時間：2023-09-24 15:54:49
導語：在高層建筑結構設計原理的撰寫旅程中，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。
Abstract: At present, our country related construction management department in the urban construction and development gave more support. With the rapid development of social economy, China's construction engineering structure design, tend to be the top, and diversification. As we in the construction engineering structure design work have to face some in the structure form irregular but for seismic performance and using the function requirement and the problem of high, which strongly high-rise building with high overhead conversion layers structure design concept is an inevitable trend. This article is to our country in high-rise building with high storey structure design of the stilt floor launches the discussion and analysis.
Keywords: high-rise buildings, high overhead conversion layers, the structure design, urbanization process
中圖分類號： TU318文獻標識碼：A文章編號：
隨著我國社會經濟及城市化進程的持續快速發展，城市居民對于高層建筑的使用功能要求逐步趨于多樣化和綜合化。為了能夠體現并滿足這樣的多樣化、綜合化建筑設計要求，就必須在高層建筑上下不同的結構體系連接層之間設置結構轉換層。簡單可以理解為，高層建筑在上下不同結構體系的層間設置一個可以起到“承上啟下”作用的構造結構層，據建筑結構設計理念及原理來講，高層建筑架空轉換層是一種可以合理解決豎向結構的突變型轉化和平面上的連續性變化的單元結構構造體系。以下主要針對高層建筑中帶高位架空轉換層的結構設計作詳細談論。
1高層建筑帶高位架空轉換層的特點及結構設計原理
1.1高層建筑帶高位架空轉換層的結構特點
高層建筑中某樓層的上部與下部因為平面層結構的使用功能有所不同，上層結構與下層結構是截然不同的兩種結構體系設計，則該樓層需設置為專門的轉換結構層。目前，我國大部分高層建筑都會將不同樓層的使用功能劃分的很清楚，這樣一來必然對結構樓層內部的使用空間大小提出要求，往往通過采用一定的結構形式對中間層進行轉換出來，轉化結構層應運而生，這其中就包括有些高層建筑結構采用帶高位架空轉換結構層的設計內容。例如，某建筑物的結構高層部分為砌體墻結構而在底層部分則變為使用空間較大的框架結構，兩種體系之間就設置這種可以起到“承上啟下”的高位架空轉換結構層即可良好解決兩種體系結構之間的連接問題。筆者認為設置高位架空轉換結構層所體現的優點主要在于以下幾點：
⑴高位架空轉換結構層可將各種功用建筑單元空間集中布置并上下組合在一起，而在使用上更體系一種方便性與省時性，同時為居民提供更為優越的生活居住與工作環境，更是為適應現代社會快節奏和高效率生活的需要；
⑵高位架空轉換結構層主體理念是以高層建筑結構設計呈集中緊湊的建筑布置型式，可達到最高效率的建筑使用面積。同時在給排水工程設計中又可便于布置一種相對集中且緊湊有利于節約建設投資成本、減少能源浪費的給排水管道線路；
