多层建筑和高层建筑的界限范文1篇1

关键词:高层建筑结构；抗震设计;问题；趋势

中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：

前言

高层建筑的结构体系是随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展的。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化,而且在高度上也大幅度增长。进入上世纪90年代后,结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的日程。特别是我国处于地震多发区,高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务。作为工程抗震设计的依据,高层建筑抗震分析处于非常重要的地位。

一、高层建筑结构的特点

高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看，垂直荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加；而水平荷载可来自任何方向，当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载高层混凝土建筑抗震结构设计探析陈天华机械工业第四设计研究院建筑设计一院471039时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中，水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素，结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。

二、高层的结构体系选择

高层建筑结构应根据建筑使用功能、房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、地基情况、结构材料和施工技术等因素，综合分析比较，选择适宜的结构体系。高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构体系。

框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时，水平荷载对结构的影响较小，采用框架结构体系比较合理；框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构，使用高度受到限制，主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。剪力墙结构中，剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置，由钢筋砼墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载，属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度大，在水平力作用下侧向变形小，空间整体性好。但剪力墙结构自重大，建筑平面布置局限性大，难以满足建筑内部大空间的要求。因此更多地用于墙体布置较多，房间面积要求不太大的建筑物中，既减少了非承重隔墙的数量，也可使室内无外露梁柱，达到整体美观。

框架——剪力墙结构是指在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙，是刚柔相结合的结构体系，能提供建筑大开间的使用空间，是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中，框架和剪力墙共同承担水平力，但由于两者刚度相差很大，变形形状也不相同，必须通过各层楼板使其变形一致，达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看，剪力墙是以弯曲变形为主，框架是以剪切变形为主，由于变位协调，在顶部框架协助剪力墙抗震，在底部剪力墙协助框架抗震，其抗震性能由于较好地发挥了各自的优点而大为提高。因此可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。

板柱-剪力墙结构，由于在板柱框架体系中加入了剪力墙或井筒，主要由剪力墙构件承受侧向力，侧向刚度也有很大的提高。这种结构目前在7、8度抗震设计的高层建筑中有较多的应用，但其适用高度宜低于一般框架-剪力墙结构。

三、高层结构的布置

在高层一个独立的结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则、刚度和承载力分布均匀。竖向体型宜规则均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。并应符合下列要求：

1）应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；

2）应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构体系丧失承受重力、风荷载和地震作用的能力；

3）对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施；

4）结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效益具有多道抗震设防。

5）宜有多道抗震防线。

四、现行规范抗震分析与设计的内容

我国现行抗震规范要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下,按反应谱理论计算地震作用,用弹性方法计算内力及位移,并用极限状态方法设计构件。对于重要建筑或有特殊要求时,要用时程分析法补充计算,并进行罕遇地震作用下(大震)的变形验算。这种先用多遇地震作用进行结构设计,再校核罕遇地震作用下结构弹塑性变形的方法,即二阶段设计方法。同时规范还规定了结构在罕遇

地震作用下的弹塑性变形的结构弹塑性分析方法。

结构弹塑性分析可分为弹塑性动力分析和弹塑性静力分析两大类。弹塑性动力分析,采用杆模型和层模型等简化的结构计算模型。杆模型计算的优点是可以得到杆件状态随时间的变化过程,也可得到各楼层的反应。但耗时多、费用昂贵、结果数据量大且分析比较繁冗,在国外也极少采用。层模型计算能得到各楼层的反应,例如层剪力、楼层侧移和层间转角、层间位移延性比等,它主要是从宏观上即层间变形检验结构在大震作用下的安全性。层模型计算的数据相对较少,适宜于进行宏观检验,也便于计算多条地震波作用。但无论是采用杆模型还是层模型进行弹塑性时程分析,计算结果受地震波的影响较大且不存在唯一答案,有时难以判断。

五、我国高层建筑抗震设计中常见问题及其对策

（一）高度问题

按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。这个高度是我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下，较为稳妥的，也是与目前整个土建规范体系相协调的。可实际上，已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制。对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度：一要有专家论证，二要有模型振动台试验。

在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。因为随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。

（二）较低的抗震设防烈度

现在许多专家学者提出，现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要，认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”，并主张“建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高”。此外，对于“小震不坏，中震可修，大震不倒”这个抗震设计原则，在新形势下也有重新审核的必要。我国现行抗震设防标准是比较低的，中震相当于在规定的设计基准期内（50年）超越概率为10%的地震烈度。我国建筑结构抗震设计除了设防烈度较低外，具体抗震计算方法和构造规定的安全度也不如国外，在配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等

一系列保证抗震延性的要求上远不如国外严格。随着社会财富的增长，结构失效带来的损失愈来愈大，加之结构造价在整个投资中的比例下降，因而有人主张结构在设防烈度下应该采用弹性设计。

（三）材料的选用和结构体系问题

在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。我国150m以上的建筑，采用的三种主要结构体系（框—筒、筒中筒和框架—支撑体系），都是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外，特别在地震区，是以钢结构为主，而在我国钢筋混凝土结构及混合结构占了90%。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大地震作用的考验。在高层建筑中采用框架———核心筒体系，因其比钢结构的用钢量少，又可减少柱子断面，故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内简往往要承受80%以上

的震层剪力，有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢结构的负担，且效果不大，有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值；此外，在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。

在高层建筑中，应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材生产数量已较大，建筑钢材的类型及品种也在逐步增多，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。在超过一定高度后，由于钢结构质量较小而且较柔，为减小风振而需要采用混凝土材料，钢骨（钢管）混凝土，通常作为首选。日本阪神地震震害说盟，在钢骨混凝土构件中，采用格构式的型钢时，震害严重，采用实腹式的大型型钢或焊接工字钢的，则震害轻微。因此，在高层建筑结构中，若用钢骨混凝土构件，建议采用后者。

（四）轴压比与短柱问题

在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱的轴压比两使柱的断面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防IE受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎，柱的塑性变形能力小，则结构的延性就差。当遭遇地震时，耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。但是在框架中若能保证强柱弱梁设计，且梁具有良好延性，则柱子进入屈服的可能缝就大大减少，此时可放松轴压比限值。另外，许多高层建筑底部几层柱虽然长细比小于4，但并不一定是短柱。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比，只有剪跨比≤2的柱才是短柱。

我国建筑结构抗震设计除了设防烈度较低外,具体抗震计算方法和构造规定的安全度也不如国外,在配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等一系列保证抗震延性的要求上远不如国外严格。随着社会财富的增长,结构失效带来的损失愈来愈大,加之结构造价在整个投资中的比例下降,因而有人主张结构在设防烈度下应该采用弹性设计。

六、抗震分析与设计的新趋势

(一)基于性能的结构抗震设计现场理论PBD(Performance-basedDesign)方法。

上世纪90年代美国学者Bertero.R和Bertero.V.V等研究人员首先明确提出了基于性能的抗震设计概念,这种方法主要是将结构的性能目标转化为破损指标和位移需求,并且对基于性能的抗震设计进行了持续的研究,并将其作为新一代的抗震设计方法。

(二)材料参数随机性的抗震模糊可靠度分析。

该方法从结构整体性能出发,改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定因素,综合考虑了材料参数的变异性,地震烈度的随机性,烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。研究成果可用于对现有的结构进行抗震可靠度评估,并可用于指导基于可靠度理论的结构抗震设计。

(三)动力时程响应分析的状态空间迭代法。

这种方法把现代控制理论中的状态空间理论应用到高层建筑结构动力响应问题。根据结构动力方程,引入位移与速度为状态变量,导出状态方程,给出非齐次状态方程的解,进而建立状态空间迭代计算格式。经工程实例验算,具有较高精度。特别对多自由度体系的多输入、多输出等问题的动力响应解法,效率较高。

（四）隔震和消能减震设计的推广和应用

目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件（如梁、柱、墙、节点等）在地震时进入非弹性状态，并目具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。这种体系，在很多情况下是有效的，但也存在很多局限性。随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高，使“延性结构体系”的应用日益受到限制，传统的抗震结构体系和理论越来越难以满足要求，而由于隔震消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。

七、结语

经济与安全的关系，是结构抗震设计的重要技术政策。从长远观点看，如何从我国高层建筑抗震设计现状及国际高层建筑抗震设计发展的趋势出发，探求一种实用可行的二步或三步设防的合理抗震分析设计方法，应该成为地震区高层建筑发展的新方向。

参考文献

多层建筑和高层建筑的界限范文篇2

【关键字】建筑，结构，分析方法

高层建筑结构的设计是靠刚度支配而不是结构材料的强度，而刚度的大小取决于结构体系。因此，如何选择经济而有效的结构体系，并对它进行有效的力学分析是高层建筑结构设计的重点。

1.基于常微分方程求解器的分析方法。对高层建筑结构分析，现在国内外学者已经开发研制了相当有效的常微分方程求解器，功能很强，尤其自适应求解，可以满足用户预先对解答精度所指定的误差限。我国应用此方法，解决了高层建筑结构考虑楼板变形时静力计算、动力计算和稳定计算。这些问题若完全用离散化方法求解，其计算量都是极其巨大，用微分方程求解器法求解，因其方程组数目少，显示出极大的优越性，在高层建筑结构分析中成功地运用此方法，具有独到之处。利用有限元技术，并借助能量泛函的变分，将控制的偏微分方程半离散化为用结线函数表示的常微分方程组，然后用高质量的常微分方程求解器直接求解，即有限元线法。这是一种具有吸引力和竞争性新方法，该方法解一般力学计算问题已取得了良好结果。包世华教授把这种半解析-微分方程求解器方法应用到高层建筑筒体结构的静力、动力和稳定分析中也取得了初步的成果。相信通过逐步的实际检验证，这种方法将会更加完善。

