高层建筑剪力墙结构设计分析论文（精选13篇）由网友“金廷幼儿教育”投稿提供，下面就是小编给大家带来的高层建筑剪力墙结构设计分析论文，希望大家喜欢，可以帮助到有需要的朋友!
篇1：高层建筑剪力墙结构设计分析论文
摘要：
剪力墙是高层建筑结构体系中的重要组成部分，对建筑结构稳定性产生重要影响，做好高层建筑结构设计中剪力墙设计的质量控制工作具有一定的实际意义。文章主要讨论了高层建筑剪力墙设计的相关内容，并结合实际工程案例，对其设计方法进行分析。
关键词：
篇2：高层建筑剪力墙结构设计分析论文
从当前剪力墙结构设计现状来看，受设计思想、建筑项目特殊要求等诸多因素影响，设计人员难以有效控制剪力墙设计的整体质量，留下风险隐患。因此要重视对高层建筑结构设计中剪力墙设计的讨论，为全面提高高层建筑质量奠定基础。
1高层建筑结构设计剪力墙设计中需要注意的问题
1.1对剪力墙轴压比限值的确定
在剪力墙设计环节中，轴压比限值是剪力墙设计的重要组成部分，不仅影响剪力墙的基本质量，还对其抗震能力产生影响。目前，建筑行业一级～三级的抗震等级剪力墙底部加强部位的最大轴压比限值的计算公式为：
在上述公式中，S代表剪力墙的最大轴压比限值；fc代表混凝土轴心抗压强度的理想设计值；A代表墙肢的全截面面积，单位为cm2；N代表墙肢重力荷载作用下的轴压比设计值（在N参数的分析中，不考虑该数据与地震的作用）。
1.2高层建筑剪力墙结构厚度的确定与配筋处理
1.2.1我国相关规定对高层建筑的剪力墙参数提出了十分明确的要求：当剪力墙结构的地震等级达到8度时，剪力墙抗震等级要大于等于2级。在这一规定的影响下，相关单位在开展剪力墙结构设计中，要保证剪力墙墙底的部分墙体厚度超过200mm。
而在现代工程建设中，设计方对剪力墙的分析已经有了较为完备的数据支持，其计算公式为：
在上述公式中，b代表剪力墙的估算厚度值，单位为mm；Q代表单位面积的荷载重量标准值，Q=13.0+7（n-15）/20；n代表楼层层数；r代表轴压比。
1.2.2我国高层建筑规范中明确指出：高层建筑剪力墙墙体配筋率要大于等于0.25%，而剪力墙的底部加强部分配筋率要大于等于0.3%。
一般在高层建筑剪力墙结构设计中，剪力墙的水平配筋的关键就是向墙体内部加入水平分布的钢筋，在经过这种处理后，剪力墙等整体结构性能得到改善，自身的抗温度应力参数水平、抗脆性剪切力水平明显提升。而一般在结构设计中，设计人员需重视对高层建筑剪力墙的配筋处理，来最终保证剪力墙结构的稳定性。
篇3：高层建筑剪力墙结构设计分析论文
2.1工程案例结构简介
该项目是当地重要的建筑项目之一，整体建筑高度约为74.16m，地上建筑结构为25层，还设有两层的地下储藏室，工程等级为一级。在建筑结构设计中，该建筑项目采取框架-剪力墙结构与剪力墙结构。但在建筑项目设计之初，考虑到建筑的主要功能为住宅楼，盲目的增加框架柱会影响室内的整体空间结构，因此在最后设计决策中，决定采取剪力墙结构。
2.2剪力墙布置方案
在该项目中，剪力墙布置方案主要考虑了剪力墙的数量、剪力墙参数、布置位置等多种问题，而在考虑建筑结构经济性的基础上，其底部肩梁截面总面积约为楼层面积比的8.3%。
同时，由于住宅建筑结构特点十分明显：受建筑外观、使用功能等多种因素影响，建筑在结构设计中采取了不规则的平面结构设计形式，并且竖向位置上因为下部缺乏足够的大空间部位导致剪力墙会以连续的形式从下而上连续分布。针对这一要求，该项目在剪力墙平面布置设计过程中，适当的增减左右剪力墙与轴线上下剪力墙的尺寸，实现对结构扭转参数的控制。
2.3建筑材料
2.3.1总体设计思想。由于高层建筑混凝土结构需要采用高性能的混凝土与钢筋，但考虑建筑结构安全性等因素后，设计人员确定了以下主要设计思路：通过采取高强度混凝土控制建筑柱截面面积、通过高强度钢筋减少配筋量。在该思想的指导下，设计人员在设计环节中尽量选择能够满足强度、塑性、均质性等要求的施工原材料。
2.3.2混凝土设计。由于混凝土强度变化会影响结构自重、原材料使用率等诸多问题，并且使用强度过低的混凝土会导致建筑内有效面积降低，一定程度上影响建筑的整体功能。我国《高层规范》中对混凝土的相关参数水平提出明确要求：高层建筑结构的主要承重构件要使用强度不低于C20的混凝土，且最高混凝土强度不应大于C60。在相关规定的指导下，设计人员进一步完善了该项目剪力墙的混凝土等级水平，基础垫层采用C15，剪力墙柱梁板采用C30，构造柱采用C25，基础混凝土采用C35。
2.3.3钢筋材料设计。该项目在钢筋设计中，优先选择抗压强度等级高、可焊性能良好的钢筋，并且在施工过程中始终遵循“承载力相等”的原则展开钢筋配置。同时在最小配筋率选择中，以强制的规范要求对钢筋设计参数进行确定，保证替换钢筋的数量的科学性。在该项目中，主要钢筋材料的信息如下：钢筋采用HRB400和HRB300，焊条采用HRP335的'E45和E50。
2.4荷载计算
2.4.1风荷载计算。总所周知，风荷载对高层建筑整体参数的影响十分明显，因此在剪力墙结构设计中要予以高度重视。该工程项目根据《家长农户结构荷载规范》的相关内容展开风荷载处理分析，取当地工程基本风压为0.35KN/m2的标准值，其计算公式为：
在上述公式中，wk代表风荷载的标准值，单位为KN/m2；βz代表z高度处的实际风振系数；w代表高层建筑的基本风压值（一般以当地的实际风压为参考对象），单位为KN/m2；μs代表风载体形系数；μz代表z高度处的风压变化系数。
2.4.2楼面荷载计算。该项目的楼面荷载问题主要是根据建筑方案的计算方案的计算参数进行分析处理的，活荷载标准值按如下来进行取值：对客厅和卧室取2.0，卫生间和阳台取2.5，前室和走廊取3.5，上人屋面取2.0，不上人屋面取0.5，雨棚和屋面板取1.0。
2.5设计结果分析
该项目在剪力墙施工中，严格按照设计图纸的相关标准展开施工，并针对设计图纸中的不清晰问题及时的与设计人员取得联系。从后期监理结果显示，该项目的剪力墙质量水平良好，能有效满足该建筑承重的要求。
3结语
总体而言，在高层建筑剪力墙设计过程中，需要严格遵照相应的施工质量控制标准展开管理，并结合工程的具体要求进行控制，通过实现全范围内的建筑施工设计质量管理，保证建筑剪力墙结构质量，为强化建筑整体性能奠定基础。
参考文献
[1]张晨光.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].门窗，（03）.
[2]李喜庆.对房屋剪力墙结构设计问题的思考[J].门窗，（01）.
