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高層建筑的概念范文第1篇

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A 文章編號：abstract：The high-rise building design, can't just pay attention to the building itself the creation of the facade, and should with the scale of the people for reference coefficient, fully consider people observe viewpoints, the sights, perspective, and high building use close degree, from the macro environment of the city to the microscopic texture of the materials to create a good design of the scale of the feeling, of the high-rise building is divided into five kinds of main external scale scale: the city scale, the overall scale, streets scale, scale, detail scales approach.

Keywords: architectural design, scale, concepts, plan, the top

伴隨高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標，每棟高層都想表現自己，突出自我，而這樣做的結果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬，建筑個體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外。造成這種現象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲，因此，對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。 首先定義一下尺度，所謂的尺度就是在不同空間范圍內，建筑的整體及各構成要素使人產生的感覺，是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系，及對行為主體人產生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區別，尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸，而是表達一種關系及其給人的感覺，尺寸是用度量單位。高層建筑設計時，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造，而應以人的尺度為參考系數，充分考慮人觀察視點、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀的城市環境到微觀的材料質感的設計都要創造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度：城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。1.高層建筑設計中的外部尺度1.1城市尺度高層建筑是一座城市有機組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點，對城市產生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看，表現在高層建筑對城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有實、虛之分，實的天際線即是建筑物的輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線創造中起著重要的作用，因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見，也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此，高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，自我夸耀，唯我獨尊，不利于優美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產生的影響，是指從市內比較開闊的地方，如：廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線，也直接影響人民的日常生活。因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀，也直接影響到市內居民的生活與視覺觀賞。1.2整體尺度整體尺度是指高層建筑各構成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的，關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種，但都強調整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時，人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規律，如果得到這一點，就會認為這一建筑物容易理解和掌握，若不能得到這一點，人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設計時要注意下面的兩點：1.2.1各部分尺度比例的協調高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部，也有些建筑在設計中加入了活躍元，以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系，而這三個部分尺度的確定，應有一個統一的尺度參考系（如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系），不能每一部分的尺度參考系都不同，這樣易使整個建筑含糊、難以把握。1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的，各個主要部分應有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分（裙房、主體和頂部），最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸，使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1～2個尺度等級，也不易過多，太多易使建筑造型復雜而難以把握。1.3街道尺度街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設計中重要的一環。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如：上海南京路兩邊的高層建筑置于后面，裙房置于前使兩側的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12，形成良好的購物環境。為了保持街道空間及視覺的連續性，高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應。如：在新加坡老區和改建后的一條干道的兩側，為了不致造成新區高層和老區低層截然分開，沿新區一側作了和老區房屋高度相同中相似的裙房，高層稍后退，形態效果良好的對話關系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經常為使用者所接觸，也易被人們仔細觀察，也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系，不宜過大或過小，過大易使建筑缺少親近性，過小則減小了建筑的尺度感，使建筑猶如玩具。

1.在近人尺度處理中，應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分，檐口、門、窗及裝飾的處理，使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定，創造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間，使人的心理有一個逐漸變化的過程。如：上海圖書館門前采用柱廊的形式，使出入館的人有一個過渡區，這樣使建筑更具有近人及親人性。

2.高層建筑外部尺度設計的原則

2.1建筑與城市環境在尺度上的統一 。注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響，因為在城市輪廓線的組織中，起最大作用的是建筑物，特別是高層建筑，因而它的布置應遵行有機統一的原則進行布置：（1）高層建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但為避免其相互干擾，可以采用一系列不同的高度，或雖采用相仿高度，但彼此間距適當，組成有關的構圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉彎處，以豐富行人的視覺觀賞。（2）若高層建筑彼此間毫無關系，隨處隨地而起不到向心的凝聚感，則不會產生令人滿意的和諧整體。（3）高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同，因為這會極大影響輪廓線的優美感。

2.2同一高層建筑形象中，尺度要有序。高層建筑設計時，應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列，在某一尺度設計中要遵守尺度的統一性，不能把幾種尺度混淆使用，才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統一。