2.基于有限条法和样条函数法的分析方法。半解析法是解析与离散相结合的方法，它以数学力学的方法大大减少有限元方程组的阶数，能避免有限元"过分"计算，而且能防止有限元法中经常遇到计算污染（即病态方程组），引起计算结果恶化。在高层建筑中，经常会遇到几何形状和物理特性沿高度方向比较规则的情况，这样的结构体系，采用有限条法很有效。有限条法只需沿着某些方向采用简单多项式，其它方向则为连续、可微、且事先满足条端边界条件的级数。在采用有限条法时，合理地选择结构计算摸型，等效连续体的物理常数和条元的位移函数是提高精度、简化计算的三个关键，对此国内外已有一些研究，关于分条模式和位移函数，提出了一些研究成果。样条函数是分段多项式的一种，与一般有限单元法相比，它的位移模式曲线拟合度好、连续性及通用性强，系数矩阵稀疏、计算量小，且具有紧凑、收敛，完备和稳定等方面特征。因此，计算结果与试验结果吻合良好，不失为一种较好的方法，在高层建筑中得到了应用，以三次B样条子域法为例分析开洞剪力墙，先将该结构分为n个子域，作子域分析，建立子域刚度矩阵和荷载列阵，然后对结构进行整体分析，获得样条结点参数，进而求出结构的位移和内力。

3.基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法有限元，特别是杂交元和非协调元的发展，促进了分区广义变分原理的研究。清华大学龙驭球教授在分区混合广义变分原理基础上提出了分区混合有限元法。基于分区广义变分原理的分区混合有限元法是继位移法、杂交元法之后的新方法，它将弹性体分成势能区和余能区，势能区采用位移单元，以结点位移为基本未知量；余能区采用应力单元，以应力函数作为基本未知量，而区交界面通过引入附加的能量项在积分意义下满足位移和力的连续条件，从而保证了收敛性，最后通过取总能量泛函为驻值建立分区混合有限元法基本方程。用分区混合有限元法具有适应性强、分区灵活，能保证收敛性，用于计算框支剪力墙和托墙梁结构，以及框支剪力墙角区应力集中这个工程计算中感到棘手的问题，可见分区混合有限元法在高层建筑结构分析中有着广泛应用的前景。

4.高层建筑结构弹塑性动力分析方法。从1978年以来，高层建筑结构弹塑性动力分析（亦称时程法）的研究和应用在我国迅速发展。这种方法是将地震波记录直接输入结构，考虑结构的弹塑性性能，依据结构弹塑性恢复特性建立动力方程，用逐步积分法直接求出地震过程中位移、速度和加速度的时程变化，从而能够描述结构在强震作用下，在弹性和非弹性阶段的内力变化，以及结构构件逐步开裂、屈服、损坏直至倒塌的全过程。从理论上讲，这种方法有不少优点，如能够发现结构的薄弱环节，对结构的变形、延性的分析比较符合实际，预计的破坏形态与实际震害比较接近等.但这种方法的前提条件与实际较难符合，如需要拟建场地实际强震记录，实际上很难收集到。最近，国内外研究人工随机地震波作为输入地震波取得很大进展。结构的计算模型，用的更多是层模型。现在考虑楼板变形影响，采用并列多质点计算模型的方法也在研究中，也有一些研究考虑了基础的平移和转动，将土体、基础和上部结构共同考虑的耦合振动也取得成果。近年来考虑扭转振动，斜向输入双向地震波的动力分析法也取得了进展。但是目前对采用时程法仍有不同看法，要采用大型高速计算机，典型地震波本身不一定代表要发生的真正地震，因此在研究时程法同时，一些简化的近似方法也应加以进一步研究。不管怎样，当今的趋势，各国在抗震规范修订本或修订草案中，正越来越多要求作直接动力分析。除了日本和美国外，印度和加拿大规范，在设计超高层建筑时，要求选择适当的地震波，进行直接动力分析。

5.基于最优化理论的结构分析方法。

多层建筑和高层建筑的界限范文篇3

【关键词】高层建筑混凝土结构稳定设计

在现代建筑中，混凝土结构的应用日益广泛，成了最常用的建筑结构之一。通常情况下，以钢筋与混凝土为主要材料形成建筑结构。混凝土结构虽然性能优异，然而也存在一些亟待解决的问题，其中又以稳定性问题最为突出。在一定条件下，混凝土结构的稳定性甚至决定了整个建筑工程的好坏。

1混凝土结构概述

1.1钢筋混凝土结构的发展情况

在建筑行业，钢筋混凝土结构已经有了较长的应用历史，早在十九世纪中期的欧洲，人们便开始使用该种结构来修建铁路桥梁的桥墩，到二十世纪中期，前苏联在厂房项目建设中开始大量应用这种结构。近些年来，以美国为首的西方发达国家不断推出新型的、高性能的钢筋混凝土结构，而我国则比较重视内填充式钢筋混凝土结构的研究。在二十世纪六十年代，我国厂房等项目建设中开始大量采用钢筋混凝土结构，并取得了比较理想的应用效果[1]。随着我国社会经济水平的不断提高，钢筋混凝土结构有了更进一步的发展，越来越多的高层建筑开始采用这种结构。

1.2钢筋混凝土材料的特点

对于钢筋混凝土结构而言，其以钢和混凝土为主要构成材料，主要发挥着承压的作用，有如下特点：（1）理想的塑性和韧性。当钢筋混凝土受到外力破坏时，能够借助一定的塑性变形来抵御外力作用，如地震以及泥石流等。在冲击负荷的影响下，其表现出理想的韧性;（2）承载力大。钢筋混凝土结构具有更为优异的承压性能，明显超过钢筋、混凝土单独应用;（3）良好的经济效益。相较钢结构而言，钢筋混凝土结构，在相同受力以及自重条件下，能够节约50%左右的钢材;（4）优异的抗火性;（5）施工方便。钢筋混凝土很好地继承了钢筋的强度以及刚度，因而在工程中可发挥劲性骨架的作用，与此同时，还能够实现对施工以及安装工艺的有效简化，从而大幅缩短工期[2]。

2稳定性的判定原则

对钢筋混凝土结构的稳定性进行判定时，通常遵循下述原则：（1）能量原则，在保守体系中比较常见，即结构体系在外力作用下会发生位移，应变能、外荷载势能之和也就是整个结构系统所具有的总势能，应用能量原理，能够计算出总势能是极大值或者极小值，最终实现对体系平衡稳定性的准确判定;（2）静力准则，仅仅应用于保守体系，运用包括边界条件在内的相关条件构建平衡方程，最终计算得到结构体系的内力;（3）动力准则，仅仅适用于非保守体系，稳定平衡结构一旦受到一定扰动作用时，便会开始振动，当扰动消失后，结构也会随之停止振动，由此可断定原平衡是稳定的，如果不是，则表明原结构是不稳定的[3]。

3高层建筑混凝土结构的具体设计方法

3.1单元结构布局设计的完善

对于高层建筑结构设计而言，其核心内容是所有单元结构予以独立设计。单元结构设计一般情况下应用于那些建筑结构相对简单且较为规则的平面设计，在具体设计环节，应关注如何有效控制平面结构中的整体长度，尤其是突出部分的长度，尽最大限度地保障所有结构部分都对应着均匀的承载力以及结构强度。对竖向结构进行设计时，一般应用那些相对均匀以及规则的设计，如此一来，可以很好地解决建筑外观和内部结构可能存在的矛盾。

在单元结构布局设计工作中，应制定科学严谨的结构设计方案，立足于当前的设计理念和成果，以最大限度地保证高层建筑的实用性以及安全性为基本前提，对混凝土结构予以相应的优化设计，从而确保所有单位结构无论在水平方向上，还是在竖直方向上，均具有合理的、均匀的结构强度分布和承载力分布[4]。

3.2高强混凝土和钢筋使用的优化

对于高层建筑而言，钢筋和混凝土是其最主要的两种施工原料，在设计工作中，应在保证高层建筑具有可靠质量的基础上，对高强度的钢筋和混凝土予以必要的优化，合理减少两种建筑材料的使用量，从而进一步提升和保证对建筑资源的配置效率。如某高层建筑位于地壳运动相对活跃的地区，那么对其结构进行设计时，相关人员应明确认识到，随着高层建筑质量的加大，地震施加给它的作用也就越强烈，所以有必要在保证高层建筑符合质量要求的基础上，对其进行一定的优化，最大限度地减少钢筋与混凝土的实际使用量，削弱振动作用效果，最终使高层建筑结构具有足够的稳定性以及安全性，有效延长其服役期限。

3.3剪力墙平面结构设计的合理化

以高层建筑混凝土结构为对象，对其进行优化设计时，还应特别关注剪力墙平面结构布局问题，了解其给整个建筑结构承载力分布带来的影响。在优化剪力墙平面结构的过程中，一般通过以下两点来实现：首先，准确把握高层建筑的基本结构功能，并将其用作设计依据，最大限度地对剪力墙做集中化以及均匀化设计;其次，准确把握高层建筑的设计基准，对剪力墙采用双向布置做法，从而最大限度地降低短肢剪力墙的使用频率。

4高层建筑混凝土结构的稳定性设计

4.1高层建筑混凝土结构的临界荷重

对于高层建筑混凝土结构，可将其当作有中等长细比的悬臂杆，其高宽比通常在3～9之间。该悬臂杆可能出现的整体失稳形态有三种，一是剪切型，二是弯曲型，三是弯剪型。对于纯框架结构而言，其出现的失稳形态通常为剪切型;对于剪力墙结构而言，其出现的失稳形态通常为弯曲型或者弯剪型。

