时间：2023-08-17 17:51:33
导语：在高层建筑结构设计重点的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：高层建筑；混凝土结构；设计要点；具体方法
中图分类号：TU97文献标识码： A
引言
高层建筑在我国具有比其他国家更大的重要性。高层建筑应该具有极强的稳定性，而实现这一特性的关键就在高层建筑采用的钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构在高层建筑中既是基础又是核心，既是保证安全的关键所在，又是实现其功能的关键所在。这就赋予了钢筋混凝土结构至高无上的地位，这也使得这一技术不断地发展。在进行施工之前，设计尤为重要，作为一个设计者，要本着可实行性来进行设计工作，要吸前人的教训，并且结合现代科技，这才能够顺应建筑业的发展。
一、高层建筑钢筋混凝土结构设计的灵魂
高质量的高层建筑钢筋混凝土结构设计能把设计者的才华展现的淋漓尽致，这也正是整个设计的核心所在。我们抓住他的要点，把它总结为以下几点：
1、高层建筑钢筋混凝土结构的安全性
高层建筑不同于传统的低层建筑，高层建筑对结构的稳定性有着非常严格的要求。在设计的时候，对于钢筋混凝土的结构与强度的设计一定要严格把关，确保安全，同时考虑到使用寿命和突发事件的问题，保证安全性，稳定性与延续性。
2、高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性
因地制宜，仔细研究当地的气候，例如在多风的地区需要抗风化的材料。严格遵循国家相关规定，确保规定的使用年限。
3、高层建筑钢筋混凝土结构的适用性
保证通过使用钢筋混凝土结构的高层建筑的适用性，也就是确保它的宜居性，需要实现其在一定的情况下能够体现出抗压，抗震等特性，以及抵抗一系列因素的影响。
二、高层建筑工程混凝土结构设计方法存在的问题
1、技术标准和安全系数存在着差距过大的问题
在建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准的偏差，技术标准不明确并且偏差过大。在建筑设计中没有制定相应的技术标准。同时又存在着安全系数的问题。根据国内现行混凝土结构设计规范要求，结构安全可靠度是“规定”荷载作用下的强度保证率。设计规范结构可靠度只是对结构构件来说的，其安全性主要取决与荷载取值，安全系数设置与荷载系数取值之间存在着较大的关系。据调查资料显示，国内规范动荷载安全系数要比美国、英国低14%～21%，比欧洲低7%；强度安全系数比欧美国家低大约15%，钢材强度安全系数低6%。比如，根据国内规范设计的柱子若动、静载之比为1:2，因荷载、材料影响承载力较英美国家规范设计承载力大约低35%，而较欧洲国家也低28%。由此可见，技术标准和安全系数存在着差距过大的问题，需要解决。
2、设计和实施过程中人为的错误
在混凝土结构设计方法中存在了人为的错误。由于设计人存在的设计偏差和错误，导致设计方法存在了问题。很多设计者计算不够准确，设计过于粗糙并且缺乏设计的经验，导致设计出现了人为的错误。很多企业在对相关设计招取设计人员中没有针对不同的设计者完成其擅长领域的工作。每一个设计师都有擅长的领域，要根据具体的工作去完成，对设计师的擅长方向要进行了解。同时很多企业没有进行相关的设计管理，要在不同程度上加以辅导和监督，防止出现人为错误。很多设计师没有认真的工作态度，并且技术不过关，这使工作方法出现了问题，缺乏职业道德也使工作方法出现了问题，这些人为的问题为结构设计带来诟病。
3、耐久性上设计方法存在问题
很多设计出现耐久性不高的现象。一项工程的耐久性是工程的关键。把耐久性做好体现了设计者的设计水平和完美地设计观念。它要求设计过程的高超技术和实施的完美结合。很多设计者在很多恶劣的条件下不能设计符合恶劣条件的设计成果，设计的成果适应不了恶劣的环境，这样问题的存在让设计失去了所谓的意义，没有很好地为工程服务，出现豆腐渣工程，是设计的败笔。对于耐久性设计方法而言，国内外存在着一定的区别。比如，我国和美国设计标准中，水泥品种分类方法、类别存在着差异性，组分含量也有很大的区别。就耐久性而言，美国规范ACI318-05比国内规范GB50010-2010更为详尽；美国规范虽然将耐久性单列出来，但却没有明确对混凝土结构所处的周围环境类别细分，只规定了不同环境下的混凝土材料应用；耐久性设计过程中，根据周围环境的类别确定实施方法，根据等级确定各指标控制度；而我国环境类别划分相对比较笼统一些。
4、设计方法的安全检测不够
在混凝土设计方法中缺乏相应的安全检测。在设计中各步骤的安全是设计进行的关键。在每个步骤都完成后要跟进安全检测，但在设计方法中很多设计师缺乏对设计的安全检测。相关的政府也对其不够重视，出现了质量问题，为建筑带来了问题。很多设计者没有对设计仪器进行购置，设计仪器出现了不合格的现象，在根源上得不到重视让设计方法出现了问题。政府没有进行设计的安全监管和监督，使设计中安全检测出现了问题，安全监管要出台防范措施，这也是对设计方法的严格要求，防范方法做不好会导致不安全问题出现，让设计得不到安全保证，使设计变成失败，无法真正投入到运营和工作中，使设计偏离了真正的应用。
三、高层建筑混凝土结构优化设计的具体方法
整体是由局部组成的，局部的情况反作用于整体，重要的局部甚至对整体起到决定性的作用。高层建筑混凝土结构设计是高层建筑结构设计的主要部分，它的设计必须与整体结构相适应。现今，国内外建筑结构设计人员在保证整体结构合理的前提下，追求局部结构的承载力最大化。至今为止，虽然国内外很多学者和建筑设计人员都对此作了很多研究，但仍没有形成一种适用于高层建筑结构设计的成熟的数学模型。对于数字模型的要求是既能够满足各种结构设计的规范和要求，又能够让设计人员觉得方便和实用，所以在不断地实践之后，局部结构承载力的最大化成了最重要的目标。实质上，优化设计的重点是要将整体和局部统一起来，下面就是优化高层建筑混凝土结构设计方案的三种方法:
1、高强砼和高强钢筋的合理使用
在建筑施工过程中，钢的花费在建筑总花费中占有很大的比重。因此，对于钢的用量要进行严格控制，合理地使用高强钢筋，避免过度用钢造成建筑施工资金不足或紧张。同时对于地基较软弱的高层建筑，合理布置强砼和高强钢筋高优化构件截面尺寸，不仅可以减少造价，还可以减轻地基载荷，方便施工。建筑物的自重越大，地震对其破坏的程度就越大，所以还可以通过减轻建筑自重来降低地震对建筑物的损坏，而合理使用高强砼和高强钢筋可以有效地减轻自重，达到降低造价和降低地震对建筑物破坏的程度。
2、综合考虑平面性状、各部分的刚度和承载力三个方面
首先，要遵循平面结构性状简单规则的原则，将长度和凸出部分控制在一定范围内，竖向体型要规则均匀。其次，要均匀分配各部分的刚度和承载力，竖向布置要采用规则的结构，形状是下大上小，侧向刚度要均匀变化。有时候会发生结构设计严格按照标准设计，导致造型不够美观，在这种情况下，结构设计人员就要关注结构概念设计，并将其贯穿于整个设计中，在保证建筑结构合理适用的前提下，美化建筑外部形象。
3、注重剪力墙的平面布置
具体的要从以下几项做起:(1)剪力墙的布置要遵循周边均匀和相对集中的原则，当然前提是要保证建筑的使用功能。通常情况下剪力墙的位置是布置在建筑物的楼梯间、电梯间处以及平面形状变化及恒载较大的部位，其间距也要控制好，间距过大或过小都不可以。(2)剪力墙墙肢截面要简单规则，不宜太复杂，同时剪力墙结构的侧向刚度也要适宜。(3)短肢剪力墙的数量不宜太多，因为较多的短肢剪力墙没有联合剪力的效果好，特别是全部为短肢剪力墙的情况决不能发生。
4、注重结构抗震性能
合理设计混凝土筒体的承载力和延性，这里特别强调了混合结构体系的高层建筑。为了保证高层建筑的抗震性能，型钢柱的设置位置与设置方法要根据建筑高度的不同而选择适用的。当建筑物高度不超过130m时，并且抗震设防等级多为7级;筒体四角和楼面钢梁与型钢混凝土梁的交接处设置型钢柱，建筑物的高度一般高于130m，型钢柱的位置设在筒体四角，抗震设防等级要设为7、8、9级，避免框架的刚度及承载力不达标。要想通过刚性连接框架平面内柱与梁的方法增强框架的刚度和水平承载力，降低水平作用力使楼层侧移的可能性，可使用以下方法:一是设置外伸桁架加强层;二是采用分段拼装外伸桁架与筒体剪力墙刚接的方法;三是均匀布置贯通性的刚接桁架与抗侧力墙体。
结束语
综上所述，建筑结构工程师在设计混凝土的结构设计时一定要综合考虑结构设计的安全度要求，确保满足安全性（牢固性）、适应性以及耐久性等方面的具体要求。同时，制定和选择科学合理的混凝土结构设计安全度标准综合反映了国家的整体经济资源状况、施工设计技术水平、社会财富积累程度以及施工材料的质量水平等，意义深远。
参考文献
［1］董良凤．浅谈高层建筑混凝土机构的优化设计［J］．福建建筑，2010，11．
关键词：高层建筑结构布置粱式转换抗震设计
Abstract: At present, the more common form of the buildings in our country for the upper part of the small bay in the residential, more of the wall to separate the space to meet the needs of the units; the lower part of the large bay shopping malls or public places of entertainment, a large column grid.less wall, in order to meet the public use requirement. In order to achieve the building of this structure must be set in the floor up and down different structural system conversion conversion layer, the structural changes in the form of transition. The article described the architectural characteristics of the conversion layer, thereby further conversion layer structure of the layout for the building, seismic design, conversion layer of the upper and lower lateral stiffness than the other aspects should be noted that the points were analyzed.
