时间：2023-09-27 16:15:30
导语：在高层建筑的结构设计的撰写旅程中，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；建筑结构；转换层；结构设计
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部渐渐减少墙、柱的数量，以扩大柱网。这样，结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此，为满足建筑功能的要求，结构必须进行“反常规设计”，即将上部布置小空间，下部布置大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件，即转换层结构。
一、转换层的结构受力特点
工程中经常遇到的带转换层的结构形式即为底层大空间剪力墙结构，即结构的部分剪力墙落地，部分剪力墙在底部变为框架，这种结构形式的受力特点是:
1、底层大空间剪力墙结构以转换层为界，其上部所有剪力墙变形曲线相似， 由水平外力产生的楼层剪力按各片剪力墙的等效刚度比例分配， 其下部由于框支剪力墙的侧向刚度急剧变小，使底层框架承担的水平力也迅速减小，而落地剪力墙在底层承担的水平力却迅速增加。
2、水平力在底层分配关系迅速改变，这种改变是通过转换层的刚性楼板对内力的传递作用而实现的。转换层楼板在完成上下楼层剪力重新分配的同时，自身在平面内受到很大的力，也产生了较明显的平面内变形， 从而影响了关于楼板平面刚度无限大的基本假定。
3、当底层框支柱和落地剪力墙按等效刚度分配水平力时，由于框支柱的侧向刚度通常不到剪力墙侧向刚度的1%，因此在计算中它所承担的水平力是极小的。但当转换层楼板有变形时，底层在框支柱区域内水平位移达到最大， 从而使框支柱实际受到的剪力要比理论分析所得到的剪力大得多。
以上受力特点表明，转换层上下附近的受力状况是比较复杂的，在工程设计时必须对落地剪力墙和框支柱留有安全储备。
二、高层建筑结构转换层的结构设计
1、转换层的结构布置
底部带转换层的建筑结构，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。
由于转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。
落地剪力墙和框支柱的布置对于防止转换层下部结构在地震中倒塌将起十分重要的作用。
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。
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( 剪力、弯矩、轴力) 比较均匀。
2、 结构平面布局
工程底部为框架- 剪力墙结构， 体型简单、规则;上部为纯剪力墙结构. 在剪力墙平面布置上， 东西向完全对称， 南北向质量中心与刚度中心偏差不超过2m， 结构偏心率较小. 除核心筒外， 其余剪力墙布置分散、均匀; 且尽量沿周边布置， 以增强抗扭效果. 查阅计算结果， 扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0. 83， 各层最大水平位移与层间位移比值不大于1. 4， 均满足平面布置及控制扭转的要求. 可见工程平面布局规则合理， 抗扭效果良好
3、结构设计中的问题要点
（1）转换层下部主体结构的刚度分布。对于转换层结构来说竖向刚度突变是设计人员不可避免的、也是最复杂的问题。抗震设计时，为了保证转换层结构上下层主体结构的总剪切刚度满足的要求，常常要采用加大转换层下部主体结构竖向构件（主要是核心筒体）截面尺寸、提高其混凝土强度等级、增设剪力墙等方法。这里由两个问题值得注意:①筒体截面尺寸增大导致结构地震总反应增大以及筒体在整个下部结构抗侧总刚度中所占的比重变得更大，筒体所承受的地震荷载呈现级数增大的趋势，此时作为抗震第一道防线的筒体的安全设计更应得到充分重视；②在增设剪力墙来提高抗侧刚度时，要注意整体刚度的均匀分布，保证刚度中心与质量中心尽可能重合，避免由于两者偏心引起的建筑物整体扭转。
（2） 剪力墙的合理布置对上下刚度传递的影响。前面提到要使上下两种不同结构形式内力得以准确传递，首先要尽量避免转换层上下结构的刚度突变，这个问题可从两方面解决：①减少上部刚度，即上部住宅能不设剪力墙的部位就不设剪力墙，墙肢在满足轴压比的前提下尽量短;②加大下部刚度，在建筑使用功能允许的条件下，可在大空间层的适当部位设置若干落地剪力墙，同时注意落地剪力墒的布局应均匀、对称，避免过于集中。
（3）转换层结构刚度的合理选择。在进行转换层结构设计时，存在着转换层结构刚度合理值的问题。当转换层刚度过大时，一方面引起地震反应和结构竖向刚度的突然增大，使转换层上下层处于更加不利的受力状态，另一方面材料用量增加，结构经济性不合理。当转换层刚度过小时，上部框支部分的竖向构件与其它竖向构件之间可能出现较大的沉降差，从而在上部结构中与该部分竖向构件相连的水平构件中产生明显的次应力，导致其配筋增加。这一点在正交主次转换梁结构中的转换次梁中表现最为突出，此时不仅转换次梁要选用合适的截面尺寸，还要保证转换主梁具有足够的刚度，以减小因转换主梁挠度引起转换次梁的支座沉降而导致上部结构构件产生的次应力。
综上所述，高层建筑转换层是建筑结构的关键部位，高层建筑转换层的设置通常是为了满足建筑的需要，因此其结构型式的选择必须与建筑方案相互配合，同时又尽可能的满足前面的所提到的事情。注重转换层结构的概念设计，合理的结构平面和竖向布置可以从整体上形成良好的抗震体系，保证建筑物的安全性和经济性。
参考文献：
[1] 章斌全.框支剪力墙转换层结构设计探索[J]. 工程建设与设计. 2003(02)
[2] 曾波，杜咏.南京市某高层商住楼框支剪力墙结构设计[J]. 建筑科学. 2000(05)
关键词：现代;高层建筑;结构设计
Abstract: With the development of social economy and the improvement of people's living standard, and also put forward higher requirements for the modern high-rise building structure design. The development of advanced design theory, strengthen the application of advanced technology, accelerate the research of new high strength, light weight, environmental building materials, building structure design is more safe, applicable, reliable and economy is the development direction of modern high-rise building structure design.