4.1.1剪切型失稳的临界荷重

剪切型失稳通常表现为整体楼层的失稳，纯框架的梁和柱由于双曲率弯曲导致层间发生侧向位移，从而使得整个楼层出现屈曲。在进行近似计算时，需要将柱子轴向变形带来的影响排除在外，那么其临界荷重为[5]：

上式中，指的是第i楼层的临界荷重，Di指的是第i楼层的抗侧刚度;hi指的是第i楼层的层高。

4.1.2弯曲型和弯剪型失稳的临界荷重

对于弯曲型悬臂杆，其临界荷重可通过欧拉公式进行计算[6]：

上式中：指的是施加在悬臂杆顶部的竖向临界荷重;EJ指的是悬臂杆的弯曲刚度;H指的是悬臂杆的高度。弯曲型以及弯剪型悬臂杆各自的临界荷重可共用下述近似计算公式：

4.2高层建筑混凝土结构的临界荷重的确定

由混凝土设计规范的相关规定可知：如果是正常使用极限状态下的结构构件，那么应采用荷载效应的标准组合，同时结合长期作用产生影响予以验算，从而确保变形裂缝等一系列计算值不会超出规范给出的限制。对于研究性试验，其通常要收集三大参数，一是钢筋、混凝土材料的实测强度，二是两种材料的实际配筋率，三是结构构件所对应的界面几何尺寸实测值[7]。因此应获取结构构件的各项实际参数，然后使用极限状态标准组合内力计算值予以反向求解，接下来再按照结构构件控制界面上的该内力予以计算，并结合试验加载图，基于该件的实际使用状态提供的试验荷载值予以确定。对于既有结构而言，由于材料的截面几何尺寸、强度大小、配筋等诸多参数均是已知的，因此可借助研究性试验方法，基于结构构件实际使用状态所对应的试验检验值予以有效确认。

4.3设计中需要控制的指标

4.3.1刚度比

对于结构竖向不规则控制而言，其关键指标便是刚度比。关于刚度比，软件和相关规范一共提供了三种不同的计算方式，一是剪弯刚度，二是剪切刚度，三是地震力同对应的层间位移比。剪切刚度大多应用于对底部为大空间的一层转换结构设计进行判断。剪弯刚度大多应用于对底部为大空间的多层的转换结构设计进行判断。该处所提及的楼层平均层间位移比，通常相当部分工程均是借助这一数值对混凝土结构的竖向规则性予以判定，与此同时，其还是软件进行刚度比计算过程中的一种常见缺省方式。主要是针对结构所对应的竖向规则性予以相应控制，防止竖向刚度出现突变，导致薄弱层，一旦发现薄弱层，则应予以必要加强。

4.3.2轴压比

基于抗震等级针对轴压比限值做了相关规定。对框架柱的轴压比进行限制，是为了赋予框架良好的抗倒塌能力，使柱具有足够的塑性变形能力，避免柱受地震力影响而发生脆性破坏，最大限度地使框架柱表现为大偏心受压破坏。要求剪力墙肢底部的塑性铰区具有足够的耗能能力以及良好的延性性能，如此一来，能够避免竖向荷载承载能力受强烈地震影响而减弱，继而诱发墙体被压溃问题。通过构造措施的运用和对结构特性的有效控制，实现对该值的间接限制。如果轴压比未得到满足，那么可通过适当增大剪力墙或者框架柱的截面尺寸、安装芯柱以及借助复合箍筋等相关办法予以解决。

4.3.3剪重比

所谓剪重比指的是，某层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力与该层及其上各层重力荷载代表值之和的比值。应对各楼层所对应的最小地震剪力进行合理控制，从而使得结构可以承受住更为强烈的地震作用。现行规范提供的振型分解反应谱法无法对该值进行精准估计，为提高结构安全系数，有必要对两大数值进行限制，一个是结构总水平地震剪力，另一个是各楼层水平地震剪力最小值。

4.3.4周期比

所谓周期比指的是，结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。应保证结构平面布置具有足够的规则性，避免因为过大偏心而导致结构出现所谓的扭转效应;应保证结构具有足够的抗扭刚度，假若扭转刚度过小，则会给结构带来一定的负面影响。若周期比不能满足要求，则提示结构的扭转刚度没有侧移刚度大，存在扭转效应过大问题，这样的结构在地震作用下很容易受到严重破坏。当周期比不满足要求时，可通过下述方法进行调整：对结构中存在的不规则平面布置进行优化调整，让结构刚度中心尽可能地靠近质量中心，甚至完全重合;适当提高结构的实际扭转刚度。在SATWE程序中，所采用的振型是基于周期的长短予以排序的，结构的第一、第二振型最好能够保持平动，而扭转周期最好能够位于第三振型或者更为高阶的振型。假若第一振型便是扭转时，那么周期比很显然无法满足规范上的相关要求。

5结构稳定性设计的建议

“高层规定”针对各类结构体系给出了相应的位移限值，旨在有效控制结构刚度，避免结构刚度过弱。但是结构符合位移限值要求，并不意味着就能够满足稳定设计中关于刚重比的要求。特别是结构水平荷载相对偏小时，虽然结构刚度偏低，然而计算位移仍旧可以满足位移限值要求。但在稳定设计中，水平荷载不会对刚度控制产生影响。在结构稳定设计时，应充分参考地震带来的影响，保证结构在地震影响下的P-效应得到理想控制，防止整个结构发生失稳倒塌。对罕遇地震影响下出现的薄弱层弹塑性变形问题进行分析时，应考虑P―效应的相关计算，通常借助非弹性P―效应分析法进行分析和计算[8]。

6结语

在高层建筑混凝土结构设计中，应重视和做好其稳定设计工作，总结结构失稳原因，并予以针对性解决，从而保证高层建筑混凝土结构的稳定性满足设计要求和使用要求。

参考文献：

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[2]郭东海.钢结构稳定设计的探讨[J].黑龙江科技信息，2011，23：287-288.

[3]陶必国，TaoBiguo.混凝土结构设计方法及其优化措施[J].城市建筑，2014，02：37.

[4]吕世明.对混凝土结构设计安全度的探讨[J].城市建筑，2014，01：35.

[5]陶必国.混凝土结构设计方法及其优化措施[J].城市建筑，2014，01：37.

[6]颜双月，薛毅明.基于耐久性的混凝土结构设计的探讨[J].建材发展导向，2014，02：206.

多层建筑和高层建筑的界限范文

1早期的离层建筑

高层建筑的发源地可以追溯到上个世纪美国的芝加哥。作为当时的商业中心，芝加哥的经济得到了快速发展，随着城市的繁荣，人口的猛增，特别是1871年的芝加哥大火，使得城市重建问题特别突出，为了在有限的市区建造尽可能多的房屋，高层建筑便首先在芝加哥出现了。目前较普遍公认的世界上第一幢有现代意义的高层建筑便是芝加哥的家庭保险公司大楼代这个时期的高层建筑造型特征是：体形较规整，在竖向划分为三段体顶部、墙身和基座；顶部往往设计成象征高直式教堂的尖顶或退台；顶部及外墙上采用大量的附加装饰，包括古典的线脚和浮雕；在墙身部分多为厚墙小窗和竖向体量划分的处理；而在基座部分，还往往保留了古典的壁柱及柱式。

2现代主义时期的高层建筑

到1945年二战结束后，高层建筑如雨后春笋般在美国大量兴建，并向超高层发展，继而在欧洲、亚洲、澳州及第三世界国家都相继出现许多高层建筑。形成世界范围内的高层建筑的兴盛时期：h。从二战到70年代中期，是世界范围内的高层建筑发展的繁荣时期。1974年建于芝加哥的希尔斯大厦，至今仍是世界最高的高层建筑之一，他的造型不仅反映了现代建筑的美学原则，也反映了其先进的结构特征，并力求创造独特的建筑上部造型和轮廓线，成为业主和企业在城市中易于识别的广告性标志。然而，由于现代建筑忽略了历史文脉，排斥装饰，过分强调工业化作用，到处出现的是工业化的高层建筑造型，而忽视了建筑与人、建筑与环境的关系。

3新现代主义时期的高层建筑

新现代主义是相对于现代主义而言的，它在继承和发扬现代主义的核心思想的同时对现代主义的局限进行了改良、发展和完善。其坚持现代主义的理性和功能化，追求功能、技术与艺术的平衡，但却力图从不同的角度和层次进行重新诊释。这种设计思想表现在高层建筑的设计之中，功能、结构、设备、材料等因素的重要性比其他建筑类型更为突出。新现代主义在高层建筑立面造型上有很多创造性的发展和提升，高层建筑不再是简单的四方体，而往往是以抽象的儿何体或组合几何体，以富有形态、材料质感和色彩变化及结构美感的新视觉形象出现。

随着高层建筑的发展，人们越来越感受到它们是近邻环境的一部分，并发展出多种对城市、对环境的认识理论。不同的理论也导致了现代主义对环境的不同处理手法。今天的文脉要求我们城市结构、文化、尺度、材料等广泛问题进行调查，以追求建筑在时空上的特定位置感和多种文脉关系，使工程与建设地点融为一体，创造特定的环境气氛。从这个角度来说，新现代主义对体形的关注正是对城市文脉的一种解释和认可。

4目前高层建筑的发展趋势

每个时代的审美观都受到社会、科技、文化和经济的深刻影响，随着科学技术的突飞猛进和人类认识能力的提高，正确认识科学美和艺术美的问题，又在一个新的层次上提出来。随着亚洲特别是环太平洋西岸地区在近二十几年来经济的飞跃和持续发展，高层建筑建造的重心已从美国转移到了这一地区，大量的高层建筑和摩天大楼在这里应运而生，可以说这里成为了新一代高层建筑的试验基地，在这些地域中，我国的上海浦东新区无疑是最新最辉煌和最引人注目的一个。在我国的香港、广州等地，经济的腾飞也带动了高层建筑的发展，比如在香港建造的中环广场大厦、中国银行大厦以及富有传奇色彩的汇丰银行大厦等。日本也突破了地震的限制，建造了横滨里程碑大厦和东京都厅舍等高质量的建筑，韩国和新加坡也都掀起了高层建造的热潮。