⑶高位架空轉換結構層的采用又可減少高層建筑的設計占地面積，并節約各項的土地使用費用和增加城市的綠化建設面積。
1.2高層建筑帶高位架空轉換層的結構設計原理
高層建筑結構設計無法避免的問題是結構下部受力要比上部大。按照傳統理論來講，在高層建筑結構設計中必然會考慮到下部結構的剛度要大于上部結構，相應的處理措施則應該是通過增加下部墻體、柱網，減少上部結構的墻柱密度，很顯然這樣的處理辦法不夠現實，不具可操作性，由于高層建筑的使用功能對于空間要求主要在下部結構空間，傳統的高層建筑結構設計理念顯然不再適用。因此，面對這一問題，設計人員就必須從常規的結構設計中采用逆向思維來解決，帶高位架空轉換層的理念創新便是例證。
圖一帶高位架空轉換層上下結構等效剛度計算模型
（a）計算模型I—轉換層下部結構（b）計算模型II—轉換層上部結構
高層建筑帶高位架空轉換層的結構設計原理筆者認為帶高位架空轉換層的高層建筑結構是受力復雜且不利于抗震的一種結構型式，為了能夠保證設計結構的抗震安全性能，必需要綜合抗震概念與試驗研究兩方面來進行結構設計。由于帶高位架空架空轉換層應用于上、下層結構的轉換，作為一種剛度較大的轉換平臺結構，可將建筑上部結構的荷載有效且均勻地傳遞給下層結構，從而使得整個建筑結構體系能夠從上到下變換不同的使用功能，并合理利用結構空間。轉換層結構多設計為大體積混凝土結構，配筋等級較高，甚至應用到型鋼作為配筋使用，還采用預應力張拉等辦法來提高建筑結構整體的剛度和承載能力。
2帶高位架空轉換層結構設計的應用
2.1帶高位架空轉換層設計的應用
近些年來，我國城市化進程發展迅猛，高層建筑逐步朝著多功能化和綜合化用途發展。如某一高層建筑設計結構為筒狀，沿著筒狀豎向方向，高層內部結構設計作為生活居住所用，中層內部結構設計作為辦公空間，而底層內部結構則設計作為餐飲娛樂空間，由此可見，高層建筑的結構設計不是統一作為一用的，必須要根據建筑使用的情況進行相關的使用面積和結構型式的規劃設計，保證各個使用功能空間的開間面積充足。
【關鍵詞】高層建筑；結構設計；問題；對策
1.高層建筑結構設計選型
高層建筑結構體系作為抵抗水平和垂直方向荷載的傳力途徑，借助抗側力體系及配套的水平構件與豎向構件向基礎部分傳遞荷載。從建筑材料特點來看，高層建筑結構主要有鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼混組合結構三種結構。其中，鋼結構高層建筑除了強度高以外，還具有良好的抗震性能，施工技術簡易，但是造價相對較高，耐火性能差。鋼筋混凝土結構耐火耐腐蝕，造價低，但自重大，施工流程繁瑣，質量管理極易出現漏洞。鋼混組合結構高層建筑雖然巧妙規避了二者的缺陷，但節點處施作流程繁瑣，鋼筋與鋼材的連接方面有技術缺陷，不能大面積推廣應用。高層建筑結構體系有剪力墻結構、框架結構以及框架-剪力墻組合結構。其中，框架結構的承重部件是梁柱結構，結構體系會產生大的側向位移，因而建筑物高度一般不能超過50m。剪力墻結構靠高層建筑墻體承重，可有效防止水平方向的形變，保證整體結構的性能符合建筑要求，因而常被用在高層建筑施工中。框架、剪力墻組合結構則整合了二者的比較優勢，并且針對二者的技術缺陷進行改進，因此也是高層建筑常用結構。
2.高層建筑結構設計常見的問題
2.1 樓層平面剛度
樓層平面剛度一直是高層建筑結構設計環節比較棘手的問題。設計人員對高層建筑樓面平面剛度沒有一個直觀的認識，在設計上只是根據數學力學模型設計樓板變形計算程序，計算后所得數據往往差強人意。鑒于此，要采用結構設計的方式來設計建筑結構，前期必須妥善處理一些問題，稍有不慎就可能產生不安全因素，嚴重者還可能破壞建筑結構的安全性能。
2.2 抗震結構設計問題
