高层建筑结构体系范文篇1

关键词：高层建筑；建筑设计；建筑结构体系

近年来，由于城市规划的需要和建设用地的日益紧张，高层建筑越来越多。本文主要研究如何进一步做好高层建筑的设计与施工，以更充分发挥高层建筑的作用，满足不同用户的需要和适应现代社会高效率、快节奏的要求。

1高层建筑结构体系的特点

1.1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。

由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制；剪切型变形，即层间侧移随着层数的增加而减小；框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中，应用不多；高度一般控制在70m以下。

1.2剪力墙结构体系

当剪力墙的高宽比较大时，是一个受弯为主的悬臂墙，侧向变形是弯曲型，即层间侧移随着层数的增加而增大。剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。

在承受水平力作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，其位移曲线呈弯曲形，特点是结构层间位移随楼层增高而增加，

1.3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，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。

1.4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。

2高层建筑结构设计基本要求

2.1结构的规则性

高层建筑应采用规则的结构体系，如下列要求：（1）应具有必要的承载能力、刚度和变形能力。（2）对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。（3）应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。

2.2规则结构的主要特征

建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

2.3规则平面布置需满足的要求

结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，力争均匀对称，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑平面要力求简单规则，风力作用下则可适当放宽。抗震设防的高层建筑，平面形状宜简单、对称、规则，以减少震害。在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。

3高层建筑的结构概念设计和整体计算

3.1认真做好结构方案的概念设计

在进行结构设计时不能完全依赖计算机，而应重视概念设计。结构的概念设计与建筑师的方案设计是相互影响、相互协调的。结构概念设计的目的首先是在初步设计以前为所设计的工程项目设定一个总体性的方案，根据建筑意图和使用功能的需要，根据当地建造条件、材料来源和业主对资金的使用等多方面因素的要求，使得下一步的设计施工和维护使用都能做到“又好、又快、又省”。由于高层建筑自身的一些特点，如：投资规模大，技术要求高，设计施工复杂，加上地基基础的特殊性，结构设计的最优化并不一定就是综合经济效果的最优化。其次，选用一个合理的高层建筑结构体系也是要在结构概念设计过程中应该解决好的问题。

3.2结构整体计算准确与计算结果分析无误

结构计算是高层结构设计的核心部分。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。

3.2.1部分结构参数的确定

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，如柱截面为1000×1000，γ=（10402-10002）×2010002+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。

周期折减系数：周期折减系数的目的是为了充分考虑框架结构和框剪结构的填充墙刚度对计算周期的影响，必须折减，否则使地震作用偏小。周期折减系数应根据本工程填充墙的多少来确定周期折减系数值，填充墙多取小值，填充墙少取大值，《高规》第3.3.16条规定计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减，第3.3.17条规定一般框架结构取0.6～0.7，框剪结构取0.7～0.8，剪力墙结构取0.9～1.0。

梁端弯矩调幅系数：一般现浇框架为0.8～0.9《（高规》第5.2.3条），一般可填0.85。有些设计人员梁端弯矩不调幅，是不恰当的，因为更容易引起梁端负弯矩钢筋过大、根数过多，影响混凝土浇筑，且配筋率更容易超过2.5%及梁下部钢筋与梁端负弯矩钢筋的比值不满足规范要求；再者，梁端负弯矩一般均比梁跨中下部弯矩大得较多，不调幅反而会导致偏于不安全。

3.2.2结构整体计算

（1）适用高度和高宽比。在带有大型裙房的复杂高层建筑中，计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。对于带悬挑的结构，结构房屋宽度应按扣除悬挑宽度厚的结构宽度计算。

（2）周期比。如果周期比不满足规范的要求，设计人员需要增加结构周边构件的刚度，或者在结构的刚度有富余时，适当降低结构中间构件的刚度，使得结构满足规范要求。判断结构扭转为主的第一自振周期Tt时，可以通过计算振型方向因子来判断。在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中，当转动方向因子大于0.5时，则该振型可认为是扭转为主的振型。

高层建筑结构体系范文

摘要：随着我国城市化建设进程的加快，城市人口的高度集中，用地紧张以及商业竞争的激烈化，促进了高层建筑的出现和不断发展。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求，下面就结构设计中的问题进行一些探讨。

关键词：高层建筑结构体系结构设计分析探讨

Abstract:alongwithourcountrycitychangesconstructiontospeeduptheprocessofcity,thehighconcentrationofpopulation,shortageoflandandcommercialcompetition,promotestheappearanceanddevelopmentofhigh-risebuilding.Structuredesignofhigh-risebuildingfortheengineeringdesignpersonnelraisedtallerrequirement,thefollowingproblemsinstructuraldesignarediscussed.