20世纪90年代，建筑的生态设计意识与城市生态学已成为建筑师广泛关注的重点。绿色建筑的创作和有效利用自然资源的设计技术陆续推开。将具有现代感的建筑与生态环境有机结合，将使用功能与生态环境有机结合，提倡新建筑与古建筑的对话，建造花园城市、山水城市和生态城市已成为新一代建筑师追求的建筑美学目标。在21世纪，建设具有良好生态环境的亲切、舒适、方便、美丽的个性化现代城市，是建筑师面临的重大课题。

多层建筑和高层建筑的界限范文篇5

【关键词】高层，现状，发展；

1、高层建筑的发展现状

高层建筑是我国经济建设迅速发展和科学技术进步的产物。随着我国城市化进程越来越快，越来越多的人口向城市集中，这就造成了城市用地越来越紧张。为了解决越来越多的人的需求，城市建筑层数和高度也必然要不断提高。因此城市高层或超高层建筑发展必然成为一种趋势。随着现代世界科技的进步，建筑方面也取得了不少进展，在结构方面出现了很多新型的建筑结构体系。大量的轻质高强建筑材料、机械设备的出现，施工技术、计算机技术的发展，为高层建筑的发展提供了更加便利的条件。

高层建筑的发展主要表现在以下几个方面：

1.结构体系和建筑材料多种多样。结构体系中除了传统的框架、框架-剪力墙体系外，也出现了多种新的结构体系，如框架-核心筒、筒中筒、成束筒、悬挂结构、巨型框架结构等。建筑材料也由开始的钢材发展到了钢筋混凝土，预应力钢筋混凝土等。

2.高层建筑的层数越来越多，高度也越来越高，并且建造数量也越来越多。

3.随着高层建筑理论的不断发展和有限元软件的不断出现，高层建筑的结构设计水平得到了很大的提高。

2、高层建筑国内外的发展历程

2.1国外发展历程

世界上高层或超高层建筑的发展大体可以分为以下几个阶段[1]：

（1）十九世纪末，美国曼哈顿人寿保险大厦的建成意味着世界高层建筑进入一个新的时期。该大厦高约106米，是当时世界上最高的建筑。

（2）在曼哈顿人寿保险大厦建成后短短的37年，美国又建成了帝国大厦，该大厦高约308米，远远高出了当时的曼哈顿人寿保险大厦。这就意味着高层建筑进入一个迅速发展的时期。

（3）自从二十世纪六十年代以来，随着高强轻质材料，新的结构体系的出现，计算机技术的运用与发展和更加先进的施工技术条件，高层建筑的发展又重新进入一个新的时期。比如1996年马来西亚建成当时世界最高建筑吉隆坡石油双塔，高达452米。

2.1国内发展历程

我国的高层和超高层建筑的发展起步较晚，最早起步于20世纪50年代的上海、广州、天津等城市，但是我国最初的高层建筑是由国外设计的。建国初期后的20多年的时间里，我国的高层建筑的发展几乎处于停滞期。

我国的高层建筑发展从上个世纪80年代开始进入迅速发展的时期，我国的很多高层建筑都是在这个时期建设起来的。比如上海的金茂大厦，上海环球金融中心、宁波浙海大厦等都是在这个时期建造起来的

目前我国已建成的高层或超高层建筑的代表作主要有平安国际金融中心、上海中心大厦、广州塔、广州周大福金融中心、上海环球金融中心、香港环球贸易广场、东方明珠、南京紫峰大厦等。

3高层建筑发展前景及意义

地球上的陆地面积只占地球表面面积的29%，而剩余的71%的面积都为水所覆盖。而在这有限的陆地资源中，有很大一部分面积被沙漠，森林，丘陵，高山。可用于居住和耕种的土地只占地球表面面积的6.3%。然而，地球上的人口数量不断地增加。尤其是18世纪开始，人口以前所未有的速度迅猛增长，因为人类的居住面积是有限的，为了更好的生存与发展，除了要控制人口的增长以外，还要节约用地，尽量少占用这稀有的耕地面积。因此，高层建筑的发展必然是一个趋势。

高层或超高层的发展有一定的优势，主要表现在以下几个方面：能大量节约城市的用地面积，缓解了城市用地紧张的问题；人口规模会相对变大，资源相对集中，能更好地提供商业和民用条件；是一个城市快速发展的标志；能更好地推动土木工程行业的发展等。但是，也有一定的缺陷，主要表现在结构的设计较为复杂；施工过程也较为困难；并且因为结构高度的增加，风荷载作用，地震作用的影响也必然加大[2]。

发展高层建筑有着十分重要的意义，主要包括以下三个方面[3]：

（1）节约用地。

（2）改善城市市容。

（3）节省城市基础设施费用。

高层建筑的发展水平是代表一个国家或地区经济和建筑科技水平的重要标志之一。在古代，我国也曾建设过不少的高层建筑，但就近代的高层建筑而言，在相当长的一段时期内，我国高层建筑的发展十分缓慢。近年来，随着经济和科学技术水平的不断提高，同时也为了改善城市居民的居住条件，我国高层建筑已经得到了很大的发展。

参考文献：

[1]周振.钢管混凝土柱框架核心筒结构抗震性能的研究[D].西南交通大学，2008.

[2]杨春.框架一核心筒超限高层结构的抗震性能评估术[J].广东：华南理工大学学报，2013.

[3]聂建国.高层钢筋混凝土框架核心筒结构抗震安全评价[J].建筑结构学报，2010，31（12）：68-69.

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多层建筑和高层建筑的界限范文篇6

投资方是以远大空调闻名的湖南空调企业远大科技集团，在近年大力发展可持续建筑后，远大董事长兼总裁张跃在去年6月正式签署协议并宣布这个惊人的决定，并在今年7月举行了奠基仪式。

在过去几年中，中国的摩天大楼热潮正愈演愈烈。面对纷纷扰扰的质疑，对于普通受众来说，除了安全问题外，人们更关心的是，天空城市是什么？能带来什么？

操作之谜：安全问题与技术考验

争议集中于安全性、技术的可靠性等方面。在一片质疑甚至叫骂的漩涡中，很多人认为，迄今为止，远大可持续建筑公司所建成的最高建筑高度也没有超过100米。而楼层越往上，需要考虑的抗震、抗风等因素会越多，难度越大，时间也会更长。

从2012年6月，远大签订战略合作协议，正式宣布投建天空城市，到此后漫长的专家论证。湖南省住建厅委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会组织召开了专家评审会，给出的审查结论是：“勘察设计单位按要求修改落实并经专家组认可后通过”，内容涵盖了结构、抗震、基础、超限、风洞、风振、舒适度等方面。

天空城市投资有限公司副总经理曾跃此前对媒体表示，超限高层审查有两个阶段，一是理论上可不可行，二是如何具体实现。第一步走完了，第二步走了98%。还要补充一些数据给专家组，例如柱子多粗、建筑参数等细节，落实专家组修改意见便可以了。

7月20日，远大科技集团投资的“天空城市”奠基仪式在低调中开场。“我们确实在走最后的程序了，程序一走完，就开始动工建设。”远大科技集团新闻发言人朱琳芳告诉记者，“第一高楼”仍在技术审查阶段，没有所谓叫停的说法，但具体时间远大方面是没法控制的。

摩天大楼的消防和疏散是国际难题。众所周知，目前最好的消防云梯仅能达百余米，高楼一旦失火，除了直升机以外，难以依靠外力救火。仅凭长沙市目前的消防力量，天空城市带来的压力是显而易见的。

目前，天空城市的消防设计方案已经委托给公安部天津消防研究所，天空城市是否满足消防要求，仍没明确，外界仅得知的是天空城市所用钢材，耐烧3小时。

记者就相关问题多次致电张跃，但电话均处于关机状态。据张跃在远大官网挂出的《天空城市正能量》一文中称，自从2010年宣布天空城市计划以来，远大已与国内外专家合作做了数百项试验，不会拿安全来开玩笑。

湖南大学建筑学院院长魏春雨近期对媒体表示，高楼的安全与技术问题迟早会解决，但第一高楼建起来后如何使用，如何实现与城市的对接很关键。只有高楼与城市生活的融合，才能对整个城市、人的生活方式甚至是区域文化产生影响。

“周边配套和如何对接的问题，需要政府进一步推进，但远大方面不便正式回应。”朱琳芳告诉记者。

业态之谜：除了火葬场什么都有

从长沙的金星大道一路往西，在远离市中心的望城区回龙村，仍是一片农村田园景象。然而，也许不到一年，这里将成为世界瞩目的焦点。

在张跃的构思中，“世界第一高楼”是一个集住职学医购娱一体、无所不包的空中城市，如远大可持续建筑所宣称的，其特征是“除了火葬场什么都有”。

与张跃有多次交道的中坤集团董事长黄怒波曾对记者提及，张跃曾是美术老师，想象力好，画画也特别好。在7月20日的奠基仪式上，张跃如此描绘他的梦想之城：“明年5月份人就住进去了，到7月份的时候，这里面已经是熙熙攘攘、灯火通明、鸟语花香的这么一个地方了。”

根据远大集团官网数据显示，天空城市建筑面积105万平米，总高838米。地面202层，地下6层，可容纳30000人。

在业态上，天空城市可入住4450家住户，250套酒店客房，10万平米学校、医院、写字楼，130亩立体有机农场，8000平米露天空中花园，在202层有720平米游泳池。

