時間：2023-07-21 17:28:18
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高層建筑結構設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【摘要】高層建筑已成為我國樓房建筑中的主流，隨著人們生活水平的提高，人們對樓房的要求也越來越高，高層建筑不僅要舒適，還要具有安全性、經濟性等，本文就針對高層建筑結構設計進行簡單的探討。
【關鍵詞】高層建筑；結構設計
隨著社會的發展，我國城市的用地面積越來越少，城市的建筑也越來越趨于向高層建筑發展，現在大部分樓層都在十幾層以上，三四十層高的樓也已經不少見。建筑的體型和功能越來越復雜，結構體系及結構材料也更為多樣化，這樣的高層建筑，其結構設計也就成為結構工程師的難點和重點。
1 高層建筑結構設計的概念及內容
高層建筑結構設計是指根據高層建筑特性的建筑結構設計，在滿足適用、安全、經濟、耐久和施工可行的前提下，按有關的設計標準規定，對建筑結構進行技術經濟分析、總體布置、計算、構造及制圖工作，并尋求優化的過程。簡單來說，就是用結構語言表達出工程師們想表達的東西。在建筑結構設計中，就是把建筑物或者建筑結構體系中的墻、柱子、樓梯、梁等用圖紙中的結構元素來表示出來，同時還要計算出它的抗力及承重等能力。在結構設計中主要包括結構方案、結構計算及施工圖設計三個階段，每個階段對于結構設計來說都是很重要的。
2 高層建筑結構設計的特點
2.1 水平力成為結構設計的主要因素
當建筑物高度增加時，水平荷載(風荷載及地震作用)對結構起的作用將愈來愈大。除了結構內力將明顯加大外，結構側向位移增加更快。我們知道：建筑物樓面的使用荷載和自重在豎向構件產生的彎矩和軸力與其高度的一次方成正比，水平荷載產生的彎矩及軸力與建筑物高度的二次方成正比，水平荷載產生的結構側向位移與建筑高度的四次方成正比。因此，在高層建筑中，結構要使用更多材料來抵抗水平力，另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化，所以結構的抗側力設計成為高層建筑結構設計的主要因素。
2.2 高層建筑中的側移控制
與低層建筑相比，高層建筑結構設計中的另一個關鍵因素就是側移，當建筑越高時，結構的側移變形就會越大。過大的結構側移會造成顯著的重力二階效應，造成結構內力增大并影響結構穩定，過大的側移也會造成建筑構件或設備的破壞以及使用者的不適。對于一定的水平作用，結構的抗側剛度大，那么結構側移就小。但過剛的結構也會造成結構地震作用不必要的增大，所以結構設計中要控制結構的合理剛度，把側移控制在合理范圍。
2.3 更高的抗震設計要求
抗震設防區的高層建筑必須具有良好的抗震性能，做到小震不壞，中震可修，大震不倒。相對與多層結構，高層結構在地震作用下，具有更大的水平作用及側移，因此，高層建筑平立面也更講究規則性，結構要求具有更高的抗震等級。對于一些較高的高層建筑或具有薄弱層的高層建筑，也要求進行彈塑性分析進行補充設計。
2.4 高層建筑豎向壓縮變形不容忽視
高層建筑中，豎向構件的軸力往往較大，其產生的壓縮變形量往往相當可觀，因此結構設計中要考慮到豎向構件的壓縮變形。
3 高層建筑結構設計需選擇合適的結構體系
在結構設計當中，結構體系的選擇是很重要的一步，合理的結構體系不但可滿足結構的受力要求，更具有良好的經濟性及更高的結構安全富余。常用的結構體系有框架結構體系，剪力墻結構體系，框架―剪力墻結構體系以及筒體結構體系。
3.1 框架結構體系
框架結構主要由梁柱等桿件單元形成空間的框架結構體系，可以承受豎向荷載及一定的水平力的作用。框架結構的優點是計算理論成熟，桿件受力明確，結構的布置靈活，一定高度內造價較低。缺點是抗側剛度較弱，在水平力作用下會產生較大的側移，且大部分側移發生在內力較大的結構底部部位，破壞后易產生嚴重后果。因此框架結構常應用于層數較少，高度較低的建筑中。
3.2 剪力墻結構體系
剪力墻結構是空間盒子式結構，其水平作用和豎向荷載完全由剪力墻體承受，其剛度及空間整體性都比較好。剪力墻結構體系的優點是抗水平作用能力強、整體性好、用鋼量較小，可以適用較高的建筑。缺點是因剪力墻布置的要求，不易布置成較大的房間。因此剪力墻結構常應用于住宅及賓館類建筑中。
3.3 框架―剪力墻結構體系
在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架―剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗水平作用的能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
3.4 筒體結構體系
這種體系是在框架結構、剪力墻結構的體系上發展起來，當高層建筑不斷地增加層數、高度越來越高時，原來的框架、剪力墻結構就變得不合理和不經濟了，簡體結構就相應地誕生了，它是將剪力墻圍成箱型，構成了一個空間薄壁筒體，可以提供更大的側向剛度，所以筒體結構可以適用與更高的建筑。
4 高層建筑結構中需要注意的幾個問題
4.1 抗震設計中的注意事項
高層建筑結構設計中的抗震設計是非常重要的一部分，它應符合抗震概念設計的要求，選擇規則的設計方案，規則結構其剛度、承載能力及變形能力更強，不規則結構一般會破壞整個結構承受風荷載、重力荷載及抗震能力，因此盡量選擇設計對稱、規則的結構方案。另外，在抗震設計中，還要注意到結構構件本身的剛度、延性、穩定性及承載力等方面性能，且要遵守強剪弱彎、強柱弱梁、強底層柱及弱構件強節點的原則。對于結構的薄弱環節，要采取措施加強其抗震的能力同時要重視整體結構中其他部位的剛度及承載能力，以免薄弱層發生轉移。
4.2 高層建筑結構設計中的受力性能
在高層建筑結構的最初設計方案中，注重點不應該在它的具體結構上而是更多地關注它空間組成的特點，這是因為建筑物的空間形式包括水平方向和豎向的穩定性都是依靠建筑物的地面作為支撐的，建筑地面即地基對于建筑物來說是非常重要的，建筑物基本都是由大構件組成的，它們的重量及結構的荷載基本都是向下作用在地面上的，這就要求在建筑結構設計時，首先要搞清楚所選擇的結構體系與地面間承載力的關系，然后對承重墻和承重柱的分布及數量作出總體的設想，這是建筑結構設計方案中很重要的一部分，影響著建筑結構設計的整體質量。
4.3 關于建筑結構設計中扭轉問題的注意
在高層建筑結構中，建筑結構有個很重要的建筑三心即剛度中心、幾何形心和結構重心，在建筑結構設計時要盡量做到三心合一，而建筑結構的扭轉問題就是指在高層建筑結構設計時沒有做到三心合一，并且在水平荷載的作用下發生結構扭轉振動。因此，在建筑結構設計時應盡量選擇合理的結構平面布局及形式，使建筑盡量的三心合一，以免因水平荷載的作用使建筑發生扭轉破壞。在實際的高層建筑中我們也經常會看到一些不規則的平面形式如T形、L形及十字形等比較復雜的平面，這種結構設計，應該盡量讓突出部分的寬度和厚度的比值在規定的范圍之內，讓它的結構盡量處于對稱狀態。
4.4 對結構計算階段的單位面積重度、剪重比及位移限值要注意
在結構計算階段，單位面積重度是衡量樓層何在數據是否正確及構建截面取值合不合理的重要指標之一，其公式為V=G/A(kN/m2)。在同種性質的建筑中，單位面積重度為層數較多的建筑要大于層數少的建筑，剪力墻多的大于剪力墻少的建筑。其剪重比的大小則反映了建筑在地震作用下抗震能力的大小，位移限值是衡量結構側移的重要標準，其數值的大小從側面反映了結構整體的剛度，剛度的過大或過小會給設計者對結構體系、豎向及平面布置的合理性進行再思考，對于結構計算當中的這些參考數值要給予重視，以便能制定出合理的結構設計。
總結：
建筑結構設計在高層建筑中起著非常重要的作用，同時它又是一項艱巨復雜的工作，需要結構工程師不僅擁有豐富的專業知識及其工作經驗還要有很好的耐性，依據高層建筑的設計原理及設計原則，選擇合適的結構體系，從而建設出具有世界水平的高層建筑。
參考文獻
[1]顧明星.淺談高層建筑的結構設計[J].大科技?科技天地,2011(4)
[2]傅慧華.淺談高層建筑的結構設計[J].城市建設理論研究（電子版）,2011(13)
關鍵詞：高層建筑；設計；對策
1.高層建筑結構設計的意義及依據
1.1 概念設計的意義
高層建筑能做到結構功能與外部條件一致，充分展現先進的設計，發揮結構的功能并取得與經濟性的協調，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。
1.2 概念設計的依據
高層建筑結構總體系與各分體系的工作原理和力學性質，設計和構造處理原則，計算程序的力學模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經驗。
2.高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有；
2.1水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
2.2側移成為控制指標
與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
2.3抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
2.4軸向變形不容忽視
高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結果。
2.5結構延性是重要設計指標
相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
3.高層建筑結構設計問題分析及對策
3.1提倡節約
我國是發展中國家，還是要盡量提倡節約，目前我國規范中的構造要求，并非都比國外低，有的已經超過。國外大企業在北京買了按我國規范設計的大樓，說明我國規范不是進不了國際市場。現在對安全度進行討論，應注意不要引起誤導，千萬不要誤解提高建筑結構安全度建筑物就安全了，造成不必要的浪費。實踐已經證明，現行規范安全度是可以接受的。這是重要的經驗，不能輕易放棄。但考慮到客觀形勢變化，國家經濟實力增強和住宅制度改革現狀，可以將現行設計可靠度水平適當提高一點。這樣投入不大，卻對國家總體和長遠利益有利。
3.2高層建筑結構存在著超高的問題
基于高層建筑抗震的要求，我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定，針對高層建筑的超高問題，在新規范中不但把原來限制的高度規定為 A級高度，并且增加了 B 級高度，使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中，對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
3.3考慮受力性能
對于一個建筑物最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的。由于建筑物是由一些大而重的構件所組成的，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量與分布作出總體設想。
3.4提倡使用概念設計
所謂的概念設計一般指不經數值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規范中難以規定的問題中，依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想。從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設計的方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的經濟可靠性能。同時，也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。近十余年來我國的高層建筑建設可謂突飛猛進，其建設速度和建造數量在世界建筑史上都是少有的。但是，從設計質量方面來看卻不容樂觀，多數設計追趕流行時尚，因此在實際中應考慮長遠因素。
3.5 高層建筑結構設計短肢剪力墻設置
我國建筑新規范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在 5～8 的墻，按照實際經驗以及數據，高層建筑結構設計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結構設計中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
