Cấu trúc khung của giàn đai cứng
Để kết nối các cột ngoài của kết cấu khung với giàn thanh giằng bên trong, có thể lắp giàn thanh giằng cứng ở giữa và trên cùng của tòa nhà. Tòa nhà Ngân hàng Wisconsin được xây dựng tại Milwaukee năm 1974 là một ví dụ điển hình.
Cấu trúc ống khung
Nếu tất cả các thành phần được kết nối với nhau theo một cách nào đó, toàn bộ tòa nhà giống như một hình trụ rỗng hoặc một hộp cứng nhô ra khỏi mặt đất. Tại thời điểm này, toàn bộ cấu trúc của tòa nhà cao tầng này sẽ đạt được hiệu quả tối đa trong việc chống lại tải trọng gió về mặt sức mạnh và độ cứng. Hệ thống kết cấu đặc biệt này lần đầu tiên được áp dụng bởi tòa nhà chung cư Dewitt màu nâu đỏ bê tông cốt thép 43 tầng ở Chicago. Nhưng ứng dụng bắt mắt nhất của hệ thống kết cấu này cũng là cấu trúc ống đôi 100 tầng của Tòa nhà Trung tâm Thương mại Thế giới được xây dựng tại New York.
Thùng giàn đỡ nghiêng
Các cột ngoài của tòa nhà có thể được sắp xếp riêng biệt với nhau hoặc có thể được kết nối với nhau bằng các thành phần hỗ trợ chéo qua đường trung tâm của dầm và cột để tạo thành một cấu trúc ống hoạt động cùng nhau. Hệ thống kết cấu cao này lần đầu tiên được áp dụng tại Tòa nhà Trung tâm John Hancock ở Chicago. Lượng thép tiêu thụ trong dự án này tương đương với lượng thép của một tòa nhà bốn mươi tầng thông thường.
Thân xy lanh
Khi nhu cầu về các tòa nhà cao tầng tiếp tục tăng. Cấu trúc ống và ống giàn đỡ nghiêng được thiết kế thành các bó để tạo thành các ống lớn hơn nhằm duy trì hiệu suất cao của tòa nhà. Tòa nhà trụ sở Sears Roebuck cao 110 tầng ở Chicago có 9 hình trụ, được chia thành ba phần bắt đầu từ móng. Các đầu cuối trong các hình trụ độc lập này nằm trong các tòa nhà có chiều cao khác nhau, phản ánh đầy đủ tiềm năng tự do hóa phong cách kiến trúc của khái niệm kết cấu mới này. Tòa nhà này cao 1450 feet (442 mét) và là tòa nhà cao nhất thế giới.
Hệ thống xi lanh vỏ mỏng
Thiết kế của hệ thống kết cấu ống này là để tăng cường khả năng chống lại lực ngang (tải trọng gió và động đất) của các tòa nhà siêu cao tầng và khả năng chống lại sự dịch chuyển ngang của tòa nhà. Xi lanh vỏ mỏng là một bước tiến lớn khác trong hệ thống xi lanh. Sự tiến bộ của xi lanh vỏ mỏng là sử dụng mặt trước (tường và sàn) của các tòa nhà cao tầng làm các thành phần kết cấu hoạt động cùng với xi lanh, cung cấp một cách hiệu quả để các tòa nhà cao tầng chống lại tải trọng ngang và có được không gian trong nhà không cần cột, có chi phí thấp hơn và có tỷ lệ diện tích sử dụng trên diện tích xây dựng lớn. Do sự đóng góp của mặt tiền vỏ mỏng, các thành phần của toàn bộ ống khung không yêu cầu khối lượng quá lớn. Điều này làm cho cấu trúc vừa nhẹ vừa tiết kiệm. Tất cả các cột và dầm tường cửa sổ thông thường đều là các cấu hình cán, giảm thiểu việc sử dụng và tiêu thụ các thành phần composite. Độ dày xung quanh dầm cũng có thể được giảm một cách thích hợp. Kích thước của dầm tường có thể chiếm không gian có giá trị cũng có thể được kiểm soát ở mức độ lớn nhất có thể. Hệ thống kết cấu này đã được xây dựng và sử dụng tại Trung tâm One Mellon Bank ở Pittsburgh. Các hệ thống khác nhau trong bê tông cốt thép: Mặc dù các tòa nhà cao tầng có kết cấu thép xuất hiện khá sớm, nhưng sự phát triển của các tòa nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép lại diễn ra rất nhanh, trở thành đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ với các hệ thống kết cấu cứng trong cả tòa nhà văn phòng và chung cư.
Khung ống
Như đã đề cập ở trên, khái niệm ống khung đầu tiên được áp dụng bởi tòa nhà Devis Apartments 43 tầng. Trong tòa nhà này, khoảng cách giữa các cột ngoài là 5,5 feet (1,68 mét). Cột trong cần phải chịu một bản sàn không dầm dày 8- inch. Cấu trúc ống trong ống: Một loại hệ thống bê tông cốt thép khác dành cho các tòa nhà văn phòng kết hợp các cấu trúc tường chịu lực truyền thống với các ống khung ngoài. Hệ thống này bao gồm một khung ngoài với khoảng cách cột nhỏ và một ống tường chịu lực cứng bao quanh khu vực thiết bị trung tâm. Cấu trúc ống trong ống này (như thể hiện trong Hình 2) làm cho tổng chi phí của tòa nhà bê tông nhẹ cao nhất thế giới (tòa nhà trung tâm mua sắm vỏ đơn được xây dựng tại Houston) chỉ tương đương với cấu trúc tường chịu lực truyền thống cao 35 tầng. Hệ thống kết hợp giữa các cấu trúc thép và bê tông cũng đã được phát triển. Hệ thống kết hợp do Skidmore, Owens và Merrill thiết kế là một ví dụ điển hình. Trong hệ thống này, ống khung bê tông bên ngoài bao quanh khung thép bên trong, do đó kết hợp các ưu điểm của hệ thống bê tông cốt thép và hệ thống kết cấu thép. Tòa nhà Shell Plaza 52 tầng được xây dựng tại New Orleans sử dụng hệ thống này. Kết cấu thép là kết cấu mà thép đóng vai trò chủ đạo trong các kết cấu xây dựng và là một khái niệm rộng. Hầu hết các kết cấu thép bao gồm thiết kế kiến trúc, công nghệ kỹ thuật và tay nghề thủ công. Thông thường, nó cũng bao gồm dầm chính, dầm phụ, thành phần, tấm và các hình dạng khác