Keywords: high-rise building structure layout beam converted seismic design
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
随着城市建设步伐的加快，高层建筑的功能需求也发生了很大的变化，不再是单一、枯燥和片面的。常见的建筑物结构形式为民用住宅与公共场所通过墙体、柱网进行分开，各自满足自身的使用要求。在这其中运用到了转换层，只有通过转换层才能实现这种结构变化形式的过渡，完成各自的需求功能。本文通过介绍转换层结构形式、受力特点，并提出了转换层结构设计中应注意的问题。
1 高层建筑转换层结构形式及特点
（1）粱式转换。目前，在高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式是粱式转换，其传力途径直接、明确，是由上部墙经转换梁传力给下部柱，完成整个建筑物的使用功能的。这种转换方式不仅有利于工程的计算、分析及设计，在成本造价上也较低，因此广为人们所应用，根据资料显示，其数量是转换层总量的77％。选择转换梁的截面高度通常为0.8~6m，在带转换层结构的高层建筑中主要以梁式转换层为主。
（2）箱式转换。这种转换方式是通过单向托粱和双向托粱与上、下层较厚的楼板浇筑为一个整体而实现的，这种转换层刚度较大。
（3）板式转换。板式转换层主要是应用在转换层上下柱网错开较多、布置没有次序、无法用梁进行承托的情况下，需将转换层做成2.0~2.8m厚度的转换板，这是从抗剪和抗冲切的角度考虑的。这种转换层的下层柱可灵活摆动，然而因自重较大，所费材料较多，拖工难度大。
（4）桁架转换。桁架主要包括空腹桁架与实腹桁架两类。与梁式转换层相比，这种转换层的受力更加清楚、明确，使用、活动空间更大，自重小，抗震性能也更高。然而其节点设计复杂，由于受到各种因素的限制，无法广泛运用于各类高层建筑中。
（5）斜柱转换。这种转换层能够发挥混凝土可压缩性能的优势，为整个建筑扩大利用空间，其为比较特殊的一种结构形式。使用此类转换层，会增大水平荷载，因此为了克服这个缺点，以建筑物的平面布置为前提，在转换层施工中添加圈梁或拉梁，以最短的路径，达到相互平衡。
（6）巨型框架转换。此类转换层具有比较好的前景，也是目前我国建筑业的发展方向。巨型框架转换具有较好的抗震性能，主要是由竖向筒体或巨型柱与一道或多道大梁组成，从结构上看，也是由多个梁式转换层组成。在施工前，通过模拟施工过程的设计方法，掌握在施工中遇见的问题，有效解决临时支撑情况及维持足够的抗侧刚度。
2 建筑转换层结构设计中应注意要点分析
2.1 转换层的结构布置
转换层的结构布置时，应注意以下几个方面：
（1）转换层的建筑结构，转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。按现有的工程经验和研究结果，转换构件可采用转换大梁、析架、空腹析架、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。
（2）换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，故7度，8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。
（3）高规规定了几条重要原则：带转换层的筒体结构的内筒应全部上、下贯通落地并按刚度要求增加墙厚；框支剪力墙结构要有足够的剪力墙上、下贯通落地并按刚度比要求增加墙厚；长矩形平面的框支剪力墙结构，抗震设计时，其落地剪力墙的间距按原规程适当加严，比原规程增加了限制落地柱周围的楼板不应错层的规定这几点的原则是防止转换层下部结构破坏的基本要求，特别是对于抗震设计的结构，要求更加严格。
遵守这些原则就可控制刚度突变，减少内力传递的突变程度缩短转换层上、下结构内力传递途径，保证转换层楼盖有足够的刚度以传递不同抗侧力结构之间的剪力，防止框支柱因楼盖错层发生破坏。
（4）框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设边门洞、中柱上方不宜设门洞。试验研究和计算分析说明，这些门洞使框支梁的剪力大幅度增加，边门洞小墙肢应力集中，很容易破坏。此外，落地剪力墙和筒体的洞口宜在墙体的中部，以便使落地剪力墙各墙肢受力比较均匀。
2.2 转换层高层建筑结构的抗震设计
关键词：高层住宅；概念设计；基础设计；剪力墙设计
1 工程概况
某高层住宅，设计使用年限为 50年，建筑耐火等级为二级。抗震设防烈度为七度，主体为剪力墙结构，裙房为框架结构。地基基础设计等级为乙级，主体为筏板基础，裙房为柱下独立基础和墙下条形基础。总建筑面积为5231.08m2，东西长约45m，南北长约18m，主体为地上15层带 1层地下室，右边裙房为地上 1层带 1层地下室，前边裙房为地上 1层。
2 概念设计与总体指标控制
概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震的作用， 避免出现敏感的薄弱部位导致过早地破坏，因此剪力墙的布置应以此为原则精心布置，方可使结构在整体上安全合理。目前很多设计剪力墙满布，造成结构体系刚度过大，引起地震力加大，虽然满足强度要求，但混凝土用量大，钢筋用量也随之加大，并且加大后的地震力有时集中于某些薄弱部位，造成安全隐患。
建筑结构平面布置时，概念设计应尽量使 x向和 y向抗侧刚度接近，剪力墙不宜过多以免刚度过大。在竖向布置上也要力求均匀，避免少数楼层出现敏感薄弱部位，使结构整体形成均匀的抗侧力结构体系，在此基础上，结合电算才能作出安全、经济、合理的结构。在本工程住宅楼主体剪力墙时，x向剪力墙墙肢较短，y向剪力墙墙肢较长，墙肢尽量多做成带翼缘的L形、T形等，不做“一”字形短墙；高厚比多在8以上，通过这些措施使结构总体指标控制在规范允许范围内。总体指标对建筑物的总体判别十分有用。
3 基础设计
高层建筑剪力墙结构设计由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础多采用筏板基础。合理选择筏板厚度及边缘挑出长度也直接影响结构整体安全和工程造价。该工程上部 15层带 1层地下室，根据勘察报告，取筏板厚为1000mm，经细算后筏板可减至800mm。由于地库室为单层框架结构，筏板基础厚度计算后定为250mm，为解决柱对筏板的冲切，对柱下局部范围加厚（见附图1）。经此处理经济性明显。因此，基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，对高层来说一般筏板厚初选时可按楼层数计，即每层按 50mm厚增加。
筏板长度的设置应考虑地下室的使用合理性，通常采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝。本项目采用添加剂以补偿混凝土的因水化热引起膨胀与收缩，或采用纤维混凝土等方法在一定范围内可不设或少设后浇带，并且对所设后浇带采取必要的保护和加强措施。该工程地下室长120m，大于规范要求的55m，故筏板基础 采后浇带来解决结构超长的问题。并在塔楼与地下室之间设置后浇带，解决两种不同荷载之间的不均匀沉降问题（见附图2），效果良好。
4 剪力墙设计
4.1 剪力墙布置
剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且x，y两向的刚重比接近。在结构布置应避免“一”字形剪力墙，若出现则应尽可能布置成长墙（ h /w > 8）；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的 2.5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件时两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍及8倍以下为短肢墙，大于8倍则为普通墙。该工程剪力墙布置后，刚心和质心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大减小了扭转效应；主梁搁置在剪力墙上的，在相应部位设置暗柱，以控制剪力墙平面外的弯矩。
4.2剪力墙配筋及构造
4.2.1剪力墙配筋
该工程剪力墙一层墙厚为 250mm，其余地面以上墙厚均为200mm，水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。六层以下水平筋￠10@ 200双层双向，双排钢筋之间采用￠6 @ 400拉筋；六层以上￠8 @ 200双层双向，双排钢筋之间采用￠6@ 600拉筋。地下部分墙体竖向配筋￠14@ 200为主要受力钢筋，水平筋则构造配置，该工程均取￠12@ 150。地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制，简化计算后由竖向筋控制。
4.2.2 剪力墙边缘构件的设置
试验研究表明，钢筋混凝土设置边缘构件后与不设边缘构件的矩形截面剪力墙相比，其极限承载力提高约40%，耗能能力增大20%，且增加了墙体的稳定性，因此一般一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力墙应按《高规》第7.2.17条设置构造边缘构件。
对于本工程剪力墙来说，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区0.7%，一般部位0.5%；对于短肢剪力墙，应按《高规》第7.1.2条控制配筋率加强区 1.2 %，一般部位1.0%；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往按长肢墙进行暗柱配筋并不妥当，建议有两种方法：其一，计算中另一方向短肢不进入刚度，则配筋可不考虑该方向短肢影响；其二，计算中短肢计入刚度，则配筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该短肢配筋率在加强区取1.0 %，一般部位可取0.8 %。该工程地面一、二层设置构造边缘构件，纵筋最大直径为￠14，加强区暗柱配筋率最大为 1.45%，最小0.8%；三层及三层以上为构造边缘构件，构造边缘构件纵筋配筋率普遍在 0.6%～0.7%。
4.2.3 剪力墙的连梁
剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，虽然在计算中对其刚度进行折减，但在地震作用下弯矩、剪力仍很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。所以连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加1根梁，2根梁之间用轻质材料填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。该工程连梁截面均为墙厚×400mm，大部分连梁纵筋为4￠14，箍筋为￠8@ 100；个别连梁纵筋为 4￠16，箍筋为￠8@100。
5结语
综上所述，在高层建筑转换层的结构设计时，既要尽可能地满足建筑的使用功能的要求，又要使结构体系更加合理，应从建筑功能、结构受力、设备使用、经济合理等多方面入手进行结构的选型和柱网布置，从而满足建筑结构合理的使用要求。
参考文献
【关键词】高层建筑；结构设计；扭转；受力性能；结构方案；计算简图
中图分类号：TU208 文献标识码： A
前言
高层建筑的出现是科技发展、社会进步、建筑行业提升的重要标志，当前，国家和城市发展越迅速，高层建筑的数量和层次就越高，很多大城市已经开始了超高层建筑的设计和施工，并已经逐渐成为一种社会和行业发展的趋势。在这样的趋势下，高层建筑结构设计工作就显得尤为重要，在设计工作中要通过科学的手段、统筹的方法和高超的技巧将设计的合理性、安全性和需要的广泛性和差异性有效地统合在一起，满足从行业到社会，从个人到集体，从需要到发展等各方面的需要。当前，各界为建筑行业提出了做好高层建筑结构设计的要求，因此，在高层建筑结构设计中要了解高层建筑结构的特点，注意设计中的要点，重点对高层建筑结构的扭转和受力性能进行关注，在坚持安全、质量和经济的原则下，提升高层建筑结构设计的水平。
一、高层建筑的结构特点
1、重视对待轴向变形。高层建筑中，由于竖向负荷较大的原因，可能会引起在柱中较大程度上的变形，从而对连续梁、弯矩产生比较大的影响，该影响包括两个方面：一方面是，会增大端支座负弯矩的数值或者是增大跨中正弯矩的数值，另一方面是，减小连续梁中间支座的负弯矩值。除了这两方面的影响外，还会影响预测构件的侧移和剪力，以及影响构件的下料长度，对于对构件的侧移和剪力的影响，将其和构件竖向变形相比较，就会得出较为不安全的结果；对于对预测构件下料长度的影响，可以采取根据计算轴向变形数值，然后针对性的对下料长度进行调整分配。
2、重要的高层建筑结构设计指标是结构延性。高层建筑和低层建筑的区别之一就是：在建筑结构方面，高层建筑的结构较柔和，同时也就保障在地震作用下高层建筑的变形更大。为了避免高层建筑在遭受较大冲击后，在进人高层建筑塑性变形阶段的前提下，高层建筑仍可以具有较强的变形能力，也就是避免高层建筑的倒塌，需要在高层建筑结构设计时采取恰当合理的措施，达到保障高层建筑结构具有应对较大冲击的延性。
3、高层建筑结构设计的决定性因素是水平荷载。一方面，对于大多数的高层建筑楼房来说，竖向荷载基本上是定值，而水平荷载，比如地震作用和风负载，荷载值随着高层建筑结构动力特性的不同而发生较大程度上的浮动变化；另一方面是，由于高层建筑楼房自身的重量和楼面引起的弯矩和轴力的数值，与建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷载产生的倾覆力矩和引起的轴力与建筑物高度的二次方成正比。
三、高层建筑结构设计的要点
1、高层建筑的构造措施
高层建筑结构设计中要重点对剪力、压力、柱体等相关结构和特性进行强化，同时要加强弯力矩的防护，提高拉力的大小，提升构造梁的性能，要注意对薄弱部位的加强，特别重点考虑的构造要点有：延性、温度应力、薄弱层厚度，钢筋锚固长度，抗震结构层次等主要环节，要达到高层建筑结构的设计合理化，就必须做好上述构造方面的设计。
2、高层建筑结构的计算简图
计算简图是高层建筑结构设计和高层建筑结构计算时的中要基础，因此，需要选择适宜的高层建筑结构计算简图。在计算简图中要对高层建筑结构的刚节点和铰节点进行重点把握，同时要控制计算简图的误差，使其限定在高层建筑结构设计的允许范围中。在高层建筑结构计算简图的应以中要对构造的重点防护措施进行强化，这样有利于控制高层建筑结构的稳定。
3、高层建筑结构的方案
结构方案的经济性、科学性和合理性是整个高层建筑结构设计的关键，要采用高层建筑结构的合理形式和经济形式，这样可以使高层建筑结构得主要性能和要求达到相应的设计。在方案中要注意竖向和水平向的规则，同时，要注意在同一结构单元内不能应用同样结构体系和方式，以避免高层建筑结构出现问题。
4、高层建筑的基础方案
在高层建筑结构进行基础设计师要重点考虑高层建筑结构的荷载分布、高层建筑工程的地质条件、高层建筑的施工条件。设计高层建筑结构时要重点考虑到对地基潜力的挖掘，因此，在高层建筑结构设计阶段要对工程地质勘查报告的内容和技术参数进行重点了解，以便形成具有科学性和合理性的高层建筑结构基础方案。
