高層建筑結構設計研究8篇

導語：高層建筑結構設計研究8篇一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇：高層建筑梁式轉換層結構的設計

對于高層建筑工程來說，結構穩定性與安全性要求更為嚴格，為了實現工程結構支架，必須要設計一種能夠進行結構轉換的結構層。梁式轉換層結構為高層建筑支架轉換重要組成部分，可以在滿足基礎功能的前提下，提高工程結構的安全性。在對此結構形式進行設計時，需要從多個角度出發，做好每個細節的研究分析，選擇合適的措施進行優化，爭取不斷提高工程設計效果。

1高層建筑工程梁式轉換層結構設計特點

梁式轉換層結構傳力途徑為墻－梁－柱(墻)形式，具有傳力明確、清晰、直接特點。轉換結構主要作用是承受上部結構傳達的豎向荷載，以及懸掛下部結構多層荷載力等，這樣就導致轉換結構構件存在很大的內力，在對結構進行設計時，就需要將對豎向荷載的控制作為研究要點。對高層建筑工程梁式轉換層結構來說，基本上均具有比上部結構大于數倍的跨度，決定了結構設計時還需要做好對結構豎向撓度的控制。通常為提高轉換層結構強度與剛度，會導致結構構件截面尺寸會加大。對高層建筑工程設計轉換層結構，會沿著建筑高度方向對剛度均勻性造成影響，改變力的傳播途徑，成為豎向不規則結構，在對梁式轉換層結構進行設計時，需要結合其所具有的特點來確定設計要點，選擇措施做好每個環節的優化分析。

2高層建筑工程梁式轉換層結構設計原則

2．1減少豎向構件

在對高層建筑工程梁式轉換層結構進行設計時，需要控制好豎向構件的數量。因為如果工程豎向構件數量較多，會減少轉換構件數量，會降低轉換效果。當整體結構轉換層剛度突變減小時，會降低工程整體結構轉換層的剛度，進而都會影響到抗震效果，對工程建設效果影響比較大。另外，在建筑物豎向高度方向上，在保證轉換層存有足夠承載力與剛度前提下，采取靈活的方式來進行多處整層布置，或者是在某層局部位置設置，可以采用分段布置或者間隔布置。

2．2結構位置布置

要提高轉換層結構位置的合理性，一般情況下應將上升位置設計在比較低的位置，以免轉換層結構位置過高而對框架剪力墻結構剛度與內力造成影響，情況嚴重的甚至會降低結構抗震性能。因此必須要做好對轉換層結構位置的控制，嚴格遵守高位轉換原理，結合實際需求來調整下部框架，提高結構剛度設計效果，避免出現軸向變形的問題。按照工程經驗與研究結果，轉換構件可以采用轉換大梁、斜撐、箱形結構以及厚板等形式。

2．3下部結構剛度

在對轉換層結構剛度進行控制時，需要確保結構上下部之間變形與結構剛度特征的統一性。因此，可以采取提升抗側剛度的方法，確保建筑結構剛度的均勻性，將剛度質量中心與剛度中心完全整合在一起，避免出現中心偏移的情況，不斷提高工程結構的逆轉控制性能。同時，在對結構設計后需要保證簡體結構整體抗側剛度比重在下部結構中上升，達到提高簡體截面的控制效果，將工程結構抗震荷載性能控制在專業范圍內，提高結構抗震、防震性能，對高層建筑工程梁式轉換層結構質量進行優化。

2．4轉換層計算

在對轉換層進行設計前，必須要結合實際情況對各環節的所有數據參數進行采集、計算與分析，最終形成統一的結構數據。各環節數據的計算分析結果直接決定了工程結構設計質量，要求設計人員必須要嚴格按照受力變形狀況來進行數學建模，利用信息技術與計算機技術完成各項三維立體空間的構建。例如在對數據進行計算時，設計人員可以選擇有限元方法對轉換結構進行局部補充與計算，完成各項整體之間的兩層結構模型計算，對各項模型條件做好相應的處理，保證所有模型數據均能夠滿足實際施工要求。

3高層建筑工程梁式轉換層結構設計實例分析

3．1工程概述

以某高層建筑工程為例，工程主樓地上建筑35層，地下3層，裙樓地上為3層，地下2層，施工時將地下1層樓作為上面結構固定端，并將主要樓層作為一個剪力墻結構，把結構轉換層設置在固定端以上4層位置，使得結構轉換層支架模式變成梁式轉換層結構。轉換層標高20m，轉換層高為6m，轉換區域面積為900㎡，形成一個L格局。轉換層結構抗震等級為二級，設計活荷載為3.5KN/㎡，設置22根支柱結構，布置成矩形柱網絡結構，主要鋼筋為Ⅲ級鋼(HRB400)，箍筋為的Ⅱ級鋼(HRB335)，混凝土強度等級為C60，核心筒面積大約為48㎡。另外，墻結構設計厚度為350mm，但是實際施工后中間墻厚度≥200mm，并采用Ⅲ級鋼(HRB400)來作為邊緣構建的縱向鋼筋結構。剪力墻鋼筋采用的Ⅱ級鋼(HRB335)，混凝土強度等級為C50，框架支柱梁最大橫截面積為1100mm×2300mm，最大凈跨為7500mm，選擇用Ⅲ級鋼(HRB400)為縱向鋼筋。

3．2梁式轉換層結構設計

(1)模板支撐系統。在設計模板支撐系統前，需要從安全角度出發，利用專業軟件以及人工組合的方式進行精確計算，確定出滿足工程施工建設需求的安全參數，以及支撐鋼管的橫截面、跨度、空間間距等數據。另外，為提高結構施工的便利性，以及施工材料的利用效果，還需要做好模板裝拆卸便利性的分析。尤其是要做好安裝施工難點的分析設計，可以通過軟件來設計出隱藏的分支節點，提高結構設計的合理性。(2)轉換大梁結構。高層建筑工程梁式轉換層結構的設計，需要對應實際結構功能需求來進行相應分析。例如在對轉換大梁進行設計時，需要對詳細計算結構受力數據，依照豎向荷載或者承托建筑結構上部剪力墻內容，來完成各項組件的構建，為建筑結構抗震設計打下堅實的基礎。另外，為提高工程各樓板之間的負載性能，必須要做好對結構剛度與強度的分析，確保工程結構豎向受力效果滿足專業設計要求。(3)鋼筋下料與綁扎。對于轉換梁縱筋來說，具有直徑大、排數多、數量多等特點，并且在施工時一般還需要進行全長加密處理，構造腰筋必須要嚴格按照受拉鋼筋錨固要求將其錨固在兩端柱子內，這就對鋼筋下料與綁扎環節的處理提出了更高的要求。設計時要求每一道梁式轉換層鋼筋放樣與所下材料完全滿足專業設計要求，并且要與設計方案對應。提前進行簡單布局的排列，確定出最符合實際要求的設計方案，最后在進行相應的處理，避免下料處理后沒有按照既定規則來安置鋼筋，影響鋼筋綁扎效果，而對最后混凝土的振搗效果造成影響。(4)轉換層計算。以提高結構設計合理性與有效性為目的，對轉換層各細節做好設計，改善局部分析的合理性與有效性。在進行計算時可以選擇用平面有限元的方式，分析不同數據之間的影響，并結合以往經驗來做好各影響因素的控制，按照工程樓層實際情況進行計算。另外，為提高計算效果，還應對樓層平面內剛度實施三維空間盒子模型構建，提高模型數據與整體高層建筑梁式轉換層結構控制的有效性。在轉換梁截面計算時，如果轉換梁承托上部普通框架，在轉換梁常用截面尺寸范圍內，轉換梁受力基本與普通梁相同，可以按普通梁截面設計方法進行配筋計算。