對于高層建筑來說，在對其結構設計的過程中最為重要也是最難實施的環節就是其抗震結構的設計，因為高層建筑特點，使得其在地震發生過程中可能會存在很多不確定的因素，而在目前建筑結構設計的過程中，也沒有對當地震發生時如何有效的進行避震以及其可能帶來的破壞性進行足夠的考慮。而如果在設計的過程中沒有對高層建筑的相關抗震數據較為精確的分析，且不能夠根據地震發生原理為依據進行相應的設計，則很有可能由于高層建筑抗震性能的不足而存在一定的安全隱患，從而對人們的生命財產安全造成嚴重的威脅。
2.3 嵌固端設置問題
目前，大多數高層建筑物設有兩層或兩層以上的人防或者地下室。高層建筑物的人防及地下室的頂板上都要設置嵌固端。此時，高層建筑結構設計就要考慮嵌固端設置可能造成的問題。在進行結構計算時，要考慮嵌固端設計對計算參數的影響，全面考慮其可能造成影響的多種可能，有效協調高層建筑結構抗震縫的寬度及縫隙與嵌固端的位置，并將嵌固端的上層和下層對應的剛度比值控制在規范要求的范圍內。此外，在進行高層建筑結構設計時，要為嵌固端樓板設計合理的位置。在進行嵌固端的設計時，要綜合考慮各方面因素，選擇最優的設計方案，盡可能避免其在高層建筑結構使用過程中出現安全問題。這樣，在確保結構安全的前提條件下，有助于促進建筑工程項目的順利完工。
2.4 底層框架一剪力墻砌體結構挑梁裂縫問題
底層框架剪力墻砌體結構系一類高層建筑。它的上部是多層砌體結構，底層為框架剪力墻結構。在城市建筑中，分布在市區主干道上的大型商場、寫字樓和住宅小區多采用高層建筑設計，以提高土地資源利用率，降低空間成本。但設計人員追求建筑使用面積，使二層往上的部分橫墻采用了懸挑梁設計，使得底層框架一剪力墻砌體結構梁開裂。
2.5 高層建筑結構設計扭轉問題
在建筑設計中，有一“建筑三心”的概念。“建筑三心”即為幾何形心、剛度中心和結構重心。設計師應秉承三心合一的原則設計建筑結構，就是使這三點歸于一點。如果建筑結構存在結構扭轉的問題，就說明“建筑三心”未能歸一點，使得整體結構承受水平荷載而產生扭轉振動現象。
3.高層建筑結構設計問題應對策略分析
3.1 主梁若有次梁則增設附加筋
高層建筑結構中主梁需要增設附加筋。附加筋分為箍筋和吊筋。附加筋按照設計和施工要求來增設，建筑結構梁截面、下部集中荷載處由橫向鋼筋荷載力負擔，將一附加筋裝于梁上部，水箱下部則須先施作墊梁，再安裝附加筋。如果主、次梁截面無較大差距，但次梁荷載較大，也需要設置附加筋。但是如果次梁截面小，主梁又高，受力滿足計算要求，可無需另設附加筋。
3.2 平面與立面選擇
上文提到，應該秉承建筑三心合一的原則設計高層建筑結構。施工時，如果無法滿足這個要求，結構將會產生扭轉的問題，處理起來相當棘手。建筑結構扭轉系一種結構設計缺陷，其危害不言而喻。選擇立面和平面時需要注意幾個問題。首先，平面力求簡單、規則、對稱。對完全對稱高層建筑結構，則要按設計要求調節一些重要節點的比例。切記一點：比例不宜過大過小，出現問題要盡快補救。在豎向布置上，注意剛度均勻、連續，以防結構出現軟弱層，剛度突變。在建筑設計中，切莫為了達到審美效果而將剪力墻切斷，降低建筑物的剛度，否則將可能產生嚴重的安全事故。
3.3 水平位移控制
水平位移現象在高層建筑設計中極為常見。設計高層建筑結構時，應根據結構的安全要求設計水平位移數值，同時要兼顧周期與地震因素。應按彎曲型設計剪力墻位移線，切忌設計成剪切型。相對而言，框架結構位移曲線則是剪切型。假設是混合式建筑構造，那么位移曲線也應是相結合的。
3.4 高層建筑結構設計扭轉問題
水平荷載能使建筑物產生扭轉破壞現象。設計建筑結構時，為規避這一現象，必須按“三心合一”的原則對建筑物的結構、平面布局進行周密的布置。水平荷載的質量分布在一定程度上決定了它對高層建筑結構造成的扭轉破壞程度。為了確保水平荷載沿樓層平面均勻分布，最大限度規避扭轉振動破壞，建議多使用矩形、方形等平面設計。當然，必須兼顧城市道路景觀規劃。因此，高層建筑不可能全部是方方正正的平面構造，也要根據城市規劃和道路景觀布局適當采用十字形、T 形或L 形等復雜建筑形式。但至少要明確一點，就是凸出部分的厚度與寬度的比值不得超限，并且盡量采用對稱的平面結構。
結束語
