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導語：在高層建筑結構設計規程的撰寫旅程中，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。
正確分析、審核計算結果。在高層建筑結構設計過程中普遍性的應用計算機技術，但是由于目前市面上計算機軟件種類較多，而不同的計算機軟件計算的結果也不盡相同，所以這就要求高層建筑結構設計師應全面了解計算機的程序軟件的使用條件和適用范圍，防止在計算機輔助結構設計計算時，由于軟件自有的缺陷、程序不能適應結構的實際情況等計算機軟件程序的因素影響工程建筑結構設計。除此之外，要防止計算機輔助計算結構設計中人為性的失誤，不僅需要設計師輸入數據時要認真，同時也需要結構工程師在后續工作中，對數據進行慎重審查，合理分析，做出最準確的判斷。
2高層建筑結構設計的特點
2.1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。2.2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，在進入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。2.3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。
3高層建筑結構設計中的注意事項
關鍵詞：高層建筑結構設計；特點；相關問題
中圖分類號： TU97文獻標識碼： A
前言
隨著土地資源的越發緊張,高層建筑成為現在建筑的主流,在高層建筑設計的發展中,材料和技術日益更新,滿足高層建筑的形式、材料都日趨多樣和復雜化，高層建筑結構設計也成為了工程設計師所面臨的一項重大課題。
一、高層建筑結構設計的特點
1、側向位移是重要控制指標
高層建筑結構設計中,隨著建筑高度的變高,側移變形會快速增加,當然這是在水平荷載下結構的分析,這是的結構一定要保持足夠的剛度及抵抗側向力,結構在水平力作用下所產生的側向位移限制在規范規定的范圍內。如側向位移會產生主體結構構件出現較大裂縫,甚至損壞現象。
2、結構延性是設計時重要參考參數
和樓層較低的結構相比，高層建筑的結構具有更好的柔和度，地震時所發生的變形也會更大。所以怎樣才能保證結構具有更好的延性呢？當其進入塑性變形階段后，結構不會坍塌，就必須要有很強的變形力，在構造上就應制定一些相對的措施。
3、應重視軸向變形
在采用框架-剪力墻或是框架體系的高層建筑中，邊柱的軸壓應力是要小于中柱的軸壓應力的，所以邊柱的軸向壓縮變形也是要更小的。房屋越高，這種軸向變形的差異值就會越大，這樣就會導致連續梁中間支座沉陷，其負彎矩值就會很小，而相對的跨中正彎矩值以及端支座負彎矩值就會很大。在高層建筑中，豎向載荷通常較大，就會引起較大的軸向變形，連續梁中間支座的負彎矩就會變小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值就增大了。同時也會對預測構件的下料長度以及構件側移和剪力產生一定的影響，所以必須充分的考慮到結構的軸向變形值。
二、高層建筑結構設計相關問題
1、高層建筑結構設計中的消防結構設計
高層建筑結構因其結構本身特點，決定了建筑結構在進行設計時具有一定的繁復性，而為了保證滿足高層建筑結構復雜多樣功能需求，需要在進行功能結構設計時，選用不同的建筑功能材料，其中所選用的材料多為可燃性材料，這一定程度上增加了火災情況發生的可能性，且高層建筑之間空氣流動性較強，風力大，一旦高層建筑發生火災，極有可能在一定程度上造成火災的擴張。另外，高層建筑的層數越多，在進行建筑結構設計時，應將火災線路設計成垂直形態，在這樣的情況下，高層建筑人員在進行火災疏散時可能會耗費更長時間。在消防結構的設計中，對高層建筑進行排煙結構設計也是關于建筑結構相當重要的方面，在進行設計時，應注意將排煙結構進行合理設計，保證煙氣正常排出，降低火災發生時災情的蔓延。
2、高層建筑結構設計中的抗風結構設計
在高層建筑的設計中，其建筑的抗風性是相當重要的。設計師在進行設計建造時，應注意建筑結構的抗風壓性，對其進行有效的設計是結構設計中相當重要的一個方面。一般高層建筑的樓層較高，其建筑結構本身可對風起到較好的擾動作用和阻隔作用，在建筑物周邊流動的風以及空氣在動力作用下發生改變后，會對靜止的高層建筑產生一定的振動作用，尤其造成建筑物一定的動力荷載力，在這種情況下，所存在的風壓會對建筑物的穩定性造成一定的威脅，也可能直接導致高層建筑主體結構受到嚴重破壞，甚至導致玻璃幕墻破裂、裝飾物損壞、墻體發生斷裂等嚴重影響工程質量情況的發生。
實現抗風結構優化四個步驟：第一，進行基礎設計，保證建筑結構的抗風結構，需要建筑結構具有一定的穩定性，在設計選材時，可選用級配高的砂石，保證建筑結構的填充材料密度，同時可有效防止水平方向上產生對結構傾覆性威脅；同時在結構底部進行設置時，使用抗拔錨桿，提高其應用功能，保證地基的穩固，對風力起到一定抵抗性；第二，設計耗能減振系統，在進行高層建筑結構設計時，可采用耗能減振系統，減少風荷載力對建筑物的作用力，系統的構成主要有樓板、梁柱、剪刀墻、耗能支撐等構成，減振系統的設置選材可使用具有較強粘彈性的阻尼材料，可有效提高減振系統的耗能減振作用；第三，高層建筑結構設計時，應對水平力、風荷載力以及可能發生的荷載力疊加問題進行有效解決。在風荷載力作用下，會給建筑結構內部的構件增加一定的壓力，如果超過建筑物的可承受范圍，就會出現風荷載與水平力發生疊加，嚴重破壞建筑物的穩定性。因此，在進行設計時，可對建筑物受力高風壓區對其進行加固，選材建筑使用高強度的鋼筋混凝土，控制建筑結構構件中的鋼筋含量，減緩水平方向上發生的風荷載與水平力疊加所造成的不利于建筑物的影響力；第四，抗風結構設計中，同時也應提高建筑物的剛度和建筑物的承載力，根據風荷載的復雜性、多變性，對建筑物的風荷載以及承載力進行精確的計算，嚴格按照相關施工規范，對建筑物的抗風結構進行設計。
3、高層建筑結構設計中的抗震結構設計
在對高層建筑結構進行設計時，其抗震結構始終是整個設計中較難實施也是最為薄弱的環節，因高層建筑本身的復雜特點以及地震發生時會造成的種種不確定影響，而且建筑結構設計人員在進行建筑結構設計過程中，并沒有充分考慮到地震發生所造成的破壞性以及如何有效避震原理。在設計工作中，設計人員沒有對抗震數據進行精確的研究分析。如果在高層建筑進行結構設計時，不能根據相關地震災害發生的原理進行有效設計，對其進行總體的規劃，可能造成建筑結構在抗震設計方面會缺乏其有效可用性，無一定的靈活性，而且不能有效建筑結構的持久耐用性，無法有效保證高層建筑居民的生命健康和財產安全。
4、短肢剪力墻的設置問題
在我國新的《高層建筑混凝土結構設計規范》中，把對墻肢截面高度和厚度比為5：8的就定義為短肢剪力墻了，并且根據過往的實際的施工經驗以及現階段所進行的實驗數據，在高層建筑結構設計中應用這種短肢剪力墻結構還是有很多的限制和要求的。因此，在進行高層建筑的結構設計時，應盡量的少采用甚至是不采用這種短肢剪力墻結構，避免為后續的設計工作帶來不必要的麻煩，同時保證整個項目工程的施工質量。