3.6 高層建筑結構設計嵌固端的設置
一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設計；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的；高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。
3.7 高層建筑結構的規則性
在關于高層建筑的新規范中，對于高層建筑結構的規則性做出了很多限制，比如規定了結構嵌固端上層和下層的剛度比，平面規則性等等，并且硬性規定了“高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案。”因此，為了避免后期施工設計階段的改動，高層建筑結構的設計必須嚴格遵循規范的限制條件。
關鍵詞：高層建筑、結構設計、結構特點
一、高層建筑結構設計的特點：
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。
①、水平力是設計主要因素：
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
②、 軸向變形不容忽視：
高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結果。
③、抗震設計要求更高：
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
④、高層建筑結構設計中的側移和振動周期：
建筑結構的建筑結構的振動周期問題包含兩方面：合理控制結構的自振周期；控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。延性是指構件和結構屈服后，在承載能力不降低或基本不降低的情況下，具有足夠塑性變形能力的一種性能，一般用延性比來表示。在這過程中，構件的承載能力沒有多大變化，但其變形的大小卻決定了破壞的性質。是鋼筋砼受彎構件的M－Δ（Φ）曲線，Δy是屈服變形，Δu是極限變形。提高延性可以增加結構抗震潛力，增強結構抗倒塌能力。高層建筑相對低層結構而言，結構設計更柔一些，如果遇到地震，震動作用下的建筑結構變形更大一些。為了做好防震設計，避免倒塌，建筑在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，特別需要在構造上采以適當的設計，確保建筑設計具有很好的延性
二、高層建筑結構設計的問題：
1、高層建筑結構受力性能
對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。
2、高層建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。
（1）結構自振周期
高層建筑的自振周期（T 1）宜在下列范圍內：
框架結構：T1=（0.1―0.15）N
框一剪、框筒結構：T1=（0.08-0.12）N
剪力墻、筒中筒結構：TI=（0.04―0.10）N
N為結構層數。
結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內：
第二周期：T2=（1／3―1／5）T1；第三周期：T3＝（1／5―1／7）T1。
（2）共振問題
當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。
（3）水平位移特征
水平位移滿足高層規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構周期長、地震力小并不安全。其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外。不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型。框架結構的位移曲線應為剪切型t框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。
4、位移限值、剪重比及單位面積重度
（1）位移限值在結構整體計算的輸出結果中，結構的側移（包括層間位移和頂點位移）是一個重要的衡量標準，其數值大小從一個側面反映出結構的整體剛度是否合適，過大或過小都說明結構剛度過小或過大（或者體現結構兩個主軸方向的剛度是否均衡），以致要引起設計者對其中的結構體系選擇、結構的豎向及平面布置合理性的再思考。
（2）剪重比及單位面積重度結構的剪重比（也即水平地震剪力系數）λ=VEK／G是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標．其大小主要與結構地震設防烈度有關，其次與結構體型有關，當設防烈度為7、8、9度時，剪重比分別為0.012，0.024，0.040；扭轉效應明顯或基本周期
三、建筑結構設計的發展方向：
(一)總體設計趨勢比較大。總體設計講的是合理運用可行性方案。合理的選擇構件的組成材料以及微小部構成問題，以達到建筑的安全性。總體設計是基于安全理論因素而確定的，是結構設計發展的―個大的方向。
(二)使用科學的的計算理論。建筑的結構設計，需要非常多的計算。結構設計的計算有空間受力計算，非彈性變形計算等，這些計算都非常繁瑣而寫細致，引入先進的科學計算理論和方法已經勢在必行。不僅可以節約成本，也能推動結構設計的有效進行。
(三)建筑材料的變革。建筑材料至于結構設計，一個實際運用的東西。另一個是理論層面的。這個路線不僅會帶來建筑上的變革，另―個方面也會帶來結構設計的變革，是最明顯的―個發展方向。
(四)審美理念的變革。審美是影響結構設計的一個因素，在新的時期，審美將更多的影響結構設計的發展方向。由于物質水平的段提高，以及民眾的精神水平也會這提高，那么結構設計的審美方面也會隨之發展。審美是人的天性，結構設計在將來一定會遵循審美的理念進行設計。
關鍵詞：高層建筑；結構；設計；問題 探討
前言：
高層建筑是近代經濟發展和科學進步的產物。進入20世紀以來，高層建筑在全球迅猛發展。高層建筑，是指超過一定高度和層數的多層建筑。在美國，24.6m或7層以上視為高層建筑；在日本，31m或8層及以上視為高層建筑；在英國，把等于或大于24.3m得建筑視為高層建筑。中國自2005年起規定超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑為高層建筑。高層建筑可節約城市用地，縮短公用設施和市政管網的開發周期，從而減少市政投資，加快城市建設。
一． 高層建筑結構設計的意義及依據
1．概念設計的意義
高層建筑能做到結構功能與外部條件一致，充分展現先進的設計．發揮結構的功能并取得與經濟性的協調，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。
2概念設計的依據
高層建筑結構總體系與各分體系的工作原理和力學性質，設計和構造處理原則，計算程序的力學模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經驗
二.高層建筑結構設計體系
．1 結構的規則性問題
新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案”。因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
．2 結構的超高問題
在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
．3 嵌固端的設置問題
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了自嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計 嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
．4 短肢剪力墻的設置問題
在新規范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
三、結構設計計算與分析階段存在的問題
在結構計算與分析階段，如何準確，高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。
1、結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。
2、是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內容實際上在新老規范中都有提及，只是，在新規范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。
3、振型數目是否足夠。在新規范中增加一個振型參與系數的概念，并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中，并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數目的取值。
4、多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。一段時間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現即使振型參與系數滿足要求，但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大，從而便結構出現不安全的隱患。
5、非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大，因此，必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。
四、工程實例
1.工程簡介
蘭花廣場蘭花商廈位于遼寧省， 總建筑面積6.38萬m2，工程由同濟大學設計院設計，施工單位為中國二十二冶集團有限公司，地下1層，地上為29層，總建筑高度為102.38米，其中地下一層采用箱形基礎，底板厚度800mm，地上29層，鋼筋混凝土框架-剪力墻結構， 除地下一層頂板外露部分厚度為 600mm外，其余部分樓板為模殼密肋板結構，厚度為120mm，本高層建筑采用抗震性能好、功能合理的現澆鋼骨混凝土框架-剪力墻結構，利用樓、電梯間設置鋼筋混凝土剪力墻且連接成筒體作為主要的抗側力構件。混凝土強度等級為C60，鋼筋骨架采用HRB400，框架采用寬扁梁框架以增加樓層凈高，寬扁梁截面為800×700，端部加腋為800×650，混凝土強度等級為C40；為抵抗高層建筑的外力影響，在混凝土內筒剪力墻轉角處設置十字形鋼骨，以改善剪力墻的受力性能、提高剪力墻的延性、減少剪力墻剛度退化，中心筒墻體厚度為600mm，混凝土強度等級為C40。
五．高層建筑結構發展趨勢
隨著城市人口的不斷增加建設可用地的減少,高層建筑繼續向著更高發展,結構所需承擔的荷載和傾覆力矩將越來越大。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下,為了進一步節約材料和降低造價,高層建筑結構夠構件正在不斷更新,設計理念也在不斷發展。高層建筑結構也正朝著結構立體化,布置周邊化,體型多樣化,結構支撐化,體型多樣化,材料高強化,建筑輕量化,組合結構化,結構耗能減震化等方向發展。
六、結論
近些年來，我國的高層建筑建設發展迅速。但從設計質量方面來看，并不理想。在高層建筑結構設計中，結構工程師不能僅僅重視結構計算的準確性而忽略結構方案的具體實際情況，應作出合理的結構方案選擇。高層建筑結構設計人員應根據具體情況進行具體分析掌握的知識處理實際建筑設計中遇到了各種問題。
參考文獻
[1]、《混凝土結構設計規范》．GB 50010―2010．
[2]、行業標準《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3― 2002)中國建筑工業出版社，2002。
[3]張維斌.多層及高層鋼筋混凝土結構設計實例及工程實例「M].北京:中國建筑工業出版社，2005.