Key words: modern high-rise building; structure design;
中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
1高层建筑结构体系组成部分
框架结构体系框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。钢筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分为：①梁、板、柱全部现场浇筑的现浇框架；②楼板预制，梁、柱现场浇筑的现浇框架；③ 梁、板预制，柱现场浇筑的半装
配式框架；④梁、板、柱全部预制的全装配式框架等。
剪力墙结构体系剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。根据施工方法的不同，可以分为：全部现浇的剪力墙；全部用预制墙板装配而成的剪力墙；内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。
在承受水平力作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，其位移曲线呈弯曲形，特点是结构层间位移随楼层增高而增加。简体结构体系简体结构为空间受力体系。筒体的基本形式有三种：实腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墙围成的筒体称为实腹筒。在实腹筒的墙体上开出许多规则的窗洞所形成的开孔简体称为框筒，它实际上是由密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁
框架围成的简体。如果简体的四壁和斜杆形成的桁架组成，则成为桁架筒。
2高层建筑结构设计的特点
2.1水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。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。
2.2侧移成为控制指标与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结
构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
2.3抗震设计要求更高有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、
大震不倒。
2.4轴向变形不容忽视高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移
产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安垒的结果。
2.5结构延性是重要设计指标。
相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要
在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
3高层建筑结构设计的几个问题
3.1高层建筑结构受力性能
建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在
建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。
3.2高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面
布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。
3.3高层建筑结构设计中的侧移和振动周期
建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周
期；控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
（1）结构自振周期高层建筑的自振周期（T 1）宜在下列范围内：
框架结构：T1=（0.1—0.15）N框一剪、框筒结构：T1=（0.08-0.12）N剪
力墙、筒中筒结构：TI=（0.04—0.10）N N为结构层数。
结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：
第二周期：T2=（1／3—1／5）T1；第三周期：T3＝（1／5—1／7）T1.
（2）共振问题当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，
扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。
（3）水平位移特征水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全。其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外。不应有明显的拐点或折点。
3.4位移限值、剪重比及单位面积重度
（1）位移限值在结构整体计算的输出结果中，结构的侧移是一个重要的衡量便准，其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适，过大或过小都说明结构刚度过小或过大，以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖
向及平面布置合理性的再思考。
（2）剪重比及单位面积重度结构的剪重比λ=VEK／G是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标．其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，剪重比分别为0.012，0.024．0.040；扭转效应明显或基本周期
除个别较特别的以外，多数在5kN／㎡左右。
以上两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的
数据，因此结构设计者对这两个指标切不可掉以轻心，更不可认为是无关紧要的。
4.结论。
随着我国社会经济的蓬勃发展，建筑科技和建筑技术也有了高速发展。尤其在城市，随着进一步发挥土地的综合利用率的提高，高层建筑正在日益成为城市建筑的主体。为了体现高层建筑的魅力，追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们目标和方向。 参考文献：
关键词：高层建筑；抗震；结构设计
中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号：
随着社会经济的高速发展与人多的不断增多，建筑用地越来越紧张，促使高层建筑发展迅猛。在科学技术、新工艺以及新材料的推动下，为高层建筑今后的发展提供了更多的空间。随着全世界各个地区地震灾害的相继发生，所造成的经济损失、人员伤亡，越来越让人们重视建筑的抗震程度。地震是自然灾害破坏性极大的灾害之一，以目前的科学技术也无法对抗震发生进行精确的计算，但是在高层抗震结构设计中，人们可以对其设计进行不断的优化与改进，从而提升其抗震性能。
一、高层建筑抗震设计的准则
当前抗震设计的目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。抗震设计讲究刚柔并济，结构布置形式一定要合理，要符合实际的情况，严格遵循“强剪强弯”的抗震结构设计准则。要重视刚度的要求，在设计过程中不断趋向于这方面的满足，从而将抗震的效果增强，最大限度保障高层建筑结构设计处于地质中能承受的弹性范围之内。直观来讲，就是建筑本事结构即使出现了变形，但是其中结构形态也不会出现根本的损坏，而且经维护能能正常发挥其功效。在追求建筑高度的同时，也允许进入弹塑性状态，但是高层建筑结构的安全也必须符合国家的相关标准，才能真正投入使用。国家规定，六级以上必须要有抗震设计。高层抗震设计不能一味的追求抗震的抗力，我们清楚的知道地震不是一次性的，往往还带有很多次的余震，由于地震的作用特别复杂以及地震发生时强度的不确定因素，还有建筑结构与体积存在的差异性等等，假如高层建筑只是设计了一道防线，那么其抗震效果就无法应对这么多突发因素。
二、我国高层建筑抗震设计常见的问题
1、工程地质勘查资料不全
在设计初期，设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况，但是往往在设计过程中，却没有建筑场地岩土工程的勘察资料，就不能很好的进行地基设计，给建筑物的结构带来安全隐患。
2 建筑材料不满足要求
对于材料而言．我们要明确这样一个道理：地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小。震害就小。所以,在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土，加气混凝土板、空心塑料板材等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。
3 建筑物本身的建筑结构设计
建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少类似震害实例。台湾9.21地震中，一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则，在水平地震作用下，结构产生严重扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。