5、結構的規則性問題
我國的新版的結構設計規范與舊版的是有一定的差異的，最主要就是體現在新規范中增加了更多的限制條件。如果建筑結構的周期比和位移比超規范規定時，那么結構的抗側剛度就是要大于結構的抗扭剛度的，結構就會有較大的扭轉效應。對一些高層建筑結構來說，由于功能上的需求，下部基層的空間都是較大的，而上部又都是客房或是辦公室，有很多的隔墻，這就導致了上下層的剛度有較大的差異，而在這個剛度發生變化下一層的位置處就應為薄弱層，并且要進行內力放大的處理。
6、結構的高度問題
在我國的《高層建筑混凝土結構技術規程》中明確的規定了，設計時必須要充分的考慮到適用性與經濟性的原則，同時也明確了幾種較為常見的結構體系最大的適用高度。而這個適用高度也是現階段我國的科研水平、施工水平以及經濟發展水平所能達到的，與整個土木工程行業中的規范體系是較為協調的。但是在實際的施工建設中，還是有很多高層建筑的高度超過了這個適用高度。在相關的各類規范中，對于結構高度的要求還是較為嚴格的，所以也經常出現因為結構變更而導致了施工圖紙審查不合格，從而大大的增加了工程的施工工期，并且也浪費了很多的人力、物力和財力。
結束語
對于高層建筑結構設計的相關問題，要遵循高層建筑的設計原則和設計理念，選擇最為經濟合理的高層建筑結構體系，做好高層建筑的建設工作，同時也保證我國的高層建筑行業得到更健康的發展。
參考文獻
[1]李淑彥.淺談高層建筑結構設計要點[J].商品混凝土，2012.
關鍵詞：鋼筋混凝土；高層建筑；結構設計；重點
1 引言
對于目前來說，高層建筑鋼筋混凝土結構主要采用框架、剪力墻、框架―剪力墻、筒體和板柱―剪力墻結構體系。下面根據筆者的多年工作經驗以及對實際工程的總結，淺顯地對鋼筋混凝土結構在高層建筑設計中的重點進行了論述，僅供大家參考。
2 鋼筋混凝土結構在高層建筑設計中的原則
現在高層建筑的數量越來越多，相應的鋼筋混凝土結構在高層建筑中也得到了廣泛的應用。我們必須遵循一定的原則，在保證高層建筑鋼筋混凝土結構的設計達到相關國家規范、規程規定的條文的同時，注意人們在設計、施工及使用維護階段對高層建筑的安全性、耐久性及適用性的需求。高層建筑結構在規范規定的合理的使用年限內，不僅需要滿足相應的建筑功能使用需求，而且應該可以承擔各種有可能發生的自然或認為的緊急情況，這就使得建筑結構必須具有與之相符的適用性和耐久性；同時在建筑物發生可能的緊急情況之后，建筑結構也必須保證其安全性。
3鋼筋混凝土結構在高層建筑設計中的重點分析
3.1 建筑結構的概念設計
現在很多新入職甚至入職多年的結構工程師在建筑結構設計時陷入只依靠結構設計軟件的誤區，這是不正確的。為了保證建筑結構具有良好的抗震性能，我們應該從根本上重視建筑結構概念設計這種有效的方法。建筑師及結構師在建筑設計的過程中對相關規范和規程中的各項條文給予高度重視是建筑概念設計對我們的要求。尤其下列若干問題值得我們注意：
（1）在建筑結構設計中，應該優先采用具有良好抗風、抗震性能，而且造價合理經濟的高層建筑結構體系。這就要求我們對建筑結構的合理性和建筑結構平、立面布置的規則性特別關注。高層建筑結構在豎向布置上應該有合理的剛度分布，與此同時在水平布置上也應有合理的承載力分布，這樣不但能避免因局部位置突變而形成薄弱部位，而且使建筑具有較好的抗震、抗裂縫和抗變形的能力。
（2）由于水平地震作用是雙向的，所以要求建筑結構在兩個主軸方向上應具有相接近的動力特性，并且在建筑平面上結構沿兩個主軸方向需要擁有必需的抗震性能和結構剛度。在高層建筑設計時，我們應該使建筑具有清晰明確的計算簡圖和合理有效的傳遞地震力的途徑，這樣就能使建筑結構在任意方向上都能夠有效的抵抗地震作用。值得注意的是高層建筑結構除了水平剛度的需求外，還需要在抗扭轉震動和抗扭剛度上達到相應的要求。另外，雖然我們可以考慮場地特征的影響來對高層建筑結構的剛度進行選擇，以此來達到減小地震作用的目的，但是同時我們也應該看到這會使高層建筑結構的變形增大，高層建筑結構會因為P-Δ效應的過大而發生不必要的破壞。
（3）我們應該盡量避免由于平面凹角以及狹長的縮頸部位產生的應力集中，尤其是在相對比較獨立的建筑結構單元中。凹角和端部應盡量避免設置樓、電梯間，結構體型在豎向上應盡量避免過急、過多的收進，同時應盡量避免外挑。高層建筑結構應沿建筑高度連續、均勻地分布水平承載力和結構剛度，以此減小地震作用下結構的扭轉效應，同時避免在高層建筑中產生薄弱或者軟弱部位，以及由于部分構件的破壞從而導致的結構整體喪失承載能力和抗震能力。根據具體項目的實際情況，我們應該對高層建筑的結構單元之間進行有效的分離或者牢固的連接，以此來使建筑結構體型更加合理。
3.2 建筑結構的選型
（1）結構工程師在高層建筑設計過程中應盡量避免采用短肢剪力墻。什么是短肢剪力墻，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）中給予了明確的定義，短肢剪力墻是指墻肢截面高厚比在5～8的剪力墻。短肢剪力墻在高層建筑中有許多的限制和不便，這是在實際經驗以及實驗數據中得到證實的。因此為了在后期設計工作中避免增加不必要的麻煩，我們應該盡量減少或避免短肢剪力墻。
（2）鋼筋混凝土結構在高層建筑設計中另一個重點是建筑結構的選擇。在上部結構的變形限值能夠滿足的前提下，在一些地基基礎相當穩定的地區可以盡量減小結構的剛度。對于規范中層間位移和頂點位移數值不是很合理的情況，我們采取相應的措施可以適當突破這些限值。同時規范規定在高層轉換結構中，上下層轉角的控制比值在1左右較為合理，轉換層的上下剛度比公式宜做相應修改。另外水平加強層的設置會提高結構的側向剛度，同時也會較大的增加外柱的剪力，這一點在設計工作中應慎重對待。
（3）規范中對于高層鋼筋混凝土建筑的超高問題給出了相應的規定。在新規范中，除了將原來的建筑限制高度設定為A級高度外，新增加了B級高度的建筑設定。相應的建筑物應該控制在相應等級規定的范圍之內，在建筑結構設計的過程中不可以超越其應屬高度范圍，如若超過，我們需要對設計以及施工做新的考量。在現實中此類問題曾經出現，應該引起大家的重視。
3.3 結構的計算
（1）《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010/J186-2010）第3.9節條文對于確定普通高層建筑的抗震等級給予了明確規定，即與主樓連為整體的裙樓的抗震等級除應按裙房本身確定外，相關范圍內也不應低于主樓的抗震等級。當上部結構的嵌固點位于地下室頂板時，地下一層主樓相關范圍內的抗震等級與上部主樓的抗震等級應取同，地下一層以下主樓相關范圍內的抗震等級可根據實際情況逐層降低一級，但不應小于四級。另外比較復雜的高層建筑還應符合高規第10章的相關規定。
（2）《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010/J186-2010）中對建筑結構振型的取值給予了明確的規定，結構的振型數與層數有很大關系。在計算分析階段我們需要根據規范規程的相關規定對計算結果進行分析，以此來確定是否需要調整振型個數。