四、高层建筑结构设计的基本要求
1、高层建筑结构设计的规则性
高层建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，应采用规则的设计方案，不应采用严重不规则的结构体系。高层建筑结构设计应该具备多道抗震防线；具有合理的承载力和刚度分布的结构水平和竖向布置，避免因扭转和突变效应造成局部薄弱部位。
2、高层建筑结构设计的平面规则布置
高层建筑结构平面布置需要能抵抗竖向和水平荷载，对称均匀，明确受力，传力直接，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑的平面要简单规则，在风力作用下可以适当放宽要求。建筑的抗震设防要求建筑的平面形状宜对称、简单、规则，才能达到减震的目的。
五、高层建筑结构设计问题的防范和处理
1、高层建筑结构设计中的扭转问题
在进行结构设计时，我们需要建筑的三心尽可能汇于一点，即三心合一。高层建筑结构设计的扭转问题就是指建筑的三心在结构设计过程中未达到统一，结构在水平荷载的作用下发生扭转振动的效应。
2、高层建筑结构的受力性能
对于高层建筑物最初的方案设计，建筑师考虑更多的是应该是它的受力性能，而不是详细地确定它的具体结构。沉降缝两侧单元层数不同时，由于高层的影响，低层的倾斜往往很大，因此沉降缝宽度可按高层单元的缝宽要求来确定。
3、高层建筑结构设计中的其它问题
一是，剪力墙的墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱，或在墙内设置型钢等至少一种措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。二是，对各抗震等级框支梁纵向钢筋的最小配筋率提高了要求，同时增加了最小面积配箍率的要求。三是，严格要求各抗震等级剪力墙在各种情况下的厚度与层高。四是，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
六、结束语
综合全文，近些年我国的高层建筑建设行业迅速发展，而高层建筑结构设计是高层建筑建设行业的关键因素，高层建筑建设行业的进一步发展，使得对高层建筑结构设计质量的要求越来越高。高层建筑结构设计质量好坏直接影响到整个高层建筑是否具有安全性，直接影响到高层建筑建设行业是否达到可持续发展。本文从高层建筑结构设计的原则人手，对高层建筑结构设计的特点进行详细的概述，进而引出高层建筑结构设计中应该注意的问题，并对这些问题进行简单的概括。
[参考文献]
[1]蒋最.浅探高层建筑设计和城市空间合理化[J].城市建设理论研究（电子版）
针对当前复杂高层与超高层建筑结构设计中存在的问题，阐述了建筑结构设计方案的选择，包括结构方案的选择和结构类型的选择，并分析了建筑结构设计要点，以期为复杂高层与超高层建筑的建设提供一定的理论依据。
关键词：
复杂高层建筑；超高层建筑；结构设计；结构类型
随着我国市场经济发展进程的不断加快，复杂高层与超高层建筑工程的项目建设需求越来越大。然而，其建设设计过程的复杂程度也在不断加深，尤其是结构设计。做好结构设计工作是保障建筑物使用安全性和经济性的关键。对于复杂高层建筑或者是超高层建筑，要根据它们所承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。
1建筑结构设计方案的选择
1.1结构方案和结构类型的选择在设计复杂高层与超高层建筑结构的过程中，结构方案选择的合理性是决定其建设质量的关键。对于复杂高层与超高层建筑结构方案的选择，如果没有根据实际工程情况进行，就很容易导致建设后期中的调整。这就在一定程度上增加了复杂高层与超高层建筑结构的设计难度，从而为建筑设计单位带来较大的修改工作量和经济损失。因而，复杂高层与超高层建筑的设计单位在结构方案的选择过程中，应充分结合相关的建筑结构专业知识，并将其应用到设计当中。对于结构类型的选择，设计人员不仅要将工程建设地的岩土工程地质条件考虑在内，还要将抗震设防烈度的要求考虑在内。这样才能降低工程建设企业复杂高层与超高层建筑工程的造价。由此可以看出，在选择结构设计类型时，需要认真考虑工程的造价和施工的合理性。
1.2结构方案和结构类型的选择要点结构方案和结构类型的选择应注重复杂高层与超高层建筑的概念设计。由大量的设计实践经验得出，在复杂高层与超高层建筑的结构设计过程中，要尽可能地提升建筑结构的均匀性和规则性，保证建筑工程结构的传力途径直接而清晰，尤其是结构竖向和抗侧力的传力途径。随着建筑行业的快速发展和科学技术的不断进步，如何实现可持续发展的建设目标已经成为研究人员重点关注的问题。
2建筑结构设计要点
2.1抗震设防烈度复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300m，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。由此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。因此，设计人员应从细节出发，秉承“以人为本”的设计理念。只有这样，才能有效保障人民群众的生命财产安全。
2.2结构舒适度确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：①对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；②对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01～0.02之间。此外，从复杂高层与超高层建筑的建设用途来看，公共建筑的水平振动指标限值与公寓类建筑的指标限制存在较大的差异，因此，设计人员要根据建筑使用功能的不同进行差异性设计，比如可以通过优化TMD技术或TLD技术来实现。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。
2.3施工过程可行性是对复杂高层与超高层建筑结构进行设计时必须要考虑的问题，否则，即使设计得再合理、先进技术应用得再多，也无法满足实际建设要求。因此，设计人员在设计的过程中，要充分考虑钢材的传力效果以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工建设的可操作性。这也是设计人员在对复杂高层与超高层建筑进行结构设计的过程中必将会涉及到的问题。要想解决型钢与其混凝土梁柱节点处主筋相交的问题，可采用以下四种设计方法对其进行有针对性的设计：①将钢筋与其表面的加劲板进行焊接处理；②将钢筋绕过型钢；③通过在钢板上开洞的方式来穿钢筋；④在型钢与其混凝土梁柱节点表面焊接钢筋、连接套筒。由于复杂高层与超高层建筑的建设要求越来越高，因此，可以采取一些特殊的施工工艺，这也是保证建筑结构稳定的有效措施。
3结束语
总而言之，复杂高层与超高层建筑的结构设计要点是将结构方案和结构类型、抗震设防烈度、结构舒适度以及施工的具体过程考虑在内，同时，还要将提高建筑构件的材料利用效率和结构设计的可行性作为设计重点。这是因为上述内容是提升复杂高层与超高层建筑质量的重要保障。由此可以看出，复杂高层与超高层建筑结构设计所有过程的实现都离不开设计人员对工程建设项目的全面了解。
参考文献
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［2］黄鹤.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨［J］.才智，2012（04）：24-25.
