浅议高层、超高层建筑的结构体系

浅议高层、超高层建筑的结构体系

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。

超高层；智能大楼；节点域；MST组合梁

1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。

2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）。

3材料的选用

钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。

目前宝钢投入生产的有B400RNQ和B490RNQ两种型号的耐火钢，其物理力学指标、化学性能及抗冲击韧性和可焊性，都能达到结构钢的要求。普通钢材当达到600℃的高温时已完全丧失承载能力，宝钢生产的这两个品种钢材当达到600℃时其屈服强度还有150～220Mpa。

浅谈高层建筑结构设计的优化

浅谈高层建筑结构设计的优化 摘要：在社会经济快速发展的背景下，城市建筑用地资源日益紧张，高层乃至 超高层建筑项目不断兴起，在城市建筑领域中占据着相当重要的地位，并带动着 建筑行业的蓬勃发展。高层建筑项目建设中，结构设计的质量水平会对高层建筑 物的整体性能产生影响，如何对高层建筑结构进行优化设计是业内人士必须关注 的一项课题。本文即探讨在高层建筑结构优化设计中存在的不足之处，并提出了 高层建筑结构优化设计的解决措施与方法，望能够促进建筑结构设计方案的进一 步优化与发展。 关键词：高层建筑；结构；设计；优化 引言：高层建筑凭借着自身众多优势而成为当前城市建设中最重要的类型。 而结构设计的科学合理性对高层建筑的安全稳定性、适用性、耐久性及经济性等 有重大影响，因此优化高层建筑结构设计意义重大。高层建筑结构优化的主要目 的是在满足人们基本居住要求的前体下，实现对有限空间及资源的更合理分配， 以提升房屋的安全、舒适及美观性。建筑工程包含的内容众多，因此结构设计优 化的内容也是多方面的，在结构优化设计中，只有从多角度进行全面的优化设计，才能从整体上促进高层建筑结构优化设计水平的提高。 1、高层建筑历史与现状发展 在很早以前就有了结构化优化的思维，是在很多建筑设计者的实践中提炼出 来的，林同炎设计大师就是首次在国内提出结构化优化的方法。之后在我国高层 建筑迅速发展，目前发展已经十分惊人，各种优化方法也层出不穷。 在早前，手工画图时代，结构设计师都是依靠先把空间问题转换成平面问题。此时通过计算力学效应，逐步分析计算和考核，强度、整体受力情况都需要一一 验算核准，强调安全性，也要满足设计的基本要求。然后凭经验初取截面，再进 行强度验算校核、整体受力验算等步骤。由于受到当时条件制约，整体上要既要 实现经济，又要完全达到优化设计是很难达到的。随着计算机的普及，在建筑设 计上的应用，利用计算机来优化建筑设计结构，研究成果虽然取得了突破性的进展，但是应用上并不如人意。那是因为科研的结果与现实的运用在很大程度上有 一定的距离，现实中会考虑更多的约束条件，工程的复杂性在现实中得到体现。 不是科研中的简单函数关系就能处理完成，需要考虑实际情况。工程的复杂和不 可复制性，就决定了结构化优化的难度。 各种计算机语言和软件的出现，为建筑结构化设计提供了精准的计算，让设 计更有迅速。即便如此，科学研究的最优解和建筑实际的最优化还是有很大的区别，理论和实践区别在于实践的变化性。这就需要以实践为基础，更深入的去研究，从结构优化，到安全、美学、功能等方面进行优化。 2、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则 2.1 高层建筑结构基础设计方案要合理 高层建筑场地的地址因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计，必须结合相应的地址勘探条件，必 须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高 层建筑结构类型等相互间的关联因素。 2.2 保证高层建筑结构设计方案的合理性

