高层建筑的受力特点篇1

关键词：高层建筑；梁式转换层；结构理论；应用

中图分类号：TU973.1文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）52-0085-02

引言

随着我国城市发展的步伐不断的推进，在城市建设发展中高层建筑已经成为城市发展的一道亮丽的风景线，在楼层的数量方面较多，结构也与地层相比也比较复杂。在高层建筑中的梁式转换层在建筑中主要发挥承上启下的效果，需要对其进行进一步的合理分配来保证竖向的载荷及应力分配均匀，以此来保证结构在受力方面的平稳性。通过一系列有效的手段及技术，能够更好的提高梁式转换层的有效性。一般情况来说，在不同的位置是需要承担不同的功能。例如说，底层为大部分都为车库、零售、娱乐、餐饮等等，中层的建筑大部分都为办公区、商业区，高层则多半都为住宅。基于各项位置及功能的不同，在建筑的结构中也就不同，需要高层建筑满足一系列的强度。由于转换层在结构上分类较多，本文中我们将进一步对梁式转换层结构做出进一步的阐述和研究。

1高层建筑的特点及梁式转换层结构的概述

1.1高层建筑的特点

高层建筑在结构上通常都尤为复杂。高层建筑梁式转换层在结构设计上不仅仅要对高层建筑的承受力水平及载荷做出有效的保障，还需要对高层建筑所能承受的垂直方向载荷做出保证。在对高层建筑的梁式转换层结构进行设计的过程中，大部分的因素都会对高层建筑梁式转换层设计的水平做出影响。随着国内经济的发展，国内城市发展中高层的建筑越来越多，人们对于居住环境的舒适度在追求层面也越来越高，由此，高层建筑的梁式转换层结构设计方面也变得尤为的关键。高层建筑最具显著性的特点就是在楼层的数量上较多，高度比较高，这些特点全部都给高层建筑的梁式转换层结构在设计过程中带来了比较大的难度，高层建筑的梁式转换层结构在设计上，将承载控制到合理的范畴中显得尤为的关键和重要。高层建筑梁式转换层结构设计的关键就是对其抗压力来进行设计的。

1.2梁式转换层结构的必要性

高层建筑梁式转换层的相关技术领域研发具有非常重要的作用和意义，其最大的挑战，就是通过建筑自身在承受的角度上做出分析，大部分建筑通常都是在下部的结构上较为密集，以此来保证建筑的稳定性。上部结构基本都是保持相应的密集度，以此来实现建筑上稀疏下密集的稳定结构。建筑的功能在多元性以及综合性层面在现如今的建筑领域中已经变得尤为的关键和重要，高层建筑的底部以及中部通常都是使用较为稀疏的商业构造模式来实现的。上部多半都是采用相对比较密集的建筑构造形式。与建筑自身在受力的稳定性上出现了矛盾性。高层梁式转换层结构在应用上，完全可以有效的来解决存在的矛盾。

2高层建筑梁式转换层结构设计理论

2.1高层建筑梁式转换层结构设计的基本特征

高层建筑梁式转换层在建筑领域始终都是发挥着承上启下的效果，它是需要进一步对建筑的上部结构及竖向载荷做出合理的分配，以此减少结构所产生巨大突变以及应力的集中，以此来实现结构的连续性以及在受力上的平稳性。通过采用一些有效的特殊技术及方式，比如说，在梁式转换层中布置相应的设备及管道，这些设备是完全能够适用和满足于高层建筑在供水以及供暖上的需求。在国内大部分的高层建筑都是采用了上部梁式，下部框架的结构模式，通过对构件进行转换，来完成载荷的转移，防范由于内力过多而产生的集中情况。

2.2高层梁式转换层在构造上的特点

在建筑工程领域之中，对于转换层的应用十分的广泛，在构造的形式上更是趋于多样化。梁式转换层最为关键的特点就是，尺寸比较大，用途上更是尤为的广泛，结构通俗易懂，施工及操作简单，能够很大程度和意义上节约成本及造价，在性能上更是尤为的牢固，工程计算方便等等诸多特点。例如梁式转换层结构以下部的转换大梁为主，框支梁承载上部剪力墙，框支柱支撑框支梁，被称为梁式框支剪力墙结构。以墙-梁-柱（墙）为传力途径，明确、直接的传力作用，便于方便工程计算、分析以及设计，在施工也较为简单。实际过程中，可以根据转换梁的受力特点、工作形式和应用方式等将转换梁划分以下几种不同的结构形式。如果在设计过程中出现设计不足的情况，那么会对抗震产生非常不利的影响，梁过于高还会对空间的使用效果造成不好的影响。

2.3高层建筑梁式转换层的受力特点

高层建筑梁式转换层最为关键性的功能就是在传力方面，它能够将上部密集的小空间上的竖向载荷传输给趋于下部稀疏较大的空间上去。因为转换层高层建筑自身在结构上的特点，载荷在竖向传递过程中通常都不连贯和直接，这会导致在侧向刚度上发生一定的突变情况，转换层在应力上的集中，会导致结构在受力上尤为的复杂。如果发生一定的地震灾害，因为下部结构相对比较薄弱，将会出现坍塌或者是变形的情况，给建筑的安全性带来一定的威胁和隐患。对于转换层在结构上的设计。第一，需要考虑的问题是关于受力的问题，最大的限度上来解决传力不连贯而造成的受力集中以及突变等等问题，避免建筑结构遭到破坏，带来生命财产的威胁及损害。

3高层建筑梁式转换层结构设计上的应用

3.1高层建筑梁式转换层结构的应用

关于高层建筑的开发最为的研发国家为美国，它更是作为了高层建筑的起源地。现如今，高层建筑已经遍及实际的每一个角落。通过对国内建筑相关信息的统计得知，截止到2014年年末，国内的高层建筑已经达到上百栋之多。我国是从70年代开始才采用梁式建筑的方式，并且其发展速度更是非常惊人，一直到了90年代，梁式转换层的结构才被广泛的被应用。

3.2高层建筑梁式转换层结构应用的概括

在一些相对比较发达的国家中，早在20世纪中期，就有大量的建筑工程师开始设计比较高大的建筑，建筑结构更是通过采用了上部剪力墙的形式，下部分通过采用框架结构混合的方式。此项结构上主要是采用上刚下柔的原理，结构上相对比较稳定。在经过十几年的发展以后，历经了几次比较大的地质灾害过后，建筑工程师们慢慢的发现，此项结构其实并不牢稳，在应对地质灾害的情况下造成了更为严重的坍塌情况。由于，设计师及工程师们几经研究，则研发出了转换层结构。在国内，20世纪80年代初期开始广泛的对大空间的建筑进行研究，在上海以及大连等地更是开始建设了首批的梁式大型的建筑，随着梁式转换层结构的设计技术的不断完善及创新，国内的高校也开始大批量的通过高层建筑来进行实验，在随后的高层建筑上梁式转换层结构得到了证实，开始不断的被广泛的应用。国内的学者们更是对其做了大批量的研究，这些都促进了高层建筑梁式转换层的发展及应用。

4总结

综上所述，在高层建筑的梁式转换层的上密下疏的建筑原理上为建筑在受力方面起到了承上启下的作用和效果，科学合理的对上部机构的竖向载荷做出有效的分配，避免结构突变及应力的集中，以此来进一步的实现结构的连续性以及在受力上的平稳性。

参考文献

[1]邱龙斌.关于高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].河南建材，2014（06）.