[3]姜玉柱.剪力墙结构洞的处理方案探讨[J].四川建材，2014（01）.
篇4：建筑工程剪力墙结构设计分析论文
建筑工程剪力墙结构设计分析论文
1.剪力墙结构设计常见问题分析
1.1二十层以下高层剪力墙结构问题
通过之前的调查研究，我们发现目前许多二十层以下的高层建筑中仍然采用的是传统方式施工：现浇剪力墙结构。由于各个墙肢轴压比具有很小的计算值，墙体配筋方式也是采用构造配筋形式，使得原设计墙体应有的承载能力没有真正体现出来，并且建筑工程项目使用使用此种方式施工费用也是很高的。通常遇到这样情况的时候，一般采取现浇联肢短肢结构来代替原有剪力墙结构。采用短肢剪力墙结构能够将建筑结构顶点的位移、周期以及结构底部的剪力把握在可控范围内。
1.2框支剪力墙结构在建筑结构中的问题
在建筑结构中，通常剪力墙的上部主要使用的是短肢剪力墙结构，而在建筑物底部处理上，经常利用全落地剪力墙与框架支撑剪力墙这两项结合作为建筑物底部的结构使用，这类结构常常被利用于商业性住宅小区或者一些底商店铺中，其中最大的一个缺点就是这种结构在遇到地震等自然灾害时特别的脆弱。因为剪力墙在其上部下部之间刚度有很大的差异性，上部能承受较大的外力而保持微弱的形变，下部在同样的震动下，其特别容易产生变形。即便有水平的作用力存在，也会对其有很大的影响。为了因对这种形变问题，通常会采用短肢剪力墙，使剪力墙的剪力系数控制在一定范围内，保证其基本的刚度需求。
1.3二十层以上高层建筑剪力墙结构问题
高层建筑物和低层建筑物不管是从结构设计上，还是在后期的施工技术方法上都存在很大的差异性。面对这样的一些差异，20层以上的高层建筑在建设过程中仍然采用短肢剪力墙体系，没用做到因具体项目而使用不同的剪力墙，这样往往会导致剪力墙的`底部剪力系数达不到标准要求，整个建筑物结构也会出现连锁问题，在这样的建筑物中一般采用的是剪力系数为A，10联以上的剪力墙结构才能达到标准应力要求。
2.建筑工程项目中剪力墙的设计剖析
剪力墙结构设计是建筑结构设计的一部分，其设计要遵循的设计原则，从实际问题出发，为建筑项目施工做好前提工作。
2.1建筑项目剪力墙结构设计的主要原则
剪力墙结构设计要根据现实工程项目中的实际问题，其结构组成主要有墙肢和连梁这两个部分组成，这两个部分在剪力墙结构设计时都会对抗震性及建筑刚度有明确的要求。参与建筑结构设计的设计人员在对这两种结构进行设计时应该根据实际的需要来决定。剪力墙设计的另外一个原则是，所设计的剪力墙结构在工程项目施工中能够发挥出来设计时所要求的功能，并且要对这些结构进行规范，提升其承载力。
2.2剪力墙结构设计的主要内容分析
剪力墙结构设计是一项繁琐复杂的工作，而且要求设计人员耐心、心细，对各个部分的受力情况有深入的了解。其设计一般涵盖以下主要内容：剪力墙设计的主要方法分析、合理布置剪力墙的各部分结构、对剪力墙的延伸性进行有效处理、提升剪力墙结构的性能和强度等。
1）剪力墙设计的主要方法剖析。在所有的建筑项目结构设计时，挑选合适的设计方法、方式是各项工作开始的必要前提条件。剪力墙设计人员应根据具体项目工程情况选择有效合理的设计方案，这也是确保整个建筑物整体的安全和稳定的基础之一。另外，在剪力墙设计方法的选择过程之中，因为剪力墙结构常处在受弯的状态中，这个状态使剪力墙结构常常具有很高的延展性，所以在设计时，要保证其形状为宽细状。在这过程中尤其要注意一点，剪力墙过长的话就会造成低宽剪力墙的出现，达不到基本的抗震性能。设计人员必须拥有基本的物理力学基础，熟悉结构各部分受力情况的计算以及计算机操作，在大量工作实践的基础上，设计出科学规范的剪力墙，使剪力墙的结构能够达到受力分散均匀、合理科学，在保证设计水平得到有效提升的同时促进建筑项目整体的安全稳定。
2）合理布置各部分结构。在设计剪力墙水平方向的剪力过程中，通常需要设计人员以对称的形式来对平面进行有效的设计，从而达到剪力墙的重量核心及刚度核心按照求布置于一起，这样的话，既能够避免了扭矩的出现，同时也可以提高剪力墙的抗震性能。另外一个需要注意的是，在剪力墙设计时确保剪力墙侧向刚度达到设计标准要求，从而使其性能有效的发挥出来。
3）对剪力墙的延伸性进行有效处理。通常剪力墙自身具有较大的延伸性，其延伸性过大，对剪力墙的整体结构及其耐久性产生严重影响，因此设计人员在设计以及施工人员在项目施工过程中，使剪力墙结构的延伸性控制在一定的范围之内，确保其不能够影响到建筑安全稳定。另外，在处理剪力墙结构延伸性问题是，设计人员可以让剪力墙拥有足够的承载力避免其带来破坏现象。通过对剪力墙结构对称合理、受力均匀、上下连贯的设计，可以有效的提升剪力墙对建筑物整体的支撑效果，保障其安全性，从而也使得建筑结构设计的可靠性也进一步提高。
4）设计时提升结构的性能和强度。我国建筑设计规范中已经明确了剪力墙结构设计所要求的性能及强度，使其在建筑工程项目施工过程中水平向和竖向的配筋率都要达到规定水平，即使是非非抗震设计和四级抗震设计也要保证配筋率要在0.20%以上水平，这样才能保障基本的抗震强度及自身所需的稳定性能。
3.结语
建筑行业的技术水平的逐渐提升，给建筑结构设计以及工程项目施工提出了越来越高的要求，剪力墙结构设计作为建筑工程项目整体的一部分应给予重视，合理规范的剪力墙结构设计能够促进项目施工的进度，保证建筑物的稳定安全，也能够促进建筑行业的发展。
篇5：剪力墙结构设计研究论文
剪力墙结构设计研究论文
摘要:在建筑行业发展中，剪力墙结构是建筑结构中的重要组成部分。剪力墙由于抗震性能好、抗侧刚度大等优点在目前建筑施工中得到广泛推广和应用。为了提高建筑水平、保证建筑质量，在建筑结构设计中应严格遵循剪力墙结构设计原则，规范剪力墙结构设计要点，科学、合理地运用剪力墙结构在建筑结构设计中的优势。
关键词:剪力墙结构;建筑结构;设计;应用
目前，剪力墙结构设计在国内并没有相关规范条例，设计者应用在建筑结构设计中时参照实践经验和建筑实际要求来设计。剪力墙结构能够更好地适应建筑的发展需求，是建筑结构设计中常见的一种结构，设计得当不仅能减少建筑施工时间，以其抗侧刚度大等优势还能增加建筑使用年限，在建筑结构设计中占据着重要的地位。虽然剪力墙结构应用广泛，但是并不是所有建筑都适用，设计者应结合实际情况综合考虑，根据可靠分析来设计剪力墙结构，才能最大限度发挥其作用。
1剪力墙结构概述
1.1剪力墙结构
剪力墙结构是指建筑(包括房屋极其附属的建筑物)用来承受风荷载或者地震等自然灾害引起的水平荷载的墙体，因此又叫做抗风墙、抗震墙或者结构墙。剪力墙结构设计初衷是为了防止建筑结构遭受外力破坏，提高建筑结构的稳固性。所谓建筑结构，根据施工方法分为:混合结构、框架结构、剪力墙结构以及框筒结构等，剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震性能强等优势，对比其他建筑结构，剪力墙在建筑结构设计中应用较广泛。剪力墙结构的建筑材料一般选用钢筋混凝土，利用钢筋混凝土墙板承受建筑结构来自竖向受力和横向受力，但在实际施工中，剪力墙结构主要指竖向的代替梁柱受力的钢筋混凝土墙板(见图1)，水平方向仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上实现对建筑结构水平力的控制。
1.2剪力墙特征及种类
根据剪力墙的墙体是否开洞以及开洞尺寸的大小，6～7m的为大开间，3～3.9m的为小开间，而小开间剪力墙较经济合理，减少了建筑成本，增大了建筑使用面积。剪力墙结构分别有以下四种:①实体墙，其中只有实体剪力墙结构墙体不开洞。实体墙的变形主要是曲型，墙体承受能力比较强，不会发生突变，稳定性较好。②整体小开口剪力墙，相对来说截面墙体开洞面积较小，占整个墙体面积的比例不超过15%，变形为弯曲型，弯矩图处有可能发生突变。③多肢或双肢剪力墙，墙体开洞面积过大并且洞口成列状分布，弯矩图处不会发生异常情况，受力特点和整体小开口剪力墙相似。④壁式框架剪力墙。墙体开洞面积在几种剪力墙结构中是最大的，墙肢线与连梁线上的刚度比较接近，变形为剪切型，受力特点与框架结构相似。