4結束語

高層建筑梁式轉換層結構在設計施工時，往往會受到各項因素的影響，為提高其設計效果，必須要針對結構所具有的特點進行分析，嚴格遵循專業設計原則，做好每個細節的控制，做好各項數據的計算，爭取不斷提高工程建設效果。

作者:才紅 寧堯 么巧亭 單位:長春工業大學人文信息學院 長春新星宇建筑安裝有限責任公司

第二篇：高層建筑結構抗震設計探討

1、緒論

1.1研究背景

隨著我國城鎮化的快速發展，農村中的眾多人們都去城市進行發展，因此現在導致城市里人口的數目的一直在擴大，房子也愈來愈供不應求。為了緩解這種人多房少供不應求的局面，愈來愈多的高樓、甚至超高層的大樓在眾多地方拔地而起。開發商建造的那些高層建筑，能夠高效利用少量土地造出眾多樓層，大大提高了土地利用率。除了最大程度上占用了有限的建造空間外，而且還呈現出了完美的外觀供人欣賞，有些高樓還成為了城市的標志與象征。因此常?？梢宰兂蓞^域性或者地標性建筑乃至城市的榮耀。雖然現在在城市中出現了愈來愈多的高樓大廈，然而現在卻并未有被大眾一致認可的方法以及標準來對高層建筑實施抗震設計，很多時候仍需建造師頭腦中對建筑的把握和經驗來進行設計，然而這種方式是否可靠，還很難進行評判。

1.2研究目的及意義

工程類的學科所面對的一定是經濟建設。高層建筑成本高、其存在的不定性因素眾多，應該針對它存在的問題實施進一步優化以及設計從而來得到好的開發計劃以及節約成本、提升效率。然而現在結構與材料設計方面的理論以及方法仍未有統一標準，在結構和材料的設計中仍然有注重大小設計卻不注意整體性和生命周期設計的情況?，F在各類軟件普遍在設計建筑結構中得到推廣，現如今非常需要把概念性的設計以及整體性的優化結合起來，從這兩方面來掌握高層建筑結構和材料的建造特點，從而讓高層建筑結構和材料設計愈來愈適當以及可靠。

2、高層建筑結構與材料的抗震分析

2.1高層建筑結構與材料的發展及趨勢

2.1.1對鋼筋混凝土的再次重視

1990年后，一些本來建筑結構是高層鋼的國家開始進行鋼筋混凝土結構的發展。相對于鋼結構，鋼筋混凝土結構具備不錯的整體性，有較大的剛度和較小的位移，又比較舒適。更重要的是能承受高溫潮濕環境，比較便于維護。而且，就算是位于美國日本一些鋼鐵工業較為前列的國家，鋼筋混凝土的成本仍然比鋼結構低很多。尤其是三十層左右的高層建筑，基本上都使用的是鋼筋混凝土。我國現在大部分都使用鋼筋混凝土結構，關于混凝土方面的理論技術也日益趨于完善。

2.1.2新型結構更廣泛的應用

框架結構以及剪力墻結構是高層建筑的傳統結構。筒體結構在1960年左右才被推廣出來，自從它被推廣以來，它在3高層建筑中占了一個極其重要的位置。筒體有框筒體系、筒中筒體系以及多束筒體系這三種組成形式。1980年之后，又陸續出現巨形結構、應力蒙皮結構以及隔震結構。

2.1.3對組合結構應用的增加

使用組合結構造出的建筑比采用混凝土結構造出的建筑可以高出很多。因為鋼管里面的混凝土處在被壓迫的情況下，所以它的承受能力得到了大大的提高，這樣一來鋼材的使用可以大大減少。當巨形組合柱第一次在香港的銀行得到使用時，經濟上取得了很大的利潤，當今混凝土的強度愈來愈高并且在施工水平上得到了改善，由此一來將來在高層建筑里使用組合結構的范圍將會愈來愈大。

2.2影響高層建筑抗震能力的主要因素

2.2.1高層建筑結構上的設計

建筑物假如平面的布置很多樣化，導致質心和剛心無法重疊。這就要求工程師們在抗震設計過程中，結構上的布置要盡量讓質心和剛心重合，從而減小扭轉效應發生的可能性。建筑立面要均勻，讓結構的重心盡量低，屋子以外的地方因為底面和下面結構相連薄弱，剛度突然變化，在地震過程中有很大的可能性會先倒下。而且，它在地震作用下會經過周圍的屋面結構傳到下部結構，一旦屋面結構剛度較小時，在下部某個范圍里會受到較為嚴重的毀壞。在抗震設計的時候，在屋面以外的建筑不可以太高。另外，結構體系一旦有所改變，一定得進行轉換層的設定。在設定轉換層的同時也得考慮到建筑處在什么地方，根據現實情形選擇恰當的模式，從而來降低剛度，使抗震性增強。如果你要讓轉換層的剛度得到提高，那么你的擁有很高的技術和豐富的經驗。在細節方面尤其是不可以忽略的。

2.2.2高層建筑建造所用的材料

人們總是注重高層建筑的抗震性能，尤其是對于一些地震經常發生的地方而言，高層建筑的抗震性能如果不好，那么當地的經濟會得到嚴重受損，人們生活也得不到安定。如果要加強高層建筑結構的抗震性，那么恰當的材料的選擇顯得尤為重要。在材料方面，我們要清楚一點:地震產生的危害影響是與材料本身的質量分不開的。如果說在一樣的環境條件下面，如果材料的質量越大，那么地震產生的影響也會相應的變大，毀壞力度就會隨之變大；如果材料的質量越小，那么地震產生的影響就會相應的變小，毀壞力度就會隨之變小。因此，在建造各種房子里的構件時，我們通常使用類似多孔磚和空心塑料板材等的輕質材料，這些輕質材料可以大大使得建筑的抗震性能得到提高。