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[4]张娟娟，邴作庆.谈高层建筑梁式转换层结构设计[J].科技创业家，2013（17）.

[5]覃文胜.高层建筑梁式转换层结构设计探讨[J].中国高新技术企业，2010（28）.

[6]杨大钦.梁式转换层施工技术优化探究[J].中国新技术新产品，2013（17）

高层建筑的受力特点篇2

[关键词]带转换层 高层建筑 结构设计

中图分类号：S141 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0132-01

一、前言

随着经济的发展和社会的进步，各种复杂的高层建筑不断地拔地而起，带有转换层的高层建筑是目前诸多的高层建筑中最常见的形式。高层建筑结构转换层可以恰当地连接高层建筑上下不同的结构体系，从而满足高层建筑多样化的使用需求。但是由于转换层的竖向构件是不连续的，在力学结构上是属于传力不直接、受力比较复杂的结构，在地震发生时比较容易形成薄弱层或者是软弱部位，所以带转换层的高层建筑在设计之时还需要考虑其自身的特点和结构。

二、 定义及设计原则

由于高层建筑功能特点的需要，一般高层建筑的下部空间比较大，上部的构件则不能直接连接地面，而是通过水平的转换结构与建筑下部的构建相互连接，这就形成了带转换层的高层建筑。典型的带转换层的高层建筑可以分为五种基本的形式：厚板、箱型梁、桁架、梁和空腹桁架。

由于带有转换层的高层建筑在地震发生时的受力比较复杂，不利于抗震，所以一般在9度抗震地区一般不采用带有转换层的高层建筑的设计形式。在进行转换层的设计时需要遵循的原则可以分为以下几个方面：

减少转换：在高层建筑的上下主体竖向的连接之时，要尽可能设计成上下主体的竖向贯通的连接方式，尤其是在核心筒框架结构的设计之时，核心筒的设计应该力求上下的贯通。

传力直接：在进行转换层上下主体竖向结构的布置之时，应该尽可能的将水平方向的转换层的传力做到直接，避免出现复杂的转换方式，尽可能避免抗震不利、耗材多、质量大、不经济合理、传力复杂的厚板转换。

弱化上部、强化下部：为了保证高层建筑下部的大空间的设计具有适宜的强度、刚度、抗震性能和延展性能，在进行带转换层的高层建筑的设计之时就应该尽量强化转换层下部结构的刚度，并且要适当的弱化转换层上部结构的刚度，从而使得转换层上下部分之间结构变形特征和结构刚度尽可能相近。

优化转换结构：由于高层建筑必须要考虑地震的影响因素，所以需要设计高层建筑的高位转换，适宜的高位转换结构应该选择一些不易引起边柱柱顶的弯矩过大或者是边柱的剪切力过大的结构形式，例如在引进一些斜腹杆桁架、宽扁梁和空腹桁架等结构时，就需要注意这些结构的强度和刚度等因素，力求保证质量，避免脆性破坏。

计算力求全面、准确：要想设计好带有转换层的高层建筑，就需要把结构转换层作为高层建筑整体结构中重要的组成部分，并且采用正确的计算方式和三维空间的结构分析，实现受力变形状态的正确分析。若是在进行转换层的设计之时采用有限元的方法对转换层的部分结构进行补充，就需要将转换层的两层结构纳入转换层局部的模型计算当中，并且还应该将转换层内部的平面刚度和三维空间效应进行分析，采用符合实际受力的边界条件计算正确的转换层的模型设计。

三、 带转换层的高层建筑的转换结构

（一）转换结构

3.1框支梁

当高层建筑的转换层上部框支墙门窗洞口的设计处于规则排列的状态，并且上部框支墙门窗洞口的位置位于框支梁跨中部的区域之时，转换层上部的框支墙和框支梁这样的位置有利于保持其稳定结构。当转换层上部的框支墙不能满足以上的条件需求之时，或者是由于转换层上部的小柱网框架不符合下部结构时，框支梁的设计就应该按照转换梁的设计来完成。

3.2转换梁

高层建筑转换层的转换梁的设计之时，一般选用剪压比来控制结构设计的计算过程，从而避免出现转换梁的脆性破坏。

3.3斜腹杆桁架

在高层建筑的转换层设计之时，斜腹杆桁架是一部分重要的结构，斜腹杆桁架的转换结构设计，一般选用跨满层的设计方式，并且斜腹杆桁架上弦节点的设计和布置应该和转换层上部的墙肢、密柱形成中心对称结构。

3.4空腹桁架

高层建筑转换层的空腹桁架的设计之时，空腹桁架也应该选择跨满层的设计方式，并且需要注意跨满层的设计中上弦阶段的设置也需要满足与转换层上部结构的墙肢和密柱形成中心对称的结构。

3.5厚板

在高层建筑的转换层设计之时，由于厚板转换一般适用于上下竖向构件没有规律设置的情况，在一般的情况下不宜使用厚板转换的方式。

（二）框支柱

在地震的作用下，框支柱可以通过内力对框的结构进行适当的调整，一般可以分为以下几种调整方式：

剪力调整：这就需要框结构中框支柱的数目多于10根，从而在地震发生时每根框支柱的受力在剪力调整时才不至于少于设计时的20%；若是框支柱多于10根，这样在地震的作用下，每根框支柱的受力就会大于基底总剪切力的20%。

弯矩调整：在进行弯矩的设计之时，应该根据剪力的比例来调整弯矩，从而使得弯矩的真实值大于设计值的1.5倍。

轴力调整：在地震发生时框支柱能够承受的地震作用应该大于轴力设置值的1.2倍。

四、结束语

在高层建筑的设计之时，结构转换层起到了“承上起来”的关键作用，实现了高层建筑的上下功能和结构形式的连接和转换。所以，对转换层结构进行合理设置，对转换层整体结构和关键受力部分进行受力特点的分析，是设计“安全、经济”的转换层的关键因素。为了满足高层建筑转换层的要求，需要结合和分析各项关键指标因素，并对在的证发生的情况在各转换层结构可能出现的受力进行分析，力求使整体结构相互连接，抗击地震的影响，还应该针对转换层的薄弱部位进行加强巩固设计，从而确保转换层的各个构建都能够与设计的最始目标一致，达到设计的预期效果。本篇文章提出的高层建筑转换层设计的影响因素尚不是十分完善，设计思路和分析方法仅供参考。

参考文献

[1] 刘静，王海荣.带转换层的高层建筑结构抗震性能分析及研究.《城市建设理论研究（电子版）》.2014年30期.