2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.1剪力墙结构设计原则及要点
2.1.1对墙体进行受力分析
剪力墙结构在建筑结构设计中，墙体作为平面构件承受着建筑结构水平、垂直方向的剪力和弯矩，因此，在进行剪力墙结构设计时，要对墙体自身的实际受力情况进行充分研究和分析，保证墙体质量，才能发挥出剪力墙应用在建筑结构设计中的重要效果。
2.1.2平面内搭接
剪力墙的主要作用就是代替原始建筑结构中的梁柱受力，决定了剪力墙结构在同一平面内对自身刚度和承载力的要求。首先，剪力墙结构的平面布置方向应该尽量沿着主轴的`方向，不能出现对直或拉通的现象，若方向不一样，则应该使剪力墙结构连在一起，只有这样，剪力墙结构才能发挥出在建筑结构设计中的价值。再者，剪力墙结构在垂直方向上要做到从下往上连续的布置，避免发生刚度突变，且刚度要分配均匀，剪力墙结构开的洞口要形成明确的墙肢和连梁。最后，合理控制剪力墙结构的数量，在建筑结构平面布置和设计时不能使剪力墙结构过于密集，需要平衡抗侧力刚度，如果抗侧力刚度过大，剪力墙结构重力加大，无形中对建筑抗震能力造成威胁。由于处在平面外的刚度和承载力相对较小，在建筑设计剪力墙结构时应尽量避免平面外的梁体与剪力墙连结，影响剪力墙弯矩发生突变导致施工质量问题，实在无法避免的情况下，应当按照相关施工标准加固剪力墙结构(见图2)，确保剪力墙平面内外安全。
2.1.3调整超限
1)剪力墙结构应遵循建筑楼层之间最小剪力数的原则，例如在建筑结构设计初期，考虑到提高建筑抗震性时需要适当降低建筑结构自身重量，剪力结构设计应在短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩40%以内的前提下，尽量控制剪力墙的数量［1］。2)有必要对楼层之间最大位移与楼层高之间的比例进行调整的原则，为满足地震作用等对建筑造成扭转或剪切变形导致的建筑楼层之间发生位移的需要，剪力墙结构设计不能只依靠控制竖向构件数量来对建筑变形进行处理，调整楼层之间最大位移和楼层高比例可以尽量减少楼层之间的扭转、剪切变形。3)超限的具体内容是依据相关规定，剪力墙结构中连梁剪力和弯矩的跨高比须＞2.5，反之，如果跨高比＜2.5，则视为超过规定限度，但是跨高比大于2.5并不等于越大越好。例如当剪力墙结构连梁跨高比在5～6时，并不会导致连梁刚度发生变化，但是剪力墙出现超限现象，剪力墙结构发生突变概率增大，不利于整体建筑结构施工，这种情况应该采取框架结构的方式设计剪力墙。所以，剪力墙结构设计时，超限调整也是必不可少的内容之一，既保证剪力墙结构质量，又能有效控制建筑结构整体质量。
2.2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.2.1平面布置
明确定位剪力墙设计要点，平面布置应尽量均匀、对称，同一平面内外的剪力墙结构的质量中心和刚度中心完全重合，减少扭曲，增加稳固性。建筑结构设计过程中较长的剪力墙结构要设计开洞口，并均匀分配成长度相等的几段墙面，为避免剪力墙发生剪切破坏，相关施工指标规定:每段独立墙面总高度与截面高度之间的比例必须≥2。剪力墙结构洞口一定要保证上下对齐，成列布置，避免墙洞交错叠合导致剪力墙受力刚度减小，否则剪力墙结构容易变形，发生施工事故。在建筑结构抗震功能设计时，进行双向或多向设置对剪力墙结构的功能性有一定的保障，形成一定的空间工作结构，当剪力墙结构洞口与墙边或洞口与洞口之间形成墙肢截面高度与厚度比例＜4的小墙肢时，应该采取框架柱箍筋设计对剪力墙结构进行全高加密。对较长的墙肢要分为两个墙肢施工，超过8m长的墙肢都应设置施工洞使其划分为小墙肢。同时剪力墙结构的抗侧力刚度不宜过大，否则会导致墙体自身重力增大，违背了抗震性能设计的初衷。剪力墙结构的抗侧力刚度值可以通过公式:T=n(0.05～0.06)来计算，式中，n为建筑结构的楼层数，建筑施工建模时计算得出精确数据，防止抗侧力刚度过大影响建筑施工。
2.2.2墙肢截面厚度
剪力墙结构设计应用在建筑结构设计中，对墙体厚度施工有明确规范条例，例如短肢剪力墙，条例规定其底部加强部位不能＜0.2m，其他部位必须＞0.18m。剪力墙的厚度应按阶段变化，为防止剪力墙结构发生刚度突变，剪力墙阶段变化范围应控制为50～100mm，且要均匀连续变化，当混凝土等级和强度改变同时发生时，建筑结构设计必须将两者错开楼层。剪力墙结构墙体厚度的规范性施工能有效保证墙体的稳定性和刚度，直接决定了建筑结构的稳固性和安全性。
2.2.3剪力墙结构连梁钢筋配置
连梁是高层建筑的重要承重构件，按照国家四级地震抗震指标来说，剪力墙结构的配筋率不得低于0.2%，前三级抗震则要求不能低于0.25%。因此，在剪力墙结构设计过程中，连梁配筋率必须严格按照相关指标进行，结合实际对建筑结构连梁进行精确的承压计算，可适当增加剪力墙的配筋率，有效防止扭曲、剪切力对建筑结构的破坏，同时也不可盲目增加，避免剪力墙结构自身重力过大影响其抗震性。
2.2.4边缘构件设计
在建筑结构设计中设计剪力墙时，剪力墙的边缘构件也是一个比较重要的部分。剪力墙结构的边缘构件主要有端柱、暗柱等，增加边缘构件的延展性，结合实际设计需求约束边缘构件设计能防止剪力墙结构产生水平位移等问题。
3结语
在充分保证建筑结构的稳定性及安全质量的前提下，有效降低建设成本，优化建筑结构设计有助于建筑实现效益最大化。建筑结构设计中，剪力墙结构设计应用的重要性和广泛性在国内建筑业已经占据了很大的比例，设计人员在设计剪力墙结构时，应经多番论证结合建筑实际情况和设计要求，以剪力墙种类的多样性和灵活性为基础，遵循设计原则，把握剪力墙的设计要点，促进剪力墙结构设计技术的发展，推动建筑事业取得更大的成就。
参考文献:
［1］付艳强．论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用［J］．科技风，，27(1):146－147．
［2］王小引．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析［J］．门窗，，9(3):123，125．
［3］许晓东．建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析［J］．黑龙江信息科技，2014，18(23):277．
篇6：高层建筑结构设计研究论文
关于高层建筑结构设计研究论文
对于高层建筑工程来说，结构稳定性与安全性要求更为严格，为了实现工程结构支架，必须要设计一种能够进行结构转换的结构层。梁式转换层结构为高层建筑支架转换重要组成部分，可以在满足基础功能的前提下，提高工程结构的安全性。在对此结构形式进行设计时，需要从多个角度出发，做好每个细节的研究分析，选择合适的措施进行优化，争取不断提高工程设计效果。
1、高层建筑工程梁式转换层结构设计特点
梁式转换层结构传力途径为墙－梁－柱(墙)形式，具有传力明确、清晰、直接特点。转换结构主要作用是承受上部结构传达的竖向荷载，以及悬挂下部结构多层荷载力等，这样就导致转换结构构件存在很大的内力，在对结构进行设计时，就需要将对竖向荷载的控制作为研究要点。对高层建筑工程梁式转换层结构来说，基本上均具有比上部结构大于数倍的跨度，决定了结构设计时还需要做好对结构竖向挠度的控制。通常为提高转换层结构强度与刚度，会导致结构构件截面尺寸会加大。对高层建筑工程设计转换层结构，会沿着建筑高度方向对刚度均匀性造成影响，改变力的传播途径，成为竖向不规则结构，在对梁式转换层结构进行设计时，需要结合其所具有的特点来确定设计要点，选择措施做好每个环节的优化分析。