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。

浅谈超高层建筑结构体系的选型与优化

浅谈超高层建筑结构体系的选型与优化 发表时间：2017-11-18T16:07:05.493Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第16期作者：杨振宇 [导读] 随着社会经济的高速发展，人口的迅速增长以及土地资源的日益紧张，建筑也日趋超高层化。 上海 200000 摘要：随着社会经济的高速发展，人口的迅速增长以及土地资源的日益紧张，建筑也日趋超高层化。随着建筑高度的增加，结构自重越来越大，同时水平风荷载也显得尤为突出。因此，超高层结构的优化设计具有十分重要的意义。本文以超高层结构为研究对象，通过结构优化的基本概念，选择合理的结构设计方案。 关键词：超高层；结构优化；体系选型；高宽比；加强层；外框柱选型 1、超高层建筑的现状 现代社会经济与科学技术发展迅速，新型建筑材料的出现，结构体系的不断创新，计算机技术的发展和施工水平的持续提高，使超高层建筑得到了迅猛发展；世界最高建筑的记录不断被刷新，目前的世界第一高楼——迪拜塔（哈利法塔），高达828米，共160层，成为了现代经济与技术发展的有力见证；在超高层建筑设计中，结构体系的选型与优化，影响着建筑的安全性与经济性，对超高层建筑的设计和施工都具有十分重要的意义。 2、超高层结构类型及特点 顾名思义，高层建筑的特征在于“高”。房屋高度是指室外地坪至房屋主要屋面的高度，高层建筑依据房屋高度大致可以分为以下几类：一般高层建筑：24~60米；中高层建筑：60~100米；超高层建筑100米以上；超高层建筑根据所采用的结构材料可分为三类：钢结构、混凝土结构、钢-混凝土混合结构； 其中钢结构的优点是强度高、自重小、抗震性能好、施工速度快，但造价较高、施工精度要求高、防火性能差。混凝土结构优点是可塑性强、用钢量小、取材方便、施工简便、造价低、维护成本低；缺点是自重较大，施工速度慢、构件占用空间大、需要支模施工；混合结构是钢结构、混凝土结构组合而成的结构体系，组合形式多种多样，结合了上述两者的优点，降低了用钢量及自重、施工便利；混合结构综合了成本、性能、施工等方面要求，也是目前应用最多的超高层结构类型。 众所周知，影响高层结构设计尤其是超高层结构设计的主要因素是水平力，既水平风荷载和地震荷载，那么判断一个超高层结构方案的好坏，就要看他的抗侧力体系，是否能高效的抵抗水平力； 在超高层建筑里比较常见的几种抗侧力体系：框架核心筒、巨柱核心筒、筒中筒等，其中框架核心筒使用的最多，其核心筒一般为钢筋混凝土剪力墙，为增加结构延性或控制轴压比可以加设型钢，高度超过一定范围可以设置加强层来控制位移，外框柱也有多种选择：钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱、钢管混凝土柱等等；加强层和外框柱的选型后文详细分析。 3、超高层经济性 评判一个结构体系的经济性，经常采用含钢量作为指标；含钢量，既单位面积钢筋含量，以工程中钢筋总用量除以面积得出，含钢量和工程造价息息相关，其指标更是考核设计水平和成本控制的有效工具；合理选择结构体系和结构布置，可大大降低结构含钢量，如102层的纽约帝国大厦，采用框架剪力墙结构，用钢量206公斤/平米；而110的芝加哥希尔斯大厦，采用筒体结构，用钢量仅161公斤/平米，相差近20%； 影响结构含钢量的主要因素： ①建筑物的体型、平立面规则程度、层高、柱网布置、地下室覆土厚度； ②结构类型、基坑支护类型、桩基类型、底板类型； ③结构计算参数选取、合理的计算模型、材料选用和荷载取值、构造措施等； 4、超高层结构优化 ⑴优化思路 ①方案阶段、通过与建筑专业的充分沟通，对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求，使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内；将结构概念设计贯穿于建筑方案阶段，能逐步引导建筑专业向有利于结构体系更合理的方向发展； ②初步设计阶段，通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础形式等内容的多方案技术经济比较，选出最优方案； ③计算过程中，通过精确的荷载计算、细致的模型调整，使结构达到最优受力状态，进一步降低用钢量； ④施工图阶段，通过精细的配筋设计抠出多余钢筋，将含钢量降至最低； ⑵优化要点 ①合理的高宽比：一般内筒高宽比10~12、外筒高宽比6~8较为合理，外筒高宽比超过8会给结构设计带来一定难度，高宽比超过9的超高层结构，设计上会非常困难，当然还要结合项目所在地的自然条件——地震设防烈度和风荷载；例如深圳京基大厦，高439m，高宽比9.5，本身难度就大，深圳又是七度区，风荷载也大，所以采用了三道伸臂桁架、五道腰桁架，还加了斜撑，风荷载下的弹性层间位移角是1/470，仍不能，满足规范1/500的要求，是唯一一个未达到位移要求的100层超高层；再有天津高银大厦，主结构597m，高宽比9.7，天津设防烈度7.5，风荷载也大，自然条件很差，最后采用了矩形框架加斜撑的结构形式； ②加强层的设置 加强层设置的关键是伸臂桁架和腰桁架：腰桁架作用是加强外框柱的联系，使其均匀工作；伸臂桁架是协调内筒与外框柱，减小侧向变形；加强层的布置有利有弊，在满足相关指标的前提下，应该尽量不设或少设；设置位置应通过精细计算、通过敏感性分析选择效果最好的楼层，不能只为算够指标而随便设置； 关于腰桁架与伸臂桁架设置的优先级，一般应先采用腰桁架，从高区到低区，若位移仍不满足，再设置伸臂桁架，伸臂桁架设置在高