（3）在高層建筑中，由于建筑外立面或者建筑功能的要求，建筑頂部常常存在一些非主體承重體系內的結構構件，對于這部分結構構件的設計和計算，我們按新規范中的有關規定應該對這部分結構構件增加有效的處理方法。因為高層建筑頂部的風荷載和地震作用較大，對于在其頂部的裝飾或立面造型構件的設計要特別注意。
3.4 建筑基礎的設計
高層建筑的承載力對于不同的地基基礎需要做不同的考慮，在高層建筑的基礎設計中應盡量減少地震作用對建筑結構的影響，為此我們需要注意以下幾點：
（1）當擬建建筑物所處地段地基情況良好時，且基礎的埋深較大時，在方案階段設計師應建議業主在主樓下做地下室。因為地下室可以有效地降低基礎的附加應力，并且在提高地基的承載力的同時也可減小地震作用對上部主體結構的影響，這點對于周圍已有建筑物時尤其明顯。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深。當地基承載力已達到設計要求時，為了利于地下室防水，基礎底板可以不繼續外沿，同時每隔 30～40米應該設置一道后澆帶，并使用微膨脹混凝土在兩個月后進行澆注。
（2）當擬建建筑物周圍已有建筑物時，新建建筑基礎不宜深于周圍已有建筑基礎，這會是基礎發生不必要的破壞。如若新建建筑基礎深于已有建筑基礎，兩者基礎間的凈距與基礎高差的比值不應小于二，否則應該采用打抗滑樁等措施防止新建建筑基礎對已有建筑基礎的破壞。當相鄰建筑物的層數相差較大時，由于基地應力相差較大，我們應該在層數較低的建筑基礎的中心區域內采用墊焦碴等地基處理方案來調整其基底應力。
（3）當地基較軟或不均勻時，柱下擴展基礎的寬度會很寬，有時會超過四米，此時我們可擇優選用柱下條形基礎，同時由于在結構節點處基礎的底面積在兩個方向上都做了重復利用，所以我們應該適當加寬柱下條形基礎。另外當獨立基礎的偏心過大時，我們可把相鄰建筑的基礎一起做成柱下條形基礎。值得注意的是，柱下條形基礎的偏心也不宜過大，條件允許時可以做成一面自由、三面支承的基礎底板。另外基礎底版的形心和上部柱的荷載重心宜盡量重合，基礎底板在條件允許時可做成臺階形、梯形。
4 結語
綜上所述，在高層建筑中鋼筋混凝土結構應用日益增多的今天，其建筑結構設計的安全性、耐久性和適用性引起了人們的廣泛關注。因此，為了滿足人們對建筑的安全信任以及舒適度的需求，我們結構工程師應該在設計過程中不斷優化結構方案，使建筑材料的力學特性得到有效充分的發揮，從而設計出結構優秀穩定的建筑，以此滿足人們日益豐富的生活需求。文中提到的諸多細節和重點正是我們需要特別注意的。
參考文獻：
[1]《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）
[2]《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）
[3]《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010/J186-2010）
高層建筑結構抗震概念設計在依據數值計算的基礎上，還增加了實踐經驗元素，并且結構概念設計甚至比分析計算更重要，使得這一抗震設計理念能夠滿足區域差別下從事高層建筑結構設計的實際需求。強調高層建筑結構設計中抗震概念設計的重要性，其目的是為了引起高層建筑結構工程是在進行建筑結構設計時，特別重視相應的結構規程以及抗震概念設計中的相關規定，從而擺脫傳統的結構設計中只重視計算結果的誤區，要求結構工程師嚴格的按照結構設計計算原則，再結合地區的抗震規范，以此保證高層建筑結構的抗震性能。
2高層建筑結構設計中抗震概念設計的原則
(1)結構的整體性。
在高層建筑結構中，樓蓋的整體性對高層建筑結構的整體性起到十分重要的作用，其相當于水平隔板，不僅要求聚集和傳遞慣性力至各個豎向抗側力的子結構，還要求這些子結構具有較強的抗震能力，能夠抵抗地震作用，尤其是當豎向抗側力子結構的分布不均勻、結構布置復雜以及抗側力子結構的水平變形特征存在差異時，整個高層建筑就依靠樓蓋使抗側力子結構進行協同工作。
(2)結構的簡單性。
結構的簡單性指的是結構在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設計規范中明確規定“結構體系應該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結構簡單，才能對結構的位移、內力以及模型進行分析，準確的分析出高層建筑抗震的薄弱環節，然后采取相應的措施，避免薄弱環節的出現。
(3)結構的剛度。
結構的剛度和抗震能力水平在地震作用下是雙向的，確定結構的剛度，然后合理的布置結構能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下，地結構沿著平面上兩個主軸方向都應該具有足夠的剛度與抗震能力，結構的剛度不僅僅應該控制結構的變形，還應該盡可能降低地震作用對高層建筑結構的沖擊，如果結構發生較大的變形，將會產生重力二階效應，導致結構失衡而被破壞，降低高層建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念設計中，應該重視結構的剛度設計。
(4)結構的規則性與均勻性。
高層建筑的豎向和立面的剖面布置應該規則，結構側向剛度的變化應該巨暈，避免側向剛度以及抗側力結構承載力的突變。沿著建筑物的豎向，機構布置和建筑造型應該規則和相對均勻，避免傳力途徑、剛度以及承載力的突變，防止結構在豎向上的某一樓或者少數樓層之間出現薄弱的環節。
3抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用
(1)抗震概念設計應該重視高層建筑的結構規律。
在高層建筑的抗震概念設計應用中，應該對高層建筑的體型設計進行科學的修正，保證在質量、剛度、對稱、規則上分布均勻，保證設計的整體性，避免局部出現剛度過大的問題。高層建筑的結構布局對抗震概念設計具有十分重要的作用，簡單、對稱的建筑在地震中的應力分析和實際反映很容易做到，并且能夠達到相一致，但是在凹凸的立面與錯層設計的高層建筑中，當地震發生時將會產生復雜的地震效應，很難做到對高層建筑抗震效果的最佳分析。因此，高層建筑的抗震概念設計應該重視結構的規律性。
(2)抗震概念設計在結構體系上的應用。
高層建筑抗震結構體系是抗震概念設計的關鍵，抗震概念設計在結構體系上的應用依據高層建筑物的高度以及抗震等級選擇合適的抗側力體系，通過概念近似手算確定結構設計方案的可行性以及主要構件的基本尺寸。抗震結構方案選擇的合理性，直接影響建筑抗震概念設計的經濟性與安全性。合理的選擇建筑結構體系，應該注意以下三個方面:其一，選擇建筑結構體系時，應該對因為部分結構或者部分構件的破壞而導致整體建筑結構體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力，應該堅持抗震設計原則中的贅余度功能和內力重分配功能，這一原則的重要性在許多建筑物地震后的實際狀況中都得到了很好的印證;其二，選擇建筑結構體系時，不僅僅應該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計算簡圖，這些都應該和不間斷的抗震分析相符合;其三，其中延性是建筑結構中的重要特性之一，結構體系的變形能力取決于組成結構的構件和連接的延性水平，提高結構構件的延性水平，是提高高層建筑抗震設計概念在建筑結構設計應用中的重點問題，通過采用豎向和水平向混凝土構件，能夠增強對砌體結構的約束，當配筋砌體在地震中即使產生裂縫也不會倒塌或者散落，保證高層建筑早地震中不至于喪失對重力荷載的承載能力。
