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【摘 要】本文主要针对高层建筑结构设计中存在的问题以及措施进行了分析研究。
【关键词】高层建筑；结构设计；问题；措施
一、高层建筑结构设计的概述
1、高层建筑结构的特点。与一般建筑结构不同，高层建筑结构有其自身的特点，由于其高度过高，建筑物本身要同时承受水平和垂直两个方向的荷载。其中，水平荷载主要是由外界的风力引起的，垂直荷载主要是由建筑物本身自重引起的。同时，不同地区对高层建筑物的结构抗震等级也有明确的要求。一般情况下，低层建筑结构受到的水平荷载和垂直荷载都比较小。但是，在高层建筑中，地震和风力对建筑物的影响比较大，并且是高层建筑荷载的主要决定性因素。随着高层建筑物的高度的不断增加，高层建筑位移增长较快。但是，一旦高层建筑物产生的侧移过大，就会严重影响人们居住的舒适度，并且会影响建筑物的使用功能。此外，过大的侧移会直接损害建筑结构构件及非结构构件的稳定性。因此，在进行高层建筑结构设计时，必须要将侧移控制在规范要求的范围内，使建筑物能够满足人们的正常使用要求和舒适度要求。设计师在进行高层建筑结构设计时，要能够把握其核心工作。
2、高层建筑结构设计原则。
2.1合理计算简图。首先要保证计算简图合理，简图对结构有着决定性作用。为了确保计算简图的安全，需要采用相应的构造方法，除了要在钢节点与铰节点进行关注外，还需要不断减小计算误差，把计算简图控制在一定的范围之内。
2.2基础设计选择。在进行基础设计时，要充分了解高层建筑所在的地质条件，另外对高层建筑的结构类型与荷载分布分析要全面，根据施工条件以及邻近相互影响进行综合考究，在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。基础方案中，地基的潜力将发挥最大的作用，需要提前进行地基检测。
2.3结构方案选择。合理的结构方案需要达到高层建筑结构设计的总体要求，并尽可能达到经济的目的。在相同的结构单元中，使用相同的结构体系，根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定结构选择，从而制定出最佳方案。
二、高层建筑结构设计中存在的问题
1、建筑结构超高。一些城市为了进行评比，在楼宇的高度上不断进行更新，仿佛楼层越高，城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定，无论是多高的建筑物，都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题，建筑物规范将会进行限定，不断细化规则，与时俱进，这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题，在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题，不断进行论证，避免对工程的造价与工期造成影响。
2、建筑基础选择不合理。建筑的基础包括独立基础、条形基础、筏形基础以及箱形基础等，不同基础所承受荷载的形式不同，使用的环境就不同，独立基础所承受荷载的形式为点荷载，适用于一般承载能力较好的土壤，箱形基础承受荷载能力的形式为面荷载，适用于湿陷性土壤等比较恶劣的地表环境下，不同类别的基础形式之间所存在的差别绝不只是一个名称的不同那么简单。但是在目前的部分高层建筑基础选型过程中，往往不是特别科学，导致了建筑体下层的地基土壤根本无法有效地承受基础所传来的上部建筑的荷载，基础容易发生不均匀沉降，如果在这样的地基上进行建筑物的建造，而且不采取有效的处理措施，基础选型不合理，那么所成型的建筑质量就会严重偏离安全标准，建筑的寿命会大大减小，同时对所居住的居民的生命安全也是一个威胁。