关键词：高层建筑 结构设计 剪力墙 超高 概念设计
在我国城市化进程不断加快的背景下，城市居住用地在不断缩减，而高层建筑因具有占地小、居住人口多、房价相对较低等特点，而在现代城市建设中占据越来越大的比例。随着我国高层建筑建设中工艺和技术研究的不断深入，越来越多的新理念、新方法被应用于高层建筑的结构设计中，促进了我国高层建筑工程整体技术力量、质量、安全性的提高。但是从整体状况而言，国内在高层建筑的结构设计中仍然存在一定的问题，这是必须及时得到处理和解决的。随着高层建筑结构体系的复杂化，需要设计人员在进行高层建筑结构设计时依靠自己掌握的知识、根据具体情况来分析和解决可能遇到的各种问题。
1 高层建筑结构设计的基本特点
与单层或多层建筑的结构设计相比，高层建筑在结构设计中要考虑的因素较多，尤其是如果实现建筑整体美观性和安全性的协调，逐渐成为广大设计师关注的焦点问题。近年来，在国内各地区频繁出现高层建筑建设质量问题，结构设计的不合理是其主要原因之一，设计师难以把握高层建筑结构设计的基本特点，由于设计方案的不合理性，最终导致建筑的整体质量难以保证。高层建筑结构设计的基本特点，主要表现在以下几个方面：
1.1水平荷载具有决定性因素
由于高层建筑的层数一般在15层以上，其自身重量和使用荷载必然会导致结构中竖向构件产生一定的轴力，所以在高层建筑结构设计中必须注意水平荷载的问题，保证建筑的整体高度与弯矩值形成正比。对于水平荷载与建筑结构之间产生的倾覆力距，则应与建筑整体高度的二次方形成正比。
1.2结构延性至关重要
与多层建筑相比，高层建筑结构的柔性相对较大，特别是在地震或地基不规则沉降过程中出现结构变形的几率较大，因此，为了进一步提升高层建筑结构在塑性变形后的变形能力，防止其出现倒塌的问题，必须采取有效的措施增强高层建筑结构的延性。
1.3侧移是主要控制性指标
在高层建筑结构的设计中，侧移是设计师必须考虑的关键性问题之一。随着现代高层建筑层数的不断增加，结构在水平荷载的强大作用下，其出现侧向变形的几率也无形中增加，所以一定要将高层建筑结构的侧移控制在合理的范围内。
2 高层建筑结构设计应注意的几个问题
目前，国内在高层建筑结构设计中虽然积累了一定的经验，并且积极吸取了国外的先进设计理念，但是对于相关问题的把握和控制仍然存在一定的缺陷，这是阻碍我国建筑行业整体设计水平发展的主要因素之一。结合国内高层建筑结构设计的现状，应注意的问题主要有以下几点：
2.1框架柱截面大小的选择
对于框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，即耗能能力越大，延性就愈好。而对于柱净高与截面高度的比值小于4的短柱，在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反S形，耗能能力降低、延性较差，呈剪切破坏。
高层建筑的底部柱，由于对轴压比值有要求，因此往往会将柱截面取得很大，但是由于受到层高的限制就使得框架柱成为了短柱。在实际的结构设计时，要确定截柱面的大小要注意以下几点：框架柱的截面首先必须满足规范轴压比的需要，从而为结构的竖向承载力和底板的抗冲切承载力提供保障。而对于形成的短柱，则可以通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性的效果；采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱；柱的轴压比必须满足规范限制，轴压比过大则结构的延性无法得到保证，过小又会造成结构的经济技术指标较差。
2.2短肢剪力墙的设置问题
在我国建设部组织编制的《高层建筑设计规范》中，对于短肢剪力墙作出了明确的定义，即墙肢截面的高厚比为5-8的墙被统称为短肢剪力墙。根据相关建筑技术部门的研究和实验，对于短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用也提出了具体的要求，因此，在今后的高层建筑结构设计中，设计师应尽量减少或取消短肢剪力墙的设置，以免为建筑的后期设计和竣工质量检验造成麻烦。
2.3结构的超高问题
在高层建筑的结构设计中，超高问题是较为突出的，根据我国《建筑抗震规范》中的相关规定，必须对建筑的整体高度进行严格控制。我国高层建筑的限制高度一般分为：A级和B级两个标准，对于高层建筑的处理措施与设计方法的要求也有所改变。在高层建筑的实际设计工作中，设计师应根据建筑类型合理确定其高度，并且在通过相关部门的审核后，方可组织施工。
3 加强高层建筑结构设计的措施
在我国高层建筑数量增多、规模扩大，以及工艺和技术要求不断提高的背景下，在今后的高层建筑结构设计中，一定要不断采取新的理念和方法，全面提高设计方案的合理性、可行性与经济性，这也是促进我国建筑行业发展的先决条件。针对国内高层建筑结构设计的现状，应采取一下加强措施：
3.1进行合理的概念设计
在国外的高层建筑结构设计中，概念设计较为流行，而国内则较少采取此方法。所谓的概念设计是指在通过科学的构想来完善设计工作，促进设计方案更趋合理化、人性化。在我国的高层建筑结构设计中，应用概念设计方法时，必须考虑到结构的平面布置与刚度宜，以保证高层建筑的平面布置简单、规则，减少凸出或凹进等复杂结构。另外，在概念设计中尽量减少扭转对于结构的危害性也是十分重要的，可以从以下两方面入手：进一步增加结构自身抵抗扭转的性能；尽量减少或控制因地震作用而引起的建筑结构扭转问题。
3.2选择合理的结构体系
总结国内的高层建筑工程实践经验不难发现：在高层建筑结构设计中，如果结构体系的选择不合理，而仅是依靠所谓的先进理论和计算方法进行设计，难以保证建筑结构的安全性、经济性与可靠性，而且会留下较多的安全和质量隐患。由此可见，在高层建筑结构设计中，选择合理的结构体系是至关重要的，而且设计师应该重点分析的问题之一。目前，国内的高层建筑中主要采用：抗震墙结构、框架结构、简体结构、板柱-抗震墙结构、框架-抗震墙结构，以及部分框支抗震墙结构等，每一种结构体系都具有其自身的优点的缺点，适用的环境也有一定的差异，所以设计师一定要结合工程项目的实际要求进行合理的结构体系选型。
3.3科学进行计算
在高层建筑结构设计中，科学进行各类数据的计算是设计师必须掌握的专业技能。根据高层建筑结构的实际情况，设计师要选取相应的计算模型。在进行概念设计时，要注意简化计算流程，以保证设计工作的时效性。目前，在国内高层建筑结构设计的计算中，各种专业的计算机软件和工具已经得到了广泛的应用，设计师仅需将各种实地测量数据输入到系统中，就可以在短时间内获取所需的各种专业数据，大大提高了设计师的工作效率和设计方案的准确性。
近年来，我国高层建筑的建设有了迅猛的发展，而且成为促进国内建筑行业发展的重要建设项目。但是从高层建筑结构设计的整体质量而言，存在的弊端和问题相对较多，必须引起国家建筑主管部门和相关单位的高度重视。在未来的高层建筑结构设计中，广大设计师一定积极运用先进的设计理念和方法，在提高相关数据计算精确度的基础上，全面提高设计方案的质量，为工程项目的建设提供专业的工艺和技术依据。
参考文献：
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【摘要】高层建筑已成为我国楼房建筑中的主流，随着人们生活水平的提高，人们对楼房的要求也越来越高，高层建筑不仅要舒适，还要具有安全性、经济性等，本文就针对高层建筑结构设计进行简单的探讨。
【关键词】高层建筑；结构设计
随着社会的发展，我国城市的用地面积越来越少，城市的建筑也越来越趋于向高层建筑发展，现在大部分楼层都在十几层以上，三四十层高的楼也已经不少见。建筑的体型和功能越来越复杂，结构体系及结构材料也更为多样化，这样的高层建筑，其结构设计也就成为结构工程师的难点和重点。
1 高层建筑结构设计的概念及内容
高层建筑结构设计是指根据高层建筑特性的建筑结构设计，在满足适用、安全、经济、耐久和施工可行的前提下，按有关的设计标准规定，对建筑结构进行技术经济分析、总体布置、计算、构造及制图工作，并寻求优化的过程。简单来说，就是用结构语言表达出工程师们想表达的东西。在建筑结构设计中，就是把建筑物或者建筑结构体系中的墙、柱子、楼梯、梁等用图纸中的结构元素来表示出来，同时还要计算出它的抗力及承重等能力。在结构设计中主要包括结构方案、结构计算及施工图设计三个阶段，每个阶段对于结构设计来说都是很重要的。
