构体系的发展传统建筑主要采用砖石作为承重材料，但因其强度较低难以形成整体性，限制建筑进一步向高空发展。 3）现代科学技术促进超高层建筑设备设施的发展1871年芝加哥发生火灾，使人们认识到城市建筑防火的重要性。由于当时消防设施还比较落后，消防的合理高度在5层楼以下，因此消防设施的进步促进了高层建筑的发展。发展高层建筑需要解决的另一个技术难题是垂直运输。 2中国高层与超高层建筑的发展历史和技术发展情况 2. 1中国高层建筑的发展历程 新中国成立后，我国高层建筑的发展主要分为3个阶段。 起步阶段：新中国成立到20世纪60年代末期。这个阶段的建筑主要是在20层楼以下，建筑的结构主要是框架形式。 兴盛阶段：20世纪70-80年代。1974年北京建成了20层、高87. 4m的北京饭店，1976年建成的广州白云宾馆33层，是国内首栋百米高层建筑。80年代，我国高层建筑发展进入兴盛时期，1980-1983年3年的时间就建成了自1949年以来30多年中所有高层建筑的总和。 飞跃阶段：从20世纪90年代初开始，我国高层建筑进入飞跃发展的阶段。1990-1994年初期，每年建成的超过10层的建筑而积在1 000万mzm以上，占到了高层建筑的40 %。 目前，中国己成为世界上建筑业最活跃与最繁荣的地区。在2011年之前封顶的全球十大高楼中，中国己经占据7席。摩天大楼在中国如雨后春笋般展现。目前中国正在建设的摩天大楼总数量己经超过200座，相当于美国现有同类摩天大楼的总和，中国己成为建造摩天大楼的“头号主力”。 2. 2中国高层建筑的技术发展现状 由于我国对超高层技术的研究起步较晚，自改革开放以来我国超高层建筑的建设和技术研究才有了突破性的进展。目前全世界排名前10位超高层建筑中有7个在中国，这些超高层建筑在给城市增添亮点的同时，也极大地推动了我国超高层建筑设计和施工水平的提升。 2. 2. 1结构设计日益规范 我国建筑结构设计理论和方法由经验定值系数确定安全度的设计方法，发展到用概率理论确定可靠度的设计方法，历时30多年。高层建筑结构的设计计算方法己由平而分析发展到空间分析，由静力计算发展到动力计算，由人工手算发展至计算机计算。目前用计算机计算分析高层建筑结构己经普及，全国己普遍采用三维空间程序分析结构内力，超过100 m的超高层建筑和特殊重要的建筑还要用动力分析方法计算内力。

高层建筑的常见结构体系

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。

浅谈超高层建筑的利与弊

浅谈超高层建筑的利与弊 刘治伟 （中国矿业大学安全工程学院江苏徐州 221000） [摘要]：在现今的主要城市中，超高层楼宇已经不是几个地标性建筑的专利了，随着经济的发展和建筑技术的进步，写字楼、酒店、商场、住宅等各种用途的超高层楼宇拔地而起，并且其内部结构也日趋复杂。毋庸置疑，我们正处于前所未有的超高层建筑急剧发展期，这种发展具有全球性规模，从莫斯科到中东、从上海到旧金山，越来越密的城市，越来越高的建筑不断涌现。高层建筑像一柄双刃剑，利弊共存，既有节约土地不可代替的价值．又有破坏人居环境的潜在威胁。高层建筑设汁中．建筑师应高瞻远瞩，牢固树立可持续发展意识，本文从节约土地、开拓再生绿化空间；建设立体交通网络，建筑交通一体化；节约能源和气候意识的回归，尊重社会人文环境，发扬特色建筑文化等方面，阐述了对可持续发展的高层建筑的认识。 [关键词]：超高层建筑未来发展利与弊 1.超高层建筑的诞生 超高层建筑隶属于高层建筑范畴，追溯超高层建筑的起源不能不涉及高层建筑。高层建筑的出现是人类美好愿望、社会需求、科技进步和经济发展的完美结合。 尽管高层建筑是现代文明的成果，但是人类追求 更高、更远的美好愿望早已有之，追求更高是人类的 天性和宗教情结使然。高大雄伟历来是权力、地位的 象征。高大建筑也从来都是神圣的，人们一直希望通 过高大的庙宇、教堂、高塔来架起通往天堂(神、上帝) 的桥梁。我国古代劳动人民在高层建筑建造方面表现 出了高超的智慧：中国古塔，是我国古代的高层建筑， 在工程技术上早就达到了很高的成就。我国大陆最高 的塔，要数河北定县城开元寺塔。开元寺塔建于北宋 咸平四年(1011年)，从底到塔刹尖部高度有85.6 m，是

