時間：2023-08-17 17:51:33
導語：在高層建筑結構設計重點的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：高層建筑；混凝土結構；設計要點；具體方法
中圖分類號：TU97文獻標識碼： A
引言
高層建筑在我國具有比其他國家更大的重要性。高層建筑應該具有極強的穩定性，而實現這一特性的關鍵就在高層建筑采用的鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構在高層建筑中既是基礎又是核心，既是保證安全的關鍵所在，又是實現其功能的關鍵所在。這就賦予了鋼筋混凝土結構至高無上的地位，這也使得這一技術不斷地發展。在進行施工之前，設計尤為重要，作為一個設計者，要本著可實行性來進行設計工作，要吸前人的教訓，并且結合現代科技，這才能夠順應建筑業的發展。
一、高層建筑鋼筋混凝土結構設計的靈魂
高質量的高層建筑鋼筋混凝土結構設計能把設計者的才華展現的淋漓盡致，這也正是整個設計的核心所在。我們抓住他的要點，把它總結為以下幾點：
1、高層建筑鋼筋混凝土結構的安全性
高層建筑不同于傳統的低層建筑，高層建筑對結構的穩定性有著非常嚴格的要求。在設計的時候，對于鋼筋混凝土的結構與強度的設計一定要嚴格把關，確保安全，同時考慮到使用壽命和突發事件的問題，保證安全性，穩定性與延續性。
2、高層建筑鋼筋混凝土結構的耐久性
因地制宜，仔細研究當地的氣候，例如在多風的地區需要抗風化的材料。嚴格遵循國家相關規定，確保規定的使用年限。
3、高層建筑鋼筋混凝土結構的適用性
保證通過使用鋼筋混凝土結構的高層建筑的適用性，也就是確保它的宜居性，需要實現其在一定的情況下能夠體現出抗壓，抗震等特性，以及抵抗一系列因素的影響。
二、高層建筑工程混凝土結構設計方法存在的問題
1、技術標準和安全系數存在著差距過大的問題
在建筑工程混凝土結構設計方法中存在技術標準的偏差，技術標準不明確并且偏差過大。在建筑設計中沒有制定相應的技術標準。同時又存在著安全系數的問題。根據國內現行混凝土結構設計規范要求，結構安全可靠度是“規定”荷載作用下的強度保證率。設計規范結構可靠度只是對結構構件來說的，其安全性主要取決與荷載取值，安全系數設置與荷載系數取值之間存在著較大的關系。據調查資料顯示，國內規范動荷載安全系數要比美國、英國低14%～21%，比歐洲低7%；強度安全系數比歐美國家低大約15%，鋼材強度安全系數低6%。比如，根據國內規范設計的柱子若動、靜載之比為1:2，因荷載、材料影響承載力較英美國家規范設計承載力大約低35%，而較歐洲國家也低28%。由此可見，技術標準和安全系數存在著差距過大的問題，需要解決。
2、設計和實施過程中人為的錯誤
在混凝土結構設計方法中存在了人為的錯誤。由于設計人存在的設計偏差和錯誤，導致設計方法存在了問題。很多設計者計算不夠準確，設計過于粗糙并且缺乏設計的經驗，導致設計出現了人為的錯誤。很多企業在對相關設計招取設計人員中沒有針對不同的設計者完成其擅長領域的工作。每一個設計師都有擅長的領域，要根據具體的工作去完成，對設計師的擅長方向要進行了解。同時很多企業沒有進行相關的設計管理，要在不同程度上加以輔導和監督，防止出現人為錯誤。很多設計師沒有認真的工作態度，并且技術不過關，這使工作方法出現了問題，缺乏職業道德也使工作方法出現了問題，這些人為的問題為結構設計帶來詬病。
3、耐久性上設計方法存在問題
很多設計出現耐久性不高的現象。一項工程的耐久性是工程的關鍵。把耐久性做好體現了設計者的設計水平和完美地設計觀念。它要求設計過程的高超技術和實施的完美結合。很多設計者在很多惡劣的條件下不能設計符合惡劣條件的設計成果，設計的成果適應不了惡劣的環境，這樣問題的存在讓設計失去了所謂的意義，沒有很好地為工程服務，出現豆腐渣工程，是設計的敗筆。對于耐久性設計方法而言，國內外存在著一定的區別。比如，我國和美國設計標準中，水泥品種分類方法、類別存在著差異性，組分含量也有很大的區別。就耐久性而言，美國規范ACI318-05比國內規范GB50010-2010更為詳盡；美國規范雖然將耐久性單列出來，但卻沒有明確對混凝土結構所處的周圍環境類別細分，只規定了不同環境下的混凝土材料應用；耐久性設計過程中，根據周圍環境的類別確定實施方法，根據等級確定各指標控制度；而我國環境類別劃分相對比較籠統一些。
4、設計方法的安全檢測不夠
在混凝土設計方法中缺乏相應的安全檢測。在設計中各步驟的安全是設計進行的關鍵。在每個步驟都完成后要跟進安全檢測，但在設計方法中很多設計師缺乏對設計的安全檢測。相關的政府也對其不夠重視，出現了質量問題，為建筑帶來了問題。很多設計者沒有對設計儀器進行購置，設計儀器出現了不合格的現象，在根源上得不到重視讓設計方法出現了問題。政府沒有進行設計的安全監管和監督，使設計中安全檢測出現了問題，安全監管要出臺防范措施，這也是對設計方法的嚴格要求，防范方法做不好會導致不安全問題出現，讓設計得不到安全保證，使設計變成失敗，無法真正投入到運營和工作中，使設計偏離了真正的應用。
三、高層建筑混凝土結構優化設計的具體方法
整體是由局部組成的，局部的情況反作用于整體，重要的局部甚至對整體起到決定性的作用。高層建筑混凝土結構設計是高層建筑結構設計的主要部分，它的設計必須與整體結構相適應。現今，國內外建筑結構設計人員在保證整體結構合理的前提下，追求局部結構的承載力最大化。至今為止，雖然國內外很多學者和建筑設計人員都對此作了很多研究，但仍沒有形成一種適用于高層建筑結構設計的成熟的數學模型。對于數字模型的要求是既能夠滿足各種結構設計的規范和要求，又能夠讓設計人員覺得方便和實用，所以在不斷地實踐之后，局部結構承載力的最大化成了最重要的目標。實質上，優化設計的重點是要將整體和局部統一起來，下面就是優化高層建筑混凝土結構設計方案的三種方法:
1、高強砼和高強鋼筋的合理使用
在建筑施工過程中，鋼的花費在建筑總花費中占有很大的比重。因此，對于鋼的用量要進行嚴格控制，合理地使用高強鋼筋，避免過度用鋼造成建筑施工資金不足或緊張。同時對于地基較軟弱的高層建筑，合理布置強砼和高強鋼筋高優化構件截面尺寸，不僅可以減少造價，還可以減輕地基載荷，方便施工。建筑物的自重越大，地震對其破壞的程度就越大，所以還可以通過減輕建筑自重來降低地震對建筑物的損壞，而合理使用高強砼和高強鋼筋可以有效地減輕自重，達到降低造價和降低地震對建筑物破壞的程度。
2、綜合考慮平面性狀、各部分的剛度和承載力三個方面
