本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《城市高层建筑结构论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。【摘要】随着国民经济的快速发展。人民生活水平的不断提高。高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键，随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征，进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。
城市高层建筑结构论文 篇1：
城市高层建筑结构设计特点及相关问题研究
[摘要]建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量日渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。
[关键词]城市高层；建筑结构；设计
随着时代的发展，世界人口迅速增多，文明建设水平突飞猛进，既可以节约城市用地面积，又能够减少市政投资，还在某种程度上加速了城市化建设的高层建筑已被广泛采纳与应用。然而，高层建筑远非仅仅加高建筑层数那么简单，通过2008年发生于四川汶川的8级5.12大地震进一步为人们敲响警钟，有必要深入研究包括高层建筑在内的建筑结构设计，将质量安全置于建筑的首位。
一、高层建筑结构设计特点
水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化，轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
二、高层建筑结构体系的特点
（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）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、巨柱或巨型衍架杆件，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—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）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：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使用要求。此外，结构自重往往也较大。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。（4）框架—剪力墙结构（框架－筒体结构）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—剪力墙结构体系。如果把剪力墙布置成筒体，又可称为框架—筒体结构体系。框架—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。
三、高层建筑的结构设计原则
（1）结构平面的设计与布置。平面形状简单、规则、对称尽量使质心和钢心重合。偏心大的结构扭转效应大，会加大端部构件的位移，导致应力集中。平面突出部分不宜过长。扭转是否过大，可用概念设计方法近似计算钢心、质心及偏心距后进行判断，还可以比较结构最远边缘处的最大层间变形和质心处的层间变形，其比值超过1.1者，可以认为扭转太大而结构不规则。高层建筑不应采用严重不规则的结构布置，当由于使用功能与建筑的要求，结构平面布置严重不规则时，将其分割成若干比较简单、规则的独立结构单元。对于地震区的抗震建筑，简单、规则、对称的原则尤为重要。（2）结构立体的设计与布置。结构竖向布置最基本的原则是规则、均匀。规则，主要是指体型规则，若有变化，亦应是有规则的渐变。体型沿竖向的剧变将使地震时某些变形特别集中，常常在该楼层因过大的变形而引起倒塌。均匀是指上下体型、刚度、承载力及质量分布均匀，以及它们的变化均匀。结构宜设计成刚度下大上小，自下而上逐渐减小。下层刚度小，将使变形集中在下部，形成薄弱层，严重的会引起建筑的全面倒塌。如果体型尺寸有变化，也应下大上小逐渐变化，不应发生过大的突变。上下楼层收进使得体型较小的情况经常发生，对于收进的尺寸应当限制。（3）建筑基础的设计与布置。高层建筑的上层结构载荷很大，基础底面压力也很大，应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力，可以用筏型基础或箱型基础；当地基承载力或变形不能满足设计要求时，可以采用桩基或复合地基。筏型基础一般有两种做法：倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式倒肋形楼盖的筏基，板的折算厚度较小，用料较省，刚度较好，但施工比较麻烦，模板较费。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用，但地基开凿施工麻烦，而且破坏了地基的连续性，扰动了地基土，会降低地基承载力；采用倒无梁楼盖式的筏基，板厚较大，用料较多，刚度也较差，但施工较为方便，且有利于地下空间的利用。当地基极软且沉降不均匀十分严重时，采用筏形基础，其刚度会显得不足，在这种情况下采用箱型基础就较为合理。箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀；能适应局部不均匀沉降较大的地基，有效地调整基地反力。在浅层地基承载力比较软弱，而坚实土层距离地面又较深的时候，采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。这时应当考虑采用桩基础。桩承台的作用是将上部荷载传给桩，并使桩群连成整体，而桩又将荷载传至较深的土层中区。桩距应尽可能的大，在充分发挥单桩承载力的同时，还能发挥承台土的反力作用，以取得最佳效果。