高层建筑结构设计复习试题(含答案)

高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而 设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置 轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的 变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受 轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹 塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固 端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。 第一章 概论 （一）填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。

高层建筑结构分析

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、超高层建筑及结构体系

高层、超高层建筑的结构体系 摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，并结合“科技研发中心”超高层全钢结构的制作与安装及钢结构主要构件的翻样、下料、制作等各个重要环节的质量控制和材料选用提供一些粗浅的意见。对于支撑体系，消能减震装置不在此文内介绍。 关键词：超高层智能大楼节点域MST组合梁一、概况 高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。 超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材

料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98。 二、高层及超高层结构体系 对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。 对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。

高层建筑结构体系分析报告

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,

OOm以上超高层建筑与一般高层建筑区别

OOm以上超高层建筑与一般高层建筑区别

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我国《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）将住宅建筑层数划分为： 1 住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅； 2 除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑)； 3 建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。 我查了有关资料, 1OOm以上超高层建筑与一般高层建筑区别主要为: 由于超高层住宅建筑结构的特殊性(如框—筒结构体系，分散核心筒设计)，会增加一定程度的公摊面积，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，户型难布置。 超高建筑物一般每隔50米高度须设一个避难层，5人/㎡,在避难层中不能作设日常办公或生活场所，即其建筑空间仅用于救灾应急,所以可使用面积减少。 有的可能要设计二层地下室，成本要比单层地下室增加一倍。 标准层面积大于1000平方米，层顶要设置直升飞机停机坪。 供电系统：双电源再加自备电源。 进户门要甲级防火门。 消防电梯一般在3台以上。 住宅电梯要用高速电梯，电梯分层设计，如1到15层一台电梯,

如16到30层一台电梯,电梯垂直爬升的耗能及运转成本也大，超高层建筑的结构寿命一般在100年以上（一般高层结构寿命为50年），而其内部的许多设备系统寿命仅为十几年，维修、更换的难度很大，成本过高。 对消防、防震、防风的指标要求很高，对例如外墙铝合金窗、玻璃等建筑材料的选择格外严格，同时由于高处的湿度、风力影响，对建筑结构构造方面也有特殊要求，由于这些特殊要求和设计，使整个建筑成本约增加1/4左右。 相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格，因此设计、工程顾问及监理费用会增加； 超高层建筑的消防设计应立足于建筑内部的消防系统建设,火灾探测器的布置标准较高,一般建筑的感烟探测器保护面积一般为60平方米，保护半径为5.8米，但对于超高层建筑，消防主管部门往往要求提高标准，例如要求保护面积为40～50平方米，保护半径从严掌握,超高层中凡超过5平方米的房间均应设探测器，即使卫生间也不例外。 由于层数多，单体建筑面积大，因此人防面积也同比例增大，成本也增大。 超高层住宅建筑后期维护费用较高，成本的增加势必使得开发物业销售价格上。