首先，要遵循平面結構性狀簡單規則的原則，將長度和凸出部分控制在一定范圍內，豎向體型要規則均勻。其次，要均勻分配各部分的剛度和承載力，豎向布置要采用規則的結構，形狀是下大上小，側向剛度要均勻變化。有時候會發生結構設計嚴格按照標準設計，導致造型不夠美觀，在這種情況下，結構設計人員就要關注結構概念設計，并將其貫穿于整個設計中，在保證建筑結構合理適用的前提下，美化建筑外部形象。
3、注重剪力墻的平面布置
具體的要從以下幾項做起:(1)剪力墻的布置要遵循周邊均勻和相對集中的原則，當然前提是要保證建筑的使用功能。通常情況下剪力墻的位置是布置在建筑物的樓梯間、電梯間處以及平面形狀變化及恒載較大的部位，其間距也要控制好，間距過大或過小都不可以。(2)剪力墻墻肢截面要簡單規則，不宜太復雜，同時剪力墻結構的側向剛度也要適宜。(3)短肢剪力墻的數量不宜太多，因為較多的短肢剪力墻沒有聯合剪力的效果好，特別是全部為短肢剪力墻的情況決不能發生。
4、注重結構抗震性能
合理設計混凝土筒體的承載力和延性，這里特別強調了混合結構體系的高層建筑。為了保證高層建筑的抗震性能，型鋼柱的設置位置與設置方法要根據建筑高度的不同而選擇適用的。當建筑物高度不超過130m時，并且抗震設防等級多為7級;筒體四角和樓面鋼梁與型鋼混凝土梁的交接處設置型鋼柱，建筑物的高度一般高于130m，型鋼柱的位置設在筒體四角，抗震設防等級要設為7、8、9級，避免框架的剛度及承載力不達標。要想通過剛性連接框架平面內柱與梁的方法增強框架的剛度和水平承載力，降低水平作用力使樓層側移的可能性，可使用以下方法:一是設置外伸桁架加強層;二是采用分段拼裝外伸桁架與筒體剪力墻剛接的方法;三是均勻布置貫通性的剛接桁架與抗側力墻體。
結束語
綜上所述，建筑結構工程師在設計混凝土的結構設計時一定要綜合考慮結構設計的安全度要求，確保滿足安全性（牢固性）、適應性以及耐久性等方面的具體要求。同時，制定和選擇科學合理的混凝土結構設計安全度標準綜合反映了國家的整體經濟資源狀況、施工設計技術水平、社會財富積累程度以及施工材料的質量水平等，意義深遠。
參考文獻
［1］董良鳳．淺談高層建筑混凝土機構的優化設計［J］．福建建筑，2010，11．
關鍵詞：高層建筑結構布置粱式轉換抗震設計
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
中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A 文章編號：
隨著城市建設步伐的加快，高層建筑的功能需求也發生了很大的變化，不再是單一、枯燥和片面的。常見的建筑物結構形式為民用住宅與公共場所通過墻體、柱網進行分開，各自滿足自身的使用要求。在這其中運用到了轉換層，只有通過轉換層才能實現這種結構變化形式的過渡，完成各自的需求功能。本文通過介紹轉換層結構形式、受力特點，并提出了轉換層結構設計中應注意的問題。
1 高層建筑轉換層結構形式及特點
（1）粱式轉換。目前，在高層建筑中實現垂直轉換最常用的結構形式是粱式轉換，其傳力途徑直接、明確，是由上部墻經轉換梁傳力給下部柱，完成整個建筑物的使用功能的。這種轉換方式不僅有利于工程的計算、分析及設計，在成本造價上也較低，因此廣為人們所應用，根據資料顯示，其數量是轉換層總量的77％。選擇轉換梁的截面高度通常為0.8~6m，在帶轉換層結構的高層建筑中主要以梁式轉換層為主。
（2）箱式轉換。這種轉換方式是通過單向托粱和雙向托粱與上、下層較厚的樓板澆筑為一個整體而實現的，這種轉換層剛度較大。
（3）板式轉換。板式轉換層主要是應用在轉換層上下柱網錯開較多、布置沒有次序、無法用梁進行承托的情況下，需將轉換層做成2.0~2.8m厚度的轉換板，這是從抗剪和抗沖切的角度考慮的。這種轉換層的下層柱可靈活擺動，然而因自重較大，所費材料較多，拖工難度大。
（4）桁架轉換。桁架主要包括空腹桁架與實腹桁架兩類。與梁式轉換層相比，這種轉換層的受力更加清楚、明確，使用、活動空間更大，自重小，抗震性能也更高。然而其節點設計復雜，由于受到各種因素的限制，無法廣泛運用于各類高層建筑中。
（5）斜柱轉換。這種轉換層能夠發揮混凝土可壓縮性能的優勢，為整個建筑擴大利用空間，其為比較特殊的一種結構形式。使用此類轉換層，會增大水平荷載，因此為了克服這個缺點，以建筑物的平面布置為前提，在轉換層施工中添加圈梁或拉梁，以最短的路徑，達到相互平衡。
（6）巨型框架轉換。此類轉換層具有比較好的前景，也是目前我國建筑業的發展方向。巨型框架轉換具有較好的抗震性能，主要是由豎向筒體或巨型柱與一道或多道大梁組成，從結構上看，也是由多個梁式轉換層組成。在施工前，通過模擬施工過程的設計方法，掌握在施工中遇見的問題，有效解決臨時支撐情況及維持足夠的抗側剛度。
2 建筑轉換層結構設計中應注意要點分析
2.1 轉換層的結構布置
轉換層的結構布置時，應注意以下幾個方面：
（1）轉換層的建筑結構，轉換層上部的部分豎向構件不能直接連續貫通落地，因此，必須設置安全可靠的轉換構件。按現有的工程經驗和研究結果，轉換構件可采用轉換大梁、析架、空腹析架、斜撐、箱形結構以及厚板等形式。
（2）換厚板在地震區使用經驗較少，可在非地震區和6度抗震設計時采用，對于大空間地下室，因周圍有約束作用，地震反應小于地面以上的框支結構，故7度，8度抗震設計時的地下室可采用厚板轉換層。
（3）高規規定了幾條重要原則：帶轉換層的筒體結構的內筒應全部上、下貫通落地并按剛度要求增加墻厚；框支剪力墻結構要有足夠的剪力墻上、下貫通落地并按剛度比要求增加墻厚；長矩形平面的框支剪力墻結構，抗震設計時，其落地剪力墻的間距按原規程適當加嚴，比原規程增加了限制落地柱周圍的樓板不應錯層的規定這幾點的原則是防止轉換層下部結構破壞的基本要求，特別是對于抗震設計的結構，要求更加嚴格。
遵守這些原則就可控制剛度突變，減少內力傳遞的突變程度縮短轉換層上、下結構內力傳遞途徑，保證轉換層樓蓋有足夠的剛度以傳遞不同抗側力結構之間的剪力，防止框支柱因樓蓋錯層發生破壞。
（4）框支剪力墻轉換梁上一層墻體內不宜設邊門洞、中柱上方不宜設門洞。試驗研究和計算分析說明，這些門洞使框支梁的剪力大幅度增加，邊門洞小墻肢應力集中，很容易破壞。此外，落地剪力墻和筒體的洞口宜在墻體的中部，以便使落地剪力墻各墻肢受力比較均勻。
2.2 轉換層高層建筑結構的抗震設計
關鍵詞：高層住宅；概念設計；基礎設計；剪力墻設計
1 工程概況
某高層住宅，設計使用年限為 50年，建筑耐火等級為二級。抗震設防烈度為七度，主體為剪力墻結構，裙房為框架結構。地基基礎設計等級為乙級，主體為筏板基礎，裙房為柱下獨立基礎和墻下條形基礎。總建筑面積為5231.08m2，東西長約45m，南北長約18m，主體為地上15層帶 1層地下室，右邊裙房為地上 1層帶 1層地下室，前邊裙房為地上 1層。