[2] 毕重薪，李卿.带转换层结构设计要点.《山西建筑》.2013年13期.

高层建筑的受力特点篇3

关键词：高层建筑； 结构； 设计； 研究； 探析；

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

前言

高层建筑对于我国基本国情而言科学合理且切合适宜，但高层建筑的结构设计决不容许出现任何错误或遗漏。因高层建筑中零星半点的不安全因素，一旦引发事故，必定会酿制极其严重的恶果。故此，应当深入研究、筹划并不断改进、革新、完善高层建筑结构的设计技术。

一、高层建筑的特点

1．在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观，如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应，玻璃幕墙过多的高层建筑群还可能造成光污染现象。

2．在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。例如在新加坡的新建居住区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空间。

3．高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增加建筑物的造价，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。

二、高层建筑结构设计的基本要求

高层建筑顾名思义即指超过了一定高度或层数的建筑物。各国对于高层建筑的定义各不相同，均以本国人口与土地面积为基准而定量。目前，我国《民用建筑设计通则》将十层以及十层以上、大于 24 米且小于 100 米的民用建筑划分为高层建筑。在传统的建筑结构设计中，由于建筑的高度有限，因此无需过多考虑建筑物本身的重量对建筑结构稳定性产生的影响。然而在高层建筑的结构设计当中，受到建筑本身高度和重力的作用，建筑本身所受的轴向力大大增加，同时轴向形变明显，使得高层建筑结构内部的受力特点发生了显著的改变，如果单纯的按照以往的设计思路，将会导致高层建筑在使用中因受力问题而发生病害，降低高层建筑的使用寿命，威胁高层建筑的使用安全。为此，在进行高层建筑结构设计时，应当充分考虑到轴向形变的对建筑结构受力特点的影响。但是在实际施工的过程中，高层建筑的所受的垂直荷载是随着建筑高度的提升而逐层施加的，因此不得简单的按照一次加载的情况加以考虑，而必须进行严格的计算，以防止出现计算结果与实际状况不吻合的情况，避免因设计失误给高层建筑的施工质量造成不利的影响，从而威胁到使用者的生命财产安全。例如，在高层建筑中，与剪力墙与筒体相邻的上层框架柱会在垂直荷载的作用下在结构内部出现拉应力，而上层框架梁则会出现过弯距和剪力。此外，随着楼层的不断递增，建筑物所受的水平荷载也会进一步增大，导致建筑物的侧向形变明显增大。为了提高高层建筑的工程质量，延长高层建筑的使用寿命，高层建筑结构设计需要遵循一定的设计原则。首先，高层建筑的水平荷载是决定高层建筑结构设计的基本要素。高层建筑水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩与建筑物高度的平方呈正比关系，决定了高层建筑结构的稳定性会在很大程度上受到建筑水平荷载的影响。其次，高层建筑的轴向变形是高层建筑结构设计需要考虑的另一因素。高层建筑的垂直荷载较大，能够引起建筑的轴向形变，从而对下层的构建产生作用，影响预制构建的长度。再次，高层建筑的侧向位移在水平荷载的作用下，随着建筑物高度的增加俄日迅速增大，其变化与建筑高度的四次方成正比，如果得不到有效的控制，将会严重威胁高层建筑的使用安全。最后，为了保证高层建筑能够抵抗地震的侵袭，在保证高层建筑结构强度与刚度达到相应标准的同时，还应确保高层建筑的整体具有足够延性，在地震中能够良好的维持自身结构的稳固，保证使用者的生命安全。

三、高层建筑结构设计中的常用结构

1、框架―剪力墙体系。框架―剪力墙体系是高层建筑结构设计中经常使用的受力结构。由于传统框架式结构的强度与刚度较为有限，不能满足高层建筑的设计要求，因此，需要在建筑内部恰当的位置使用剪力墙来替代惯用的框架，形成框架―剪力墙体系，以提高建筑结构对水平荷载和垂直荷载的承受能力，保证高层建筑的使用安全。当建筑承受水平方向的作用力时，框架与剪力墙的复合结构通过楼板与连梁形成统一的受力体系，大大提高了自身的刚度。而当该体系承受垂直荷载时，框架结构便会发挥其作用，保障高层建筑结构的稳定。可以说，剪力墙的应用大大提高了高层建筑的侧向刚度，有效的限制了高层建筑的水平位移，在高层建筑的结构设计中占据着十分关键的地位。框架―剪力墙体系的计算方法种类较多，但是在综合考虑计算难度与结果准确性的前提下，通常采用连梁连续化假定的方法进行计算，从而对框架及剪力墙的受力特点进行解答，为高层建筑的结构设计提供充足的依据。

2、剪力墙体系。剪力墙不仅可以应用在框架―剪力墙体系中，同样也可以作为单独的结构应用于高层建筑的结构设计当中，形成剪力墙体系。剪力墙的强度与刚度的水平较高，具有一定的延性，在承受作用力时，可以将力均匀传导至墙体的各个部分，整体性较强，因而有着良好的抗倒塌能力，其能建高度要大于框架以及框架―剪力墙体系。但是剪力墙的种类较多，根据类型的不同，其受力的特点也有着一定的变化，在进行结构设计时，应当使用平面有限单元法对剪力墙的受力进行计算，以提高计算结果的准确性，保证高层建筑的使用安全。

3、筒体体系。在高层建筑的结构设计中，筒体体系不仅可以单独作为受力结构而存在，也能够由框架体系与剪力墙体系组成，形成种类丰富、功能各异的筒体体系。作为空间受力构件，筒体具有极大的刚度与强度，并能够根据设计的需要灵活的进行组合，既可以作为单个筒体独立使用，也可以形成多筒体结构，共同承担外界的作用力。将筒体体系应用在高层建筑的结构设计当中，可以明显提高建筑的抗风、抗震能力，保障高层建筑的使用安全。在对筒体体系进行计算时，常用的方法包括三维空间分析法、等效连续化法以及等效离散化法，

四、结语

随着时代的发展，世界人口迅速增多，文明建设水平突飞猛进，既可以节约城市用地面积，又能够减少市政投资，还在某种程度上加速了城市化建设的高层建筑已被广泛采纳与应用。然而，高层建筑远非仅仅加高建筑层数那么简单，有必要深入研究包括高层建筑在内的建筑结构设计，将质量安全置于建筑的首位。

参考文献：

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[2] 唐小山：《对高层建筑结构设计问题的分析》，《广东科技》，2011

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[4]刘露。对某住宅建筑结构设计的分析[J]。沿海企业与科技，2009

[5]吴晓琳。浅析高层建筑结构设计与特点[J]。中国高新技术企业，2009

[6]何辉，吴祖跃。浅谈高层建筑结构的设计与分析[J]。科技创新导报，2009

[7]谭文锐，李达能。高层建筑结构设计中问题之探究[J]。广东科技，2007

高层建筑的受力特点篇4

关键字：高层建筑;转换层的设计;运用初探

Abstract: With the development of China's sustained and rapid economic development, people on the requirements of high-rise buildings tend to be diversified, integrated and comprehensive. So, building structure with transfer story born, and in recent years has been widely used.

