高层建筑结构特点论文

【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。今天小编为大家推荐《高层建筑结构特点论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

高层建筑结构特点论文 篇1：

高层建筑结构特点与剪力墙设计探讨

摘 要：随着改革开放的不断发展和我国城市化进程的不断推进，对于建筑行业的建设水平也有了新的标准，对于高层建筑的结构设计也有了更高的要求，剪力墙是高层建筑结构中重要的组成部分，良好的剪力墙结构设计对于提高整个高层建筑质量有着重要意义。本文将围绕高层建筑结构特点，对剪力墙的设计展开分析探讨。

关键词：高层建筑;剪力墙结构;设计探讨

前言：

关于剪力墙这个名词的出现是在上世纪60年代，因为剪力墙结构特点能够有效地减少移位、加大强度、承载各种内力效应、抗震效果也大大提升，因此，在高层建筑中得到了广泛的应用，无论是对建筑人员还是建筑使用人员都提供了极大的便利，剪力墙结构也因此得到了社会各界的广泛关注，在高层建筑中也不断提高着自身的重要性和必要性。

1、高层建筑结构特点与剪力墙设计特点

1.1高层建筑的结构设计特点分析

随着改革开放的不断发展推进，为保护好人民群众的生命财产安全，推动社会的和谐稳定发展，高层建筑要保质保量的稳步推进。关于高层建筑结构设计的特点中水平力是设计的主要因素，就目前来看绝大多数剪力墙的设计建造是采用以重力为核心的竖向荷载结构，虽然竖向荷载结构仍然在高层建筑结构设计中占据着一席之地，但是起着决定性作用的还是水平荷载，因为建筑本身的重量和楼层截面的使用荷载在竖向结构作用下会产生的轴力和弯距数据，对于高层建筑来说竖向荷载一般意义上都是一个定值，因此，要求剪力墙的各项数据都要统计计算的十分精确，才能保障整个建筑的质量。高层建筑随着高度的增加、不同材料的应用、创新的建筑形式和结构体系的出现使得侧向位移迅速增大，这使得对于结构中强度和抗侧刚度有了极大的要求。对于高层剪力墙结构的设计，要在其经济合理性、结构合理性、使用合理性上综合考虑以取得最优效果。

1.2剪力墙结构特点分析

随着近些年建筑行业的逐步兴起，高层建筑物因其矗立在城市坏境中较为明显，受到了社会各界人士的广泛关注。剪力墙因其独有的特性在建筑行业中被广泛应用，对于剪力墙结构的计算方法是平面有限单元法，此种方法取得数据较为精确，同时适用于各种类型的剪力墙结构计算。通过合理的设计，能够使得剪力墙的抗震性和延展性得到最大化的实现，通过相关数据的收集，在多次大地震中，对于剪力墙结构的破坏很小，可以说明剪力墙结构设计有着很好的抗震性能。但是，剪力墙结构也有着一些不足，比如说在建筑建设过程中，剪力墙的建造间距一般较小，平面布置过程中不能够很灵活的变通，使得建筑空间的设计受到一定的限制。因此，對于高层建筑过程中使用剪力墙结构，可以采用框支柱等进行转换，以扩大建筑空间的实用性。

2、高层建筑剪力墙的结构设计原则

对于剪力墙的设计布置上不能太过于集中，使得整个高层建筑结构要保持合适的侧向刚度，不能过大也不能过小，刚度过大会加大剪力墙本身的重量，减少剪力墙的抗震性，使得建筑在地震过程中更容易发生墙体倒塌。刚度过小会使得剪力墙无法发挥其在高层建筑中本身的价值作用。在剪力墙设计建造过程中，最好采用沿着主轴方向、多向和双向建造，以维持剪力墙的结构稳定，使不同方向的剪力墙连接在一起，减少了拉通力。剪力墙在数量分布上要适当、均匀，各个方向的侧向刚度要近似，才能更好的发挥减震抗震作用。

对于加强剪力墙平面外的抗变形承载力和荷载刚度，可以在墙内设置建造一些暗柱、扶壁柱等构件，采用减少梁端弯矩的措施，来加强剪力墙的抗弯能力和截面承载能力，以提高高层建筑的质量和性能。剪力墙上的门窗或者洞口的设计数据一定要精准，不能偏差，上下一致，成行布置。才能保持好承重墙的承重能力，避免发生一系列影响建筑质量的问题。同时，在剪力墙布置建造过程中，要按照从下到上的顺序连续的建造，以方便以后各个环节有序进行。

3、高层建筑剪力墙结构设计要点

3.1剪力墙的结构设计布置技巧

大多数剪力墙会沿着主轴方向进行设计建造，但是对于特殊的L型、Z型、T型等，就要采用沿两个轴线或多个轴线设计布局。一定程度上避免单向设计建造的情况，内外剪力墙采取拉通对直的设计方法，为了提高剪力墙结构设计质量和提高剪力墙刚度，使两者中心能够重合，不会出现较大误差。布置合适的剪力墙方案，提高空间利用率，增大建筑实用性。如若剪力墙之间距离过于稀疏，就会导致侧向刚度过小，进而减少剪力墙的经济实用性。再者，由于在剪力墙的建造过程中会出现洞口，高层建筑则受剪力墙洞口大小和数量的影响，因此，要尽量避免出现三个以上的洞口过于集中的出现在交叉墙附近，其中，剪力墙所涵盖的门窗洞口的设计建造要上下对齐，在剪力墙中不能承载楼面的主梁。