高層建筑的概念范文第2篇

關鍵詞：高層建筑；結構概念設計；特點；抗震

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

近年來我國建筑行業迅猛發展，建筑設計水平也有了很大的提高，一個社會發展的快慢已經漸漸地體現在建筑水平的高低，大量的工程實踐證明：對于高層超高層建筑來說，由建筑師和結構工程師的緊密合作在設計前期運用結構概念，對建筑的結構體系有選擇性的比較，就能設計出性能較好、經濟效益高、讓人滿意的建筑結構方案，為建筑工程施工打下堅實的基礎。本文從高層建筑結構概念設計出發，結合結構抗震設計，給出了一些高層建筑概念設計的方法和措施。

一、建筑結構概念與高層建筑結構的受力性能

建筑所表現的是空間的概念和狀態，它是周圍總體環境的表現形式，建筑設計師必須靈活的運用物質性的、活動性的和象征性的空間表現形式，以期望能夠達到一個科學的、令人滿意的環境感。建筑設計師對于一個建筑物最初的方案設計，應該考慮其空間組成多一點，對于空間形式的整體感想，又必須基于建筑形式中負荷和受力之間的一些準則，這就是所說的結構概念，主要包括三個方面：一是固定在地面上的空間形式；二是具有質量與荷載能力的空間形式；三是能夠抵抗水平風力與地震的空間形式。

建筑物空間形式豎向的穩定性和水平的穩定性容易受到建筑物底面的影響，建筑物都是由一些體積比較大和重量比較重的構件組成，為了能夠保持建筑物的穩定性和安全性，[1]能夠將其重量轉移到地面上，結構的作用力總是作用在地面上的。

低層、多層和高層建筑，它們豎向和水平方向的結構體系基本上都是同一個設計原理，然而，隨著高度和層數的不斷增加，豎向結構體系漸漸地成為了結構設計中的控制要素，有兩方面的原因：一是隨著垂直負載的增大，就必須要有相對應的柱體、墻壁；二是側向力的傾覆力矩和所產生的的剪切變形比較大。側向荷載對建筑物的影響是隨著建筑物的高度極具增大。比如，在相同的外部條件下，在同等風力的作用下，建筑物基底的傾覆力矩基本上是與建筑物高度的平方成正比的，然而其頂部的側向位移則不是這樣，而是與建筑物高度的四次方成正比，那么地震的影響就會更加的明顯。所以，不僅僅是抗剪切力，而且還要考慮整體抗彎能力和抗變形能力在高層建筑的設計中，高層建筑的結構概念設計與受力性能有很大的聯系。

二、高層建筑結構一般性概念設計

一般建筑物的結構成分都是由混凝土和鋼材構成，如果我們可以遵循以下設計原理和原則，按照高層建筑結構概念合理的、客觀的進行結構布置，就能夠達到增加高層建筑抵抗變形能力的目的：一是適當的把抗彎結構體系的寬度加大，這樣可以有效的減小水平力產生的傾覆力矩，在其他的條件相同的情況下，根據工程實踐表明，變形的減少是按照寬度增加的三次方減少的。二是增大承受主要荷載構件的有效截面積。[2]接由主要抗彎構件來承受大部分的垂直負荷，讓主要的抗傾覆構件能夠受到預壓而使建筑物在傾覆拉力的影響下能夠保持房屋的穩定性。四是利用實心墻或者斜撐構件布置在豎向結構體系中，這樣可以有效的抵抗樓層的部分剪切力，如果抗剪全部用完全受彎的豎向構件需要花費很大的成本，它比用實心墻或者斜撐構件所要的材料多和花費的施工時間長，這是不經濟、不科學的。

