高层结构建筑设计范文第1篇
摘要：高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，在设计时，应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑。在地震区，凡是地基基础好的，建筑结构所受到的破坏就轻，危害就小。在工程质量事故中，如果基础工程出现质量问题，补救起来相当困难，还会给工程造价和工期带来较大的影响。所以，在进行地基基礎设计时，除了保证基础本身应具有足够的强度和刚度外，还应考虑地基的强度、稳定性及变形的要求，为使基础设计更合理，应综合考虑上部结构、基础和地基的共同作用。
关键词：高层住宅;建筑结构;选型;设计管理
引言
随着城市化建设进程的不断加快，近年来，建筑的设计开始逐渐趋于功能多元化发展。同时，基于我国基本国情，高层建筑的建设力度大幅度增加，促使我国各城市中的可规划空间越来越多，有效推进了我国的城市规划进程。高层建筑的结构设计质量，可对其整体安全性以及功能起到决定性影响，确保相关各环节设计的质量有助于促进高层建筑更好的发展。
1高层住宅建筑结构的选型
高层住宅建筑的结构体系和选型方式直接决定了建筑结构在建设过程中和建成使用后的经济效益和施工的难度。一般来说，传统的高层住宅建筑结构体系是指建筑物的物理结构能抵抗纵向和水平方向荷载和各种力的作用而保持结构的稳定性。对于建筑物中各种受力部件之间的相互作用关系和组成结构的方式，都涵盖在结构体系当中。住宅建筑由于其用途具有特殊性，建筑的结构需要以稳定性为重点进行设计和建造。各种力的传播和竖向以及水平方向的荷载都能通过水平构件和竖向构件实时的传递到地基上，从而不会对建筑物造成直接的外力作用，以此实现建筑物的整体结构稳定。但随着当前建筑物高度的不断增加，由于自然环境的风力和水平地震力的外力作用而产生的横向荷载会显著大于其纵向的增长速率。为此，就需要有针对性的对建筑结构中抗侧力体系进行加强。使外力能够沿着垂直向下的方向传到基础层，避免侧向外力对建筑造成的影响。
一般来说，高层住宅结构体系根据抗侧力体系进行分类，主要包括框架、剪力墙、筒体式、筒中筒和脊骨式等多种形式。也有一些复杂的结构形式由以上基本形式组合演变而来的连体、悬挑、带加强层的复杂结构形式也在近年的高层住宅建筑当中频繁出现。目前城市高层住宅建筑中最常见的结构是钢筋混凝土、钢和二者的混合结构这三种形式。在高层建筑住宅的选型阶段，应根据高层建筑安全经济运行所需要的结构基础和造价预算，以及工程施工的工期长短来选择最适宜的结构体系类型。还需要注意结构体系的选择，以适应建筑理念的可持续发展，并达到国家消防建筑体系的标准，消防安全是设计和选择的指导因素。
2优化设计的原则
2.1安全性
结构优化设计不仅可以降低工程投入，节约建设成本，更重要的是可以保证结构的安全性能。如果仅以节约资金投入作为结构优化的判别依据，而不考虑结构的安全性，那么结构的优化将无任何价值和作用，并且不能保证结构安全的优化设计也是行不通的，因此，安全性是设计人员结构优化的根本原则和基础条件。
2.2功能性
房屋建筑的功能性可通过优化设计体现，在优化过程中，不能以除去建筑物内部承压梁的形式提升空间范围，房屋建筑的功能和居住环境的舒适度是优化设计的重要原则，尤其是在目前的经济条件下，对房屋设计进行选择时，消费者有更加具体的功能性要求，只有在满足房屋功能性要求的条件下，建筑结构才能发挥它的实际价值和作用。
2.3经济性
对建筑材料的优化使用是房屋设计经济性原则的主要方法，建筑施工是一个涉及多个领域的综合性大型工程，并且随着经济水平的快速发展，各个方面，如钢筋、混凝土、水泥、砌体等都需要投入大量的资金，进行工程建设时，各个分支的资金使用十分有限，这就要求在保证安全性的条件下，遵循经济性原则，通过节能材料的合理选择严格控制建筑成本，合理安排施工流程，减少不必要的成本投入。
3高层建筑结构优化设计策略
3.1高层建筑结构方案的优化选择
高层建筑结构设计前，首先应做好结构方案的选择和选型工作。设计行业有“方案成功是设计成功的一半”的思想和共识。进行高层建筑结构优化设计时，必须将结构方案的选择与定型工作列为重要的前提和基础，为高层建筑结构设计的其他工作提供必要的计算、技术前提和条件。结构方案选择中，要确立标准和价值目标，以此来适应高层建筑结构设计工作的要求和目标，综合与权衡各类要素和各方面的因素，提升优化高层建筑结构设计的科学性和合理性。一个优秀的结构方案和设计产品，首先要符合建筑技术和设计行业的基本要求和标准，这是选择结构方案的必要前提。在优化高层建筑结构方案过程中，既要与施工要求一致，也要与外部条件吻合。在优化和选择高层建筑结构方案的细节中，要综合考虑社会、地质、文化等因素，预防地下水位过高、土质情况不良、社会文化制约等因素所产生的对高层建筑结构建设工作的影响，以此提升高层建筑结构设计的科学性及合理性。