Key words: high-rise building conversion layer; design; application

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

1.转换层的概念、结构特性和设计原则

1.1概念。

在恒载作用下，高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部渐渐减少墙、柱的数量，以扩大柱网。这样，结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此，为满足建筑功能的要求，结构必须进行“反常规设计”，即将上部布置小空间，下部布置大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件，即转换层结构。

1.2结构特性

高层建筑转换层按照结构型式来分类主要有以下几种：梁—柱体系、桁架体系、墙梁体系、厚板转换体系等，其中以梁—柱体系最为常用。如：建筑上、下部分之间结构类型的转换，此类建筑上部和下部采用的结构形式不同；或建筑上、下部分之间的柱网尺寸不同，这种建筑虽然上下部分的结构类型相同，但通常需要通过转换层，扩大其下部结构的柱距，以形成大柱网。同时具备转换结构和扩大轴线尺寸的混合形式。梁式转换层具有传力清晰，受力简单明确，构造简单、易于施工，同时相对其他转换层，更具合理的经济性。

1.3设计原则

梁式转换层因竖向刚度的突变形而成薄弱层，对整个结构的抗震不利，故采用转换层结构设计时应遵循以下原则：尽可能减少需要转换的竖向构件，直接落地的竖向构件越多，转换构件越少，转换层造成的刚度突变相对变小，对结构抗震有利，转换层结构在高层建筑竖向的位置宜低不宜高，同时尽可能对称设置转换竖向构件并且尽量让建筑沿高度的变化的同时刚度均匀变化。优化转换层结构，在满足建筑物安全和经济要求的前提下，转换刚度宜小不宜大。

2.转换层的受力特点

2.1梁的共同受力特性

转换梁主要承受竖向荷载作用,其受力特点主要在竖向荷载作用下的受力。实际测量,转换梁有与其承托的上层结构共同受力的特性，转换梁上面的墙体开洞对其内力结果有很大的影响。对托墙型梁式转换层而言，共同受力的墙体层数与转换层的跨度有直接关系。协同受力的显著表现在于转换梁上部结构各楼层梁上的弯矩趋于均匀，轴力的分布则是底层转换梁出现最大拉力，设计中考虑转换梁与上部框架梁共同受力时，转换梁上部框架可作为空腹桁架。

2.2转换梁受力分析

2.2.1转换梁与上部结构整体弯曲变形。

如上所述,转换层与上部结构有共同受力的特点，对托墙情况，转换梁处于整体弯曲的受拉翼缘，若单独考虑转换梁，其所受的弯矩由于剪力墙的共同受力能力将降低。同时，由于处于受拉翼缘，应力积分后转换梁中就会出现轴向拉力。这种整体弯曲会随着上部墙肢长度变短而作用范围快速缩小，当上部墙体为小墙肢时，或对托柱型转换梁，这种影响只限于小墙肢或柱下较小的范围内。

2.2.2转换梁上局部区域传力拱的作用。

由于竖向传力拱作用，使得上部墙体上的竖向荷载传到转换梁时，很大一部分荷载将变成斜向荷载作用于梁上,如果将这斜向荷载分解为垂直和水平等效荷载形式，则垂直荷载作用下的弯矩肯定要小于不考虑墙体作用，那水平分力作用，就形成了转换梁跨中一定区域受轴向拉力而支座区域受轴向压力的现象。转换梁的最终受力状态是由上述两个因素综合作用的结果，可以简单解释为：转换梁的轴力由于拱的卸载作用，是由拱以上竖向力沿拱切向分量引起，其值大小与拱高、荷载层数有关；由于转换梁与其上部结构共同受力，实际引起转换梁正负弯矩的荷载来自于传力拱以下部分，即转换梁与传力拱中间部分的竖向力全部，和拱上部分竖向力的径向分量，当然其值取决于转换梁跨度及层数。

3.高层建筑转换层结构设计应注意的问题

3.1转换层结构布置

据相关研究已经显示，在底部的转换层中，如果其位置越高，它的上下高度的突变就会越大，转换层的上下内力的传递途径，其突变也会加剧，落地的剪力墙以及简体就容易出现裂缝现象，框架的支柱内力加大，使得转换层的上部其附近的一些墙体就会被破坏。所以说，转换层的位置如果是过于高，就会对抗震产生不利的影响。

3.2转换层竖向布置

转换结构可以根据结构的传力以及建筑的功能其需要，沿着高层的建筑方向灵活布置，也可以符合建筑功能要求的基础上，能够在楼层的局部来设置转换层，而且自身的空间可以作为一种技术设备层，也可以作为一种正常的使用层，但是前提是要保证转换层的刚度，这样来防止刚度的过分悬殊。此外，在一些商业建筑中，如果是一种大底盘的多塔楼，对于塔楼的转换层来说，就应该将其设置在裙房中的屋面层，而且要加大屋面梁的尺寸以及厚度等，以防止其中间会出现一种刚度太小的楼层，进一步将震害减小。对于一些框支剪力墙的高层建筑中，在转换层位置的设置方面，7度区应该不应高于第五层，8度区域不应高于第三层，如果转换层的位置与上述的规定不相符合，那么就应该要采取相应的措施来予以应对。

3.3转换层抗震设计

具有转换层的一些高层设计，因为其设置了转换层，沿着建筑物高度方向的刚度均匀性可能会受到一些影响甚至是破坏，转换层结构的竖向承载力因为其不连续墙柱的突变，这样就导致了传力路线的曲折、应力集中、以及变形集中，所以，在抗震方面，转换结构的性能相对较差。框支剪力墙其转换层的位置如果是设置在第三层以上，那么框支柱以及剪力墙其底部的抗震等级要提高一级，如果已经是特一级就不再需要将其提高，而对于底部的框架来说，如果其为密柱框架，其抗震等级就不用再提高。转换层其构件在水平地震作用下的内力要将其调整，如果是八度的抗震设计，就要对竖向地震的影响需要考虑。

3.4转换层楼板设计

转换层将框支剪力墙分成上下两部分，对于这两者来说，其受力情况是有一定差距的，在上部的楼层中，因为外荷载而产生的水平力，有自己的分配原则，它是根据剪力墙的刚度来进行的。在下部楼层中，框支柱的刚度与落地的剪力墙的刚度也是不同的，后者承担着水平剪力，也就是说，在转换层处荷载的分配不是很均匀。转换层其楼板具有比较重要的任务，比如说上下部分的一些剪力重分配就是由它负责，转换楼板其自身的变形大、受力大，应该要保持足够的刚度来完成对于自己任务的支撑。

4.结束语

总之，在高层建筑转换层设计中，须根据工程本身特点和验算中受力状态的不明确等因素，选择科学合理的结构设计方案，确保方案设计的全面性、科学性，减少施工的风险和难度，保证建筑的安全使用。

参考文献：

1.赵西安.高层建筑转换层结构设计及工程实例[R] 中国建筑科学研究院建筑结构研究所 2000 （3）

2.唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M] 中国建筑工业出版社 2004

3.娄宇.高层建筑中转换层结构的应用和发展[J] 建筑结构,2000 （1） .