三、高層建筑結構概念設計中的抗震概念設計

由于地震動對高層建筑的影響具有不確定性，因此，建筑結構計算出來的模型的假設與實際的地震工況有很大的差異，所幸的是地震動又具有一定的規律性。高層建筑的抗震設計，少不了建筑工程師與結構工程師之間的配合，僅僅依賴計算設計是不行的，在很大程度上主要還是取決于一個良好的抗震結構概念的設計，它主要包括建筑設計結構的規則性、合理的結構體系和結構的延性，前兩者必須要經過有經驗的、有抗震設計能力的建筑師與結構師共同討論出幾種可供參考的結構形式，在實際運用中，根據實地考察和勘查，再結合項目現場的地理環境因素，選擇科學合理的結構形式。

（一）關于建筑結構的規則性

在高層建筑抗震設計中首先要考慮的是高層建筑的體形是否對抗震有利，由于結構設計要考慮的因素許多，導致常常會出現布置的結構不規則，它容易增加結構性能的復雜化，如果建筑師和結構工程師沒有很好地考慮到這點，很可能會出現嚴重的問題，甚至是建筑物倒塌。[3]性能的正確理解和分析是識別不規則結構布置的基礎，同時也是采取合理的補救措施來減少甚至是避免因結構布置不規則而引起的負面影響的重點。

建筑形狀要做到規則和簡單，地震對簡單和規則的建筑結構造成的破壞相對而言是比較小的，簡單的結構容易分析其受力性能和在受到地震影響下的反應，它的內力分布規律也容易找出。建筑結構盡量做到對稱，由于建筑物的剛度和質量分布的不對稱，在受到地震影響時，往往會發生扭轉性破壞。在實際情況中，往往是做不到這點的，因為建筑構件的強度和剛度一般不會對稱，建筑物的質量偏離中心等等。開設洞口要整齊，往往需要在建筑物上面開設門、窗、管道等，由于這些洞口的不規則和不整齊，大大地削弱了整體結構的強度和剛度，這在設計初期應該引起重視。防震縫的設置在高層建筑結構設計中是必須要考慮的一項工作，由于它在一定程度上影響了建筑物的立面效果，所以一般要根據具體的實際情況來決定是否必須要設置防震縫，根據建筑物的體形和結構體系的不同，所要設定的防震縫也是不一樣的，不建議每個建筑物都設定，也不提倡都不設定；防震縫一定要分的徹底，連的牢固，切忌似分不分、似連不連。

（二）關于高層建筑抗震結構體系的設計

高層建筑抗震結構體系應該符合下面幾種原則：一是要有科學合理的地震作用轉移途徑和經過準確、細致的計算簡圖，這兩者是不可缺少的，前者可以在地震發生時減少地震對高層建筑的破壞，而后者可以設計出最佳的抗震結構體系；二是要設置多道抗震防線，以防止由于某個單一的構件受到破壞而使得整個抗震體系失去抗震能力或者是對重量負荷的承載能力；三是抗震結構體系要具備一定的強度，結構構件要有較好的變形能力，采用的材料要有良好的吸能耗能能力，吸能和耗能主要就是靠塑性變形來達到，這就要求結構構件要有很好的延性，那么耗能能力就會有所提高，這樣構件就不會發生脆性破壞，結構也就不會出現失穩和坍塌的問題。四是結構構件的剛度和強度要分布合理，減少因局部削弱或者是突變而導致形成的薄弱部位的出現，比如說剪力墻應該適宜、均勻、對稱的分布在建筑物兩邊附近和建筑平面形狀發生變化比較大的地方，而且剪力墻之間的間距不宜過大，也不宜太過集中，要分布適宜。

結語：綜上所述，高層建筑結構概念設計在高層建筑工程中是很重要的環節，主要就是處理好建筑空間布局與建筑結構受力之間的一些問題。掌握了高層建筑結構概念設計，在高層建筑進行方案設計時，就能夠合理的進行結構布局，抓住全局觀念，預見薄弱的環節，再通過詳細地分析和探討，降低和減少在高層建筑結構體系設計中可能出現的問題，建造出更安全、更可靠、使用周期更長的建筑物。