(3)抗震概念設計在結構構件上的應用。
高層建筑抗震的實現需要各個構件的支撐，因此，抗震結構體系中的各個構件都必須具有一定的剛度與強度，并且還應該具有可靠的連接性。高層建筑的結構體系是一個多層次超靜定結構，因此其抗震結構也應該設置多道抗震防線，這樣在地震作用下，即使一部分構件先被破壞，剩余的構件依然具備支撐的作用，形成獨立的抗震結構，承受地震力與豎向荷載。因此，合理的預見高層建筑結構先屈服或者破壞的位置，適當的調整構件的強弱關系，形成多道抗震防線，實現對高層建筑結構體系的合理控制，這是結構抗震耗能的一種有效措施，是建筑抗震結構概念設計的重要內容。
4結束語
關鍵詞：高層建筑結構設計特點問題對策
中圖分類號：TU97 文獻標識碼： A 文章編號：
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有；
1、水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。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。
2、側移成為控制指標
與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
3、抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
4、軸向變形不容忽視
高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結果。
5、結構延性是重要設計指標
相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
二、高層建筑結構設計過程中常見的問題及其對策分析
1、高度問題
按我國現行5高層建筑混凝土結構技術規程6 ( JGJ3-2002) 規定, 綜合考慮經濟與適用的原則, 給出了各種常見結構體系的最大適用高度, 詳見表1。
表1 鋼筋混凝土結構高樓的最大適用高度( m )
這個高度是在我國目前建筑科研水平、經濟發展水平和施工技術水平下, 較為穩妥的, 也是與目前整個土木工程規范體系相協調的。可實際上, 已有許多混凝土結構高層建筑的高度超過了這個限制, 如: 采用組合結構體系的金茂大廈, 高達4201 15 m ( 建筑高度); 采用混凝土結構體系的中信廣場, 也高達322 m ( 建筑高度)。對于超高限建筑物, 應當采取科學謹慎的態度。因為在地震力作用下,超高限建筑物的變形破壞性態會發生很大的變化。隨著建筑物高度的增加, 許多影響因素將發生質變, 即有些參數本身超出了現有規范的適宜范圍, 如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。
2、材料的選用和結構體系問題
在地震多發區, 采用何種建筑材料或結構體系較為合理是工程技術人員非常重視的問題。我國150 m 以上的建筑, 采用了三種主要結構體系: 框一筒、筒中筒和框架一支撐。這些也是其他國家高層建筑經常采用的主要結構體系。但國外在地震區, 多是以鋼結構為主, 而在我國, 鋼筋混凝土結構及混合結構占了90%。如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構, 在國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗。混合結構的鋼筋混凝土內筒往往要承受80%以上的地震作用剪力, 有的高達90% 以上。由于結構以鋼筋混凝土核心筒為主, 變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大, 靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移, 不僅增大了鋼結構的負擔, 而且效果不大, 有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值。此外, 在結構體系或柱距變化時, 需要設置結構轉換層。加強層和轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變, 常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大, 且加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現強柱弱梁。此在需要設置加強層及轉換層時, 要慎重選擇其結構模式, 盡量降低其本身剛度, 以減少不利影響。
在高層建筑中, 根據現在我國建筑鋼材的類型、品種和鋼結構的加工制造能力, 建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土(柱) 結構或鋼結構, 以減小柱斷面尺寸,并改善結構的抗震性能。在超過一定高度后, 為減小風振,鋼骨(鋼管) 混凝土通常作為首選。采用格構式的型鋼時,震害嚴重, 采用實腹式的熱軋型鋼或焊接工字鋼的, 則震害要減少許多。
3、軸壓比與短柱問題
在鋼筋混凝土高層建筑結構中, 往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大, 而柱的縱向鋼筋卻為構造配筋。即使采用高強混凝土, 柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態, 防止受拉鋼筋未達屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小, 則結構的延性就差, 當遭遇地震時, 耗散和吸收地震能量少, 結構容易被破壞。但是在結構中若能保證強柱弱梁設計, 且梁具有良好延性, 則柱子進入屈服的可能性就大大減少,此時可放松軸壓比限值。另外, 許多高層建筑底幾層柱的長細比雖然小于4, 但并不一定是短柱。因為確定是不是短柱的參數是柱的剪跨比, 只有剪跨比小于2 的柱才是短柱。
有專家學者提出現行抗震規范應采用較高軸壓比。但是即使能調整軸壓比限值, 柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。
4、在某些烈度區采用較低的抗震措施與構造措施
現在許多專家學者提出, 現行的建筑結構設計安全度己不能適應國情的需要, 認為我國“取用了可能是世界上最低的結構設計安全度”并主張“建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高”。此外, 對于“小震不壞, 中震可修, 大震不倒”這個抗震設計原則, 在新形勢下也有重新審核的必要。我國現行抗震設防標準比較低, 當取50年為分析年限時, 小震烈度對應的被超越概率為631 2%, 重現期為50年, 中震烈度對應的被超越的概率為10%, 重現期為475年, 大震對應的超越的概率為2%左右,同時規定抗震設防烈度與設計基本地震加速度的對應關系。