4 平面布局的刚度不均
抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀．否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小，一边设计大开问．一边为小房间；一边墙落地承重，一边又为柱承重。平面形状采用L、形不规则平面等．造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙．另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。这些都对抗震极为不利。
5防震缝设置不规范
对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝：(1)平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3—91)中表2.2.3的限值而无加强措施；(2)房屋有较大错层；(3)各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。
上述这些问题的存在，倘若不能得到改正，势必对建筑物的安全带来隐患。上述这些问题的原因是多方面的，这就需要设计人员从设计的角度避免这些问题的出现，防止将这种问题带入施工中，应该高层建筑的抗震性能。
三 高层建筑结构抗震设计
1抗震措施
在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施(隔震措施，消能减震措施)来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
2高层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离 不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率(或重现期)来区分的：多遇地震：50年超越概率63．2％，重现期50年；设防烈度地震(基本地震)：50年超越概率10％，重现期475年：罕遇地震：50年超越概率2％．3％，重现期1641．2475年，平均约为2000年。对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
四 结语
总之，面对中国的高层建筑抗震结构存在的诸多问题，限于我国作为一个发展中国家的财力、物力 探讨、研究有效的建筑抗震措施的任务仍然十分艰巨。与此同时．我国政府相关部门也应该加强规范力度．发挥好对高层建筑防震措施的检查、检验效力。
参考文献
[1]都凤强.高层建筑结构设计的实践探讨[J]科技创新导报2009年21期
关键词：高层建筑；梁式转换层；结构；设计
中图分类号：TU97 文献标识码：A
引言
在高层建筑的建设中，梁式转换层结构由于具有传力直接、施工便捷及清楚等优点，成为了一种实现垂直转换的结构形式，并被广泛应用于高层建筑。
1.梁式转换层结构形式的相关分析
高层建筑结构上部受力要小于下部受力，如果按照一般的思维，在设计中则应考虑下部刚度比上部结构大，即给下部增加墙体、柱网，减少上部墙柱的密度，然而这在现实的高层建筑中是不可能的，即当前高层建筑对下部的使用空间要求比上部大，且越往高层越小，这就需要在高层建筑结构设计中采用反常规设计法。《高层建筑混凝土结构技术规程》中对转换梁最小高度及宽度作了规定：框支梁截面宽度应≤其相应方向的截面宽度，≥其上墙体截面厚度的两倍，一般不可＜40cm；如果梁上托柱，则不应＜梁宽方向的柱截面宽度；非抗震设计时，转换梁的高度要≥跨度的1/8，抗震设计时，其高度则应≥跨度的1/6[1]。因此，为了确保转换梁结构的可靠性，必须严格按照规定进行设计。
2.梁式转换层的设计原则
2.1竖向布置原则
布置转换层结构时，可结合建筑功能及结构传力的情况，沿着高层建筑某一高度方向布置，或者灵活布置多处；还可以结合建筑功能需求，在楼层局部进行转换层的布置，且该空间不但能作为一个正常使用的楼层，还可以作为技术设备层，值得注意的是，该转换层的刚度必须够强，避免沿竖向刚度过大。对于大底盘有大量塔楼的高层建筑，塔楼转换层应在裙房屋面层，且屋面梁、厚度及板尺寸均要增大，避免中间出现刚度过小的楼层，以提高抗震能力。对于框支剪力墙高层建筑结构，其转换层7度区以不超过第5层为宜，8度区以不超过第3层为宜，如果转换层的位置与规定相悖，则应及时采取措施处理。以免造成不可估量的损失[2]。
2.2抗震设计原则
为了保证设计符合安全要求，规程中对一些框支剪力墙结构转换层的位置设置作了相关规定，即如果设置楼层大于3层时，其框支柱及剪力墙底部的加强部位的抗震等级，最好提高一级，以保证其抗震能力。同时，还要增大转换层的转换构件水平向地震作用的计算内力；如果进行8度抗震设计，还应将竖向地震作用的影响也列入考虑范围。
2.3结构布置原则
经证实，底部的转换层位置如果过高，其上、下刚度突变则更大，而其上、下内力传递途径的突变则愈强；同时，若转换层位置过高，简体或落地剪力墙则较易产生受弯裂缝，增大框支柱的内力，使得转换层上部周边的墙体容易被破坏，因此，转换层的位置不易设置过高，否则不利于抗震，且底部带转换层上部的某些竖向构件，不允许直接、连续地贯通落地，故设置安全、可靠的转换构件十分必要。在现阶段，转换层构件有转换大梁、箱形结构、斜撑等形式。在地震区很少使用转换厚板，但在6度抗震设计及非地震区则可使用转换厚板；对于空间较大的地下室，由于受到周围环境的限制，其地震反应要比地面以上的框支结构小，所以7度和8度抗震设计的地下室，允许使用转换厚板。
3.关于梁式转换层结构的设计、构造分析
剪力墙是由框支主梁承托次梁的，故其传力途径经过了多次转换，受力情况较为复杂，而框支主梁不仅要承受上部剪力墙的作用力，还要承受梁自身的剪力、弯矩及扭矩，故极易受到破坏。对于那些有特殊抗震要求的建筑，为了提高结构的受力性能及抗震能力，可在进行其平面布置时使局部剪力墙落地，且与基础贯通，将其做成这样一种受力体系，即框支墙、剪力墙与落地剪力墙协同工作。
3.1框支柱的设计要求与构造要求分析
确定框支柱截面的尺寸时，主要是根据其轴压比计算。地震作用下的框支柱内力调整要求：抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应与放大系数相乘，且配筋时要根据放大后的弯矩设计值进行[3]；剪力调整：框支柱的数量≤10时，且框支层为1至2层时，每层的每根柱要承受的剪力应是基底剪力的2%；若框支层在3层以上时（含3层），每层的各根柱要承受的剪力应起码是基底剪力的3%；如果款支柱的数量＞10时，且框支层为1至2层时，各层各根柱的承受剪力之和应是基底剪力的20%；如果框支层在3层以上时（含3层），各层各框支柱承受的剪力之和应是基底剪力的30%；在调整了框支柱的剪力后，还要对框支柱的弯矩、柱梁端处的剪力也进行适当调整，框支柱轴力则不规定必须调整[4]。
3.2转换梁的设计要求与构造要求分析
确定转换梁的截面尺寸时，主要是根据其剪压比计算，这样可以防止发生脆性破坏。通常转换梁不会开洞，如果需要开洞，洞口应处于梁中和轴的附近，且洞口的上、下弦杆要有加强，箍筋应较密实，以保证其抗剪能力。如果洞口的内力比较大，建议使用型钢构件进行加强；转换梁的混凝土强度级别应≥C30；非抗震设计时，转换梁上、下主筋的最小配筋率为0.3%，且转换梁中最好没有接头，转换梁的上部主筋则起码有50%是沿梁全长贯通，下部主筋则均要贯通伸入柱内。
3.3转换梁截面设计方法的相关分析
转换梁应力截面的设计方法：应用有限元的方法对转换梁进行分析后获取的结果，即为转换梁应力和它的分布规律。为了使所获取的应力及分布规律可以直接用于截面的配筋计算，如果不将混凝土的抗拉作用列入考虑范围，全部的拉力应有钢筋承担并要满足其屈服强度设计值的要求。受压范围的混凝土，其强度应达到轴心抗压强度的设计值。
3.3.1托柱形式的转换梁截面设计方法分析
如果转换梁承托的是上部普通框架，在其常用截面尺寸区域内，其受力情况与普通梁基本一样，此时可采用普通截面设计的方法来进行配筋运算；如果转换梁承托的是上部斜杆框架，则要承受轴向拉力，这时应采用偏心受拉构件的方法对截面进行设计。
3.3.2托墙形式的转换梁截面设计方法分析
如果转换梁承托的上部墙体满跨不开洞，其与上部墙体协同工作，则其破坏形态与受力特征为深梁，则应选择应力截面设计或深梁截面设计的方法对转换梁截面进行设计，并要把计算得到的纵向钢筋沿着梁全高进行合理配置。同时，转换梁跨中很大一片区域内的内力相对较大，所以底部的纵向钢筋不可截断或弯起，而应全都伸入支座。如果转换梁的承托上部墙体是小墙肢，则可根据普通梁的截面设计方法来开展配筋计算，纵向的钢筋则可布置在转换梁底部。
4.小结
随着建设事业的蓬勃发展，城市高层建筑也日益增多，人们对于高层建筑的功能要求也越来越高，即要求建筑使用功能全面化、综合化、多样化及体型复杂化。梁式转换层由于具有传力明确、清楚、直接及施工便捷等优点，故在高层建筑中得到广泛应用。此外，在进行梁式转换层结构的设计时，设计人员必须对概念设计给予足够的重视，应经过查阅数据、多次比较调整，甚至采用有限元分析，才能得出最合理的设计。
【参考文献】
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[3]余添朋.探析高层建筑梁式转换层结构设计[J].中华民居(下旬刊).2012(11):52-53.