關鍵詞：高層建筑，結構性，結構設計，結構表現
建筑在誕生之初就被認為是技術與審美融合的產物。這就意味著一個好的建筑，它必須經得起適用性、經濟性與美觀性這三重考驗。只有正確符合結構邏輯的建筑才能具有真實的表現力和實際的實踐性，單純追求藝術表現而忽視結構原理設計出來的只能是雕塑作品或虛假的造型而已。而伴隨著高層建筑在我國的迅速發展和建筑高度的不斷增加，其類型與功能也愈加復雜和多樣化，高層建筑的建筑構思與結構設計也越來赳成為工程師們工作的重點之所在。
1、高層建筑的結構性
現代的高層建筑變得越來越纖細，產生更大側移的可能性比以往大體積的多層高樓要大。建筑愈高，自然界所產生的重力荷載、風荷載和地震荷載的影響愈大。正因如此，抵消這些荷載的結構作用成為高層建筑設計的一個重要方面。高層建筑對側向荷載的動力反應，可以通過改進結構系統以及選擇有效建筑形狀的措施加以控制。論文格式，結構表現。因此，高層建筑的形式在很大程度上和結構的有效性能有關，這也就決定了建筑的經濟性。建筑的結構性能可以定義為建筑承受荷載以及抵抗側移的能力，同時也決定著建筑各種體量的組成。
2、高層建筑結構設計特點
1)水平荷載成為決定因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2)軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。
3)側移成為控制指標。論文格式，結構表現。與較低樓房不同，結構側移已成為高層建筑結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
4)結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言，高層建筑結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
3、高層建筑結構其他設計方法
1)選擇有效房屋形式以控制側移。由于水平荷載成為決定性因素，因而控制側移成為必要 手段。過去的高層建筑形式多為矩形棱柱體，而從幾何觀點看，這種形式對側移是頗為敏感的。倘若采用對側向力不太敏感的房屋形式，比如外柱傾斜式、上窄下寬式、圓形或橢圓形、三角形和新月形的房屋形式，利用它的幾何形狀所具有的力學特點，就可使結構更加有效，造價也更低。
2)高層建筑地下室的設置。當今高層建筑的下面都設有地下室，這通常出于兩種考慮及需要。一種出于使用要求。比如可將大面積停車場或倉庫、機房、配電間等一系列附屬用房和人防工程等設于地下，從而節約地上建筑面積。另一種，則是出自結構的考慮和需要，因為設置地下室可減輕地基壓力，提高房屋層數，增加房屋抗傾覆力和改善房屋抗震性能和總體剛度。因此，如何減輕作用于地基上的總荷重具有很現實的意義。論文格式，結構表現。
3)高層建筑中轉換層的應用。伴隨著建筑多層次、多功能的發展，轉換層結構應運而生。 轉換層屬水平結構，用它去改變下方樓層柱子的 排列，或過渡上下層剪力墻的不同布置，以此來 獲得特別的樓層柱網即創造大空間并將上部荷載 傳遞到下面相對少而大的柱或墻上，也是現代高 層結構設計的重要內容。
4)高層建筑防火設計。高層建筑因其巨大的高度和復雜的功能，一旦發生火災便將造成巨大的危害。因而高層建筑防火問題若不能妥善解決，高層建筑的存在和發展都將受到嚴重威脅。因此在進行高層建筑防火設計時，要首先考慮結構防火，比如火災的因素、火災的控制、消防通道、救護工作以及結構的防火方式等。其次，在明確結構防火目的的同時，還要對防火有效時間和防火程度及范圍進行設計。論文格式，結構表現。最后，還要保證建筑的穩定性，即建筑的承重結構必須在防火墻經火災燒毀后仍能殘存下來。論文格式，結構表現。
4、高層建筑結構表現涵義及內容
結構是影響建筑設計的重要因素，當代結構設計已經突破了傳統概念上的“結構支撐”，越來越多的重視結構形態的表現性。結構表現成為建筑創作中形態構思的重要方法，結構表現著重挖掘建筑結構中的藝術因素，尋找結構和藝術的結合，變抽象的結構概念為生動的建筑語言。結構的表現不僅因滿足功能要求呈現出來，而且通過結構工程師和建筑師的合作，還能實現設計者的個人美好愿望。
建筑結構藝術體現是建立在對工程原理特別是結構的原理和性能理解的基礎上，并包含三層含義：效能、經濟和雅致。所謂效能就是指在充分發揮結構優勢基礎上，又充分利用天然資源，從而使其盡可能有效的承受施加在它們上面的荷載。經濟也是衡量一個建筑好壞的標準之一，節約天然資源的要求要和節約社會資源的需要相平衡，要做到用最少的錢建造最多功能的建筑，也正是由于設計者們注重經濟的理念，將建筑造型與結構造型更有機的結合，才創造了許多偉大的結構藝術品。另外，雅致的結構形式更能夠打動人心，引起人們的審美情感。雅致的結構表現因素有很多，比如結構形態的節奏與韻律，張力和動感；結構形態剛與柔的對比；結構形態的簡潔與明確，機理與變化；結構形態的精妙平衡等等。
5、高層建筑結構設計與建筑設計理念
從表象層面看，建筑表現為空間方面的概念和形式是表現總體環境的。論文格式，結構表現。對于某個建筑物的最初方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。但是，關于空間形式的整體設想，也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關荷載與抗力之間關系的某些準則，即結構概念。這包括以下幾方面：一是所設想的空間形式應當固定在地面上；二是所設想的空間形式應當具有質量并能承受豎向重力荷載；三是所設想的空間形式必須能抵抗水平風力作用和地震作用。所以，在進行高層建筑設計時，建筑師的基本任務是：一方面要與結構工程師及其他T程技術人員協調合作；另一方面要根據建筑功能要求、建筑立意、場地情況、外力特征、施工條件及效率等因素，尋找出最經濟，合理，美觀的建筑方案。
6、結語
高層建筑設計中，由于水平荷載起主要控制作用，為考慮水平荷載，結構上必須提供必要手段去應付。因此，有些人認為結構在建筑形式中似乎充當了主角地位，這種看法不夠正確。如果說結構是建筑設計的唯一準則的話，那么，我們只能由矩形或圓形的高層建筑，建筑設計也只不過重復使用這種單調的建筑形式罷了。但前面的討論已經給我們啟示，現代高層建筑設計中，結構設計與結構表現必須相互配合，這也說明了建筑師與結構工程師充分合作的必要性。因此，我們可以說建筑不僅反映了建筑師對結構工程師的尊重，以結構的構成來表達建筑的完美形式；它更反映了結構工程師對建筑師的理解，以創造性的結構處理去適應建筑功能的需要。
參考文獻:
1.陳天虹，林英舜，王鵬種．超高層建筑中結構概念設計的幾個問題[J]．建筑技術，2006，37(5)：371-373．
2.崔昌禹，嚴慧.結構形態創構方法-改進進化論方法及其工程應用[J].土木工程學報，2006，10，39（10），42-47
關鍵詞：高層建筑；結構體系；剪力墻
我國改革開放之后，由于綜合國力的不斷提高，房地產業迅猛發展，建筑業已成為社會支柱產業之一。由于經濟的發展，加之土地資源寶貴，所以高層建筑更是如雨后春筍般迅速發展，數量劇增。而目前的工程設計領域中，設計人員忙于應付大量的具體工作，往往不夠重視結構經濟性問題，導致同一工程不同人設計，其工程造價可能差別很大，造成不必要的浪費。這對于經濟實力并不發達、尚處于第三世界發展中國家的中國來說是一個亟待解決的問題。
1 高層建筑結構的主要特點
(1)水平荷載對結構的影響大，側移成為結構設計的主要控制目標之一。其根本原因就是高層建筑結構側移和內力隨高度的增加而急劇增加。例如，一豎向懸臂桿件在豎向荷載下產生的軸力僅與高度成正比，但在水平荷載下的彎矩和側移卻分別與高度呈二次方和四次方的曲線關系。所以，在高層建筑結構中，除了像多層或低層房屋一樣進行強度計算外，還必須控制其側移的大小，以保證高層建筑結構具有足夠的剛度，避免因側移過大而造成的結構開裂、破壞、傾覆以及一些次要構件和裝飾的損壞。
(2)多種變形影響大。高層建筑結構由于層數多、高度高、軸力很大，沿高度引起的軸向變形很顯著，中部構件與邊部、角部構件的變形差別大，對結構的內力分配影響大，因而對構件中的軸向變形影響必須加以考慮;另外，在剪力墻結構體系中還應考慮整片墻或墻肢的剪切變形，在筒體結構中還應考慮剪變滯后的影響等。
(3)扭轉效應大。當結構的質量分布、剛度分布不均勻時，高層建筑結構在水平荷載作用下容易產生較大的扭轉作用，扭轉作用會使抗側力構件的側移發生變化，從而影響各個抗側力結構構件(柱、剪力墻或筒體)所受到的剪力，進而影響各個抗側力構件及其他構件的內力與變形。既使在結構的質量和剛度分布均勻的高層建筑結構中，其在水平荷載作用下也仍然存在扭轉效應。
(4)結構延性是度量結構抗震性能的重要指標。相對于較低樓房而言，高層建筑結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。因此，必須運用概念設計方法，對引起結構不安全的各種因素做綜合的、宏觀的、定型的分析并采取相應的措施，以求在總體上降低結構破壞概率。
2 高層建筑結構分析
2．1高層建筑結構分析的基本假定
高層建筑結構是由豎向抗側力構件(框架、剪力墻、筒體等)通過水平樓板連接構成的大型空間結構體系。要完全精確地按照三維空間結構進行分析是十分困難的。實際工程中，對結構分析都需要對計算模型進行不同程度的簡化，其中常見的基本假定有:
(1)彈性假定。目前工程上實用的高層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般水平荷載作用下，結構通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是，在遭受地震或強臺風作用時，高層建筑結構往往會產生較大的位移而出現裂縫，并進入到彈塑性工作階段。此時，仍按彈性方法計算內力和位移則不能反映結構的真實工作狀態，應按彈塑性動力分析方法進行設計。
(2)小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。據研究統計，當頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H＞1/500時，P－Δ效應的影響不能忽視。