2 概念設計與總體指標控制
概念設計的目標是使整體結構能發揮耗散地震的作用， 避免出現敏感的薄弱部位導致過早地破壞，因此剪力墻的布置應以此為原則精心布置，方可使結構在整體上安全合理。目前很多設計剪力墻滿布，造成結構體系剛度過大，引起地震力加大，雖然滿足強度要求，但混凝土用量大，鋼筋用量也隨之加大，并且加大后的地震力有時集中于某些薄弱部位，造成安全隱患。
建筑結構平面布置時，概念設計應盡量使 x向和 y向抗側剛度接近，剪力墻不宜過多以免剛度過大。在豎向布置上也要力求均勻，避免少數樓層出現敏感薄弱部位，使結構整體形成均勻的抗側力結構體系，在此基礎上，結合電算才能作出安全、經濟、合理的結構。在本工程住宅樓主體剪力墻時，x向剪力墻墻肢較短，y向剪力墻墻肢較長，墻肢盡量多做成帶翼緣的L形、T形等，不做“一”字形短墻；高厚比多在8以上，通過這些措施使結構總體指標控制在規范允許范圍內。總體指標對建筑物的總體判別十分有用。
3 基礎設計
高層建筑剪力墻結構設計由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室。基礎多采用筏板基礎。合理選擇筏板厚度及邊緣挑出長度也直接影響結構整體安全和工程造價。該工程上部 15層帶 1層地下室，根據勘察報告，取筏板厚為1000mm，經細算后筏板可減至800mm。由于地庫室為單層框架結構，筏板基礎厚度計算后定為250mm，為解決柱對筏板的沖切，對柱下局部范圍加厚（見附圖1）。經此處理經濟性明顯。因此，基礎選型應作方案比較，才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值，對高層來說一般筏板厚初選時可按樓層數計，即每層按 50mm厚增加。
筏板長度的設置應考慮地下室的使用合理性，通常采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫。本項目采用添加劑以補償混凝土的因水化熱引起膨脹與收縮，或采用纖維混凝土等方法在一定范圍內可不設或少設后澆帶，并且對所設后澆帶采取必要的保護和加強措施。該工程地下室長120m，大于規范要求的55m，故筏板基礎 采后澆帶來解決結構超長的問題。并在塔樓與地下室之間設置后澆帶，解決兩種不同荷載之間的不均勻沉降問題（見附圖2），效果良好。
4 剪力墻設計
4.1 剪力墻布置
剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免“一”字形剪力墻，若出現則應盡可能布置成長墻（ h /w > 8）；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱，當梁高大于墻厚的 2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件時兩個方向均應布置成長墻；規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍及8倍以下為短肢墻，大于8倍則為普通墻。該工程剪力墻布置后，剛心和質心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大減小了扭轉效應；主梁擱置在剪力墻上的，在相應部位設置暗柱，以控制剪力墻平面外的彎矩。
4.2剪力墻配筋及構造
4.2.1剪力墻配筋
該工程剪力墻一層墻厚為 250mm，其余地面以上墻厚均為200mm，水平鋼筋放在外側，豎向鋼筋放在內側。六層以下水平筋￠10@ 200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用￠6 @ 400拉筋；六層以上￠8 @ 200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用￠6@ 600拉筋。地下部分墻體豎向配筋￠14@ 200為主要受力鋼筋，水平筋則構造配置，該工程均取￠12@ 150。地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產生的側壓力控制，簡化計算后由豎向筋控制。
4.2.2 剪力墻邊緣構件的設置
試驗研究表明，鋼筋混凝土設置邊緣構件后與不設邊緣構件的矩形截面剪力墻相比，其極限承載力提高約40%，耗能能力增大20%，且增加了墻體的穩定性，因此一般一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件；其余剪力墻應按《高規》第7.2.17條設置構造邊緣構件。
對于本工程剪力墻來說，其暗柱配筋滿足規范要求的最小配筋率，建議加強區0.7%，一般部位0.5%；對于短肢剪力墻，應按《高規》第7.1.2條控制配筋率加強區 1.2 %，一般部位1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設計中往往按長肢墻進行暗柱配筋并不妥當，建議有兩種方法：其一，計算中另一方向短肢不進入剛度，則配筋可不考慮該方向短肢影響；其二，計算中短肢計入剛度，則配筋中應考慮該方向短肢的不利影響。建議該短肢配筋率在加強區取1.0 %，一般部位可取0.8 %。該工程地面一、二層設置構造邊緣構件，縱筋最大直徑為￠14，加強區暗柱配筋率最大為 1.45%，最小0.8%；三層及三層以上為構造邊緣構件，構造邊緣構件縱筋配筋率普遍在 0.6%～0.7%。
4.2.3 剪力墻的連梁
剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，雖然在計算中對其剛度進行折減，但在地震作用下彎矩、剪力仍很大，有時很難進行設計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計算圖形不符，相應配筋亦較大，不合理。所以連梁高度計算與設計統一規定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可用輕質材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加1根梁，2根梁之間用輕質材料填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。該工程連梁截面均為墻厚×400mm，大部分連梁縱筋為4￠14，箍筋為￠8@ 100；個別連梁縱筋為 4￠16，箍筋為￠8@100。
5結語
