高层建筑的结构形式范例(3篇)

高层建筑的结构形式范文

关键词：高层建筑施工；厚板转换层；厚板结构；施工技术

前言：自上世纪90年代以后，国内外的高层建筑行业有了很大发展。随着高层建筑行业的飞速发展，各种新型的结构体系也相继出现，高层建筑行业不断遇到新的挑战。现代的高层建筑大多像综合性和功能性用途发展，为了使高层建筑符合这些需求，很多的高层建筑在建设时都设计的结构转换层。但由于高层建筑的结构转化层自身的结构问题，使得钢筋混凝土的建筑复杂并密集，导致整体建筑的难度有所增加，因此高层建筑行业要加强对厚板转换层的施工技术的研究，从而使高层建筑行业整体有较大的进步。

一、高层建筑厚板转换层的发展概述

我国对高层建筑厚板转换层的研究开始于70年代早期。在1975年，我国上海的天目路首先建成了一栋13层高的建筑住宅，并且对建筑进行了光弹实验、钢筋混凝土模型实验、框支剪力墙有限元分析等一系列的研究与分析。这开启了我国对高层建筑厚板转换层研究的序幕。

高层建筑厚板转换层的概念之所以被提出是因为人们希望从高层建筑的底部获得更大的空间。为了获取更大的空间，人们根据建筑上部的结构特点，对高层建筑厚板转换层进行了一系列的有效施工，从而从高层建筑的底部获取了更多的建筑空间。

随着人们对高层建筑厚板转换层的分析和研究的不断深入，全国各研究院、高校对各类高层建筑厚板转换层结构的静力和动力性做了很多理论分析和实验研究，从而对高层建筑厚板转换层的整体结构有了更加全面的理解。同时，还对高层建筑厚板转换层的设计提出了很多建议，使得高层建筑行业有了更大的进步和发展空间。

二、高层建筑厚板转换层的布置结构形式、分类和结构形式

（一）高层建筑厚板转换层的布置形式和分类

高层建筑厚板转换层的布置形式大致可分为两类：

1.底部结构形式为大空间的高层建筑厚板转换层

底部的空间设计较大的结构形式的高层建筑是施工中最为常见的一种结构形式。这种结构形式有两种方法：首先，高层建筑厚板转换层的中部全部支撑在一个有力的筒体上，四周向外界延伸，由此可以使高层建筑的底部空间更大，从而使其成为大卖场、停车场或室内展室。其次，高层建筑厚板转换层的结构在建筑设计平面的两端，从而把负荷的重量分散到底层结构中的几个支点上，这被人们通俗地称为桥式结构。

2.外部形成大柱网的高层建筑厚板转换层

外部形成大柱网的高层建筑厚板转换层把高层建筑厚板转换层大致可分为三类：

首先是高层建筑厚板转换层上层和下层的结构类型转换。这类的结构类型多用在剪力墙的结构之中，这种类型的特点是将剪力墙的上下部位的性质发生转化，将上部的墙面转化为墙面下部的框架，从而可以创造更多、更大的空间以方便利用。其次是高层建筑厚板转换层的上、下两层的柱网和轴线发生变化。这类的结构方式可以使得高层建筑的结构方式不发生具体、根本的变化，但可以通过转换层的作用，使转换层的下层柱之间的距离扩大，并以此来获得更大的空间。最后是高层建筑厚板转换层结构形式和轴线都发生转换。这种类型的结构方式是建筑上部的剪力墙的结构发生转换变成框架，建筑上部的轴线与柱网的轴线发生错开，从而使高层建筑的底部空间加大，从而提高建筑的空间利用率。