高层建筑的受力特点篇5

关键词：高层建筑结构；转换层；施工技术

中图分类号: TU7文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)03(a)-0000-00

所谓的转换层是指在建筑物内的不同层面之间，为了衔接上下部不同承力结构和设施构造变化而建设的一个过渡层面，是高层建筑当中较为常见的一种建筑结构。在建筑工程高层建筑的建设过程中，转换层的建筑设计和质量对于整体建筑质量的影响甚重。如何从转换层的施工技术出发加强高层建筑的建设质量需要对高层建筑结构中转换层的建筑特点有所了解。

1 高层建筑结构中转换层的建设特点

转换层是高层建筑结构中较为常见的一种结构，高层建筑的层面较多，各个层面的设计功能和结构也都大不相同，为了实现各个层面之间不同设计和构造的良好转换，将不同功能层面之间的差异良好的过度，在会高层建筑结构的构建中常常使用转换层来解决这一问题。目前，我国对于高层建筑结构的设计基本上参照国外商贸、办公、住宅一体化的设计理念，而随着建筑层面的增高，建筑层面内的空间也越发的紧密。如何实现高层建筑底层大面积商用办公空间和建筑上层密集型住宅空间之间的良好转换。需要在高层建筑的设计过程中，对转换层进行良好的设计，并在建设过程中注意建筑物承力结构和平衡的问题。

高层建筑结构中转换层的主要功能是对高层建筑结构中下部和上部之间剪力墙结构框架的转换。通过转换层改变上下部分的剪力墙与框架的结构实现改变建筑物上下层整体的受力分布情况和平均受力分布密度的作用。同时，对高层建筑的结构形式进行转换，使上下层的结构布局可以不同。。

在实际的高层建筑结构建设当中，要根据建筑物的设计功能的不同和施工建设的难度情况，有选择的采用施工建设技术，保证建筑整体的建设质量和不同功能层面的良好转换，充分的实现转换层在高层建筑结构中的作用。

高层建筑本身由于层高的原因，对于建筑承受力的结构要求就较为严格，而转换层位于上下承力结构的转换位置，不仅要保证建筑物整体的承力结构的稳定，同时，还要承受来自上部密集型结构增加的构件向下产生的垂直负荷和上部结构形成的多层负荷。承载力的作用和荷载的作用共同形成了转换层内长期的较强的内应力作用。

为此，在进行高层建筑结构中转换层的建设过程中，要打破传统建筑的设计和施工理念，针对建筑物的实际需要，对转换层的设计采取灵活实用的建筑设计和施工技术。

2 转换层结构施工技术要点

1、截面大尺寸层面转换施工技术

对于高层建筑转换层结构的施工建设要充分考虑转换层较强的受力结构和建筑的整体建设质量。对于建设过程中截面尺寸较大的转换层建设应当采用大体积的混凝土施工技术，通过对转换层中承载力分散的有效计算，对建筑物上部的构建进行点化布局，将上层的受力集中于转换层的几个主要混凝土支撑上。同时注意混凝凝土柱的灌注质量，对主要承力结构进行加固和提高抗拉系数的相应措施。

2、转换结构中下层空间高度较大时的施工技术

对于转换层中下层结构可能出现空间较大且层面较高的情况。建筑过程中不能够很好的使用支护结构对建筑物进行加固和稳定。为此，可以在转换结构中使用内埋型钢进行加固，同时，使用型钢来对建筑模板和脚手架进行稳固，保证建筑物内各个部件的稳定。同时，进一步的提高支撑体系中混凝土的承受能力系数，使用混凝土钢筋结构作为层面内的主要承载部件，并且使用叠合梁的技术对主承力结构进行受力分散和增强效果。为了确保混凝土叠合面对主承力结构的有效辅助作用，在进行施工的过程中，要注意两者间的衔接。

3、处理转换层内应力较强时的施工技术

由于转换层要承受建筑整体承载力的同时还要承受来自上层的竖向荷载和层面的向下作用力。为此，转换层的承力结构要采取一定的抗拉伸措施，防止由于上下层对其结构的张力作用导致结构的变形和反拱过大的问题。

要解决这一问题，可以在转换结构的建设过程中采取择期张拉技术或分段张拉技术，即是在转换层转换结构上层部分进行建设完成以后，再针对上部张拉力的情况以钢筋和其他结构进行上部预应力的分散和平均。在采用择期张拉的预应力技术时，在结构发生张拉之前必须要对转换结构下部的支撑进行加强。

3高层建筑中转换层结构的发展趋势

随着高层建筑施工技术的不断发展，高层建筑中转换层结构施工技术也正在不断地发展当中。这主要体现在下列几个方面：

1、预应力技术的发展

预应力技术的发展使得转换层的建设设计在截面上的尺寸进一步的减少。预应力混凝土结构是转换结构中非常适合建造承重荷载的大跨度转换层，它具有自重轻，节省钢材和混凝土的特点。

2、斜向支撑技术

传统的施工技术是使用竖向的承力结构将上部的荷载向下传递，这种由上向下的传递方式使得层层之间的荷载不能够很好的分散，导致向下的作用力也越来越大。为此在建设过程中进行一定的斜向支撑的建设，能够很好的起到类似桥梁建设当中力的拱传效果。

3、竖向力的多项转换

在实际的施工建设过程中国，为了避免一根转换梁过多的承受来自上部层面的荷载，可以通过设置多道转换梁来分散力的作用，使一层转换梁承托上部所有层变成多道转换梁分别承托来自上部的荷载。

4总结：

随着我国高层建筑工程的不断增多，高层建筑转换层结构的施工技术使用对于转换层的建设质量乃至整体结构的建设质量的重要意义也越发的突出。为此，要不断发展和创新转换层技术，结合实际工程建设中的经验，对施工技术进行改良。

参考文献:

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[3] 尹强. 高层建筑转换层结构施工技术控制要点分析[J]. 中国新技术新产品, 2010,(18) .