3.2重视高层建筑结构计算简图的数字化运用
随着数字技术尤其是计算机的快速发展，传统的计算分析和图纸逐渐被数字化技术取代，在结构设计参数影响分析和快速设计结构方案时，数字化技术表现出了良好的适用性与可靠性。例如，可利用GAMES软件构建模型，该软件具有操作简单、处理快捷等优点，并在混合整数、线性及非线性优化方面有广泛的应用价值。另外，可利用TBCAD等软件进行科学、有效的建模分析和方案的优化，从而更加直观、准确地展现建筑结构形式。数字化计算机软件为处理结构优化设计的必备工具，在处理解决各种复杂情况时表现出了较强的使用功能。
3.3优化结构设计的功能性
在高层建筑结构优化设计工作中，要有多维度的视角和多层次的认知，这样，才能确保建筑结构满足施工建设及日后使用的要求和需要。在高层建筑结构优化设计过程中，设计人员要明确优化的基本目标———让高层建筑取得施工和使用、应用和安全、功能和保障上的最佳状态。从高层建筑结构优化设计工作开始，必须强化结构设计的多功能性。要根据高层建筑的立项意图和建设方意见进行结构优化的细节设计。但是，在结构优化设计过程中，必须强调工作的科学性和设计的规范性，所设计的结构和功能才能在施工中得到顺利体现，结构的优化才能有安全、标准、实施上实现的可能，才能提升整个高层建筑结构的功能性和适应性。在优化高层建筑结构设计过程中，必须重视延性设计环节，进而体现高层建筑结构的延性参数和指标，使高层建筑结构在优化的前提下更好地适应施工中冲击、使用中撞击、结构坍塌、框架形变等问题，以良好的延性冗余提升高层建筑结构的稳定性和功能性。在高层建筑结构优化设计过程中，要提升整体的水平力，这是优化工作的关键要素和重要参数。通过结构优化，提升高层建筑结构水平力的稳定性，将单一方向的荷载分解为高层建筑结构整体的受力，确保高层建筑结构水平方向的连续性和安全性。要在优化设计工作中，始终强调结构整体的稳定性。要通过结构强化、系统优化、功能分化等措施，提升结构的稳定性，进而适应建筑物在施工和使用中对各方面的影响，以此提高整体稳定性和连续性。
结束语：
总而言之，高层建筑结构设计人员要立足于加快城市建设进程和社会经济快速增长的大局，要看到高层建筑物在结构、功能和资源上的优势，有针对性地采取优化设计策略，以严谨的精神、科学的手段、系统的措施进行高层建筑结构的优化设计工作，从初始阶段就奠定好精品高层建筑结构的基础，对高层建筑结构施工建设产生更加直接、更加规范的引导和影响，系统强化，全面保障高层建筑结构施工质量和建设成果。
参考文献：
[1]岳文萍，周强茂，刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产，2016，（03）：90-91.
[2]赵东晓.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].商品混凝土，2012，（09）：132-133.
[3]张振新.高层建筑结构设计中的问题及对策研究[J].工程技术研究，2017，（07）：218-219.
高层结构建筑设计范文第2篇
摘要：随着我国建筑行业的快速发展以及城市土地资源的日益紧张，超限高层建筑被应用的越来越加广泛，其安全与否对于人们的生命财产安全有着重要的影响，因此，必须加强对超限高层建筑结构设计的重视。本文就以某超限高层建筑为例，对其工程的概况、抗震设计参数和设计目标进行阐述，并利用相应的工程分析软件对其抗震性能进行分析，提出超限高层建筑结构超限设计注意事项。
关键词：某超限高层建筑结构；抗震超限设计；抗震性能分析；注意事项
在对超限高层建筑进行结构抗震超限设计时，需要根据工程实际情况选择合理的抗震指标，综合考虑各部分结构应该达到的抗震性能目标与水准，利用合理的计算方法对其验证，从而保证最终的设计效果符合抗震规范的要求。
一、某超限高层建筑工程概况