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。

浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题

浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题 发表时间：2016-10-17T15:30:10.960Z 来源：《基层建设》2015年34期作者：张保华 [导读] 摘要：随着我国建筑事业的不断进步和发展，超高层建筑在我国现代建筑中越来越多，同时，超高层建筑结构设计方面发生了很大的变化。超高层建筑结构设计是现代高层建筑建设的核心，但是，我国超高层建筑结构设计方面还存在很多问题。因此，研究超高层建筑结构设计的关键性问题具有非常重大的意义。 广东省轻纺建筑设计院 510080 摘要：随着我国建筑事业的不断进步和发展，超高层建筑在我国现代建筑中越来越多，同时，超高层建筑结构设计方面发生了很大的变化。超高层建筑结构设计是现代高层建筑建设的核心，但是，我国超高层建筑结构设计方面还存在很多问题。因此，研究超高层建筑结构设计的关键性问题具有非常重大的意义。本文介绍了高层建筑结构的特点，阐述了超高层建筑结构体系的选择的原则，提出了高层建筑结构设计的问题及对策，最后介绍了超高层建筑结构的基础设计。 关键词：超高层建筑；结构设计；关键性问题 引言：目前，随着我国社会和科学技术的不断发展，超高层建筑越来越受到人们的关注，并且超高层建筑在我国城市建设中的地位也不断备受重视。由于超高层建筑是一个复杂和系统化的过工程，超高层建筑的结构设计不仅要具有一定的安全性，还应该保证超高层设计的结构设计的科学性和合理性。因此，建筑施工单位应该注重超高层建筑结构设计中的一些关键性问题，从而提高超高层建筑施工的质量。 正文 一、高层建筑结构的特点 超高层建筑结构的设计不仅要保证超高层建筑能够承受水平方向的荷载，还应该保证超高层建筑能够承受垂直方向的荷载。在实际进行超高层建筑结构设计时，外界因素产生的水平方向的荷载是超高层建筑结构设计应该主要考虑的因素。 随着我国城市超高层建筑的不断增加，因此，超高层建筑的结构会直接影响超高层建筑的舒适性。但是，超高层建筑的结构不仅能够影响住房的舒适性，还能影响超高层建筑的质量。 因此，在进行超高层建筑的结构设计时，首先首先应该将超高层建筑的承载控制在一定的范围内，所以，超高层建筑结构设计的核心就是对其抗压力的设计。 二、超高层建筑结构体系的选择 2.1超高层结构体系分类 由于超高层建筑结构体系的不同，可以将超高层建筑结构的设计主要包括混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计和钢筋混凝土结构的设计等。目前，我国的超高层建筑大多都是采用的是钢筋混凝土结构，钢筋混凝土的结构主要包括框架结构、剪力墙结构和伸臂结构及悬挂结构等。 2.2 超高层建筑体系选用原则 在进行超高层建筑体系的选用时，应该按照合理、经济和安全等原则选择最为合适的超高层建筑体系。当然，超高层建筑体系的选择还需要以建筑物的要求、建筑物的高度和建筑施工的环境等为依据。同时，超高层建筑的结构还应该具有较好的承受压力的能力。 2.3 超高层的结构材料分析 目前，钢筋混凝土料是超高层建筑建设过程中使用最广的材料，当然，钢筋混凝土材料的选用应该以超高层建筑结构的设计要求为依据，从而较好地发挥钢筋混凝土材料的性能。由于钢筋混凝土材料具有耐久性和结构刚度大、耐火性较好、维护费用低等优点，因而钢筋混凝土材料被广泛使用于建筑领域。但是，应该注意钢筋混凝土的结构厚度问题，从而更加合理地选择钢筋混凝土的材质。 2.4 超高层结构体系选择 超高层建筑物结构体系的选择一般包括以下几个方面：①框架结构体系。框架结构是指横向和纵向的利用梁、柱等组成的结构，并且能承受水平和垂直方向荷载的建筑结构体系。由于单一的框架结构平面布置比较灵活，使得框架结构体系具有空间大的优点，因而被广泛使用于超高层建筑中。②剪力墙结构体系。剪力墙结构是指利用高层建筑物的横向和纵向墙壁承载水平和垂直方向荷载的结构。由于建筑物的剪力墙大多都是以钢筋混凝土的材质，因而剪力墙结构对于提高超高层建筑的抗震性能十分有利。③框架-剪力墙结构。框架-剪力墙是指选取了框架结构和剪力墙两者的优点，使得超高层建筑的结构不仅能够满足建筑结构布局灵活的优点，还能使超高层建筑结构具有较好的抗测力能力。当然，由于剪力墙太少，就会增大建筑物侧墙的压力而使得其出现变形等问题； 而剪力墙增多，就会影响高层建筑的经济性，还会影响超高层建筑的使用性能。 三、高层建筑结构设计的问题分析及对策 3.1 扭转问题 超高层建筑结构设计的核心是刚度的中心、几何形心和结构重心，然而，超高层建筑物结构的扭转问题主要就是在进行结构设计时，没有将超高层建筑物刚度的中心、几何形心和结构重心进行重合，使得超高层建筑在水平压力下出现扭转的现象。为了更好地解决超高层建筑物结构设计中出现的扭转问题，结构设计人员在进行超高层建筑物的结构设计时，应该选用合理的平面布局图，从而保证超高层建筑物的三个核心能够重合。 3.2 受力性能的问题 对于超高层建筑物的结构设计方案，建筑师在最初进行结构设计时，一般很少考虑超高层建筑的具体结构特征，而过多考虑的是超高层建筑物的空间结构，从而使得超高层建筑物结构设计的受力性能存在一定的问题。因此，在进行超高层建筑物的结构设计时，应该明确所选择结构体系中向下作用力和地基承载力之间的关系。同时，在进行超高层建筑物结构设计方案选择阶段时，还需要对超高层建筑的主要承重部位的布局和数量进行总体设计。 3.3 超高的问题 明确，超高层建筑都存在超高承重的问题，由于我国对超高层建筑的抗震能力具有相关的要求，使得我国超高层建筑物的结构高度也