高層結構設計可以說是一個與實際緊密結合的過程，決不能脫離實際而進行，在設計過程中，要綜合考慮建筑工程所在地的地理環境、水文土質、抗震等級等，在參考規范的基礎之上，通過借鑒其他成功案例的經驗，合理安排建筑體從地下到地上，從主體到部分的結構，使建筑結構設計既符合外觀的視覺享受，又達到主體的結構安全實用性。
參考文獻
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要】隨著我國經濟的快速發展，高層建筑逐漸成為城市建設中的重要建筑結構形式。由于高層建筑不同于傳統低層建筑的設計施工，高度越大的建筑，其施工工藝越復雜，結構設計要求也越嚴格。良好的結構式設計是保證一項高層建筑項目工程質量的關鍵。本文通過闡述高層建筑結構設計的相關概念，分析了高層建筑結構設計的特點，并探討了現有的高層建筑結構體系以及經濟性。
【關鍵詞】高層建筑；結構設計；設計特點；結構體系
目前我國的城市人口已經占全國總人口的一半以上，而城市占地面積卻只占總面積的一小部分，在這種形勢下，如何合理設計城市建筑結構以滿足人們日益增長的需求成為社會關注的焦點。高層建筑在進行結構設計時，不僅要考慮建筑的安全性，還要考慮建筑的功能性。
1、高層建筑結構設計
高層建筑結構設計是為了滿足人們越來越多的建筑功能需求為基本目標的。因此，在進行高層建筑的結構設計時，要充分考慮到當地的經濟狀況與和人民的生活水平以及施工條件的限制等因素。另外，高層建筑結構并不是低層建筑結構的疊加，其對于建筑結構的力學性質、設計構造原理的要求更加嚴格規范。
現代高層建筑結構的形式具備多樣化、復雜化的特點，除了原有的幾種基本結構形式，如框架結構、剪力墻結構以及筒體結構等，還需要根據不同建筑的功能需求而增加其他的結構，同時這也使得建筑中節點的連接形式更加復雜，不同的構件連接需要利用不同的節點類型，這是關系著高層建筑結構安全穩定的重要因素。另外，高層建筑在增大基層載荷的同時也為豎向結構帶來了更多的載荷，對墻體、柱體的結構強度和支撐能力要求更高。
高層建筑的結構設計是一項涉及知識面較廣，考慮因素較多的現代化建筑設計方式，在設計中除了要發揮設計的先進性，使建筑功能得到很好的體現，還要做好與經濟性的協調工作。
2、高層建筑結構設計特點
高層建筑相較于低層建筑來講，其結構設計需要更加嚴謹科學。筆者通過對現有的高層建筑結構進行深入的研究與分析，結合自身對建筑結構設計的理解，提出了高層建筑結構設計不同于其他建筑結構設計的幾個特點，主要表現在水平荷載、軸向變形、側移以及結構延性這幾方面。
2.1水平荷載成為決定因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房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的變化。
2.2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，會得出偏于不安全的結果。
2.3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。
2.4結構延性是重要設計指標。一般在建筑施工設計中，在保證建筑物應有的強度的同時，要需要保證建筑物具有一定的延性。這是為了使建筑物具有一定的變形能力，以適應因自然環境或人為因素而引起的樓房震動，避免因缺乏延性而在輕微震動中就發生建筑倒塌事故。高層建筑相對于低層建筑來講，延性需要更大一些，即保證高層建筑的結構更柔一些，這就需要在結構設計中采取合理科學的措施，使高層建筑結構在使用中具有足夠的延性。
3、高層建筑的結構體系設計分析
3.1框架－剪力墻體系。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
3.2剪力墻體系。當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4、高層建筑結構設計經濟性分析
建筑結構的經濟性是衡量建筑結構設計優劣的重要指標之一，一套好的建筑結構設計方案，不但要具有較強的實用性，還需要具備一定的經濟性。尤其在高層建筑逐漸成為建筑結構的主流形式的今天，分析高層建筑結構的經濟性對于我國建筑業的發展是很有意義的。