（二）高层建筑厚板转换层的主要结构形式

在具体的实际施工中比较常见的高层建筑厚板转换层的主要结构形式分为：空腹桁架式、梁式（墙梁式）、箱形和板式、斜杆桁架式等高层建筑厚板转换层结构。

在这些高层建筑厚板转换层的结构形式中，其中梁式（墙梁式）的结构转换层最为常见、应用也最为广泛，这种类型的结构转换层相比于其他类型的转换层的设计更加简单，同时在施工过程中转换层的受力也比较清晰。其大致应用在底部的空间较大的高层建筑剪力墙的结构中。桁架转换则一般适用于底部是娱乐设施、商场等而上部用于住宅的建筑。而高层建筑厚板转换层是箱式的结构的适应范围与梁式结构的范围大致一样。在具体的施工过程中应用哪种结构要根据建筑的性质灵活选择。

三、高层建筑厚板转换层施工中应注意的地方

依照我国的工程设计要求和具体施工情况，高层建筑厚板转换层在具体施工过程中要注意以下几个问题：

（一）高层建筑厚板转换层的模板负荷超重以及荷载下部的传递问题

由于高层建筑的结构尺寸相对较大，因而在施工过程中如何确保荷载支撑的安全成为了高层建筑施工的关键环节。

（二）高层建筑厚板转换层的钢筋绑扎问题

在进行此部位的施工过程中转换层中间的暗梁钢筋绑扎和固定是施工的重点部分。

（三）高层建筑厚板转换层大体积混凝土的施工控制和转换层浇筑的混凝土的捣实问题。

这一部分的施工是整体施工过程中的重要环节，因此在施工过程中要更加认真以确保其施工质量。

（四）高层建筑厚板转换层超重荷载模架支撑架的材料选择、进行施工时的工程质量控制及在施工过程中的各项管理问题均是及其重要的问题，在具体施工中要认真完成。

四、高层建筑厚板转换层的具体施工技术

（一）高层建筑厚板转换层的模板支设技术

在高层建筑厚板转换层的具体施工中模板支设技术在整体施工过程中是非常重要的。

在高层建筑厚板转换层的施工中建筑的外缘模架要使用组合钢模板，相对的内侧模和地膜则要使用木胶模板来进行。脚手架是模板支架扣件和钢管的共同作用产生的。从而利用规定尺寸的钢管来做排架的支撑作用，使设计形成一个立杆，在中间不做接头的设计。高层建筑厚板转换层中的立杆都要走上下两部分加上可供调节的底座和顶托，这样对水平方向上的拉杆再做多遍设计，然后再加上剪力支撑的作用就可以了。高层建筑厚板转换层模板的次楞要使用符合规格的木方，再进行立放。此外，立放方式也要符合有关标准。高层建筑厚板转换层主楞的使用和间距设定也要符合国家标准。高层建筑厚板转换层的主楞一定要安置在顶托的上面，不能放错位置。高层建筑厚板转换层中的层向模板所使用的钢筋要在设计的规定位置上，从而和暗梁更好地进行拉结，从而与模板之中的钢筋来进行水平方向的焊接工作。在进行高层建筑厚板转换层的施工时，下部3层的梁板支撑一定要保留。

（二）高层建筑厚板转换层的钢筋施工技术问题

高层建筑厚板转换层的钢筋施工技术可分为以下几个要点：

1.在整个施工过程中用到的所有钢筋的接头都要用直螺纹的机械形式进行连接，在一个截面里的钢筋接头不可以超过总数的百分之五十。跨梁之中的同一根钢筋和柱、墙同层之中的钢筋不能同时都在接头的厚板内深入。这样的设计可以使建筑的主筋符合整体高层建筑的要求。

2.高层建筑厚板转换层的箍筋先要把开口套在柱节点的位置，然后再使用电焊来进行封闭处理。

3.转换层的轴线拉线的绑扎处理可以固定高层建筑厚板转换才的铁插。之后施工人员再用引铁来进行焊接工作。

4.高层建筑厚板转换层的施工中对厚板中的暗梁钢筋到内板上、下皮的钢筋，在剪力墙和框支柱的边缘处向下来进行延伸的弯头钢筋进行连接，在具体使用时要使用剥肋滚压直螺纹钢筋的连接方法。这样施工可以使连接的稳固性更好，而且整体施工更为方便。