浅谈高层建筑结构设计_0

浅谈高层建筑结构设计 上世纪末以来，城市化进程加速，城市人口激增，社会经济蓬勃发展，高层建筑在城市中越来越多。如今，城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。 标签结构设计；高层建筑；控制参数；载荷；抗震 1 高层建筑的特点 《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。相比多层建筑而言，高层是向空中发展，容积率一定的情况下，建造高层建筑可以节省规划用地面积，提高城市绿化率，还可以缓解城市用地紧张的局面。 高层建筑基础需要计算确定深度，独立的高层建筑单体而言，基础埋深比较容易确定，但现今住宅多为数十栋高层建筑群，地下车库相互连接，这时，既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。 高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房，如电梯、管道井等，这样就会增加建筑物的造价，增加公共面积；从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。 2 高层结构设计体系特点 地震作用和风荷载的影响下高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低，与所采用的结构系统密切相连。不同的层数、高度应采用不同的结构体系。 2.1 筒体结构 单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒；框架通过减小肢距，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。在层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。 2.2 剪力墙结构体系 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。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。但剪力墙结构体系平面布置不灵活，结构自重往

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,

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）。

毕业论文--浅谈高层建筑结构发展现状及前沿发展方向

远程与继续教育学院本科生毕业论文（设计） 题目：浅谈高层建筑结构发展现状及前沿发展方向 学习中心： 层次： 专业： 年级： 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：