3、抗震设计问题。在对抗震设防区进行设计时，部分建筑结构设计人员往往会贪图受力设计的方便性（去掉）而没有将柱的截面高度设计到足够的高度、将梁简化成铰支梁、使梁柱的线刚度比加大。对于这种设计方式来说，虽然其能够在一定程度上简化我们的结构受力分析任务，但是却（去掉）会对整个建筑结构的稳定性造成一定的隐患。另一方面，对于高层建筑底部柱来说，为了能够使其满足轴压比限制的需求，我们往往会将柱子的截面取一个较大的值。但是，由于建筑高度的影响，就很可能会使框架柱成为短柱。对此，选择较大的柱截面还是较小的柱截面则成为了我们实际设计过程中需要商榷的一个问题。另外，在建筑底层框架方面，梁所具有的抗弯刚度也会大于柱的抗弯刚度，且梁板对于柱子所具有的约束能力也相对较小。对此，就需要我们在实际设计时能够严格地遵循强剪弱弯、强柱弱梁的原则，并在建筑的同一楼层中尽量保证不同柱子所具有的同等刚度，避免出现过大的截面差异。
三、高层建筑结构设计分析
1、严格规范高层建筑结构。近年来，国家加大了对建筑行业的宏观调控力度，明确规范了高层建筑物的安全使用要求，对高层建筑结构设计进行了更多的限制，主要体现在对高层建筑工程项目中可能存在的安全隐患的防控。例如：严格要求建筑结构设计中，建筑结构嵌固端的下层和上层感度比必须控制在规范要求范围内。国家不断出台了新的建筑结构设计规范规则，并明确指出在建筑结构设计中，不能使用不规则的结构设计方案。高层建筑结构设计人员在实际的设计工作中，必须严格按照新规范进行设计，避免为高层建筑结构设计埋下安全隐患。
2、加强高层建筑的基础设计。地基和基础设计是房屋建筑结构设计中的重要环节，不仅要求安全性、合理性、适用性，也要求经济性，因此设计人员在实际设计过程中应综合考虑多方面因素。在正式设计之前，应安排专业人员深入现场进行实地勘察，并且出具详细、全面、准确的地质勘察资料，设计人员在充分掌握现场地基情况的前提下再设计房屋基础以及上部结构。在计算荷载的过程中，不仅应套用地基容许的承载力值以及基础设计公式，同时应严格按照相关规范对地基容许的承载力值进行修正，值得注意的是，土质不同，其承载力也会存在很大差异，因此设计人员在地基承载力计算时还需要考虑土层类型，确保计算结果的准确性。其次，在计算基础设计工程中，应严格根据设计规范进行计算，尽量减少计算误差，从而确保房屋建筑结构基础设计质量。
3、加强建筑物抗震设计。对于建筑体来说，地震所带来的影响是非常巨大的，尤其是高层建筑。在汶川地震等多个地震发生以来，国家建筑行业更是将建筑物的抗震指标作为一项重要的参数来对待。正确合理的抗震指标不仅可以充分满足建筑物的设计安全系数，又不至于指标过大而造成浪费。在抗震设计过程中，要时刻遵守这样的一个原则“小震不坏，中震可修，大震不倒”，对于地下室的抗震等级确定与上部建筑主体结构的抗震等级要区分开来，分别予以考虑，一般来说，地下层的抗震等级要略低于地上结构，而裙楼的抗震等级应该不低于主楼的抗震等级。在高层建筑结构设计中，利用结构自身的抗震性能来抵抗地震作用，是一种较为被动消极的抗震政策，建筑结构一旦发生破坏，造成的人员伤亡和经济损失将会不可估量。因此，在进行高层建筑结构设计时，必须通过为结构施加控制装置，加强结构减震控制。在地震来临时，控制装置和结构自身共同承受地震作用，通过二者的协调作用，能够有效减轻地震反应。基础隔离是结构减震控制的一种很好的方法，通过安装隔震装置系统形成隔震层，能够有效延长结构周期，使结构本身处于延性工作状态，有效吸收地震能量，减小结构主体的地震反应，避免房屋破坏甚至倒塌。
结束语
总之，高层建筑的发展离不开结构设计，在具体的工程中，一定要加强高层建筑结构设计，促进高层建筑的发展和进步。
参考文献：
[1]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程，2011，25：88-89.
[2]黄钟城.高层建筑结构设计中的若干问题[J].中华建设，2014，10：96-97.
[3]罗秀林.高层建筑结構设计中的若干问题研究[J].城市建筑，2013，06：50.