本建筑工程的主体结构高度为186.550m，在地面上的总层数设计为46层，有7层裙房，地下结构为4层，成双塔构型。地下结构的功能设计与高度分别为：地下1层高度为5.500米，作为超市使用；地下2-3层主要作为车库使用，高度为3.900米；地下4层是人防兼车库，保持层高在4.500米。地上结构的层高与功能设计分别为：1层高度5.500米，2-7层高度是5.000米，1—7层共同作为购物中心；8层以上都作为办公使用，8层与9层的层高应为4.000米，10层、22层以及34层作为避难层，其高度为4.050米，剩余楼层高度都为3.850米[1]。
二、某超限高层建筑结构抗震超限设计
（一）某超限高层建筑结构体系与抗震超限设计参数
本工程的结构体系主要包括：钢管混凝土柱和钢梁组成的外部框架、钢筋混凝土核心筒构成的内部结构。本工程设计基准期为50年；建筑结构整体的安全等级设计以二级为标准；在抗震类别上，10层（第一避难层）以下为乙类，以上为丙类；设计基本地震加速度采用0.10g，整体抗震设防烈度为7度，地震分组设计为第二组，场地类别属于Ⅱ类，场地的特征周期设计为0.40s。
（二）抗震超限设计目标
抗震超限设计的目标需要根据结构构件的不同而进行确定，结合《高层建筑混凝土结构技术规程》的定义，本工程的主要结构构件可以分为两类，第一类是位于底部加强区的核心筒和越层柱，第二类是位于非底部加强区的核心筒、工程中的框架梁、连梁和外框柱以及楼板[2]。
根据抗震超限设计参数的要求，此两类结构构件的抗震性能水准和抗震性能目标应如表1所示， 表1抗震性能水准与抗震性能目标
具体的抗震设防目标应如表2所示。
地震等级
抗震性能目标 多遇
地震 设防烈度地震 罕见地震
震后整体损坏程度 完好，无损坏 轻度损坏 中度损坏
层间位移值 1/658 1/221 1/100
震后构件性能状况 底部加强区核心筒
保持良好弹性 抗剪弹性；受弯不屈服；
控制墙体拉应力 抗剪截面满足规范要求
越层柱 抗剪弹性；受弯不屈服
可以进入需塑性，
但应控制塑性变形程度
非底部加强区核心筒 抗剪弹性；受弯不屈服
抗剪截面满足规范要求
外框架柱 抗剪弹性；受弯不屈服
框架梁 允许部分构件弯曲屈服；
允许部分构件进入抗剪塑性；
抗剪截面满足规范要求
连梁 抗剪弹性
受弯不屈服 可以进入需塑性，但应控制塑性变形程度，且不能脱落
楼板 允许开裂，但裂缝宽度与降低刚度应在一定范围内 允许开裂，但不能
开裂过度或脱落
表2：抗震性能要求
三、某超限高层建筑工程結构抗震超限分析
为计算本工程的抗震性能和寻找结构的薄弱位置，遵循地震设计“小震不坏、中震可修、大震不倒”的慎防原则，本文以MIDAS Building和SATWE为计算工具，对本工程的各项抗震性能要求进行了相应的分析，具体分析内容如下：
（一）多遇地震弹性分析
在利用软件对建筑工程进行多遇地震弹性分析时，利用壳单元来模拟墙体和楼板，框架柱和梁用杆件单元来模拟，以软件自带的钢管混凝土截面来代替建筑工程中的钢管混凝土，可以得到如图1和图2的层间位移角曲线[3]。
图1：SATWE分析得到的X向层间位移角曲线
图2：MIDAS Building分析得到的X向层间位移角曲线
由图1和图2分析可以得出，本工程在多遇地震的地震波作用下发生的层间位移的规律与反应谱基本一致，且都没有超过规范要求的层间位移值，表明了本工程抗震超限设计满足多遇地震设计的要求。
（二）罕遇地震动力弹塑性分析
利用EPDA软件对本工程在罕遇地震情况下的动力弹塑性情况进行计算，可以得到图3所示的数据。
图3：罕遇地震作用下结构楼层间位移角
据图分析可以得出：本工程在罕遇地震的作用下，于水平和垂直方向发生的最大弹塑性层间位移角出现在35层，其最大值为1/119左右，没有超过抗震规范要求的1/100，能够实现“大震不倒”的抗震性能设计目标。
结语：
综上所述，超限高层建筑结构抗震超限设计是一项复杂的工程，需要考虑多种情况下结构构件的抗震性能与水准，在设计中出现任何遗漏或者错误，都会造成建筑工程结构中某一部分成为抗震的薄弱环节，进而造成安全隐患。因此，在进行超限高层建筑结构抗震超限设计时，需要请具有丰富设计经验和足够专业水平的工程师进行设计，并对设计结果进行反复论证，从而保证建筑工程的安全。
参考文献：
[1] 林辰，陈勇豪.兴业·喜来登广场酒店主楼抗震超限设计[J].浙江建筑，2014，9：17-21.
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[3] 谭雪峰，李磊，李秋娴等.某超限高层剪力墙结构抗震设计[J].科技创新导报，2014，11：54-54.
[4] 贺志文.某超限高层建筑结构基于性能抗震设计[J].新材料新装饰，2014，3：416-417，372.
