高層建築結構設計

⑴ 高層建築結構設計原理有哪些

1.應合理設計加強層的數量、剛度和位置。當布置1個加強層時，可設置在0.6倍房屋高度附近；當布置2個加強層時，可分別設置在頂層和0.5房屋高度附近；當布置多個加強層時，宜沿豎向從頂層向下均勻布置。
2.加強層水平伸臂構件宜貫通核心筒，其平面布置宜位於核心筒的轉角、T位元組點處；水平伸臂構件與周邊框架的連接宜採用鉸接或半剛接。結構內力和位移計算中，設置水平伸臂桁架的樓層宜考慮樓板平面內的變形，中震驗算時宜考慮樓板的開裂對其剛度的影響。
3.加強層及其相鄰層的框架柱、核心筒應加強配筋構造。
4.加強層及其相鄰層樓蓋的剛度和配筋應加強。
5.宜考慮核心筒與外框架施工過程在重力荷載作用下變形差的影響。可採用後施工伸臂桁架腹桿、伸臂結構先與柱鉸接，待主體結構完成後再與柱剛接等方法來減少其影響。伸臂桁架會造成核心筒牆體承受很大的剪力，上下弦桿的拉力也需要可靠地傳遞到核心筒上，所以要求伸臂構件需貫通核心筒。高層建築由於設置了加強層，結構剛度突變，伴隨著結構內力的突變以及整體結構傳力途徑的改變，從而使結構在地震作用下，其破壞和側移容易集中在加強層附近，形成軟弱層，因為規定了加強層及相鄰層的豎向構件需要加強。加強層的上下層樓面結構承擔著協調內筒與外框架的作用，存在很大的面內應力，因此對設置水平伸臂構件的樓層在計算時宜考慮樓板平面內的變形，對加強層及相鄰層的結構構件的配筋給予加強，並注意加強層各構件的連接錨固。

⑵ 高層建築結構體系有哪些各有什麼特點

目前國內高層建築的四大結構體系：框架結構、剪力牆結構、框架剪力牆結構和筒體結構。
高層建築結構體系設計特點分別是：
(一)水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建築中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建築自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建築高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建築高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建築來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

(二)側移成為控指標

與低層或多層建築不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建築高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建築高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。

另外，高層建築隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建築形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況：

1.因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充牆或建築裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

4.使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。

(三)抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建築結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

(四)減輕高層建築自重比多層建築更為重要

高層建築減輕自重比多層建築更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。

地震效應與建築的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建築重量大了，不僅作用於結構上的地震剪力大，還由於重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

(五)軸向變形不容忽視

採用框架體系和框架——剪力牆體系的高層建築中，框架中柱的軸壓應力往往大於邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大於邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其後果相當於連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

(六)概念設計與理論計算同樣重要

抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建築結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由於地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之後，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建築的概念設計也是很重要的。

⑶ 如何評價高層建築結構設計存在的問題

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1、短肢剪力牆設置問題
根據近年的高層建築建設情況來看，短肢剪力牆在高層建築物結構設計中出現頻率較高，而短肢剪力牆的增設對建築物的穩定性、抗震性能、牢固度的提升不僅沒有起到促進作用，反而在一定情況下還會產生不利影響。因此，在設計高層建築時，應盡量減少短肢剪力牆的使用頻率，以提升高層建築物結構的質量。
2、嵌固端設置問題
地下室和人防是高層建築結構設計中不可或缺的組成部分，而且地下室或人防頂板地區通常會修築嵌固端，這就降低了高層建築結構的穩定性。設計者在對嵌固端進行布置時，應充分考慮由此引發的問題，如對結構穩定性的影響、嵌固端樓板設計等。嵌固端布局時，應對其上下層的剛度比例、方位布局進行全方位的綜合考量，通過專業的計算軟體，對各項參數進行准確計算，盡量保障嵌固端布局和抗震縫隙二者之間的平衡。
3、超高問題
建築物超高問題是在施工過程中較為普遍的問題，高層建築在施工過程中若超出相關的建築標准，將嚴重影響建築物結構的穩定性、安全性、抵禦災害的能力等，這是必須避免的問題。一些工程設計單位及建設單位，為了增加工程賣點，不顧客觀實際，無限增高建築工程的高度。相關部門應抓緊制定出台相關的法律法規制度，對高層建築物的設計高度進行嚴格規定，並對建築物的抗震性能、防火性能等其他與安全有關的性能進行科學控制。
4、設計缺乏科學性
高層建築物不同於普通的建築物，該類建築的機械性能和功能具有自身特點，這就要求在對高層建築物進行設計時，要加強對結構設計的質量控制。然而，實際情況是，我國很多高層建築設計者在專業水平和對相關技術法規了解程度方面，還存在極大的不足，無法將高層建築物的抗震性、安全度和牢固度等參數納入到結構設計范圍之內，更有甚者，部分設計者受業主的影響，在沒有充分安全保障的情況下，對高層建築的結構設計進行更改，這勢必會影響高層建築物的安全性和實用性。高層建築結構設計是否科學、規范，對於建築物的使用壽命及用戶的安全具有密切聯系，應採取積極有效的管控措施，對建築物的結構設計進行嚴格管控，保障高層建築的使用性能和安全性能，維護用戶的切身利益。