2 高层建筑结构设计的特点
2.1 水平力成为结构设计的主要因素
当建筑物高度增加时，水平荷载(风荷载及地震作用)对结构起的作用将愈来愈大。除了结构内力将明显加大外，结构侧向位移增加更快。我们知道：建筑物楼面的使用荷载和自重在竖向构件产生的弯矩和轴力与其高度的一次方成正比，水平荷载产生的弯矩及轴力与建筑物高度的二次方成正比，水平荷载产生的结构侧向位移与建筑高度的四次方成正比。因此，在高层建筑中，结构要使用更多材料来抵抗水平力，另一方面，对一定高度建筑来说，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，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化，所以结构的抗侧力设计成为高层建筑结构设计的主要因素。
2.2 高层建筑中的侧移控制
与低层建筑相比，高层建筑结构设计中的另一个关键因素就是侧移，当建筑越高时，结构的侧移变形就会越大。过大的结构侧移会造成显著的重力二阶效应，造成结构内力增大并影响结构稳定，过大的侧移也会造成建筑构件或设备的破坏以及使用者的不适。对于一定的水平作用，结构的抗侧刚度大，那么结构侧移就小。但过刚的结构也会造成结构地震作用不必要的增大，所以结构设计中要控制结构的合理刚度，把侧移控制在合理范围。
2.3 更高的抗震设计要求
抗震设防区的高层建筑必须具有良好的抗震性能，做到小震不坏，中震可修，大震不倒。相对与多层结构，高层结构在地震作用下，具有更大的水平作用及侧移，因此，高层建筑平立面也更讲究规则性，结构要求具有更高的抗震等级。对于一些较高的高层建筑或具有薄弱层的高层建筑，也要求进行弹塑性分析进行补充设计。
2.4 高层建筑竖向压缩变形不容忽视
高层建筑中，竖向构件的轴力往往较大，其产生的压缩变形量往往相当可观，因此结构设计中要考虑到竖向构件的压缩变形。
3 高层建筑结构设计需选择合适的结构体系
在结构设计当中，结构体系的选择是很重要的一步，合理的结构体系不但可满足结构的受力要求，更具有良好的经济性及更高的结构安全富余。常用的结构体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架―剪力墙结构体系以及筒体结构体系。
3.1 框架结构体系
框架结构主要由梁柱等杆件单元形成空间的框架结构体系，可以承受竖向荷载及一定的水平力的作用。框架结构的优点是计算理论成熟，杆件受力明确，结构的布置灵活，一定高度内造价较低。缺点是抗侧刚度较弱，在水平力作用下会产生较大的侧移，且大部分侧移发生在内力较大的结构底部部位，破坏后易产生严重后果。因此框架结构常应用于层数较少，高度较低的建筑中。
3.2 剪力墙结构体系
剪力墙结构是空间盒子式结构，其水平作用和竖向荷载完全由剪力墙体承受，其刚度及空间整体性都比较好。剪力墙结构体系的优点是抗水平作用能力强、整体性好、用钢量较小，可以适用较高的建筑。缺点是因剪力墙布置的要求，不易布置成较大的房间。因此剪力墙结构常应用于住宅及宾馆类建筑中。
3.3 框架―剪力墙结构体系
在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架―剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗水平作用的能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。
3.4 筒体结构体系
这种体系是在框架结构、剪力墙结构的体系上发展起来，当高层建筑不断地增加层数、高度越来越高时，原来的框架、剪力墙结构就变得不合理和不经济了，简体结构就相应地诞生了，它是将剪力墙围成箱型，构成了一个空间薄壁筒体，可以提供更大的侧向刚度，所以筒体结构可以适用与更高的建筑。
4 高层建筑结构中需要注意的几个问题
4.1 抗震设计中的注意事项
高层建筑结构设计中的抗震设计是非常重要的一部分，它应符合抗震概念设计的要求，选择规则的设计方案，规则结构其刚度、承载能力及变形能力更强，不规则结构一般会破坏整个结构承受风荷载、重力荷载及抗震能力，因此尽量选择设计对称、规则的结构方案。另外，在抗震设计中，还要注意到结构构件本身的刚度、延性、稳定性及承载力等方面性能，且要遵守强剪弱弯、强柱弱梁、强底层柱及弱构件强节点的原则。对于结构的薄弱环节，要采取措施加强其抗震的能力同时要重视整体结构中其他部位的刚度及承载能力，以免薄弱层发生转移。
4.2 高层建筑结构设计中的受力性能
在高层建筑结构的最初设计方案中，注重点不应该在它的具体结构上而是更多地关注它空间组成的特点，这是因为建筑物的空间形式包括水平方向和竖向的稳定性都是依靠建筑物的地面作为支撑的，建筑地面即地基对于建筑物来说是非常重要的，建筑物基本都是由大构件组成的，它们的重量及结构的荷载基本都是向下作用在地面上的，这就要求在建筑结构设计时，首先要搞清楚所选择的结构体系与地面间承载力的关系，然后对承重墙和承重柱的分布及数量作出总体的设想，这是建筑结构设计方案中很重要的一部分，影响着建筑结构设计的整体质量。
4.3 关于建筑结构设计中扭转问题的注意
在高层建筑结构中，建筑结构有个很重要的建筑三心即刚度中心、几何形心和结构重心，在建筑结构设计时要尽量做到三心合一，而建筑结构的扭转问题就是指在高层建筑结构设计时没有做到三心合一，并且在水平荷载的作用下发生结构扭转振动。因此，在建筑结构设计时应尽量选择合理的结构平面布局及形式，使建筑尽量的三心合一，以免因水平荷载的作用使建筑发生扭转破坏。在实际的高层建筑中我们也经常会看到一些不规则的平面形式如T形、L形及十字形等比较复杂的平面，这种结构设计，应该尽量让突出部分的宽度和厚度的比值在规定的范围之内，让它的结构尽量处于对称状态。
4.4 对结构计算阶段的单位面积重度、剪重比及位移限值要注意
在结构计算阶段，单位面积重度是衡量楼层何在数据是否正确及构建截面取值合不合理的重要指标之一，其公式为V=G/A(kN/m2)。在同种性质的建筑中，单位面积重度为层数较多的建筑要大于层数少的建筑，剪力墙多的大于剪力墙少的建筑。其剪重比的大小则反映了建筑在地震作用下抗震能力的大小，位移限值是衡量结构侧移的重要标准，其数值的大小从侧面反映了结构整体的刚度，刚度的过大或过小会给设计者对结构体系、竖向及平面布置的合理性进行再思考，对于结构计算当中的这些参考数值要给予重视，以便能制定出合理的结构设计。
总结：
建筑结构设计在高层建筑中起着非常重要的作用，同时它又是一项艰巨复杂的工作，需要结构工程师不仅拥有丰富的专业知识及其工作经验还要有很好的耐性，依据高层建筑的设计原理及设计原则，选择合适的结构体系，从而建设出具有世界水平的高层建筑。
参考文献
[1]顾明星.浅谈高层建筑的结构设计[J].大科技・科技天地,2011(4)
[2]傅慧华.浅谈高层建筑的结构设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(13)
【关键词】高层建筑；设计特点；结构设计；整体稳定
1 引言
高层建筑是社会生产的需要和人们生活需求的产物，是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。科学技术的发展，高强轻质材料的出现以及机械化、电气化在建筑中的实现等，为高层建筑的发展提供了技术条件和物质基础。随着高层建筑结构高度、复杂程度等的不断增加，高层建筑结构设计也带来了许多新的课题和更高的挑战。因此，如何设计出安全、功能齐全、舒适美观、经济合理，同时又要符合人们精神生活要求，满足人们生产和生活的需求的建筑，是结构设计师们必须要面对和解决的首要问题。为此，本文对高层建筑结构设计进行了简要的探讨。
2 高层建筑结构设计特点
