高层建筑结构设计分析研究

摘要：随着城市化进程的加快，高层、超高层建筑已成为城市快速发展和进步的风向指标。
高层建筑结构复杂、功能齐全、类型多样化，其结构设计存在各种各样的问题。因此，本文针
对高层建筑结构设计的特点，针对高层建筑结构的特点和设计问题，分析总结设计的要点
提出相对的控制措施和注意事项，为广大结构设计者提供借鉴和参考。

 

　　关键词：高层建筑，结构设计，分析，研究

 

　　中图分类号：

[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号： 

　　

1 引言 

　　我国经济的快速发展加快了城市化进程的脚步，同时带动了建筑业的腾飞，建筑技术
随之也有了质的飞跃。高层建筑的发展使有限的土地面积得到了最大化的使用，发展无限的
空间，缓解了城市用地紧张和城市人口压力，并且高层建筑一跃成为建筑发展的主流导向
俨然成为城市高度发展的标志。高层建筑结构层数多、复杂难度大、施工困难、管理复杂、工序
繁多、建设周期长、质量难以保证等诸多的特殊性，给设计施工带来了许多不便。高层建筑能
够做到结构功能与外部条件的一致，设计理念先进，能够充分发挥结构的功能并保持经济
性的协调，更好的解决构造问题。高层建筑结构总体系与各个分支体系设计和构造处理的原
则、力学性质以及工作原理、力学模型和功能等这些高层建筑概念设计的依据都需要在实践
中不断的积累经验。本文从高层建筑结构设计的角度出发，针对高层建筑结构的特点和设计
问题，分析总结设计的要点，提出相对的控制措施，以期为相关的结构设计人员提供借鉴
和参考。

 

　　

2 高层建筑结构设计特点 

　　相比低层、多层建筑结构，高层建筑结构中结构专业在各个专业中发挥着更为重要的作
用，结构体系的选择直接关系到建筑的平面布置、楼层高度、施工技术、机电管道、施工工期、
造价成本等，主要设计特点有以下几点：

 

　　

1）高层建筑结构设计的主要因素是水平载荷，其也是高层建筑结构设计的决定因素，

在低层和多层建筑结构中，一般是以重力为代表的竖向载荷对结构设计起着至关重要的作
用。在高层建筑结构设计中，虽然竖向载荷对结构存在着重要的影响作用，但是水平载荷更
为重要，之所以这样认为，是因为水平力对高层建筑结构安全稳定性的影响程度要远远超
过竖向载荷对结构的影响。建筑结构设计中的竖向载荷包括建筑自重以及建筑楼面的使用载
荷，它们在竖向构件中作用的轴力和弯矩的大小与建筑高度的一次方成正比关系，而水平
载荷对建筑结构产生的倾覆力矩，和由此在竖向构件中产生的轴力，都与建筑高度的二次
方成正比关系，因而，对于一定高度的建筑来说，竖向载荷是定值，而水平载荷主要是风
载荷和地震水平分力，它们的数值大小是动态的，具有不确定性，对着结构动力学的不同
随之产生较大的变化，而随着建筑高度的增加，较小的水平载荷也会产生较大的倾覆力矩
和轴力，因此水平载荷是高层建筑安全性能的主要决定性因素之一。

 

　　

2）建筑结构中，轴向变形对结构的影响主要表现在连续梁支座的安全和预测构件的下

料长度方面。在高层建筑结构中，由于竖向载荷较大，柱中的挠度也较大，这样直接影响了
连续梁弯矩，导致中间支座附近的负弯矩减小，而连续梁跨中正弯矩和端支座负弯矩增大
威胁到连续梁的稳定安全性能。同时较大的轴向变形也会对预测构件的下料长度产生影响，
因此要根据轴向变形的计算值来调整预测构件的下料长度，避免出现安全隐患。结构构件的
剪力值和侧移也会受到轴向变形的影响，考虑到结构构件竖向变形，得到的结果安全度不
够。

 

　　

3）与低层、多层建筑结构几何变形相比，高层建筑结构的侧向位移也成为控制目标，

需要在结构设计中认真重视的关键所在。随着建筑高度的不断增加，侧向位移受水平荷载影