浅谈高层建筑结构设计分析问题

　摘要：目前，伴随着高层建筑在我国的飞速发展需求，建筑高度的日益增加，建筑类型
以及功能也日新月异，难度相对而言逐渐变大。结构体系各式各样，高层建筑结构设计现在
主要成为结构相关工程设计人员在设计工作重点和难点。

 

　　关键词

:高层建筑；结构设计 

　　

 

　　

 

　　引言：随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，功能俱全的高层建筑越
来越多，城市化进程不断加快以及对高层、超高层建筑的结构体系的研究日益完善，使得高
层、超高层建筑得迅猛发展。高层建筑的出现，不仅改变了城市的建筑格局和人们的居住模
式，还在一定程度上反映出科学技术与社会经济发展的水平。

 

　　

1、高层建筑结构设计特点 

　　

1.1 水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起

的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩
以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高
度楼房来说，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
结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

 

　　

1.2 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
会得出偏于不安全的结果。

 

　　

1.3 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。

 

　　

1.4 结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用

下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，
特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

 

　　

2、高层建筑结构设计关键技术分析 

　　

2.1 水平荷载相对于竖向荷载显得更为重要 

　　结构需同时承受竖向和水平荷载，低层结构以抵抗重力为代表的竖向荷载为主，而水
平荷载所产生的内力、侧向位移很小。对高层结构来说，随着建筑高度的增加，水平荷载随
建筑高度的增高迅速增大。如把建筑物视作一简单的竖向悬臂构件，构件中由竖向荷载产生
的轴力与高度（

H）成正比；水平作用产生的弯矩与高度（H）的平方成正比；水平作用产

生的侧向位移则与高度（

H）的四次方成正比。对某一高度确定的建筑，结构竖向荷载的大

小基本稳定，而水平方向上风载和地震作用的数值大小往往会随高层建筑结构的动力特性
不同而存在较大幅度的变化。可见，水平荷载对高层建筑结构的影响大，侧向位移成为结构
设计的主要控制目标之一。

 

　　

2.2 控制结构侧移是关键因素 

　　

 与低层建筑结构的设计不同，高层建筑结构的侧移是其结构设计过程中的关键决定性

因素。随着建筑高度的不断增加，水平侧向荷载下的结构侧移变形会快速增大。侧向位移过
大将使结构产生附加内力，特别是对竖向构件，附加偏心力超过一定限值时，将会引起整
个结构的倒塌破坏；同时，在风荷载作用下，如果侧向位移过大，将会引起居住者工作者