(3)剛性樓板假定。很多高層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度，簡化了計算方法，并為采用空間薄壁桿件理論計算筒體結構提供了條件。一般來說，對框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是，豎向剛度有突變的結構、主要抗側力構件間距過大或是層數較少等三種情況均對樓板變形的影響較大，特別是對結構底部和頂部各層內力和位移的影響更為明顯，此時，可將這些樓層的剪力作適當調整來考慮這種影響。
(4)計算圖形的假定。高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形有以下三種:即一維協同分析、二維協同分析和三維空間分析。其中一維協同分析各抗側力構件只考慮一個位移自由度，計算簡單，主要用于手算方法的計算簡圖;二維協同分析各抗側力構件的位移由三個自由度確定，主要用于中小微型計算機上的桿系結構分析程序;三維空間分析在前兩者的分析基礎上既考慮了抗側力構件的公共節點在樓面外的位移協調(豎向位移和轉角的協調)，又考慮了抗側力構件平面外的剛度和扭轉剛度對具有明顯空間工作性能的筒體結構的影響。三維空間分析普通桿單元每一節點有6個自由度，按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應考慮截面翹曲，有7個自由度，較前兩者的計算更為精確。
2．2高層建筑結構靜力分析方法
(1)框架-剪力墻結構。
框架-剪力墻結構內力與位移計算的方法很多，大都采用連續化建立常微分方程的方法。框架-剪力墻結構的計算方法通常是將結構轉化為等效壁式框架采用桿系結構矩陣位移法求解。
(2)剪力墻結構。剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。不同類型的剪力墻其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的計算方法為平面有限單元法，此法較為精確且對各類剪力墻都能適用。
(3)筒體結構。
筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類:等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。①等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。②等效離散化方法是將連續的墻體離散為等效的桿件，以便應用適合桿系結構的方法進行分析。③比等效連續化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結構分析筒體結構體系，其中應用最廣的是空間桿-薄壁桿系矩陣位移法。該方法是將高層結構體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結構。空間梁柱每端節點有6個自由度。核心筒或剪力墻的墻肢采用符拉索夫薄壁桿件理論進行分析，每端節點有7個自由度，比空間桿增加一個翹曲自由度，對應的內力是雙彎矩。三維空間分析精度較高，但其未知量較多，計算量較大，在不引入其它假定時，每一樓層的總自由度數為6Nc+7Nw(Nc、Nw為柱及墻肢數目)。通常均引入剛性樓板假定，并假定同一樓面上各薄壁柱的翹曲角相等，這樣，每一樓層總自由度數即降為3(Nc+Nw)+4，這是目前工程上采用最多的計算模型。
隨著社會的不斷進步和科技的快速發展，在城市建設中高層建筑物變得越來越普遍，發展速度也越來越快，為了進一步容納更多的人口，減少建筑用地面積，建筑物的高度呈現出一種逐漸升高的趨勢。高層建筑物的結構設計是建筑物穩定性與牢固性的有效保障，故高層建筑結構設計已然成為建筑工程設計的重要內容。因此，本文針對高層建筑結構設計方面存在的一些問題進行了分析，探討如何提高高層建筑的結構設計水平，以期對今后從事相關高層建筑結構設計的工作人員有所幫助，減少由于建筑結構出現問題而導致的災害。
關鍵詞:
高層建筑;結構設計;問題;對策
隨著我國國民經濟地快速發展，城市化進程地不斷加快，城市建設的步伐推動了高層建筑物的產生。與一般的建筑相比，高層建筑的施工過程往往更為復雜并且會面對更多的挑戰。因此，需要設計人員在設計初期全面地考慮建設施工過程中有可能遇到的問題。特別是在結構設計方面，只有保證結構設計思路準確可靠，才能確保整個建設過程安全順利地進行。結構設計職責在于確保高層建筑在長期使用過程中的安全性與舒適性，使其在自然災害面前能夠保護人民的人身和財產安全，進而體現高層建筑物的空間使用優勢。但就目前情況來說，高層建筑物在結構設計方面存在不少問題，因此，進一步加強對高層建筑結構設計的研究，依然是當前一個核心問題的所在。
1高層建筑結構設計存在的問題
1．1短肢剪力墻設置過多鋼筋混凝土剪力墻結構體系，由于其側向剛度較大，并且可以結合建筑分隔墻靈活設置，在高層建筑結構設計中應用廣泛，同時也存在比較普遍的問題。其中一個典型的問題是短肢剪力墻布置過多。剪力墻各肢的肢長與墻厚之比的最大值大于4且不大于8的墻體定義為短肢剪力墻。短肢剪力墻與一般剪力墻不同之處在于其受力特點與異形柱類似，同時承擔較大的軸力和剪力。故短肢剪力墻的抗震性能弱于一般剪力墻。如果短肢剪力墻所占豎向抗側力構件比例過高，則導致高層建筑物的抗震、防風性能降低，同時由于短肢剪力墻所承受的樓層面積過大，在地震作用影響下容易過早壓壞從而引起樓層坍塌。此類不良影響在高層建筑中是致命的，不利于高層建筑物的長期安全使用，存在較大安全隱患。
1．2上部結構嵌固端選取不合理在高層建筑物結構設計中，嵌固端位置的選取是一個重要的計算指標。目前，很多工程師習慣性地將上部結構的嵌固部位選擇在高層建筑物的地下室頂板，而沒有考慮這種做法的必要條件。上部結構的嵌固部位，從理論上需具備兩個基本條件:該部位的水平位移為零和該部位的轉角為零。因此不難看出，嵌固部位的特點應滿足:該樓層的整體性強、樓板連續無大開洞，且本樓層的側向剛度相對于上一樓層的側向剛度來說應足夠大。只有滿足以上特點的嵌固端才能夠有效的傳遞水平地震剪力。如果地下室頂板無法滿足嵌固端的要求而強行設置，則會導致計算模型失真，地震作用計算不合理，不利于建筑整體抗震性能的評估。
1．3雙連梁處理連梁超筋問題的合理性剪力墻結構中連梁超筋現象較為常見，常見的處理方式是將連梁的梁截面高度中央設置100mm寬的水平縫，從而形成兩個半高度的連梁。這種處理方式采用的是連梁計算截面的簡單等效替換。但是由于截面選擇和計算假定存在一定誤差，實際連梁和等效連梁在計算模型上存在較大差異，在高烈度區或者大震情況下，無法保證連梁的強剪弱彎，容易造成連梁在地震作用下失效，更有可能使得剪力墻或者整個結構體系的破壞，因此雙連梁的處理方式是有限制條件的，需要設計人員合理分析受力狀況從而綜合考慮。
1．4其他方面設計的不合理性建筑結構的抗震等級決定了抗震措施和抗震構造措施，而抗震等級的劃分需要根據結構類型、抗震設防要求等等條件綜合確定。現如今各式各樣的高層建筑通常都會伴有裙房作為其配套建筑空間，故此時裙房和主樓的抗震等級需要根據兩者結構是否分開，各自建筑高度等等條件進行判斷，并非全部采用一種抗震等級，造成不必要的經濟浪費。由于現如今計算機的廣泛應用，高層建筑結構模型的抗震分析已經基本由分析程序進行計算。但是任何計算程序都存在其適用性和局限性，單一軟件的計算結果均需要其他分析軟件的對比和驗證，同時也需要工程師的概念判斷，面對每一個工程，挑出最合理的計算模型和軟件才是正確的結構分析方法，切不可迷信單一軟件或者計算結果。
2高層建筑結構設計存在問題的解決對策
2．1注重結構設計中的性能設計結構的性能設計是高層建筑設計中經常提到的一個問題，不難發現結構抗震設計的精髓便在于性能設計。由于城市的快速發展和人口的急劇增加，僅僅以保護生命安全為單一目標是不全面的，我們更應該考慮如何控制建筑物的地震破壞，保障地震時的建筑功能。要實現這些目標，需要我們分析各個地震水準下構件的變形、承載力和局部構造。單一提高變形能力，則導致結構在小震和中震下的破壞情況沒有太多改變，但是抵抗大震倒塌的能力有所提高。單一提高承載力時，構件的安全性有所提高，但是變形不一定符合要求。所以要想滿足性能設計，需要提高承載力，使得結構進入塑性工作階段延遲，同時提高剛度以減小變形。故不難看出，只要找到結構構件的承載力和變形能力的平衡點，就能實現結構的性能設計。
2．2選擇合理的結構方案對于高層建筑結構設計來說，最為關鍵的一點就是選取恰當的結構類型。結構方案的選擇，需要綜合考慮各方面的因素。首先結構選型要能夠滿足建筑功能的需求，例如為了良好的視覺和傳音效果，則必須舍棄一部分豎向支撐構件，采用大跨度結構;其次，對于建筑造型復雜，平、立面不規則的建筑物，結構設計需要通過設置防震縫的方式來形成規則的結構單元。此外，還應該針對建筑所在地區的實際狀況綜合考慮，例如針對施工現場的地下水位情況、地質土層情況、周邊已建成建筑物以及建筑用材供應難易程度、工程造價等等進行考慮，進而才能確定最佳的結構方案。
2．3結構的包絡設計方法包絡設計方法常常被用來解決工程結構設計中的難題。現如今的工程設計問題千變萬化，影響結構效應的因素非常之多，有時問題會盤根錯節非常復雜，采用現有的知識和軟件難以準確分析。但是學術科研和工程問題的不同在于，后者不能長時間等待，因此就需要結構設計人員采用最簡單有效且低代價的方式去解決工程復雜的問題。所以，包絡設計方法就顯得尤為重要，針對不同的工程條件，我們可以采用不同的包絡設計原則，可以是對結構整體的包絡設計，例如對于少量剪力墻的框架結構，對框架可以按框架與剪力墻協同工作以及純框架結構分別計算，包絡設計。也可以是對重要部位的包絡設計，例如對轉換結構的轉換層、連體結構的連接體等等。其次對結構構件的包絡設計，可以根據構件的受力情況，對構件進行補充分析驗算，最后取不利值包絡設計。
3總結
總而言之，隨著經濟水平的提高，高層建筑已經成為了當前大城市發展過程中的主流，并且其發展速度與我國經濟的發展速度不相上下，因此，高層建筑的安全性與穩固性也應得到相應關注。高層建筑屬于技術密集型建設項目，它具有一定的復雜性和挑戰性,其中結構設計影響整個高層建筑的性能。但是在當前的高層建筑結構設計中仍然存在一些問題，短肢剪力墻、嵌固端位置、連梁處理等等問題較為常見，所以在設計階段，則需要設計人員加強設計工作的準確性，針對這些問題選擇最優的設計方案，采用科學合理的計算簡圖和設計方法。因此，想要居住在一個具有較高安全性和可靠性的高層建筑物中，需要我們全社會人員的共同監督和建筑設計工作者的努力!