五、高层建筑厚板转换层的混凝土施工技术

（一）高层建筑厚板转换层施工中混凝土的浇筑问题

在高层建筑的具体施工过程中，在混凝土的浇筑施工之前要保证已经浇筑施工完的混凝土要符合施工要求，混凝土的浇筑速度要控制在5m/h，并且在进行前后两层浇筑时，间隔的时间要相对延长。施工具体过程中，工作人员一定要对模板进行反复检查，并且用锤子对旁边的模板进行多次的敲击处理，以确保其质量符合要求。

（二）高层建筑厚板转换层施工中混凝土的养护问题

工作人员在进行完混凝土的浇筑工作之后，必须要对混凝土进行保温和保湿的双重处理。这样在养护的具体过程中要在厚板层上铺设1到2层塑料薄膜，然后再铺设两层麻袋。与此同时，还要尽量延长混凝土侧模的拆模时间，以确保混凝土的表面不因缺水而导致裂缝。

结论：本文对高层建筑厚板转换层的施工技术进行了具体论述。并且论述了在高层建筑过程中厚板转换层的重要作用。在具体施工中高层建筑厚板转换层因需要荷载建筑上部的所有重量，因此在实际操作中在按时完成工程进度的前提下，也一定要保证施工的质量。由于高层建筑结构转换层的柱、墙、梁的数量较多，需要浇筑的混凝土数量较大，施工跨度大等问题，都需要在实际施工时要对建筑中的钢筋密集地区的振捣问题做好处理，做好湿度和温度的控制，并确保养护的及时性，以确保整体施工的质量符合国家有关规定。

参考文献：

[1]彭斌，李溪喧.《高层建筑厚板转换层整体分析方法研究》[J].武汉大学学报（工学版），2003，2（36）.

[2]王平山，孙炳楠，唐锦春.《高层建筑厚板转换层计算中支撑条件对内力分布的影响》[J]，工程力学.1997（增刊）：623-627.

高层建筑的结构形式范文篇2

【摘要】高层建筑物的设计必须考虑到安全、经济、适用、美观的建筑方针，要在保障人们安全的情况下使建筑物能够满足人们的日常工作和生活的需要，对于一些突发的灾害，比如地震和台风等要有一定的抵御作用。文章主要对高层建筑结构设计中的一些问题进行分析，并给出一定的对策探讨，以期能应用于实践。

【关键词】高层；建筑；结构；设计；问题

随着城市的人口越来越多，人们对住房需求量也越来越大。而在城市规划中用来建造房屋的土地却是十分有限的，这个时候采用高层建筑，使人口集中，利用建筑内部横向和竖向的交通缩短各个单元之间的联系距离，大幅度减小建筑用地面积，并带来明显的经济效益。对高层建筑而言，结构的优化设计是一个重要环节，结构的安全性是设计的重中之重。

一、高层建筑结构的特征

高层建筑的结构设计要考虑到水平力和竖向力两个方向的作用。水平力主要指的水平地震力和水平风力，而竖向力主要指的是建筑自重和使用荷载。高层建筑要格外注意结构抗震能力。随着建筑高度增加，建筑所受的地震作用和风力作用也有所增强，结构位移也会加大。若不能控制好高层建筑设计的指标，不仅在其中活动的人会感觉不适，还会造成结构构件受损，影响建筑的正常使用。

二、高层建筑结构设计的原则

（一）选择合理的设计方案

设计之前，结构专业与建筑专业应密切配合，重视结构选型和平面、立面的布置，择优选用抗震及抗风性能好且经济合理的结构体系，使建筑不仅要安全适用，也经济美观。在抗震设计时，应保证结构的整体抗震性能，使整体结构具有必要的承载能力、刚度和延性。