对于此前有质疑远大高楼建造“豪宅”的质疑，张跃回应称：“60平米公寓1160户，90平米公寓1398户。超过90平米公寓1892户，只占43%，这格局明显背离高档楼盘，当然，也明显卖不起高价。”

在交通方面，第一高楼的设计也极尽所能，其拥有93台电梯，电梯可抵达830米。其中，10公里步行街甚至可行驶轿车，市民可以开着轿车在天街上逛街，可从1层直达170层。在远大看来，这一项目能够减少城市对道路和汽车的依赖，减少交通拥堵，是对“分隔社区”的一场革命。

动机之谜：用针扎醒对保温建筑麻木的人

不少人质疑远大另有企图。“我们怀着虔诚之心建天空城市，却招来一片叫骂与质疑。”张跃在文中称，他把天空城市建成吸引眼球的世界第一高楼，首要目的是要把它当作一根针，扎醒那些麻木对待建筑保温的人。

远大方面认为，这栋楼的意义远不止于世界第一高楼，而将作为“节能节地城市模式”和“健康居住方式”的一项重要探索。远大天空城市投资有限公司总经理唐瑛前不久在博鳌房地产论坛上介绍，“天空城市”为“六节一环保”：除传统的节能、节地、节水、节材以外还节时、节省金钱。

据其介绍，节省土地，即“一栋楼能够为城市腾出2平方公里绿地”。节省金钱，是因为天空城市定位为中等价位的实用性建筑，相比较以往地标和超高层的建筑更注重于实用功能。

张跃还有另一个身份――联合国环境署“可持续建筑与建造促进会”副主席，其曾提到：“建筑能耗大概占全世界能耗的40%，如果我让建筑能耗减少70%，我应该可以减排这世界上28%的温室气体。”

远大所倚重的节省能源，是因为“天空城市”可以减少热损失80%以上，同时采用冷热电联产技术，不依赖于电网供电。由于建筑材料全钢结构，每平米比钢筋混凝土建筑节省500公斤混凝土，同时减少施工用水量，预计每年可以为地球减排12万吨二氧化碳。

但据媒体援引暖通空调业界专家的观点，超高层建筑高度在100米以上的部分不适宜开窗进行自然通风。第一高楼近九成面积只能选择机械通风，这将形成大量能耗。这对中央空调的输送系统，将形成巨大考验。

此外，远大的流水线制造方式，也是其信心保证，远大计划整个项目90%在工厂制造，生产周期大约4个月，现场安装计划3个月，仅仅7个月的的建造周期让外界质疑不断。

唐瑛在论坛上解释称，世界最快的建造速度，使用的工程施工人员同样也可能是世界最多的。据她介绍，整个项目将有2万人在同时施工。项目90%在工厂制造，做好后运到现场进行吊装，现场的工作量只占10%左右。

这并非远大首次尝试。在上海世博园，6层楼的远大馆曾采用可建技术一天之内就建起，其现场“搭积木”的超级拼装术，受到公众的追捧。

高30层的湖南湘阴县T30A塔式酒店，在现场仅用了半个月建成。

多层建筑和高层建筑的界限范文篇7

关键词：高层建筑；体型设计；风荷载

Abstract:Instructuredesignofhigh-risebuildingisoftenplayedadecisiveroleofhorizontalload,withtheincreaseofNumberoffloors,theincreaseinheight,windloadsandseismicstructuraldesignofcontrolfactors.Windloadstrengthdependsonbothitsnaturalcharacteristics,andiscloselyrelatedtobodycharacteristicsofthebuilding.

Keywords:High-risebuilding；Shapedesign；Windload

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

1、高层建筑结构特征分析

在高层及超高层建筑设计中,侧向刚度是主要考虑的因素,能准确判断建筑侧向刚度的参数为水平位移指标,即建筑顶端最大位移与建筑总高度之比,因此建立水平位移指标的限值是一个重要的设计规定[18]。高层建筑所受风荷载呈倒三角形分布，其剪力则呈正三角形分布，因此，为抵抗风荷载所需要的结构刚度宜为下大上小渐变分布（见图1）。

图1水平荷载作用下的刚性设计

对高层建筑结构在风荷载作用下的变形主要有两方面的限制:一是限制结构的顶端水平位移与总高度的比值,目的是控制结构的总变形量；二是限制相邻两层楼盖间的相对水平位移与层高的比值,目的是防止填充墙、装饰部件的损坏,避免电梯轨道和管道等设施产生过大的变形。在正常使用条件下,高层建筑结构应处于弹性状态并具有足够的刚度,避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用条件。为此，在高层结构中通常以柱、墙和筒体作为基本抗侧单元，用于不同建筑高度和结构类型保证足够的抗侧刚度。同时，这些结构体系又影响着建筑体型的设计。

2、风效应

风对结构的作用受到风的自然特性、结构的动力特性以及风和结构的相互作用的制约,从工程抗风设计的角度来看,可把自然风分解为不随时间变化的平均风和随时间变化的脉动风两部分,分别考虑它们对结构的作用。在风作用下结构上的风力含有顺风力、横风力和扭力矩三种(见图2)。顺风力是结构抗风工程中的必须考虑的效应,在一般情况下起主要作用。横风力及共振是在横风力作用下,由于空气的粘性和流速,在结构的尾部会产生流体旋涡脱落。当风速达到某一临界值时,结构运动会无限制地增大,产生空气动力失稳。

图2建筑周围气流与结构上的风力

3、建筑体型与风作用

由于不同体型的高层建筑及其布局方式对气流的阻挡，会使风的流速、流向和流场发生很大变化，从而又影响着建筑所受风荷载（见图3）。

a尾流效应：被吸入建筑物背风面真空区形成强烈下旋气流。

b狭管效应：建筑物紧密相依造成狭长空间，主导风通过，气流瞬间增强。

c角落效应：建筑角落部分形成猛烈气流。

4、高层建筑体型设计方法

4、风效应

风对结构的作用受到风的自然特性、结构的动力特性以及风和结构的相互作用的制约,从工程抗风设计的角度来看,可把自然风分解为不随时间变化的平均风和随时间变化的脉动风两部分,分别考虑它们对结构的作用。在风作用下结构上的风力含有顺风力、横风力和扭力矩三种(见图2)。顺风力是结构抗风工程中的必须考虑的效应,在一般情况下起主要作用。横风力及共振是在横风力作用下,由于空气的粘性和流速,在结构的尾部会产生流体旋涡脱落。当风速达到某一临界值时,结构运动会无限制地增大,产生空气动力失稳。

图2建筑周围气流与结构上的风力

5、建筑体型与风作用

由于不同体型的高层建筑及其布局方式对气流的阻挡，会使风的流速、流向和流场发生很大变化，从而又影响着建筑所受风荷载（见图3）。

图3风对建筑的效应

a尾流效应：被吸入建筑物背风面真空区形成强烈下旋气流。

b狭管效应：建筑物紧密相依造成狭长空间，主导风通过，气流瞬间增强。

c角落效应：建筑角落部分形成猛烈气流。

d漏斗效应:当风从建筑间距较大的地方流到间距较小的地方时，风速加大，类似水流过漏斗。设计中应选择合理的体型组合，以减小风效应的影响。

建筑体型设计可从平面形状和竖向型体两方面考虑，同时考虑平面与竖向的组合关系，通过合理的建筑体型可以有效的减轻风荷载对建筑的影响[3]。

四、结语

风荷载无论从建筑还是结构方面都对高层建筑有着重要影响。风荷载的作用与高层建筑的体型设计有着密切关系，通过科学合理的建筑体型选择与设计，不仅能使高层建筑结构更加安全可靠，而且能极大的改善建筑自身及周边的环境。高层建筑的抗风设计要结合地域气候条件、规划布局特点、建筑体型设计、防风构造措施以及生态建筑技术，以创造安全、舒适的人居环境。

参考文献

[1]王敏，霍小平。风荷载与高层建筑体型设计浅析[J].建筑与结构设计，2010.

多层建筑和高层建筑的界限范文1篇8

关键词：市政道路；开发商；设计；管网；道路

引言

随着近几年国家大力推进城镇化建设，各地楼市也不断火热。作为开发商地产项目中的重要基础工程系统，道路系统设计在整个项目设计中占据重要地位。市政道路是开发小区建设的必经门户通道，关系着项目建设的工期和居民之间道路交通的便捷性。再者，后期的道路绿化景观建设也是提升居民居住区域的美好形象，满足该区域居民的日常交通出行。打造提升居住区域的形象、满足该片区居民的交通及出行需求。至此，本文通过具体工程实例，分析地产项目中市政道路设计的基本要求及特点，并探讨实证道路系统设计的基本原则及方法、思路、内容等。为同行业技术人员提供有价值的参考。

1工程概况

该工程位于重庆杨家坪地段，整个地块分为两期开发。土地面积和建筑面积分别为82780m2和484057m2，综合容积率5.3。该工程是城市次干道、起点已经完工的成兴胜路相接，东西走向，终点止于该项目片区建设范围红线。整个道路为双向四车道，长491.1m，宽22m。该工程设计特点有：第一、市政道路在整个项目开发过程中参与设计较晚，并且边界限制条件很多、设计自由度较低，整个道路路线短，且修建周期较短。第二、市政道路设计施工与开发片区同时进行，并且在已建成片区范围内，有必要对周边管网进行物探，设计难度增加。第三、整个过程要与开发商和设计部门及管网设计部门进行技术沟通，避免在已建成片区范围内的筑红线边界形成断头路、污堵管网。合理设计断头路的雨水拦截及排水工作。