參考文獻
［1］孫凱．高層建筑結構設計的問題及對策探討［J］．價值工程，2010(6)．
［2］林宇晗．高層建筑結構設計中常見問題與對策分析［J］，城市建設理論研究，2012(01)．
［3］郭懷祥．淺談超高層建筑結構設計的關鍵性問題［J］．中華民居，2014(9):357－358．
關鍵字：高層建筑；結構設計；要點分析
1高層建筑結構設計的基本原則
1.1結構方案合理化原則。高層建筑結構方案的合理化是指高層建筑結構設計方案必須與結構體系和結構形式的要求保持一致，同時應滿足經濟性的要求，其中結構體系的具體要求為傳力簡單化、受力明確化。針對某些結構單元相同的高層建筑物，其結構體系應相同。1.2計算簡圖合理化原則。高層建筑結構設計的基礎是計算簡圖，計算簡圖的合理性直接關乎高層建筑結構的安全，由此可見高層建筑結構設計必須堅持簡圖合理的原則。高層建筑結構構件及節點的簡化可以有多種選擇，但必須把計算結果的誤差控制在合理的范圍內，以免對建筑結構產生負面的影響，從而影響建筑結構的安全。1.3結果分析精準化原則。伴隨著計算機技術的迅速發展，當前很多領域都開始應用計算機技術，并且發揮著至關重要的作用，而在建筑結構方案設計中，通過應用計算機技術能夠對相關數據進行科學更加科學的分析，不僅能夠有效的降低人工計算存在的失誤，而且還能確保建筑結構方案的準確與合理。
2高層建筑結構設計特點
2.1水平荷載。建筑同時承受豎向荷載和地震及風產生的水平荷載，在多層建筑中，因水平荷載產生的內力和位移相對較小，對建筑建構設計的影響不大，主要是以重力為代表的豎向荷載著建筑結構的設計起控制作用。而在高層建筑中，很多時候是水平荷載對建筑結構設計起決定性作用，盡管豎向荷載對結構設計會產生重要的影響，但相對于水平荷載來說，影響相對較小。2.2軸向變形。對于多層建筑軸力項相對于彎矩項來說，對結構設計產生的影響不是很大，結構設計時可只考慮彎矩項而忽略軸力的影響。但是對高樓層建筑結構進行分析所要考慮的因素就不太一樣了，需充分考慮到高層建筑的層數、高度對豎向構件軸力值的影響。隨著高度的不斷增加，豎向構件的軸力變形也會變得特別明顯，當豎向構件軸向變形達到一定的程度，會使高層建筑的結構內力數值和分布產生變化。2.3建筑側向位移。隨著建筑樓層及高度的增加，在水平荷載的作用下產生的側向位移也會不斷的增大。高層建筑設計時，需要保證足夠的結構強度，在應對風荷載及地震作用產生的內力作用時，才能有足夠大的力量去抵御。為了能夠將風荷載及地震作用下產生的側移距離控制在一定的限度之內，就必須擁有足夠的抗側剛度能力，才能較好的保障結構安全及正常使用的舒適度。
3高層建筑結構設計存在的問題分析
3.1建筑短肢剪力墻設置存在問題。隨著人們對住宅平面與空間的要求越來越高，高層住宅建筑中短肢剪力墻的運用越來越多。在一般情況下，建筑結構的短肢剪力墻是指墻肢的高度、厚度比例為5-8的墻體。短肢剪力墻與普通剪力墻相比承擔較大軸力與剪力，抗震性能較差，從受力特性及構件的安全儲備有別普通剪力墻，為安全起見，在高層住宅結構中短肢剪力墻布置不宜過多，不應采用全部為短肢剪力墻的結構，在某些情況下還要限制建筑高度。3.2抗震結構設計問題。高層建筑結構設計中很重要的內容是結構抗震設計。受高層建筑高度過高、荷載過大的影響，一旦出現了地震，就會誘發出各種不可估計的問題。現階段我國建筑工程建設要求高層建筑最低要保證五十年的設計基準期，并對高層建筑的抗震設計進行了明確的規定。但是在實際結構設計中，存在設計人員對規范理解不透、概念設計模糊等問題。如果高層建筑結構設計人員沒有充分認識到上述問題，就會給高層建筑留下安全隱患。3.3扭轉問題。質量中心、剛度中心和幾何中心是高層建筑結構設計中的“三心”，“三心合一”也是高層建筑結構設計過程中需要盡量達到的目標。但是在實際設計中存在“三心”偏離較大的問題。在三心偏離較大的情況下，受較大水平力的影響就會出現高層建筑扭轉震動的問題，影響高層建筑的安全。
4高層建筑設計相關假定
4.1彈性假定。當建筑處于一般風力的、正常使用豎向荷載及低于設防烈度的地震的作用時，建筑結構構件一般處于彈性的工作階段，這一假定與實際的工作情況存在的差異不大。但當遭遇強震作用或者強烈的臺風天氣時，建筑產生的位移會比較大，結構構件會轉入彈塑性的工作階段。在這個時候就應當按照彈塑性動力分析方法進行分析，而不能只按照彈性假定的方法計算，否則就不能將結構構件的真實工作狀態反映出來，留下安全隱患。4.2小變形假定。小變形假定方法是除了彈性假定之外另一種比較常用的方法，但也有學者對幾何非線性問題進行研究。除了彈性假定，小變形假定方法也常被采用。但有不少學者對幾何非線性問題（P-Δ效應）做了一些研究。一般情況下，當頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H>1/500時，P-Δ效應的影響就不能被忽視了。4.3剛性樓板假定。目前在我國對很多高層建筑結構進行分析時，都是將樓板的平面內剛度設定為無限大，而將樓板平面外的剛度予以忽略。在這種假定下，建筑結構體系的自由度在一定程度上減少，對計算方法進行了簡化。此外通過這種假定，使得在使用薄壁桿件的理論在對筒體體系的結構進行計算時非常方便，但是一般情況下，因為受到計算方式以及其他因素的影響，使得這種假定通常比較適合對建筑的框架以及剪力墻體系的計算。4.4計算圖形的假定。在高層建筑架構體系中，整體分析將采用的計算圖形分為一維、二維協同分析和三維空間分析三種。其中，三維空間分析的普通桿單元，每一節點含有6個自由度，按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應該考慮截面翹曲，截面翹曲有7個自由度。
5高層建筑結構設計要點
5.1建筑的載荷設計。在高層建筑的建筑結構設計中，建筑的安全性以及穩定性是設計的重中之重，而建筑的荷載直接影響著建筑的安全以及穩定，因此在進行建設設計時一定要做好荷載的計算。相對于一般的建筑，高層建筑的荷載及其組合要復雜的多，相關的設計人員在進行建筑的荷載計算時需要考慮的內容也多得多。在進行高層建筑的荷載計算時，最主要的內容是以下兩個方面：建筑的地震荷載以及風荷載。在實際的設計中，復雜的超限高層建筑還應當進行的風洞試驗及振動臺試驗，以確保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的設計。因為高層建筑的高度要比普通建筑高出很多，多以其對應力的承受能力也不一樣，因此當地震時其產生的反應程度也不是一樣的，因此對于高層建筑，在進行設計的時候必須要充分考慮抗震設計。而且抗震設計時，必須要對建筑所處的地形地質條件都進行充分的考慮，通常土地比較堅硬的其抗震強度會比較大，所以要盡量選擇硬度比較大的土層，而避開那些土質疏松的地層，而對土層的變化進行有效的把握成為抗震設計中的一個困難點。5.3高層建筑結構的包絡設計。包絡設計是近年來比較常見的設計方式，可以有效解決工程項目結構設計中存在的各種問題。當前工程設計問題變化比較多，有許多因素都會影響到結構效應，各種問題盤根錯節，使用目前已經掌握的只是或者軟件很難對其進行準確的分析。學術科學和工程的不同點在于后者難以長時間等待。因此要通過優化結構設計的形式，利用最少的經濟投入來獲取最大的經濟效益，并解決工程項目存在的問題。不同的工程條件可以用不同的網絡設計原則來處理，在對待轉換結構轉換層或者連體結構時，也可以用網絡設計，對構件進行分析驗算，取不利值包絡設計。
總之，高層建筑的復雜性不僅要求其設計人員必須具有較高的綜合素質，而且還有掌握足夠的理論知識以及相關的法律知識，而且在對其進行結構設計時也要對對建筑周圍的環境進行綜合的考慮，由此來提高設計的質量，同時降低建造的成本，促進高層建筑的健康發展。
作者:崔惠林 單位:保定市城鄉建筑設計研究院
參考文獻：
[1]劉軍進,肖從真,王翠坤,徐自國,田春雨,陳凱.復雜高層與超高層建筑結構設計要點[J].建筑結構,2011,11:34-40.