内容摘要 简要阐述了目前我国高层建筑的结构发展现状及对未来该建筑结构体系的发展方向的憧憬。通过目前高层建筑常用结构体系的介绍和分析，阐明各类型高层结构体系的优缺点，为下一步高层结构体系的有效选用提供帮助。在建筑高速发展的未来，高层建筑的应用与发展势头迅猛，钢筋混凝土结构体系也将大量应用于实际施工当中，更多优秀优化的标志性建筑会大量涌现，高层建筑结构的应用发展会成为建筑的主导方向。 关键词：高层建筑；发展现状；结构体系；发展方向

目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 . (1) 1 绪言 (2) 2 高层建筑常用的结构体系及特点 (4) 2.1 框架结构 (4) 2.1.1 特点 (4) 2.2 剪力墙结构 (5) 2.2.1 特点 (7) 2.2.2 应用案例 (7) 2.3 框架—剪力墙结构 (8) 2.3.1 特点 (8) 2.3.2 应用案例 (8) 2.4 筒体结构 (9) 2.4.1 特点 (9) 2.4.2 应用案例 (10) 2.5 巨型结构 (10) 2.5.1 特点 (10) 2.5.2 应用案例 (11) 3 高层建筑结构的设计特点 (12) 3.1 结构分析和设计特点 (12) 3.1.1 水平力是结构设计的决定性要素 (12) 3.1.2 侧向位移成为设计的控制指标 (13) 3.1.3 轴向变形时不可忽视的要素 (13) 3.1.4 延性是结构设计的一大指标 (13) 3.1.5 其它因素 (14) 3.2高层建筑结构体系结构 (14) 3.3 结构分析与设计方法 (15)

浅谈高层建筑结构设计的重点和难点

林业科技情报2014Vol.46No.1 浅谈高层建筑结构设计的重点和难点 梅雅莉 （黑龙江省林业设计研究院） ［摘要］由于我国人口数量的增多，为解决住房等问题需要发展建筑行业，尤其是要发展高层建筑行业。随着建筑高度的不断增加，建筑的形式和结构功能也变得复杂多样，因此，高层建筑的结构设计工作便成为建筑工程师在设计过程中的重点和难点。本文着重对高层建筑结构设计过程中应注意的问题进行分析。 ［关键词］高层建筑；结构设计；重点问题 Discussion On The Emphasis And Difficulty Of The Structure Design For High－Ｒise Building Mei Yali （Forest Designing AndＲesearch Institute Of Heilongjiang Province） Abstract：With the increasing for the population in our country，it is necessary to develop architecture industry，es-pecially the high－rise buildings，to solve the housing problem．Associated with the increasing number for the high －rise building，the type of the architecture and the structure function has got much more complex．As a result，the design for high－rise building becomes the emphasis and difficulty for the architecture engineering worker．The par-ticle mainly analyzes the problem emerging from the high－rise building design process． Key words：high－rise building；structure design；emphasis problem 1高层建筑结构设计的概况及意义 随着我国城市化进程不断加快，城市人口显著增多，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天，仍会因为高层建筑复杂的结构，较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有：首先，如果建筑所使用的面积一定，设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积，可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面，精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观，或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理，就会给城市带来热岛效应，影响城市居民的生活环境，甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次，如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定，那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积，得到更多的空闲地面，用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。与此同时，建筑高层的土地结构设计会为城市带来更充足的日照、更良好的采光和通风效果。在新加坡新建的居住区中，由于建造了很多的高层建筑群，得到了许多空闲的地面，使人们的休闲活动空间也得到了拓展。最后，一般情况下，高层建筑也可以使人们的内心得到舒展，所以说高层建筑对于城市人们的生活非常重要。因此，高层建筑的结构设计也非常重要，良好的建筑结构可以使人们生活得更加安全，更加舒心。也会使城市更加美观，拥有良好的生态环境。高层建筑结构设计师们要发挥自己的所学所能，设计出美观、经济、实用的高层建筑。 2高层建筑结构设计中应注意的问题 在高层建筑结构的设计中，我们需要注意一些问题，主要有以下几方面。 2.1剪力墙的设计 在高层建筑中，剪力墙对建筑有着重要的影响，所以，在剪力墙的设计过程中，要充分考虑剪力墙的结构体系。也就是以建筑物墙体作为承受水平、竖向荷载的结构，要求混凝土剪力墙具有较好的结构，较强的刚度，以满足其承载力的要求。在对剪力墙进行计算配筋时，切记要为墙肢一端配筋。在短肢剪力墙相对较多的结构中，将较短的墙段划为约束边缘的构件是不妥的，这会使墙肢中和轴附近的钢筋无法发挥作用。另外，剪力墙间距也不能过大，因为这会使得平面的布置显得死板，无法满足公共建筑功能需求。此外，一旦剪力墙自身的结构过大，高度超过标准就会引起悬臂墙变形， · 03 ·

