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【摘 要】 高层房屋建筑在城市中越来越普遍，做为市场的需求以及科技发展的必然趋势，对于建筑行业的我们来说不仅要追求视觉效果同时也应该追求高质量，建筑的结构设计对结构功能、建筑造价以及社会效益都会产生很大的影响，本文对高层房屋建筑结构设计进行分析与探讨。
【关键词】 高层房屋建筑；结构设计；分析；探讨
更随城市化进程的脚步，建筑行业的中的高层房屋是越来越多，在给城市面容增光添彩中，作为高层房屋结构设计者，应该运用统筹的方法、高超的技巧以及科学的手段设计出保质保量的设计，这样才能切实保障建筑使用安全、才能保障国民的生命安全，笔者从高层房屋结构设计特点、高层房屋建筑结构体系等方面进行了分析与探讨。
1.高层房屋建筑结构设计特点
因为垂直方向的荷载与水平方向的荷载要远远大于传统的多层或者平房结构，所以高层房屋的结构设计不同于传统房屋的结构类型，在外观上不仅要有稳定以及美学的艺术感，同时要将抗震性能与风荷载这两点考虑在高层房屋设计中。
1.1水平力
水平力是高层房屋建筑结构设计的主要因素，与以重力为代表的竖向荷载控制结构设计的低层或者多层房屋结构不同，高层建筑中，对房屋结构设计产生重要影响不仅是竖向荷载，水平荷载在其中有着不可或缺的作用。建筑自重与楼面使用荷载在竖向构件产生的轴力与弯距的数值只是与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载在结构产生的倾覆力距与竖向构件中的轴力却跟建筑高度的二次方成正比，所以在高层房屋建筑结构设计中水平力是个更加主要的因素。同时，达到一定高度的建筑物其竖向荷载基本上成为了一个定值，而水平荷载的数值却根据结构动力性的不同而有所变化。
1.2控制指标中的侧移
水平荷载作用下的结构侧向变形会随这建筑高度的增加而增大，结构的侧移与建筑高度的四次方成正比，所以在高层房屋结构设计中不仅需要结构的强度足够大，同时还要将足够的抗侧移刚度考虑在内，确保结构在水平荷载的作用下产生的侧移可以在规定的范围之内。因为侧移过大时，建筑物中的人不仅会有心理上的不适；建筑物中填充墙、电梯轨道与建筑装饰等服务设施容易出现变形、裂缝、损害等；过大的侧移也可以使建筑结构开裂甚至损害，这样就会危及结构的使用期限。所以控制结构侧移是确保建筑物正常使用的要求，对于高层建筑来说，要想控制结构构件裂缝就应该控制好结构侧移。当建筑物遭到地震破坏时，结构侧移有着很重要的作用，如果地震输入能量对结构的变形不能被变形能力所抵抗，最后会造成结构坍塌[1]。
1.3较高的抗震设计
高层房屋建筑结构设计不仅要充分考虑使用正常时的风荷载与竖向荷载，还要充分考虑到建筑结构具有良好的抗震性能，使得发生小地震时建筑不遭受损害、中地震时可以通过维修恢复原貌以及大地震时不会出现倒塌，这样才能让人们居住放心与确保其财产生命安全。
1.4不容忽视的轴向变形
弯曲变形、剪切变形与轴向变形是所有建筑结构在外力作用下会产生的三种位移，只考虑弯曲变形而忽视剪切变形与轴向变形是低层房屋建筑结构中常见的，因为对于一般结构构件来说其剪力与轴力所产生的影响都相对小。但是对于高层房屋建筑结构而言，轴向变形因为建筑层数多、轴力大而对高层房屋结构的内力产生不可忽视的影响，同时轴向变形会随着建筑高度的上升而显著变化，同时较大的高层房屋建筑结构中的剪力墙的截面也是不可忽视[2]。
2.高层房屋建筑结构体系
2.1框架剪力墙体系