[2]曹彬,李銘.高層建筑結構設計中剪力墻結構的要點分析[J].中國建筑金屬結構,2013,22:65.
[3]楊留學.論高層建筑結構設計的注意事項和要點分析[J].門窗,2012,08:225-226.
[4]王慧君,徐勇.高層建筑結構設計的要點探析[J].科技與企業,2014,06:171.
[5]楊俊.高層建筑結構設計中的要點分析[J].江西建材,2014,13:35-36.
[6]鄒喜財.高層建筑結構設計的要點分析[J].建材與裝飾,2016,12:123-124.
關鍵詞 高層建筑 結構設計 問題
在國內市場經濟改革不斷推進的經濟環境之下，物質文明已經達到了較高水準，由此人們對作為衣食住行四大生活要素重要載體的建筑也有了更高的標準。而就高層建筑來看，由于其規模較大，且結構力學設計較為復雜，由此在結構設計的過程中往往存在一定的困難。由此，為經驗提高高層建筑結構的穩定性，必須從設計入手，針對現今高層建設結構設計所存在的問題，不斷提升其可靠性指標。
一、高層建筑結構設計問題分析
（一）短肢剪力墻設計缺陷
就現實情況而言，當下高層建筑結構設計者在設計短肢剪力墻的過程中，大多會出現增設短肢剪力墻的問題。根據國內對結構設計的全新規范不難得出，現今短肢剪力墻其截面高厚比應該處于5～8的范圍內。根據高層建筑結構設計經驗與設計參數不難得出，在對其結構進行設計的過程中不應該設置過多的短肢剪力墻，以進一步提高結構的穩定性。
（二）抗震Y構設計規范問題
在進行高層建筑抗震結構設計時，由于其高度較高，所以必須考慮較多不確定性因素對結構抗震性能的影響，所以一直是高層建筑結構設置中的難點。現今國內對高層建筑設計年限的規定至少為50年，并且對其烈度與震級對應下的高層建筑抗震能力指標做出了明確規定。但由于國內生態問題的持續惡化，國內地震問題在近10年間已經多次發生，其震級與烈度都有了不同程度的要求，如果仍然按照原有的設計規范，一旦出現地震事故，高層建筑的抗震性能堪憂。
（三）超高設計問題
超高是現今高層建筑結構設計過程中普遍存在的現實問題，多由于建設方為謀取更多的經濟效益，罔顧建設規范準則，過度增加建筑層高或加高建筑層高，這一問題將大幅度削減高層建筑的力學性能，對其抗震性與可靠性都有不同程度的降低。特別是在風荷載較大及地震烈度較高等極端惡劣條件時，建筑的穩定性很難得到保障，甚至將會嚴重威脅業主的生命財產安全。
（四）扭轉設計缺陷
高層建筑設計必須要盡可能保證建設工程的質量重心、剛度中心與幾何中心處于同一位置，以避免產生由于偏心彎矩過大所導致的結構扭轉坡外。但就現實情況來看，現今大部分高層建筑的設計都難以保證其三心處于同一位置，偏心問題普遍存在，一旦受到水平荷載的作用，建筑結構將很容易產生扭轉破壞，這也就給其投產埋下了不小的安全隱患。
二、高層建筑結構設計問題優化措施
（一）合理選用結構設計方案
為確保高層建筑結構的穩定性，必須合理選用適宜的結構設計方案。首先在設計過程中必須結合建筑設計師所提供圖紙以及國內對高層建筑結構設計的相關規范系統的確定其整體結構，防止所選擇設計方案與建筑設計標準的沖突。另外還需要結合項目建設地點的地質情況、氣候因素以及近50年來地質變動與水文情況對其結構細節加以優化，尤其需要根據工程規模對結構設計整體方案加以優化，在提高其結構穩定性的同時，確保設計方案具有較高的可行性與經濟效益。
（二）完善抗震結構設計
在進行抗震結構設計時，應當結合項目區域地震基本烈度等級，對其抗震等級加以詳細認定。必須對其抵抗側向荷載結構組件的位置加以詳細認定，確保其節點受力平衡與結構受力的合理分布。另外還應該保證建筑結構設計具有連續穩定性，并在保證其結構組件剛度與強度的同時，確保其經濟合理性。在初步設計時，應該盡量對高層建筑的結構片面加以簡化處理，在保障其基礎強度、剛度的同時，增加基礎的荷載傳遞能力。也就是說，必須避免其結構整體性的破壞與地基沉降對建筑的損害，進一步提升其抗震能力。
（三）優化結構性能設計
高層建筑的結構設計需要盡量符合結構性能的各項標準，大體涵蓋以下幾大方面：其一，優化對高層建筑結構的延性設計，避免其由于層高問題而產生變形與坍塌。其二，結合其水平荷載作用（主要包括地震橫波、面波與風荷載），通過結構設計提高其抵抗側向變形的能力。也就是說必須根據計算結果對建筑結構組件的彎矩調幅、塑性內力分布原則，確保建筑結構能夠滿足于性能化設計的各項標準。
（四）完善扭轉設計
為避免高層建筑受到地震、地質水文條件與氣候因素影響而產生的扭轉性損壞，在對其結構加以設計之時，必須對其結構模式與平面布局進行綜合考量，盡量確保其質量重心、剛度中心與幾何中心處于同一位置。在一些特定條件下，由于高程建筑需要滿足預定的功能指標，因此在需要選擇不規則平面結構時，必須將其長厚比與寬厚控制于允許范圍中，并盡量確保建筑結構的對稱，以提高其抗彎扭能力。
三、結語
高層建筑結構的設計是一項復雜的系統工程，具有較強的技術性與思辨性，能夠為建筑的穩定性提供充分的保障。而就實際設計工作來看，由于其高層建筑設計需要較高標準，因此必須要綜合考慮建筑設計規范與建筑工程實況，并選用優化的結構設計模式確保結構的力學性能，同時針對當下高層建筑結構設計問題，選用適宜的優化方案，以此在提高其結構設計可行性的同時，促進我國高層建筑的可持續發展。
（作者單位為四川大學錦城學院）
參考文獻
[1] 岳文萍，茂，劉飛飛.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].住宅與房地產，2016（03）：90-91.
[2] 趙軍.高層建筑結構設計的問題與對策研究[J].門窗，2016（01）：137-138.
[3] 趙華琪.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].江西建材，2015（17）：18+
24.