浅谈超高层建筑结构的特点及其设计要点

浅谈超高层建筑结构的特点及其设计要点 发表时间：2016-07-29T14:27:43.150Z 来源：《基层建设》2016年9期作者：杜嘉斌[导读] 随着我国经济的迅速发展和科学技术的进步，超高层建筑在全国各地特别是沿海地区如雨后春笋般涌现。 广州市住宅建筑设计院有限公司广东广州 510623 摘要：随着我国经济的迅速发展和科学技术的进步，超高层建筑在全国各地特别是沿海地区如雨后春笋般涌现。超高层建筑更因其土地利用率高、可提升城市形象等优势越来越受到市场的欢迎。与此同时，超高层建筑的大量出现也给结构设计提出了新的挑战。本文结合结构设计的基本知识，粗浅地分析了高层、超高层建筑结构的特点及设计要点。 关键词：高层建筑结构；超高层建筑结构；结构体系；设计要点 0引言 高层建筑是近代经济发展和科技进步的产物。快速城市化，用地紧张及商业竞争的激烈化，促使了高层建筑、超高层建筑的出现和发展。但是，高层建筑显现了其较普通建筑更为强大的使用功能外，也对其结构提出了更高的要求。所以，在下文中笔者将从超高层建筑的结构特点的角度，谈谈设计中要坚持的一些原则，以及在结构设计中常遇到的问题及设计要点。 一、超高层建筑结构设计的主要控制因素 1.风荷载：是空气流动对工程结构所产生的压力。地面以上的建筑无一例外将受到风荷载的作用。随着建筑高度的增加，建筑受到风荷载作用的影响愈加明显。在低地震烈度的地区，风荷载作用往往成为水平力的主要控制因素。目前大多采用风洞试验来研究风荷载对建筑的影响。 2.地震作用：在地震区，地震作用必须考虑。对于超高层建筑来说，抗震更是重中之重。在科学技术发展迅猛的今天，地震仍然难以预测。在工程实践中，大多采用振动台试验模拟地震作用，以便研究建筑物在地震作用下的状态。此外，隔振和消能减震等技术的应用，也给抗震提供了新的方向。 3.地基基础：随着建筑高度的不断增加，竖向荷载和水平荷载产生的作用于基础上的荷载极大。例如，金茂大厦，总荷载超过了30万吨，混凝土巨型柱荷载为1万多吨。这样的荷载显然对于地基基础的要求很高。可见，超高层建筑的基础设计也是结构设计中的一个重要的内容。 4.业主的要求：业主往往对建筑在艺术、功能、经济上有很高的要求。如何既能实现建筑的美学要求、满足建筑的功能、符合业主的经济目标，是结构设计师在设计过程中必须考虑的问题。 二、超高层建筑结构体系的特点分析 为满足上述的控制因素，首当其冲的就是结构体系的选择。好的体系既能满足受力要求，也能达到经济合理的要求。下面结合一些实际例子，对超高层建筑结构体系的特点进行分析。 超高层建筑结构体系的体系主要有框架结构、剪力墙、框架-剪力墙体系。随着建筑高度的增加，这些传统的结构体系已经难以满足需求。目前超高层建筑结构体系最常采用的是支撑-筒体结构（核心筒+外围支撑结构）。随着对超高层结构的研究的不断深入，支撑-筒体结构已变化出很多不同的组合。 1.从支撑结构区分 基本上每个超高层建筑都有一个核心筒，建筑功能或是设备使用都需要它，结构也需要利用核心筒，可见从各个工种来说核心筒是非常有用的，因此多数的超高层建筑都有核心筒在中间。在周边就配上支撑结构，支撑结构以框架、巨型框架和外框筒居多。框架-核心筒结构最为简单，也最常采用。近年来，巨型框架结构得到了结构师的青睐，上海中心（632m），深圳平安中心（648m），天津高银117 大厦（597m）都采用了巨型框架的结构。采用外筒的结构形式也正在逐渐增多。例如广州西塔，外筒采用的是斜交网格。外筒抗力是非常强的，无论是抗扭、抗震，以至于抗震能力比它的内筒还强，而且它抗扭的能力非常好。 2.从是否设置水平支撑体系区分 上文提到的框架-核心筒，巨型框架-核心筒，外筒-核心筒的结构形式，结构的刚度是逐渐递增的，然而随着结构高度不断的增加，高宽比越来越大，这样的基本结构还不能满足规范对于刚度的要求，这时，往往需要在这个基础上增加一个补强的措施，就是增加水平的伸臂桁架和腰桁架（称为加强层）。伸臂桁架和腰桁架可以分别设置，也可以同时设置，可以设置单个的，也可以是多个的，根据结构刚度适度选择。需要注意的是，伸臂桁架和腰桁架将会造成结构的刚度突变，应遵循能不能就不设，能少设就少设的原则。 3.从材料利用上区分 高层建筑结构发展到了今天，传统的钢筋混凝土结构已不能满足发展的需求了，钢材的利用，使得结构的自重减轻，强度增加，被大量运用于（超）高层建筑结构中。传统的钢筋混凝土核心筒承担了85%的水平地震力，很快因为开裂、压碎而导致刚度及延性退化，不利于能量的消耗。由此发展起了一种新型的抗侧力体系—钢板剪力墙。钢板剪力墙具有重量轻，延性好，制作安装时间短等优点。核心筒除了承担水平力外，还承担了相当大的重力荷载，轴压比的限值使得核心筒往往过于笨重，由此发展出钢管混凝土剪力墙，钢管的加入，能使剪力墙的轴压比大大降低，而且由于钢管的约束作用，剪力墙的抗压弯能力，延性等得到了较大的提高，有着广阔的应用前景。除了核心筒应用了新的材料外，外框采用钢框架则是更加普遍的做法。近年，外框的形式已经不局限于传统的框架了，如斜交网络，编制网络，巨型框架等等支撑体系的出现，极大的延伸了超高层建筑的发展空间。 三、超高建筑结构设计中的几个要点 1.型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制 一般设计中，混合结构构件的钢骨含钢率中都是由构造控制，目前国内相关的设计规范和技术规程的规定各不相同，但有一个共同点是框柱中钢骨的含钢率不宜小于4%，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。在混合结构设计过程当中，设计者可根据计算结果来设计柱纵筋和箍筋，并设置大于4%的含钢率的型钢截面。

