高层建筑结构设计问题分析

【摘

 要】随着城市建设的迅速发展，高层建筑在城市中应运而生并变的异常普遍。特别是在

我国的城市发展中，超高层建筑有时也成为反应城市经济繁荣和社会进步的标志。本文对高
层建筑结构设计的特点进行论述，并对结构设计中的相关问题进行深入的分析研究，为相
关工程提供参考与借鉴。

 

　　【关键词】高层建筑；结构设计；

 特点； 问题 

　　前言

 

　　高层建筑存在诸多问题，高难度，高技术，高风险都需要大量技术工作人员去解决，
高层建筑结构设计是一个复杂、长期、循环往复的过程，结构设计工程师在设计的过程不仅
要严格执行新规范中相应的构造要求，还要结合实际情况，进行结构分析并且制定多种方
案进行比较分析，只有这样才能从根本上消除设计质量的隐患。

 

　　一、高层建筑结构设计的特点分析研究

 

　　

1、水平荷载成为决定因素。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，与楼房高度的两次方成正比，高层建筑楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中所引起
的弯矩和轴力的数值，仅与建筑高度的一次方成正比。对某一定高度楼房来说，它的竖向荷
载大体上是定值，但是其水平荷载却不是定值，它随结构动力特性的不同而有较大幅度变
化。

 

　　

2、结构延性是重要设计指标。与低层建筑相比，在地震作用下高层建筑的结构的变形会

更大一些。为了避免高层建筑倒塌，使其具有较强的变形能力，特别需要在其构造设计上采
取一定的措施，来保证结构具有足够的延性。

 

　　

3、轴向变形不容忽视。在高层建筑中，因为其竖向荷载很大，所以它能够在柱中引起较

大的轴向变形，使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增
大；

 此外它还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。 

　　

4、侧移成为控制指标。与低层建筑不同，结构侧移是高层建筑结构设计中的关键因素。

水平荷载下结构的侧移变形随着建筑高度的增加而增大，与建筑高度的四次方成正比。因此，
在水平荷载作用下，应将结构的侧移控制在一定的限度范围内。

 

　　二、高层建筑结构体系的特点分析研究

 

　　

1、框架结构体系。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，具有较大的室内空间，使用较方便。

 

　　

2、剪力墙结构体系。利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪

力墙结构体系。剪力墙结构体系用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。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载
力要求也容易满足；剪力墙结构体系主要缺点：主要是剪力墙间距不能太大，平面布置不
灵活，不能满足公共建筑的使用要求。此外，结构自重往往也较大。

 

　　

3、筒体结构。单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为

实腹筒；框架通过减小肢距，形成空间密柱，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁
筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架

—筒体结构、筒中筒

结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。

 

　　

4、巨型结构。巨型结构一般由两级结构组成。第一级结构超越楼层划分，形成跨若干楼

层的巨梁、巨柱（超级框架）或巨型衍架杆件（超级衍架），以这巨型结构来承受水平力和
竖向荷载，楼面作为第二级结构，只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结
构上。常见的巨型结构有巨型框架结构和巨型桁架结构。

 

　　三、高层建筑结构设计中常见问题分析研究