2设计流程

市政道路工程是整个小区设计工程的基础，也是关键工程。理论上是要和片区设计同时进行，有效配合小区建筑设计。具体表现在：第一、道路设计可以有效的解决小区的建筑边界范围。同时道路纵面的设计对于管网的标高和两侧商铺的地坪标高。第二、道路断面的设计对于综合管网布置、人行道宽度和道路红线等都有很大的影响。但是，本项目由于开发商的具体要求，市政道路设计相对于建筑设计较为滞后。而是等建筑施工开始后才进行的设计工作。而建筑方案已经确定，对于用地红线、开发用地等等都有限制。如何在这么多的边界条件中有效的进行道路设计，最大程度的利用土地和配合建筑设计，做到小项目高质量的标准就为本次市政道路设计提出很大难题。

3市政道路设计关键点

3.1道路平面设计

我们知道，道路平面设计可以有效的反映出小区路网与市政道路设计的连接位置及建筑红线，可以为建筑施工测量放线提供依据，也可以为其他专业设计提供范围参考。而本次道路设计边界限制条件较多，相对于建筑设计较为滞后，应考虑与规划的线性一致。本道路设计两侧为居民区，且车辆设计速度为30km/h。交叉口转弯半径要大于9米，适当留有公交停车台。曲线的先行指标较低，这就需要相关设计单位重点考虑平面圆内侧的超高，用以加宽等措施缓和曲线长度。同时，注意监督道路红线是否越过建筑红线。如有越过，就要和建筑设计部门及时沟通。由于，此市政道路在已建成区范围，设计单位要注意小区内的综合管网及下水道预留接口，以方便后期小区与外界的消防联系。

3.2道路纵断面设计

由于该道路项目设计相对于建筑设计较为滞后，且设计范围在已建成区。那么在道路竖向设计时就要参照建筑地坪和道路两侧商铺标高；道路起点与已建成区的市政道路相连接，起点标高就要按照实测数据。由于道路纵断面设计与道路排水走向联系较为紧密，且与整体设计整体标高也联系紧密。这就需要在道路纵断面拉坡时要与建筑专业进行交流，确保道路与临街商铺的关键控制点及竖向关系满足场地设计整体标高及排水管的坡度符合相关设计单位的标准。我国为避免出现道路设计标高与两侧建筑标高差距过大，一般要求纵坡取0.3%到8%，小区市政纵坡要在0.5%到4%为宜。且道路设计在施工范围内不能频繁变坡，坡长要大于60米。

3.3道路横断面设计

该项目横断面设计在参照横断面车行道及人行道宽度标注的基础上，要合理结合项目实际。根据我国现行道路横断面设计标准，在60km/h的车速下，道路宽度最小为3.25米，由于本车道要考虑后期的消防和市政双重使用任务，市政管线尽量放在人行道，且单条车道宽度可取3.5米以上，横坡度取1.5%～2.0%。为考虑到后期建筑货料的运输要通过此道，避免破坏道路，道路面层就要使用水泥混凝土刚性面层，采用直线路拱。等建筑工程完毕后在铺设沥青层面，符合市容环保要求。

3.4道路路基设计

由于该道路工程路基设计中，周围存在很多遗弃土方，而该道路又在已建成的商业范围内，这就需要开发商对于道路修建运距的不同核算造价，以便进行更准确的估算。由于开发项目力度大，工期要求严，地貌变化大。可能在实际施工中路基与先前勘探资料不同，这就需要建设单位、监理及施工单位现场根据实际填挖量签字确认。要根据实际开挖情况重新规划横断面图和土石方工程量表。如果遇到软土基时，还要及时做好软土基处理工作。

3.5道路路面设计

从当前城市道路的路面设计形式来看，沥青混凝土面层是主流。且路面结构形式多以半刚性基层柔性路面面层的组合形式设计。由于该道路承担着建筑用料的运输工作，载重量较大。那么，就要考虑路面层刚度、强度、耐久性都较强的水泥混凝土面层设计，面层厚度取20～24厘米。待建筑小区完工后，要进行表面加铺设两层沥青面层，期间要注意对水泥层面的修复，要注意刚性面层与头型路面的有效结合，保证道路质量。

4总结

由于该道路项目设计的实际情况是路线短、工期短，且为建筑设计之后、边界限制条件多、参与单位较多等特点。特在设计中注意问题总结如下：第一、由于该工程在已建成区内，所以严格对周边的管网进行物探、检测。第二、尽量加大参与单位的有效沟通，理解各单位的设计意图进行有效总结。第三、考虑本车道后期的消防和市政双重使用任务，市政管线尽量放在人行道，且单条车道宽度可取3.5米以上，横坡度取1.5%～2.0%。为考虑到后期建筑货料的运输要通过此道，避免破坏道路，道路面层就要使用水泥混凝土刚性面层，采用直线路拱。等建筑工程完毕后在铺设沥青层面，符合市容环保要求。

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多层建筑和高层建筑的界限范文篇9

关键词超限复杂高层；建筑结构设计

中图分类号：TU972文献标识码：A文章编号：1671-7597（2014）09-0150-01

超限复杂高层建筑结构非常复杂，需要采用科学有效的设计方法，才能够实现设计的效果，确保设计的质量，下面针对于超限复杂高层建筑结构设计进行具体的分析。

1超限复杂高层建筑结构设计概述

所谓超限复杂高层指的就是超限高层的复杂结构，其中剪力墙的结构设计、梁式转换设计等，在结构上与超限高层有着明显的区别，尤其是内在结构含有错层、跃层、中空等复杂建筑构造。对这类建筑的结构设计中，要比正常的超限高层结构设计复杂的多，尤其是结构的受力平衡点极难确定，而且由于结构的复杂性，在设计中要根据实际需求来对每个结构的剪力墙做好设计工作，因为这涉及到超限复杂高层建筑的抗震能力。美观也是建筑结构设计的重点因素，尤其是超限复杂高层建筑，对于这类建筑的设计外观不会有着传统建筑物的对称外观[1]。因此，在超限复杂高层建筑结构设计中，要将外观设计充分的展现出独有的特性，这样才能表现出超限复杂高层建筑结构设计的特点。

2超限复杂高层建筑结构设计的特点

2.1错层结构

错层在我们日常生活中经常见到的一种楼房结构，由于建筑的各个功能区的层高要求不同，针对这一现象设立了错层结构，不仅如此，有很多楼梯结构也存在跃层结构，都是按照功能区的高度不同而划分的，而这也是超限复杂高层建筑结构设计中的一大特点。在超限复杂高层建筑结构设计中，在进行结构模型分析的过程中，按照裙房的设计不同，再结合功能区高度要求的不同，从而实现超限复杂高层建筑物结构设计错层结构的良好设计[2]。

2.2平面不规则

在对超限复杂高层建筑结构设计的过程中，由于存在的功能区域不同，因此平面结构设计也会存在不规则性，尤其是超限复杂高层建筑的剪力墙、钢筋混凝土等结构的设计中，对侧力构件、承重有着极大的作用，而对每个不同区域测量的抗震平衡点不同，就会导致各个结构出现不同的设计规则，这也是超限复杂高层建筑物结构设计的一大特性。

3超限复杂高层建筑结构设计

3.1抗风设计

风荷是建筑结构设计中应考虑的问题，尤其是超限复杂高层的建筑结构设计，因为高度的增加也使得受到风荷的影响越大，特别是在沿海地带的超限复杂高层在结构设计的过程中应将风荷作为重点设计。超限复杂高层建筑结构的抗风设计是将风产生的动力效应结合风振系数，再转变成建筑结构设计中的拟静力进行计算，当然，在抗风设计中需要对拟静力的计算结果通过模型风洞实验、结构动力分析、计算校核等，以保证抗风设计的稳定性和可靠性，否则，未对抗风设计进行校核的建筑物容易在风荷的影响下产生建筑墙体的开裂、玻璃墙体的破坏等，甚至会出现主体结构遭到破坏的现象，因此抗风设计在超限复杂高层建筑结构设计中占有重要的地位。在抗风设计中需要注意设计要点：由于超限复杂高层具有平面不规则性、楼梯高度较高、立面复杂等特征，在进行抗风校核时应采用风洞实验来保证建筑结构的稳定性和安全性；在超限复杂高层建筑之间距离较近时，应对相互之间产生的风力干扰的群体效应作出相应的判断，并将其渗入到抗风设计中[3]。

3.2抗震设计

抗震设计是建筑物结构设计中的重点设计，尤其是超限复杂高层建筑的结构设计，因为建筑较高的原因，使得承受震力结构本身就处在弱势，因此对超限复杂高层结构中的抗震设计要比一般的建筑结构严格的多，主要在设计中应注意以下几点：对超限复杂高层建筑结构设计的地理位置、地质地貌等周边环节的调查分析，需要结合当地的情况对建筑进行抗震设计；建筑的整体结构设计，如界面大小、应变分布等，要有针对性的进行设计；对建筑结构设计方案进行抗震定量分析，为确保建筑结构抗震性能的优越性，应保证建筑结构的变形弹性需要达到建筑的抗震要求；确定建筑结构的位移和构件变形之间的关系，并在设计的过程中通过测量测试的方式来确定构件的变形值，为建筑结构抗震设计提供依据。

3.3刚度设计

刚度设计是对建筑整体结构有着固定的作用，尤其是对建筑结构荷载情况有着直接的影响。在超限复杂高层建筑结构设计中，经常会发现结构设计发生扭转的现象，一旦建筑整体结构发生扭转就会使建筑物的水平荷载发生变化，而对建筑物的稳定性和安全性造成极其严重的影响，这种设计的发生主要是三个点不重合而引起的。所谓三个点指的就是建筑整体结构的重心点、建筑结构几何形状的中心点、建筑结构整体刚度的中心点等[4]。对超限高层建筑的刚度设计首先要将各个楼层中分布的水平作用力进行平均分布；将超限复杂高层建筑结构尽量采用规范的平面结构设计，如、矩形、正多边形、方形以及圆形等，这样可以有效的分布作用力，能避免或降低建筑结构发生扭转的问题。当然，超限复杂高层建筑结构也很少存在简单规范的平面设计，因此，对这类特殊的建筑结构刚度设计时，整体平面结构处于不规范的形态，要尽量将其凸现出的结构部分的宽度与厚度的比值确定在可控制的范围内，这样可以充分避免作用力分布不合理而导致建筑结构刚度设计出现问题造成的建筑扭转现象。另外，在对超限复杂高层建筑结构设计时，要从整体结构设计出发，尽量采用对称形态的结构设计，这样可以提高建筑刚度设计的稳定性和可靠性[5]。

4结束语

在进行超限复杂高层建筑结构设计中，设计人员通过运用有效的设计方法，能够实现设计水平的提高，确保建筑的质量，促进建筑设计工作的顺利进行。

参考文献

[1]生永栓，王永红，陈伟松，博东恒.某超限复杂高层（错层）结构住宅设计[J].建筑结构，2009（S1）.

