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摘要：文章结合笔者在高层建筑结构设计部分工作的经验和总结，简要地分析高层建筑结构的特点和原则，在此基础上，针对高层建筑结构设计过程中应注意问题进行了分析与研究，旨在为类似的项目结构设计工作提供参考。
关键词：高层建筑；结构设计；特点；原则；扭转问题
引言
目前，随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多。在高层建筑的建设中，结构设计是其中非常重要的组成部分，对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。一方面，高层建筑结构设计需要具有科学性和合理性，能够满足人们生活的需要；另一方面，高层建筑结构设计要具有安全性，能够满足抗震、抗风等基本要求，为人们的生活和学习提供安全保障。本文主要就高层建筑结构设计中应注意问题进行了论述。
1 高层建筑结构的特点
高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点，它同时承受着水平荷载和垂直荷载，其中水平荷载是由外界的风力所产生的，垂直荷载是由于建筑物高度所引起的，此外，高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。通常情况下，低层建筑结构受到的水平荷载比较小，垂荷载也比较小。但是，在高层建筑中，外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响，并且是对高层建筑荷载的主要因素。随着建筑物高度的不断增加，高层建筑的位移较快的增长。但是，高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度，还会对建筑物的使用产生影响，此外，过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。鉴于此，在进行高层建筑结构设计的时候，必须将侧移控制在合理的范围之内，使建筑物不会影响人的舒适度，不会影响建筑物的使用。因此，可以说，在高层建筑结构设计中，其核心是抗侧力结构的设计。
2 高层建筑结构设计的原则
（1）选择合理的计算简图。在计算简图的基础上，对高层建筑结构设计进行计算，如果计算简图的选择不合理，会造成结构不合理，容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以，要保证建筑结构设计的安全，必须选择合理的计算简图，此外，为了保证计算简图的安全，在实践中，我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中，其结构节点不仅仅局限于钢节点或者饺节点，尽量减小误差，将计算简图尽量控制在规范的规定之内。
（2）选择合理的基础设计。在进行基础设计选择的时候，需要按照高层建筑的地质条件进行。并且，对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析，同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑，在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是，基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥，如如果必要的话，可以对地基变形进行检测。
（3）选择合理的结构方案。合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，并尽量经济合理，以最少的花费获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。
3 高层建筑结构设计中应注意问题
3.1结构的规则性问题
新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。
3.2结构的超高问题
在抗震规范与高规中，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。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3.3嵌固端的设置问题
由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，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
3.4短肢剪力墙的设置问题
在新规范中，对墙肢截面高厚比为 5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，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。
3.5 结构扭转问题
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、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则 l 形、t 形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。建筑结构的振动周期问题包含两方面：①合理控制结构的自振周期；②控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
3.6 结构侧向位移的限值
高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了一定的限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移△u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。
4 结语
总之，高层建筑结构设计是一项技术性和综合性很强的工作，它对建筑设计具有十分重要的指导意义。随着高层建筑也在日新月异的发展，对结构设计的要求也越来越高。本文通过分析了高层建筑结构的特点和原则，提出了高层建筑结构设计中注意问题，以供类似的工程参考与借鉴。
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，2010（6）
[2]王续晶.高层建筑结构设计问题探讨[J].价值工程，2011（25）
[3]张东华.试论高层建筑结构设计分析和问题探讨[J].科技创新导报，2011（32）.
关键词：高层建筑；结构设计；特点；原则；扭转问题
引言
目前，随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多。在高层建筑的建设中，结构设计是其中非常重要的组成部分，对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。一方面，高层建筑结构设计需要具有科学性和合理性，能够满足人们生活的需要；另一方面，高层建筑结构设计要具有安全性，能够满足抗震、抗风等基本要求，为人们的生活和学习提供安全保障。本文主要就高层建筑结构设计中应注意问题进行了论述。
1 高层建筑结构的特点
高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点，它同时承受着水平荷载和垂直荷载，其中水平荷载是由外界的风力所产生的，垂直荷载是由于建筑物高度所引起的，此外，高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。通常情况下，低层建筑结构受到的水平荷载比较小，垂荷载也比较小。但是，在高层建筑中，外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响，并且是对高层建筑荷载的主要因素。随着建筑物高度的不断增加，高层建筑的位移较快的增长。但是，高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度，还会对建筑物的使用产生影响，此外，过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。鉴于此，在进行高层建筑结构设计的时候，必须将侧移控制在合理的范围之内，使建筑物不会影响人的舒适度，不会影响建筑物的使用。因此，可以说，在高层建筑结构设计中，其核心是抗侧力结构的设计。
2 高层建筑结构设计的原则
（1）选择合理的计算简图。在计算简图的基础上，对高层建筑结构设计进行计算，如果计算简图的选择不合理，会造成结构不合理，容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以，要保证建筑结构设计的安全，必须选择合理的计算简图，此外，为了保证计算简图的安全，在实践中，我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中，其结构节点不仅仅局限于钢节点或者饺节点，尽量减小误差，将计算简图尽量控制在规范的规定之内。
（2）选择合理的基础设计。在进行基础设计选择的时候，需要按照高层建筑的地质条件进行。并且，对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析，同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑，在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是，基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥，如如果必要的话，可以对地基变形进行检测。
（3）选择合理的结构方案。合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，并尽量经济合理，以最少的花费获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。
3 高层建筑结构设计中应注意问题
3.1结构的规则性问题
新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。
3.2结构的超高问题
在抗震规范与高规中，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。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3.3嵌固端的设置问题
由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，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
3.4短肢剪力墙的设置问题
在新规范中，对墙肢截面高厚比为 5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，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。
3.5 结构扭转问题
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、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则 l 形、t 形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。建筑结构的振动周期问题包含两方面：①合理控制结构的自振周期；②控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
3.6 结构侧向位移的限值
高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了一定的限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移△u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。
4 结语
总之，高层建筑结构设计是一项技术性和综合性很强的工作，它对建筑设计具有十分重要的指导意义。随着高层建筑也在日新月异的发展，对结构设计的要求也越来越高。本文通过分析了高层建筑结构的特点和原则，提出了高层建筑结构设计中注意问题，以供类似的工程参考与借鉴。
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，2010（6）
[2]王续晶.高层建筑结构设计问题探讨[J].价值工程，2011（25）
[3]张东华.试论高层建筑结构设计分析和问题探讨[J].科技创新导报，2011（32）.