（二）选择精密的计算工具

当前，对高层建筑结构的设计已经不仅仅依靠人工，快速发展的科技水平也对设计有一定的帮助，可以选择在高层建筑结构设计中以计算机程序为帮助，这无疑是结构设计现代化的一项重要进步。但是计算机的程序是固定的，有时可能无法对一个十分具体的问题给出针对的方案，因此工程师在利用软件分析之余，还要进行人工的校对，找出最优的解决办法。

（三）建筑前期合理计算

算是高层建筑结构设计中必不可少的环节，如果在计算中出现了差错，会对后期的工作造成很大的影响，例如增大工作量，造成返工，延误工期。若不能及时发现，还会对建筑这造成一定的安全隐患。因此，一定要对建筑采用合理的计算简图，这是原则之一。

三、高层建筑结构设计的问题

（一）高度问题

为了预防可能出现的地震等灾害，建筑物的高度是一个重要、突出的问题，必须纳入需要重点考虑的范围之内。一定高度的建筑需要有完善的结构设计和施工体系来保障建筑安全施工和后期使用。

（二）结构体系不够合理

结构设计的重点在高层建筑本身、结构体系以及建筑材料。借鉴发达地区的经验，他们在地震多发地区使用钢结构。而我国大多数使用混合结构和钢筋混凝土结构。考虑到钢筋混凝土结构自重大，在结构设计的时候就要严格控制结构的侧移的和扭转，可以考虑采用加大核心筒、外筒刚度或是加设加强层的措施来减小结构的侧移。

四、对高层建筑结构设计的建议

（一）灵活使用多种结构形式

建筑的规模不断扩大、建筑的外型越来越多样化，是当下高层建筑发展的主要特点。在这种形式下，以往在设计中使用的单一形式的结构设计就不能满足高层建筑的结构布置和受力，例如框架、剪力墙及筒体结构。所以在设计时，一般需要将多种结构形式融合在一起；同时使用多种，或以一种形式为主并且辅以其他的结构形式，来使得高层建筑能满足预期的使用和受力功能。例如，珠江新城西塔在设置了内筒和外筒之外，还使用支撑框架进行补充；天津津塔在基本的钢管混凝土柱的基础上补充钢板来形成钢板剪力墙，还加设了伸臂桁架和腰桁架。

（二）加强对抗侧力结构的灵活运用

高层建筑的受力特点决定了其结构对于抗侧能力的高要求。随着科技发展，抗侧力结构形式也越来越灵活。广州新城西塔的外筒就辅有钢管混凝土斜交组成的网格筒体。一般筒中筒结构，外筒侧向变形以剪切型为主，内筒侧向变形以弯曲型为主，内外筒通过楼板协同工作抵抗水平作用，其外筒提供的刚度相对较小。广州新城西塔以斜交形成的巨型网格筒体（外筒），主要借助的是构件之间的轴力，而钢管混凝土构件受力合理，可承载巨大轴力，使结构获得更大的侧向刚度，使得整栋建筑具有很好的抗侧能力。另外，天津津塔中使用的各种桁架也是抗侧能力较好的一种结构，且明显地优于框架。在设计桁架时，尽量加大杆件尺寸，提高刚度，这样可以使抗侧能力进一步提升。

（三）巧妙提高高层建筑的结构稳定性

短肢剪力墙是指各肢横截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙，这在普通的建筑中常常被利用，但是在高层建筑中却不一定适用，有可能对建筑的稳定性造成一定的隐患。所以在高层建筑的设计过程中，要尽量避免短肢剪力墙的使用。

（四）使用不同材料组合而成的结构构件

在结构形式不断变化的过程中，结构构件材料形式也有一定的发展。较为常见的为钢管混凝土，由于其抗压能力较强，一般用于受压构件设计。随着各种新造型的高层建筑的出现，钢管混凝土经常被应用于其中。钢板剪力墙也是一种比较新的构件形式。这种构件形式在津塔的设计中被充分运用，主要承担水平的剪力而不承担重力负荷。具有重量轻、占用空间少、抗剪能力优异的优点，但在应用中要配合节点的设计来解决不承担重力负荷的缺陷。此外还可以设计使用各种组合而成的构件，例如压型钢板与混凝土结合、钢梁与混凝土楼板结合。在常见的钢筋混凝土结构中也可以使用钢板来对钢筋进行替换以改善受力比较复杂的部位不便布置钢筋的问题。