綜上所述，在高層建筑轉換層的結構設計時，既要盡可能地滿足建筑的使用功能的要求，又要使結構體系更加合理，應從建筑功能、結構受力、設備使用、經濟合理等多方面入手進行結構的選型和柱網布置，從而滿足建筑結構合理的使用要求。
參考文獻
【關鍵詞】高層建筑；結構設計；扭轉；受力性能；結構方案；計算簡圖
中圖分類號：TU208 文獻標識碼： A
前言
高層建筑的出現是科技發展、社會進步、建筑行業提升的重要標志，當前，國家和城市發展越迅速，高層建筑的數量和層次就越高，很多大城市已經開始了超高層建筑的設計和施工，并已經逐漸成為一種社會和行業發展的趨勢。在這樣的趨勢下，高層建筑結構設計工作就顯得尤為重要，在設計工作中要通過科學的手段、統籌的方法和高超的技巧將設計的合理性、安全性和需要的廣泛性和差異性有效地統合在一起，滿足從行業到社會，從個人到集體，從需要到發展等各方面的需要。當前，各界為建筑行業提出了做好高層建筑結構設計的要求，因此，在高層建筑結構設計中要了解高層建筑結構的特點，注意設計中的要點，重點對高層建筑結構的扭轉和受力性能進行關注，在堅持安全、質量和經濟的原則下，提升高層建筑結構設計的水平。
一、高層建筑的結構特點
1、重視對待軸向變形。高層建筑中，由于豎向負荷較大的原因，可能會引起在柱中較大程度上的變形，從而對連續梁、彎矩產生比較大的影響，該影響包括兩個方面：一方面是，會增大端支座負彎矩的數值或者是增大跨中正彎矩的數值，另一方面是，減小連續梁中間支座的負彎矩值。除了這兩方面的影響外，還會影響預測構件的側移和剪力，以及影響構件的下料長度，對于對構件的側移和剪力的影響，將其和構件豎向變形相比較，就會得出較為不安全的結果；對于對預測構件下料長度的影響，可以采取根據計算軸向變形數值，然后針對性的對下料長度進行調整分配。
2、重要的高層建筑結構設計指標是結構延性。高層建筑和低層建筑的區別之一就是：在建筑結構方面，高層建筑的結構較柔和，同時也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進人高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結構設計時采取恰當合理的措施，達到保障高層建筑結構具有應對較大沖擊的延性。
3、高層建筑結構設計的決定性因素是水平荷載。一方面，對于大多數的高層建筑樓房來說，豎向荷載基本上是定值，而水平荷載，比如地震作用和風負載，荷載值隨著高層建筑結構動力特性的不同而發生較大程度上的浮動變化；另一方面是，由于高層建筑樓房自身的重量和樓面引起的彎矩和軸力的數值，與建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷載產生的傾覆力矩和引起的軸力與建筑物高度的二次方成正比。
三、高層建筑結構設計的要點
1、高層建筑的構造措施
高層建筑結構設計中要重點對剪力、壓力、柱體等相關結構和特性進行強化，同時要加強彎力矩的防護，提高拉力的大小，提升構造梁的性能，要注意對薄弱部位的加強，特別重點考慮的構造要點有：延性、溫度應力、薄弱層厚度，鋼筋錨固長度，抗震結構層次等主要環節，要達到高層建筑結構的設計合理化，就必須做好上述構造方面的設計。
2、高層建筑結構的計算簡圖
計算簡圖是高層建筑結構設計和高層建筑結構計算時的中要基礎，因此，需要選擇適宜的高層建筑結構計算簡圖。在計算簡圖中要對高層建筑結構的剛節點和鉸節點進行重點把握，同時要控制計算簡圖的誤差，使其限定在高層建筑結構設計的允許范圍中。在高層建筑結構計算簡圖的應以中要對構造的重點防護措施進行強化，這樣有利于控制高層建筑結構的穩定。
3、高層建筑結構的方案
結構方案的經濟性、科學性和合理性是整個高層建筑結構設計的關鍵，要采用高層建筑結構的合理形式和經濟形式，這樣可以使高層建筑結構得主要性能和要求達到相應的設計。在方案中要注意豎向和水平向的規則，同時，要注意在同一結構單元內不能應用同樣結構體系和方式，以避免高層建筑結構出現問題。
4、高層建筑的基礎方案
在高層建筑結構進行基礎設計師要重點考慮高層建筑結構的荷載分布、高層建筑工程的地質條件、高層建筑的施工條件。設計高層建筑結構時要重點考慮到對地基潛力的挖掘，因此，在高層建筑結構設計階段要對工程地質勘查報告的內容和技術參數進行重點了解，以便形成具有科學性和合理性的高層建筑結構基礎方案。
四、高層建筑結構設計的基本要求
1、高層建筑結構設計的規則性
高層建筑結構設計應符合抗震概念設計的要求，應采用規則的設計方案，不應采用嚴重不規則的結構體系。高層建筑結構設計應該具備多道抗震防線；具有合理的承載力和剛度分布的結構水平和豎向布置，避免因扭轉和突變效應造成局部薄弱部位。
2、高層建筑結構設計的平面規則布置
高層建筑結構平面布置需要能抵抗豎向和水平荷載，對稱均勻，明確受力，傳力直接，減少扭轉的影響。在地震作用下，建筑的平面要簡單規則，在風力作用下可以適當放寬要求。建筑的抗震設防要求建筑的平面形狀宜對稱、簡單、規則，才能達到減震的目的。
五、高層建筑結構設計問題的防范和處理
1、高層建筑結構設計中的扭轉問題
在進行結構設計時，我們需要建筑的三心盡可能匯于一點，即三心合一。高層建筑結構設計的扭轉問題就是指建筑的三心在結構設計過程中未達到統一，結構在水平荷載的作用下發生扭轉振動的效應。
2、高層建筑結構的受力性能
對于高層建筑物最初的方案設計，建筑師考慮更多的是應該是它的受力性能，而不是詳細地確定它的具體結構。沉降縫兩側單元層數不同時，由于高層的影響，低層的傾斜往往很大，因此沉降縫寬度可按高層單元的縫寬要求來確定。
3、高層建筑結構設計中的其它問題
一是，剪力墻的墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應采取在墻與梁相交處設置扶壁柱或暗柱，或在墻內設置型鋼等至少一種措施，減小梁端部彎距對墻的不利影響。二是，對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求，同時增加了最小面積配箍率的要求。三是，嚴格要求各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高。四是，地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。
六、結束語
綜合全文，近些年我國的高層建筑建設行業迅速發展，而高層建筑結構設計是高層建筑建設行業的關鍵因素，高層建筑建設行業的進一步發展，使得對高層建筑結構設計質量的要求越來越高。高層建筑結構設計質量好壞直接影響到整個高層建筑是否具有安全性，直接影響到高層建筑建設行業是否達到可持續發展。本文從高層建筑結構設計的原則人手，對高層建筑結構設計的特點進行詳細的概述，進而引出高層建筑結構設計中應該注意的問題，并對這些問題進行簡單的概括。