【关键词】高层建筑；结构设计；问题；措施
一、高层建筑结构设计的概述
1、高层建筑结构的特点。与一般建筑结构不同，高层建筑结构有其自身的特点，由于其高度过高，建筑物本身要同时承受水平和垂直两个方向的荷载。其中，水平荷载主要是由外界的风力引起的，垂直荷载主要是由建筑物本身自重引起的。同时，不同地区对高层建筑物的结构抗震等级也有明确的要求。一般情况下，低层建筑结构受到的水平荷载和垂直荷载都比较小。但是，在高层建筑中，地震和风力对建筑物的影响比较大，并且是高层建筑荷载的主要决定性因素。随着高层建筑物的高度的不断增加，高层建筑位移增长较快。但是，一旦高层建筑物产生的侧移过大，就会严重影响人们居住的舒适度，并且会影响建筑物的使用功能。此外，过大的侧移会直接损害建筑结构构件及非结构构件的稳定性。因此，在进行高层建筑结构设计时，必须要将侧移控制在规范要求的范围内，使建筑物能够满足人们的正常使用要求和舒适度要求。设计师在进行高层建筑结构设计时，要能够把握其核心工作。
2、高层建筑结构设计原则。
2.1合理计算简图。首先要保证计算简图合理，简图对结构有着决定性作用。为了确保计算简图的安全，需要采用相应的构造方法，除了要在钢节点与铰节点进行关注外，还需要不断减小计算误差，把计算简图控制在一定的范围之内。
2.2基础设计选择。在进行基础设计时，要充分了解高层建筑所在的地质条件，另外对高层建筑的结构类型与荷载分布分析要全面，根据施工条件以及邻近相互影响进行综合考究，在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。基础方案中，地基的潜力将发挥最大的作用，需要提前进行地基检测。
2.3结构方案选择。合理的结构方案需要达到高层建筑结构设计的总体要求，并尽可能达到经济的目的。在相同的结构单元中，使用相同的结构体系，根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定结构选择，从而制定出最佳方案。
二、高层建筑结构设计中存在的问题
1、建筑结构超高。一些城市为了进行评比，在楼宇的高度上不断进行更新，仿佛楼层越高，城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定，无论是多高的建筑物，都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题，建筑物规范将会进行限定，不断细化规则，与时俱进，这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题，在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题，不断进行论证，避免对工程的造价与工期造成影响。
2、建筑基础选择不合理。建筑的基础包括独立基础、条形基础、筏形基础以及箱形基础等，不同基础所承受荷载的形式不同，使用的环境就不同，独立基础所承受荷载的形式为点荷载，适用于一般承载能力较好的土壤，箱形基础承受荷载能力的形式为面荷载，适用于湿陷性土壤等比较恶劣的地表环境下，不同类别的基础形式之间所存在的差别绝不只是一个名称的不同那么简单。但是在目前的部分高层建筑基础选型过程中，往往不是特别科学，导致了建筑体下层的地基土壤根本无法有效地承受基础所传来的上部建筑的荷载，基础容易发生不均匀沉降，如果在这样的地基上进行建筑物的建造，而且不采取有效的处理措施，基础选型不合理，那么所成型的建筑质量就会严重偏离安全标准，建筑的寿命会大大减小，同时对所居住的居民的生命安全也是一个威胁。