[2]邱俊强.对高层建筑结构设计中存在问题的分析[J].建材与装饰（中旬刊），2008（05）.

[3]杨亚红.馨雅如小区高层建筑超限工程设计概述[J].科技信息，2011（16）.

多层建筑和高层建筑的界限范文

关健词：高层建筑美学生态环境

建筑是一种综合性艺术，是一部凝固的史诗。她积淀着人类的历史，体现了各国人民丰富的想象力和独特的思维方式。人类在建筑艺术中表现了复杂多样的美学思想，并要求以空间组合、比例、尺度、色彩、质感、体型等建筑艺术语言，统一多变，主次分明，有和谐韵律的结构布局，表现出多种不同的意境和风格。近年来，随着建筑美学研究的不断发展，它的内容还在进一步扩大。当代建筑美学正在更广阔的领域中对建筑美感的心理构成因素、建筑创作的形象思维特征、自然美与环境美的美学内容、形式美的形成与发展等课题进行广泛深入的研究，它反映了当今建筑美学发展的新趋向。本文主要阐述了不同时期的高层建筑的美学价值。

1早期的离层建筑

高层建筑的发源地可以追溯到上个世纪美国的芝加哥。作为当时的商业中心，芝加哥的经济得到了快速发展，随着城市的繁荣，人口的猛增，特别是1871年的芝加哥大火，使得城市重建问题特别突出，为了在有限的市区建造尽可能多的房屋，高层建筑便首先在芝加哥出现了。目前较普遍公认的世界上第一幢有现代意义的高层建筑便是芝加哥的家庭保险公司大楼代

这个时期的高层建筑造型特征是:体形较规整，在竖向划分为三段体顶部、墙身和基座;顶部往往设计成象征高直式教堂的尖顶或退台;顶部及外墙上采用大量的附加装饰，包括古典的线脚和浮雕;在墙身部分多为厚墙小窗和竖向体量划分的处理;而在基座部分，还往往保留了古典的壁柱及柱式。

2现代主义时期的高层建筑

到1945年二战结束后，高层建筑如雨后春笋般在美国大量兴建，并向超高层发展，继而在欧洲、亚洲、澳州及第三世界国家都相继出现许多高层建筑。形成世界范围内的高层建筑的兴盛时期:h。从二战到70年代中期，是世界范围内的高层建筑发展的繁荣时期。1974年建于芝加哥的希尔斯大厦，至今仍是世界最高的高层建筑之一，他的造型不仅反映了现代建筑的美学原则，也反映了其先进的结构特征，并力求创造独特的建筑上部造型和轮廓线，成为业主和企业在城市中易于识别的广告性标志。然而，由于现代建筑忽略了历史文脉，排斥装饰，过分强调工业化作用，到处出现的是工业化的高层建筑造型，而忽视了建筑与人、建筑与环境的关系。

3新现代主义时期的高层建筑

新现代主义是相对于现代主义而言的，它在继承和发扬现代主义的核心思想的同时对现代主义的局限进行了改良、发展和完善。其坚持现代主义的理性和功能化，追求功能、技术与艺术的平衡，但却力图从不同的角度和层次进行重新诊释。这种设计思想表现在高层建筑的设计之中，功能、结构、设备、材料等因素的重要性比其他建筑类型更为突出。新现代主义在高层建筑立面造型上有很多创造性的发展和提升，高层建筑不再是简单的四方体，而往往是以抽象的儿何体或组合几何体，以富有形态、材料质感和色彩变化及结构美感的新视觉形象出现。

随着高层建筑的发展.人们越来越感受到它们是近邻环境的一部分，并发展出多种对城市、对环境的认识理论。不同的理论也导致了现代主义对环境的不同处理手法。今天的文脉要求我们城市结构、文化、尺度、材料等广泛问题进行调查，以追求建筑在时空上的特定位置感和多种文脉关系，使工程与建设地点融为一体，创造特定的环境气氛。从这个角度来说，新现代主义对体形的关注正是对城市文脉的一种解释和认可。

4目前高层建筑的发展趋势

每个时代的审美观都受到社会、科技、文化和经济的深刻影响，随着科学技术的突飞猛进和人类认识能力的提高，正确认识科学美和艺术美的问题，又在一个新的层次上提出来。随着亚洲特别是环太平洋西岸地区在近二十几年来经济的飞跃和持续发展，高层建筑建造的重心已从美国转移到了这一地区，大量的高层建筑和摩天大楼在这里应运而生，可以说这里成为了新一代高层建筑的试验基地，在这些地域中，我国的上海浦东新区无疑是最新最辉煌和最引人注目的一个。在我国的香港、广州等地，经济的腾飞也带动了高层建筑的发展，比如在香港建造的中环广场大厦、中国银行大厦以及富有传奇色彩的汇丰银行大厦等。日本也突破了地震的限制，建造

[1][2]

了横滨里程碑大厦和东京都厅舍等高质量的建筑，韩国和新加坡也都掀起了高层建造的热潮。

世纪年代，建筑的生态设计意识与城市生态学已成为建筑师广泛关注的重点。绿色建筑的创作和有效利用自然资源的设计技术陆续推开。将具有现代感的建筑与生态环境有机结合，将使用功能与生态环境有机结合，提倡新建筑与古建筑的对话，建造花园城市、山水城市和生态城市已成为新一代建筑师追求的建筑美学目标。在世纪，建设具有良好生态环境的亲切、舒适、方便、美丽的个性化现代城市，是建筑师面临的重大课题。

结语

多层建筑和高层建筑的界限范文篇11

关键词：高层建筑；结构设计；原则；控制参数

中图分类号：TU208文献标识码：A

1高层建筑结构的主要特征

高层建筑结构不仅要承受由于外界环境的风力产生的水平方向的压力，同时还要承受在垂直方向的重力荷载，同时对于地震的抵抗能力也有要求。一般的低层建筑结构受到水平方向上的影响程度比较低.但是对于那些高层建筑，外界风力产生的水平方向的荷载和地震的影响则是其受到的主要影响因素。另外，随着建筑物的高度不断增加，高层建筑的水平位移也不断增大。但是对于高层建筑来说，如果存在过大的侧移，不但会影响到居住舒适度，同时使得建筑物的安全性受到影响。

2高层建筑的结构体系可以按以下分类

2.1框架结构体系――因其抗侧刚度较小，多用于中、小高层办公建筑。

2.2剪力墙结构体系――由于其通过建筑墙体承担竖向和侧向荷载，抗侧刚度远大于框架结构，故常用于高层住宅和高层公寓。

2.3框架-剪力墙结构体系――其抗侧刚度介于二者之间，且具有二者的优点，使用范围极广。

2.4框架-剪力桁架结构体系――常见于钢结构高层建筑，主要由后者承担侧向荷载。

2.5框架-核芯筒结构体系――由建筑内部剪力墙组成的核芯筒和外部框架组合而成，外框架承担竖向荷载，核芯筒承担侧向荷载。

2.6筒中筒结构体系――由钢筋混凝土内外筒体组成共同承担竖向和侧向荷载。

此外，还有斜交网格结构体系!成束筒结构体系、内填支撑筒结构体系、对角支撑筒体结构体系、空间桁架结构体系、内部对角支撑桁架结构体系、巨型框架结构体系等。众多的结构体系可供结构工程师选择，选取一种或几种体系作为备选，是概念设计时应该确定的。在初步设计时，通过精心的结构计算和技术经济比较选定最经济合理的结构体系。

3高层结构设计的控制参数

基本选定结构方案后，紧接着就是高层结构设计的核心部分――结构计算。首先，根据所选取的结构体系，选用准确的结构模型和选取正确的结构设计软件。其次，结构计算开始前，设计人员先要根据规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述，以及根据工程的实际情况，对结构参数和特殊构件进行正确设置。

3.1结构参数（部分）的确定

混凝土容重宜取27~30。结构构件梁、柱、剪力墙等考虑粉刷或装饰面层后的容重应大于25kNm3，如考虑20厚砂浆粉刷，当柱截面为400×400时，γ=（4402-4002）×20/4002+25=4.2+25=29.2，当柱截面为时600×600，γ=（6402-6002）×20/6002+25=2.7555+25=27.8，如柱截面1000×1000，γ=（10402-10002）×20/10002+25=1.632+25=26.632，梁250×500（板厚按100mm计）：γ=（290+420-250×400）×20/（250+500）+25=3.488+25=28.5，梁300×800（板厚按100mm计）：γ=（340×720-300×700）×20（300×800）+25=2.9+25=27.9，剪力墙厚200：γ=40×20/200+25=4+25=29，剪力墙厚300：γ=40×20/300+25=2.67+25=27.67，可见，梁、柱、剪力墙截面尺寸越小容重越大，如贴面砖、花岗石，容重还要加大，设计人员应综合考虑工程梁、柱、剪力墙的截面尺寸大小及面层材料，确定一个较合适的混凝土容重值。