超高层建筑10大技术难点及应对措施

超高层建筑10大技术难点及应对措施 根据理论及经验分析，一般在40层(大约150米)左右，是超高层建筑设计的敏感高度（建筑物的超长尺度特性将引起建筑设计概念变化），这种变化促使建筑师必须提出有效设计对策，调整设计观念，应用适宜的建筑技术。 超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的要求就越高。 结构系统难点1 由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中要考虑异形柱的使用，特别是在超高层住宅户型设计中，充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点。 对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 90年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。 进入90年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢-混凝土混合结构逐渐采用。如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。钢材的强度等级也不断提高。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。 建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架-剪力墙或框-筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。 超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件（剪力墙或筒体）起到变形协调作用。 一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土（简称钢承混凝土）楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm。目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用。主要是对于板底呈波形的计算原理不甚了解或认为计算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。 如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用，简称MST组合梁，只要计算正确，配筋合理，栓钉可靠，则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且不需对钢梁进行稳定验算。 垂直交通设计难点2 超高层建筑，核心筒的设计需平衡采光、节能、易于维护、减少公摊、不同业态核心筒上下统一等多方要求，是建筑设计的难点之一。 高层建筑与其他建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。 随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步，在高层建筑的设计过程中，逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式。 1.内核式：中央核心筒布局 在建筑处理上，为了争取尽量宽敞的使用空间，希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中，使功能空间占据最佳的采光位置，力求视线良好、交通便捷。在

2020年超高层建筑10大技术难点及应对措施

作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 超高层建筑10大技术难点及应对措施 根据理论及经验分析，一般在40层(大约150米)左右，是超高层建筑设计的敏感高度（建筑物的超长尺度特性将引起建筑设计概念变化），这种变化促使建筑师必须提出有效设计对策，调整设计观念，应用适宜的建筑技术。 超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的要求就越高。 结构系统难点1 由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中要考虑异形柱的使用，特别是在超高层住宅户型设计中，充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点。 对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 90年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。 进入90年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢-混凝土混合结构逐渐采用。如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。钢材的强度等级也不断提高。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。 建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架-剪力墙或框-筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。 超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件（剪力墙或筒体）起到变形协调作用。 一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土（简称钢承混凝土）楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm。目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用。主要是对于板底呈波形的计算原理不甚了解或认为计算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。

高层建筑结构设计特点.

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。

超高层建筑的造价(含国内著名超高层建筑成本数据)

超高层建筑的造价分析 超高层建筑的结构决定了总体造价的高低，常见的结构如下： 超过下表标注的限高即为超高层建筑 结构体系非抗震设计 抗震烈度 6 级地震 7 级地震 8 级地震框架 -剪力墙170160140120全部落地剪力墙180170150130剪力墙 150140120100部分框支剪力墙 筒体框架 -核心筒220210180140筒中筒300280230170 框架 -剪力墙结构造价较低，和普通高层造价相仿，造价增加主要体现在以下9 个方面： 1.设置避难层（ 100 米以上的建筑，一般每隔50 米要设置一个避难层） 2.供电系统：双电源 +自备电源 3.进户门要求为甲级防火门 4.消防电梯要在 3 台或以上 5.电梯必须要分层设计 6.由于高处的湿度和风力情况较为复杂，在外墙材料，铝合金窗，玻璃等建筑材料的选择 会格外严格，会较大成都的增加建筑成本 7.超高层建筑设计复杂，项目设计和管理水平要求也较高，设计、工程顾问及监理费用会增加 8.超高层建筑的消防要求极为严格，凡超过5 平方米的房间均要设置火灾探测器 9.超高层建筑的配套人防面积也较大 考虑到普通框架-剪力墙建筑的造价大约在2200元/ 平米，超高层的成本在2555元/ 平米-2765 元 / 平米左右，全部落地剪力墙的成本则会增加大约 力墙结构的成本与框架-剪力墙结构相仿。 500-1000元 / 平米，而部分框支剪 增加造价（元/ 平米） 整体设计标准与技术20-40 基础与结构160-260 屋面及外立面15-25 机电设备合计160-240 355 –565（振幅约为16% - 26%）