參考文獻：

[1]李峰.高層建筑結構概念設計[J]. 山西建筑.2009（10）

高層建筑的概念范文第3篇

關鍵詞：框架剪力墻；短肢剪力墻；結構選型；抗震性能；SATWE

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

結構工程在建設項目是非常重要的,因為一般建筑工程成本中結構部分所占比重占總造價的主要部分，而結構工程中結構選型是主要影響因素 ,一旦選擇不當,將很難實現精確的計算,甚至對結構耐久性及安全性帶來無法彌補的缺陷. 建筑物進行良好的選型設計即進行抗震設計對于抵抗和防止地震危害具有重要的現實意義。

1工程簡介

重慶地區某幢辦公寫字樓，27層，層高為3.m，建筑物總高78m，長44m，寬17m，平面較規則，每層面積748m2，總面積20196m2，抗震設防烈度為6級，地震加速度為0.05g，50年一遇基本風壓為0.4KN/m2，結構重要性系數為1.0，場地類別為Ⅱ類，地基土為三類土。設計中采用多層及高層建筑結構三維分析與設計軟件程序SATWE，對以下擬采用的結構方案進行了計算和比較。

2 擬采用結構形式及其設計基本原則

2.1.框架剪力墻結構

框剪結構體系結合了剪力墻結構穩固以及框架結構布局靈活的優點。這種結構體系主要由柱子來承受豎向荷載，通常在結構邊角處以及樓梯間處布置一定數量的剪力墻并主要由這些剪力墻來提供結構的剛度和抵抗水平荷載的能力。

2.2短肢剪力墻結構

短肢剪力墻結構是適用建筑要求形成的特殊的剪力墻結構，根據建筑平面布置，在建筑物凹凸轉角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：T型、十字型、L型、Z型、一字型、Y型等（這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩定）。因采用這種結構體系時，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪力墻組成筒體結構，四周布置短肢剪力墻，也可根據需要布置一些長肢墻，所以結構布置極為靈活。

2.3普通剪力墻結構

本方案的特點是依據建筑平面布局設置鋼筋混凝土抗震墻，對較長的墻開結構洞將其分為聯肢墻，使各墻段的剛度均勻，由于抗震墻較多，可以構成整體抗側力很強的體系，對較高建筑抗震特別有利。但若房屋高度不大，反而會造成因剛度過大而招致較大的地震作用，而且造價也會增大，并非是理想的方案。

3計算結果的比較分析

本工程用SATWE建模計算。框架剪力墻結構結構柱尺寸為1100×1100mm，兩端剪力墻厚度約250mm；短肢剪力墻結構中介設置約肢長1000mm長厚度約220厚短肢剪力墻，兩端剪力墻厚度約180mm，標準層平面分別如下：

框架剪力墻結構 短肢剪力墻結構

計算所得數據如下表：

4計算結果分析

(1)從地震基地下剪力及地震傾覆力矩兩項指標來看，框剪結構均大于短肢剪力墻結構。說明短肢剪力墻結構引起的地震作用較小，較有利于抗震，分析可能是由于框剪方案中剪力墻較厚較多從而招致了較大地震作用。

(2)周期比側重控制的是側向剛度與扭轉剛度之間的一種相對關系，它的目的是使抗側力構件的平面布置更有效、更合理，使結構不致于出現過大(相對于側移)的扭轉效應，減小扭轉對結構產生的不利影響，見新《高規》第3.4.5條及相應的條文說明。兩方案均滿足規定：“結構扭轉為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1 之比，A級高度高層建筑不應大于0.9；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.85”的要求，且短肢剪力墻結構周期比略小于框架剪力墻結構，說明本方案短肢剪力墻結構的扭轉效應較小，結構抗側力構件布置較合理。

(3)最大層間位移角是用來控制結構的側向剛度的，從上表可以看出本工程中兩方案均滿足規范規定，框架剪力墻位移角小于1/800, 短肢剪力墻結構小于1/1000，且短肢剪力墻結構的最大層間位移角較小，說明其側向剛度較大！