2、高层建筑工程梁式转换层结构设计原则
2．1减少竖向构件
在对高层建筑工程梁式转换层结构进行设计时，需要控制好竖向构件的数量。因为如果工程竖向构件数量较多，会减少转换构件数量，会降低转换效果。当整体结构转换层刚度突变减小时，会降低工程整体结构转换层的刚度，进而都会影响到抗震效果，对工程建设效果影响比较大。另外，在建筑物竖向高度方向上，在保证转换层存有足够承载力与刚度前提下，采取灵活的方式来进行多处整层布置，或者是在某层局部位置设置，可以采用分段布置或者间隔布置。
2．2结构位置布置
要提高转换层结构位置的合理性，一般情况下应将上升位置设计在比较低的位置，以免转换层结构位置过高而对框架剪力墙结构刚度与内力造成影响，情况严重的甚至会降低结构抗震性能。因此必须要做好对转换层结构位置的控制，严格遵守高位转换原理，结合实际需求来调整下部框架，提高结构刚度设计效果，避免出现轴向变形的问题。按照工程经验与研究结果，转换构件可以采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。
2．3下部结构刚度
在对转换层结构刚度进行控制时，需要确保结构上下部之间变形与结构刚度特征的统一性。因此，可以采取提升抗侧刚度的方法，确保建筑结构刚度的均匀性，将刚度质量中心与刚度中心完全整合在一起，避免出现中心偏移的情况，不断提高工程结构的逆转控制性能。同时，在对结构设计后需要保证简体结构整体抗侧刚度比重在下部结构中上升，达到提高简体截面的控制效果，将工程结构抗震荷载性能控制在专业范围内，提高结构抗震、防震性能，对高层建筑工程梁式转换层结构质量进行优化。
2．4转换层计算
在对转换层进行设计前，必须要结合实际情况对各环节的所有数据参数进行采集、计算与分析，最终形成统一的结构数据。各环节数据的计算分析结果直接决定了工程结构设计质量，要求设计人员必须要严格按照受力变形状况来进行数学建模，利用信息技术与计算机技术完成各项三维立体空间的构建。例如在对数据进行计算时，设计人员可以选择有限元方法对转换结构进行局部补充与计算，完成各项整体之间的两层结构模型计算，对各项模型条件做好相应的处理，保证所有模型数据均能够满足实际施工要求。
3、高层建筑工程梁式转换层结构设计实例分析
3．1工程概述
以某高层建筑工程为例，工程主楼地上建筑35层，地下3层，裙楼地上为3层，地下2层，施工时将地下1层楼作为上面结构固定端，并将主要楼层作为一个剪力墙结构，把结构转换层设置在固定端以上4层位置，使得结构转换层支架模式变成梁式转换层结构。转换层标高20m，转换层高为6m，转换区域面积为900㎡，形成一个L格局。转换层结构抗震等级为二级，设计活荷载为3.5KN/㎡，设置22根支柱结构，布置成矩形柱网络结构，主要钢筋为Ⅲ级钢(HRB400)，箍筋为的`Ⅱ级钢(HRB335)，混凝土强度等级为C60，核心筒面积大约为48㎡。另外，墙结构设计厚度为350mm，但是实际施工后中间墙厚度≥200mm，并采用Ⅲ级钢(HRB400)来作为边缘构建的纵向钢筋结构。剪力墙钢筋采用的Ⅱ级钢(HRB335)，混凝土强度等级为C50，框架支柱梁最大横截面积为1100mm×2300mm，最大净跨为7500mm，选择用Ⅲ级钢(HRB400)为纵向钢筋。
3．2梁式转换层结构设计
(1)模板支撑系统。在设计模板支撑系统前，需要从安全角度出发，利用专业软件以及人工组合的方式进行精确计算，确定出满足工程施工建设需求的安全参数，以及支撑钢管的横截面、跨度、空间间距等数据。另外，为提高结构施工的便利性，以及施工材料的利用效果，还需要做好模板装拆卸便利性的分析。尤其是要做好安装施工难点的分析设计，可以通过软件来设计出隐藏的分支节点，提高结构设计的合理性。
(2)转换大梁结构。高层建筑工程梁式转换层结构的设计，需要对应实际结构功能需求来进行相应分析。例如在对转换大梁进行设计时，需要对详细计算结构受力数据，依照竖向荷载或者承托建筑结构上部剪力墙内容，来完成各项组件的构建，为建筑结构抗震设计打下坚实的基础。另外，为提高工程各楼板之间的负载性能，必须要做好对结构刚度与强度的分析，确保工程结构竖向受力效果满足专业设计要求。
(3)钢筋下料与绑扎。对于转换梁纵筋来说，具有直径大、排数多、数量多等特点，并且在施工时一般还需要进行全长加密处理，构造腰筋必须要严格按照受拉钢筋锚固要求将其锚固在两端柱子内，这就对钢筋下料与绑扎环节的处理提出了更高的要求。设计时要求每一道梁式转换层钢筋放样与所下材料完全满足专业设计要求，并且要与设计方案对应。提前进行简单布局的排列，确定出最符合实际要求的设计方案，最后在进行相应的处理，避免下料处理后没有按照既定规则来安置钢筋，影响钢筋绑扎效果，而对最后混凝土的振捣效果造成影响。
(4)转换层计算。以提高结构设计合理性与有效性为目的，对转换层各细节做好设计，改善局部分析的合理性与有效性。在进行计算时可以选择用平面有限元的方式，分析不同数据之间的影响，并结合以往经验来做好各影响因素的控制，按照工程楼层实际情况进行计算。另外，为提高计算效果，还应对楼层平面内刚度实施三维空间盒子模型构建，提高模型数据与整体高层建筑梁式转换层结构控制的有效性。在转换梁截面计算时，如果转换梁承托上部普通框架，在转换梁常用截面尺寸范围内，转换梁受力基本与普通梁相同，可以按普通梁截面设计方法进行配筋计算。
4、结束语
高层建筑梁式转换层结构在设计施工时，往往会受到各项因素的影响，为提高其设计效果，必须要针对结构所具有的特点进行分析，严格遵循专业设计原则，做好每个细节的控制，做好各项数据的计算，争取不断提高工程建设效果。
篇7：探讨高层建筑结构设计问题论文
探讨高层建筑结构设计问题论文
关键词：高层建筑结构，结构设计，短肢剪力墙，地基与基础
改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。
1.结构选型
对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点：
1.1合理选择结构体系。高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多，力求刚度均匀渐变，避免产生应力集中。《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文，例如：平面规则性信息、竖向规则性信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。论文发表。”因此，结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意，发现问题应及时和建筑工程师沟通，以避免在后期设计中带来麻烦。论文发表。
1.2房屋的适用高度和高宽比。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于忽略该问题，导致施工图审查时没有通过，必须重新进行设计的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。A、B级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。但在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算，对于突出建筑物的很小的的局部结构，比如楼电梯间等，一般不应包括在计算宽度内。对于带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。