2.2.3高層建筑場地的選擇

如果是因為地震較為強烈或者由于次生災害導致的房屋倒塌，能夠經過工程方面的措施進行補救以及預防，而一旦是因為地面的某種變形導致的房屋坍塌，那么就算是使用工程上的措施也很難將破壞補救回來。所以，在進行高層建筑場地的選擇時，要盡可能的勘察仔細。弄明白地形地質等具體情形，選擇一些比較能夠抵御地震、甚至地震不容易發生的地方，如果在地震頻發或者地震強烈的地方建造樓層，不僅會造成嚴重的經濟損失，更重要的是會危及人的健康安全。

2.2.4建造團隊的施工質量

不僅是建造高層時的材料和結構十分重要，施工質量在建造過程中占的位置也相當的重要，可以說，三者缺一不可。施工出現的任何小問題，，對房屋的抗震性來說，造成的影響都是不容小覷的。施工過程里導致的材料性能和截面特征在某個范圍里改變，延性構造措施在施工過程里的改變等存在的質量問題，會引起抗震性的改變。可見施工質量的重要性。

3、高層建筑結構與材料的抗震設計探討

3.1抗震設計中的注意點

3.1.1抗震設計的含義

抗震規范中對抗震設防目標提出了三水準的要求，在之后提出的規范中又進一步發展了此類想法，而且做了一定的完善與補充。首先要確保結構的承受能力要求和變形要求，所以又叫做承載力設計，其次是要驗證結構防倒塌的能力，所以叫做變形驗算。

3.1.2抗震設計常犯錯誤

就抗震設計而言，概念方面設計的重要性多過于計算方面的設計，由于地震的產生具有不確定性，結構計算出來的往往和真實的情形有所不同，在計算設計下產生的結果比較難以掌控結構在地震下的作用，所以不可以直接依賴于計算設計得出的結果。而談到概念設計，一般都是指準確地解決整體計劃、材料的運用和細節內部組成，從而來實現恰當抗震設計的目標。完善的概念設計在結構抗震中起到根本性作用，然而現在人們依舊更注重計算設計，這在抗震設計方面是一個嚴重的誤區。

3.2高層建筑抗震設計的趨勢

一個美國的研究者在20世紀提出了一種全新的抗震設計方法——基于位移的抗震設計，這種設計是建立在承載力的基礎上，不僅如此，這種設計還得實行定量分析。除了小型地震階段的計算之外，也要在大震的作用之下對其變形實施設計。這就是高層建筑抗震設計的發展趨勢。這個方法將狀態空間理論的應用提升到了高層建筑結構動力響應層面。由結構動力方程，導入位移和速度這兩個量，建立狀態方程，得到非齊次狀態方程的解。這種方法得出的結果經過實踐驗證都比較可靠準確。尤其是在輸入輸出十分多且不確定的情況下，這種方法高效又準確。

3.3材料與結構的選擇

在地震經常發生的地方，人們應該注重使用的建筑材料和結構，盡量要選擇恰當的。在外國，尤其是地震會發生的地方，主要采用的是剛結構，然而我國九成都用的是鋼筋混凝土結構。鋼結構比混凝土結構在強度上更強，延展性和韌性都比較好。并且抗震能力更強一些。在眾多地震的實踐經驗中可以看出，使用鋼結構的房屋比較不容易坍塌。在高層建筑中如果使用的是框架-核心筒體系，不僅用鋼量能省很多，而且還能使柱子斷面變小，業主常常比較欣賞這樣的選擇。如今中國生產的鋼材數量已經位于世界的前沿，建筑鋼材的種類數量都呈逐漸上升的趨勢，生產鋼結構以及對其優化的技術都得到了很大的提升，所以如果有條件，建議最好使用鋼管混凝土結構或者鋼結構，從而使柱斷面尺寸變小，使抗震性得到提高。在超過某個高度后，因為鋼結構比較輕的質量和良好的韌性，要使風振降到最低，那么就得使用混凝土材料，鋼管混凝土通常是最佳的選擇。

4、總結

高層建筑材料和結構的抗震分析以及設計一直處于變化與進步的過程中，人們應該在實踐中對高層建筑所在的場地的地理情況做具體的分析和研究，選擇恰當的抗震結構及材料，從而使地震帶來的破壞降到最低。高層建筑結構與材料的抗震分析與設計探討的發展空間將是無限的。在不久的未來，人們一定能在材料上和結構上做出更深入的分析和更優秀的設計，有更多完善的高層建筑抗震設施和裝置來應對地震。

作者:林鋒 單位:重慶市設計院

第三篇：高層建筑結構設計研究

1高層建筑結構設計方法

1.1應用分析方法了解各類結構體系

1.1.1框架式的剪力墻結構。高層建筑結構種類是非常多的，其中框架式的剪力墻結構就是較為普遍的一種建筑結構，其內在的位移結構設計方法非常多，并衍生出了很多的計算方法，應用最為普遍的是連續假定方法。在對位移的協調性進行計算時，要明確剪力墻框架的水平位移與轉角狀況，從而對其進行正確的計算，其求解的方法是構建結構位移和結構負載之間的關系方程式。但是在對其進行構建過程中，其影響因素和內在的需求等變量是有所差別的。

1.1.2剪力墻的體系。剪力墻的受力與變形狀況是剪力墻結構開洞影響的。剪力墻的單片受力特性是有差異的，并且按照這種差異可以將其分為單肢墻結構和特殊的開洞墻結構。這些不同的墻面結構截面所具有的應力和負荷也是有差異的，為此，在對其內應力和位移進行計算時要采用不同的計算方法。通常采用的計算方法是平面限單元方法，這種計算方法準確性較高，并且適合多種類型的剪力墻。但是其缺點是資源的浪費較為嚴重，自由分散度也較多。

1.1.3筒體結構。根據其計算模型的處理方法不同，筒體結構的分析也是不同的，主要包括連續分析法、分散分析法以及三維空間分析法，其中三維空間分析法的精確度較高，并且很多工程都采用這種計算模型。

1.2高層建筑的抗震分析設計和應用

高層建筑抗震分析和設計是高層建筑結構設計中的重點，為此要想使高層建筑能夠具有非常強的抗震性能，并滿足結構功能，就要對高層建筑結構的彈性、塑性、變形能力進行研究和分析?，F今，我國抗震性能的各項規范都是構建在地震多發帶上，并滿足高層結構內應力和位移條件，這種在多地震帶上進行的設計和分析對高層建筑穩定有重要意義。