五、结束语

高层建筑是现代都市建筑中必不可少的部分，要使它有效地发挥最大的价值，离不开工程师们合理的设计和精密的计算。这也是对高水平设计人才的迫切需求。具体问题具体分析是解决问题的最好办法，可以通过对结构构件的新组合和对结构形式的灵活运用，来将时尚前卫的设计图纸变为真正的建筑物。本文就高层建筑的发展和其中的问题提出了一些观点和建议。因篇幅有限不便详细描述，只期待我国高层建筑设计的发展能更上一层楼。

参考文献：

[1]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程，2011（25）：88-89.

[2]张秀丽.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].中国建材科技，2014（S2）：62.

[3]王玉虎.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].中国高新技术企业，2015（25）：90-91.

高层建筑的结构形式范文

【关键词】建筑设计；转换层；结构设计

转换层是建筑物内部的常见结构，了解建筑转换层结构设计的特点，提高建筑转换层的设计效果，能够有效的保证建筑物的使用功能，并保证建筑物的防风抗震性能不受影响，对我国建筑行业的发展有着积极的意义。

一、建筑转换层的概念与特点

当前，我国的建筑设计、特别是高层建筑的设计，常常会采用商业功能与住宅功能结合的设计模式，在建筑物下部构建举架较高的大跨度商用建筑空间，而上层则采用更加紧密的设计，体现建筑的居住功能。为了对不同的实用功能和建筑结构进行划分，便需要在建筑内部设置转换层，以调整不同结构之间的受力情况，确保建筑物的使用安全。

转换层主要功能包括：对建筑物内部的剪力墙结构或框架―剪力墙体系进行转换，实现剪力墙与框架之间的变换；改变建筑物上下受力柱的分布情况和分布密度；同时转变建筑层的结构形式和结构轴网，形成上下结构的不对齐布置三种。根据建筑物自身的特点和使用功能的需要，合理的选择转换层的设计模式，充分发挥出转换层在建筑领域所发挥的作用，能够进一步提高建筑物的稳定性，延长建筑物的使用寿命，对我国建筑行业的发展有着积极的促进作用。

二、建筑转换层结构设计的原则及分类

1、转换层的设计原则

首先，由于转换层的设置会造成建筑物纵向刚度的突变，使其成为建筑物的薄弱环节，因此，在进行转换层的结构设计时，应当尽可能减少需要结构转换的纵向构件，并相应的增加直接落地的纵向构件数量，从而降低建筑刚性突变的程度，提高结构的抗震能力。其次，当转换层高度较低时，对建筑物重心与受力状况的影响相对较小，建筑物也因此更加稳固。所以，在进行转换层结构设计时，应当尽量降低转换层所处的位置，保证建筑物结构的稳固。最后，转换层的结构设计应当采取强化下部结构，弱化上部结构的设计思路，并选择具有明确传力路径的设计模式，在保证工程质量的前提下，降低转成的施工难度，控制转换成的施工成本，更好的实现建筑物的经济效益社会效益。

2、转换层的结构设计的分类。

2.1梁式转换结构。梁式转换结构采用剪力墙、框支梁与框支柱相结合的结构布置方式来提高转换层的强度与刚度，具有结构可靠、施工难度低、传力路径清晰明确等特点，是目前我国建筑转换层结构设计中应用范围最广的转换结构。