高层建筑的受力特点篇6

关键词：高层建筑；转换层；设计

Abstract: In this paper, the author introduces the steel truss transfer storey high-rise building structure system structure requirements, based on the analysis of the engineering examples, it studies the structure selection identification and other aspects, for your reference.

Key words: high-rise building; conversion layer; design

中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

本文对钢桁架转换层高层建筑结构体系进行了归纳，在此基础上，通过对一钢桁架转换层高层建筑结构体系的工程实例分析，得到了以下结论：在大跨度、大荷载条件下应用桁架转换结构将比采用梁式转换更合理，且可以节约混凝土用量近 30％，用钢量可节约20％。在采用桁架结构作为工程的转换构件时，带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力较为接近，可以取得较为一致美观而又经济的截面，而不带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力差别较大，最大将达40％左右。

1 带钢桁架转换层高层建筑结构的构造要求

带桁架转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。抗震设计时。控制转换层上下主体的结构侧向刚度，当转换层设置在3 层及 3 层以上时。其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60％。

将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元。上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作玻三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算。还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。

带桁架转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆，强节点”。桁架转换层上部框架结构接“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性饺在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。转换桁架的相邻层楼板宜双向双层配筋，每个方向贯通钢筋的配筋率不宜小于 0.25％，且在楼板边缘、孔洞边缘应结合边粱设置予以加强。转换桁架上、下弦杆的配筋应加上楼板平面内弯曲计算引起的附加钢筋。

2 带钢桁架转换层商层建筑结构实例分析

对于大跨度的钢桁架转换层结构的受力。各方面的影响因素较多，导致结构受力情况比较复杂，对它的受力影响因素进行探讨具有实际意义，可为实际工程的设计与施工提供理论依据。因此，通过对大跨度钢桁架转换层的受力影响因素进行分析，认识钢桁架转换层的受力特点。以期充分利用钢结构构件受力性能好的特点，使其承担较多的荷载作用。以调整端部混凝土结构的受力，减少混凝土结构的荷载作用，使整个结构体系的受力更为合理。下面结合工程实例分析高层转换桁架的受力影响因素及其受力特点，某高层建筑为地上 24，层，地下 2 层，总建筑面积 72788㎡，其中地上 58300㎡，地下 14488㎡。平面长 92.1M，宽 49M。结构檐口标高为 108.80m，中间有电梯、楼梯、机房等的高层建筑。

2.1 梁式转换与精架转换的比较确定

与最为常见的转换结构形式粱式转换相比，本例中转换粱的跨度很大而且上部荷载较大，采用梁式的转换结构，转换梁的截面必然很大，一方面导致转换梁下部空间无法再利用、自重大、配筋多、不经济等缺点；另一方面导致沿竖向结构质量和刚度分布在转换层的变化不连续。发生突变，对结构的整体抗震性能不利。因此，需要另一种形式的转换构件来解决这个问题，而转换桁架具有传力明确，传力途径清楚,虽构造和施工复杂，但转换桁架不仅为开洞和设置管道创造了条件，而且它们的位置与大小都有很大的灵活性，可以充分利用该转换层的建筑空间，而且桁架转换层的节间采用轻质建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于减轻结构的自重；转换桁架的抗侧力刚度比转换粱要小，也就是说。具有桁架转换层的高层建筑其质量和刚度的突变要比带转换粱的高层建筑缓和。因此带转换桁架的高层建筑其地震反应要比带转换梁的高层建筑小得多，由此可见，在本例工程的三层转换构件采用转换大粱的结构形式是不合适的，而采用转换桁架的结构形式将很好的避免了上述的多个问题且将节约混凝土用量近30％。将是一个较为合理正确的选择。

2.2 转换桁架的具体形式的确定

在本例工程的三层转换构件采用确定桁架结构后，设计人员则需要进一步确定桁架的结构形式。根据前面的论述，转换桁架的结构形式有多种，但是根据本例工程的三层转换构件的具体情况，采用何种最合理的结构形式，则必须加以比较分析后方可确定。

a单层转换桁架与双层转换桁架的确定

采用精架结构作为高层建筑的转换构件时，一般情况是取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目，转换桁架位于结构的边缘，建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小，希望桁架仅在中庭设置，即取一层高度(4.00m)作为转换桁架的高度。在本例中各层的层高情况分别是：底层：6.44ml，二层：4.80m,三层以上：4.00mt,而结构的柱距为 9.0m，若仅取 4.00m 为桁架高度时，在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的450～550 之间。若取建筑的两层层高即 8.00m 为转换桁架的高度，则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点，使桁架的结构形式趋于简单。

b空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定

作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式：空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式，无论采用何种结构形式。应该说都是可以实现的。对于建筑师来说，空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下。当然是首选，当然，采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式，结构上可以使桁架的构造节点趋于简单，在建筑师看来，也可以接受。

c单跨桁架与多跨桁架的确定

在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后，结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大。作为抗震设计“强柱弱梁”的一般设计原则，框架柱中的内力相对越大，则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大。而在模型计算中同样可以发现，Z2 的内力较大。而作为相邻的柱 z1 的内力则相对较小，尚有较大潜力。

综上所述，采用将转换桁架向外延伸一跨的做法，可以使本次工程的转换桁架各构件的内力分布更为合理，也即是说，采用向外延伸一跨转换桁架的结构形式在本次工程中是较为合理的选择。

3 结束语

建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换。一般结构层相比，转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大，受力复杂等特点，这意味着转换结构组成了建筑物的主要构件，它们的设计是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要的影响。

参考文献：

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[3] 潘文玉，高阳，韩金玲，李国嘻．高层建筑结构构思与建筑创作[J]．低温建筑技术．2009，（1）：21-23

高层建筑的受力特点篇7

高层结构不仅要有效地传递水平荷载，而且，其顶端的水平位移必须受到控制。这种具有很大刚度的抵抗力水平荷载的结构，在高层建筑中称之为“抗侧力结构”。与上述情况不同，对于中跨，大跨和超大跨建筑来说，竖向荷载，主要是屋盖自重，始终是控制结构设计的主要因素。在中，小跨建筑中，屋盖的结构类型及其形式可以有各种各样的变化，大跨度屋盖的结构形式则受到较大的限制，而能覆盖超大跨建筑的屋盖结构形式便寥寥无几了。

与空间扩展相适应的不同结构体系

从结构的整体受礼特点来看，在高层建筑中，结构构思必须突出地注意如何解决抵抗水平荷载的问题；在大跨建筑中，结构构思则必须着重地研究如何克服屋盖结构中可能产生的巨大弯距，以及由此而带俩的结构自重等问题。为了适应空间扩展由低层到超高层，由小跨到超大跨而带来的结构整体受力状况，受力特点的变化，结构传力系统不断地由低级形式向高级形式演进，发展。筒体体系是建筑彻的使用空间向垂直方向扩展后，适应其结构整体受力持点的合乎逻辑发展的必然结果。外简体常由间距1--3米的密排柱和墙梁联结组成，而内简体则直接利用电梯间、楼梯间、管道竖井或内柱等。简体组合形有多种变化。