2高層建筑結構選型的主要內容與要求

高層建筑結構在選型上有非常多的要求，同時也是確保高層建筑結構穩定的前提。其主要內容是：要選擇好基礎結構；水平和承重結構要適合；豎向承重結構包含了剪力墻；橫向承重結構有單板和雙板的樓蓋。在高層建筑初期設計階段，要想使設計符合規范就要明確高層建筑結構的特點和使用范圍。其選型的要求為：高層建筑設計要選擇好地段，要盡量在安全的環境下設計和選型，從而減少事故的發生率。所以，要求設計人員也要深入到施工現場，全面勘察和調研項目施工場地的地質情況和地質特點。全方面搜集相關的數據和資料，確保提出和制定的施工方案具有可行性。在抗震設計過程中，高層建筑要有足夠強的承受力，并具有多重的抗震防線；其結構的選型要與建筑物的承受力相適應；在施工過程中，要盡量節省資金和資源，并要與周圍的環境相適應。高層建筑的結構設計受環境的影響較大，并且風力、壓力、承受能力等都是影響因素；建筑方案中的建筑尺寸、方位、高度等基本因素，還有建筑的外形、立體形態等；建筑使用功能也是非常重要的因素，一般高層建筑功能按照其功用的不同呈現出不同的利用價值，比如住宅、辦公樓等。有很多建筑功能和結構是不能匹配的，為此，要針對建筑功能的不同對建筑物進行設計。此外，建筑施工工期也是影響因素，還有建筑施工材料的供應狀況、建筑設計和施工質量的影響、建筑結構的抗震性等。為此，在選型時一定要對其影響因素進行綜合分析。

3結語

本文主要對高層建筑結構設計與選型方法進行了分析，并對結構設計和選型的具體方法提出了建議，表明要想使高層建筑提高抗震能力并使穩定性增強，就要做好結構的選擇和設計。所以，作為一名設計人員，應該明確設計方案的科學性和可行性對后期工程項目施工的重要影響，設計人員應該明確自身的工作職責，具有吃苦耐勞的精神，能深入現場進行勘察和調研工作，為設計方案的完成搜集和提供詳細和可靠的數據，以設計出最完美的建筑結構方案，并科學合理地完成結構選型，達到項目整體效益最大化的戰略目標。

作者:沙建華 單位:曲阜市建筑設計有限公司

第四篇：高層建筑結構的選型設計

一、高層建筑結構的設計原則

1.科學的基本方案

在考慮實際的工程地質條件的前提之下，高層建筑結構設計而定基本方案要做到科學而合理，以最大化體現地基的潛力，并進行詳細而客觀的地質勘測。臨近的建筑物是否會產生相互間的影響,以及高層建筑的自身承重力和結垢類型都要在考慮的范圍之內。這都要進行綜合考慮，最后得出一個最科學的基本方案。

2.合理的簡圖計算

合理的簡圖計算能夠確保高層建筑的結構穩定，加強安全性。高層建筑的結構設計，應當以計算簡圖為參考而進行。計算簡圖應當與構造措施相結合，從而減小計算簡圖的誤差。

3.完善的構造手段

高層建筑結構的設計，需要高度重視構建的擴展性，薄弱環節鞏固加強以及溫度因素對于固件的影響，以做好防范措施，增強韌度，使其更加堅固，加強構造的完善。

二、高層建筑的結構體系

高層建筑的結構體系按照鋼結構體系分為：框架筒體結構、組合筒體結構、剪力桁架與框架結構、交錯鋼結構。按照鋼筋混凝土結構體系分為：框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、筒體結構（包括框架筒體結構、結構、成束筒結構）、懸掛結構、巨型框架結構、應力蒙皮結構等。而比較典型常用的結構體系主要包括框架結構體系、剪力墻結構體系，框架——筒體結構體系、筒中筒結構體系、多筒體系。框架結構體系的建筑平面布置比較靈活，整體抗震性能也較好，結構自重也小，但抵抗側向變形能力較差，限制了框架結構的高度。剪力墻結構體系整體型號鋼豆大康車變型能力強，抗震性能好，但建筑平面布置不夠靈活?？蚣堋搀w結構體系時間框架剪力墻兩種抗側力結構結合在一起使用。在使用這種結構體系的過程中，需要注意剪力墻對稱分布比較好，應該上下貫通，適合布置成筒體。另外，剪力墻應該布置在結構到萬州，加強結構的抗扭曲作用，剪力墻的間距也不宜過大。筒中結構體系是由內筒和外筒兩個筒體組成的結構體系。

三、高層建筑結構的選型設計中存在的問題及改進措施

1.高層建筑的高度

在《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）中規定，建筑結構體系的最大合適的高度。此規范本著合理性和經濟性的原則而制定，與我國土木工程的規范相一致，比較適合目前我國經濟發展水準、建筑水準以及施工技術水平。但在實際的高層建筑結構設計過程中，很多的高層建筑的高度超過規范高度。而高層建筑的高度增加的過程中，建筑物自身的系數也會超出合適的范圍，比如穩定性、安全性、材料的性能等。此外，一旦遇到地震，高層建筑物的形態非常容易發生很大變化，不利于高層建筑物的穩定性，以及持續使用的壽命。因此，高層建筑結構的設計對于高度問題需要謹慎考慮。

2.鋼筋混凝土屋梁的承受能力

城市的高層建筑要合理考慮到有關消防問題以及空調制冷設備等問題，而這些設備的安裝必須要在樓層梁底部開口之后才能夠進行安裝，那是由于設備的位置通常位于樓層梁底下。而在樓層的屋梁底部進行穿孔的話，其鋼筋混凝土梁的承受能力就會大大減弱，并在開口處容易發生損壞，在遇見地震等大的自然災害時容易出現較大的變化。鋼筋混凝土梁的承受能力以及開口位置的裂縫控制也在高層，是結構設計的必要考慮范疇之內。

3.建筑材料的選擇

強度較小的鋼架結構，無法有效地減少在大的自然災害的時候建筑結構體系所發生的側移，這樣的話就會增加鋼結構的負重。因此，必須要設置伸臂或者加大混凝土鋼結構的強度，將側移范圍減小到規定標準之內。同時，高層建筑結構的加強層與轉換層在本層有可能導致剛度突變。因此，需要盡量降低本身的剛度，減少不良影響。另外，我國根據建筑材料的品種類型，鋼結構的加工，采用鋼管混凝土及鋼骨混凝土結構形式，可以有效增強建筑物的抗震性能。

四、結語

高層建筑結構設計不僅要考慮建筑構造本身的美學特性以及藝術價值，更重要的一點是要增強高層建筑結構的抗震能力、安全性能。因此，關于高層建筑結構的設計，選型構造方面以及建筑設計構造的高度和材料使用等方面都要進行嚴格合理的分析，做到科學而又經濟實用。