随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
参考文献
[1]沈若曈．浅析超高层建筑结构设计的技术要点[J]．民营科技．2012（1）
[2]王晓燕，邱华丽．浅谈高层建筑结构设计[J]．技术与市场．2012（1）
[3]关欣．高层建筑结构设计理念与实例分析[J]．科技信息．2012（2）[4]王伟光，李振国．高层建筑结构设计问题探讨[J]．黑龙江科技信息．2012（1）
[5]杨波．高层建筑结构设计分析[J]．江西建材．2011（4）
作者：吕宗仁
城市高层建筑结构论文 篇2：
现代城市高层建筑结构的合理选型与设计探讨
【摘要】随着国民经济的快速发展。人民生活水平的不断提高。高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键，随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征，进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。
【关键词】高层建筑；结构选型；结构设计
随着高层建筑高度、规模、投资与复杂性等逐步增大，结构选型所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂，结构选型的难度与重要性增大、时间增长，耗费的人力、财力、物力增加。高层建筑结构体系的选型通常要遵循一定的原则，它不仅要考虑到建筑设计、结构设计、建筑施工的要求，而且要从建筑设备安装、结构选材方面进行考虑。最后还需考虑各种结构体系的综合经济指标。选型不当带来的后果严重且难以修复，选型风险增大，传统的结构选型设计思想与方法将面临新的困难和挑战。因此，分析现代高层建筑发展给结构选型带来的新困难与新要求，重新认识结构选型设计问题的本质与规律，进一步明确结构选型的必要性与复杂性特征，既是现代高层建筑建设实践的要求，也是全面认识结构选型问题的需要。
1 高层建筑结构选型的相关概述
高层建筑的结构体系主要有框架结构，异型柱框架结构，框架一剪力墙结构，剪力墙结构，部分框支剪力墙结构，筒体结构（框架一核心筒结构，筒中筒结构），以及混合结构，即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件（钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等）构成的结构。主要分为：①一般高层建筑结构体系。一般高层建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架剪力墙体系、框架-筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。②复杂高层建筑结构体系。复杂高层建筑结构体系一般是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。③新颖高层建筑结构体系。近年来，出现了一些新颖的高层建筑结构体系。其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。
2 高层建筑结构选型的重要性
2.1 高层建筑与城市社会发展的关系密切
我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升，城市居住、生产、生活用地日趋紧张。为节约及充分利用城市土地资源，减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费，提高城市社会吸纳能力及其综合效益，缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾，改善城市环境与调节心理等城市社会性问题，高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长，且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。
2.2 高层建筑结构复杂性提高
现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂，高度、规模、投资日益增大，要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。主要表现为：①需求多元化、功能综合化的趋势，必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化，为增大建筑净空高度，很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现，对结构系统形式的要求提高。②随着高度与规模等增大，高层建筑投资增加、工期增长，其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。结构优化，首先是其形式的优化，然后才是其布局与构件参数的优化。③高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变，选型需要的知识信息愈加庞大，选型结果受人为因素的影响也将增大。