Keywords:structuralsystemofhigh-risebuildingstructuredesignanalysisdiscussion

1前言

在科技迅猛发展的21世纪，建筑是越建越高，至于建筑结构的设计就越发的复杂，建筑的结构体系、建筑的类型，建筑的风险计算都成为设计的要点。本文从高层建筑的特点出发，对高层建筑结构体系设计的基本要求等方面进行了分析探讨。

2高层建筑结构体系的特点

我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，10层或10层以上或者房屋高度超过28m的建筑为高层建筑物。随着层数和高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和

造价高低，与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。

2.1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。由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制；剪切型变形，即层间侧移随着层数的增

加而减小；框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中，应用不多；高度一般控制在70m以下。

2.2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大空间使用要求。此外，结构自重往往也较大。当剪力墙的高宽比较大时，是一个受弯为主的悬臂墙，侧向变形是弯曲型，即层间侧移随着层数的增加而增大。剪力墙结构在住宅及

旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。根据施工方法的不同，可以分为：全部现浇的剪力墙；全部用预制墙板装配而成的剪力墙；内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。在承受水平力作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，其位移曲线呈弯曲形，特点是结构层间位移随楼层增高而增加。

2.3框架一剪力墙结构（框架一简体结构）体系

在框架结构中设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来；取长补短；共同抵抗水平荷载，就组成了框架一剪力墙结构体系。如果把剪力墙布置成筒体，又可称为框架一筒体结构体系。框架一剪力墙（筒体）结构比框架结构的刚度和承载能力都大大提高了，在地震

作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件（隔墙及外墙）的损坏，这样无论在非地震区还是地震区，这种结构型式都可用来建造较高的高层建筑，目前在我国得到广泛的应用，

2.4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，形成空间密柱框筒，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，而常常以框架一筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。

2.5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）或巨型桁架杆件（超级桁架），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。

不同的结构体系所具有的强度和刚度是不一样的，因而它们适合应用的高度也不同。一般说来，框架结构适用于高度低，层数少，设防烈度低的情况；框架一剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求；在层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。

3高层建筑结构设计的基本要求

3.1结构的规则性

3.1.1不应采用严重不规则的结构体系，建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，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丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力：

3)对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。

3.1.2高层建筑的结构体系尚宜符合下列要求：

1)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应而形成薄弱部位；

2)宜具有多道抗震防线。

3.2规则结构的主要特征

建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。规则结构一般指：体型（平面和立面）规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变。

高层建筑结构体系范文

【关键词】建筑节能；CL结构体系；施工

一、前言

CL建筑结构体系是一种新型的建筑节能抗震结构体系，是建筑节能与结构一体化最具代表性的一种建筑体系，该体系由CL复合墙板及实体混凝土墙装配整体式楼盖或现浇楼盖、后浇边缘构件连接而成的空间结构体系，受力性能属剪力墙结构体系。CL结构体系符合墙体改革及节能政策的需要，具有自重轻、抗震性能好、保温与建筑主体同寿命、隔音性能优良等特点，在多层、小高层、高层建筑都可使用。在此，本文就CL结构体系的施工工艺进行阐述，以供参考。

二、CL结构体系的特点

1．CL结构体系保温隔热性能好，节能达到65%的标准且与建筑同寿命。

2．CL结构体系取代黏土制品，降低了建材生产过程中的能源消耗，节省耕地，节约能源，减少大气污染。

3．CL结构体系与砖混、框架等建筑体系相比，可扩大建筑使用面积8%～10%。

4．CL结构体系整体性好、自重轻（较砌体结构自重降低了40%～50%），使用年限长，抗震性能优于砖混、框架结构，比砖混结构提高2～3个抗震等级，减少建筑垃圾50%。

5．CL结构体系实现了建筑构件工厂化，生产效率高、质量稳定，与剪力墙结构相比施工速度提高了20%，既节约了材料，又缩短了施工周期和保证现场的文明施工。

6．CL结构体系在同等节能标准条件下，工程造价与框架结构相比可降低6%左右。

三、CL结构体系的施工技术

（一）施工工艺流程

工艺流程为：CL网架板备料、进场复试砼垫块的制作、安装边缘构件、暗柱、剪力墙钢筋绑扎CL网架板安装就位CL网架板周边钢筋连接及管线敷设模板安装两侧砼浇筑模板拆除砼养护。

（二）施工要点

1．CL建筑材料预定。CL结构体系建筑中的特有材料（CL网架板、CL永久性模板、CL石膏空心砌块、CL粉刷石膏、CL高强石膏腻子等）均应符合《CL规程》及国家现行标准规定，并检查其外观、截面尺寸、产品合格证和出厂质量检验报告等，确认无误后取样复试，复试合格后再进行垫块预制。

2．砼垫块的制作、安装。垫块可以是现场浇筑，也可以是预制后进行现场安装。混凝土垫块应作成圆台形状或圆柱形状。垫块的厚度应与该侧混凝土层保持一致：较厚一侧垫块外表面（圆台上底）直径宜在50mm～60mm之间，与苯板接触面（圆台下底）直径宜在80mm～90mm之间；较薄一侧垫块外表面（圆台上底）直径宜在40mm～50mm之间，与苯板接触面（圆台下底）直径宜在60mm～70mm之间。垫块应位于钢筋网片网格及斜插筋交叉焊点处，并呈矩形或梅花形均匀分布，距CL聚苯板边缘100mm～150mm，中部间距宜≤600mm。当两侧垫块不能位于斜插筋焊点处时，可另插与CL复合剪力墙墙体总厚度相等的ф5钢筋将两侧垫块连为一体。当较厚侧混凝土厚度大于l00mm时，可只在混凝土较薄一侧浇筑混凝土垫块。在现场安装预制垫块时，同时绑扎暗柱及剪力墙的钢筋，绑扎点选在空间交叉钢筋和外侧水平钢筋的焊接点处，以防止垫块在平面上的位移。