【关键词】:高层建筑；结构特点；基础结构设计；
Abstract: The increase of the height of building, style diversity has put forward more new problems and requirements for high-rise buildings in the design and technology, this paper analyzes several problems existing in design structure characteristics, design principle and basic structure of the high-rise.
Key words: high-rise building; structure characteristics; foundation structure design
中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：
0 引言
随着城市建设的不断加快，建筑业有了突飞猛进的发展，建筑用地也不断紧张，全国各地的高层建筑不断涌现，近年来，我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿多平方米。建筑高度的不断增加, 风格的变化多样， 给高层建筑的设计提出了更新更高的要求。尤其是高层建筑的结构设计越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点，给工程设计人员提出了更高的要求。下面就高层结构设计的特点、设计原则以及基础的结构设计中存在的几个问题进行探讨。
1 高层建筑结构设计特点
1.1水平荷载成为决定因素。首先，数据显示楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值仅与楼房高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力与楼房高度的两次方成正比。再者，对具有特定高度的楼房来说， 竖向荷载基本上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用， 其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。因此，水平荷载对高层建筑稳定性的影响作用是很大的
1.2轴向变形不可忽视。高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
1.3侧移成为控制指标。与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。 另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：
1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。
2.使居住人员感到不适或惊慌。
3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。
4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。
1.4结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言， 高层建筑结构更柔一些， 在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力， 避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
1.5抗震设计要求更高。有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
2 高层建筑结构设计基本原则
高层建筑结构设计的基本原则是：注重概念设计，重视结构选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系，加强构造措施。钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。 在抗震设计中，应保证结构的整体性能，使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。结构应满足下列基本要求：
( l ）应具有必要的承载力、刚度和变形能力。
( 2 ）应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。
( 3 ）对可能的薄弱部位要采取加强措施。
( 4 ）结构选型与布置合理，避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。
( 5 ）宜具有多道抗震防线。
3 高层建筑结构的基础设计基本要求
基础是房屋结构的重要组成部分，房屋所受的各种荷载都要经过基础传至地基。由于高层建筑层数多、上部结构荷载很大，导致使其基础具有埋置深度大，材料用量多，施工周期长，工程造价高等特点。为此，高层建筑基础设计时应满足以下几方面的要求：
(1) 高层建筑的基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、上部结构的类型、施工条件、使用要求，确保建筑物不致发生过量沉降戒倾斜，满足建筑物正常使用要求。还应注意与相邻建筑的相互影响，了解邻近地下构筑物及各项地下设施的位置和标高，确保施工安全。
（2）基础设计应根据上部结构和地质状况进行，宜考虑地基、基础与上部结构相互作用的影响。需要降低地下水位的，应在施工时采取有效措施，避免因基坑降水而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等正常使用和安全。同时还应注意降水的时间要求，以免停止降水后，水位过早上升，使建筑物发生上浮等问题。
（3）高层建筑应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。宜采用筏形基础，必要时可采用箱形基础。当地质条件好、荷载较小，且能满足地基承载力和变形要求时，也可采用交叉梁基础或其他基础形式；当地基承载力或变形不能满足设计要求时，可采用桩基或复合地基。
（4）高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑，基础底面与地基之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。计算时，质量偏心较大的裙楼与主楼可分开考虑。
（5）在地震区，高层建筑宜避开对抗震不利的地段；当条件不允许避开不利地段时，应采取可靠措施，使建筑物在地震地不致由于地基失稳而破坏，或者产生过量下沉或倾斜。
4 基础的埋深问题