高层建筑结构设计特点主要有以下几点：1）水平荷载是结构设计时的决定性因素。这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小，仅与楼房高度的一次方成正比；而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；同时，对一建筑来说，自重等竖向荷载基本上是定值，而风荷载和地震作用等水平荷载，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化；2）轴向变形不容忽视。因为在高层建筑中，自重等竖向荷载很大，能够使柱产生较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生较大的影响，对预制构件的下料长度产生影响，另外对构件的剪力和侧移也会产生影响，易使结构设计不够安全；3）侧移是结构设计的关键因素。水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大，因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内；4）结构延性是重要设计指标。与较低楼房相比，高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。为了能让结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，防止建筑倒塌，必须采取一定的构造措施，以保证结构具有足够的延性[1]。
3 工程实例
本工程为一24层大楼，建筑高度为81.2m，该工程底下3层用于商业活动，4层为设备夹层，其余层用于酒店，地下设有一层地下室。抗震设防烈度为7度，场地类型为Ⅱ类。
3.1 主体结构选型
由于本工程为24层，高度为81.2m，属于高层建筑，同时结合高层建筑结构设计的特点，主体结构采用双向现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，如图1所示。该结构体系能较好地满足建筑使用功能，剪力墙结合建筑功能双向均匀对称布置贯通落地，结构横向高宽比为4.27，小于7，采用框架剪力墙结构能够满足结构抗震、抗风和承受重力荷载作用等各项技术要求，结构整移、稳定及构件节点延性也都能较好地满足要求。
3.2 楼盖结构选型及楼屋面板设计
由于本工程主体结构采用了双向现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，为了能与之相适应，楼盖结构也应选用现浇钢筋混凝土梁板结构。结合建筑平面布置，考虑有利于提高结构横向刚度，楼盖次梁沿横向布置，支承于纵向框架梁上，他、如图1所示。楼屋面板采用多跨连续板，其中商业层板厚120mm，其余层为100mm。
3.3 剪力墙截面
剪力墙端柱以及剪力墙厚度，分别见表1，表2。
表1剪力墙端柱截面尺寸（mm）
1～3层 4～8层 9～12层 13～15层 16～25层
混凝土强度 C40 C40 C40 C30 C30
端柱截面
尺寸 850×850 750×750 700×700 700×700 600×600
表1 剪力墙厚度（cm）
1～3层 4～12层 13～25层
混凝土强度 C40 C40 C30
厚度 30 25 20
4 高层建筑结构设计及构造要求
以框架剪力墙高层建筑结构为了，说明高层建筑结构设计及构造要求。框架剪力墙中的框架和剪力墙的截面设计除了满足框架和剪力墙截面设计的一般原则外，还应重点注意以下几点要求[2]。
4.1 框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整
抗震设计时，地震造成的对房屋的倾覆力由框架和剪力墙两部分共同承担。若由框架承担的部分大于倾覆力矩的50%以上时，说明框架部分已居于较主要地位，应加强其抗震能力的储备。如可以通过按纯框架结构的要求来确定其抗震等级或轴压比按纯框架结构的规定限制来实现。
适用高度和高宽比则可取框架结构和剪力墙结构两者之间的值，视框架部分承担总倾覆力矩的百分比而定，当框架部分承担的百分比接近于0时，取接近剪力墙结构的适用高度和高宽比；当框架部分承担的百分比接近于100%时，取接近框架结构的适用高度和高宽比。
4.2 框架剪力墙中框架总剪力的调整
框架剪力墙结构中，柱和剪力墙相比，其抗剪刚度很小，故在地震作用下，楼层因地震引起的总剪力主要由剪力墙来承担，框架柱只承担很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的内力很小，而框架作为抗震的第二道防线，过于单薄是不利的，为了保证框架部分有一定的抗震能力储备，规定框架部分所承担的地震剪力不应小于一定的值。框架剪力的调整应在楼层剪力满足楼层最小剪力系数的前提下进行。
4.3构造要求
框架剪力墙结构中剪力墙的配筋的构造要求:剪力墙都是主要的抗侧力构件，承担较大的水平剪力，因此，必须规定剪力墙设计的最基本的构造要求，使剪力墙具有最低限度的强度和延性保证。对剪力墙周边设置的梁和端柱，其配筋和截面尺寸也应符合相应的要求。
5 高层建筑结构设计要点
5.1水平位移的控制
高层建筑受风荷载和地震荷载的影响很大。为此本文主要对这两种荷载作用下结构的水平位移进行了分析。在正常的使用条件下，高层建筑结构应具有足够的刚度，避免产生过大的位移影响结构的承载力、稳定性和使用要求。正常使用条件下结构的水平位移按弹性方法计算[3]，高层建筑结构的层间弹性水平位移应满足 ，本工程中 =1/800。
本工程中，结构在风荷载作用下，顶点水平位移 ， ，则 ， ，满足要求；最大层间相对水平位移： ， ，满足要求。
本工程中，结构在地震荷载作用下，顶点水平位移 ， ，则 ， ，满足要求；最大层间相对水平位移： ， ，满足要求。
正常使用条件下，限制侧向变形的主要原因有：防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装饰开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移使结构产生附加内力。
5.2结构整体稳定分析
由于高层建筑结构的刚度一般较大，且有许多楼板作为横向隔板，所以高层建筑在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性较小。高层建筑结构的稳定验算主要是控制在风荷载或地震荷载作用下，重力荷载产生的二阶效应不致过大，以免引起结构的失稳倒塌。一般高层建筑结构构件的长细比不大，其挠曲二阶效应的影响相对很小，一般可以忽略。但由于高层建筑结构的侧移较大，约为楼层层高的1/3000～1/500，重力荷载的p-Δ效应相对明显，可使结构的位移和内力增加，甚至导致结构失稳。因此，高层建筑结构的稳定设计，主要是控制和验算结构在风或地震作用下，重力荷载产生的p-Δ效应对结构性能降低的影响以及由此可能引起的结构失稳[4]。
本工程中，结构整体稳定验算如下：13～25层各层重力荷载设计值G1=9384kN，4～12层各层重力荷载设计值G2=9572 kN，13～25层各层重力荷载设计值G3= 23816kN。 ，取 = ， ，结构双向整体稳定满足要求。
6 结语
本文结合笔者多年从事建筑结构设计工作的相关经验，对高层建筑结构的设计特点进行了简单的概述。以某高层建筑结构设计
为例，对主体结构选型、楼盖结构选型及楼屋面板设计、剪力墙截面设计进行了简要的概述。指出了在高层建筑结构设计中应重点注意框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整、框架剪力墙中框架总剪力的调整、构造要求。最后对高层建筑结构设计中的侧移控制和结构整体稳定性进行了详细的分析，以提高工程建设的经济性和安全性。
参考文献：
[1]夏卓文．高层建筑结构设计特点与剪力墙设计[J]．住宅科技．2007,2：29～32.
[2]周 云．高层建筑结构设计 [M]．武汉：武汉理工大学出版社，2006.
Abstract： The requirements for high-rise building are higher than that for ordinary civil engineering facilities. At present there are many problems in high-rise building structure design in China， which bring great difficulties to building construction and daily use management.