3、抗震设计问题。在对抗震设防区进行设计时，部分建筑结构设计人员往往会贪图受力设计的方便性（去掉）而没有将柱的截面高度设计到足够的高度、将梁简化成铰支梁、使梁柱的线刚度比加大。对于这种设计方式来说，虽然其能够在一定程度上简化我们的结构受力分析任务，但是却（去掉）会对整个建筑结构的稳定性造成一定的隐患。另一方面，对于高层建筑底部柱来说，为了能够使其满足轴压比限制的需求，我们往往会将柱子的截面取一个较大的值。但是，由于建筑高度的影响，就很可能会使框架柱成为短柱。对此，选择较大的柱截面还是较小的柱截面则成为了我们实际设计过程中需要商榷的一个问题。另外，在建筑底层框架方面，梁所具有的抗弯刚度也会大于柱的抗弯刚度，且梁板对于柱子所具有的约束能力也相对较小。对此，就需要我们在实际设计时能够严格地遵循强剪弱弯、强柱弱梁的原则，并在建筑的同一楼层中尽量保证不同柱子所具有的同等刚度，避免出现过大的截面差异。
三、高层建筑结构设计分析
1、严格规范高层建筑结构。近年来，国家加大了对建筑行业的宏观调控力度，明确规范了高层建筑物的安全使用要求，对高层建筑结构设计进行了更多的限制，主要体现在对高层建筑工程项目中可能存在的安全隐患的防控。例如：严格要求建筑结构设计中，建筑结构嵌固端的下层和上层感度比必须控制在规范要求范围内。国家不断出台了新的建筑结构设计规范规则，并明确指出在建筑结构设计中，不能使用不规则的结构设计方案。高层建筑结构设计人员在实际的设计工作中，必须严格按照新规范进行设计，避免为高层建筑结构设计埋下安全隐患。
2、加强高层建筑的基础设计。地基和基础设计是房屋建筑结构设计中的重要环节，不仅要求安全性、合理性、适用性，也要求经济性，因此设计人员在实际设计过程中应综合考虑多方面因素。在正式设计之前，应安排专业人员深入现场进行实地勘察，并且出具详细、全面、准确的地质勘察资料，设计人员在充分掌握现场地基情况的前提下再设计房屋基础以及上部结构。在计算荷载的过程中，不仅应套用地基容许的承载力值以及基础设计公式，同时应严格按照相关规范对地基容许的承载力值进行修正，值得注意的是，土质不同，其承载力也会存在很大差异，因此设计人员在地基承载力计算时还需要考虑土层类型，确保计算结果的准确性。其次，在计算基础设计工程中，应严格根据设计规范进行计算，尽量减少计算误差，从而确保房屋建筑结构基础设计质量。
3、加强建筑物抗震设计。对于建筑体来说，地震所带来的影响是非常巨大的，尤其是高层建筑。在汶川地震等多个地震发生以来，国家建筑行业更是将建筑物的抗震指标作为一项重要的参数来对待。正确合理的抗震指标不仅可以充分满足建筑物的设计安全系数，又不至于指标过大而造成浪费。在抗震设计过程中，要时刻遵守这样的一个原则“小震不坏，中震可修，大震不倒”，对于地下室的抗震等级确定与上部建筑主体结构的抗震等级要区分开来，分别予以考虑，一般来说，地下层的抗震等级要略低于地上结构，而裙楼的抗震等级应该不低于主楼的抗震等级。在高层建筑结构设计中，利用结构自身的抗震性能来抵抗地震作用，是一种较为被动消极的抗震政策，建筑结构一旦发生破坏，造成的人员伤亡和经济损失将会不可估量。因此，在进行高层建筑结构设计时，必须通过为结构施加控制装置，加强结构减震控制。在地震来临时，控制装置和结构自身共同承受地震作用，通过二者的协调作用，能够有效减轻地震反应。基础隔离是结构减震控制的一种很好的方法，通过安装隔震装置系统形成隔震层，能够有效延长结构周期，使结构本身处于延性工作状态，有效吸收地震能量，减小结构主体的地震反应，避免房屋破坏甚至倒塌。
结束语
总之，高层建筑的发展离不开结构设计，在具体的工程中，一定要加强高层建筑结构设计，促进高层建筑的发展和进步。
参考文献：
[1]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程，2011，25：88-89.
[2]黄钟城.高层建筑结构设计中的若干问题[J].中华建设，2014，10：96-97.
[3]罗秀林.高层建筑结構设计中的若干问题研究[J].城市建筑，2013，06：50.