〖论文〗浅谈高层建筑结构体系的发展和应用

题目：浅谈高层建筑结构体系的发展和应用 内容摘要 随着科学技术、结构设计理论，高强材料的迅速发展，为建筑师们提供了丰富的想象空间，同时也为新颖结构体系的出现创造了条件．本文主要介绍近年来应用越来越多的几种新型建筑结构体系：框架结构、剪力墙结构、巨型结构等。关键词：高层建筑；结构体系；框架结构；剪力墙结构

目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 (1) 1 绪论 (2) 1.1 高层建筑发展情况 (2) 1.2 高层建筑结构体系的发展和应用情况 (3) 2 高层建筑中常用结构体系及特点 (6) 2.1 框架结构 (6) 2.1.1 特点 (6) 2.1.2 应用实例 (7) 2.2 剪力墙结构 (7) 2.2.1 特点 (8) 2.2.2 应用实例 (8) 2.3 框架-剪力墙结构 (9) 2.3.1 特点 (9) 2.3.2 应用实例 (11) 2.4 筒体结构 (11) 2.4.1 特点 (11) 2.4.2 应用实例 (13) 2.5 巨型结构 (14) 2.5.1 特点 (14) 2.5.2 应用实例 (15) 3 高层建筑结构的设计特点 (16) 3.1 水平荷载成为设计的决定性因素 (16) 3.2 侧移成为设计的控制指标 (16) 3.3 轴向变形的影响在设计中不容忽视 (17) 3.4 延性成为结构设计的重要指标 (17) 3.5 动力效应大 (17) 3.6 扭转效应大 (17)

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。