探讨高层建筑结构设计问题

摘要：随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多促使高层建筑
得以快速发展。层数和高度的增加，使得水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显着，
高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系密
切相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。本文作者对此进行了而探讨。

 

　　关键词：建筑结构；结构体系；设计

 

　　

 

　　引言

 

　　随着社会经济的迅速发展，人民物质生活水平的不断提高，居住条件的不断改善，高
层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过
程，

 任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存

在不安全因素。我们结构设计人员应不断加强对常见结构设计错误的辨别能力，使建筑的结
构设计更安全、更合理。

 

　　一、高层建筑结构体系的组成部分

 

　　框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构
 框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。钢筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分
为：

①梁、板、柱全部现场浇筑的现浇框架；②楼板预制，梁、柱现场浇筑的现浇框架；③梁、

板预制，柱现场浇筑的半装配式框架；

④梁、板、柱全部预制的全装配式框架等。 

　　随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显着增加，从而导
致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影
响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制。
 
　　框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧向位移。其中一部分是结构弯
曲变形，即框架结构产生整体弯曲，由柱子的拉伸和压缩所引起的水平位移；另一部分是
剪切变形，即框架结构整体受剪，层间梁柱杆件发生弯曲而引起的水平位移。当高宽比

 H／

B

≤4 时，框架结构以剪切变形为主，弯曲变形较小而可忽略， 其整体位移曲线呈剪切型， 

特点是结构层间位移随楼层增高而减小。

 

　　由于框架构件截面较小，

 抗侧刚度较小，在强震下结构整体位移和层间位移都较大，

 

容易产生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主
要适用于非抗震区和层数较少的建筑；抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措
施外不需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等，以避免框架变形过大时填充
墙的损坏。

 

　　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。根据施工方法的不同，可以分为：全部现浇的剪力墙；全部用预制墙板装配而成的
剪力墙；内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。

 

　　在承受水平力作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。剪力墙的水平位移由弯
曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，其位移曲线呈弯曲
形，特点是结构层间位移随楼层增高而增加。

 

　　简体结构体系简体结构为空间受力体系。筒体的基本形式有三种：实腹筒、框筒及桁架
筒。用剪力墙围成的筒体称为实腹筒。在实腹筒的墙体上开出许多规则的窗洞所形成的开孔
简体称为框筒，它实际上是由密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的简体。
如果简体的四壁和斜杆形成的桁架组成，则成为桁架筒。

 

　　二、高层建筑结构体系设计的基本要求