作者:張波 單位:河北柏雅建筑工程有限公司

第五篇：高層建筑結構設計不規則性分析

一、高層建筑中不規則的結構劃分

（一）平面不規則結構的類型

平面不規則結構的類型主要包括了三種，即平面凹凸不規則、扭轉不規則、樓板局部開大洞。結構平面凹進一側的尺寸大于其投影方向總尺寸的30%，或平面凸出一側的長度大于寬度的1.5倍時，視為平面凹凸不規則。樓層豎向構件在考慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，最大水平位移和層間位移均大于該樓層平均值的1.2倍時，視為扭轉不規則；大于該樓層平均值的1.5倍時，視為嚴重不規則。樓板局部開大洞是指樓板開洞總面積超過樓面面積的30%時，平面剛度發生突變。

（二）豎向不規則結構的類型

豎向不規則結構的類型主要包括了四種，即側向剛度突變、樓層承載力不規則、豎向抗側力構件不連續、樓層質量沿高度分布不均。對于框架結構，樓層與其相鄰上層側向剛度的比值小于0.7，與其相鄰上部三層側向剛度平均值的比值小于0.8時，視為側向剛度突變。對于框架-剪力墻、剪力墻結構，樓層與其相鄰上層側向剛度的比值小于0.9時，視為側向剛度突變。樓層抗側力構件與其相鄰上一層層間受剪承載力的比值小于0.8時，視為樓層承載力不規則。豎向抗側力構件的內力通過水平轉換構件而向下傳遞，視為豎向抗側力構件不連續。樓層質量沿高度分布不均是指樓層質量大于相鄰下部樓層質量的1.5倍。

二、不規則高層建筑結構設計中應采取的措施

經歷多次大地震讓我們明白，平面嚴重不規則、質量與剛度偏心以及抗扭轉剛度太弱的建筑結構，在地震中都受到了嚴重破壞。通過一些振動臺模型試驗結果證明，扭轉效應是導致建筑結構嚴重破壞的重要因素。因此，在實際工程中需要從以下兩方面對建筑結構的扭轉效應加以制約：1）、對建筑結構平面布置的不規則性加以制約，從而避免產生過大的偏心而導致建筑結構產生較大的扭轉效應。2）、建筑結構的扭轉剛度不能太弱。為減少不規則結構設計給高層建筑帶來扭轉效應具體方法如下。

（一）減小結構的偏心現象

偏心距是指建筑結構某一個截面抗扭剛度中心偏離該截面的核心距離。偏心距過大對樓體承受壓力的構件不利，相對偏心距與扭轉效應在一個特定的環境范圍里以線性函數關系表現出來。要想降低扭轉效應給高層建筑帶來影響，必須減小樓層位移比，要調整建筑結構的平面布置，減小剛度中心與重量核心之間的距離，降低扭轉效應。因此，結構工程師應結合建筑平面及功能進行合理的結構布置。例如剪力墻結構中剪力墻的合理布置可以使結構的剛心與建筑的質心、平面的形心盡量接近，從而實現結構的基本對稱。這就要求結構工程師在建模計算時，要反復調整分析計算結果。

（二）提高周邊抗扭構件抗剪力

相關研究表明，當建筑結構處于非彈性狀態時，對稱的建筑結構蔡曉燕安占義陜西省現代建筑設計研究院710048受到雙向水平地震作用下，會隨著形態變化而偏心。因此考慮建筑結構的抗震性能，應強化周邊抗扭構件的抗剪性能，使建筑結構可以在強震作用下保持整體彈性狀態。

（三）調整建筑結構抗側剛度和抗扭剛度

建筑結構的扭轉剛度與其結構周期比的平方呈線性關系。因此，加大結構抗扭剛度，就可以減小建筑結構的扭轉周期，降低結構的扭轉效應。為防止建筑結構某個部位的扭轉性能過差，就應該強化建筑結構中的各個薄弱環節。在具體設計時，可通過增加周邊連梁剛度、加長或加厚周邊剪力墻來實現。

（四）合理設置防震縫

對于平面形狀比較復雜的建筑結構，可以通過合理設置防震縫將結構分成比較簡單的結構單元。防震縫的設置，有利于減少房屋扭轉，改善結構抗震性能。防震縫兩側結構類型不同時，防震縫的寬度宜按不利的結構類型考慮，并按較低一側的房屋高度確定縫寬。防震縫應沿房屋的全高設置，基礎及地下室無需設置防震縫。防震縫兩側構件應加強構造措施，必要時可在防震縫兩側設置垂直于防震縫的抗撞墻。當相鄰結構的基礎存在較大差異時，為避免不均勻沉降，可適當加大防震縫的寬度。

三、結束語

在實際工程中，準確判斷建筑結構的不規則性，能直接影響到結構的建模計算、結構布置、薄弱樓層的判斷、位移比的控制、以及最后的施工圖設計，從而影響到整個建筑結構布置的合理性、安全性和經濟性。結構設計師應在設計中采取有效的措施來避免和解決不規則性給建筑帶來的不利因素，提高高層建筑的抗震性能。

作者:蔡曉燕 安占義 單位:陜西省現代建筑設計研究院

第六篇：高層建筑剪力墻結構優化設計分析

一、前言

高層建筑之所以常使用剪力墻結構是因為剪力墻結構不僅僅具有綜合性強的特點，還具有投資成本低和堅韌度高的特點，這也是剪力墻被廣泛使用的原因。使用剪力墻結構既可以節約投資成本，而且和其他結構相比還具有較強的優勢，例如，和框架結構相比較，如果兩者在基本情況相同的時候，剪力墻結構的外觀更加美觀。伴隨著社會大眾對剪力墻結構的不斷重視，剪力墻結構應用于高層建筑也是越來越普遍，雖然相關的章程對剪力墻結構沒有具體的規定，但是作為工程質量的保證，優化剪力墻結構是重點問題。

二、剪力墻結構的概念及結構能效

剪力墻結構應用于建筑時，剪力墻結構不僅要符合建筑物的整體布局結構，而且還要滿足建筑物的平面結構，剪力墻結構在整體建筑中是一個構件，是起到抗震，抗風以及傳導荷載力導致的剪力、軸力等的結構構件，與此同時剪力墻結構還是建筑物的隔離墻，因此在整個建筑中剪力墻結構是主要承載部分。剪力墻結構具有空間小的特點，所以在使用剪力墻結構時通常采用混凝土結構作為樓層的蓋板，這樣既可以節約樓高，而且還可以提高空間的利用率，是一個有效的使用措施，剪力墻結構被廣泛使用還有一個重要的原因，那就是剪力墻結構在空間和整體結構上都具有較強的抗側力性能和承載性能，然而沒有完美的結構，剪力墻結構也具有一些不足之處，比如，建筑物的設計靈敏度較低，空間間距限制較大，對于大型建筑不適用。