高层建筑的基础应该要有一定的埋深，埋置深度可以从室外地坪一直算到基础底面，对于独立的高层建筑而言，基础埋深比较容易确定，但当今多数高层建筑与地下车库都是相互连接的，当地下车库基础采用筏板基础或设有防水底板的独立基础（防水底板不宜太薄）时，高层建筑的基础埋深可从室外地坪算起，此时高层建筑地下室顶板及地下车库顶板应按嵌固层要求设计，地下车库应有足够的侧向刚度作为高层建筑的侧限。假如不满足以上条件的时候，高层建筑的基础埋深应该要从地下车库地面算起。高层建筑通常设地下室来满足埋深要求，主要有以下几点优势：
1．提高地基承载力。当高层建筑采用天然地基时，地基承载力可进行修正。随着基础埋深的增加，修正后的地基承载力随之增大，从而可满足高层建筑对地基承载力的要求。
2．有利于高层建筑上部结构的整体稳定。高层建筑地下室外墙一般采用钢筋硷墙，地下室顶板厚不宜小于160mm，地下室具有较大的层间刚度，同时地下室外墙周边土也提供了很大的侧向刚度和约束。因此设地下室有利于上部结构的整体稳定，有利于协调结构整体变形，调整地基不均与沉降。
此外在确定埋置深度时，应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素。埋置深度可从室外地坪算至基础底面，并宜符合下列要求：
1天然地基或复合地基，可取房屋高度的1/15；
2桩基础，可取房屋高度的1/18（桩长不计在内）。
当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时，在满足地基承载力、稳定性要求及本规程第12.1.6条规定的前提下，基础埋深可不受本条第1、2两款的限制。当地基可能产生滑移时，应采取有效的抗滑移措施。
5 总结
近些年来，我国的高层建筑发展十分迅速，建筑造型新颖独特，建筑物的高度与规模不断增加。在高层建筑结构设计中，地基是大楼的基础，设计者应根据实际情况，作出合理的结构方案选择。并能根据具体情况进行具体分析采取适当的措施解决实际问题。才能不断地完善和发展高层建筑。
参考文献
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梁式转换：梁式转换层是指在普通的现浇钢筋混凝土楼板上布置相应的托梁，以承载在上部楼层落空的各承重柱或剪力墙传来的荷载，一般多用于有大空间、大开间要求的底层结构。当需要纵、横双向同时进行结构转换时，应采用双向结构转换梁布置。
板式转换：当高层建筑结构的上下柱网、轴线相互之间存在较大错位，可考虑选择采用板式转换结构，以形成厚板式承台转换层，其下部楼层的柱网可以灵活布置。厚板转换结构多适用于上下楼层柱网极不规则的高层建筑结构转换，使得转换层上、下楼层的结构功能布置灵活。
桁架转换：在采用托柱形式的梁式转换结构时，当转换梁构件的跨度很大且上层传递的荷载较大时，可根据上下楼层柱网的轴线位置变化情况设置相应的桁架转换层进行结构转换，其有效克服了梁式转换和厚板转换形式存在的缺点，转换灵活，传力直接，减轻了梁构件的剪力负担，是一种可在超高层建筑结构转换工程中推广应用的结构转换形式。
二、转换层结构的构件设计
1、框支柱
为了保证结构具有足够的延性，框支柱的轴压比要严格控制，这使得框支柱比一般的框架柱有更大的延性和抗倒塌性能。框支柱轴压比：μN = Nmax/ （ fcbh0）
式中： Nmax ―框支柱最大组合轴力设计值（包括地震作用下轴力调整） ；
fc ―框支柱混凝土抗压强度设计值；
b ―框支柱截面的宽度；
h0 ―框支柱截面的有效高度。
一级抗震时， 框支柱的轴压比控制在0.7 以下； 二级抗震时，应该控制在0.75 以下；三级抗震时， 控制在0.8 以下；非抗震设计时，控制在0.85 以下。箍筋沿柱全高加密并采用复合箍筋，且不少于Ф10 @100。框支柱应有部分纵筋伸至框支梁以上的墙体内，延伸长度等于层高以加强上下层的可靠连接 。
2、框支梁
因为框支梁的受力很大且受力情况复杂，它不但是上下层荷载的传输枢纽，而且是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位，是一个复杂的受力构件，故设计时应设有较多冗余储备。宜在结构整体计算后，按有限元方法进行详细分析，分析和试验结构表明，在竖向荷载和水平荷载作用下，框支梁大多数情况下为偏心受拉构件，并承受很大的剪力，因此《高层建筑混泥土结构技术规程》规定了对框支梁截面高度的设计要求及框支梁截面组合的最大剪力设计值的限制条件。在竖向荷载作用下，梁端往往首先破坏，所以必须加强构造措施，伸入支座的钢筋在柱内应有可靠的锚固；负钢筋伸入梁下皮以下要大于45d 。框支梁不宜开洞，开洞时应做局部应力分析，要求开洞部位远离框支柱边，开洞部位要加强配筋构造。
3、楼板
由于结构上部的水平剪力要通过转换层传到下部结构，转换层楼面在其平面内受力很大，楼板变形显著，因此要适当加厚转换层楼面，建议采用厚度不小于180mm 的现浇板，这样有利于转换层在其平面内进行剪力重分配，并加强转换大梁的侧向刚度和抗扭能力，也可使实际情况更符合结构整体计算中楼层刚度无限大的基本假定。而且混凝土强度> C30 ，并采用双向双排钢筋网，每排钢筋的配筋率> 0.25 % ，必要时，转换层混凝土加1 %的钢纤维则抗力效果更佳；它不仅可以使同一等级的混凝土抗剪强度提高45 % ，而且可以有效的提高混凝土的抗裂性能 。转换层楼板不宜有大的开洞，当开洞时应在洞口四周设置次梁暗梁，楼板开洞位置尽可能远离外侧边，与转换层相近的楼板也应加强。若必须在大空间部分设置楼、电梯间时，应用钢筋砼墙围成筒体。
三、高层建筑转换层设计要点
1、高层建筑的转换层结构布置
转换结构可以根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置（或是楼层局部布置转换层），且自身的这个空间既可以作为正常使用楼层，也可以作为技术设备层，但应该保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。当建筑物较高柔（如框架-核心筒结构），整体刚度可能不足，在结构竖向的一定部位设置水平刚性楼层（加强层），人为地加强结构的整体弯曲效应，这时转换层可同建筑物的加强层、设备层等统一考虑。对大底层上部为多塔的建筑，塔楼的转换层宜设置在裙楼的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层；8度区不宜超过第三层。
2、高层建筑转换层结构的过度受力及轴压比控制
（1）过度受力。高层建筑转换层的结构设计，不是我们想象的那么简单，在这个过程中，楼层的梁面和柱面分别有两种表现形式，从柱面来看，主要的突出表现有强柱和弱柱，从梁面来看主要由强梁和弱梁。不要轻视这两个构件，它们直接影响着转换层的竖向负载能力以及构架的内力，在高层建筑施工期间，对施工的进度和时间也有一定影响，尤其是在转换层构架与若干层构架同时出现在施工阶段的时候，这个构架的内力变化尤为突出，若不及时采取措施，必会因为施工阶段转换构件的过渡受力而影响高层的进度，造成高层建筑施工延时延工。