高层结构的整体受力特点对建筑平面--空间布局的影响

为了有效地解决抵抗水平荷载的问题，高层建筑的平面一空间布局应体现以下一些设计原则：

高层建筑的平面安排应有利于抗测力结构的均匀布置，使抗例力结构的刚度中心接近十水平荷载的台力作用线，或者说，力求使建筑平面的刚度中心接近其质量中心，以减小水平荷载作用下所人生的扭矩。在一般情况下，风力或地震力在建筑物上的分布是比较均匀的，其合力作用线往往在建筑物的中部。如果抗侧力结构，如刚性井简、剪力墙等分布不均匀，那么，台力作用中心就会偏离抗侧力结构的刚度中心，而产生扭矩。因此，建筑物就会绕通过刚度中心的垂直轴线扭转，致使抗侧力结构处于更复杂的受力状态。对于框架——剪力墙体系来说，只有剪力墙的均匀布置，才能避免结构平面内出现刚性部分与柔性部分的显若差异，才能保证水平荷载按各垂直构件的刚度来进行分配，使剪力墙真正能承受绝大部分的水平行载。由此可见，在高层建筑中，简洁而对称的平面设计对于合理布置抗侧力结构是比较有利的。北京民族文化宫中部68米高的方形塔楼，结合平面设计呈中心对称和高塔造型坚挺有力的特点，在四个角上很匀称地布置了L形钢筋混凝土刚性墙。

出于建筑艺术方面的原因，高层建筑的平面设计有时也要突破简单规整的几何形式。赖特设计的著名的普赖斯塔楼(PriceTower)巧妙地将刚性墙体布置成风车形，使得空间和体形突破了简单几何形式的束缚。建筑师必须掌握按抗侧力结构布置的力学原则与建筑功能要求来综合考虑空间组合的基本技巧。

高层建筑的剖面设计应力求简化结构的传力路线，降低建筑物的重心，避免在竖向上抗侧力结构的刚度有较大的突变。如何布置太空间厅室是高层建筑剖面设计中的一个重要问题。在高层建筑的底层设置高大的厅室。如宴会厅、交谊厅、餐厅等，一方面会使结构传力复杂，要以断面尺寸很大的水平构件来承受上面各层的竖向荷载；另一方面，也会使建筑物重心上移，对高层结构抗倾覆不利。半层数很高而不宜采用一般框架结构体系时，底层大空间则又会与剪力墙、刚件筒体等的布置发生矛盾。因此，在这种情况下，一般都将大空间作脱开处理，使大厅空的结构布置与高层主体相对独立。运用这种手法可以取得体量对比，轮廓线丰富的建筑艺术效果。当厅室空间不是很大，而地段用地又紧，作单层脱开处理有困难时，也可以采用框支剪力墙结构(不考虑抗震设防)，即将底层部分做成框架。在高层建筑的项层设置大厅空间，其屋顶的水平承重结构比较容易解决。但当考虑抗震设防要求时，以不在顶层设置较大厅室而使剪力墙竖向贯通建筑全高为好。

高层建筑的体形设计应力求简洁、匀称、平整、稳定，以适应高层结构的整体受力持点。简洁的建筑体形可以保证高层结构的组成单一、受力明确，有利于抵抗水平风力和地震力。实践表明，平面外形复杂，高低悬殊很大或各部分有刚度突变等，都是导致震后开裂的因素。出于建筑功能要求或建筑空间体量构图方面的原因，建筑平面或立面的形状比较复杂，或结构刚度截然个同时，应以抗震缝分成几个体形简单的独立单元。高层或超高层建筑的体形应合利于抗侧加结构的稳定。为厂增强抗侧力结构的稳定性，高层和超高层建筑的体形设计多采用如下手法；使高层或超高层建筑的底部逐渐扩大。一般常结合底层太空间的布置而采用倾斜的框架结构。使高层或超高层建筑的上部逐层或跳层收束。这种收束可以是对称的(如纽约帝国大厦),也可以是不对称的(如芝加哥西尔斯塔楼)。使高层或超高层建筑由下至上逐渐收分。高l00层的芝加哥约翰•汉考克大厦明显地反映丁古埃及建筑那种稳定墩实的体形待征，它比不收分的矩形柱状塔楼可以减少10~50%的测移。在现代城市规划设计理论中，A字形、金字塔形等结构形式，也被利用来探求各种新型的居住生活单元了。这里，结构的稳定体形是与空间的组织和利用紧密联系在一起的。

结语

高层建筑的受力特点篇8

关键词：超限；高层建筑；筑结构设计；应注意问题

1 引言

伴随城市化建设进程的不断加快，城市建筑正在发生着日新月异的变化，大量人口涌入至城市中，导致城市人口急剧增加，使得城市的土地日趋紧张。虽然外来人口给了城市的发展一个极大的推动作用，但同时也给建筑业在其满足居住问题上提出了一个新的问题。城市为了节约土地和空间以及人们对居住环境的要求，就要去带动高层建筑技术的快速发展，因此，高层建筑建筑已成为当代城市中的一道重要的的风景（如下图1，2），是城市空间中不不能缺少的的元素之一。

2 高层建筑结构体系概述

在高层建筑中，抗侧力结构体系的选择与组成成为高层建筑结构设计的首要考虑及决策重点。当抗侧力体系决定后，水平构件体系的大格局便已确定，当然楼盖布置的细节也可再进一步进行推敲，因其其也有可能会反过来对抗侧力体系产生影响。目前应用于高层建筑的主要结构体系主要有以下几种：

2.1框架结构

其基本组成构件为梁与柱，框架结构的优点是建筑平面布置较为灵活，结构受力简洁而清晰，施工也较为方便；且在抗震设计中，其延性较好，耗能能力也较强，因此，具有很好的抗震性能。通常使用的柱网间距为5 - 9m，而当采用预应力和钢骨混凝土的结构时，柱距大于等于15。如果建筑物较高时，应该考虑建筑结构设计的主控因素（风荷载和地震作用），其缺点是抗侧刚度较弱，所以需要设计较大截面的梁、柱才能满足变形要求，这样会影响建筑的使用空间；另一个考虑对象是非结构构件的填充墙，其变形性能比框架差很远，且框架结构变形较大时，容易损坏。

2.2剪力墙结构

其最大特点就是抗侧刚度大和承载力高。一般而言，布置合理的剪力墙结构，会有较强的抗震和抗风能力。在众多大地震中，剪力墙结构出现破坏的较少，表现出了其良好的抗震性能。而其缺点则是自重大和刚性大以及延性差，并且对水平荷载也只能“硬碰硬”，所以剪力墙结构的周期较短，地震惯性力也较大。剪力墙的间距一般较小，为3 - 8 m，因此，其平面布置不够灵活，建筑空间会受限制。