高层结构建筑设计范文第3篇
[摘要]在城市发展进程中，高层建筑成为重要的建筑工程形式之一，其数量不断增加，所承载的人员、商务活动也在不断增多，其中，连体建筑结构施工技术十分重要，该项技术对整个高层建筑结构中的地位与优势是不容忽视的。相较于普通建筑工程，高层建筑工程结构复杂，任务量重，对施工质量的要求也就更高，加强对施工技术的管控很是关键。为应对当前问题，本文就高层连体建筑结构的施工技术展开了分析与探究。
[关键词]高层建筑；连体建筑结构；施工技术
而今，就目前建筑行业的发展现状来看，应及时优化与完善建筑的基本规模与基本类型，特别是连体结构的应用也备受关注。所谓的连体结构就是指出裙楼外，处在两座或两座以上的塔楼间设置连续体结构的施工形式，以实现整个结构的稳定性。连体结构具有很强的特殊性，极易发生薄弱点，为应对此类问题，必须加强对施工工艺、技术要素等的管控。以下针对连体建筑结构施工技术展开了深入性的分析。
1、连体结构的基本形式与特点
1.1基本形式
在高层建筑工程结构中，连体结构主要表现为预应力混凝土结构、钢结构、普通钢筋混凝土结构与型钢混凝土结构等几种形式。不同的结构形式，其在技术要素、材料要素等应用上存在差异，且在工程应用上特点鲜明，且适用范围也存在差异。就目前连体结构的具体呈现形式，主要以型钢混凝土结构为主，在本次研究中，针对本结构展开细致的分析。
1.2特点
1）具有高安全性。在连体结构两侧大都使用型钢混凝土柱体，且型钢的柱与梁进行连接时，施工操作也比较简单、便捷，连体结构具有高度的刚度系数，也会大大降低竖向挠曲变形问题的发生概军。由此可见，此种施工技术具有安全性与稳定性。
2）具有先进性。高层连体建筑结构施工技术具体有先进性与创新性，顺应了时代的发展趋势，实现了连体结构的自动化，这样可大大提高施工效率。然而，在开展此项施工技术时，需要开展大量焊接操作，这回对施工质量产生极大的影响。
3）具有整体性。运用型钢混凝土连体结构施工方式时，必须保证结构的整体性，强化对刚度的科学性控制。使用有限元模拟后，充分表现出连体结构之上到顶部侧向的位移会大大降低，运用此种结构，能实现对水平唯一、竖向沉降变形差的科学性调整。
4）具有良好的抗震性能。使用连体结构施工技术时，能够在一定程度上减轻建筑工程的自重，能够降低地震对高层建筑所构成的威胁与损害，同时，在结构延展性上也比较强，利于提升抗震性能。
2、高层连体建筑结构的施工技术
2.1科学开展施工测量工作
高层建筑在施工时，必须要开展科学性的施工测量工作，再加之高层建筑结构体系中的连体结构具有特殊性的特点，这会使得整个测量工作中所涉及到的要素更多，为提高施工质量，必须强调测量的精准性与可靠性。实施测量工作时，要充分结合工程结构外形，进而实现对内控点的科学性设定。为了帮助人们视觉效果，应避免将内控点设定在梁体底部。在开展连体建筑结构施工中，需要及时预留出内控点孔洞，旨在为测量与放线提供条件。测量时，所预留处的孔洞与内控点位置，应禁止在周边堆放建筑用的材料与物品，进而保证测量行为的规范性与精准性。开展施工测量时，应精准的架设垂准仪，进而保证这些内控点能在一定的观测范围内。实施测量工作时，要将有机玻璃水平放置在投点区域，并在激光的作用下将内控点引测至有机玻璃上，能保证十字区域与激光点进行对准处理。此时，应撤除掉有机玻璃，把内控点重新引到放线孔模板之上，还要弹出合理的标志线。等到内控点引到放线楼层之后，则要借助全站仪进行校正与核对，进而实施放线操作。
2.2转换层的施工工艺
开展连体结构施工时，要在高空位置伤将两座或两座以上的塔楼进行科学的连接，这也会增大跨度与高度。若按照常规的技术开展施工操作，这对模板支撑系统会形成巨大挑战，且一般的模板结构无法承载一定的负荷。连体结构施工属于高空作业，在模板稳定性上的控制技术操作比较难，由此可见，选择常规连接法无法提升模板稳定性。对于连体结构施工而言，转换层施工极为重要，借助专业技术以保证施工质量。现如今，在开展高层建筑连体结构施工时，主要是借助钢梁来达到承重与连接的目的。安装钢梁之前，要在连体结构两端楼层中安装上2台起重机，进而把钢梁吊到连体的基本结构层之中。在楼面之内，还要设置好临时性的滑移平台，运用滑车与卷扬机来打造动力系统。在起吊前，要积极开展试吊，且试吊时，高度参数应控制在0.5m左右，等到第二次试吊时，高度参数要再次提升0.5m，这些机械设备都要及时满足起吊标准，即可开展正式性的起吊操作。在实施起吊时，两端的设备要进行同步启动，且运行速度相同，进而维持钢主梁在起吊时，能时刻保持平衡。例如，在开展起吊工作时，一旦发生偏差，应采取措施来予以调整。
2.3混凝土施工