（2）控制轴压比。高层建筑中转换层还要注意轴压的比率，尽量控制这个比率，我们知道，转换层的支梁和支柱在内交角的位置，有一个突出的应力表现情况，由于深受水平负载以及垂直负载的双重影响，柱子的横截面，柱子的剪力，以及柱子的弯矩在相对条件下较小，所以轴压力的承受力主要受框支柱所支撑，转换层以上的墙体垂直负载和水平负载差不多都能借助板平面内的刚度传递给落地剪力墙，因此要严格控制框支柱的轴压比。例如，在一高层建筑实处，设计的方案是这样的：抗震设计时框支柱的轴压比小于0.6，砼的强度等级高于C20，但低于C30，采用螺旋箍围绕框支柱全高密度较小，箍筋直径要不足10，问距不足100rnm，这个设计方案，在真正实行的过程中限制了柱箍筋配箍率，减弱了转换层柱的抗剪能力。因此要切合实际的对高层建筑进行科学的检测，确保万无一失。
【关键词】高层建筑；结构设计；设计要点；对策
1高层建筑结构设计的特点分析
（1）水平力是设计的决定性因素。在低层或者多层的建筑结构设计中，常常用重力为代表的竖向荷载去控制建筑物的结构。然而，在高层建筑中，虽然竖向荷载能起到一定的控制作用，但是水平荷载在其中却起着决定性的作用，因而不能忽视。使得水平荷载比竖向荷载更起决定性作用的主要原因在于，高层建筑物的自身重量和使用荷载在竖向构件中能够引起的轴力和弯矩的数值，仅仅与建筑物的高度一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及在竖向构件中引起的轴力，与建筑高度两次方成正比。
（2）侧移是设计的重要控制指标。在高层建筑结构设计中，结构侧移是高楼结构设计中的重要控制因素，这一点与低层建筑不一样。当楼房的高度不断增加的时候，水平荷载下的结构侧移变形会逐渐拉大，这就给高层建筑的稳定性造成了一定的影响。因此，在设计高层建筑结构的时候，应该将水平荷载作用下的侧移控制在一个限度之内。
（3）抗震设计要求较高。在高层建筑结构设计中，对于抗震设计的要求显得更高。一般来说，除了要求抗震设防的高层建筑有普通的竖向荷载、风荷载以外，还应该促进结构设计具有良好的抗震性能，达到小震不坏，大震不倒的目的。
（4）轴向变形需加以重视。在高层建筑中，竖向荷载数值变大的时候，会在柱内产生较大的轴向变形，使得连续梁弯矩发生变化，让连续梁之间支座处的负弯矩值变小，还会对预制构件的下料长度造成影响。因此，在进行高层建筑结构设计的时候，要对轴向变形的数据进行仔细计算，对下料长度进行有效的调整，防止高层建筑的轴向变形数据不断拉大。
2 高层建筑结构设计的原则
高层建筑结构的设计是一个复杂繁琐的内容，其中需要注意的内容涉及也十分广泛，根据多年的工作经验总结，主要集中在以下几个方面：
2.1结构方案的选择
合理的结构设计方案对于工程来讲是十分关键的，好的设计方案在满足结构形式和体系的基础上，还要充分考虑造价成本，把经济适用发挥到最大程度。结构体系的最基本的原则是受力明确、传力简单，结构方案在满足使用、安全要求的基础上，尽量的简洁。最终结构方案的确定，需要对地理条件、工程设计需求、材料的选择和施工条件等进行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、电各个分项相互协调，综合各方面因素进行最后的确定。
2.2计算简图的选择
计算简图是进行高层建筑结构设计的基础，是所有计算数据的出处和根源所在。关系到各环节的建筑尺寸和误差。如果不能选择合理的计算简图，对于结构安全就会埋下隐患。因此，高层建筑结构设计的安全保障前提，就是合理计算简图的选择。同时，在选择了计算简图之后，还应该采用相应的构造方法保证其安全性。在结构的实际施工中，结构节点不单单是钢节点或者铰接点，要使得计算简图的误差在规定的允许范围之内。
2.3 计算结果要进行准确的分析
科技的发展也推动建筑领域不断的进步，计算机作为现在科技发展的集中产物，自然在建筑结构设计中也得到了广泛的应用。经过几年的发展，市场上的计算机软件种类和数量都大大提升，但问题也随之涌现出来，很多时候，统一种类的计算数据在不用软件中处理产生的结果并不一致。这就对计算数据的准确程度提出了严苛的校对要求，也对结构设计人员的能力提出了更高水平的要求。在全面了解软件的使用范围和条件的基础上，选择最为合理准确的软件也成为设计人员必须完成的课题。与此同时，建筑结构受到各种不可掌控的实际情况制约，与计算机得出的理想结果不能达到完全的吻合，因此在计算机辅助设计的同时，设计人员的主导能力还是最为关键的。
3高层建筑结构设计中关键要点分析
（1）扭转问题设计。要求高层建筑的结构设计必须三心尽可能汇于一点，即建筑结构的刚度中心、几何形心、结构重心三心合一。倘若在设计中未很好地做到三心汇聚一点，建筑易发生扭转问题，并在水平力作用下造成高层建筑结构的毁坏。
（2）抗风结构设计。高层建筑由于其具有楼层多，高度高的特点，因此相比较其他建筑，在建筑物表面更易改变风的流动性和空气的动力效应。在楼层柔软部分风和空气会产生动力形式和静力形式，并由此产生的震动，会对楼层的墙体、装饰结构以及支撑结构产生破坏，危害建筑的稳定性，所以在进行高层结构设计的过程中，应该进行抗风结构的设计，杜绝建筑物在自然因素的影响下留下隐患。
4高层建筑结构设计问题的有效对策
4.1合理设计平面布局
高层建筑结构设计过程中，扭转问题出现的原因是由于三心未合一导致的建筑物质量分布不均匀。所以在设计过程中，相关设计人员对高层建筑应当采用相对规则的图形，例如正方形、矩形、圆形、正多边形等较为简单、分布均衡的平面形式。尽量不采用L形、T形、十字形等复杂平面形式。在环境要求或结构要求特殊情况下，应当根据相应规范进行设计，避免建筑结构突出部分过大，同时尽量保证结构的对称性。
4.2优化抗风结构设计方案
针对高层建筑结构抗风结构存在的难点和问题进行优化。一是基础优化。要保证高层建筑结构的抗风性良好，首先要保证高层结构的基础牢固。二是增加高层建筑耗能结构设计。在高层建筑结构设计过程中，对相应非承重构件利用耗能构件如楼板、剪力墙等来抵消风能对建筑的影响。三是减小水平荷载和风力叠加对高层建筑的影响。四是增大结构承载力和抗风力。根据相关数据进行高层建筑结构承载力验算和抗风力验算，在此基础上制定一个放大系数，进一步保证高层结构的抗风性能。
4.3优化抗震结构设计方案
当今高层建筑结构的抗震设计存在很多问题和难点，结合相关设计经验总结了集中抗震结构的优化方案。一是合理布置抗侧力构件。二是增加地基抗震能力。三是设计高性能剪力墙。高性能剪力墙的设计能够有效地提高剪力墙在地震过程中吸收建筑内力的能力，可以适当增加墙体和楼板的刚度来控制建筑位移，达到抗震目的。四是进行高层结构构件的简化和一体化。通过对扶壁、筒口、筒脚的简单化设置，达到相应建筑物的对称。
4.4加强消防结构设计
当下很多大型火灾、恐怖袭击等恶劣事件已经让高层建筑的消防结构设计面临必须改善和加强的地步，但是消防设计应该从消防结构设计和使用期间消防规范来共同执行。在高层建筑消防结构设计过程中，应该加强对防火结构间的距离控制，在符合当地的地形条件基础上，高层结构在防火结构间距离上可适当加大处理。在材料使用上，可以尽量减少易燃材料的使用，同时增加耐火材料的运用来达到防火目的。另外，良好的疏散系统是保证火灾发生之后减少人员损伤的重要保证。高层建筑的疏散系统呈垂直状态，容易导致疏散效率不高的问题出现。在消防结构设计时，可以通过设置双通道疏散，增设防烟区、耐火区、避难层等设施来增加消防能力。同时，高层结构可以通过设置相应的隔离结构来有效地控制火势蔓延，增强建筑消防安全能力。
参考文献：
[1]柳奕成.高层建筑混凝土结构设计[J].江西建材，2014（04）：20-21.