設防標準低的根本原因在于國家財力物力有限。我國建筑結構抗震設計除了設防烈度較低外, 具體抗震計算方法和構造規定的安全度也不如國外; 在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上, 與外國相比, 也有異同, 其中的8度區, 我國就明顯不如外國嚴格。隨著社會財富的增長, 結構失效帶來的損失愈來愈大,加之結構造價在整個投資中的比例下降, 因而結構在設防烈度下應該采用彈性設計, 特別是高烈度區要有嚴格的抗震措施與抗震構造措施來保證結構的安全。
【關鍵詞】建筑結構 結構設計 安全問題
建筑工程質量的高低及施工過程中的安全問題主要取決了建筑結構設計，因此建筑結構設計是一項繁重而又責任重大的工作。筆者從墻體結構設計，屋面梁配筋數量，高層建筑整體設計三個方面，重要論述了當前建筑結構設計中存在的主體結構設計問題、安全問題進行了研究和探討。
1 從墻體結構設計方面對安全問題進行控制與管理
1.1多層砌體房屋的建筑局部尺寸未滿足抗震要求，該部位未設構造筋
《建筑抗震設計規范》(GB50011―2001)第7.1.6條規定，抗震設防烈度為6度、7度時，承重窗間墻最小寬度、承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、內墻陽角至門窗洞邊的最小距離不宜小于lm。這些局部部位是結構破壞較為敏感的地方，當這些部位不能滿足要求時，結構應采取相應的彌補措施，如采用加強的構造柱或增加橫向配筋措施等。
1.2房屋四角與其余部位構造柱采用一樣的配筋
《建筑抗震設計規范》(GB50011―2001)第7.3.2條第一款規定，房屋四角構造柱可適當加大截面及配筋。而部分人員設計不分部位采用相同設置的行為，將致使各種柱體的作用得不到充分發揮，還會造成浪費。例如房屋外墻四角是容易損壞的部位，其構造柱的設計一般應加強，若其余部位的構造按照外墻四角的要求進行設置，將造成極大的浪費。
1.3構造柱截面設計時未考慮相連的小墻垛
雖然小墻垛通過拉接筋與構造柱相連接，但實際上這部分小墻體很難發揮有效作用，并且施工也不方便.所以設計時應該把兩者合二為一。
2 從屋面梁配筋數量方面對安全問題進行控制與管理
2.1屋面梁配筋太少
結構建模時，設計人員圖方便，屋面梁直接拷貝下層梁的尺寸。由于屋面梁荷載較小，計算結果配筋不多，這樣屋面梁在溫度變化、混凝土收縮和受力等作用下因配筋率過低而裂縫寬度較大。
2.2受扭屋面梁缺少必要的腰筋
對于一般的梁，為了保持鋼筋骨架的剛度，同時為了承受溫度和收縮應力及防止梁腹出現過大的裂縫，一般構造措施為梁腹板高度大于450mm時加設腰筋，其間距不大于200mm，然后拉筋勾連。對于受扭構件《混凝土結構設計規范》(GB50010―2002)第10.2.5條第二款規定，其縱向受力鋼筋的間距不應大于200mm和梁截面短邊長度。對于設置懸挑檐口的屋面梁，在結構設計中誤等同一般梁，未按受扭構件設計配筋。
2.3樓層平面剛度一些設計不夠科學嚴謹
在缺乏基本的結構觀念或結構布置缺乏必要措施時，采用樓板變形的計算程序，這是一種很不負責的態度。盡管程序的編程在數學力學模型上是成立的甚至是準確無誤的，但在確定樓板變形程度上卻很難做到準確。作為計算的大前提都無法“準確”，就不可能指望其結果會“正確”了。據此進行的結構設計肯定存在著結構不安全成分或者結構某些部位或構件安全儲備過大等現象。為了使程序的計算結果基本上反映結構的真實受力狀況而不至于出現根本性的誤差，設計時應盡可能將樓層設計成剛性樓面。
3 從高層建筑整體設計方面對安全問題進行控制與管理
3.1高層建筑結構平面及立面形式的選擇
在高層建筑結構設計中，應盡量使建筑的三心(幾何形心、剛度中心、結構重心)盡可能匯于一點，達到三心合一。如若在結構設計中沒有做到三心合一，由此就會產生扭轉問題。扭轉問題就是結構在水平荷載作用下發生的扭轉振動效應。扭轉振動效應在風載等水平荷載載荷情況下會對結構產生危害，為避免其危害應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一，所以平面和立面形式的選擇很關鍵。高層建筑的平面宜采用簡單、規則、對稱的形狀，避免過于復雜的平面形式，大量震害的資料表明，高層建筑物平面布置不對稱、過多的外凸、內凹等復雜形式都容易造成震害。
3.2高層建筑結構設計中的側移和振動周期問題
高層建筑結構設計中的側移和振動周期建筑結構的振動周期問題包含兩方面：合理控制結構的自振周期；控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。
3.2.1結構自振周期
高層建筑的自振周期(T1)宜在下列范圍內：框架結構：T1=(0.1～0.15)N；框一剪、框一筒結構：T1=(0.08～0.12)N；剪力墻、筒中筒結構：T1=(0.04～0.10)N；N為結構層數。結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內：第二周期：T2=(1／3～1／5)T1；第三周期：T2=(1／5～1／7)T1。
3.2.2共振問題
當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。
3.2.3水平位移特征
水平位移滿足高層規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時，地震力的大小與結構剛度直接相關，當結構剛度小，結構并不合理時，由于地震力小則結構位移也小，位移在規范允許范圍內，此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全；其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外，不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型；框架結構的位移曲線應為剪切型；框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。建筑結構設計是隨著經濟發展及人們對建筑物功能要求改變，又隨著科技的進步而得以實現和解決。以上所提到的幾個問題是設計人員在工程設計中較易出差的地方，對設計者來說要把提高設計質量作為終身奮斗的目標，為祖國貢獻自己的力量。
關鍵詞：建筑；結構設計；常見問題；對策
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
建筑結構設計是一項強度很高的創造性思維勞動，要運用結構設計人所掌握的大量知識，進行富有創造性的工作。建筑結構設計是一項系統的、全面的工作，在設計中存在的問題是多種多樣的。作為設計來講，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度才能完成。我們要始終把提高設計質量作為終身奮斗的目標。