3 高层建筑结构选型与建筑设计
在结构的功能要求被确定以后，即可根据功能要求进行结构的选型。例如对于高层建筑，在选型上可以考虑框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构以及筒中筒结构等，在用材上可考虑钢结构、钢筋混凝土结构、组合结构等。对于大多数建筑物，工程造价中约有50%-70%用于结构工程，而且结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的50%-70%。因此搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键在于结构选型，如果选型不当，即使结构计算很精确，也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷，所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。在非地震区的高层建筑，水平荷载以风荷载为主。所以非地震区高层建筑选型宜选用有利于抗风作用的建筑体型，也就是宜选用风压体型系数较小的建筑体型，比如圆形、椭圆形等。
流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小，有利于抗风。在进行结构平面布置时，宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称，以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响，并应限制结构高宽比，防止倾覆和失稳。地震区高层建筑的体系选型，实际上属于抗震概念设计范畴，它是在总结震害规律及工程经验的基础上，以宏观概念为指导，正确地解决高层建筑的总体方案，选择合理的结构体系，以达到合理抗震。通常应选择对抗震有利的地段，选用整体性较好的基础，立体结构应具有合理的地震作用传递途径，拥有多道抗震防线，具有必要的刚度和强度，具有合理的刚度和强度分布，避免竖面侧移刚度的突变。
另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并限制高宽比。对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，由于以下两个原因，竖向结构体系成为设计的控制因素：较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒；更重要的是，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多，必须精心设计。高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载，因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。同时，这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。可是，与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性的，而是随建筑物的增高而迅速增大。例如，在其它条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底上的倾覆力矩近似地与建筑物高度的平方成正比，而建筑物顶部的侧向位移与其高度的4次方成正比。地震的效应甚至更加显著。当低层或多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时，柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力，问题主要是抗剪。在“矮”房子的框架中，可以填充一些墙板，甚至全部填满墙板的办法很容易获得适当的附加支撑效果，而不必另外再加大原来竖向荷载所需要的柱和梁的尺寸。高层建筑并非如此。这是因为在高层建筑中，主要问题是抗弯和抵抗变形，而不仅仅是抗剪。为了使高层建筑足以抵抗相当大的侧向荷载和侧移，常常不得不进行专门的结构布置，柱、梁、墙和板的截面总是要大一些。
4 结语
高层建筑结构的选型与结构布置在结构抗震概念设计中占有极其重要的地位，它们直接影响着结构的安全性与经济性。总的来说，高层建筑结构选型包含竖向承重结构选型、水平承重结构选型以及下部结构选型；结构布置包括结构平面布置、结构竖向布置及变形缝设置。设计中应根据房屋的高度、高宽比等多方面因素选取合理的结构体系，以上因素在结构选型方面应该重点考虑。
参考文献：
[1]张连生.刘德龙.高层建筑混凝土剪力墙设计要点[J]吉林勘查设计2007（1）
[2]胡文湛.浅谈高层建筑结构分析与设计[J]江西建材2006（1）
作者：孙举飞
城市高层建筑结构论文 篇3：
关于高层建筑结构抗风可靠性的研究
摘 要：在高层建筑结构的总荷载效应中风荷载效应占有较大比重，且从某种程度上而言具有决定性作用。当前施工技术与现代材料学发展迅速，新型建筑结构得以涌现，且一般柔性较好，具有阻尼小与重量轻的特点。这种结构对于风有较强敏感性，因此当前人们对于高层建筑结构的安全性、适用性以及可靠性要求更高。因此需开展高层建筑结构抗风可靠性研究，以提升设计者对于风影响力度的重视。
关键词：高层建筑 结构 抗风 可靠性