建筑結構的經濟性是指一項建筑工程項目在以最低的成本投入下，獲得最大的效用。其主要體現在建筑材料、空間設計、施工方法、建筑結構設置以及能源資源的利用這幾個方面。例如在關于建筑材料的設計中，除了強調改進建筑材料保溫性、改善建筑體形系數、提高建筑材料的氣密性等一系列節能降耗措施，還要利用結構設計的靈活性，最大程度的減少材料的使用量來達到預期效果。在建筑空間組織、利用的高效化方面，除了要堅持對平面面積的充分利用，還要注重三維空間的挖掘。比如在圖書館設計中提出了“模塊式”圖書館的創作思路，將圖書館劃分成不同的功能模塊，采用不同的層高、柱網，進行類比布局。這樣可以減少“三統一”標準空間所造成的浪費，充分發揮空間效益。或者在空間住宅的設計中則對廚房、廁所的上區、臥室上下等潛在空間進行了有效的利用。將每戶主、次二個開間設置為不同層高，對應于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空間的使用效益和經濟性。
高層建筑的使用緩解了城市土地使用緊張的情況，大大提高了建筑物的容積和使用效果。高層建筑物工程龐大，技術復雜，其結構設計合理與否直接影響到建筑物本身的安全性能，所以在進行高層建筑結構設計時需要考慮四個方面的影響因素：高層建筑的抗風結構設計；高層建筑的抗震結構設計；高層建筑的消防結構設計；高層建筑的建設成本要科學合理。
1.1抗風結構設計
高層建筑由于層高的原因，對風具有阻斷和干擾的作用，使得氣流轉從高層建筑的周邊行進，被改變后的氣流會產生使高層建筑振動的強大力量，使高層建筑遭受破壞甚至開裂。針對這一問題，首先必須把高層建筑的基礎設計好，俗話說“萬丈高樓平地起”，可見基礎打好了，才能更好的提高建筑整體承受力。基地采用級配等級較高的砂石，保證回填料的整體密實度，防止不均衡的水平作用力威脅整個地基結構，造成傾覆的威脅，同時在建筑物基礎受力層的底部設置抗拔錨桿，通過對桿體安裝、注漿和錨桿鉆孔等動作，提高建筑基礎的抗拔強度。
1.2抗震結構設計
地球地殼板塊活動異常，抗震結構的考慮始終是高層建筑的薄弱點，高層建筑工程龐大結構復雜，地震發生時可能的后果無法準確估算，外加設計人員在設計過程中未能綜合考慮相關地震的破壞原理，使得建筑結構設計在抗震方面缺乏靈活性。地震發生時地基出現不同的沉降現象，這是導致系列建筑物被損毀的直接原因，所以合理設置抗側力構件的位置，橫向和縱向通過提高抗側力構件的強度，使高層建筑物結構處于平面布置規則對稱的狀態，側向剛度沿豎向宜均勻變化，從而達到一定的抗震效果；設計過程中，使用混凝土剪力墻的結構設計，可以有效提高抗側力結構構件的承重能力，使得建筑物整體的重量更好的分散和延續開來，有效提高抗震效果。
1.3消防結構設計
高層建筑是一個復雜的系統工程，為了滿足各種功能需求，施工過程中需要使用各種功能不同的建筑材料，并且很多材料是可燃的，無疑增加了火災發生的概率。外加高層建筑空氣對流性強，高空段風力比較強大，如果不幸發生火災，無疑為火勢的迅速蔓延提供了條件。所以高層建筑的消防結構設計要有科學性、人性化，切實保障住房使用者的生命財產安全。設計過程中必須全面考慮防火間距的設計、安全疏散功能結構的設計以及阻礙火勢蔓延的分隔結構的設計，堅持以防為主，消防應急處理為輔的設計理念。
1.4工程造價
高層建筑地基設計的質量直接影響著基礎的類型選擇和工程的造價。如何在確保地基質量符合建筑規范要求的同時，又設計出經濟效益最大的高層建筑基礎呢？這就需要建筑設計者綜合考慮工程的相關影響因素，設計前依據地質勘探報告對工程地質的情況充分了解，結合“整片筏基”與“板式筏基+獨立柱基”兩組方式的基礎設計方案，實現最經濟合理的地基量；除此之外，對于高層建筑整體使用的工程材料，都要做好全面的市場調查，找到質量、性能都相對較高的替代材料，同時價格又非常的經濟；工程建設過程中，杜絕材料采購過程中出現的嚴重價格差現象，確保每一分工程款都用在實處。
2高層建筑結構的相關設計原則
2.1高層建筑過程中基礎的設計原則