关键词：高层建筑；结构转换层；结构设计
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
引言：随着经济的发展，现代高层建筑向多功能、综合用途发展，尤其是临街高层建筑，其功能布置一般上部为住宅、旅馆，下部楼层作商店、餐厅等。不同的用途需要不同的空间组合形式，因此近几年来出现了上部楼层为小开间剪力墙，而下部楼层为大柱网框一剪结构形式，上述功能要求与结构的合理布置要求正好相反，出现了上部刚度大而下部刚度小的竖向结构体系。为了实现这种结构布置就必须在结构转换的楼层设置转换层以保证结构受力的正确传递。转换层的合理设计将直接影响结构的受力及构件尺寸的确定。
1 转换层的设计原则
因在建筑物中设置转换层可使其竖向刚度发生突变，降低了结构的抗震能力，为了防止这种情况的出现，应遵循以下设计原则：在设置转换层时，应尽量选用直接落地的竖向构件，因为需结构转换的竖向构件能够引起刚度突变，影响结构的抗震能力；应在高层建筑竖向位置较低的地方设置转换层结构，把握宜低不宜高的原则；对转换层结构进行优化，保证选用的换层结构型式具有明确的传力路径，有利于结构分析设计和保证施工量；转换刚度不可过大，在考虑建筑物安全和经济的前提下，坚持宜小不宜大的方法。
2 高层建筑转换层结构形式
2.1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，施工难度大。
2.2 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。
2.3粱式转换
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。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。
2.4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。
2.5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。在使用桁架转换层设计时应时时注意以下几个方面。
（1）设计桁架转换层时，高度要求在3m以上，若层高受到限制，无法达到要求，使得斜压腹杆形成超短柱，那么在地震发生时便有可能出现脆性破坏。
（2）施工时，为了将桁架的受力优势充分发挥出来，应确保上弦节点与上部集中荷载的中心对齐。
（3）施工时，注意将预应力施加在上下弦和斜拉腹杆中，可明显减少构件的截面，减少了材料用量，对降低整个工程的造价具有较大的作用。
2.6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。施工时，应考虑斜柱转换层的荷载分担，只有将转换斜柱尽量连接在更多的楼层，而减少分布在上下楼层的荷载，才能保证此类转换层的安全及设计的方便。
3 高层建筑转换层结构设计
3.1 转换层楼板设计
转换层将框支剪力墙分成上下两部分，对于这两者来说，其受力情况是有一定差距的，在上部的楼层中，因为外荷载而产生的水平力，有自己的分配原则，它是根据剪力墙的刚度来进行的。在下部楼层中，框支柱的刚度与落地的剪力墙的刚度也是不同的，后者承担着水平剪力，也就是说，在转换层处荷载的分配不是很均匀。转换层其楼板具有比较重的任务，比如说上下部分的一些剪力重分配就是由它负责，转换楼板其自身的变形大、受力大，应该要保持足够的刚度来完成支撑。
3.2 转换层竖向布置
转换结构可以根据结构的传力以及建筑的功能需要，沿着高层的建筑方向灵活布置，也可以在符合建筑功能要求的基础上，在楼层的局部来设置转换层，而且自身的空间可以作为一种技术设备层，也可以作为一种正常的使用层，但是前提是要保证转换层的刚度，这样来防止刚度的过分悬殊。此外，在一些商业建筑中，如果是一种大底盘的多塔楼，对于塔楼的转换层来说，就应该将其设置在裙房中的屋面层，而且要加大屋面梁的尺寸以及厚度等，以防止其中间会出现一种刚度太小的楼层，进一步将震害减小。对于一些框支剪力墙的高层建筑中，在转换层位置的设置方面，7度区应该要低于第五层，8度区要低于第三层，如果转换层的位置与上述的规定不相符合，那么就应该要采取相应的措施来予以应对。
3.3转换层结构布置
据相关研究显示，在底部的转换层中，如果其位置越高，它的上下高度的突变就会越大，转换层上下内力的传递途径，其突变也会加剧，落地的剪力墙以及墙体就容易出现裂缝现象，框架的支柱内力加大，使得转换层的上部其附近的一些墙体就会被破坏。所以说，转换层的位置如果是过于高，就会对抗震产生不利的影响。
底部带的转换层结构中，其上部的一些竖向构件不能够直接连续的贯通落地，所以说，要设置一种较为安全的转换构件。按照相关的研究结果显示，转换构件能够运用箱形结构、斜撑、厚板、转换大梁等形式，在地震区对于一些转换厚板的使用经验是比较少的，可以在一些非地震区采用，在一些大空间的地下室中，因为其周围有着约束的作用，而地震的反应也低于上部的框支结构，所以，在7度到8度的地震设计的一些地下室就能够采用这种厚板转换层。
3.4转换层抗震设计
具有转换层的一些高层设计，因为其设置了转换层，沿着建筑物高度方向的刚度均匀性可能会受到一些影响甚至是破坏，转换层结构的竖向承载力因为其不连续墙柱的突变，这样就导致了传力路线的曲折、应力集中、以及变形集中，所以，在抗震方面，转换结构的性能比较差。