1.3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二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。对于9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm，且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，而应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求，可采用增大梁截面，或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。这些问题在设计中都应注意，忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
1.4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。短肢剪力墙较多时，应布置筒体(或一般剪力墙)，形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。
2.地基与基础设计
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的'好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
高层建筑的基础应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。论文发表。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习。
3.结构分析与计算
在结构分析与计算阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
3.1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
3.2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。
3.3振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。
3.4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。
4.结束语
总之，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中任何遗漏或错误都有可能对结构造成安全隐患。这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己，不断学习新规范，力求掌握更为合理的结构计算方法。
篇8：高层建筑结构设计问题论文
高层建筑结构设计问题论文
摘要：改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。由于高层建筑一般都带有二层或二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。1、4短肢剪力墙的设置问题。地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
关键词：高层建筑结构，结构设计，短肢剪力墙，地基与基础
改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。
1、结构选型
对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点：
1、1合理选择结构体系。高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多，力求刚度均匀渐变，避免产生应力集中。《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文，例如：平面规则性信息、竖向规则性信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。论文发表。”因此，结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意，发现问题应及时和建筑工程师沟通，以避免在后期设计中带来麻烦。论文发表。
1、2房屋的适用高度和高宽比。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于忽略该问题，导致施工图审查时没有通过，必须重新进行设计的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。A、B级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。但在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算，对于突出建筑物的很小的的局部结构，比如楼电梯间等，一般不应包括在计算宽度内。对于带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。
1、3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的.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。对于9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm，且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1、1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，而应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求，可采用增大梁截面，或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。这些问题在设计中都应注意，忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
1、4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。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。
2、地基与基础设计
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
高层建筑的基础应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。论文发表。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习。
3、结构分析与计算
在结构分析与计算阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
3、1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
3、2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。
3、3振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。
3、4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。