[參考文獻]
[1]蔣最.淺探高層建筑設計和城市空間合理化[J].城市建設理論研究（電子版）
針對當前復雜高層與超高層建筑結構設計中存在的問題，闡述了建筑結構設計方案的選擇，包括結構方案的選擇和結構類型的選擇，并分析了建筑結構設計要點，以期為復雜高層與超高層建筑的建設提供一定的理論依據。
關鍵詞：
復雜高層建筑；超高層建筑；結構設計；結構類型
隨著我國市場經濟發展進程的不斷加快，復雜高層與超高層建筑工程的項目建設需求越來越大。然而，其建設設計過程的復雜程度也在不斷加深，尤其是結構設計。做好結構設計工作是保障建筑物使用安全性和經濟性的關鍵。對于復雜高層建筑或者是超高層建筑，要根據它們所承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。
1建筑結構設計方案的選擇
1.1結構方案和結構類型的選擇在設計復雜高層與超高層建筑結構的過程中，結構方案選擇的合理性是決定其建設質量的關鍵。對于復雜高層與超高層建筑結構方案的選擇，如果沒有根據實際工程情況進行，就很容易導致建設后期中的調整。這就在一定程度上增加了復雜高層與超高層建筑結構的設計難度，從而為建筑設計單位帶來較大的修改工作量和經濟損失。因而，復雜高層與超高層建筑的設計單位在結構方案的選擇過程中，應充分結合相關的建筑結構專業知識，并將其應用到設計當中。對于結構類型的選擇，設計人員不僅要將工程建設地的巖土工程地質條件考慮在內，還要將抗震設防烈度的要求考慮在內。這樣才能降低工程建設企業復雜高層與超高層建筑工程的造價。由此可以看出，在選擇結構設計類型時，需要認真考慮工程的造價和施工的合理性。
1.2結構方案和結構類型的選擇要點結構方案和結構類型的選擇應注重復雜高層與超高層建筑的概念設計。由大量的設計實踐經驗得出，在復雜高層與超高層建筑的結構設計過程中，要盡可能地提升建筑結構的均勻性和規則性，保證建筑工程結構的傳力途徑直接而清晰，尤其是結構豎向和抗側力的傳力途徑。隨著建筑行業的快速發展和科學技術的不斷進步，如何實現可持續發展的建設目標已經成為研究人員重點關注的問題。
2建筑結構設計要點
2.1抗震設防烈度復雜高層與超高層建筑抗震設防烈度的設計是保證建筑物使用安全的重要設計內容。對于復雜高層與超高層建筑的結構設計要求，設計人員要根據其承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。然而，由于建筑物高度是不同的，這就意味著在進行結構設計時，要依據實際工程情況進行有針對性的設計。一般情況下，復雜高層與超高層建筑高度均超過300m，那么在結構設計時，就不適合將其設計在抗震設防烈度為“八”的區域，而更適合設計在抗震設防烈度為“六”的區域。由此可以看出，在設計復雜高層與超高層建筑結構時，要綜合考慮抗震設防烈度的具體情況。這樣做，不僅可以有效減少建設誤差，還可以保障居民的生命財產安全。此外，提高復雜高層與超高層建筑結構設計中的抗震技術水平，能夠在一定程度上增強建筑物的經濟性和安全性。因此，設計人員應從細節出發，秉承“以人為本”的設計理念。只有這樣，才能有效保障人民群眾的生命財產安全。
2.2結構舒適度確保復雜高層與超高層建筑水平振動舒適度是樹立“以人為本”重要結構設計理念的基礎。從結構設計的一般方法來說，復雜高層與超高層建筑的結構是相對柔軟的。因而，在進行結構設計的過程中，不僅要保證結構設計的安全性，更要滿足建筑物使用人群對舒適度的要求。這就意味著要對高層建筑的高鋼規程和混凝土規程作出明確的設計要求。這一過程是使高層建筑物的結構設計達到順風向和橫風向頂點的最大加速度的重要設計內容。結構舒適度分析是復雜高層與超高層建筑結構設計的重要組成部分。具體內容包括以下兩方面：①對混凝土結構的建筑來說，其設計的阻尼比最好取0.05；②對于鋼結構以及混合結構的建筑來說，其設計的阻尼比要根據工程項目的實際情況控制在0.01～0.02之間。此外，從復雜高層與超高層建筑的建設用途來看，公共建筑的水平振動指標限值與公寓類建筑的指標限制存在較大的差異，因此，設計人員要根據建筑使用功能的不同進行差異性設計，比如可以通過優化TMD技術或TLD技術來實現。這樣一來，就可以在復雜高層與超高層建筑水平振動舒適度不合格的情況下，進一步提升建筑物的舒適度水平。
2.3施工過程可行性是對復雜高層與超高層建筑結構進行設計時必須要考慮的問題，否則，即使設計得再合理、先進技術應用得再多，也無法滿足實際建設要求。因此，設計人員在設計的過程中，要充分考慮鋼材的傳力效果以及復雜節點部位鋼筋的可靠性、施工建設的可操作性。這也是設計人員在對復雜高層與超高層建筑進行結構設計的過程中必將會涉及到的問題。要想解決型鋼與其混凝土梁柱節點處主筋相交的問題，可采用以下四種設計方法對其進行有針對性的設計：①將鋼筋與其表面的加勁板進行焊接處理；②將鋼筋繞過型鋼；③通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋；④在型鋼與其混凝土梁柱節點表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復雜高層與超高層建筑的建設要求越來越高，因此，可以采取一些特殊的施工工藝，這也是保證建筑結構穩定的有效措施。
3結束語
總而言之，復雜高層與超高層建筑的結構設計要點是將結構方案和結構類型、抗震設防烈度、結構舒適度以及施工的具體過程考慮在內，同時，還要將提高建筑構件的材料利用效率和結構設計的可行性作為設計重點。這是因為上述內容是提升復雜高層與超高層建筑質量的重要保障。由此可以看出，復雜高層與超高層建筑結構設計所有過程的實現都離不開設計人員對工程建設項目的全面了解。
參考文獻
［1］劉軍進，肖從真，王翠坤，等.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］黃鶴.復雜高層與超高層建筑結構設計要點探討［J］.才智，2012（04）：24-25.
關鍵詞：高層建筑 結構設計 剪力墻 超高 概念設計
在我國城市化進程不斷加快的背景下，城市居住用地在不斷縮減，而高層建筑因具有占地小、居住人口多、房價相對較低等特點，而在現代城市建設中占據越來越大的比例。隨著我國高層建筑建設中工藝和技術研究的不斷深入，越來越多的新理念、新方法被應用于高層建筑的結構設計中，促進了我國高層建筑工程整體技術力量、質量、安全性的提高。但是從整體狀況而言，國內在高層建筑的結構設計中仍然存在一定的問題，這是必須及時得到處理和解決的。隨著高層建筑結構體系的復雜化，需要設計人員在進行高層建筑結構設計時依靠自己掌握的知識、根據具體情況來分析和解決可能遇到的各種問題。