开展混凝土施工时，要在混凝土浇筑工作时，设置一定的标高，结合混凝土浇筑顺序开展科学性施工，浇筑的基本流程为从高至低。实施浇筑工作时，应首先浇筑墙柱，其次再进行梁板的浇筑。浇筑操作前，要科学划分浇筑点，且保证浇筑行为能一次性完成。待到浇筑施工完毕后，还要做好日常的养护与管理，及时对混凝土表面进行保湿、覆盖与养护操作。实施混凝土浇筑工作时，应遵循合理的操作流程，进而完成整个浇筑操作。实施混凝土浇筑工作时，混凝土在某个点浇筑上一段时间之后，会形成扇形坡面，进而能逐步推进。实施循环浇筑方法，可大大提升混凝土结构的整体性与稳定性。在连体结构施工中，为防止出现诸多的施工缝问题，后期混凝土浇筑工作要在前期浇筑混凝土初凝前完成。而今，在连体结构施工中，主要以泵送的方式进行混凝土浇筑。在对混凝土进行泵送时，必须保持整个输送管道的笔直度与平直性，还要确保管道强度符合一定的规范与标准。实施泵送式浇筑，管道不能使用弯管或软管来进行施工，旨在保持浇筑行为的连续性，继而可提升混凝土结构性能的稳定度。待到浇筑完毕后，還要做好管道的清洁与维护管理。
结语：
综上所述，作为高层建筑结构体系中的一項重要技术，连体结构施工技术至关重要，其技术性强，复杂度高，且对机械设备的要求很高。为提升连体结构的稳定性，必须严格规范施工技术，消除一系列的技术风险，严格控制好安装精度，制定科学的施工工艺，以求保证施工质量，以增强高层建筑结构的基本质量。
高层结构建筑设计范文第4篇
摘要：当前形势下，由于我国经济的发展，建筑市场的不断发展以及人们生活质量水平的不断提升，使得对于建筑工程的要求越来越高。如何设计出经济合理可靠的高层住宅建筑结构，是设计人员要面对的问题。而掌握高层住宅建筑结构设计要点，正确合理地处理结构设计时所出现的问题，是结构设计人员必须具备的一项基本素质。因此，在进行建筑结构的设计的时候，加强对于建筑结构的设计是非常重要的。由于城市进程的不断加快，在进行建筑的时候，加强对于建筑结构设计，是建筑中最重要的一部分。笔者主要针对于高层住宅结构设计中的现状及优化进行详细的探究。
关键词：高层住宅;结构设计;优化
前言
在建筑工程中建筑结构设计是非常重要的，它除对建筑物性能有着重要影响之外还对建筑工程具体施工方案，整个工程的经济利益产生重要的作用。与此同时，对于每个基本构件，设计人员也要细致重视，设计工作也要结合实际中的工程所需，从而使工程图纸可以很好的为整个工程服务，实现其应有的价值。
一、建筑结构设计的内容
在进行建筑工程的设计的时候，加强对于建筑结构的设计是非常重要的。建筑结构设计主要就是对于建筑的结构进行设计、对于暖气以及通风的设计、电气以及给排水的设计。要想使建筑达到标准的要求，就需要保证建筑设计的每一个环节都需要满足人们对于建筑提出的要求及其自身所具有的科学合理性。只有这样才能够保证建筑的整体水平达到相关的建筑要求。建筑结构设计时，为了使建筑能够更加具有科学性，就需要对于建筑结构中构件的承载力的极限以及正常使用中产生的极限进行详细的计算，保证其符合相关的设计标准。另外，对于建筑结构设计来说，会因为有多种效应同时作用在结构上，这就要求结构设计人员，对于结构进行详细的计算分析，将建筑中的各种不利的因素进行详细的考虑。另外，在进行设计的时候，还要求设计者根据实际的情况，进行建筑抗震设计。
二、高层住宅结构设计的现状和存在的问题
城市化进程的不断加快，造成城市的住房紧张，房价一路高升，迫使住宅由多层向高层发展，出现了钢筋混凝土框架结构的高层住宅。高层住宅建设经过几十年的快速发展，研制出了高强度的建筑材料，完善了抗震结构体系，创立了新的设计理论，尤其是计算机在结构设计中的应用，为高层建筑的安全设计提供了有力支持。
1） 高层住宅结构的现状。在高层住宅的建设过程中，逐渐形成了框架剪力墙结构或框架简体结构和巨型结构。钢则是这种结构理想的建设材料，因为钢结构具有强度高、抗震性好的优点。但是全钢的结构造价高、耐火性差，这样造价低、承载力强、材料丰富的钢筋混凝土结构便应运而生，加之合理的结构设计，增强了建筑的抗震性能。当然，钢筋混凝土结构也存在着自重大、构件断面尺度大的问题。因此需根据钢和混凝土的特点，设计出更好的结构形式，以获得合理的经济效益和精良的技术。
2） 高层住宅结构设计中存在的问题。工程质量的好坏，尤其是住宅建筑的质量优劣直接影响人们的生命安全。结构的设计对于建筑的安全、经济来说至关重要。但在结构设计中还存在着一系列概念、方法上的差错，这些差错有的是没有理解设计方法;有的是设计人员不顾实际情况盲目套用别人的设计结果;有的则是没能建立正确的设计结果的验证体系。所以为保证建筑的质量，必须加强设计人员管理和提升设计结果的验收标准。
三、高层住宅结构设计优化及抗震结构优化的措施