地基設計是高層建筑結構設計的前提工作，隨著城市人口不斷增加，為提高土地使用率，高層建筑不斷涌現，車庫、人防設施、地下室等不要不斷的增加，通過確定基礎底板的埋置深度以及建筑工程的巖土特征，來選定工程的基礎設計。并且盡量選取天然的筏板基礎。因為基礎的設計工作包含基礎的類型設計以及對地基的處理工作，地基類型的選擇要考慮到建筑物上部結構的荷載、地基的承載力以及整體的工程造價等相關因素。如果在基礎設計過程中天然筏板基礎的沉降量計算過大，那么天然地基筏板就無法得到很好的應用，無疑增加成本，造成不必要的浪費。所以在高層建筑地基的設計過程中，需要詳細研究地質勘探報告，要充分考慮筏板的設計基礎、承載力和變形組成情況等，結合地區的相關地質條件對基礎進行合理設計。
2.2剪力墻設置原則
前文提到過剪力墻在抗震結構設計中的重要作用，高層建筑中剪力墻的位置設置及其數量要求也是高層建筑結構設計原則中的重要考慮因素。現有的相關建筑規劃中，主要描述的都是短肢剪力墻，而短肢剪力墻在實際使用過程中受到很多因素的影響，所以具體設計過程中設計人員都會盡量避免使用這種墻體結構，從而避免了后續相關問題的產生。在具體設計過程中，設計人員不能死板照搬規劃，認為剪力墻只能設置在建筑物兩端，要依據實際情況靈活變通，在建筑的縱向中軸線上也應該增加剪力墻結構設計，同時調整該結構墻的中心位置，合理控制好厚度和截面，以便建筑物的側向位移能保持在可允許的范圍之內。
3筏板設計的綜合設計原則
高層建筑結構筏板基礎的設計過程需要考慮很多的影響因素，還要結合具體施工造價情況對設計方案進行合理有效的調整。具體設計過程中可以通過比較“整片筏基”與“板式筏基+獨立柱基”兩組方式的工程造價，得出經濟效益更加顯著的方案。如果地質勘探的結果顯示地層分布不均勻，上部結構荷載在筏板上分布不均勻，是筏板基礎各部分的沉降差異較明顯的話，那么就可以進行以下調整：調整建筑地表以上結構荷載或者調整網住間距，以達到減少基層壓力差的效果；調整筏板的形狀和面積，均衡壓力差；對底板的強度與剛度予以加強，并且在跨度較大的間柱體之間設置加強板或者暗梁，提高基礎筏板的整體抗壓性能。
4結束語
關鍵詞高層建筑，結構設計、結構體系、結構類型
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
0 概述
近年來，隨著國內國內人口以及城市化進程的不斷加快，導致城市人口數量激增，城市土地建設資源日趨緊張。為了滿足不斷膨脹的建筑需求，適應現代社會高效率、快節奏的要求，建筑層數在不斷增加，高層建筑群也猶如雨后春筍一般。高層建筑的結構形式不斷創新，一系列新興結構設計方案迅猛呈現。同時其結構體系也越來越復雜，建筑的使用功能等趨于多樣化。結構設計關系到整個建筑的經濟性與安全性，也決定了建筑的感官特點，成為高層建筑設計的重中之重。
因此，我們只有掌握了建筑結構體系的特點，才能更好使設計達到最理想標準。本文就高層建筑結構的結構體系類型以及高層建筑結構設計的特點進行說明，對高層結構選型、建筑基礎、變形縫的設置以及剪力墻的構造等相關問題進行初步分析，為實際高層建筑結構設計提供一定參考。
1 高層建筑的結構類型及特點
目前，世界各國對高層建筑的高度標準還未形成統一的規定。我國《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）將10 層及 10 層以上的建筑與高度超過 24m 的公共建筑和綜合性建筑稱為高層建筑。隨著高層建筑迅速發展，結構形式不斷豐富。，目前主要結構形式及特點如下：
（1）框架結構
框架結構是高層建筑最初采用的結構類型。結構體系由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成。由梁柱組成的單元抵抗建筑所承受的水平、豎向荷載，屬于一種平面受力體系。框架結構體系可以構建靈活的建筑空間，但由于框架梁柱截面較小，在抗震方面表現較差，主要應用于對于抗震設防要求低、高度較小的建筑。
（2）剪力墻結構
剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻承受豎向和側向力的鋼筋混凝土結構體系。由于豎向的鋼筋混凝土墻板具有很好的整體性及側向穩定性，可以適用于較高建筑。剪力墻結構的受力體系為剪力墻，要滿足間距的要求，限制了建筑的空間靈活性。
（3）框剪結構
框剪結構是框架于剪力墻結構的融合體，在一定程度上彌補了框架結構受力性能差和剪力墻結構空間布置不夠靈活的缺點。目前在我國的較高層建筑中得到了廣泛應用。
（4 ）筒體結構
筒體結構由豎向筒體承受豎向、和水平荷載的結構體系，是框架和剪力墻體系的演變體。框架或剪刀墻所圍成的筒狀封閉體系在受力方面具有更強的優越性，使建筑的高度進一步得到增大。
（5）其它巨型結構和組合結構
為了滿足建筑高度的不斷提高和建筑使用功能的要求，特巨型結構( 巨型梁 巨型柱和巨型支撐)被研究應用。另外，隨著建筑體系的不斷完善，不同結構形式相互融合取長補短，形成了基本結構體系的組合結構體系，如框架-核心筒結構等。
2 高層建筑結構設計的特點
從所受荷載角度而言多層結構與高層結構沒有分別，但是由于高層結構體系的復雜性，構造特性有其獨特的特點，從而其設計原理及設計方法側重點等也不相同。
2.1 水平荷載是設計關鍵因素
豎向力與建筑高度成線性比例關系，而水平荷載對建筑產生的傾覆彎矩卻成級數增長。高層建筑高度較大，風荷載和地震作用所產生的水平荷載，將會引起建筑結構構件內力的激增，并造成建筑整移很大。這就要求構件具有更高的承受荷載的能力。結構形式不同，建筑自身的結構動力特性等也有很大變化。因此，隨著高度的增加，水平荷載將成為控制因素。
2.2 考慮軸向變形的影響
建筑高度越大產生的豎向荷載越大，作為豎向荷載的受力構件，柱子會發生較大的豎向變形。而梁柱做為受力體系，變形的發生會造成內力的重分布。連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大，這種影響同時會使梁的長度發生變化。因此在進行構件截面以及預制構件尺寸設計時，如果忽略軸向變形的影響將會偏于危險。
2.3 側移成為設計的控制指標
建筑樓層較少時，總體移動較小。而當建筑高度達到一定程度，結構的整體剛度降低，在水平荷載的影響下，整體會產生很大側移，這會大大影響人們的使用舒適感。另外，由于建筑側移所產生的結構內力會使建筑產生裂縫以及結構損傷。因而，應高層建筑結構設計中藥對結構的側移進行控制。
2.4 結構延性是結構設計的重要指標
在豎向長度的增加造成高層建筑柔度大，在相同的荷載作用下，其水平和豎向變形都將不可忽視。為了避免結構在遭受高強荷載作用時，由于變形較大而發生倒塌，在結構設計時采取合理的構造措施，使塑性階段后期建筑仍能承受較強的延性。
3. 高層建筑設計相關問題分析
高層建筑設計時，需要根據建筑所處的場地類型、所受荷載以及水文地質等工程狀況，合理選用建筑形式、基礎類型以及變形縫設置等進行研究，以確定合理可行且經濟的方案。
3.1 結構選型
結構體系是抵抗豎向荷載和水平荷載時的傳力途徑及構件的組成方式。不同結構形式具有不同的結構體系已經做上一節做了簡要介紹，根據不同使用要求，應該選用不同的建筑結構體系。
在高層建筑選型方面有幾個問題需要認真考慮：（1）結構的規則性問題 結構是否規則對結構受力有很大影響，我國建筑規范中對建筑結構的規則性做了明確的規定；（2）結構高度問題 建筑造價會隨著高度的增加而非線性增長，且對工程工期、造價等整體規劃的影響相當大。另外需要考慮嵌固端的設置等問題。結構形式選擇涉及到整個建筑的受力體系是高層建筑結構設計的首要考慮及決策重點。
3.2 基礎選型
地基基礎是上部結構直接承載體，承擔著將上部荷載傳遞到地層內部的作用。高層建筑的基礎類型有很多種，按基礎的構造形式可分為條形基礎、獨立基礎、滿堂基礎和樁基礎。基礎類型的選擇不僅與建筑高度、工程地質條件相關，還受到施工技術和工程投資方面的影響。
因此，地基基礎形式選取要對以下幾點進行考慮：（1）上部結構高度 上部結構的高度與建筑的自重荷載緊密相關，當建筑體型及高度較大時對基礎的承載力和剛度等多方面要求相應提高；（2）上部結構形式 不同結構形式所產生的結構變形響應不同，引起不同區域地基變形程度出現差異，上部結構對地基不均勻變形越敏感，就越應盡可能提高基礎的總體剛度。