3.2注重转换层结构的设计

随着高层建筑的逐步建立，关于高层建筑的创新形式和功能也多种多样，其结构布局也随之多样化，这就需要在设计建造中设置一些转换结构，以适应多样化结构形式，对高层建筑的上下部分进行连接，特别是有些底部具有较大空间的高位转换部分，在结构布置上要特别注意，可以选择那些重量和高度都比较小的构件进行转换，可利用水平力作用来检查转换层之间的位移角度是否合适。在设计布局之初，相关设计人员需要进行大量的计算，通过精准的数据，以便于得知其中哪一部分是薄弱的，然后通过内力分配的相关专业知识来具体分析，解决相应问题，对薄弱部分进行适当调整来完成转换层结构的设计。

3.2加强剪力墙底部设计

对于整个剪力墙的建造布局来说，其底部设计对整个剪力墙的承载能力起着决定性的影响。剪力墙是高层建筑中特别重要的承重结构，为了满足高层建筑承载的需求，就要加强剪力墙的底部设计，就目前来说，在建筑过程中为剪力墙增设底部加强墙能够行之有效的增大剪力墙的承重能力，由于增添了加强墙，剪力墙各部分环节涉及复杂，所以对接下来一系列的剪力墙施工建造产生了一定影响，因此需要对各个环节优化配置，以加强剪力墙底部设计。

结语：

综上所述，剪力墙的设计建造对于高层建筑来说有着很重大的作用，直接影响着整个建筑的质量，根据具体情况优化剪力墙的结构设计，可以在一定程度上提高高层建筑的经济性、实用性、抗震性、可持续性，保障剪力墙的设计质量就是保障高层建筑的施工质量，对人民群众的财产安全也发挥着积极作用，推动了国民经济的发展，加快了城市化建造的步伐。

参考文献：

[1]陈栋梁.浅谈高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].《城市建设理论研究（电子版）》.2012.35

[2]王刚.高层建筑结构中剪力墙结构的要点分析[J].商品与质量（房地产研究）.2015.01

[3]王清洁.浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计[J].建筑建材装饰.2015.01

作者：刘亮

高层建筑结构特点论文 篇2：

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

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。

1.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：

1.1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。

1.2侧移成为控指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（△=qH4/8EI）。

另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

（1）因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

（2）使居住人员感到不适或惊慌。

（3）使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

（4）使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

1.3抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

1.4减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。

地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

1.5轴向变形不容忽视

采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

1.6概念设计与理论计算同样重要

抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。

2.高层建筑的结构体系

2.1高层建筑结构设计原则

（1）钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。

（2）高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

2.2高层建筑结构体系及适用范围

目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。

2.2.1框架结构体系

框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。

2.2.2剪力墙结构体系

在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。

剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。

2.2.3框架—剪力墙结构体系

在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既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，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

2.2.4筒体结构体系

随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：

（1）框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。

（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。

（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。

（4）巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱（通（下转第335页）（上接第245页）常由电梯井或大面积实体柱组成）以及巨梁（每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。

除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墻、框架—剪力墙和筒体等四种结构。

作者：曲雪丰

高层建筑结构特点论文 篇3：

浅谈高层建筑的结构特点和建筑体系

【摘要】高层建筑在发达国家已经有了110年的发展历史，最高建筑物的记录也在不断的被刷新。高层建筑在为投资方带来经济效益的同时也极具社会效益，如果把我国的现有建筑全部转换成高层建筑将会大幅节约土地面积。高层建筑的结构特点是从钢筋混凝土向全铜结构转化的趋势日益明显，高层建筑的建筑体系按通常的划分方法可基本上分为：钢-砼混合结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、部分框架剪力墙结构体系、框架核心筒结构体系、筒中筒结构体系、框架结构体系等。下面笔者就对常见的建筑结构特点与其结构体系加以论述以期对建筑界同仁有所帮助。

【关键词】高层；建筑；结构；特点；结构体系；分类；工程

前言

我国是目前世界上发展最快的发展中国家之一，发展最快的一个最直接的明证就是各大城市的摩天大楼的兴起。不但大城市，就连笔者到过的一些小城市都已经开始建造不止一座的高层楼宇。我国的高层建筑发展至今，由于房地产业的持续走高，年年大兴土木，建筑技术也有了突飞猛进的飞跃。建筑技术提高的同时，人们开始越来越关注建筑物的品质，这就反过来对施工人员的技术素养提出了更高的要求。施工技术人员应该深入了解高层建筑的结构特点，对高层建筑的建筑体系有较深刻的认识，在此基础上方能建造出高品质的高层建筑。