伴随着房地产业的发展，与之相关的建材和建筑工艺也获得飞速发展，人们对住宅的安全性和审美性提出了更高的要求，目前随着高层住宅的发展，结构的抗震性成为设计的重要内容。下面对高层住宅的绿色环保和抗震性等方面进行分析以实现结构设计的优化。
1） 高层住宅结构设计优化存在的问题及原因。结构设计的优化通过将有限分析技术和优化技术相结合，实现了对结构尺寸和形状的控制。但在具体的应用中仍存在着结构优化与理论不一致的问题，原因主要有 ： 目前高层住宅建设没有明确规定要使用优化设计;建筑的设计和管理体制使设计人员缺乏对结构进行优化设计的动力;传统的结构设计优化方法无法实现离散变量优化，因为建筑尺寸的大小、型钢的型号变化都不是有规律的，不合理的分析反而会使工程的计算量急剧增加。
2） 高层住宅结构优化设计的理念。随着全球气候变暖、环境污染、生态破坏等问题的出现，“绿色建筑”应运而生。“绿色建筑”是人类实现与自然和谐共处，享受高效、舒适生活空间的有效途径，还可以实现资源节约，环境保护。它是在最大限度地保护生态平衡的基础上，充分利用自然资源进行建造的建筑，所以又称为生态建筑、节能环保建筑。经过结构设计的优化，建筑结构降低了对钢筋、混凝土等资源的使用量。这样既保护了环境又实现了资源的充分利用。
3） 高层住宅抗震结构设计的原则。合理的结构形式对于增强高层住宅的抗震性有着重要作用，因为建筑物的结构会随着地震的发生而改变。要做到建筑结构具有很强的抗震性能，需要高层住宅的设计人员根据建筑类型和地震的级别选择不同的结构类型。所以在对高层住宅的结构进行抗震设计时，首先应综合考虑建筑的性能，如 ： 稳定性、承载能力、延性、刚性，对于建筑的结构比较薄弱的部位应加强抗震措施。同时在进行抗震设计时，应设多重防线，从而使高层住宅形成完整的抗震体系，达到良好的抗震效果。并且在处理建筑的结构关系时，应该有足够的韧性，从而提高建筑的抗震能力和延性。
四、结语
目前，由于我國社会经济的发展，高层住宅越来越多的出现在人们的视野及生活中，高层住宅作为社会经济发展的产物，其建设要求既安全环保又效益显著。这样住宅结构的设计不仅要缩短设计周期，充分利用建筑材料的性能，还应把握高层住宅结构设计中存在的问题，对住宅结构的设计进行优化，加强结构的抗震性能，以改善人们的生活环境，减轻城市发展的压力。
参考文献：
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（作者单位：河北建筑工程学校）
高层结构建筑设计范文第5篇
摘要：经济的发展离不开商业建筑的建设，高层商业建筑已成为这个时代的潮流趋势。由于高层建筑的特点，为了确保各个商铺分配合理，就需要用到转换层结构来平衡各个大大小小商铺的稳定性。本文主要围绕高层商业建筑中转换层结构设计进行分析，以供参考。
关键词：高层商业建筑;转换层结构;设计分析
高层商业建筑转换层结构
现代的高层商业建筑工程下部楼层结构中的纵向结构类型和上部楼层结构类型存在较大差异，当建筑的下部结构楼层纵向部分的轴距呈现扩大状态，建筑下部分轴线的位置出现移位的情况，或者建筑结构上方部分纵向剪力墙结构或者框架柱结构不能处于贯通状态，那么在结构发生变化的楼层结构中必须要设置水平方向的转换构件，这一楼层结构就是建筑中的转换层结构。
高层建筑中的转换层结构能够根据商业建筑工程结构受力传力特点和功能建设需求，在建筑中结构形式变化的楼层中灵活布置转换构件，该楼层结构可以作为正常建筑楼层使用，也可以设置成为技术设备结构层。对于底层结构空间相对较大的具有塔楼结构的高层商用建筑，在设置转换成结构的时候应该选在裙房结构的屋面层结构当中，这样一来能够防止建筑中出现刚度较小的楼层结构，保证建筑结构的抗震性能。转换成结构的设置有效扩充了建筑底部结构的空间，优化了建筑布局结构设计的灵活性，丰富了建筑中的功能类型，比较适用于高层商业建筑工程，转换层结构能够将建筑上方纵向结构的荷载力进行传递，传递到其下部分建筑结构的纵向结构中，实现传力途径的有效优化。
高层商业建筑转换层结构常见类型
1、箱式转换结构
箱式转换层结构主要包括两个部分，第一部分是单向托梁结构，第二部分为双向托梁结构，应用此种转换成结构的的时候上层楼板结构和下层楼板结构要进行统一浇筑处理，进而令其形成整体结构。此种转换成结构具有较大刚度和突出的整体性。
2、梁式转换结构
梁式转换层结构是高层商业建筑中比较常见的一种转换结构类型。此种转换层结构一般被应用在垂直转换层结构当中，梁式转换层结构在传力过程中需要借助转换梁结构、上部墙体结构以及下部墙体结构。此种转换层结构的传力状态具有明确直接的特性，造价相对来说比较低廉，结构受力分析与核算的难度比较低。
3、板式转换结构
板式转换层结构主要由厚板结构组合而成，此种转换层结构较厚，一般来说控制在2.8m左右，进行转换层结构下部分设计的时候可灵活设置，此种结构具有较大自重，在施工过程中耗材较多，工程操作难度比较大。