(4)位移比主要為限制結構平面布置的不規則性，以避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應，見《抗規》第3.4.2條，《高規》JGJ3-2010第3.5.3條、3.4.5條及相應的條文說明。從上表可以看出兩方案位移比都滿足規范規定：“樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑，不應大于該樓層平均值的1.4倍”，且相差不大，結構平面布置規則性差不多。

(5)最小樓層抗剪承載力之比主要為限制結構豎向布置的不規則性，避免樓層抗側力結構的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規》第3.4.2條和《高規》JGJ3-2010第3.5.3條及相應的條文說明；對于形成的薄弱層應按《高規》第5.1.14條予以加強。從上表可以看出本方案中兩方案均滿足規定：“不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的0.8,不應小于0.6”，且短肢剪力墻結構的最小樓層抗剪承載力之比略小，說明其豎向布置的規則性較好。

(6)剛重比主要是控制在風荷載或水平地震作用下，重力荷載產生的二階效應不致過大，避免結構的失穩倒塌，見《高規》02版第5.4.1條和第5.4.4條及相應的條文說明。從上表可以看出兩種結構形式剛重比EJd/GH**2大于1.4，能夠通過高規(5.4.4)的整體穩定驗算，剛重比EJd/GH**2大于2.7，可以不考慮重力二階效應。

(7)剛度比主要為限制結構豎向布置的不規則性，避免結構剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規》第3.4.2條，《高規》第4.4.3條及相應的條文說明；對于形成的薄弱層則按《高規》第5. 1.14條予以加強。從上表可以看出兩種結構形式剛度比相同，且能滿足規范要求的：“抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%”。

從經濟性上進行分析，粗略估計，兩方案鋼筋及混凝土用量差不多；從適用性，美觀性上分析，本方案中框架結構柱截面較大，突出墻體較多，而短肢剪力墻結構則更利于房間的布置，而且較經濟。經以上分析該工程采用短肢剪力墻結構較好。

5結論

本文主要以一工程實例，探討了設計主要控制點在PKPM中的應用并對SATWE輸出結果進行分析。進一步認識結構設計時相關的控制點:剛度比、位移比、周期比、剛重比等參數以及其調整過程中彼此相互關聯涉及構件截面、剛度及平面位置的改變情況。在分析中我們還可以得出以下結論：（1）在框剪結構中，如果剪力墻設置過多，會導致結構剛度過大，從而使地震效應加大，結構內力增大，也同時使框架不能充分發揮作用。（2）短肢剪力墻結構中剪力墻肢可短可長，剪力墻的數量可少可多，主要根據抗側力的需要而定，還可通過不同布置和尺寸以調整剛度以及剛度中心的位置；由于剪力墻數量減少了，而代之以輕質填充墻，不僅可使房屋總重量減輕，同時也可使結構剛度適當降低，使地震作用減小，這不僅對基礎的設計有利，而且對結構抗震也較為有利，同時還可降低工程造價，故應是80m左右高層結構設計時優先選用的一種結構體系。

參考文獻：

[1] 建筑抗震設計規范 ( 2008版) [s]，GB5001-2001。中國建筑出版社，2001

[2]多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE用戶手冊及技術條件[R]，2008。

高層建筑的概念范文第4篇

關鍵詞：框架剪力墻；短肢剪力墻；結構選型；抗震性能；SATWE

中圖分類號： TU323.5 文獻標識碼： A 文章編號：

引言

結構工程在建設項目是非常重要的,因為一般建筑工程成本中結構部分所占比重占總造價的主要部分，而結構工程中結構選型是主要影響因素 ,一旦選擇不當,將很難實現精確的計算,甚至對結構耐久性及安全性帶來無法彌補的缺陷. 建筑物進行良好的選型設計即進行抗震設計對于抵抗和防止地震危害具有重要的現實意義。