一、建筑結構設計的基本要求
1、層層設置。安全的結構體系在設計過程中必須要層層設置，尤其是當災難發生時將會在抵抗外在破壞中發揮有效作用。若僅僅將抗風險的希望都集中寄托在建筑的某一個結構上，這是很不穩定的。多肢墻好于單片墻，框架剪力墻好于純框架好等等，這些都是層層防線的設計思路的重要表現。
2、重大輕小。建筑結構設計中常常涉及到了很多關鍵的理念，如：“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等，這些都是設計師門需要重視的問題。盡管對于結構體系而言，其是由不同的構件協調構建起了，而由于不同的構件都發揮著不同的作用，其在整個建筑中也有輕重之分。
3、優劣互補。科學的建筑結構體系需要堅持優劣互補的原則。結構太剛其變形能力差，若建筑受到巨大的破壞力時，則應具備的承受的力更大，經常會發生局部受損以至于全部毀壞，而太柔的結構盡管能夠限制外力，但經常因為變形過大而難以正常運用。
二、建筑結構設計的常見問題及對策
1、 地基與基礎設計方面存在的問題。地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，這是因為不僅該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，而且地基基礎也是整個工程造價的決定性因素。但很多房屋建筑無地質勘察報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。還有有些設計者對軟弱地基的危害認識不足，當采用換土墊層對軟弱地基處理時，不做換土墊層設計，只憑經驗處置，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經濟。另外一些設計人員設計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范將荷載乘以折減系數計算其荷載值，因而導致采用荷載值偏大。
2、結構布置不合理，體型不規則
結構的合理布置（使結構盡可能“規則”)，是抗震概念設計中的十分重要的環節，這里的“規則”包含了對建筑的平立面外形尺寸，抗側力構件布置、質量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結構不規則的因素太多，特別是對于復雜的建筑體型，很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍。
由于缺乏規范依據及相應的設計規定，加之對結構抗震概念設計缺乏應有的了解，有些設計人員往往對結構規則性難以把握，有時甚至聽從業主和建筑師的要求，在實際工程中出現了不少規則性很差、對結構抗震十分不利的高層建筑。這里僅舉幾個例子：
（1）平面凹凸不規則。這是最常見的一種情況。
（2）平面扭轉不規則問題。如框架- 剪力墻結構中，縱橫剪力墻布置過分集中或僅布置在房屋的一端，使結構剛度中心嚴重偏離質量中心。有時甚至是結構整體計算的第一振型為扭轉振型。
（3）高位轉換問題。如某高層建筑采用框支抗震墻結構，高度約160m，Ⅳ類場地，6 度設防，不僅房屋高度大大超過其最大適用高度，且在第6～7 層處設置了厚板轉換層，框支層數達到6層。框支抗震墻屬抗震不利的結構體系，新修編的抗震規范，對此類結構的抗震措施僅限于框支層不超過兩層。
（4）樓層錯層問題。高層建筑中帶有較大范圍的錯層，使樓層的樓板不連續，對結構抗震十分不利。
（5）高層建筑帶有明顯薄弱層，又沒有采取有效的抗震加強措施。
（6）高層建筑結構中，同時采用兩種以上的復雜結構。諸如帶轉換層結構、錯層結構、連體結構、多塔樓結構等，均屬于復雜結構形式，根據抗震對高層建筑規則性的要求，高層結構不宜同時采用兩種以上的復雜結構。
（7）同一結構單元中采用兩種不同的結構體系。如某多層框架結構，電梯井及兩端山墻部位局部采用磚墻承重。
（8）高層建筑樓板（特別是首層和轉換層樓板）開洞過多過大，有的樓板開洞率甚至超過了30%。
在工程設計中應盡量避免采用不規則的結構，不應采用嚴重不規則的結構。在設計不規則結構時，應采用符合結構實際受力狀態的力學模型進行計算分析，并采取有效的抗震加強措施。新修編的建筑抗震設計規范，參考了美國UBC 和歐洲規范8 的做法，對規則與不規則作了一些定量的劃分，并規定了相應的設計計算要求。如將樓層最大彈性水平位移與該樓層兩端彈性水平位移平均值的比值大于1.2 時定義為平面扭不規則結構，并規定上述比值不宜大于1.5；對超過梁高的錯層，規定應按樓板開洞對待，錯層面積較大時，應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型；對豎向不規則結構，規定薄弱地震剪力及某些水平轉換構件的地震內力應乘以不同的增大系數等等。
3、主梁有次梁處加附加筋。一般應優先加箍筋,附加箍筋可認為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側補上,像板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但也不是絕對的。規范中說的比較清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時，應加附加筋。當主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時，如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋。總的原則,當主梁上次梁開裂后，從次梁的受壓區頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產生的剪力時，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產生的剪力在整個梁范圍內是一樣。所以抗剪滿足,集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時也可滿足。
總之，結構設計是個系統的、全面的工作，需要扎實的理論知識功底、靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。結構的設計不是單求外表的獨特與奇異，而是要講究科學的依據和實用的價值。設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其他專業來進行設計。只有這樣才能真正體會結構設計的意義，推動建筑業向前發展。
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（南京中藝建筑設計院有限公司江蘇南京210017）
【摘要】隨著城市化發展以及建筑用地的緊張，高層建筑將日益增多。高層建筑的結構設計不僅應保證高層建筑具有足夠的安全性，還應保證結構的經濟性、合理性。文章從高層建筑的特點出發，對高層建筑結構體系設計的基本要求等方面進行了闡述分析。