一、设计因素体现在高层建筑中的特点

高层建筑的投资造价巨大，对于施工方的技术要求较高，对于施工过程的标准化规程要求很高，因为，一个多层建筑物建造过程中的一点小小的误差，放在高层建筑中都会被放大到令人无法容忍的地步。高层建筑的平面布局也完全不同于多层建筑，并且高层建筑的造型设计、管道井、建筑物的高度也与普通的多层建筑有很大的区别。具体的区别表现在以下几个方面：

首先，必须控制好水平力以免建筑物的倾覆

大家可能对上海的那栋13层的建筑的倾覆还记忆犹新吧，那就是没有控制好水平力的最实际的例子。在低层建筑物中水平荷载可能不会有太大的影响。但是在高层建筑中结果却完全不同了。高层建筑物的水平荷载会对结构产生较大的倾覆力矩，这种倾覆力矩在建筑基础、风力、沉降等某些外界因素的共同影响会对建筑物造成极大的破坏。高层建筑的水平倾覆力矩及其在竖向结构中生成的轴力与建筑高度的两次方成正比，因此，建筑物的高度越高，其倾覆的力矩就越大。

第二，高层建筑结构的侧移

不仅有上述的水平倾覆力矩的存在，在高层建筑物中还存在着结构侧移。应该说高层建筑中的结构侧移也在其结构设计中起着至关重要的作用。结构侧移力也和水平倾覆力一样随着高层建筑的高度而上升，但是水平倾覆力只是高度的二次方，而结构侧移力却是高度的四次方，这种结构侧移力几乎是随着高度而直线式火箭速度上升的。而且由于高度的不断增加，其自重也在不断的增加，虽然目前在高层建筑中广泛使用轻质高强度的材料但是其自重仍然在随着高度而增加。因此，在设计高层建筑时就必须规范结构强度，同时还要加强其抗推刚度，以确保在水平侧移力的作用下其结构的稳定性，一旦其水平侧移力超出标准范围出现的后果如下：

1、最严重的后果是侧塌

高层建筑的水平结构侧移会产生一个侧应力，这个侧应力会使整个建筑物的结构进行侧向的移动，一旦侧向移动的范围大到超出了维持高层建筑稳定的范围，那么就会出现侧塌。上海的13层的高层建筑的侧塌就是活生生的例子。

2、只要出现侧移就势必会有危险

只要高层建筑出现了侧移，那么不管侧移的程度如何，对于这座高层建筑物中的人都会带来潜在危险，无论经过的时间多久，这种危险迟早总会发生，侧塌是必然会发生的结果。意大利的比萨斜塔就是活生生的例子。假以时日，比萨斜塔的侧塌也是迟早的事情。

3、侧移对内部产生的影响

出现水平侧移后，高层建筑内部的装饰构造以及墙体结构势必会出现开裂或者损坏等现象，在水平侧移力的作用下，某些牢牢固定在墙体上的管道等设备也会被破坏，一旦电梯的墙体出现侧移，就会在某一高度卡住电梯使电梯不能正常工作。所以，对于居住在高层的居民，如果发现某一天电梯无缘无故的卡住或者墙体出现开裂就要提高警惕了。

4、水平侧移力还会带动地下的基础甚至还会影响附近的建筑

水平侧移力对高层的影响非常大，这种力还会带动地下的基础，严重的甚至还会影响到附近的其他的建筑物的安全。

第三，高强度的建筑结构抗震要求

由于高层建筑的总体高度不同于多层的高度，因此在结构抗震方面的要求就要严格得多。其不但要保证在承受竖向和水平方向的荷载，还要具有抵抗一定等级的风荷载、地震带来的荷载。

尽管高层建筑结构的抗震设计的模拟分析手段不断提高，但由于自然的不可抗力的复杂性和不确定性，地基土质影响和建筑体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差很多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析，所以，理论设计往往要结合实际的施工情况进行设计。

二、高层建筑结构体系的设计规范和应用范围

首先，高层建筑的结构设计遵循的规律

建材、设备和施工过程与高层建筑结构设计密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。同时应重视结构坚固性选择，使用抗震、抗风性能好而经济合理的结构体系与布置方案，并注意加强构造整体协调，保证结构整体抗震性能，避免局部薄弱环节出现，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

第二，高层建筑结构体系及适用范围

1.框架结构体系。框架结构体系主要由基础、梁、柱及楼板四种承重构件组成。承重结构是由梁、柱、基础构成基本平面框架，各平面框架再由连系梁连接起来，这一空间结构体系是高层建筑中常用的结构形式之一。

2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，这一结构体系可以提高建筑的抗剪力强度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。

3.框架剪力墙结构体系。顾名思义，这一体系是前两种体系的结合体，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有剪力墙体系所具备的较大的刚度和较强的抗震能力，因此广泛地应用于办公楼和旅馆。

4.简体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，上述几种基本体系往往不能满足建造要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁简体，成为纵向悬臂箱形梁，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，这种由简体构造抵抗水平力的结构称为简体结构。

结束语

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。经过上文对几种高层建筑结构体系的介绍，能够使读者了解高层建筑不同于多层建筑，无论是在形式上还是在结构上，同时也凸显了高层建筑在现今社会建筑中的重要性，这也是全国各大城市高层建筑不断涌现的最终原因。

作者：李良