1 高層建筑結構設計的基本特點
與單層或多層建筑的結構設計相比，高層建筑在結構設計中要考慮的因素較多，尤其是如果實現建筑整體美觀性和安全性的協調，逐漸成為廣大設計師關注的焦點問題。近年來，在國內各地區頻繁出現高層建筑建設質量問題，結構設計的不合理是其主要原因之一，設計師難以把握高層建筑結構設計的基本特點，由于設計方案的不合理性，最終導致建筑的整體質量難以保證。高層建筑結構設計的基本特點，主要表現在以下幾個方面：
1.1水平荷載具有決定性因素
由于高層建筑的層數一般在15層以上，其自身重量和使用荷載必然會導致結構中豎向構件產生一定的軸力，所以在高層建筑結構設計中必須注意水平荷載的問題，保證建筑的整體高度與彎矩值形成正比。對于水平荷載與建筑結構之間產生的傾覆力距，則應與建筑整體高度的二次方形成正比。
1.2結構延性至關重要
與多層建筑相比，高層建筑結構的柔性相對較大，特別是在地震或地基不規則沉降過程中出現結構變形的幾率較大，因此，為了進一步提升高層建筑結構在塑性變形后的變形能力，防止其出現倒塌的問題，必須采取有效的措施增強高層建筑結構的延性。
1.3側移是主要控制性指標
在高層建筑結構的設計中，側移是設計師必須考慮的關鍵性問題之一。隨著現代高層建筑層數的不斷增加，結構在水平荷載的強大作用下，其出現側向變形的幾率也無形中增加，所以一定要將高層建筑結構的側移控制在合理的范圍內。
2 高層建筑結構設計應注意的幾個問題
目前，國內在高層建筑結構設計中雖然積累了一定的經驗，并且積極吸取了國外的先進設計理念，但是對于相關問題的把握和控制仍然存在一定的缺陷，這是阻礙我國建筑行業整體設計水平發展的主要因素之一。結合國內高層建筑結構設計的現狀，應注意的問題主要有以下幾點：
2.1框架柱截面大小的選擇
對于框架柱而言，軸壓比越小在往復水平上荷載下的滯回曲線也會越豐滿，即耗能能力越大，延性就愈好。而對于柱凈高與截面高度的比值小于4的短柱，在往復水平荷載作用下其滯回曲線呈較瘦的反S形，耗能能力降低、延性較差，呈剪切破壞。
高層建筑的底部柱，由于對軸壓比值有要求，因此往往會將柱截面取得很大，但是由于受到層高的限制就使得框架柱成為了短柱。在實際的結構設計時，要確定截柱面的大小要注意以下幾點：框架柱的截面首先必須滿足規范軸壓比的需要，從而為結構的豎向承載力和底板的抗沖切承載力提供保障。而對于形成的短柱，則可以通過增加體積配箍率或是沿著柱身增加箍筋達到提高延性的效果；采用鋼管混凝土柱、勁鋼混凝土柱或是高強混凝土柱；柱的軸壓比必須滿足規范限制，軸壓比過大則結構的延性無法得到保證，過小又會造成結構的經濟技術指標較差。
2.2短肢剪力墻的設置問題
在我國建設部組織編制的《高層建筑設計規范》中，對于短肢剪力墻作出了明確的定義，即墻肢截面的高厚比為5-8的墻被統稱為短肢剪力墻。根據相關建筑技術部門的研究和實驗，對于短肢剪力墻在高層建筑結構設計中的應用也提出了具體的要求，因此，在今后的高層建筑結構設計中，設計師應盡量減少或取消短肢剪力墻的設置，以免為建筑的后期設計和竣工質量檢驗造成麻煩。
2.3結構的超高問題
在高層建筑的結構設計中，超高問題是較為突出的，根據我國《建筑抗震規范》中的相關規定，必須對建筑的整體高度進行嚴格控制。我國高層建筑的限制高度一般分為：A級和B級兩個標準，對于高層建筑的處理措施與設計方法的要求也有所改變。在高層建筑的實際設計工作中，設計師應根據建筑類型合理確定其高度，并且在通過相關部門的審核后，方可組織施工。
3 加強高層建筑結構設計的措施
在我國高層建筑數量增多、規模擴大，以及工藝和技術要求不斷提高的背景下，在今后的高層建筑結構設計中，一定要不斷采取新的理念和方法，全面提高設計方案的合理性、可行性與經濟性，這也是促進我國建筑行業發展的先決條件。針對國內高層建筑結構設計的現狀，應采取一下加強措施：
3.1進行合理的概念設計
在國外的高層建筑結構設計中，概念設計較為流行，而國內則較少采取此方法。所謂的概念設計是指在通過科學的構想來完善設計工作，促進設計方案更趨合理化、人性化。在我國的高層建筑結構設計中，應用概念設計方法時，必須考慮到結構的平面布置與剛度宜，以保證高層建筑的平面布置簡單、規則，減少凸出或凹進等復雜結構。另外，在概念設計中盡量減少扭轉對于結構的危害性也是十分重要的，可以從以下兩方面入手：進一步增加結構自身抵抗扭轉的性能；盡量減少或控制因地震作用而引起的建筑結構扭轉問題。
3.2選擇合理的結構體系
總結國內的高層建筑工程實踐經驗不難發現：在高層建筑結構設計中，如果結構體系的選擇不合理，而僅是依靠所謂的先進理論和計算方法進行設計，難以保證建筑結構的安全性、經濟性與可靠性，而且會留下較多的安全和質量隱患。由此可見，在高層建筑結構設計中，選擇合理的結構體系是至關重要的，而且設計師應該重點分析的問題之一。目前，國內的高層建筑中主要采用：抗震墻結構、框架結構、簡體結構、板柱-抗震墻結構、框架-抗震墻結構，以及部分框支抗震墻結構等，每一種結構體系都具有其自身的優點的缺點，適用的環境也有一定的差異，所以設計師一定要結合工程項目的實際要求進行合理的結構體系選型。
3.3科學進行計算
在高層建筑結構設計中，科學進行各類數據的計算是設計師必須掌握的專業技能。根據高層建筑結構的實際情況，設計師要選取相應的計算模型。在進行概念設計時，要注意簡化計算流程，以保證設計工作的時效性。目前，在國內高層建筑結構設計的計算中，各種專業的計算機軟件和工具已經得到了廣泛的應用，設計師僅需將各種實地測量數據輸入到系統中，就可以在短時間內獲取所需的各種專業數據，大大提高了設計師的工作效率和設計方案的準確性。
近年來，我國高層建筑的建設有了迅猛的發展，而且成為促進國內建筑行業發展的重要建設項目。但是從高層建筑結構設計的整體質量而言，存在的弊端和問題相對較多，必須引起國家建筑主管部門和相關單位的高度重視。在未來的高層建筑結構設計中，廣大設計師一定積極運用先進的設計理念和方法，在提高相關數據計算精確度的基礎上，全面提高設計方案的質量，為工程項目的建設提供專業的工藝和技術依據。
參考文獻：
[1] 劉偉瓊.關于高層建筑結構設計探析[J].中國新技術新產品.2011.03.
[2]于險峰.高層建筑結構設計特點及其體系[J].建筑技術.2009.24.
[3]王沖璐.某高層住宅設計思路及體會[J].山西建筑.2004.30.
[4]霍炬.淺談高層住宅建筑結構形式及設計[J].建筑節能.2006.04.
[5]范小平.高層建筑結構概念設計中相關的幾個問題應用分析[J].福建建材.2008.06.