關鍵詞 高層建筑；結構設計；荷載；體系
On the high-rise building structure design methods and related issues
Zhao Jin-sen
(Nanjing Arts Institute of Architectural Design Co., LtdNanjingJiangsu210017)
【Abstract】With urbanization and the construction sites of intense, high-rise buildings will be increasing. Structural design of tall buildings should not only ensure high-rise buildings have adequate security, but also to ensure economic, rational structure. Articles from the starting characteristics of high-rise buildings, high-rise building on the basic requirements for the design of structural systems and other aspects of the analysis are described.
【Key words】High-rise buildings;Structural design;Load;System
建筑工程質量直接關系到人民生命和財產的安全，建筑質量主要由設計質量和施工質量兩個方面來衡量。建筑類型與功能越來越復雜，高層建筑的數量口漸增多，高層建筑的結構體系也是越來越多樣化，高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。
1. 高層建筑的特點
1.1在相同的建設場地中，建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積，這樣可以部分解決城市用地緊張和地價高漲的問題。設計精美的高層建筑還可以為城市增加景觀，如馬來西亞首都的石油大廈和上海的金茂大廈等。但高層建筑太多、太密集也會對城市帶來熱島效應，玻璃幕墻過多的高層建筑群還可能造成光污染現象。
1.2在建筑面積與建設場地面積相同比值的情況下，建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，將這些空閑地面用作綠化和休息場地，有利于美化環境，并帶來更充足的日照、采光和通風效果。例如在新加坡的新建居住區中，由于建造了高層建筑群，留下了更多地面空間，可以更好地建設城市綠化和人們休閑活動空間。
1.3高層建筑中的豎向交通一般由電梯來完成，這樣就會增加建筑物的造價，從建筑防火的角度看，高層筑的防火要求要高于中低層建筑，也會增加高層建筑的工程造價和運行成本。
2. 高層建筑結構體系的特點
2.1隨著層數和高度的增加，水平作用對高層建筑結構安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風荷載。高層建筑的承載能力、抗側剛度、抗震性能、材料用量和造價高低，與其所采用的結構體系密切相關。不同的結構體系，適用于不同的層數、高度和功能。
2.1.1框架結構體系。框架體系可靈活布置建筑空間，使用較方便，但震性能較差，剛度較低，建筑高度受到限制，主要用于層數不多、高度適中的高層建筑中。
2.1.2剪力墻結構體系。現澆鋼筋混凝土剪力墻結構的整體性好，剛度大，其主要缺點：剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求。剪力墻結構在住宅及旅館建筑中得到廣泛應用。剪力墻結構適合于建造較高的高層建筑。
2.1.3框架——剪力墻結構（框架——筒體結構）體系。框架——剪力墻（筒體）結構比框架結構的剛度和承載能力都大大提高了，在地震作用下層間變形減小，因而也就減小了非結構構件（隔墻及外墻）的損壞。在非地震區還是地震區，這種結構型式都可用來建造較高的高層建筑，目前在我國得到廣泛的應用。
2.1.4筒體結構。單個筒體可分為實腹筒、框筒和桁筒。實際結構中除煙囪等構筑物外不可能存在單筒結構，而常常以框架——筒體結構、筒中筒結構、多筒體結構和成束筒結構形式出現。
2.1.5巨型結構。巨型結構一般由兩級結構組成。第一級結構超越樓層劃分，形成跨若干樓層的巨梁、巨柱（超級框架）或巨型衍架桿件（超級衍架），承受水平力和豎向荷載，樓面作為第二級結構，只承受豎向荷載并將荷載所產生的內力傳遞到第一級結構上。
2.2不同的結構體系所具有的強度和剛度是不一樣的，因而它們適合應用的高度也不同。一般說來，框架結構適用于高度低，層數少，設防烈度低的情況；框架——剪力墻結構和剪力墻結構可以滿足大多數建筑物的高度要求；在層數很多或設防烈度要求很高時，可用筒體結構。
3. 高層建筑結構設計的基本要求
3.1結構的規則性。
3.1.1不應采用嚴重不規則的結構體系。
高層建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的設計方案，應符合下列要求：（1）具有必要的承載能力、剛度和變形能力；（2）避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力荷載、風荷載和地震作用的能力；（3）對可能出現的薄弱部位，應采取有效措施予以加強。
3.1.2高層建筑的結構體系還應符合下列要求：（1）結構的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位；（2）宜具有多道抗震防線。
3.2規則結構的主要特征。
高層建筑及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱，并應具有良好的整體性；高層建筑的立面和豎向剖面宜規則，結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。規則結構一般指：體型（平面和立面）規則，結構平面布置均勻、對稱并具有較好的抗扭剛度；結構豎向布置均勻，結構的剛度、承載力和質量分布均勻，無突變。
3.3規則平面布置需滿足的要求。
結構平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻對稱，減少扭轉的影響。在地震作用下，高層建筑平面要力求簡單規則，風力作用下則可適當放寬。抗震設防的高層建筑，平面形狀宜簡單、對稱、規則，以減少震害。在高層建筑的一個獨立結構單元內，宜使結構平面形狀簡單、規則，剛度和承載力分布均勻。不應采用嚴重不規則的平面布置。抗震設計的B級高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結構高層建筑，其平面布置應簡單、規則，減少偏心。
4. 高層建筑結構設計方法