框架剪力墙体系的形成是框架体系的刚度与强度没能达到指定的要求，部分框架常常会被在建筑平面的恰当位置的较大剪力墙代替，这样的体系在承受水平力的时候，框架与剪力墙的协同工作会通过足够刚度的楼板和连梁进行，主要承受垂直荷载的是框架体系，而承受水平剪力的则是剪力墙。设置有剪力墙可以使结构的侧向刚度增大，减小建筑物水平位移，降低框架承受的水平剪力，可以使内力沿竖向的分布几近均匀，这就是框架剪力墙体系的能建高度大于框架体系的原因。
2.2剪力墙体系
剪力墙体系是指剪力墙主体结构的组成均是平面剪力墙构件，在这个体系中，全部的垂直荷载与水平力都是由单片剪力墙承受的，因为是刚性结构，所以属于弯曲型的位移曲线。剪力墙体系有较高的刚度与强度，并有一定的延展性、较好的整体性能、均匀直接的传力、较强的抗倒塌能力，能建高度又大于框架体系或者框架剪力墙体系，是一种优良的结构体系。
2.3筒体体系
筒体体系在指凡是用筒体作为抗侧力构件的结构体系，其形式有单筒体、筒中筒、多束筒、筒体框架等。作为空间受力构件的筒体主要有两种类型即空腹筒与实腹筒，空腹筒是密排柱与窗裙梁或者开孔钢筋混泥土外墙构成的空间受力构件，实腹筒则由平面或者曲面墙所围成的具有三维竖向结构单体。筒体因其有强大的强度与刚度、合理的个构件受力情况、强大的抗震与抗风能力，在大空间、大跨度或者超高层应用地多[3]。
3.高层房屋建筑结构设计探讨
房屋工程分部结构的优化设计与房屋工程结构总体的优化设计组成了高层房屋建筑结构的两个方面，房屋工程分部结构的优化包含有屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计、结构细部设计的优化设计与基础结构方案的优化设计，布置、受力分析、造价分析与选型等也应该包含在上诉的优化设计的内容中。在设计规范与使用要求都满足的前提下，高层房屋建筑结构优化设计应该考虑具体的工程实际情况与综合经济效益，接下来会对高层房屋建筑结构设计进行探讨。
3.1概念设计处理实际问题
虽然用概率设计处理实际的问题很多，可是我们依旧希望可以通过概念设计使高层房屋建筑结构在不同外部作用下受到尽可能小的破坏甚至可以不受破坏，所以概念设计中主要内容是分析高层房屋建筑可能会遭受到哪些不确定因素。例如难以预测的地震因素，产生的破坏性可以是极其巨大的，因此在高层房屋建筑结构设计中从构造与计算的众多方面使建筑的抗震能力得到提高；有效避免結构在地震下发生脆性破坏可以使用延性设计，想要大地震中次要结构先破坏以消耗掉一部分地震能量可以采用多道设防思想，使地震减小对建筑结构产生不利影响的重要手段之一可以使刚度对称均匀，上述的抗震设防思想应在贯穿在房屋建筑结构设计的始终、应该作为概念设计中的指导思想。
3.2考虑水平力
因为文章前段有叙述水平力在高层房屋建筑结构中有着重要作用，所以要充分考虑到竖向荷载与水平荷载，比如说对于风荷载敏感的高层建筑其风荷载应该依据100年风压来计算。
3.3合理运用高层房屋建筑结构体系
对于不同的高层房屋建筑宜采用不同的建筑结构体系。
3.4高层房屋建筑自重减轻
桩基承载力或者地基承载力的原因，同样桩基或地基的情况下，房屋自重减轻后处理措施与基础造价都不会增加，又能够增加建筑层数，尤其是在软弱土层中有较高的经济效益，同多层建筑比起来高层房屋建筑减轻自重更加有意义[4]。
作为集数学优化方案、计算机技术与结构分析溶为一体的结构设计在国家工程建设中有着重大的意义，在满足建筑结构长远效益的前提下提高建筑结构的合理性与可靠度又同时减少建筑结构近期投资，这就需要有合理的结构设设计。要对高层房屋建筑建设进行全方位控制就应该先从高层房屋的结构设计方面的入手。高层房屋建筑结构设计在理论与实际中都有重要的意义，所以本文通过对其的分析与探讨希望能对今后的工作有所帮助。
参考文献：
[1]邱良.高层建筑结构设计分析[J].科技风，2009，20：172+174.
[2]肖雪.对于高层建筑结构设计的分析[J].江西建材，2014，02：28.