结构对于人类而言是基于自身生存满足、工农业生产与文化活动所需出现的构筑物或者建筑物。结构工程存在历史较长，其发展密切关联于人类文明，且可将时代科技水平体现出来。随着社会经济的快速发展与科学技术的不断提升，土地资源逐渐稀缺且城市人口愈发密集，同时商业竞争也逐渐激烈，由于出现了高层建筑，可提升土地利用率并对城市人口居住问题予以有效解决。荷载可直接影响结构的实用性与安全性，而风荷载在高层结构中存在瞬时与累积作用，对于结构可靠性有着影响。
1 风荷载对高层建筑结构产生的作用与特点
1.1 风荷载对高层建筑结构产生的作用
高层建筑结构若长时间受到风力作用会诱发结构疲劳现象，导致建筑物摇晃，增强建筑物使用者的不适感；风力作用会导致高层建筑结构出现规模较大的结构开裂或者残余变形现象；强风会破坏高层建筑主体或者装修，不仅损失建设方效益也为使用者带来不便。
风主要产生于地球大气层中空气的流动。高层建筑结构受到风力作用后会出现结构反应。尽管风荷载对高层建筑结构造成的影响可能比地震要小，但是由于风荷载出现频率要高于地震，故而高层建筑承受风荷载后其灾害要多于地震灾害。虽然迄今为止世界上尚未出现由于风力作用导致高层建筑结构被严重破坏或者出现倒塌事件，但是部分建筑物经受台风侵袭后其残余变形通常比较明显。据不完全统计后得知，全球风灾损失要高于地震损失，因此对于高层建筑结构而言一定要做好抗风设计工作，以增强抗风可靠性。
1.2 风荷载对高层建筑结构产生作用的特点
前文已经提及风的来源，且高层建筑结构承受风力作用后会出现双重影响，其一会导致高层建筑出现风振（风力振动），其二则会在高层建筑上出现一个风压力，且具有较高稳定性。由此可知，高层建筑承受风力作用后不仅有静力影响还有动力影响，其特点具体如下。
（1）由于气象观测时间较长，故而在对高层建筑风力大小予以评估时其可靠性要远高于地震，故而高层建筑结构在开展抗风设计时可靠性也较高。
（2）相较于地震作用风力作用有更长的持续时间，且高层建筑在生存时间内其较大风力出现机会也要多一些。
（3）高层建筑的风荷载分布具有不均匀性，在角区内收或者立面等局部区域风力较大。
（4）高层建筑周边环境会对风力产生影响，一般而言若高层建筑处于高层建筑群中，则经常存在受力不均现象，故而要增加安全系数。
（5）风力作用直接受到高层建筑结构外形的影响，一般而言若建筑物为圆形或者正多边形则承受风力较小，便于开展抗风设计。
2 高层建筑结构的抗风可靠性设计
在高层建筑结构中风荷载属于侧向荷载之一，且在沿海地区或者非地震区结构设计通常将风荷载当做控制荷载。由于风会破坏建筑物，故而在开展结构抗风设计时一定要保证建筑物在使用时不会出现破坏现象，可从以下几点开展。
2.1 必须满足强度设计要求
高层建筑结构在开展抗风设计时一定要与强度设计要求充分满足，即结构构件遭受风荷载与其他荷载的协同作用时其强度要满足设计要求，确保建筑物遭受风力作用时不会出现残余变形、坍塌事件，确保结构的安全性与可靠性。
2.2 必须与刚度设计要求相满足
高层建筑结构在开展抗风设计时要充分与刚度设计要求相满足，即结构位移及相对位移需与规范要求相满足，避免高层建筑在遭受风力侵袭时出现非结构构件或者建筑装饰移位现象，同时还要避免隔墙开裂，导致建筑物功能受损。
2.3 必须与舒适度设计要求相满足
高层建筑结构在开展抗风设计时要充分与舒适度设计要求相满足，这样可避免高层建筑遭受风力侵袭时出现过度摇晃或者摆动，使居住者产生不适感。振动加速度、振动频率以及持续时间是导致人体出现不适感的主要因素，一般可应用对结构振动加速度予以限制的方法开展抗风设计，以与舒适度设计要求相符。
2.4 必须与疲劳破坏设计要求相满足
高层建筑结构在开展抗风设计时一定要与疲劳破坏设计要求相满足，风振会导致建筑物构件或者结构出现疲劳破坏，而这又是高周期疲劳累积损伤的后果。
2.5 开展结构抗风计算并进行安全评价
计算结构抗风先要开展理论计算，分析有效模拟风场的风振方向动力时程，结合高层建筑具体要求选取最佳计算方法，要确保其快捷与简便性。风洞试验，可有效测量建筑物承受大气边界层内风的作用大小。最后开展安全评价，主要评价高层建筑结构的抗风安全性与舒适性。
2.6 减轻自重，确保结构体系的合理性
在高层建筑结构抗风设计中需使用性能较好且轻质高强材料，既可降低重力荷载，还能减少工程成本。基于建筑造型与空间设计优良的基础上对结构体系予以构建并确保其合理性。结构体系随着建筑物高度的变化也会存在差异，结构体系的合理性不仅可提升建筑物抗侧力，还能提升其经济效益。
2.7 抗风加固
对高层建筑结构开展抗风加固方法较多，包括改变受力体系、预应力、外包钢、增加截面、外部粘钢等加固方法。上述方法围绕点为建筑物总体承载的提升，并注重对结构构件承载力与稳定性予以加强。此外，为防止风力损坏装饰构件，例如女儿墙、玻璃以及外墙等，也需合理设计上述构件。
3 结语
风荷载在柔性结构中属于主要设计荷载，有时甚至会有决定性作用。在工程结构中一定要做好抗风设计工作并确保其可靠性。由于结构与风荷载具有不确定的设计参数，故而基于概率角度对高层建筑结构风荷载动力与静力响应予以研究属于抗风设计的主要手段。该文提出了风荷载对高层建筑结构的主要作用与特点，而后从七个方面提出做好高层建筑结构抗风可靠性设计的关键点，以期提升高层建筑的安全性。
参考文献
[1] 杨婷.高层建筑结构抗风可靠性分析[J].科技创业家，2013（21）：114.
[2] 曲文超.高层建筑结构风荷载数值模拟研究[D].天津：天津大学，2010.
[3] 黄军.关于高层建筑结构抗风的分析[J].房地产导刊，2014（27）.
[4] 李博.高层建筑结构抗风可靠性分析[J].城市建设理论研究：电子版，2014（4）.
作者：李智平 吕恒