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[摘 要]随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，面临的挑战和问题越来越多。其也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点，本文在此对高层建筑结构设计过程中的几个关键问题做了一定的研究。
[关键词]高层建筑；结构；问题
中图分类号：TU973 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0169-01
一、常见高层建筑结构体系
根据建筑材料可以将高层建筑结构体系分为框架结构，框架-剪力墙结构，剪力墙结构，筒体结构，板柱-剪力墙结构等。其中，筒体结构主要采用核心筒体为抗侧力构件，具有很好的整体性和抗侧力性能，满足高层建筑对建筑高度较高的需求；剪力墙结构体系利用钢筋混凝土墙作为建筑物的竖向承重结构，具有良好的侧向刚度、规整的平面布置，但是因剪力墙间距较小导致平面布置具有不灵活性，具有较强的抵抗侧向风力或地震能力；框架—剪力墙结构体系的特点则是平面布置灵活实用性强、空间大，能适应较多功能的需要，但是由于它框架结构的侧向刚度较小，在设计中要考虑合理安排剪力墙的位置、数量。
二、基础设计
基础类型的选择涉及到多个方面，如建筑属性、地质条件、经济效益、工程技术水平等，在实际工程中应综合考虑，从而选择最优的基础设计方案。根据建筑场地的地质勘查报告，建筑物采取何种基础类型及其可行性研究将直接挂钩建设成本。随着经济的不断发展，高层建筑的发展日新月异，从剪力墙结构到框筒结构，不同结构类型的高层建筑不断涌现。在高层建筑的土建成本中，基础部分往往占据了很大的比例。高层建筑的基础类型常采用筏板基础、箱形基础及桩基等，其中以桩基（或桩基加箱基）应用最为广泛。
在沿海以及软土地区，桩基应用尤为广泛。桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点。对于高层建筑或其他重要建筑物而言，基础出现过大沉降或不均匀沉降会造成严重的后果，如烟囱、输电塔等高耸结构的建筑物，不均匀沉降会造成建筑倾斜甚至倾覆；对位于软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，地震时易出现震陷等造成建筑物过大沉降甚至倒塌。因此在基础设计方案中应对沉降予以重视，桩基础的应用能有效控制建筑物出现过大沉降或不均匀沉降。
三、结构选型阶段
1、结构的规则性问题
旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2、结构的超高问题
抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
3、嵌固端的设置问题
于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4、短肢剪力墙的设置问题
新规范中，对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙。且根据实验资料和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
5、轴向变形
在多层建筑结构分析中，由于竖向构件的轴力较小，建筑物的轴向变形较小，容易为我们所忽略。但在高层建筑结构分析中，情况却截然不同。由于高层建筑层数多，竖向构件的轴力往往很大，建筑物的轴向变形较大，同时侧向位移会加剧高层建筑的轴向变形，轴向变形对构件剪力和侧移也会产生一定影响，二者共同作用下会使高层建筑结构发生内力重分布。在考虑轴向变形影响时，要考虑施工过程中，竖向荷载是分层施加的，不能简单地按一次加载考虑，否则就会出现一些不合理的计算结果，因此在结构计算模型中应选择合理的施工加载方案。
6、水平荷载与侧移
在建筑结构设计中，水平荷载的大小直接关系到建筑结构的承载能力极限状态，因此，水平荷载必须进行周密分析与计算。随着建筑高度的增加，同等大小的水平荷载会使结构的侧向变形倍增。过大的侧向变形会造成极大的安全隐患与财产损失，所以要将侧移控制在安全的范围内。实际工程设计中，建筑结构具有足够的抗侧刚度且楼层抗侧刚度不发生突变是衡量建筑结构方案布置合理的衡量标准之一。
四、结构计算分析
1、结构整体计算的软件选择
目前比较通用的计算软件有：SATWE，TAT，TBSA或ETABS，SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。
2、是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响
该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。
3、振型数目是否足够
在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在計算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。
4、多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算
一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔问刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而使结构出现不安全的隐患。
5、非结构构件的计算与设计
在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大，因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
五、结语