[3]徐涛.对高层建筑结构设计的分析[J].建材技术与应用，2010，03：16-18.
[4]徐氢清.高层房屋建筑结构设计分析与探讨[J].中国新技术新产品，2011，20：193.
【关键词】 高层房屋建筑；结构设计；分析；探讨
更随城市化进程的脚步，建筑行业的中的高层房屋是越来越多，在给城市面容增光添彩中，作为高层房屋结构设计者，应该运用统筹的方法、高超的技巧以及科学的手段设计出保质保量的设计，这样才能切实保障建筑使用安全、才能保障国民的生命安全，笔者从高层房屋结构设计特点、高层房屋建筑结构体系等方面进行了分析与探讨。
1.高层房屋建筑结构设计特点
因为垂直方向的荷载与水平方向的荷载要远远大于传统的多层或者平房结构，所以高层房屋的结构设计不同于传统房屋的结构类型，在外观上不仅要有稳定以及美学的艺术感，同时要将抗震性能与风荷载这两点考虑在高层房屋设计中。
1.1水平力
水平力是高层房屋建筑结构设计的主要因素，与以重力为代表的竖向荷载控制结构设计的低层或者多层房屋结构不同，高层建筑中，对房屋结构设计产生重要影响不仅是竖向荷载，水平荷载在其中有着不可或缺的作用。建筑自重与楼面使用荷载在竖向构件产生的轴力与弯距的数值只是与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载在结构产生的倾覆力距与竖向构件中的轴力却跟建筑高度的二次方成正比，所以在高层房屋建筑结构设计中水平力是个更加主要的因素。同时，达到一定高度的建筑物其竖向荷载基本上成为了一个定值，而水平荷载的数值却根据结构动力性的不同而有所变化。
1.2控制指标中的侧移
水平荷载作用下的结构侧向变形会随这建筑高度的增加而增大，结构的侧移与建筑高度的四次方成正比，所以在高层房屋结构设计中不仅需要结构的强度足够大，同时还要将足够的抗侧移刚度考虑在内，确保结构在水平荷载的作用下产生的侧移可以在规定的范围之内。因为侧移过大时，建筑物中的人不仅会有心理上的不适；建筑物中填充墙、电梯轨道与建筑装饰等服务设施容易出现变形、裂缝、损害等；过大的侧移也可以使建筑结构开裂甚至损害，这样就会危及结构的使用期限。所以控制结构侧移是确保建筑物正常使用的要求，对于高层建筑来说，要想控制结构构件裂缝就应该控制好结构侧移。当建筑物遭到地震破坏时，结构侧移有着很重要的作用，如果地震输入能量对结构的变形不能被变形能力所抵抗，最后会造成结构坍塌[1]。
1.3较高的抗震设计
高层房屋建筑结构设计不仅要充分考虑使用正常时的风荷载与竖向荷载，还要充分考虑到建筑结构具有良好的抗震性能，使得发生小地震时建筑不遭受损害、中地震时可以通过维修恢复原貌以及大地震时不会出现倒塌，这样才能让人们居住放心与确保其财产生命安全。
1.4不容忽视的轴向变形
弯曲变形、剪切变形与轴向变形是所有建筑结构在外力作用下会产生的三种位移，只考虑弯曲变形而忽视剪切变形与轴向变形是低层房屋建筑结构中常见的，因为对于一般结构构件来说其剪力与轴力所产生的影响都相对小。但是对于高层房屋建筑结构而言，轴向变形因为建筑层数多、轴力大而对高层房屋结构的内力产生不可忽视的影响，同时轴向变形会随着建筑高度的上升而显著变化，同时较大的高层房屋建筑结构中的剪力墙的截面也是不可忽视[2]。
2.高层房屋建筑结构体系
2.1框架剪力墙体系
框架剪力墙体系的形成是框架体系的刚度与强度没能达到指定的要求，部分框架常常会被在建筑平面的恰当位置的较大剪力墙代替，这样的体系在承受水平力的时候，框架与剪力墙的协同工作会通过足够刚度的楼板和连梁进行，主要承受垂直荷载的是框架体系，而承受水平剪力的则是剪力墙。设置有剪力墙可以使结构的侧向刚度增大，减小建筑物水平位移，降低框架承受的水平剪力，可以使内力沿竖向的分布几近均匀，这就是框架剪力墙体系的能建高度大于框架体系的原因。