3．CL墙板的安装。安装前先将板底内侧插筋轻轻扳倒，将CL板双锚胡子筋的一侧插入暗柱内，再以双锚筋处为中心转动，将单锚侧胡子筋锚入另一端暗柱内，调整就位后用铁丝将胡子筋与暗柱主筋绑扎，然后按图纸要求绑扎单锚侧附加筋。在进行顶板电管施工时，为保证CL网架板顺利安装及芯板的完整，板内电管伸出楼面长度不宜超过100mm。

4．CL墙体模板安装。CL网架板安装就位后要进行墙体大模板的支设。在CL结构体系建筑中，CL复合剪力墙采用CL永久性模板，小墙肢及内部框架梁、柱可以采用钢模板。模板表面必须平整光滑，脱模剂涂刷均匀并不流坠。在安装模板时，要求模板的任何一个部位都不得留有缝隙和孔洞，即：（1）模板就位时，在墙柱底部先浇筑30mm～50mm厚同强度等级的砂浆，将模板与楼板的接缝堵严，防止混凝土跑浆造成蜂窝、麻面或烂根等质量缺陷。（2）在门窗洞口的木框上用螺丝固定增设钢板护角，采取加厚木板边框和增加对角支撑，以保证木框的整体刚度和防止角部变形漏浆。（3）在所有模板的拼接缝部位均采用压海绵密封条。（4）局部部位必要时可采用粘贴塑料胶带或打密封胶等措施。（5）洞口阴角等死角部位要留设通气孔，浇筑时注意观察，砼充满后立即封堵。

5．自密实混凝土搅拌、运输及浇筑。（1）自密性混凝土应达到以下工作性能指标，且和易性良好，无目视泌水、离析现象；混凝土强度等级应不小于C25；水泥宜采用42.5MPa硅酸盐、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥；粗骨料最大粒径不应大于l0mm，优先选用卵石；细集料宜选用细度模数≥2.6的中砂；混凝土坍落度宜为260mm～280mm；扩展度宜为600mm～750mm。（2）在拌和混凝土时，要严格控制拌和时间，搅拌时间一般控制在2min～3min为宜，拌好后立即使用，在冬季施工时要在1h内浇注完毕。（3）自密实混凝土浇筑时，应两边同时进行，不能侧重于一边，以防止CL网架板中保温板因两侧混凝土高差产生的侧压力而导致偏移或变形。（4）为避免产生堵塞现象，浇筑混凝土时应控制浇筑速度，适当增设浇筑点。（5）自密实混凝土适于泵送，在泵送混凝土时，应先将混凝土卸在溜槽或挡板上，再使其流淌到模板中，以减少因巨大的落差产生的惯性冲击CL网架板；若采用吊斗浇筑时，应使出料口和模板入口距离尽量小，必要时可加串筒或溜槽，以免产生离析。（6）一般，浇筑点应设在角柱、暗柱、构造墙中柱、阳台反挑梁、楼梯平台、窗口两侧等相对平面刚度较大的位置。浇筑时，应按照设计的开间进深内的暗柱逐点推进，分层进行浇筑，保证每层浇筑厚度控制在500mm以内。（7）浇筑门窗洞口时，应控制在门窗洞口两侧处的混凝土浇筑高度差不超过300mm，以保证门窗洞口的相对位置准确。（8）混凝土浇筑过程中，严禁直接对CL复合剪力墙混凝土进行振捣，以免钢丝网开焊。为达到混凝土填充密实的目的，应用附着式振动泵对墙体模板进行振动，或用钉锤在模板外侧敲打进行辅助振捣，以减少混凝土内的气泡，保证混凝土的密实度和混凝土质量。（9）为了控制两侧混凝士流量和高差，可通过在较厚侧插入钢管或方木的方法，使两侧某一截面基本相当。（10）在浇筑完成后，应用橡皮锤均匀敲击模板两侧墙板，以听到模板无空洞声音为止，不得漏敲，锤点要均匀、密布。（11）在浇筑结束后12h内即可进行混凝土养护作业，则在混凝土表面加以苫盖和浇水，养护时间不得少于7d，对掺缓凝剂和抗渗剂的混凝土不少于14d。

综上所述，CL结构体系具有自重轻、抗震性能好、保温与建筑主体同寿命、隔音性能优良等优点，在提倡建筑节能的当今社会，值得大力推广应用。据调查显示，CL建筑结构体系达到了2010年住宅节能的要求。随着该体系理论与实践研究的不断深入，设计水平的不断提高，施工技术的不断发展，相信CL建筑结构体系必将成为建筑节能和墙体改革技术领域的领跑者。

参考文献

[1]张宇红．谈CL结构体系节能建筑施工技术[J]．中国高新技术企业．2010（8）