[4] 王號.高層建筑結構設計相關問題及對策分析[J].低碳世界，2015（01）：233
關鍵字：高層建筑 結構設計 特點 要點
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A
引言
近年來，高層建筑逐步成為建筑業的重要建筑模式，由此建筑結構變得越來越復雜，同時人們對建筑功用性的要求也越來越高，由此做好高層建筑結構設計不僅關系到建筑建設的效益和效能，同時是滿足人們對建筑要求的途徑。當下，建筑安全問題已成為人們普遍關注的問題，建筑事故的層出不窮，究其原因，建筑結構設計問題難辭其咎，由此，如何在滿足建筑日益增長的要求的基礎上完善高層建筑結構設計就變得尤為重要。
1 高層建筑結構設計原則
1.1 選擇合理的結構方案
在高層建筑的結構設計中，要選擇經濟合理的結構方案，從而保證結構設計的合理和安全。在結構設計方案的選擇中，要注意對材料的要求、施工環境的綜合考慮，同時要考慮地震區高層建筑設計的特點，要力圖遵循平面和豎向規則，規避結構方案的不適性。在結構設計方案的選擇中，要與建筑施工單位和基礎設施供應方進行協商，從而選擇合適的高層結構設計方案，充分發揮結構設計的效用。1.2 選擇合適的基礎方案
對建筑進行結構設計，要充分考慮建筑所在地的周邊環境，要對工程的地質條件以及周圍建筑的施工及特點做好調研，充分保證后續建筑過程與周邊環境的和諧統一。建筑結構設計中要選擇合適的基礎方案，基礎方案要體現結構設計的方方面面，要盡量顯示建筑的全貌，同時要考慮建筑的經濟成本和效益，最大限度發揮建筑周邊條件的作用，保證建筑的正常實施。
1.3 選擇合適的計算簡圖
高層建筑的結構設計要選擇適當的設計簡圖，由此可以防止由于計算簡圖選擇不當導致的建筑安全隱患的發生概率。建筑結構計算是以計算簡圖為基礎的，所以結構設計中要特別注重計算簡圖選取問題，從而可以保證后續結構計算的準確和建筑設計的安全。當然，建筑實際結構與選取的計算簡圖之間允許存在合理的誤差，但是要盡量把工程實際控制在計算簡圖精度要求范圍內。
1.4 分析所得到的計算結果
當下，信息技術飛速發展，由此也帶動了建筑結構設計對計算機軟件的應用。由于不同計算機軟件會產生不同的計算結果，所以要對不同結果進行分析處理。由此，建筑結構設計人員就要具備專業的建筑結構設計理念和知識，更要對計算機軟件有充分詳細的了解，便于對計算機計算結果進行客觀分析。由于操作人員自身的問題或者計算機軟件具有的自身誤差，使得計算結果與實際情況出現一定的差異，這時就要求結構設計人員客觀判斷并予以糾正。
2 高層建筑結構設計的特點
（1）結構延性是重要的設計指標
相對于低樓層而言，高樓層具有獨特的特性，高樓層擁有更好的柔性，由此，高層樓房在遭受地震的時候更容易出現變形。所以在建造高層建筑的過程中，就要充分考慮如何保證高層建筑的延性，從而保證高層建筑進入塑性變形階段之后仍然有較好的變形能力，防止坍塌現象的發生。由此就要在建筑結構設計階段采取恰當的措施保證建筑結構的延性。
（2）水平載荷成為決定因素
高層建筑的設計和建造過程區別于低層建筑，不僅要考慮豎向載荷，同時要考慮水平載荷的影響。在建造高層樓房時，水平載荷的影響作用也非常重要。水平載荷之所以發揮如此重要的作用是因為在高層建筑設計中要充分考慮抗側力，而水平載荷可以起到平衡作用。除此之外，對某高度的建筑來說，豎向載荷基本是一個定值，而作為水平載荷的風載荷和地震作用，則隨著結構動力特性的不同而浮動。
（3）軸向變形不容忽視
在有外力作用的情況下，建筑結構會發生一定的位移，包括彎曲、軸向變形和剪切變形。對于低層建筑的結構，一般的結構構件軸向和剪切變形的影響相對小，由此不會涉及到軸向變形和剪切變形問題的考慮。但是高層建筑的軸力相對較大，由此產生的軸向變形就會比較顯著，由此在建筑結構設計中就要把軸向變形考慮進去。
3 高層建筑結構設計的要點
3.1 結構的超高問題
抗震規范中對建筑結構的總高度進行了嚴格限制，新規范中增設了B級高度，這與原來設定的A級高度在處理辦法方面有很大的改變。所以在工程實踐中，就要充分考慮建筑的超高問題及處理措施，在結構設計過程中要充分根據工程的實際進行抗震設計，防止建筑物結構過高導致的不安全因素。一旦在工程實際過程中忽視建筑物的超高問題，在工程后續施工過程中就會出現一系列的問題，這就會對工程工期和效益造成嚴重的損害。
3.2 短肢剪力墻設置問題
短肢剪力墻在規范中是這樣定義的：墻肢截面高厚比為5-8的墻。實踐表明，短肢剪力墻在高層建筑中的運用有更多的因素加以限制。因此，高層建筑結構設計過程中，就應當根據情況盡可能少的使用就要盡量避短肢剪力墻，從而減少由于短肢剪力墻的使用造成了不必要的麻煩，所以，在高層建筑的設計過程中，要特別注重工程的細節問題，從而提高工程建設的進度。
3.3 嵌固端的設置問題
高層建筑通常都有地下室和人防，由此嵌固端的設置位置可能在地下室頂板，也有可能在人防的頂板。在進行高層建筑結構設計的過程中，結構設計人員要特別注意嵌固端的設置問題，防止由于嵌固端設置所造成的問題。比如說嵌固端上下抗震等級的一致性問題和抗震縫設計與嵌固端位置的協調問題等等，由此可能造成結構設計的不合理，導致安全隱患的產生。
4 結語
高層建筑是一種更為復雜的建筑模式，近年來，高層建筑發展迅速，然而建筑的結構設計效果并不理想，建筑安全問題發生的頻率相對較高，由此在高層建筑結構設計過程中，建筑結構設計人員更應該根據建筑結構的特點，認真考察建筑具體實際，從而設計出合理的設計方案，保證建筑的安全性和穩定性，發揮建筑的效益，從而滿足建筑使用群體的要求，同時為建筑業的更快更好發展做出貢獻，使得建筑業可以有更長足的發展空間。
參考文獻
[1]李紅.關于高層建筑結構設計問題探析[J].民營科技，2013（3）
[2]宋金蘭.淺談高層建筑結構設計問題[J].中國新技術新產品，2012（10）
[3]張瀚.關于高層建筑結構設計問題探討[J].中國新技術新產品，2012（23）
[4]王續晶.高層建筑結構設計問題探討[J].價值工程，2011（9）
1.1結構方案最優化原則
建筑結構設計是建筑施工的第一步，一個質量優良的建筑物離不開良好的結構設計方案。建筑結構設計環節是建筑施工中非常重要的一個環節，建筑施工離不開建筑結構設計方案的指導。在對建筑結構方案進行制定時，需要搜集建筑周邊環境信息，針對建筑所在的位置，進行合理設計，另外在設計時，還要考慮到建筑的經濟性，建筑技術以及施工方面的影響，從而設計出最佳的建筑施工方案。
1.2建筑材料與資源的節約性原則
建筑設計中一項重要的工作就是提高建筑材料的利用率，減少建材的使用。因此在建筑工程實際施工前，相關的設計人員必須仔細的研究工程圖紙，提前做好建材的使用方案以及節約方案。在不影響工程整體施工季度以及質量的前提下，綜合考量與建筑材料相關的各種因素，比如物流費用、加工費用、存儲費用等等，盡可能的降低成本。另外，選用建材時，不能一味的注重價格，也要考慮建材的質量，比如鋼筋的使用，盡量采用高強度的鋼筋，其具有強度高，性能突出等優點，使用效果遠遠高于普通鋼筋，相較而言，其性價比更高。
2高層建筑結構設計的特點
2.1控制指標
高層建筑由于樓層的高度問題，在施工方面和基層建筑的施工是有很大的不同的，因此在進行高層建筑結構方案制定時，設計的側重點也不同。在高層建筑結構設計中，結構側移是一項非常重要的設計因素，因此在制定建筑結構設計方案時，一定要注意將結構側移控制在一定的范圍內。
2.2軸向變形
在高層建筑結構設計中另外一個非常重要的元素就是軸向變形，在高層建筑施工中，豎向載荷數值一旦變大，豎向構架中就會出現非常大的軸向變形，從而對連續梁彎矩產生破壞，進而對建筑的整體結構產生影響。
2.3水平荷載
在建筑結構的設計中，水平荷載是一個非常重要的元素。建筑結構設計中的豎向荷載所造成的軸力與建筑物的整體高度的一次方成正比，水平荷載所造成的傾覆力和豎向的構件生成的軸力這兩種利益與建筑物的整體高度的二次方也成正比。假如建筑物的高度增長的話，這個值也會變大，從而會對整個建筑結構產生很大的影響。
3高層建筑結構設計中存在的問題
3.1高層建筑結構設計隨意無章
建筑工程的建設最重要的參照物就是建筑結構的設計圖紙，也是建設過程中的具體指標，在建筑結構的設計以及實際工程施工中具有十分重要的作用。如果建筑結構設計圖紙出現微小的問題，在實際施工中，都會被擴大數倍甚至數十倍的形式呈現在建筑結構中。因此，在建筑結構設計中，必須重視對設計圖紙的使用以及標識。但是目前的建筑結構設計過程中，對于圖紙的運用還存在一些問題，有些關鍵性的信息并沒有在圖紙中表明，比如建筑的防震設計，建筑的抗裂等級，或者建筑施工材料的質量標準等。如果后期的設計人員對于建筑結構設計的整體考慮不那么全面，稍有遺漏，就會嚴重影響建筑工程的施工質量。
3.2高層建筑結構設計不合規定
高層建筑結構設計的不合規性主要體現在建筑施工材料的選用上。隨著我國經濟水平的不斷提高，建筑行業得到了極大的發展，而建筑行業繁榮的背后，也使得市場競爭更加激烈。這使得一部分企業，為了追求利潤，擴大市場占有率，開始降低自身的建筑成本，而降低建筑成本的主要手段就是調整建筑施工材料等級，許多企業在進行建筑結構設計時，投機取巧，擅自調整建筑材料。例如使用低含鋼量的建材來降低建筑成本，使用一些低質的施工材料。這不僅會對企業造成極大的負面影響，還嚴重威脅到了人們的生命財產安全，這也是我國不斷出現“樓歪歪”“樓脆脆”等現象的原因。
4高層建筑結構設計的有效解決對策
4.1完善高層建筑結構的設計圖紙，培養嚴謹的工作態度
在建筑結構設計中，要重視設計圖紙的使用。相關設計人員在對高層建筑結構設計過程中，對于一些細小但是重要的數據，信息都要考慮到，并將其清晰的標注在設計圖紙上，不要因為為了方便而將一些重要的信息省略掉。因為高層建筑在實際施工中，都是嚴格按照高層建筑結構設計的圖紙來進行實行的，一旦圖紙中出現不清楚或者不明確的數據信息，這對高層建筑的整個施工都會產生重大的影響。此外，設計人員在進行圖紙設計時，要秉承嚴謹的工作態度，認真對待設計工作，切忌馬虎大意，對于已經完成的設計圖紙，也要反復檢查，確保設計出來的圖紙信息的準確性。同時設計人員還要對圖紙中發現的問題或者丟失的數據，及時的修改或者彌補，以確保建筑工程的施工質量。
4.2加強高層建筑結構的剛度設計，適應建筑的實際需求
高層建筑結構的剛度取決于建筑材料的含鋼量。因此，在高層建筑設計過程中，如果采用低含鋼量的設計，會使得工程具有極大的安全隱患。所以建筑施工企業必須注意高層建筑的剛度設計，以保障高層建筑的工程質量。當然，建筑結構的剛度會隨著不同的地質情況而不同，比如在平原地區，地質比較穩定，那么高層建筑結構對于剛度的要求就比較低，可以采用含鋼量稍微低一些的建材；而如果在山地丘陵地區，地質情況復雜，那么就要對建筑結構的剛度要求嚴格一些，采用含鋼量高的建材。綜上所述，建筑企業不能一成不變，在高層建筑結構設計過程中，要因地制宜，不能僅考慮企業的利潤，更多的是需要和實際情況相結合，設計出最符合要求的建筑結構剛度需求。
5結束語
高層建筑施工的基礎就是高層建筑結構設計工作，也正因如此，高層建筑結構的設計質量問題會對高層建筑的后期施工質量產生直接的影響。同時隨著我國社會的不斷發展，人們對于建筑的需求也在朝多元化方向發展，也正是由于人們需求的變化，導致高層建筑設計的問題也日漸增多。因此，在目前激烈的競爭環境下，建筑企業要想長遠的發展下去，就必須解決高層建筑結構中的問題，提高建筑工程的施工質量與水平。只有這樣，才能更好的為社會做貢獻，企業也才能更好地發展下去。
作者:張振新 單位:烏海市建設工程施工圖審查中心
參考文獻：
[1]岳文萍,茂,劉飛飛.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].住宅與房地產,2016,(3):90-91.