以上文章，雜志請不要郵寄給作者，請郵寄2本雜志到：
【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；設計特點；結構設計；整體穩定
1 引言
高層建筑是社會生產的需要和人們生活需求的產物，是現代工業化、商業化和城市化的必然結果。科學技術的發展，高強輕質材料的出現以及機械化、電氣化在建筑中的實現等，為高層建筑的發展提供了技術條件和物質基礎。隨著高層建筑結構高度、復雜程度等的不斷增加，高層建筑結構設計也帶來了許多新的課題和更高的挑戰。因此，如何設計出安全、功能齊全、舒適美觀、經濟合理，同時又要符合人們精神生活要求，滿足人們生產和生活的需求的建筑，是結構設計師們必須要面對和解決的首要問題。為此，本文對高層建筑結構設計進行了簡要的探討。
2 高層建筑結構設計特點
高層建筑結構設計特點主要有以下幾點：1）水平荷載是結構設計時的決定性因素。這是因為結構由自重等豎向荷載產生的軸力和彎矩的大小，僅與樓房高度的一次方成正比；而結構由于水平荷載產生的傾覆力矩及在豎構件中產生的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；同時，對一建筑來說，自重等豎向荷載基本上是定值，而風荷載和地震作用等水平荷載，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。因為在高層建筑中，自重等豎向荷載很大，能夠使柱產生較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生較大的影響，對預制構件的下料長度產生影響，另外對構件的剪力和側移也會產生影響，易使結構設計不夠安全；3）側移是結構設計的關鍵因素。水平荷載下結構的側移變形隨著樓房高度的增加迅速增大，因此水平荷載作用下結構的側移應控制在規定限度之內；4）結構延性是重要設計指標。與較低樓房相比，高層建筑結構在地震作用下的變形更大一些。為了能讓結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，防止建筑倒塌，必須采取一定的構造措施，以保證結構具有足夠的延性[1]。
3 工程實例
本工程為一24層大樓，建筑高度為81.2m，該工程底下3層用于商業活動，4層為設備夾層，其余層用于酒店，地下設有一層地下室。抗震設防烈度為7度，場地類型為Ⅱ類。
3.1 主體結構選型
由于本工程為24層，高度為81.2m，屬于高層建筑，同時結合高層建筑結構設計的特點，主體結構采用雙向現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構，如圖1所示。該結構體系能較好地滿足建筑使用功能，剪力墻結合建筑功能雙向均勻對稱布置貫通落地，結構橫向高寬比為4.27，小于7，采用框架剪力墻結構能夠滿足結構抗震、抗風和承受重力荷載作用等各項技術要求，結構整移、穩定及構件節點延性也都能較好地滿足要求。
3.2 樓蓋結構選型及樓屋面板設計
由于本工程主體結構采用了雙向現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構，為了能與之相適應，樓蓋結構也應選用現澆鋼筋混凝土梁板結構。結合建筑平面布置，考慮有利于提高結構橫向剛度，樓蓋次梁沿橫向布置，支承于縱向框架梁上，他、如圖1所示。樓屋面板采用多跨連續板，其中商業層板厚120mm，其余層為100mm。
3.3 剪力墻截面
剪力墻端柱以及剪力墻厚度，分別見表1，表2。
表1剪力墻端柱截面尺寸（mm）
1～3層 4～8層 9～12層 13～15層 16～25層
混凝土強度 C40 C40 C40 C30 C30
端柱截面
尺寸 850×850 750×750 700×700 700×700 600×600
表1 剪力墻厚度（cm）
1～3層 4～12層 13～25層
混凝土強度 C40 C40 C30
厚度 30 25 20
4 高層建筑結構設計及構造要求
以框架剪力墻高層建筑結構為了，說明高層建筑結構設計及構造要求。框架剪力墻中的框架和剪力墻的截面設計除了滿足框架和剪力墻截面設計的一般原則外，還應重點注意以下幾點要求[2]。
4.1 框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調整
抗震設計時，地震造成的對房屋的傾覆力由框架和剪力墻兩部分共同承擔。若由框架承擔的部分大于傾覆力矩的50%以上時，說明框架部分已居于較主要地位，應加強其抗震能力的儲備。如可以通過按純框架結構的要求來確定其抗震等級或軸壓比按純框架結構的規定限制來實現。
適用高度和高寬比則可取框架結構和剪力墻結構兩者之間的值，視框架部分承擔總傾覆力矩的百分比而定，當框架部分承擔的百分比接近于0時，取接近剪力墻結構的適用高度和高寬比；當框架部分承擔的百分比接近于100%時，取接近框架結構的適用高度和高寬比。
4.2 框架剪力墻中框架總剪力的調整
框架剪力墻結構中，柱和剪力墻相比，其抗剪剛度很小，故在地震作用下，樓層因地震引起的總剪力主要由剪力墻來承擔，框架柱只承擔很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的內力很小，而框架作為抗震的第二道防線，過于單薄是不利的，為了保證框架部分有一定的抗震能力儲備，規定框架部分所承擔的地震剪力不應小于一定的值。框架剪力的調整應在樓層剪力滿足樓層最小剪力系數的前提下進行。
4.3構造要求
框架剪力墻結構中剪力墻的配筋的構造要求:剪力墻都是主要的抗側力構件，承擔較大的水平剪力，因此，必須規定剪力墻設計的最基本的構造要求，使剪力墻具有最低限度的強度和延性保證。對剪力墻周邊設置的梁和端柱，其配筋和截面尺寸也應符合相應的要求。
5 高層建筑結構設計要點
5.1水平位移的控制
高層建筑受風荷載和地震荷載的影響很大。為此本文主要對這兩種荷載作用下結構的水平位移進行了分析。在正常的使用條件下，高層建筑結構應具有足夠的剛度，避免產生過大的位移影響結構的承載力、穩定性和使用要求。正常使用條件下結構的水平位移按彈性方法計算[3]，高層建筑結構的層間彈性水平位移應滿足 ，本工程中 =1/800。
本工程中，結構在風荷載作用下，頂點水平位移 ， ，則 ， ，滿足要求；最大層間相對水平位移： ， ，滿足要求。
本工程中，結構在地震荷載作用下，頂點水平位移 ， ，則 ， ，滿足要求；最大層間相對水平位移： ， ，滿足要求。
正常使用條件下，限制側向變形的主要原因有：防止主體結構開裂、損壞；防止填充墻及裝飾開裂、損壞；過大的側向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側移使結構產生附加內力。
5.2結構整體穩定分析
由于高層建筑結構的剛度一般較大，且有許多樓板作為橫向隔板，所以高層建筑在豎向重力荷載作用下產生整體失穩的可能性較小。高層建筑結構的穩定驗算主要是控制在風荷載或地震荷載作用下，重力荷載產生的二階效應不致過大，以免引起結構的失穩倒塌。一般高層建筑結構構件的長細比不大，其撓曲二階效應的影響相對很小，一般可以忽略。但由于高層建筑結構的側移較大，約為樓層層高的1/3000～1/500，重力荷載的p-Δ效應相對明顯，可使結構的位移和內力增加，甚至導致結構失穩。因此，高層建筑結構的穩定設計，主要是控制和驗算結構在風或地震作用下，重力荷載產生的p-Δ效應對結構性能降低的影響以及由此可能引起的結構失穩[4]。
本工程中，結構整體穩定驗算如下：13～25層各層重力荷載設計值G1=9384kN，4～12層各層重力荷載設計值G2=9572 kN，13～25層各層重力荷載設計值G3= 23816kN。 ，取 = ， ，結構雙向整體穩定滿足要求。
6 結語
本文結合筆者多年從事建筑結構設計工作的相關經驗，對高層建筑結構的設計特點進行了簡單的概述。以某高層建筑結構設計
為例，對主體結構選型、樓蓋結構選型及樓屋面板設計、剪力墻截面設計進行了簡要的概述。指出了在高層建筑結構設計中應重點注意框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調整、框架剪力墻中框架總剪力的調整、構造要求。最后對高層建筑結構設計中的側移控制和結構整體穩定性進行了詳細的分析，以提高工程建設的經濟性和安全性。
參考文獻：
[1]夏卓文．高層建筑結構設計特點與剪力墻設計[J]．住宅科技．2007,2：29～32.
[2]周 云．高層建筑結構設計 [M]．武漢：武漢理工大學出版社，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.