4、结束语
总之，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中任何遗漏或错误都有可能对结构造成安全隐患。这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己，不断学习新规范，力求掌握更为合理的结构计算方法。
篇9：高层建筑剪力墙的影响因素分析论文
高层建筑剪力墙的影响因素分析论文
计算层数选取15层至26层，墙体最小厚度取160mm，根据JGJ3—《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:抗震等级为三级的剪力墙结构的截面厚度，不应小于层高的1/25，且不应小于160mm，故最小墙厚取160mm。在层数增多时，为保证墙肢轴压比不会超限，通过增加剪力墙的墙厚来保证结构的最大层间位移角为1/2400不变。运用有限元结构分析软件SATWE进行计算分析，得出墙厚、振动周期、地震作用剪力、刚重比及剪重比这些参数随层数的变化关系，从而分析层数对结构抗侧刚度的影响。选取结构层数为15层、18层和21层为研究对象，层高分别取2.9，3.0，3.1，3.2，3.3，3.4m。同样，为保证墙肢轴压比不会超限，通过增加剪力墙的墙厚来保证结构的最大层间位移角为1/2400不变。运用有限元结构分析软件SATWE进行计算分析，得出墙厚、振动周期、刚重比及剪重比这些参数随层高的变化关系，从而分析层高对结构抗侧刚度的影响。
层数影响分析
1墙厚随层数的变化
从SATWE计算结果的数据运用origin绘图程序绘制出墙厚随层数的变化曲线如图2所示，可以看出，在保证结构最大层间位移角不变的情况下，剪力墙的墙厚随结构层数的不断增加而增加，其中在图形中可明显看出，层数在15～21时，剪力墙墙厚随结构层数的增加呈线性增加，层数在21～26时，剪力墙墙厚随层数增加所增加的幅度明显增大，呈非线性增加。JGJ3—2010规定，建筑物的高宽比是指建筑总高度与建筑物短向长度(本例即Y方向的长度)之比。可知，当结构层数为15层时，该建筑物的高宽比为2.63，21层时，高宽比为3.93，26层时，高宽比为4.81，结合上面的讨论可以知道，建筑物的高宽比在2.63～3.93时，随着高宽比的增加，墙厚随层数线性增加，即结构最大层间位移角随层数线性增加，建筑物层数超过21层时，建筑物的高宽比在3.93～4.81时，在随着高宽比的增加，墙厚随层数非线性增加，也即结构最大层间位移角随层数非线性增加。可以看出，在建筑物的高宽比大于4时，随着层数的增加，高宽比的增大，结构的层位移角的增幅较大，因此在在层数较大时，结构的抗侧刚度削弱明显，需要加强建筑物的抗侧刚度，这样会导致结构的造价成本大幅增加，因此建议一般在高层建筑剪力墙结构的设计时尽量使得建筑物的高宽比不大于4，可很好控制建筑物的造价成本。
2振动周期和地震剪力随层数的变化
从SATWE计算结果的数据运用origin绘图程序绘制出振动周期和地震作用基底剪力随结构层数的变化关系曲线如图3和图4所示。从图3和图4可以看出，在保证结构最大层间位移角不变的情况下，两个方向的振动周期和地震作用基底剪力都随结构层数和剪力墙墙厚的增加而增加，结构抗侧刚度将有所减小，地震作用加大。
3刚重比和剪重比随层数的变化
从SATWE计算结果的数据运用origin绘图程序绘制出刚重比和剪重比随结构层数增加的变化关系曲线如图5和图6所示。从图5和图6可以看出，在保证结构最大层间位移角不变的情况下，两个方向的刚重比和剪重比都随结构层数和剪力墙墙厚的增加而减小，说明当结构的层数增加时，通过增加剪力墙的墙厚来调整结构的抗侧移刚度，以保证结构的最大层间位移角保持不变，会对结构的整体稳定和安全造成不利的影响，且层数越多影响越大。
层高影响分析
以15、18和21层的结构为研究对象，改变层高，通过增加剪力墙的墙厚来保证结构的最大层间位移角为1/2400不变，分别从墙厚、振动周期、地震剪力、刚重比及剪重比这些参数随层高的变化关系。由于X、Y两个方向的计算结果变化的趋势相近，故本节重点对Y方向振动周期、地震剪力、剪重比和刚重比等结果进行研究分析。
1墙厚随层高的变化
可以看出，在保持结构最大层间位移角不变的情况下，墙厚随着结构层高的增加呈线性增加。层高的增加使得剪力墙结构抗侧移刚度降低，且层高增加时，剪力墙墙厚的增长幅度要大于改变层数时剪力墙墙厚的增长幅度，为了更加确切地说明墙厚增加与层高变化的关系，将层高增长率与剪力墙墙厚的增长率进行对比分析，如表1所示，可以看出，相同层数时，剪力墙墙厚的`增长率随着层高增长率的增加呈非线性增加，墙厚的增长率要大于层高的增长率，同时，结构的层数越多时，墙厚的增长率越大，通过以上可以说明改变结构的层高要比改变结构的层数对剪力墙结构的抗侧刚度影响更加显著，层高增加越多，剪力墙结构的抗侧刚度减小的幅度越大。
2振动周期和地震作用基底剪力随层高的变化
从SATWE计算结果的数据运用origin绘图程序绘制出振动周期和地震剪力随结构在层数为15、18和21层时随层高增加的变化关系曲线如图8和图9所示。从图8和图9可以看出，在保证结构最大层间位移角不变的情况下，两个方向的振动周期和地震作用基底剪力都随结构层高和剪力墙墙厚的增加而增加，地震作用加大。
3刚重比和剪重比随层数的变化
从SATWE计算结果的数据运用origin绘图程序绘制出刚重比和剪重比在层数为15层、18层和21层时随随结构层高增加的变化关系曲线如图10和图11所示。从图10和图11可以看出，在保证结构最大层间位移角不变的情况下，两个方向的刚重比和剪重比都随结构层高和剪力墙墙厚的增加而减小，说明当结构的层高增加时，通过增加剪力墙的墙厚来调整结构的抗侧移刚度，以保证结构的最大层间位移角保持不变，会对结构的整体稳定和安全造成不利的影响。
结语
1)在保证结构的最大层间位移角不变的情况下，增加结构的层数同时增加相应的剪力墙的墙厚，当建筑物的高宽比小于4时，剪力墙的墙厚随结构层数的增加呈线性增加，当建筑物的高宽比大于4时，剪力墙的墙厚随结构层数的增加呈非线性增加，即在层数较大时，结构的抗侧度削弱明显，需要加强建筑物的抗侧刚度，这样会导致结构的成本大幅增加，因此建议一般在高层建筑剪力墙结构的设计时尽量使得建筑物的高宽比不大于4(JGJ3—2010规定A级高度剪力墙结构的高宽比在7度区不宜超过6)，能够控制建筑物的造价成本。
2)在保证结构的最大层间位移角不变的情况下，改变结构的层高要比改变结构的层数对剪力墙结构的刚度影响更加显著，层高增加越多，剪力墙结构的抗侧刚度减小的幅度越大。
3)结构层数和结构层高增加时，通过增加剪力墙的墙厚来保证最大层间位移角不变来调节剪力墙结构的抗侧移刚度，结构的刚重比和剪重比有所减小，会对结构的整体稳定和安全造成不利的影响。
篇10：分析高层建筑结构设计的特点
作者：李莉 孙旭
来源：《建筑第一文库网建材装饰》第04期
摘要：随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能愈来愈复杂，结构体系更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。本文是通过分析高层建筑结构体系的功能及受力、变形特性，对以承受力、刚度、延性为主导的结构概念设计进行论述，依据高层建筑结构在结构选型、抗侧刚度等设计的特点， 提出了以承载力、刚度与延性为主导目标的设计理念， 和概念设计需遵守的原则与建议。
关键词：高层建筑；结构；特点；概念设计
前言
近年来，我国的高层建筑可谓突飞猛进，高层建筑的建设速度、建造数量在世界建筑史上都是十分罕见的`。但是，随着突然袭来的汶川大地震，许多高层建筑物轰然倒下，也为高层建筑的结构设计带来新的考验。
篇11：分析高层建筑结构设计的特点