关键词： 高层建筑；结构设计；空间布局；抗震等级
Key words： high-rise building；structure design；space layout；seismic grade
中图分类号：TU355 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）29-0139-02
0 引言
我国高层建筑发展迅速。然而，结合对我国目前高层建筑设计、施工过程进行的研究和分析，我们发现我国建筑行业在高层建筑结构设计中依然存在着诸多的问题，这直接影响着高层建筑实际施工的正常进行，也严重影响着建筑物的服务寿命，给高层建筑的日常使用带来严重的安全隐患。以建筑空间布局不当、嵌固端的设置不当、建筑材料的选用不当、建筑安全性无法得到足够保障等为突出表现的高层建筑结构设计问题严重困扰着高层建筑设计者。
1 高层建筑设计要点
高层建筑结构设计与一般工民建建筑结构设计有所不同，主要原因是：
1.1 总平面布置要求相对较高 高层建筑一般属于人口密集聚集区，建筑在使用过程中内部功能分区较多且复杂，设计人员需在考虑工程造价的基础上充分考虑建筑的实际使用效果，优化设计方案，为高层建筑预留足够空间的停车场，合理确定建筑采光间距，确保建筑物消防排烟、楼梯、电梯等竖向交通中心的运行通畅，考虑建筑物整体外观和与周边环境的相适应。
1.2 高层建筑设计需特别注意对侧移幅度的控制 高层建筑在施工过程中，其水平载荷随着工程的进行在不同的变化，随着高度的增加水平面上载荷分布的不均极容易造成建筑结构侧移幅度增大，不利于建筑整体的受力稳定性和结构稳定性，因此在设计工作中需特别注意对建筑结构侧移幅度的控制设计。
1.3 高层建筑结构设计中需注意对建筑轴向变形的分析与控制 高层建筑荷载较大且一般处在竖直方向上，建筑重心较高。尤其我国目前高层建筑施工中常选用钢筋混凝土结构，极大地增加了建筑的整体载荷，由此极容易造成建筑主要承重结构柱体产生巨大的轴向变形，同时对连续梁弯矩产生一定的影响，柱体的轴向变形会减少连续梁中间支座处的负弯矩值，而端支座的负弯矩值和跨中正弯矩则会出现增大的情况，因此在进行高层建筑结构设计时需对建筑各主要受力支撑进行一定的轴向变形分析与应力分析计算，对预制构件的下料长度进行细致的调整，保证高层建筑整体的使用安全。
1.4 建筑设计中的结构延性 高层建筑物相对于一般建筑物建筑结构来讲，结构较为柔和，这种特性可以保证建筑在一些突发的震动如地震、大风等自然冲击下产生一定的变形，以做卸力缓冲，保持建筑的稳定性。但在特别重大的冲击面前建筑可能会造成结构上的应力负荷过大，超过弹性变形极限，引起结构变形较大，产生塑性变形现象。为了使建筑结构在塑性变形后仍然具有良好的变形能力，避免出现建筑倒塌，在建筑设计时要采取一定的措施，以保证高层建筑的结构具有适合的延性。
2 目前在高层建筑结构设计中存在的常见问题分析
由于经济发展原因，我国高层建筑施工相对欧美等发达国家起步较晚，但随着改革开放对经济的巨大促进作用，我国高层建筑施工建设进度加快。但由于施工经验和技术的先天不足，导致我国目前高层建筑结构设计施工中存在诸多问题，而这些问题的直接体现便是高层建筑服务寿命和使用质量远不及欧美等发达国家。通过大量的研究与分析，我们发现我国目前高层建筑结构设计中存在的问题主要有以下几点：
2.1 建筑空间布局不当 高层建筑在设计过程中除了考虑建筑的实际使用功能，同时也要照顾到外在的美观和该建筑与周边设施的环境适应性。因此在高层建筑结构设计的实际工作中需要综合考虑建筑高度和建筑高宽比以及建筑与周边设施相对距离。
在某些地区的商品写字楼楼盘建设过程中，常出现各楼盘布局相对集中的现象，彼此间距过小。如某地两栋35层高度楼盘在进行设计时没有充分考虑北侧楼盘采光需要，既没有进行错位布局设计，也没有拉开建筑距离（实际上两栋楼盘南北距离仅仅三十余米），实际上造成了北侧大楼底层常年采光不畅，严重影响了建筑的使用功能。
2.2 高层建筑嵌固端的设置不当 一般来说，高层建筑地面以下都附建有地下室，用作地下停车场或者地下商场。在进行地下工程设计时，设计人员常忽视了对建筑物的嵌固端位置设计，这常会影响到嵌固端的楼板设计、嵌固端的上下层刚度比例限制、嵌固端的上下层抗震等级的一致性、建筑整体建构设计与嵌固端位置协调等，并由此引发一系列问题，既不利于工程施工的正常进行，也给建筑使用安全埋下一定的隐患。
2.3 建筑材料的选用不当 我国多地属于地震多发地带，根据国外的设计施工经验，一般地震多发地的高层建筑主体结构采用钢结构为主，多种类复合材料为辅的建筑结构。但在我国高层建筑设计中，大多采用钢筋混凝土或者沙石混合结构。一是由于钢结构设计技术过于复杂，国内尚不能完全掌握钢结构高层建筑的设计施工技术，二是由于钢筋混凝土结构已经得到了丰富的研究和实践，更容易控制设计与施工质量。但从实际效果来看，采用钢筋混凝土结构的高层建筑很容易在施工和使用过程中发生钢筋混凝土结构弯曲变形侧移幅度较大的现象，由此不利于建筑的长期正常健康使用。
2.4 建筑安全性设计不足 高层建筑不同于一般建筑，人口相对密集，而且不利于紧急状态下的人员快速疏散，因此需要特别注意对建筑安全性的设计，主要包括消防灭火、应急逃生通道、抗震、抗风、防雷电设计等。对于高层建筑来讲，其受力载荷较大，在剧烈的地质运动（如地震）及自然条件（雷雨大风等强对流天气）冲击下极容易发生建筑受力稳定性遭到影响或者破坏、部件结构稳定性下降等现象。高层建筑中的防灭火是高层建筑日常安全管理中的重点，如果结构设计中没有完善的消防灭火设施系统以及应急逃生通道，该高层建筑在事实上存在着严重的安全漏洞，一旦发生火灾事故，后果不堪设想。在我国很多高层建筑结构设计中对消防灭火、应急逃生通道、防风、防震、防雷电设计均有不足，不利于建筑的日常正常使用和管理。
3 对高层建筑结构设计的建议和意见
针对我国高层建筑结构设计中存在的问题，结合国内外对高层建筑结构设计的实际工作经验和相关知识的研究与学习，设计人员在工作中需注意：
①不断提高专业素质，保证结构设计的科学合理性。②在对高层建筑进行结构设计时，设计人员需根据建筑需要和建筑周边环境综合考虑设计方案，尽可能达到设计方案的最优化处理。③设计人员应注意运用先进的技术手段对建筑内部结构中存在的复杂应力进行科学合理的研究与分析，在结构设计中需考虑各应力的特点和变异特性，防止建筑在施工和使用过程中出现轴向变形、应力变异、结构断裂等现象。④在对建筑配套系统进行设计的过程中需一方面保证该系统设施的安全稳定性，另一方面要注意尽量简化系统管线路，为系统在使用过程中的维护保养提供便利。⑤加强消防灭火、抗震、抗风、防雷电等安全设施设计，保障高层建筑使用中的安全稳定。
4 总结
高层建筑结构设计工作繁琐、技术要求高、设计难度大，设计人员一定要首先摆正自己的心态，综合考虑实际施工需要和相关技术要点，以高度的热情和积极的态度完成设计工作，为施工的正常有序进行打下良好的基础。
参考文献：
[1]邢涛.谈现代高层建筑设计要点及发展趋势[J].山西建筑，2014（13）.
[2]曹旭敏.高层建筑设计问题常见弊病及其诊治措施[J].建筑知识：学术刊，2014（B04）.
[3]刘进强，武垒.高层建筑设计问题分析[J].中国房地产业：理论版，2012（8）.
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