4、桁架转换结构
桁架转化层结构如果根据结构类型进行种类划分，可以分成两种，一种为空腹桁架转换层结构，另一种为实腹桁架转换层结构，此种结构类型具有比较明确的受力特征，结构层使用空间更大，这种转换层结构类型自重比较轻，抗震性能比较突出，但是此种转换层内部结构相对比较复杂，因此进行重要节点设计的时候要遵守转换结构设计原则。桁架转换层结构受力情况相对来说比较复杂，如果结构设计存在失误很容易存在剪切脆性破坏等一系列问题，为此进行结构设计的时候要确保配筋计算的准确性。
5、巨型框架转换结构
框架转换层结构当前在高层商业建筑结构中应用频率正在逐渐升高，此种转换层结构主要包括两个部分，一部分是纵向筒体结构，一部分是巨型梁结构，此种结构抗震性能优越。
6、斜柱转换结构
斜柱转换层结构在水平方向的荷载较大，在进行结构设计的过程中需要根据建筑的平面布局方案进行考量。为确保该转换层结构在使用过程中能够处于平衡的受力状态，可以设计拉梁结构和圈梁结构等。转换层中的斜柱结构要穿过多数楼层，以用于消除上部分和下部分楼层作用力产生的影响。
三、高层商业建筑转换层结构设计要点
1、结构设计和布置
工程设计人员进行结构转换层结构设计的时候要注意如下几个设计要点，首先，由于建筑结构纵向位置上的砼结构构件未能实现上下两部分的贯通，设计人员需要选择转换层构件的形式。在转换层结构设计方案中常见的结构包括桁架转换层类型、梁式转换层类型以及空腹桁架转换层类型，不同结构类型的高层商业建筑工程中还要视情况设置箱体转换构件、斜撑转换构件或者进行厚板转换层结构设计。其次，结构设计期间，如果高层商业建筑中的转换层结构构件为筒体构件，设计过程需确保内筒结构呈现贯穿且落地的状态。为了确保转换层结构的安全性能，设计人员要对周边墙体结构进行一定程度的加厚处理，这样一来能够保证筒体转换构件刚度达标，且结构整体性达到建筑安全标准。第三，对商业建筑中框架剪力墙结构进行处理的时候，设计人员也要按照筒式转换构件的处理方式进行设计，结构也需要处于贯穿且落地状态，墙壁结构的加厚处理不要忽略。
2、模板支撑结构设计
进行模板支撑结构设计的时候，要注意如下几个要点，首先，高层商业建筑中的转换层结构通常分布复杂，梁结构和柱结构内部的配筋数量较多，分布的比较密集，在施工中需要应用大量混凝土材料和钢筋材料，对于结构本身的承重要求比较严苛。其次，结构设计人员对转换层结构进行受力分析之后，才能进行模板支撑结构的选型，模板支撑结构的稳定程度和荷载效果都是考察的重点。
3、钢筋设计
进行钢筋设计的过程中要重视以下设计要点，首先设计人员要重视钢筋装置的绑扎顺序，对所用钢筋材料的尺寸规格进行复检，并进行受力检测。钢筋材料的绑扎处理顺序要根据转换层结构实际建设流程和处理需求进行选择。对于钢筋尺寸要严格控制，在合理范围内节省材料费用，其次，钢筋结构的设置要注意避让处理，穿插点位的设置要提前计算分析，确保合理。在梁结构和柱结构的节点部分钢筋分布点位要相对密集，提升含钢量。在节点位置的主筋结构尺寸相对来说比较长，进行转换层结构设计的时候要使用工字钢设计方式。
4、过渡设计与防震设計
通常情况下，高层商业建筑的转换成结构受到自身建筑结构属性和梁结构柱结构的构造设计等的影响，结构受力相对复杂，转换层结构需要负荷建筑工程结构的整体重量，与此同时还需要承担功能转换的作用，如果在结构设计过程中存在参数不达标的情况，会对转换层结构的实际抗震效果造成影响。转换层结构设计还应该符合结构跨度参数标准，截面部分尺寸面积也要满足设定，结构设计人员进行转化层过渡结构设计的时候要注意要点控制，其中要重视柱结构的应用设置，梁结构合理匹配，数量不宜设置过多，有益于抗震效果的体现。这种设计理念也是当前的主流。
5、落地剪力墙设计
进行落地剪力墙结构设计的时候要注意以下几个要点，首先是洞口部位的结构设计，一般来说洞口点位要设置在墙体结构的中间位置。其次是对于落地剪力墙结构的间距设置，常规情况下间隔距离不得超过36m。如果高层商业建筑对于结构抗震设计具有较高要求，间隔距离要设置在20m左右。
结语：综上所述，转换层结构在高层建筑中应用广泛，其设计质量影响着整个高层建筑结构的稳定性及使用功能。带有转换结构的高层建筑已经成为一个主要的发展趋势，鉴于每一座建筑中其结构都有自己的特点，就应该要选取合适的转换层结构，在施工中要注意每一个环节，充分的了解转换层的结构，做好结构设计，促进建筑业更好的发展。
参考文献：
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[3]姚毅.转换层结构设计在高层建筑中的应用分析[J].中国住宅设施，2019（12）：38-39+92.