3.2高层结构设计中各控制参数的选取直接影响结构的安全性、合理性等。因此，合理的选取各控制参数，有助于提高结构整体控制的效率，也有助于使结构设计更加安全、经济合理。

（1）轴压比

限制结构的轴压比，以保证结构的延性要求。当不满足规范要求时可以通过增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度的办法调整。

（2）剪重比

限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构的安全。当偏小且与规范限值相差较大时，可通过增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

（3）刚重比

规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。当不满足规范下限要求时，可以通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

（4）层间位移角

限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。当不满足规范要求时，只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

（5）层间位移比

限制结构平面布置的不规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。当不满足规范要求时，可以改变结构平面布置，减小结构刚心与质心的偏心距达到规范要求。

（6）周期比

限制结构的抗扭刚度不能太弱，使结构具有必要的抗扭刚度，减小扭转对结构产生的不利影响。当不满足规范要求时，只能通过调整改变结构布置，提高结构的抗扭刚度。

（7）刚度比

主要为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。当不满足规范要求时，可以适当加强本层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度以满足要求。

4高层建筑结构设计的基本原则

4.1选择合理的基础方案

对于高层建筑来说，其结构基础设计是按照高层建筑的地质条件选择合理的基础设计。设计人员应综合分析高层建筑的结构类型和荷载分布情况。还要考虑具体的施工条件以及相邻的建筑物的影响作用等各种因素，在综合分析的基础上选择科学合理的基础方案。

4.2选择合理的计算简图

高层建筑结构是在计算其简图基础上进行的结构设计的计算。一旦选择不合理的计算简图，则就很容易造成由于结构不合理而引发一些安全事故。因此,高层建筑结构设计安全保证的前提条件就是选择合理的计算简图。

4.3选择合适的计算工具

随着现代科技的不断进步，计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。因此，建筑设计工作对于计算结果也有了更高精度的要求。

目前，市场上存在着各种各样的计算软件，采用不同的软件可能会得到不同的结果。因此，建筑结构设计人员需要在全面地了解此类辅助软件的使用范围和条件的前提下，选择合适的辅助软件进行计算工作。

4.4采取相应的构造措施

高层建筑的结构设计应始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”。应强薄弱部位，注意钢筋的锚固长度和构件的延性性能等因素的影响。

4.5选择合理的设计方案

一个合理的结构设计方案一定是满足经济性的要求，同时还要满足结构体系和结构形式的要求。一般来说，结构体系的要求是传力简单，受力明确。

5高层建筑结构设计过程中应注意的问题

5.1高度问题

对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度。随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。

5.2材料的选用和结构体系问题

由于结构以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。

5.3轴压比与短柱问题

在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱的轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。柱的塑性变形能力小，则结构的延性就差，当遭遇地震时，耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。

5.4在某些烈度区采用较低的抗震措施与构造措施

现在许多专家学者提出，现行的建筑结构设计安全度己不能适应国情的需要，认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”并主张“建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高”。

5.5嵌固端的设置问题

由于高层建筑一般都带有两层或两层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面：抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。

5.6短肢剪力墙的设置问题

短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

6结束语

总而言之，高层建筑的结构设计是个全面、系统的工作，它需要扎实的理论知识功底、严肃认真负责的工作态度和灵活创新的思维。同时还要密切配合其它专业的设计工作，在工作中做到事无巨细，善于总结和反思工作中的经验教训。

参考文献：

[1]王续晶.高层建筑结构设计问题探讨[J].价值工程.2011.

[2]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报.2007.

[3]惠渊峰.浅议建筑结构设计中应注意的问题[J].经营管理者.2011.

多层建筑和高层建筑的界限范文篇12

关键词：高层建筑火灾特征防火设计降低危害

1、高层建筑

我国建筑设计防火规范规定，10层及10层以上的住宅建筑、高度超过24m的民用建筑和工业建筑均属高层建筑。它是根据我国登高消防器材、消防车供水能力等具体情况，并参考了国外的资料决定的。

高层建筑早在19世纪后期就已在西方出现。1974年建成的110层、高443m的美国芝加哥希尔顿大楼，至2004年台北市建成的高508m、共101层的摩天大厦为止，高层建筑在世界各地蓬勃发展。这是世界人口增长迅速，城市人口急剧膨胀，城市土地紧张，地价昂贵，工商发达和城市设施费用节约的需要，以及由于高层建筑面积集中，体形庞大，能满足多功能的使用要求和增加城市壮观的结果。我国高层建筑始于上世纪初，发展于上世纪末。据不完全统计，1978年—1985年年底仅北京市的高层建筑就达1500幢，且100m以上的超高层建筑也在我国各地陆续兴建。如广州白云宾馆33层，高114m；深圳国际贸易中心53层，高150m；北京彩色电视中心大厦等，都超过100m。随着我国社会主义现代化建设事业的发展，高层建筑如雨后春笋般地发展起来。随着高层建筑的发展，高层建筑的火灾问题也越来越被世界所瞩目。据火灾统计资料得知：建筑火灾一般占火灾总数的60%左右，而高层建筑火灾在建筑火灾中所占的比例很大，火灾机率很高。损失之大，令人吃惊。如美国纽约115栋高层建筑在三年内竟发生火灾41起，我国仅1985年就发生高层建筑重大、特大火灾4起。所以我们要切实做好高层建筑中的防火设计。

2、高层建筑火灾特点

2.1高层建筑火灾蔓延途径多、火势迅猛高层建筑内一旦起火，建筑内的楼梯间、管道井、电缆井、排风道等各种竖井犹如高耸的烟囱，拔火效应十分强烈。据实测：火灾时烟气的水平流速为0.3～0.8m／s，垂直流速为2～4m／s。这表明烟气在无阻挡情况下，对长约100m的大楼，只要2～2.5min即可从一端扩散到另一端。而垂直方向不到1min，则可蔓延几十层，整个大楼就可能形成一片火海。因此，所有的竖井可使火灾迅速扩大。

高层建筑所承受的风力也是火灾蔓延的主要因素。建筑物越高，风速越大，火灾扩散速度越迅猛。据实测，建筑物高度10m处风速为5m／s，相应在90m高处风速为15m／s。风通常能使微弱的火源变得十分危险，或使蔓延可能性很小的火势急剧扩大成灾难。巴西圣保罗“安得拉斯”大楼发生火灾时风速为7.6m／s，火舌从大楼窗口卷出十几米，使处于下风侧面40m处的建筑物相继起火，连成火海。

2.2高层建筑楼层高、人员集中、疏散困难

高层建筑层数多，垂直疏散距离长，所以疏散到地面上的时间相当长，据联邦德国在50层建筑内进行疏散演习，通过楼梯将人员疏散完毕竟达2h以上。何况许多高层建筑人员密集，在很小的区内集中很多人。当火势涌起，短时间内疏散是很困难的。如果楼梯设计不良，烟火窜入，人员根本无法疏散，往往造成巨大伤亡。

在救助手段方面，灭火及救护设施还不能达到应有高度。我国城市消防大队配备的消防车，云梯高度大多在24m，若高度超过24m时就有困难。少数消防车，云梯高度为50m。一般消防队员徒步登高24m内尚能正常工作，超过24m体力消耗会很大。据测试，呼吸及心率次数均超过允许的正常心率和呼吸次数，加之输送人员和大量器材，往往贻误早期灭火的有利时间。

3、高层建筑若干防火设计要求

建筑防火设计是建筑设计诸方面中一个很重要的问题，建筑防火安全措施落实与否，同建筑设计工作密不可分。针对高层建筑火灾特点，我们必须坚持防患于未然的思想，从建筑设计入手，严格遵循建筑防火的有关规定，采取先进的建筑防火技术和周密的防火措施，避免和减轻高层建筑火灾对人民生命财产造成的危害。

3.1防火设计方面

建筑防火设计是设计人员应尽的责任。消防条例实施细则规定：“设计人员在工程设计中，必须贯彻有关消防技术规范的要求。设计单位和人员应当对工程的防火设计负责。”

建筑防火规范所规定的一般是最低的要求，同时规范只规定了建筑设计的通用性防火要求，不可能把所有要明确的问题都面面俱到地加以规定。此外，建筑使用功能不同，规模形状不同，所处的地理条件位置不同，室内火灾荷载、装饰和陈设等不同，规范不可能把各式各样的高层建筑防火都详细地规定下来。所以规定中没有规定，设计者需考虑如何处理才能更安全更经济。对执行条文有困难的，采用变通办法，认真负责的态度，针对所设计建筑物具体条件，在实际设计中灵活运用，加强防火隔断，增加灭火手段，避免使用可燃材料，增加建筑构件的耐火性，加强防排烟措施，其组合方法是很多的，即使是同一座建筑物，也可采用不同的解决办法，达到防火安全的目的。

3.2安全疏散方面

保护人身安全，首先要设计好安全疏散。高层建筑平时的垂直交通主要是电梯负担，但在火灾时因断电，井道易进烟火伤人及造成蔓延而不能使用，楼梯则成为主要的疏散通道。其布置要满足双向疏散要求，设前室防烟且必须封闭处理好等，满足建筑防火规范上对安全疏散提出的要求。另外，根据建筑的使用性质，室内可燃物的数量和性质，装修和陈设，建筑结构布局等具体情况，估计火灾时烟气的流向，烟、毒气以及缺氧条件达到危险程度的时间，决定加强安全疏散措施，考虑在适当地点设置避难层、避难室和直升飞机停机坪。