2.3框架一剪力墙结构

其不仅有框架结构的布置灵活和延性好，也具有剪力墙结构的大刚度和高承载力的特点。框架结构的侧向位移为剪切型，其层间的相对位移下大而上小，而剪力墙结构的侧向位移则为弯曲型，它的层间相对位移则为下小而上大。并通过楼层梁板将两者连在一起，从而使得框架和剪力墙协同受力，一同进行工作。所以，在结构的底部框架的侧移变小，那么在结构上部剪力墙的侧移就变小，其侧移的曲线包含了2种结构的特点，是弯剪型。此外，在水平的荷载下，剪力墙会作为第一道防线来抵抗掉大部分的水平荷载，而框架则为第二道防线。框架-剪力墙结构是高层建筑较为理想的结构体系，被广泛的用于高层公共建筑中。该结构体系的建筑物通常有10 - 30层。

2.4框架-核心筒体结构

其实该结构是框架—剪力墙结构的一种特例，其受力特点与框架一剪力墙的结构相同。核心筒是通过利用电梯井和楼梯间以及管道井等的墙体，来围成一个封闭的实腹筒体，且框架部分是以核心筒作为中心来向外进行布置，其外框架的柱间距可达到9- 10m，因此，其有空间大而灵活，立面可选性较强以及采光好等优点，是商务建筑和高层公共建筑的理想选择。其封闭的实腹筒体整体性，让其具有非常优异的抗弯与抗扭刚度，可建造的高度达40-50层。且当设有伸臂时，其外框架的抗倾覆矩就会得到增大，从而使其结构的抗侧刚度得以增大，从而减少结构的侧移，这样其建造的高度则可达60-100层。

3 高层建筑结构的设计特点

3.1水平荷载是设计中的决定因素

在建筑的结构设计中，其要对水平荷载及竖向荷载进行计算，这需要从两个方面进行考虑，对于竖构件而言，当楼房的自重与楼面的使用荷载所导致的轴力以及弯矩的数值与楼房高度的一次方成正比，水平荷载在其竖构件上所产生的轴力则与楼房高度的两次方成正比；另一方面，当楼房的高度确定后，其竖荷载基本上是定值，而其水平荷载其数值则会随着结构特性的不同而有不同的变化。

3.2 轴向的变形不可忽视

高层建筑由于其垂直高度较高，所以其竖向荷载的数值较大，这样就会导致柱的轴向变形也变得比较大，导致连续梁的弯矩发生改变，而使得其负弯矩值变小，而其跨中的正弯矩和端支座的负弯矩值也会有所增大；而预制构件下料的长度则要按照轴向的变形来计算其值，因此其下料长度也需要进行调整；而当轴向变形发生时，对于构件的剪力及侧移还会产生一定的影响，使其所计算出来的结果与安全结果有所差距。

3.3侧移成为控制指标

高层建筑不同于多层建筑，其高度的不断增加，使其水平荷载下的结构发生侧移的机率较大，当侧侧移不断增大时，也会高层结构设计的不安全隐患产生，所以对于高层结构设计中，需要将结构在水平荷载下的侧移限定在某一个特定的限度范围内。

3.4 结构延性是重要设计指标

高层建筑具有其垂直高度较大，所以需要其结构上比多层结构具有更好的柔性，这样就需要高层建筑结构具有更好的变形能力，这样一旦地震发生，则会使高层建筑进入塑性变形，从而避免发生倒塌的危险，所以在设计时需要设计人员采取必要的措施，从而满足结构上的延性需要。

4 高层建筑结构设计中常见问题

4.1 地基与基础设计

.在一些多层建筑当中，往往只是参照附件的建筑物的基础设计资料就开始进行施工图的设计，而没有进行详细的地质勘探，更没有相关的数据报告，这就很难保证地基与基础的合理性和安全性。所以在实际设计工作中，一定要依据地质勘察资料来进行，综合多方面的因素来进行基础和结构的设计。

4.2 抗震设计

对于需要抗震设防的高层建筑中，应尽量不去使用纯的框架体系，但可用框架——剪力墙或者筒体结构体系，而要按照我国的具体条件来进一步的总结对高层建筑的相关刚度要求，以便于可以更为经济与合理的来布置剪力墙与筒体等的抗侧力构件。下表1 为《抗规》的抗震性能水准的分类。

4.3 现浇钢筋混凝土楼板的裂缝问题

①从钢筋混凝土的现浇楼板的各种受力体系分析，不管是按哪种设计中对其受力状态的考虑，都是局限于楼板平面上应力的变化以及板平面受剪的变形。即使对板端的嵌固端节点所产生的弯矩进行考虑，也仅仅是对板平面的弯曲或者屈曲所产生的应力进行了考虑。而在对楼板的受力体系进行分析时，对于现浇结构的构件间的在三维空间之中怎样进行内力分配和协调变形，则根本没有进行考虑。

②在进行楼板钢筋的配置设计时，部分的设计者只是按照单向板来进行计算，只是以分离式的负弯矩钢筋来作为支座处的支撑，这种设计方法所计算出来的受力情况和实际的受力情况存在着较大的出入，所以导致混凝土楼面的抗拉能力分布不均，很容易导致局部裂缝的产生，同时由于对于构造配盘及放射筋等重视度不够，所以一些薄弱环节没有加强筋的配置，为质量安全埋下了隐患。

4.4 连续梁按单梁进行设计

此情况大多发于阳台边梁的设计之中。而为了对受力分析可以方便，设计者把应为连续梁的梁按照单简支梁来设计，使得梁在支座上部的负筋配置过少。从而引起了梁在支座附近上部的受拉区出现竖向上的裂缝，从而导致梁上部拦板处出现竖向的裂缝。若此边梁的长度较长，那么出现的问题将会变得更加严重。

4.5 悬挑梁梁高的选用过小

设计人员通常只注意到了对梁的强充以及倾覆进行相应的验算，却忽视了对梁的手挠度进行必要的验算。若果梁高选用的过小，则会导致梁的截面的受压区的应力太大，这样梁挠度则会随着时间的推移逐渐加大。而挑梁的变形则会导致梁板产生裂缝，且裂缝宽度会伴随挑梁变形的回大而不断加宽，从而对房屋的正常使用产生一定影响。

5 结束语

随着城市化进程的加快，城市规划中对空间规划有了一定的需求，高层建筑结构已越来越成为城市建筑的重点，在结构设计过程中，高层建筑结构因较多层建筑要具有较大的复杂性，因此在设计中要综合多方面因素进行考虑，对各部位的受力情况及参数的选取要进行仔细的分析和研究，从而保证高层建筑物的结构设计安全，以免留下设计中的安全隐患，从而保证高层建筑的安全性。

参考文献

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