高层结构建筑设计范文第6篇
洛阳升龙城B区17#楼~21#楼位于洛阳市涧西区珠江路与周山路交汇处东侧, 项目规划建筑占地面积约8109平方米。17#楼~21#楼建筑形态为单塔楼超高层住宅楼及附属商业, 设两层地下室, 采用钢筋混凝土剪力墙结构, 地下2层, 地上51层, 其中地下室为停车库, 地上1至2层为住宅及商业网点, 其余楼层为住宅, 结构主体高度148.20m。设计参数如下表所示:
二、抗震性能指标
结合结构的平立面布置和多遇地震下的弹性反应谱计算结果进行超限判别, 判别依据为《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》, 可以判定本栋楼属于高度超限, 存在局部平面不规则的B级高层建筑。
针对本栋高度超限情况以及局部不规则, 采取如下设计措施:
1、采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
2、底部结构错层处, 错开的楼层各自作为一层进行分析, 对楼板采用弹性膜, 计算分析时按总刚分析方法, 并考虑双向地震作用与偶然偏心取大值。错层楼层楼板加强, 其板厚不小于120mm, 配筋双层双向;错层分界处两侧楼板加厚为不小于140mm, 采用双层双向配筋, 楼板配筋率不小于0.25%。错层处剪力墙抗震等级特一级, 墙厚300, 分布钢筋配筋率不小于0.5%。
3、采取性能化抗震设计, 提高关键和重要部位构件的抗震承载力, 确保整体结构达到《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2010) 3.11.1条的抗震性能目标C。具体抗震性能指标, 如下表所示。
4、根据《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2010) 3.11.4条进行结构静力弹塑性分析, 判定结构的薄弱部位和变形能力, 确保结构达到预期的抗震性能目标。
三、超限设计的主要措施与结论
如前所述, 本工程属于高度超限, 局部平面不规则的B类高层, 通过前面的抗震概念设计、结构小震、中震和大震计算分析以及针对结构特殊部位的专门分析, 在其设计过程中主要采取措施归纳如下:
1、计算措施
(1) 进行多遇地震作用下振型分解反应谱法计算时, 采用两种不同的计算软件SATWE和ETABS进行整体结构分析, 确保计算结果真实可靠。
(2) 按照规范要求采用弹性时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算, 采用反应谱法与时程分析法结果的包络值进行结构设计, 确保结构构件在多遇地震作用下完好无损, 处于弹性状态。
(3) 提高关键部位结构构件的承载力和延性, 确保整体结构在设防地震和罕遇地震作用的能够达到预先设定的性能目标, 并且能形成比较合理的屈服机制, 具备较好的耗能能力。具体为:剪力墙底部加强区按中震抗剪弹性和抗弯不屈服设计, 非加强区墙体按中震抗剪、抗弯不屈服设计, 大震作用下满足截面抗剪限制条件;连梁在中震和大震下允许出现塑性铰, 但不应发生剪切脆性破坏。
(4) 按规范要求进行静力弹塑性分析, 评估结构在罕遇地震下的变形能力。
(5) 根据结构特点, 对结构部分楼层板包括门厅洞口周边及局部错层处采用弹性膜单元模拟, 以考虑楼板面内变形的影响, 并进行专项分析;
(6) 对该结构进行了风荷载作用下结构顶点最大加速度的验算, 以确保结构在风载荷作用下满足舒适度的要求;
(7) 对局部错层处剪力墙进行了中震和大震性能目标复核, 并进行专项分析。
结论:通过以上结构抗震概念设计, 结合结构小震、中震和大震计算分析以及针对结构特殊部位的专门分析结果, 其计算结果分析表明:结构的周期、振型、周期比、楼层位移比、层间位移角、刚重比等主要控制参数均在合理的范围内, 对照国家有关规范、规程, 该工程各项指标均满足规范的相关要求, 可以认为该结构方案的抗震设计是安全可行的。
摘要：我国现行设计规范提出了基于性能的抗震设计方法, 也是目前解决超限高层设计问题的普遍方法。本文通过对具体工程实例的分析, 根据超限情况和结构特点, 对超限高层整体及构件提出合理的抗震性能设计目标, 继而针对具体目标采取有效的抗震措施予以实现, 使超限高层的结构设计安全合理。
关键词：抗震性能化设计,超限高层,性能目标,性能水准
参考文献
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[5] 赵西安, 钢筋混凝土高层建筑结构设计, 北京, 中国建筑科学研究院, 1995
[6] JGJ3-2010, 高层建筑混凝土结构技术规程 (国标)