如果结构为 45 层左右的（与环球中心类似）框架 -核心筒结构，造价细目如下表所示。总体估计每平米造价在 9000 元左右 单位：万元、平方米、元/平方米类 型 建筑面积 地上 地下 其他 序号工程和费用名称 一土建及装饰工程 1打桩 2基坑围护 3土方工程 4地下建筑 5地下结构 6地上建筑 7地上结构 8装饰 9外立面 10屋面 土建及装饰工程费小计 二机电安装工程 1给排水工程 2消防喷淋 3煤气 4变配电 5应急柴油发电机组 6电气 7泛光照明 8消防报警 9综合布线 10弱电配管 11弱电架桥 12智能化调光系统 13BA 系统 (楼宇设备管理系统 ) 14卫星天线及有线电视 15计算机网络机房 16安防系统 17广播系统 18程控电话 19空调送排风 高档装修甲级写字楼(超高层 ) 124,000 100,000 24,000 地下 3 层，地上 =45 层 总价数量单方造价 2,500.00100,000250 2,112.0024,000880 624.0024,000260 960.0024,000400 7,200.0024,0003,000 3,500.00100,000350 16,000.00100,0001,600 20,000.00100,0002,000 14,000.00100,0001,400 250.00100,00025 67,146.00124,0005,415 2,480.00124,000200 1,860.00124,000150 124.00124,00010 2,852.00124,000230 1,240.00124,000100 4,960.00124,000400 200.00100,00020 310.00124,00025 744.00124,00060 682.00124,00055 434.00124,00035 372.00124,00030 992.00124,00080 124.00124,00010 496.00124,00040 372.00124,00030 124.00124,00010 248.00124,00020 9,300.00124,000750

超高层建筑10大技术难点及应对措施

超高层建筑10大技术难点及应对措施，含施工、结 根据理论及经验分析，一般在40层(大约150米)左右，是超高层建筑设计的敏感高度（建筑物的超长尺度特性将引起建筑设计概念变化），这种变化促使建筑师必须提出有效设计对策，调整设计观念，应用适宜的建筑技术。 超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的要求就越高 结构系统难点1 由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中要考虑异形柱的使用，特别是在超高层住宅户型设计中，充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点。 对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 90年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。 进入90年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢-混凝土混合结构逐渐采用。如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。钢材的强度等级也不断提高。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S 或SS）。 建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架-剪力墙或框-筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承

高层建筑结构体系与布置

第一章绪论 学习要求： 1．了解高层建筑的定义 2．了解高层建筑的特点 3．了解国内外高层建筑发展概况及趋势 要点、难点分析： 学习高层建筑的特点时注意从其建筑功能和结构受力两方面来了解，尤其注意水平力的作用的影响。 第二章高层建筑结构体系与布置 学习要求： 1．熟悉高层建筑常用的各类结构体系的优缺点和变形特点以及适用范围； 2．了解水平力对结构内力及变形影响； 3．了解结构总体布置的原则及需要考虑的问题； 4．了解各种结构缝的处理及地基基础选型等； 5．了解各类楼盖结构形式及适用范围。 要点、难点分析 一、高层建筑常用的各类结构体系的优缺点和变形特点以及适用范围。 目前国内的高层建筑结构以钢筋混凝土结构为主，其结构体系主要有：框架结构、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构(筒体)体系、筒体结构和巨型结构等。在学习过程中，注意从各个结构体系的概念、优缺点、受力变形特点及适用范围几方面来考虑；主要掌握框架结构体系、剪力墙结构体系和框架—剪力墙结构(筒体)体系 1、框架结构 概念：框架由杆件——梁、柱所组成的结构； 优点：框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用比较方便； 缺点：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； 变形特点：剪切型变形，即层间侧移随着层数的增加而减小； 适用范围：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。 2、剪力墙结构体系 概念：利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。 优点：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； 缺点：主要是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。 变形特点：当剪力墙的高宽比较大时，是一个受弯为主的悬臂墙，侧向变形是弯曲型，即层间侧移随着层数的增加而增大。 适用范围：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。 3、框架—剪力墙结构(框架—筒体结构)体系 概念：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

高层建筑结构设计原则及意义分析 叶方元

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。