三、高層剪力墻結構布置要求

因為剪力墻結構在整體建筑中是起到抗震，抗風以及傳導荷載力導致的剪力、軸力等的結構構件，而且剪力墻結構還是建筑物的隔離墻，所以剪力墻結構大多數是順著主軸線布置。剪力墻結構具有較強的抗脆性和延性變形、彎曲延性，設計師在設計剪力墻結構時，剪力墻要具有相對較大的高度與寬度，但是剪力墻的厚度要較小一點，這也是符合剪力墻的特征。對于剪力墻結構墻布置應在“周邊、對稱、成對”的前提下，盡可能減少墻肢片數量和暗柱數量。

四、剪力墻結構設計優化措施

1加強剪力墻結構均衡設計。高層剪力墻結構的均衡設計需要工作人員使用合理的對策，促進剪力墻結構的受力平均，這不僅僅可以提高工程的安全性能和結構的合理，而且還可以節約高層建筑的造價成本。剪力墻結構的合理設計需要工作人員依據建筑物的平面布局狀況來實現，設計人員分析各種情況，得出剪力墻結構優化設計的方案，這包括設計人員依據施工場地的現狀，設計出科學合理的剪力墻結構，在設計人員設計好剪力墻結構方案的同時還要制定出符合設計要求的管理條例，加強對剪力墻結構的檢查和監督，增強施工人員的安全意識和管理團隊的科學管理水平，保證施工人員嚴格按照設計方案和施工圖紙進行施工，保障施工的質量，特別是剪力墻結構的質量。

2高層剪力墻結構方案的優化設計。高層剪力墻結構有著各式各樣的設計方式，對于不同高度的建筑物，選擇不同的剪力墻結構，這不僅僅要考慮層高還要考慮剪力墻構件所需要的材料，對于層高小于20層的建筑物，大多數情況下使用短肢剪力墻結構的方法，這種設計方法的水平地震剪力、期限和位置移動均可以在正常的范圍中得到制約，而且還使用現澆剪力墻結構，有效的把混凝土結構的墻體改變成砌體墻體，這種方法不僅可以促進整個建筑物剛度的提升，降低結構本身的重量，而且還可有利于減少建設投資。

3剪力墻結構墻體配筋的優化設計。關于墻體配筋在剪力墻結構中的優化設計，第一步要做的工作就是選擇優質的材料，其中鋼筋材料的選擇是重中之重，選擇質優的鋼筋需要檢查鋼筋的各種合格證明，這是鋼筋進場前的首要工作，符合要求的鋼筋才可以進入施工場地，剪力墻結構墻體配筋大多數需要把垂直鋼筋安置在里面，水平鋼筋安置在外面。這是因為地底下的墻體配筋相對于其他部分較多，而且地下水壓和土壓造成的壓力較強，剪力墻結構的配筋通常符合建議標準和工程測算的最小配筋率即可。依據實際現狀制定的剪力墻優化設計能夠較好的減少投資成本。對剪力墻厚度的選擇尤為重要，不必特意把最小厚度定為200mm，在滿足結構計算要求的前提下也可采用180mm或160mm剪力墻。

4剪力墻結構連梁的優化設計。相關剪力墻結構標準中明確提出，如果連梁的跨高比大于5的時候，就需要按照框架梁的要求展開設計，這也就是表示，跨高比大于5的連梁，它的剛度不可以減少，然而當連梁的跨高比在5~6時，一旦剛度不減少，很有可能造成剪力過大的情況，使得建設工程的成本增加，浪費資源。解決方法就是使跨高比大于6，這樣就可以明顯的減少鋼筋與混凝土的使用量，有效的減少投資成本。

5層間位移比和最大位移的優化設計。依據規定，在核算常遇地震作用標準值造成的樓層最大的彈性層間位移時，把以高層變形建筑物排除以外，大多數不扣除整個結構的彎矩變形，同時算入扭轉變形。所以，以高層建筑為例，首要的任務是制止樓層間和剪切變形。根據制約的垂直構件數量可以制約剪切變形，一旦單數構件布置的不科學，一樣能產生很大的扭轉變形，所以，高層建筑需要最大可能的減少扭轉變形，不可以隨意增設構件的剛度。

6樓層最小剪力系數的優化設計。在符合短肢剪力墻承擔的第一振型底部地震傾覆力矩占結構總底部地震傾覆力矩低于40%的情況下，需要最大限度的降低使用剪力墻，將大空間剪力墻布置方法作為目的，促進樓層最低剪力系數靠近標準規范。這種方法可以加大剪力墻結構的剛度和減少自重，將地震作用造成的消極作用降到最小。

五、結語

綜上所述，一旦高層剪力墻結構設計出現不足的時候，這可能會大大制約剪力墻結構與工程整體的安穩性，所以，加強剪力墻結構的優化設計是工作的重中之重，剪力墻結構的優化設計不僅可以促進工程穩定而且還可以降低建設資金的投入，對我國建筑行業的高速發展有著積極影響。

作者:賈東升 單位:河北建筑設計研究院有限責任公司

第七篇：高層居民建筑短肢結構墻結構設計

1高層居民建筑短肢結構墻結構的統述

目前，在我國的高層居民建筑中，短肢結構墻的結構設計已被廣泛應用到高層居民建筑。由于短肢結構墻的結構設計具備空間布局科學合理等特點，進而符合現代居民對建筑空間結構的要求。短肢結構墻的結構主要包括以下方面:第一，保證結構墻的截面厚度和短肢截面高度的比例在6—8范圍內;第二，短肢結構墻的結構形式不能全部應用到高層建筑中，還應使用其他結構墻形式;第三，如果短肢結構墻占用的空間過多，則應在建筑設計布局中采用一般的結構墻，進行搭配設計，從而能夠保證建筑具有較好地抵抗水平力。采用短肢結構墻結構對高層居民建筑進行設計，還應保證短肢結構墻的結構符合以下幾個條件:第一，結合抗震理念，在對結構底部地震傾覆力矩的設計過程中，應保證短肢墻承受第一振型底部地震傾覆力的大小，其承受力的范圍是不超過總底部的1/2;第二，考慮短肢結構墻結構承受第一振型底部地震傾覆力的下限，由于短肢結構墻在建筑結構中使用較少，因此不符合底部地震傾覆力矩的標準，在設計過程中可以根據一般的結構墻結構對建筑結構進行設;第三，根據墻肢的實際情況，確定其作為短肢結在結構墻處理還是一般結構墻處理。如果存在的墻肢數量較少，則應將其作為一般的結構墻結構進行處理，反之，則應按照短肢結構墻結構進行處理。