为了进一步保证设计的准确性与安全性，在一些框支剪力墙及其转换层的位置如果是设置在第三层以上，那么框支柱以及剪力墙其底部的抗震等级要提高一级，如果已经是特一级就不再需要将其提高，而对于底部的框架来说，如果其为密柱框架，其抗震等级就不用再提高。转换层及其构件在水平地震作用下的内力要要调整，如果是八度的抗震设计，就需要把对竖向地震的影响考虑进去。
4 结束语
总之，随着建筑行业的快速发展。转换层在现代高层建筑结构设计中的应用十分普遍。因此，必须做好这方面的研究和实践，推动带结构转换层的高层建筑结构设计的发展。
参考文献：
随着城市化建设进程不断加快，城市居民人均居住面积不断缩小，土地资源日益紧张，给高层建筑带来了极大的发展空间。高层建筑提高了土地利用率，增大了人均居住面积，已经成为城市未来发展的主要方向，并逐步深入到人们的日常生活中去。结构设计是高层建筑的关键部分，直接影响了高层建筑的实用性能以及后期的维护，做好高层建筑的结构设计，使其满足抗风、抗震等相关标准的同时，还能方便居住用户的生产和生活。
2 高层建筑结构设计中存在的问题
2.1 短肢剪力墙设置问题 根据近年的高层建筑建设情况来看，短肢剪力墙在高层建筑物结构设计中出现频率较高，而短肢剪力墙的增设对建筑物的稳定性、抗震性能、牢固度的提升不仅没有起到促进作用，反而在一定情况下还会产生不利影响。因此，在设计高层建筑时，应尽量减少短肢剪力墙的使用频率，以提升高层建筑物结构的质量。
2.2 嵌固端设置问题 地下室和人防是高层建筑结构设计中不可或缺的组成部分，而且地下室或人防顶板地区通常会修筑嵌固端，这就降低了高层建筑结构的稳定性。设计者在对嵌固端进行布置时，应充分考虑由此引发的问题，如对结构稳定性的影响、嵌固端楼板设计等。嵌固端布局时，应对其上下层的刚度比例、方位布局进行全方位的综合考量，通过专业的计算软件，对各项参数进行准确计算，尽量保障嵌固端布局和抗震缝隙二者之间的平衡。
2.3 超高问题 建筑物超高问题是在施工过程中较为普遍的问题，高层建筑在施工过程中若超出相关的建筑标准，将严重影响建筑物结构的稳定性、安全性、抵御灾害的能力等，这是必须避免的问题。一些工程设计单位及建设单位，为了增加工程卖点，不顾客观实际，无限增高建筑工程的高度。相关部门应抓紧制定出台相关的法律法规制度，对高层建筑物的设计高度进行严格规定，并对建筑物的抗震性能、防火性能等其他与安全有关的性能进行科学控制。
2.4 设计缺乏科学性 高层建筑物不同于普通的建筑物，该类建筑的机械性能和功能具有自身特点，这就要求在对高层建筑物进行设计时，要加强对结构设计的质量控制。然而，实际情况是，我国很多高层建筑设计者在专业水平和对相关技术法规了解程度方面，还存在极大的不足，无法将高层建筑物的抗震性、安全度和牢固度等参数纳入到结构设计范围之内，更有甚者，部分设计者受业主的影响，在没有充分安全保障的情况下，对高层建筑的结构设计进行更改，这势必会影响高层建筑物的安全性和实用性。高层建筑结构设计是否科学、规范，对于建筑物的使用寿命及用户的安全具有密切联系，应采取积极有效的管控措施，对建筑物的结构设计进行严格管控，保障高层建筑的使用性能和安全性能，维护用户的切身利益。
3 高层建筑物结构设计应采取的对策
3.1 高层建筑结构设计基础方案的选择 高层建筑设计之前，应对高层建筑工程项目的所在地区实际情况进行自习勘探，了解工程项目所在地区的地质、地貌、水文、气候等要素，在科学的指导下选择基础设计方案；设计人员应对建筑项目的结构类型、荷载情况进行全方位的了解，以便能对工程项目的施工条件、施工影响因素进行准确判断，使基础方案达到最优化。
3.2 计算简图的选择 计算简图是高层建筑物结构设计的计算依据，因此，保障计算简图的精准性，对于建筑物结构设计的科学性具有直接影响。
3.3 计算工具的选择 现代信息技术的发展及应用，极大的推动了建筑设计行业的发展，在高层建筑结构设计中，可利用先进的计算机技术对工程项目进行结构设计，并通过各参数的优化，实现工程结构设计的安全化、科学化、先进化和节约化。如仿真模拟软件、CAD制图技术等均得到了广泛的应用。高层建筑设计人员应不断提高自身的计算机应用水平，提高工程项目结构设计的效率和安全性。
3.4 设计方案的选择 高层建筑工程项目施工之前，应对工程设计方案的可行性进行科学判定，在对设计方案进行评价时，应从工程的经济性角度、实用性角度、科学性及安全性等多个因素进行综合评定，以确保工程项目设计方案能够按照既定计划加以实施。
3.5 提高设计技术 高层建筑物结构设计过程中，由于客观、主观因素的影响，不可避免的存在一些技术问题，影响了建筑物的安全性。为避免由于建筑物设计问题而带来的重大安全事故，在设计过程中，应采取有效的控制措施，以杜绝重大灾害的发生。如针对短肢剪力墙设置不合理问题，应根据工程实际情况，均匀分布短肢剪力墙，并对墙体的厚度及光滑度进行严格的质量控制。墙体控制在0.2-0.3m较为合适并保证墙体表面的光滑度；墙体过薄、过厚或墙体凹凸不平，都对建筑结构的稳定性造成极大的影响；同时，还可将部分剪力墙与较长的墙体进行结合，以提高整个建筑工程的安全性。
3.6 设计者职业素养的提升 高层建筑结构设计的各项问题的解决，最终需要设计人员的参与，因此，提升设计者的职业素养，对于提升高层建筑物的设计质量具有直接影响。设计者应不断加强专业设计知识的学习，同时还要加强对建筑领域各项技术标准、法律法规知识的学习、以及建筑领域先进设计理念、设计技术、相关的计算机技术的学习，以保障高层建筑设计的先进性和安全性。
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