⑷ 多層與高層建築結構設計的區別

按現在有關規定，十層以上為高層。 高層和多層建築的重要區別是高層結構不僅要承受豎向荷載，還要承受的水平荷載（如風、地震作用）。而對於多層建築，水平荷載的問題不是那麼突出，而對於高層建築而言，水平荷載作用的問題就比較突出了。。 磚混結構如果太高，就難以承受水平荷載的作用，這時採用鋼筋混凝土框架結構，其承受水平荷載的能力要大大高於磚混結構。但是如果建築物再高，鋼筋混凝土框架結構也難以滿足承受水平荷載的要求，這時在框架結構中加上鋼筋混凝土牆體（稱為剪力牆，承受水平荷載的能力很強），或者全部採用鋼筋混凝土牆體，以承受更大的水平荷載作用。 進行高層建築結構設計時，不僅要考慮豎向荷載，還要考慮水平荷載的作用。

⑸ 高層建築結構設計要滿足哪些要求

高層建築結構設計是針對高層建築特性的建築結構設計在滿足安全、適用、耐久、經濟和施工可行性的要求下，按有關設計標準的規定，對建築結構進行總體布置、技術經濟分析、計算、構造和制圖工作，並尋求優化的過程。
高層混凝土建築結構體系與布置、高層建築的荷載與地震作用、高層建築結構設計要求與計算原則、框架結構、剪力牆結構、框架一剪力牆結構、簡體結構、高級高層建築結構、混合結構、結構扭轉計算、高層建築結構分析與設計計算機方法的應用。 高層建築的荷載與地震作用，還有防火要求等等。

⑹ 高層建築結構設計所需要的規范

不含鋼結構來及多層的砌體結構源。
高層建築結構設計與多層建築結構設計查用的規范
不同的僅僅多一個JGJ 3-2010《高層建築混凝土結構技術規程 》。
相同的：GB50009-2012《建築結構荷載規范》
GB50010-2010《混凝土結構設計規范》
GB50011-2010《建築抗震設計規范》等主要規范。

⑺ 高層建築結構設計有什麼特點

水平力是設計主要因素在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建築中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建築自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建築高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建築高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建築來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
側移成為控制指標與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
抗震設計要求更高有抗震設防的高層建築結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
軸向變形不容忽視高層建築中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏於不安壘的結果。
結構延性是重要設計指標。
相對於較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段後仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上採取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

⑻ 什麼是高層建築結構的概念設計

高層建築的概念設計是指工程結構設計人員運用所掌握的理論知識和工程經驗，在方案階段及初步設計階段，從宏觀上總體上和原則上去決策和確定高層建築結構設計中的一些最基本，最本質也是最關鍵的問題，主要涉及結構方案的選定和布置，和在和作用傳遞路徑的設置關鍵部位和薄弱環節的判定和加強、結構整體穩定性保證和耗能作用的發揮，以及承載力和結構剛度在平面內和沿高度的均勻分配，結構分析理論的基本假定。
要點是：結構簡單、規則、均勻；剛柔適度、延性良好；加強連接，整體穩定性強；輕質高強、多道設防。