2高層居民建筑短肢結構墻結構設計

采用短肢結構墻結構對高層居民建筑進行設計時，首先，應該對建筑所有的結構墻實行科學合理的規劃設計，將充足的長肢結構墻應用到短肢結構墻結構中。在對建筑結構設計過程中，可根據短肢結構的變形特征，對短肢墻的結構進行判定，假如短肢墻的結構設計是異形柱，其結構可被看成是框剪結構。通過標準測量方法，進行計算，并對結構墻結構形式和條件進行確定，如果結構墻的結構形式符合短肢結構墻結構條件，即可將結構墻的參數設置判定為短肢結構墻的規格參數。由于短肢結構墻是按照房間的間隔墻位置進行豎向構件建立的，一般情況下，短肢結構墻會設計在居民建筑房間的間隔墻的交差處，因此短肢結構墻不會影響建筑的正常使用功能。根據建筑結構抗側力的要求，確定短肢結構墻的數量，保證短肢結構墻的數量適中。如果短肢墻的數量過少，就導致結構墻結構過柔，如果短肢墻的數量過多，會導致結構墻結構過剛。在對短肢結構墻的布置過程中，應保證布置均勻，進而保障建筑結構的質心、剛心完全統一，避免建筑結構由于地震而導致結構變形。由于短肢結構墻的布置方案多而且布置相對靈活，因此在樓蓋支撐處的處理也較為靈活。如果高層居民建筑的結構設計不規則，當出現過大的水平荷載情況時，對短肢結構墻應采取相應的布局措施，可以將短肢結構墻，設置在建筑結構的平面以外的各個交點處以及邊緣處。進而保證建筑結構具有良好的整體性，滿足結構平面剛度的要求。在高層居民建筑設計過程中，為了防止各間隔墻表面出現墻肢凸出，可以采取適當墻肢厚度的墻進行設計。為了能夠符合抗側力構件對強度和剛度的需求，可以按照平面抗側剛度的設計標準，對建筑結構設置合理的中心剪力墻。

3高層居民建筑短肢結構墻結構設計要點

3．1對短肢結構墻的軸壓比進行控制

采用短肢結構墻對高層居民建筑進行設計時，應該對短肢結構墻的軸壓比實行嚴格的控制，尤其是對無翼緣的一字型短肢結構墻和端柱進行控制。目前，我國的高層居民建筑設計過程中，短肢結構墻會承受不同程度的負荷，會被壓彎，當負荷為小偏壓時，會導致短肢結構墻延性較差。當負荷為多用較大的軸壓等大偏壓時，就會導致混凝土受壓的邊緣區域存在很高的應力。當混凝土的約束力較弱時，就會導致混凝土出現裂縫的情況，其主要原因是混凝土承受不住其高強度的應力，致使的短肢結構墻結構的承載力降低。在保證短肢結構墻延性的前提下，首先要嚴格的控制設計過程中的短肢結構墻的軸壓比。

3．2提高短肢結構墻抗震性能

由于高層建筑結構中的邊緣處的短肢結構墻和建筑的角點處的抗震能力較差，因此一旦發生地震該位置最容易遭到損壞。如果高層建筑短肢結構墻結構原有形態發生改變，就會導致原有的結構墻發生變形，伴隨墻肢裂縫的現象發生。在對高層建筑短肢結構墻結構設計時，應針對短肢結構墻的性能，選取科學合理的有效措施加以防范。例如，可以降低建筑結構中短肢結構墻結構交點處的軸壓比，加大箍筋的配筋率等。提高小墻肢的抗震能力，讓高層居民建筑結構具有很好的實用性和安全性。

3．3正確判定短肢結構墻結構內梁的屬性

在短肢結構墻梁的設計過程中，可根據墻開洞的跨高比例，采用針對性的設計方法，對高層結構墻結構進行設計。當墻開洞的跨高比例小于5時，可以應采用連梁的形式對短肢墻結構內梁加以設計。當墻開洞的跨高比例大于5時，可以采用框架梁的形式對墻肢結構內梁進行設計。因為連梁剛度會對建筑結構中的整體抗側移剛度造成影響，因此在對截面的選擇、梁的配筋以及設計進行科學合理的規劃，進而保障建筑結構具有高強的抗震能力。為了能夠保證結構的安全性和梁截面符合設計要求，因此可以適當的降低墻肢的剛度。

3．4短肢結構墻的結構計算

由于短肢結構墻具有較大的開口，因此可以采用與普通短肢結構墻相同的分析方法，可以采用空間桿—墻組分析法或者三維桿—系薄壁柱空間分析法。由于三維桿—系薄壁柱空間分析法具有精確的計算，因此被廣泛的使用。連梁在高層居民建筑中是一個耗能大的構件，由于墻肢的剛度在一定程度上有所降低，因此連梁與普通的框架梁類似，但是也存在一定不同。在計算過程中，不應降低連梁的剛度，從而降低其內力。應該對鹼壓區的高度進行控制，將梁端負彎矩鋼筋的塑性控制在70%～80%之間，以強柱弱梁和強剪弱彎的標準，對短肢結構墻結構的延性進行計算。

4總結

在目前的居民建筑工程中，短肢結構墻已經被廣泛的應用到高層居民建筑中。對建筑空間的設計中應該區別短肢結構墻和一般的結構墻，并按照居民的要求，對短肢墻的布局和數量進行理地規劃。在設計過程中，應該結合抗震的理念，保證結構的受力和剛柔程度適當，確保短肢墻的結構實用和安全性。

作者:程吉 單位:江西省建筑設計研究總院

第八篇：高層建筑梁式轉換層結構設計

1梁式轉換層結構的重要性

高層建筑梁式轉化層技術具有重要的意義，其最大的挑戰，是從建筑自身受力的角度分析，建筑的下部結構較為密集，保證建筑的穩定性，上部結構保持相應的密集度，實現建筑上稀疏下密集的穩定結構。建筑功能的多元性、綜合性越來越重要，高層建筑在底部和中部往往采用較為稀疏的商業構造，上部則采用比較密集的建筑構造，與建筑自身受力的穩定性產生了矛盾性。高層梁式轉化層結構的應用，可以有效的解決此矛盾。

2高層建筑梁式轉換層結構設計原理

2.1高層建筑梁式轉換層結構設計的基本特征

高層建筑梁式轉換層在建筑中起到著承上啟下的作用，它需要合理的分配上部結構的豎向載荷，以減少結構突變和應力集中，實現結構的連續性和受力的平穩性。采取一些有效的特殊技術，例如，在梁式轉化層中布置設備、管道等，這些設備可以滿足較高樓層，供水供電的需要。在我國，很多高層建筑采取上部梁式，下部框架式的結構，采用轉換構件(如托架式梁)來實現載荷的轉遞，防止內力過于集中。