2.2剪力墙体系
剪力墙体系是指剪力墙主体结构的组成均是平面剪力墙构件，在这个体系中，全部的垂直荷载与水平力都是由单片剪力墙承受的，因为是刚性结构，所以属于弯曲型的位移曲线。剪力墙体系有较高的刚度与强度，并有一定的延展性、较好的整体性能、均匀直接的传力、较强的抗倒塌能力，能建高度又大于框架体系或者框架剪力墙体系，是一种优良的结构体系。
2.3筒体体系
筒体体系在指凡是用筒体作为抗侧力构件的结构体系，其形式有单筒体、筒中筒、多束筒、筒体框架等。作为空间受力构件的筒体主要有两种类型即空腹筒与实腹筒，空腹筒是密排柱与窗裙梁或者开孔钢筋混泥土外墙构成的空间受力构件，实腹筒则由平面或者曲面墙所围成的具有三维竖向结构单体。筒体因其有强大的强度与刚度、合理的个构件受力情况、强大的抗震与抗风能力，在大空间、大跨度或者超高层应用地多[3]。
3.高层房屋建筑结构设计探讨
房屋工程分部结构的优化设计与房屋工程结构总体的优化设计组成了高层房屋建筑结构的两个方面，房屋工程分部结构的优化包含有屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计、结构细部设计的优化设计与基础结构方案的优化设计，布置、受力分析、造价分析与选型等也应该包含在上诉的优化设计的内容中。在设计规范与使用要求都满足的前提下，高层房屋建筑结构优化设计应该考虑具体的工程实际情况与综合经济效益，接下来会对高层房屋建筑结构设计进行探讨。
3.1概念设计处理实际问题
虽然用概率设计处理实际的问题很多，可是我们依旧希望可以通过概念设计使高层房屋建筑结构在不同外部作用下受到尽可能小的破坏甚至可以不受破坏，所以概念设计中主要内容是分析高层房屋建筑可能会遭受到哪些不确定因素。例如难以预测的地震因素，产生的破坏性可以是极其巨大的，因此在高层房屋建筑结构设计中从构造与计算的众多方面使建筑的抗震能力得到提高；有效避免結构在地震下发生脆性破坏可以使用延性设计，想要大地震中次要结构先破坏以消耗掉一部分地震能量可以采用多道设防思想，使地震减小对建筑结构产生不利影响的重要手段之一可以使刚度对称均匀，上述的抗震设防思想应在贯穿在房屋建筑结构设计的始终、应该作为概念设计中的指导思想。
3.2考虑水平力
因为文章前段有叙述水平力在高层房屋建筑结构中有着重要作用，所以要充分考虑到竖向荷载与水平荷载，比如说对于风荷载敏感的高层建筑其风荷载应该依据100年风压来计算。
3.3合理运用高层房屋建筑结构体系
对于不同的高层房屋建筑宜采用不同的建筑结构体系。
3.4高层房屋建筑自重减轻
桩基承载力或者地基承载力的原因，同样桩基或地基的情况下，房屋自重减轻后处理措施与基础造价都不会增加，又能够增加建筑层数，尤其是在软弱土层中有较高的经济效益，同多层建筑比起来高层房屋建筑减轻自重更加有意义[4]。
作为集数学优化方案、计算机技术与结构分析溶为一体的结构设计在国家工程建设中有着重大的意义，在满足建筑结构长远效益的前提下提高建筑结构的合理性与可靠度又同时减少建筑结构近期投资，这就需要有合理的结构设设计。要对高层房屋建筑建设进行全方位控制就应该先从高层房屋的结构设计方面的入手。高层房屋建筑结构设计在理论与实际中都有重要的意义，所以本文通过对其的分析与探讨希望能对今后的工作有所帮助。
参考文献：
[1]邱良.高层建筑结构设计分析[J].科技风，2009，20：172+174.
[2]肖雪.对于高层建筑结构设计的分析[J].江西建材，2014，02：28.
[3]徐涛.对高层建筑结构设计的分析[J].建材技术与应用，2010，03：16-18.
[4]徐氢清.高层房屋建筑结构设计分析与探讨[J].中国新技术新产品，2011，20：193.