1.1 高层建筑的水平荷载已成为决定性要素
由于楼房的自重与楼面使用荷载在竖构件当中所造成轴力与弯矩之数值，仅仅和楼房高度的一次方成正比关系，而水平荷载对于结构所形成的倾覆力矩及由此而在竖构件当中所引起之轴力，和楼房高度的二次方成正比关系 因此，对于某一座具有一定高度的建筑物来说，竖向荷载主要为定值，而水平荷载之风荷载的数值随着结构动力特点之不同而出现了较大变化。
1.2 高层建筑的轴向变形不可忽视
高层建筑的竖向荷载值较大，可在柱中引发比较大的轴向之变形，将对连续梁弯矩造成直接影响，导致连续梁中间的支座处负弯矩值出现减小趋势，不仅跨中正弯矩之和端支座负弯矩值将会增大，而且还将对预制构件下料长度形成影响，因而要求依据轴向变形来计算，并对下料长度作出调整。
1.3 侧移已经成为控制性指标
与较低建筑物有所不同的是，结构侧移成了高层建筑物结构设计当中的重要因素。因为楼房高度在不断增加，由于水平荷载下的结构侧移变形快速变大，所以水平荷载作用之下的结构侧移应当被控制于限度以内。
篇12：剪力墙结构设计技术解析论文
剪力墙结构设计技术解析论文
摘要：随着经济建设和相关技术的不断发展随着经济建设和相关技术的不断发展，剪力墙结构设计应用越来越广泛，推动了我国建筑行业的发展，并且在建筑结构设计中发挥了重要的作用结构设计中发挥了重要的作用。本文将会对剪力墙结构设计的概念、特点、基本原则以及实际应用等给予介绍，以更好地推动该技术在我国建筑行业的发展技术在我国建筑行业的发展，提高建筑结构质量。
关键词：建筑建筑；剪力墙；结构设计
1、前言
剪力墙结构不仅具有侧移能力小剪力墙结构不仅具有侧移能力小、抗侧刚度比大的特点，而且具有较强的抗震能力而且具有较强的抗震能力。由于某些剪力墙结构应用较少，因此不少设计人员对剪力墙的概念因此不少设计人员对剪力墙的概念、截面形状尺寸以及相关的技术和规范理解和掌握的还不够健全的技术和规范理解和掌握的还不够健全，从而制约了剪力墙结构设计的进一步发展结构设计的进一步发展。这时就需要对其进行不断的改善，以更好的适应建筑结构设计的发展以更好的适应建筑结构设计的发展。
2、剪力墙结构概述
剪力墙通常又被称为了结构墙剪力墙通常又被称为了结构墙、抗风强或者抗震墙。主要是建筑物或者房屋为了能够承受地震或者风力作用所引起的水平荷载的水平荷载，从而防止建筑结构出现破坏。根据剪力墙结构的不同可以将其分为普通剪力墙结构的不同可以将其分为普通剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框支剪力墙结构支剪力墙结构。普通剪力墙主要是由剪力墙组合在一起的结构体系构体系。
框架—剪力墙结构主要是由框架与剪力墙结合在一起所形成的结构体系起所形成的结构体系，一般应用于局部大空间的建筑物中，不仅要在大空间部位采用框架结构仅要在大空间部位采用框架结构，而且也要采用剪力墙结构从而达到提高建筑物抗震能力的效果从而达到提高建筑物抗震能力的效果。如果剪力墙的底部具有较大空间有较大空间，而剪力墙又无法满足其设计要求时，就需要采用框支剪力墙结构框支剪力墙结构。通常建筑物中所具有的竖向承重构件需要由墙体来承担由墙体来承担，这时的墙体不仅需要承担水平构件给予的竖向荷载向荷载，同时要承担地震或者风力作用传给的水平荷载。剪力墙主要是建筑物的围护墙和分隔墙力墙主要是建筑物的围护墙和分隔墙，所以墙体的设置必须要符合建筑结构和平面布置的要求要符合建筑结构和平面布置的要求，同时要求剪力墙结构体系要具备较高的承载能力和抗侧力能力系要具备较高的承载能力和抗侧力能力，因此其可以应用于较高的建筑物之中较高的`建筑物之中。
3、剪力墙的受力变形特点分析
剪力墙结构在水平荷载的作用下剪力墙结构在水平荷载的作用下，将会产生弯矩和水平剪力剪力。其中墙肢截面在弯矩的作用下可能会导致下层层间侧移量比较小移量比较小，而上层层间的侧移量却比较大，从而发生了弯曲型变形型变形，同时在剪力的作用下发生了剪切型变形，一般这两种变形叠加在一起就成为了剪力墙变形的基本特征变形叠加在一起就成为了剪力墙变形的基本特征。根据剪力墙高宽比的大小将其划分为矮墙墙高宽比的大小将其划分为矮墙、中高墙和高墙。随着剪力墙结构高宽比的不断增大墙结构高宽比的不断增大，由于弯矩作用产生的变形也会随之增大之增大，因此高墙在水平荷载的作用下经常会出现弯曲型的变形曲线变形曲线，而对于矮墙来说，其变形曲线会表现为剪切型的变形曲线形曲线。
4、剪力墙结构设计的基本原则
（1）剪力墙结构设计通常要先将剪力墙看成一个长方形的立体结构立体结构，而且一般将高看成是剪力墙的厚度，而剪力墙的高度和宽度则分别是长方形的宽和长度和宽度则分别是长方形的宽和长，其受力结构的特点就相当于主体的受力结构当于主体的受力结构，唯一的区别就是剪力墙结构的长、宽比值与柱体的长值与柱体的长、宽比值存在一定的差距。
（2）在进行剪力墙结构设计时在进行剪力墙结构设计时，每一个剪力墙不仅仅是承受水平荷载受水平荷载，同时还要承受其自身的重力，即纵向荷载。在强风或者地震等强大力度的作用下风或者地震等强大力度的作用下，墙体除了承受上述两种力之外之外，还要承受弯矩力。这时就要求剪力墙不仅要有巨大的刚性力度来抵抗墙体的摇晃刚性力度来抵抗墙体的摇晃，而且还要确保墙体在变形之后还能够继续循环使用还能够继续循环使用。在进行剪力墙结构设计时，要合理布局局，严格禁止出现乱搭乱建现象，同时还要对其进行现场试验验，从而保证剪力墙受压、受重的安全性。
（3）剪力墙结构的受力特点是在墙体平面内所能够承受的最大重力值以及刚度压力是很大的最大重力值以及刚度压力是很大的，但是除墙体平面以外的部分部分，其对上述两种力所能够承受的值就非常小了，因此在进行剪力墙外扩或者搭建时行剪力墙外扩或者搭建时，要采取措施提高剪力墙平面以外的安全性的安全性。
5、在建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
5.1剪力墙结构的合理布置
剪力墙在平面上的布置应该具有规则剪力墙在平面上的布置应该具有规则、简单的特点，并且应该沿着主轴方向或者其他方向进行双向布置应该沿着主轴方向或者其他方向进行双向布置，而且两个方向上剪力墙的侧向高度差距不宜过大向上剪力墙的侧向高度差距不宜过大。在进行剪力墙抗震设计时计时，不要仅在单向布置剪力墙。因为剪力墙的布置会对其自身结构的抗侧刚度产生较大的影响自身结构的抗侧刚度产生较大的影响。在进行剪力墙布置时时，要尽可能的满足周边均匀布置的原则，并且运用相关的设计软件计软件，对剪力墙的结构、受力特点进行有效地分析和计算。例如设计填充墙时例如设计填充墙时，要尽可能满足相应结构设计的要求，适当增加圈梁以及构造柱增加圈梁以及构造柱，确保地震发生时居民能够安全的逃脱脱。还要尽可能采用电梯井、山墙以及楼梯井作为剪力墙。在剪力墙的竖向布置中在剪力墙的竖向布置中，要采取措施避免改变材料轻度和变截面对楼层建设的影响截面对楼层建设的影响，避免墙体刚度发生突变。
5.2剪力墙中连梁结构的设计
连梁结构主要是指剪力墙结构中连接墙肢与墙肢之间的梁梁。剪力墙在受到了水平荷载作用时，墙肢会出现不同程度地扭曲地扭曲，而且在连梁的两端也会产生相应的转角，从而使连梁产生不同程度的反弹作用产生不同程度的反弹作用。对墙肢的连接处理，可以有效的减少变形和内力的作用减少变形和内力的作用，从而改善墙肢受力状态。因此连梁结构被认为是剪力墙结构设计中必不可少的环节之一结构被认为是剪力墙结构设计中必不可少的环节之一，其对墙肢的连接起到了很好的约束作用墙肢的连接起到了很好的约束作用。要采取措施尽量提高塑性铰的性能性铰的性能，不断完善剪力墙抗震结构的设计。连梁结构设计中的截面面积和跨高比会受到一些因素的限制和影响计中的截面面积和跨高比会受到一些因素的限制和影响，进而影响连梁结构的设计质量而影响连梁结构的设计质量。因此，在设计时需对其进行有效地分析效地分析，通笔者认为，可以过减小连梁高度、增加剪力墙洞口的宽度口的宽度、降低连梁的刚度等措施来增强连梁结构的整体质量质量。