1工程簡介

某幢辦公寫字樓，27層，層高為3.m，建筑物總高78m，長44m，寬17m，平面較規則，每層面積748m2，總面積20196m2，抗震設防烈度為6級，地震加速度為0.05g，50年一遇基本風壓為0.4KN/m2，結構重要性系數為1.0，場地類別為Ⅱ類，地基土為三類土。設計中采用多層及高層建筑結構三維分析與設計軟件程序SATWE，對以下擬采用的結構方案進行了計算和比較。

2擬采用結構形式及其設計基本原則

2.1.框架剪力墻結構

框剪結構體系結合了剪力墻結構穩固以及框架結構布局靈活的優點。這種結構體系主要由柱子來承受豎向荷載，通常在結構邊角處以及樓梯間處布置一定數量的剪力墻并主要由這些剪力墻來提供結構的剛度和抵抗水平荷載的能力。

2.2短肢剪力墻結構

短肢剪力墻結構是適用建筑要求形成的特殊的剪力墻結構，根據建筑平面布置，在建筑物凹凸轉角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：T型、十字型、L型、Z型、一字型、Y型等（這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩定）。因采用這種結構體系時，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪力墻組成筒體結構，四周布置短肢剪力墻，也可根據需要布置一些長肢墻，所以結構布置極為靈活。

2.3普通剪力墻結構

本方案的特點是依據建筑平面布局設置鋼筋混凝土抗震墻，對較長的墻開結構洞將其分為聯肢墻，使各墻段的剛度均勻，由于抗震墻較多，可以構成整體抗側力很強的體系，對較高建筑抗震特別有利。但若房屋高度不大，反而會造成因剛度過大而招致較大的地震作用，而且造價也會增大，并非是理想的方案。

3計算結果的比較分析

本工程用SATWE建模計算。框架剪力墻結構結構柱尺寸為1100×1100mm，兩端剪力墻厚度約250mm；短肢剪力墻結構中介設置約肢長1000mm長厚度約220厚短肢剪力墻，兩端剪力墻厚度約180mm，標準層平面分別如下：

框架剪力墻結構

短肢剪力墻結構

計算所得數據如下表：

4計算結果分析

從地震基地下剪力及地震傾覆力矩兩項指標來看，框剪結構均大于短肢剪力墻結構。說明短肢剪力墻結構引起的地震作用較小，較有利于抗震，分析可能是由于框剪方案中剪力墻較厚較多從而招致了較大地震作用。

周期比側重控制的是側向剛度與扭轉剛度之間的一種相對關系，它的目的是使抗側力構件的平面布置更有效、更合理，使結構不致于出現過大(相對于側移)的扭轉效應，減小扭轉對結構產生的不利影響，見新《高規》第3.4.5條及相應的條文說明。兩方案均滿足規定：“結構扭轉為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1 之比，A級高度高層建筑不應大于0.9；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.85”的要求，且短肢剪力墻結構周期比略小于框架剪力墻結構，說明本方案短肢剪力墻結構的扭轉效應較小，結構抗側力構件布置較合理。

最大層間位移角是用來控制結構的側向剛度的，從上表可以看出本工程中兩方案均滿足規范規定，框架剪力墻位移角小于1/800, 短肢剪力墻結構小于1/1000，且短肢剪力墻結構的最大層間位移角較小，說明其側向剛度較大！位移比主要為限制結構平面布置的不規則性，以避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應，見《抗規》第3.4.2條，《高規》JGJ3-2010第3.5.3條、3.4.5條及相應的條文說明。從上表可以看出兩方案位移比都滿足規范規定：“樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑，不應大于該樓層平均值的1.4倍”，且相差不大，結構平面布置規則性差不多。