2.2板式转换结构。板式转换结构最显著的特点便是能够在转换层之上随意布置结构形式与轴网，对于建筑物轴网布设较为复杂的建筑来说是十分合适的选择。但是由于转换板的受力状态较为复杂，传力路径不够明确，以及转换板自身特点的限制，使得建筑物在转换层处出现刚度的突变，令转换层成为建筑物的薄弱环节，降低了建筑物对地震的抵抗能力，因而应当谨慎使用。

2.3桁架转换结构。与梁式转换结构相比，桁架转换结构的受力状态更加明确，且具有较小的自重和良好的抗震性能，可以有效的提高建筑物的质量，去报建筑物的使用安全。但是桁架式转换结构的节点设计难度较大，给施工过程带来了一定的影响，从而限制了桁架转换结构的使用。桁架转换结构适用于高度达到3m以上的转换层设计当中，如果在桁架转换结构中采用预应力技术，则可以进一步减小构件的截面，达到节约空间、提高工程质量、降低工程成本的作用。

2.4斜柱转换结构。斜柱转换结构在是一种较为特殊的转换层结构形式，能够充分的发挥出混凝土的承压能力，有效的减少转换结构对建筑内部空间的占用。在设计斜柱转换结构时，需要注意结构内部的水平荷载，通过加设拉梁或圈梁的方式，可以找到平衡水平荷载的最短路径，提高转换层的刚度和强度。

2.5巨型框架结构。巨型框架结构是当前我国转换层结构设计领域发展的新方向，该结构由垂直分布的筒体或大型立柱以及数量不一的大梁构成，形式多变，性能优异，可以大大提高建筑物转换层的强度和刚度。但是需要注意的是，巨型梁的内部往往会存在一定的拉应力，因而应当将其归类为受拉构件进行设计。

三、建筑转换层结构设计中的注意事项

1、保证转换层的刚度

转换层的高度是决定转换层乃至建筑物整体质量的重要因素，特别是在高层建筑的设计与施工过程中，建筑本身高度与重量上的特点决定了转换层将会承受较大的垂直荷载，而转换层的结构又很容易令建筑物在转换层部位出现刚度突变，使转换层成为建筑物的薄弱环节，降低建筑物的抗震性能。因此，在进行建筑结构转换层设计时，要注意确保转换层的结构刚度不低于其上层结构刚度的70%。为此，应当合理的调整转换层内部剪力墙的分布状况，适度的提高落地剪力墙的厚度，并使用强度等级较高的混凝土进行施工，同时尽可能将纵横墙按照筒体的结构进行排布，从而在根本上保证转换层的刚度，确保建筑物的抗震性能不受影响。

2、提高转换层与建筑物的整体性

通过调整转换层的结构设计内容来提高转换层与建筑物整体性的，能够提高建筑物的稳定性，延长建筑物的使用寿命。为此，应当尽可能对其上下层之间的轴网，简化转换层的设计方案，尽可能令质量中心与刚度中心相对应，使转换层的受力更加明确，从而避免使用板式转换结构，以防止建筑物出现刚度突变的现象，达到提高建筑物整体性的目的。

3、合理安排转换层的位置

由于建筑物的受力模式较为复杂，且建筑物内部的所受作用力的种类和分布都会随着建筑高度的增加而发生微妙的变化，当高度达到一定的范围后，建筑物所受的各项作用力的效果便会呈明显的上升趋势，给建筑物的设计带来困难。如果转换层的位置过高，不仅会令转换层内部的受力状况发生改变，还会对上下层面的刚度与受力方式产生影响，使转换层成为建筑物的薄弱环节，降低建筑物的抗震能力。因此，应当尽量降低转换层所处了位置，通常情况下，转换层的位置应以三层以下为宜，最高不得超过六层。

四、结语

分析建筑转换层结构设计的原则和种类，并充分了解建筑转换层结构设计中的注意事项，能够有效的提高建筑结构转换层的设计效果，在保证工程质量的同时，达到降低工程施工难度，控制工程施工成本的作用，对促进我国建筑行业的发展有着积极的意义。

参考文献