在高層建筑中，豎向荷載對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比；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。對一些較柔的高層建筑，風荷載是結構設計的控制因素，隨著建筑物高度的增高，風荷載的影響越來越大。高層建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的側向荷載是風荷載，在荷載組合時往往起控制作用。
4.1豎向荷載設計應減輕自重。高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意味著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
4.2風荷載計算。在已有研究的基礎上，《荷載規范》指出，垂直于建筑物表面上的風荷載應按下式計算：
ωk=βzμzμsω0
式中： ωk為風荷載標準值（KN/m）； ω0為基本風壓（KN/m）； μs為風荷載體型系數； μz為風壓高度系數；βz為z高度處的風振系數。
4.3抗震設計基本要求。有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、中震可修、大震不倒。
4.4基礎設計。
高層建筑的基礎設計，主要以在滿足承載力的情況下，控制沉降。關于地基的沉降量不能完全依賴與計算，在沉降量的確定過程中，往往工程經驗比理論計算更重要，所以對同地區、同類型、同基礎形式的建筑的沉降數據采集顯得尤為重要。
5. 結語
近些年來，我國的高層建筑建設發展迅速。在高層建筑結構設計中，結構工程師不能僅僅重視結構計算的準確性而忽略結構的概念設計，一個優秀的結構設計師應重視概念設計、結構計算和結構構造，三者的組合可選擇出合理的結構方案。
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關鍵詞：高層建筑 結構設計
隨著我國經濟的發展以及人建設用地的稀缺性，高層建筑的應用越來越廣泛，高層建筑結構體系也呈現出多樣化的發展趨勢，加強對高層建筑結構設計具有一定重要意義。
一、高層建筑結構設計的特點
1、軸向變形不容忽視：高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；此外還會對預測構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。
2、結構延性是重要設計指標：相對于底層建筑而言，高層建筑的結構更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
3、水平荷載成為決定因素：一方面，因為高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，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，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度變化。
二、高層建筑結構設計方面的原則
1、合理的結構計算模型
合理的結構受力模式計算模型，在高層結構設計中的重要性不言而喻，如果計算模型與工程實際不相符，則可能對結構設計精準性產生影響，嚴重者甚至引發結構事故。因此，若想確保高層建筑結構設計的合理性、安全性、穩定性，必須加強對計算模型的重視程度。
2、基礎的優化設計
以高層建筑的地質條件為出發點，有針對性地選擇基礎設計形式，對建筑的上部結構類型、荷載分布等進行綜合分析，合理選擇施工條件，減少對周邊建筑物產生的影響；通過考慮各方面的實際因素，最終確定施工組織方案。合理方案的選擇，必須充分發揮地基潛力并應考慮經濟型及施工簡便性，必要情況下需要對地基變形控制。此外，在高層建筑結構設計中，需要制定詳盡的地質勘查報告，必要時應進行現場施工勘查并應充分考慮周邊建筑物的情況，還必須對降水、抗浮問題采用有效的措施。
3、確定高層建筑結構方案
只有提高結構設計方案的經濟性、合理性，同時滿足高層建筑的結構體系要求，才能確保整體設計的順利實現。對于結構體系來說，要求明確受力過程，保障傳力的簡潔性。對于同等的結構單元來說，結構體系也應相同；如果高層建筑位于地震區域內，那么就需要充分考慮平面規則與豎向規則。
4、采取針對性地結構措施
結合以往高層建筑結構設計的經驗來看，應遵循“強剪弱彎”、“強柱弱梁”等原則，尤其關注薄弱部位（薄弱層），重視控制節點構造，同時考慮到溫度應力、延性等因素，避免因構造不當對構件產生負面影響。
三、高層建筑結構設計應注意的問題分析
1、結構的超高問題：在抗震規范和高層規程中，對結構的總高度有著嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度以外，增加了B級高度，處理措施與設計方法都有較大改變。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
2、短肢剪力墻的設置問題：
在新規范中，對墻肢截面高厚比為4～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
3、嵌固端的設置問題：
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
4、結構的規則性問題：
新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“高層建筑不應采用嚴重不規則的結構體系。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
5、地基與基礎設計方面
地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素。因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。
在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準、 地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟經驗描述和規定地更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入認真地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。
綜上所述，隨著高層建筑的與日俱增，高層建筑設計尤其是結構設計越來越重要。作為結構工程師，除了掌握基本的專業知識以外，還要具備復合型能力水平，了解現代化信息技術，提高結構計算的完整性、精確性，結合工程具體情況，最終確定最合理、最經濟、最合適的方案，解決設計過程中可能遇到的各種問題，推動我國高層建筑的優化發展。
參考文獻：
[1]王鉦日.試論現代高層建筑結構設計特點及相關問題[J].黑龍江科技信息，2012（4）