2.2高層建筑梁式轉換層的構造特點

在建筑工程中，轉換層的應用十分廣泛，構造形式多樣。包括:占比約75%的梁式轉換層、占比約12%的板式轉換層、占比約9．4%的析架式轉換層、占比約2.6%的箱型轉換層。本文主要研究梁式轉換層，其主要構造特點是:尺寸較大、用途廣泛、結構簡單、便于施工、節約造價、性能良好、工程計算方便等，設計不好會對抗震不利，梁過高會影響空間利用率。

2.3高層建筑梁式轉換層的受力特點

高層建筑梁式轉換層的主要功能是傳力，將上部密集小空間的豎向載荷傳遞到下部稀疏大空間去，由于轉換層式高層建筑的自身結構特點，載荷在豎向傳遞的過程中不連貫，不直接，致使側向剛度發生突變，轉換層應力集中，整個結構的受力很復雜。發生地震時，由于下部結構最為薄弱，很可能發生坍塌和變形，造成安全隱患。轉換層結構的設計，首先要考慮受力特點，盡可能解決由傳力不連貫而造成的受力集中、突變等問題，避免建筑結構破壞，造成生命財產損害。

2.4轉換層結構設計的原理

進行轉換層設計所采用的工程原理主要為三維設計原理、協同工作原理和有限元原理。轉換層是建筑整體的一部分，是傳力元件，需要對它的受力單獨分析。先對整體建筑結構進行分析計算，再對轉換層結構進行分析計算。由于高層建筑上密集下稀疏的結構，上部載荷在傳遞到下部時會發生明顯的變化，受力復雜，需要運用力學基本原理，綜合考慮各種因素，通過三維設計原理、協同工作原理和有限元原理進行設計。

3轉換層結構設計的問題及對對策

3.1扭轉問題

高層建筑梁式轉換層結構設計的核心是剛度中心、幾何形心和結構重心。高層建筑物結構的扭轉問題是在進行結構設計時，沒有將高層建筑物剛度中心、幾何形心和結構重心進行重合，使得高層建筑在水平壓力下出現扭轉現象。為解決高層建筑物結構設計中出現的扭轉問題，結構設計人員在進行高層建筑物梁式轉換層結構設計時，選用合理的平面布局圖，保證高層建筑物的三個核心重合。

3.2受力性能的問題

對于高層建筑物梁式轉換層結構設計方案，建筑師在最初進行結構設計時，一般很少考慮高層建筑的具體結構特征，而過多考慮高層建筑物的空間結構，使得高層建筑梁式轉換層結構設計的受力性能存在一定問題。在進行高層建筑物梁式轉換層結構設計時，應該明確所選擇結構體系中向下作用力和地基承載力之間的關系，對高層建筑主要承重部位的布局和數量進行總體設計。

3.3超高的問題

高層建筑都存在超高承重的問題。由于我國對高層建筑抗震能力、結構高度要求嚴格，在進行高層建筑物梁式轉換層結構設計的過程中，建筑設計人員會由于結構類型的更換而忽略高層建筑物存在的問題，導致結構施工圖不能通過審核。對高層建筑物梁式轉換層結構設計方案重新進行設計和審核，解決高層建筑物梁式轉換層結構設計中的超高問題。

3.4嵌固端的設置問題

我國很多高層建筑物結構設計都會配置兩層以上地下室，使得高層建筑物的嵌固端一般都設置在地下室頂板的位置。對于嵌固端的設置問題，高層建筑物梁式轉換層結構設計師一般會忽略這類問題帶來的影響，產生安全隱患。

4高層建筑梁式轉換層結構設計的應用

4.1高層建筑梁式轉換層結構的應用

美國是最早開發出高層建筑的國家，是高層建筑的發祥地。如今，高層建筑已經遍及世界各地。截止到2011年，我國大陸有一百多棟高層建筑。從七十年代開始，梁式結構開始被我國采用，并迅速發展，到九十年代，梁式轉換層結構廣泛運用。

4.2高層建筑梁式轉換層結構的創新案例

第一，鋼骨架混凝土的應用。隨著城市高層建筑越來越高，梁式轉換層的負重越來越大，空間占用量也隨之增加，不僅浪費了空間，也減少了建筑的穩定性，鋼骨混凝土作為一種新型材料應運而生。鋼骨混凝體不僅有效的減少了轉換層的空間占用，也提高了轉換層的力學和抗震性能。第二，預應力混凝土的應用。預應力混凝土與鋼骨混凝土相比有著獨特的優勢。預應力混凝土尺寸小，重量輕，節省材料，裂縫小，撓度小，可以適應比較大的建筑跨度。預應力混凝土更加節約成本，被廣泛使用。

4.3高層建筑梁式轉換層結構的應用設想

第一，斜向支撐。在轉換層數較多，跨度較大的情況下，雖然在理論計算上可以滿足受力要求，但在實際操作時往往出現問題。增加一個斜向的腹桿，將部分豎向載荷傳遞出去，減少轉換梁的載荷，改善其受力狀況。第二，豎向傳力多道轉換。如果所有的載荷通過一根轉換梁承擔并轉換，力學性能和施工壓力往往達不到要求，采取多道轉換的方式，將轉換梁在多個樓層設置，每個梁承擔一定數目的樓層，控制梁的受力情況。第三，轉換梁加腋。為有效控制轉換梁受剪力的程度，采取轉換梁加腋的方式，減少轉換梁截面，滿足載荷要求。

4.4高層建筑梁式轉換層結構設計應用的歸納

在一些發達國家，早在二十世紀五六十年來，就有大量的建筑工程師開始建設高大的建筑，建筑結構采用上部剪力墻，下部框架結構的混合方式。此結構上剛下柔，比較穩定，十余年后，幾次大地震證實，此結構并不穩固，產生了嚴重的坍塌和破壞。設計師們經過逐步研究，發明了轉換層結構。在我國，二十世紀七八十年代才開始研究大空間建筑，上海、大連開始建設了第一批梁式大型建筑，國內高校也進行了大量的高層建筑試驗和理論研究。隨著高層建筑的增加，梁式轉換層結構得到了最廣泛的應用，國內學者也為此進行了大量研究，促進了高層建筑梁式轉換層的應用。

5結語

高層建筑的梁式轉換層在上密下疏的建筑中起到了承上啟下的作用，合理分配上部結構的豎向載荷，減少結構突變和應力集中，實現結構的連續性和受力的平穩性。

作者:於斌 單位:撫順職業技術學院