5.3剪力墙边缘构造设计
在进行建筑结构设计时在进行建筑结构设计时，首先要对剪力墙的结构特性和受力特点等进行分析受力特点等进行分析，加强剪力墙洞口两侧以及剪力墙两端的强度的强度，必要的时候还可以在剪力墙中适当的部位安装约束边缘构件和构造边缘构件边缘构件和构造边缘构件。在进行约束边缘构件设计时，框筒结构筒结构、框剪结构等的设计规范和标准比较严格高于普通剪力墙的设计力墙的设计。对抗震性能要求不算高，并且没有特殊要求的剪力墙剪力墙，也必须要满足其相应的界限值。大量的研究数据表明明，槽形或工字形截面剪力墙的各项性能要明显好于矩形截面的剪力墙面的剪力墙。
6、结束语
综上所述综上所述，随着建筑行业的不断发展，剪力墙结构的广泛应用可以有效推动建筑结构设计的发展应用可以有效推动建筑结构设计的发展，对其加以利用，能够很好的强化建筑结构设计质量很好的强化建筑结构设计质量。
参考文献：
[1]史涌泉。剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]。世界家苑，2013（8）：176~177。
[2]吕瑞孝，姜剑虹。高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点[J]。科技信息，2011（19）：54~55。
篇13：我国高层建筑结构设计研究论文
我国高层建筑结构设计研究论文
摘要：随着现代化城市建设的快速发展， 城市高层建筑逐渐兴起。高层建筑在设计过程中， 结构设计一直是其关注的重点内容。所以， 为了保证高层建筑结构设计更科学， 本文章对高层建筑的结构设计中经常出现的问题实行了研究分析， 同时参照相关的文件与一些自己的想法指出了相对较好的处理方法， 以利于提升高层建筑的结构设计水平。
关键词：高层建筑； 结构设计； 相关问题； 解决措施；
1 引言
近些年， 在我国经济的持续性发展与城市建设步伐的加快过程中， 建筑一种正趋于高大化的形势发展。城市中高层建筑物数量在不断的增加， 建筑的结构也比较复杂。高层的建筑和低层的相比较， 前者的结构设计较繁琐， 影响的原因也较多， 不但需要对建筑的外型比例进行慎重思考， 还需要使建筑结构的稳固性得到保证， 同时还要考虑到建筑物地基的沉降问题、风力因素、温度的转变， 及地震等原因对建筑结构的危害与影响。
2 高层建筑的结构设计过程中时常发生的问题
高层建筑结构设计的合理性， 不仅能够明显地对施工过程造成影响， 同时还将影响到后续的维护与保养。因此， 在高层建筑的结构设计过程中对于时常遇到的问题以及相应的解决措施方法进行深入的探讨分析是十分有必要的。
2.1 扭转的问题
建筑的三个重“心”所指的是几何的形心、结构的重心、刚度的中心， 这三个重要的“心”相统一才可以确保建筑结构的牢固。但在现实当中地基础的形状、建筑功能的需要等的影响造成建筑的体型大多数原因下是不规范的， 设计过程中没有有效的做好三个重要的“心”相统一， 会导致建筑的结构发生扭转的现象， 造成结构的损坏。
2.2 抗风的相关问题
因为高层建筑其层数众多、高度较高， 风通过的时候， 较易出现空气动力的反应， 转变风在高层建筑面的.流动， 导致高层柔软的结构在风与空气的效应下产生震动， 对于高层建筑的结构与其构件的牢固性产生破坏。所以在对高层建筑的结构设计时实行抗风的结构设计， 让建筑结构的抗风力符合结构的牢固标准。然而在现实的设计当中由于没有科学的对高层建筑所能承载的风力进行评估， 导致高层建筑的抗风设计不合格。
2.3 抗震的问题
高层建筑在其结构的设计时， 对于抗震的设计是一个非常难的环节， 经常由于设计人员的专业性比较弱、灵活性不足， 对建筑抗震的规划不够重视。甚至在实施高层建筑的抗震核算的时候， 因为核算的错误使抗震的设计有效性降低。如果出现地震， 高层建筑的抗震结构将无法实现抗震的要求， 造成不同程度的损坏， 更严重的可能会导致人员的伤亡及经济财产的损失。
2.4 消防方面的问题
参照现在的有关规范制度， 高层建筑的结构一定要有科学适合的消防体系。然在高层建筑的结构设计当中却存有疏导困难大、火势较容易扩大、排烟的设计困难等相关的问题， 如果不能对这些问题进行有效的处理， 便不能确保高层建筑对于消防的安全。
3 高层建筑的结构设计所存在问题的处理方法
3.1 科学合理的设计建筑平面
如果高层建筑的结构发生扭转的现象， 主要的原因是高层建筑结构的几何形心、结构的重心、刚度的中心三心没有统一， 导致建筑的质量不平衡， 所以使结构的牢固性降低。所以在建筑的结构设计当中， 设计的相关人员需参照地基的形状与建筑的功能需要等科学有效的设计建筑物的体型， 最大程度的运用较规矩的型体， 例如方形或是圆形等， 科学的布置建筑的平面， 进而确保建筑质量的布局均衡。
3.2 科学地选取计算简图与结构方案
在实施高层建筑的结构设计核算的时候， 要在运算简图的情况下实行计算， 因此在选取计算简图时一定要合理的选取， 如果计算简图不规范， 很易导致结构的参数不正确， 给施工带来影响， 更严重的会造成事故的出现， 选取合适的计算简图是确保高层建筑的结构设计安全的基础。
3.3 合理地设计高层建筑的抗风构件
为了让高层建筑的抗风构件符合结构设计的牢固性需要， 在高层建筑的抗风设计当中需充分的做好下面几项工作：首先， 基础的改进， 高层建筑的基础结实， 上部分的结构才可以稳固。所以高层建筑的基础设计最根本的是明确所用混凝土的级配标准， 运用级配高的砂石是最佳的选择， 加大基础持力层厚度， 加置抗拔的锚杆构件， 提升建筑基础的牢固性；其次， 不同程度增加高层建筑的构件， 例如剪力墙、楼板等， 可抵消不同程度风能对结构造成的不利因素， 确保结构的牢固；最后， 最大程度的降减风力的水平负荷与风力相加对高层所造成的影响。
3.4 重视抗震的设计
在高层建筑的内部安装抗侧力的部件。合理科学的安置高层建筑内的水平走向的构件， 在水平走向产生应力的分布体系， 增强高层建筑的结构连续性。增强地基的抗震水平。加强高层建筑的桩基础深度， 和上部的结构产生联动性， 从而强化建筑结构抗震的水平。增设性能高的剪力墙等抗侧力构件。在高层建筑的结构内部加设墙体或是楼板的刚性， 以更好的管理好建筑位移的现象。
3.5 加强高层建筑消防结构的设计
可以利用下面的一些方法加强高层建筑的消防结构， 具体的方法：一是要参照建筑所在地形的环境有效的设计防火结构相互间的合理距离；二是要运用不容易燃烧的用材， 强化所用材料自身的耐火性能；三是要设计两个疏导的通道， 尽可能不把疏导通道设计为垂直的形式， 防止疏导的成效降低；四是要设计耐火的区域、防烟的区域等。五是设计隔离区域， 有利于防止火势的扩大与蔓延。
4 结束语
综合以上所论述， 本文章对于高层建筑的结构设计过程中的扭转、抗风性、抗地震性、消防方面等问题， 指出了相应的处理方法， 更深一层的健全了高层建筑的结构设计， 可以显着的提升高层建筑的结构安全性。伴随城镇化的深入发展， 城市当中高层的建筑数量将会逐渐的增长， 需持续的强化高层建筑的结构设计探讨， 不断的提高高层建筑的结构设计能力， 以适应时代快速的发展步伐。
参考文献
[1]罗晓清。高层建筑结构设计特点及常见问题分析[J].科技创新与应用， 2015, 33:249.
[2]郭峰， 梁利生。高层建筑结构设计的问题及解决措施方案应用[J].科技传播2013 （13） :135~136.
[3]宋志瑜。建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].城市建筑， 2014 （4） :66.
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