關鍵詞： 高層建筑；結構設計；空間布局；抗震等級
Key words： high-rise building；structure design；space layout；seismic grade
中圖分類號：TU355 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）29-0139-02
0 引言
我國高層建筑發展迅速。然而，結合對我國目前高層建筑設計、施工過程進行的研究和分析，我們發現我國建筑行業在高層建筑結構設計中依然存在著諸多的問題，這直接影響著高層建筑實際施工的正常進行，也嚴重影響著建筑物的服務壽命，給高層建筑的日常使用帶來嚴重的安全隱患。以建筑空間布局不當、嵌固端的設置不當、建筑材料的選用不當、建筑安全性無法得到足夠保障等為突出表現的高層建筑結構設計問題嚴重困擾著高層建筑設計者。
1 高層建筑設計要點
高層建筑結構設計與一般工民建建筑結構設計有所不同，主要原因是：
1.1 總平面布置要求相對較高 高層建筑一般屬于人口密集聚集區，建筑在使用過程中內部功能分區較多且復雜，設計人員需在考慮工程造價的基礎上充分考慮建筑的實際使用效果，優化設計方案，為高層建筑預留足夠空間的停車場，合理確定建筑采光間距，確保建筑物消防排煙、樓梯、電梯等豎向交通中心的運行通暢，考慮建筑物整體外觀和與周邊環境的相適應。
1.2 高層建筑設計需特別注意對側移幅度的控制 高層建筑在施工過程中，其水平載荷隨著工程的進行在不同的變化，隨著高度的增加水平面上載荷分布的不均極容易造成建筑結構側移幅度增大，不利于建筑整體的受力穩定性和結構穩定性，因此在設計工作中需特別注意對建筑結構側移幅度的控制設計。
1.3 高層建筑結構設計中需注意對建筑軸向變形的分析與控制 高層建筑荷載較大且一般處在豎直方向上，建筑重心較高。尤其我國目前高層建筑施工中常選用鋼筋混凝土結構，極大地增加了建筑的整體載荷，由此極容易造成建筑主要承重結構柱體產生巨大的軸向變形，同時對連續梁彎矩產生一定的影響，柱體的軸向變形會減少連續梁中間支座處的負彎矩值，而端支座的負彎矩值和跨中正彎矩則會出現增大的情況，因此在進行高層建筑結構設計時需對建筑各主要受力支撐進行一定的軸向變形分析與應力分析計算，對預制構件的下料長度進行細致的調整，保證高層建筑整體的使用安全。
1.4 建筑設計中的結構延性 高層建筑物相對于一般建筑物建筑結構來講，結構較為柔和，這種特性可以保證建筑在一些突發的震動如地震、大風等自然沖擊下產生一定的變形，以做卸力緩沖，保持建筑的穩定性。但在特別重大的沖擊面前建筑可能會造成結構上的應力負荷過大，超過彈性變形極限，引起結構變形較大，產生塑性變形現象。為了使建筑結構在塑性變形后仍然具有良好的變形能力，避免出現建筑倒塌，在建筑設計時要采取一定的措施，以保證高層建筑的結構具有適合的延性。
2 目前在高層建筑結構設計中存在的常見問題分析
由于經濟發展原因，我國高層建筑施工相對歐美等發達國家起步較晚，但隨著改革開放對經濟的巨大促進作用，我國高層建筑施工建設進度加快。但由于施工經驗和技術的先天不足，導致我國目前高層建筑結構設計施工中存在諸多問題，而這些問題的直接體現便是高層建筑服務壽命和使用質量遠不及歐美等發達國家。通過大量的研究與分析，我們發現我國目前高層建筑結構設計中存在的問題主要有以下幾點：
2.1 建筑空間布局不當 高層建筑在設計過程中除了考慮建筑的實際使用功能，同時也要照顧到外在的美觀和該建筑與周邊設施的環境適應性。因此在高層建筑結構設計的實際工作中需要綜合考慮建筑高度和建筑高寬比以及建筑與周邊設施相對距離。
在某些地區的商品寫字樓樓盤建設過程中，常出現各樓盤布局相對集中的現象，彼此間距過小。如某地兩棟35層高度樓盤在進行設計時沒有充分考慮北側樓盤采光需要，既沒有進行錯位布局設計，也沒有拉開建筑距離（實際上兩棟樓盤南北距離僅僅三十余米），實際上造成了北側大樓底層常年采光不暢，嚴重影響了建筑的使用功能。
2.2 高層建筑嵌固端的設置不當 一般來說，高層建筑地面以下都附建有地下室，用作地下停車場或者地下商場。在進行地下工程設計時，設計人員常忽視了對建筑物的嵌固端位置設計，這常會影響到嵌固端的樓板設計、嵌固端的上下層剛度比例限制、嵌固端的上下層抗震等級的一致性、建筑整體建構設計與嵌固端位置協調等，并由此引發一系列問題，既不利于工程施工的正常進行，也給建筑使用安全埋下一定的隱患。
2.3 建筑材料的選用不當 我國多地屬于地震多發地帶，根據國外的設計施工經驗，一般地震多發地的高層建筑主體結構采用鋼結構為主，多種類復合材料為輔的建筑結構。但在我國高層建筑設計中，大多采用鋼筋混凝土或者沙石混合結構。一是由于鋼結構設計技術過于復雜，國內尚不能完全掌握鋼結構高層建筑的設計施工技術，二是由于鋼筋混凝土結構已經得到了豐富的研究和實踐，更容易控制設計與施工質量。但從實際效果來看，采用鋼筋混凝土結構的高層建筑很容易在施工和使用過程中發生鋼筋混凝土結構彎曲變形側移幅度較大的現象，由此不利于建筑的長期正常健康使用。
2.4 建筑安全性設計不足 高層建筑不同于一般建筑，人口相對密集，而且不利于緊急狀態下的人員快速疏散，因此需要特別注意對建筑安全性的設計，主要包括消防滅火、應急逃生通道、抗震、抗風、防雷電設計等。對于高層建筑來講，其受力載荷較大，在劇烈的地質運動（如地震）及自然條件（雷雨大風等強對流天氣）沖擊下極容易發生建筑受力穩定性遭到影響或者破壞、部件結構穩定性下降等現象。高層建筑中的防滅火是高層建筑日常安全管理中的重點，如果結構設計中沒有完善的消防滅火設施系統以及應急逃生通道，該高層建筑在事實上存在著嚴重的安全漏洞，一旦發生火災事故，后果不堪設想。在我國很多高層建筑結構設計中對消防滅火、應急逃生通道、防風、防震、防雷電設計均有不足，不利于建筑的日常正常使用和管理。
3 對高層建筑結構設計的建議和意見
針對我國高層建筑結構設計中存在的問題，結合國內外對高層建筑結構設計的實際工作經驗和相關知識的研究與學習，設計人員在工作中需注意：
①不斷提高專業素質，保證結構設計的科學合理性。②在對高層建筑進行結構設計時，設計人員需根據建筑需要和建筑周邊環境綜合考慮設計方案，盡可能達到設計方案的最優化處理。③設計人員應注意運用先進的技術手段對建筑內部結構中存在的復雜應力進行科學合理的研究與分析，在結構設計中需考慮各應力的特點和變異特性，防止建筑在施工和使用過程中出現軸向變形、應力變異、結構斷裂等現象。④在對建筑配套系統進行設計的過程中需一方面保證該系統設施的安全穩定性，另一方面要注意盡量簡化系統管線路，為系統在使用過程中的維護保養提供便利。⑤加強消防滅火、抗震、抗風、防雷電等安全設施設計，保障高層建筑使用中的安全穩定。
4 總結
高層建筑結構設計工作繁瑣、技術要求高、設計難度大，設計人員一定要首先擺正自己的心態，綜合考慮實際施工需要和相關技術要點，以高度的熱情和積極的態度完成設計工作，為施工的正常有序進行打下良好的基礎。
參考文獻：
[1]邢濤.談現代高層建筑設計要點及發展趨勢[J].山西建筑，2014（13）.
[2]曹旭敏.高層建筑設計問題常見弊病及其診治措施[J].建筑知識：學術刊，2014（B04）.
[3]劉進強，武壘.高層建筑設計問題分析[J].中國房地產業：理論版，2012（8）.