综上，我们在设计过程中更应该根据建筑结构的特点，认真考察建筑具体实际，从而设计出合理的设计方案，保证建筑的安全性和稳定性，发挥建筑的效益，从而满足建筑使用群体的要求，同时为建筑业的更快更好发展做出贡献，使得建筑业可以有更长足的发展空间。
[关键词]高层建筑；结构；问题
中图分类号：TU973 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0169-01
一、常见高层建筑结构体系
根据建筑材料可以将高层建筑结构体系分为框架结构，框架-剪力墙结构，剪力墙结构，筒体结构，板柱-剪力墙结构等。其中，筒体结构主要采用核心筒体为抗侧力构件，具有很好的整体性和抗侧力性能，满足高层建筑对建筑高度较高的需求；剪力墙结构体系利用钢筋混凝土墙作为建筑物的竖向承重结构，具有良好的侧向刚度、规整的平面布置，但是因剪力墙间距较小导致平面布置具有不灵活性，具有较强的抵抗侧向风力或地震能力；框架—剪力墙结构体系的特点则是平面布置灵活实用性强、空间大，能适应较多功能的需要，但是由于它框架结构的侧向刚度较小，在设计中要考虑合理安排剪力墙的位置、数量。
二、基础设计
基础类型的选择涉及到多个方面，如建筑属性、地质条件、经济效益、工程技术水平等，在实际工程中应综合考虑，从而选择最优的基础设计方案。根据建筑场地的地质勘查报告，建筑物采取何种基础类型及其可行性研究将直接挂钩建设成本。随着经济的不断发展，高层建筑的发展日新月异，从剪力墙结构到框筒结构，不同结构类型的高层建筑不断涌现。在高层建筑的土建成本中，基础部分往往占据了很大的比例。高层建筑的基础类型常采用筏板基础、箱形基础及桩基等，其中以桩基（或桩基加箱基）应用最为广泛。
在沿海以及软土地区，桩基应用尤为广泛。桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点。对于高层建筑或其他重要建筑物而言，基础出现过大沉降或不均匀沉降会造成严重的后果，如烟囱、输电塔等高耸结构的建筑物，不均匀沉降会造成建筑倾斜甚至倾覆；对位于软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，地震时易出现震陷等造成建筑物过大沉降甚至倒塌。因此在基础设计方案中应对沉降予以重视，桩基础的应用能有效控制建筑物出现过大沉降或不均匀沉降。
三、结构选型阶段
1、结构的规则性问题
旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2、结构的超高问题
抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
3、嵌固端的设置问题
于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4、短肢剪力墙的设置问题
新规范中，对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙。且根据实验资料和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
5、轴向变形
在多层建筑结构分析中，由于竖向构件的轴力较小，建筑物的轴向变形较小，容易为我们所忽略。但在高层建筑结构分析中，情况却截然不同。由于高层建筑层数多，竖向构件的轴力往往很大，建筑物的轴向变形较大，同时侧向位移会加剧高层建筑的轴向变形，轴向变形对构件剪力和侧移也会产生一定影响，二者共同作用下会使高层建筑结构发生内力重分布。在考虑轴向变形影响时，要考虑施工过程中，竖向荷载是分层施加的，不能简单地按一次加载考虑，否则就会出现一些不合理的计算结果，因此在结构计算模型中应选择合理的施工加载方案。
6、水平荷载与侧移
在建筑结构设计中，水平荷载的大小直接关系到建筑结构的承载能力极限状态，因此，水平荷载必须进行周密分析与计算。随着建筑高度的增加，同等大小的水平荷载会使结构的侧向变形倍增。过大的侧向变形会造成极大的安全隐患与财产损失，所以要将侧移控制在安全的范围内。实际工程设计中，建筑结构具有足够的抗侧刚度且楼层抗侧刚度不发生突变是衡量建筑结构方案布置合理的衡量标准之一。
四、结构计算分析
1、结构整体计算的软件选择
目前比较通用的计算软件有：SATWE，TAT，TBSA或ETABS，SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。
2、是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响
该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。
3、振型数目是否足够
在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在計算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。
4、多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算
一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔问刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而使结构出现不安全的隐患。
5、非结构构件的计算与设计
在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大，因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
五、结语
综上，我们在设计过程中更应该根据建筑结构的特点，认真考察建筑具体实际，从而设计出合理的设计方案，保证建筑的安全性和稳定性，发挥建筑的效益，从而满足建筑使用群体的要求，同时为建筑业的更快更好发展做出贡献，使得建筑业可以有更长足的发展空间。