2014 年结构工程师专业知识:高层建筑结构设计

　　

1、高层建筑结构设计的意义及依据

　　

1.1　概念设计的意义高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现

先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，
用概念设计来判断计算设计的合理性。

　　

1.2　概念设计的依据高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性

质，设计和构造处理原则，计算程序的力学模型和功能，吸取或不断积累的实
践经验。

　　

2、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

;

　　

2.1　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。

　　

2.2　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。

　　

2.3　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。

　　

2.4　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，会得出偏于不安垒的结果。

　　

2.5　结构延性是重要设计指标。