關鍵詞：高層建筑，結構設計，分析，研究
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
1 引言
我國經濟的快速發展加快了城市化進程的腳步，同時帶動了建筑業的騰飛，建筑技術隨之也有了質的飛躍。高層建筑的發展使有限的土地面積得到了最大化的使用，發展無限的空間，緩解了城市用地緊張和城市人口壓力，并且高層建筑一躍成為建筑發展的主流導向，儼然成為城市高度發展的標志。高層建筑結構層數多、復雜難度大、施工困難、管理復雜、工序繁多、建設周期長、質量難以保證等諸多的特殊性，給設計施工帶來了許多不便。高層建筑能夠做到結構功能與外部條件的一致，設計理念先進，能夠充分發揮結構的功能并保持經濟性的協調，更好的解決構造問題。高層建筑結構總體系與各個分支體系設計和構造處理的原則、力學性質以及工作原理、力學模型和功能等這些高層建筑概念設計的依據都需要在實踐中不斷的積累經驗。本文從高層建筑結構設計的角度出發，針對高層建筑結構的特點和設計問題，分析總結設計的要點，提出相對的控制措施，以期為相關的結構設計人員提供借鑒和參考。
2 高層建筑結構設計特點
相比低層、多層建筑結構，高層建筑結構中結構專業在各個專業中發揮著更為重要的作用，結構體系的選擇直接關系到建筑的平面布置、樓層高度、施工技術、機電管道、施工工期、造價成本等，主要設計特點有以下幾點：
1）高層建筑結構設計的主要因素是水平載荷，其也是高層建筑結構設計的決定因素，在低層和多層建筑結構中，一般是以重力為代表的豎向載荷對結構設計起著至關重要的作用。在高層建筑結構設計中，雖然豎向載荷對結構存在著重要的影響作用，但是水平載荷更為重要，之所以這樣認為，是因為水平力對高層建筑結構安全穩定性的影響程度要遠遠超過豎向載荷對結構的影響。建筑結構設計中的豎向載荷包括建筑自重以及建筑樓面的使用載荷，它們在豎向構件中作用的軸力和彎矩的大小與建筑高度的一次方成正比關系，而水平載荷對建筑結構產生的傾覆力矩，和由此在豎向構件中產生的軸力，都與建筑高度的二次方成正比關系，因而，對于一定高度的建筑來說，豎向載荷是定值，而水平載荷主要是風載荷和地震水平分力，它們的數值大小是動態的，具有不確定性，對著結構動力學的不同隨之產生較大的變化，而隨著建筑高度的增加，較小的水平載荷也會產生較大的傾覆力矩和軸力，因此水平載荷是高層建筑安全性能的主要決定性因素之一。
2）建筑結構中，軸向變形對結構的影響主要表現在連續梁支座的安全和預測構件的下料長度方面。在高層建筑結構中，由于豎向載荷較大，柱中的撓度也較大，這樣直接影響了連續梁彎矩，導致中間支座附近的負彎矩減小，而連續梁跨中正彎矩和端支座負彎矩增大，威脅到連續梁的穩定安全性能。同時較大的軸向變形也會對預測構件的下料長度產生影響，因此要根據軸向變形的計算值來調整預測構件的下料長度，避免出現安全隱患。結構構件的剪力值和側移也會受到軸向變形的影響，考慮到結構構件豎向變形，得到的結果安全度不夠。
3）與低層、多層建筑結構幾何變形相比，高層建筑結構的側向位移也成為控制目標，需要在結構設計中認真重視的關鍵所在。隨著建筑高度的不斷增加，側向位移受水平荷載影響也越來越明顯，水平荷載越大，側向位移也就越大，對結構的安全影響就越大。因此，結構側向位移要規定一個安全的容許范圍，設計計算要將其控制在此范圍之內，減少其高層建筑結構的安全影響。
4）結構延性是建筑結構的一項非常重要的設計指標，與低層建筑結構相比，高層建筑結構更具有柔韌性和延展性，建筑結構的整體變形相對來說也會更大一些。在風、地震等外力的水平作用下，高層建筑結構由處于彈性狀態，在作用力超過彈性極限的前提下，結構就會進入塑性變形階段，此時的變形無法恢復，如果作用力繼續加大，就會達到破壞階段，因此為保證結構在進入塑性變形階段后仍然具有較強的變形能力和持久性，避免出現倒塌，就要采取恰當的措施，增加結構的延展性，避免結構損壞。
5）有抗震設防要求的高層建筑結構設計，在考慮豎向載荷、風載荷等的條件下，還要滿足抗震設防的要求，保證結構具備良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
3 高層建筑結構設計分析研究
3.1結構的高度
高層建筑結構的總體高度受制于規范標準，主要體現在抗震規范、高層混凝土技術規范中，對高度、超高等進行了嚴格的劃分。高層建筑結構設計中，之前的一些處理方法和措施都有一定的改變，并且隨著高度的增高，結構安全影響因素也增多，若忽視這些問題，就會產生非常大的風險。在實際工程中如果忽略這些問題，在施工圖的審查過程將受到限制，導致返工重新設計的現象出現，若進行專家論證繼而會影響工期、造價等一連串的規劃設計施工，給項目造成很大的麻煩。當建筑高度達到一定的程度時，結構會發生質的變化，如安全指標、荷載、材料、力學模型選擇等。
3.2 結構的體系
建筑結構體系有很多種，目前主流的結構形式主要有鋼結構和鋼筋混凝土結構。對結構體系的選擇有直接影響的是結構轉換層和加強層的設置，在結構體系之間或者柱間距發生變化時，就需要設計轉換層，這時結構的剛度突變會直接影響到相鄰的柱構件的受力情況，剪力增大導致很難實現轉換層與體系連接處的強柱弱梁。因此，高層建筑在需要轉換層或者加強層的結構設計中，結構體系的剛度要低，避免剛度出現太大變化，根據我國的建材市場產品性能和品種，可以適當的選擇鋼骨混結構、鋼管混結構、鋼結構等。
3.3 結構的細節問題
重視建筑結構細節的設計是為了保證結構的規則性、剪力墻和嵌固端的設置。采用平面規則的建筑結構方便了設計施工，并且規范要求建筑物采用規則的方案，同時在平面規則性做了嚴格的限制，就是為了避免在后期的施工圖設計中造成不必要的麻煩。短肢剪力墻是設計中受到限制最多的，因此在設計中要避免出現短肢剪力墻，如無法避免，則要符合各種要求。嵌固端一般出現在地下室頂板、人防的頂板位置，它的設計也需要按照規范要求進行，如抗震等級一致的要求、嵌固端上下層的剛度比值的選取、嵌固端和抗震縫的相對位置要求，如不滿足規范要求，則會對工程產生嚴重影響，因此也要重視嵌固端的設計。
3.4 結構的抗震性能
高層建筑結構極易出現扭轉效應。當受到地震作用時，會加劇結構的破壞，繼而影響到鄰近建筑物的穩定。在高層建筑中結構抗震是設計中必不可少的環節。結構的應力集中現象會影響結構的安全性能，常出現在凹凸的拐角處，需要引起一定的重視，避免出現或者采取補救措施來減小這種應力集中現象。高層建筑結構在豎向還常出現剛度突變和薄弱層，因此在進行抗震設計時要注意防震縫的設置，同時它也是設計時容易忽視的問題。高層建筑結構要嚴格按照抗震設防規范的要求進行。
4 結束語
高層建筑結構設計隨著建筑的高度變化越發復雜，相關設計人員要針對高層建筑的結構特點以及主要安全影響因素進行重點考慮，在嚴格遵守規范要求的基礎上進行合理的結構體系的選擇、高度的控制，重視結構細節的設計問題，按照抗震的安全標準設計，提高高層建筑在設計上的質量和安全性能。
參考文獻：