最小樓層抗剪承載力之比主要為限制結構豎向布置的不規則性，避免樓層抗側力結構的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規》第3.4.2條和《高規》JGJ3-2010第3.5.3條及相應的條文說明；對于形成的薄弱層應按《高規》第5.1.14條予以加強。從上表可以看出本方案中兩方案均滿足規定：“不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的0.8,不應小于0.6”，且短肢剪力墻結構的最小樓層抗剪承載力之比略小，說明其豎向布置的規則性較好。

剛重比主要是控制在風荷載或水平地震作用下，重力荷載產生的二階效應不致過大，避免結構的失穩倒塌，見《高規》02版第5.4.1條和第5.4.4條及相應的條文說明。從上表可以看出兩種結構形式剛重比EJd/GH**2大于1.4，能夠通過高規(5.4.4)的整體穩定驗算，剛重EJd/GH**2大于2.7，可以不考慮重力二階效應。

剛度比主要為限制結構豎向布置的不規則性，避免結構剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規》第3.4.2條，《高規》第4.4.3條及相應的條文說明；對于形成的薄弱層則按《高規》第5. 1.14條予以加強。從上表可以看出兩種結構形式剛度比相同，且能滿足規范要求的：“抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%”。

從經濟性上進行分析，粗略估計，兩方案鋼筋及混凝土用量差不多；從適用性，美觀性上分析，本方案中框架結構柱截面較大，突出墻體較多，而短肢剪力墻結構則更利于房間的布置，而且較經濟。經以上分析該工程采用短肢剪力墻結構較好。

高層建筑的概念范文第5篇

關鍵詞：高層建筑；抗震概念設計

Abstract: through the introduction of the definition of anti-seismic concept design, the importance and high-rise building aseismic design according to China's present situation, proposed the in designing high-rise use the anti-seismic concept design should pay attention to the question, thus effectively improve the high-rise building extent.

Keywords: high building; Anti-seismic concept design

中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A 文章編號：

一. 抗震概念設計的定義

地震是一種隨機振動，具有不確定性和復雜性，僅僅利用數值設計難以準確預測高層建筑遭遇地震的參數和特性，因此，應發展需要提出了抗震概念設計。所謂抗震概念設計是指通過分析地震災害的特點，著眼于建筑結構的總體地震反應，結合長期積累的工程經驗等所獲得的基本設計思想和設計原則。

二. 抗震概念設計的重要性

相對于低層建筑而言，高層建筑結構更加復雜，增加了抗震設計的難度。加之地震的不確定性和復雜性，模擬地震波的模糊性，人們對高層建筑在地震中結構認識的局限性以及地質條件和材料性能的差異性等，導致地震數值設計與實際情況差距較大。這就提高了人們對地震概念設計的關注度，現實中，地震概念設計在高層建筑結構抗震設計中的地位非常重要。在高層建筑結構抗震設計中使用抗震概念設計，可以在原本依據數值設計的基礎上，加入實踐經驗元素，最大限度的提高高層建筑結構的抗震性能。在很多條件下，利用抗震概念設計比利用數值設計更具有現實意義，取得的抗震效果越好。這里之所以要突出抗震概念設計的重要性，并不是否認抗震數值設計的意義，而是為了防止設計人員在具體的高層建筑結構設計中陷入只重視計算結果的誤區，而要給予抗震概念設計特別的重視。

三. 在高層建筑結構設計中利用抗震概念設計時應注意的問題

1. 高層建筑結構的簡單性

在高層建筑結構設計中利用抗震概念設計時，首先應保持高層建筑結構的簡單性，能不用復雜結構的地方，最好都用簡單結構代替。利用簡單結構可以使高層建筑在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑，因為復雜的傳力途徑容易造成結構內力和變形的不協調性，從而增加了預測結構薄弱環節的難度。如果高層建筑的關鍵傳力構件以抗扭為主導，將會極大的降低建筑結構的抗震性能，因此在高層建筑機構設計中應盡量避免出現以抗扭為主導的關鍵性傳力構件。統計歷次地震災害的經驗發現：高層建筑結構越簡單，經過地震受到的破壞越輕。

