高层建筑结构设计特点及优化设计

分析

    摘要：随着我国城市建设速度的不断加快，城市中高层建筑项目越来越多，对建筑结构
设计提出了更高的要求。做好高层建筑结构设计，既要满足建筑结构的基本功能，又要保证
其安全性与经济性，因此，加强对高层建筑结构设计的研究是当前我国建筑行业发展过程
中的重中之重。

 

　　关键词：高层建筑；结构设计；特点；优化措施

 

　　随着城市的快速发展，高层建筑已经成为现代城市发展的主要方向，并且也成为反映
现代城市繁荣与进步的重要标志。现代建筑功能越来越多，结构体系也日趋复杂，因此建筑
结构设计也必须与时俱进，以保证设计方案的科学性、合理性。

 

　　

1 高层建筑的结构特点 

　　

1.1 结构延性是重要设计指标。高楼层因为其独特的特性在很多方面都比低层楼房有优

势，其最显著的特点就是高层楼房拥有较好的柔韧性，正是因为这种特性，使得这种高层
楼房在发生地震的时候容易出现变形等情况。因此想要保证高层建筑的延性，建造楼房的时
候通常都会在建造过程中特别是在其进人塑性变形阶段之后，其仍然能够保持很强的变形
力，这样就能保证楼房在遇见晃动的情况之下不会出现坍塌的现象，因此在设计的时候需
要针对这种情况采取专门的措施进行防护。

 

　　

1.2 轴向变形不容忽视。剪力墙结构是现代建筑中应用较为广泛的一种结构形式，这种

结构的特点是建筑中心轴受到的压力比建筑四周的支柱受到的压力要大的很多，因此建筑
物中轴受到压力产生形变的可能性要远远地大于周围支柱轴。通常如果建造的建筑高度越高，
那么其产生形变的可能性也就越大，在这种情况之下很容易导致建筑的中心支柱因为受到
较大的压力而出现坍塌的现象。如果说在建造较高楼层的建筑时候不能够很好的进行设计，
那么建筑完工之后，中轴就会承担过多的压力，这样很容易使中轴出现形变的情况，一旦
中轴出现形变之后，整个建筑的连续弯矩就会受到较大的影响，中轴承担了过多的压力使
得中轴底座的负弯矩变得很小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；如果设计的不够合理
这种轴向变形还会对建筑构件的下料长度等产生非常大的影响；轴向变形还能造成构件剪
力受到影响，这样就会大大加剧建筑的不安全性。

 

　　

1.3 水平荷载成为决定因素。高层楼房的设计以及建造和底层楼房不同，在考虑竖向荷

载的同时还需要考虑建筑的水平荷载能力，因为在建造高层楼房的时候水平荷载往往能对
建筑产生非常重要的作用。水平荷载能够产生如此重要的影响主要有以下几个原因：第一点
就是如果在设计的时候仅仅考虑竖向荷载，那么其相关联的数据和设计高度成一次方关系
这在设计的时候是不够的，但是水平荷载相关的数据能够保证其和高度成二次方关系；第
二点就是建筑物设计的时候关于竖向荷载是相对固定的，但是水平荷载却受到众多因素的
影响，在设计的时候还需要考虑到地震等能够对建筑物造成破坏的因素。

 

　　

2 高层建筑结构体系及分析 

　　在设计不同的抗侧力结构的时候，用到的钢筋混凝土的结构也是不同的，该结构主要
有框架结构、剪力墙结构等结构体系，不同的结构在设计的时候有这不同的作用，因此建筑
师在设计的时候需要根据建筑的实际情况合理的进行选择和利用。

 

　　

2.1 框架结构体系。在钢筋混凝土结构以及钢结构中使用最多的就是框架结构，其在构

建的时候非常的灵活，能够提供较大的空间，在构建的时候了，将梁和柱进行完美的融合
构建出建筑的整体构架。在构建框架结构体系的时候需要对位移以及框架

―剪力墙机构的内