2. 高層建筑結構的規則性

在高層建筑的抗震設計中，如果能采用簡單的平面圖形或立面圖形是比較理想的，但在現實中，經常會出現復雜圖形，比如平面圖形或立面圖形出現凹角等。面對這種情況，為了提高高層建筑的抗震能力，可以使建筑體型更加規則。所謂規則，是為了對抗震有利，但是也允許在一定的限度內具有復雜性，但是在允許的條件下，我們應盡量把不規則結構轉化為規則結構。

為了提高高層建筑結構的規則性，可以在設計高層建筑結構的時候進行一些處理。首先，設計人員應盡可能的滿足高層建筑的豎向均勻性。在高層建筑的立面設計中應優先考慮結構的均勻規則性。如果結構不均勻，將會導致變形集中和應力集中現象，降低高層建筑的抗震性。我們可以采用限制收進尺寸，在建筑物底層盡可能配置具有相當強韌性的構件，使每層樓房間的柱子剛度均衡分布等措施，提高高層建筑的豎向均勻性。例如，在設計填充墻的時候，我們可以利用輕質墻保持框架柱的連續性，在地震時，改善建筑結構的受力狀況，提高高層建筑的抗震性。其次，設計人員應該使建筑結構盡量對稱。如果高層建筑的平面剛度或立面剛度分布不均勻，地震時，結構容易出現扭轉破壞。雖然難以做到絕對對稱，但在設計和施工過程中，我們應該盡量提高高層建筑結構的對稱性；再次，對于高層建筑中要出現洞口（如門、窗、管道出的開洞等）的地方，應使洞口的開設盡量整齊和圓滑，從而有效降低洞口處的應力集中現象；最后，根據高層建筑的體型和結構體系科學設置防震縫。

3. 高層建筑結構的延性和剛度

簡單的通過提高結構的強度來提高高層建筑的抗震性這一理念是極不可取的，事實上，提高結構的延性可以很好的抵抗地震作用下的非彈性變形。結構的延性是指結構在外力作用下吸收外力能量后的變形能力。在地震作用下，如果高層建筑結構具有良好的延性，將會吸收更多的地震能，承受住更大的變形。所以，通過增加結構的延性，能夠提高高層建筑的抗震性，削弱地震對高層建筑的破壞性。由于設計地震力的取值是由地震力降低系數的取值決定的，而設計地震力的取值又決定了對建筑結構延性的要求，所以我們可以根據地震力降低系數的高低來決定高層建筑對延性要求的大小。

在高層建筑結構的設計過程中，應提高結構水平方向的剛度，提高建筑物抵抗水平地震的能力，降低結構在地震作用下產生的變形。另外，在抗震概念設計中，還應考慮地震時地面運動的扭轉分量，提高結構的抗扭剛度。

4. 高層建筑結構的整體性

樓蓋在高層建筑結構的整體性中起到舉足輕重的作用，它不僅向各個豎向抗側力子結構傳遞慣性力，還會和各個豎向抗側力子結構協同承受地震力。如果豎向抗側力子結構水平變形特征不同或分布不均勻時，整個高層建筑都要依靠樓蓋協調各個豎向抗側力子結構，共同消耗地震的能量。因此，為了提高高層建筑結構的整體性，在高層建筑結構的設計過程中，一定要確保建筑物各部件牢固連接、緊密協同，充分保證隔板到樓蓋的連接和主體與基礎的連接擁有足夠的抗力和剛度，增強高層建筑水平和豎向的抗震能力。

四. 總結

由于地震的隨機性和高層建筑的復雜性，增加了高層建筑抗震設計的難度。如果想簡單的依靠數值計算來解決現實中的抗震問題是不現實的。因此，越來越多的人把目光投向了抗震概念設計，借助抗震概念設計，可以避免設計人員陷入盲目計算，使其明確抗震設計思想，恰當應用抗震設計原則，從而合理的進行高層建筑結構的抗震設計。

參考文獻：

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