綜上所述，基礎型式的選用應進行必要的技術和經濟方案比較，合理選用相應的基礎設計方案。
3.3 變形縫設置
當建筑體型到達一定程度就會產生不均勻沉降以及受到溫度影響變形量不可忽略等問題，這時需要在高層建筑內部設置多種變形縫來避免建筑整體遭受破壞。主要需要進行設置的變形縫有：沉降縫、伸縮縫、防震縫等。
4. 結語
隨著現代化建筑事業的發展，高層建筑應用普及型越來越廣。現代高層建筑結構設計是一項綜合性技術工作，只有綜合考慮高層建筑的安全性，經濟性和合理性，才能實現高層建筑設計的完美設計。作為建筑結構設計人員必須不斷的提升專業技能，才能為祖國的建筑事業貢獻個人一份薄力。
參考文獻：
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[2] 譚文銳,李達能. 高層建筑結構設計中問題之探究[J].廣東科技,2007，（6）
關鍵詞：建筑；結構設計；概念設計
Abstract: With the development of China's economy, building structure design has been continuous progress and improvement. Conceptual design is gradually transformed from the economic field to field of building structure design, and achieved certain results. In this paper, combined with the actual work, and discusses the principle conceptual design of building structure design and application, for reference.
Keywords: building; structure design; conceptual design
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：文章編號
一、概念設計的內涵
概念設計是相對于建筑設計結構中難以計算和難以確定的一些工程和項目而言的，強調的是通過簡單、合理、實用的結構設計方案的設計和實施，以達到分析整個建筑結構各程序間的力學關系，形成有效處理結構破壞原理、工程設計以及地震等因素的最終目的。概念設計不僅簡單易行，還具有節約成本，提高設計效率和設計質量的作用。另外，隨著我國對建筑設計的不斷重視，傳統設計的舊觀念已不再適合當今社會的發展趨勢，取而代之的是新型的設計理念和設計新意。建筑設計師也將優化設計思路，轉變設計想法作為當今建筑設計的新方向。概念設計正是在這種大的背景下應運而生。
概念設計是站在宏觀的角度上對建筑結構進行有效控制和掌握，主要分為兩個方面：①從宏觀的角度對建筑結構的整體性進行分析，并著重考慮整體結構與分支結構的融合程度、適應程度以及匹配程度，達到建筑結構設計方案的和諧、統一。②概念設計是站在理論的基礎上對建筑結構設計的各方面進行合理得分析和統計，推測出可能出現的后果以及影響。針對數據設計中難以做出計算和測量的問題，依據設計規劃中的實際經驗進行重新審核和規劃，實現建筑結構總體設計方案的優化。因此，我們可以總結出概念設計的關鍵之處就在于對于概念的理解。概念是建立在宏觀、理論的基石下，合理、準確、適當得對建筑結構可能出現的問題和難點做出預測，并為整體建筑結構設計提供有效的設計方案。
二、建筑結構概念設計的原則
2.1全面考慮原則。結構概念設計時，首先根據建筑的要求，保證結構方案的合理化。結構選擇時應結合當地固有的自然條件和人文條件（如氣候、文化背景、地質條件等）、地表結構類型及荷載情況、相鄰建筑物的影響、施工條件限制等多種因素進行綜合分析，最后提出合理的方案。
2.2使用科學的計算簡圖。對簡圖進行計算是結構計算中的基礎，選擇恰當的計算簡圖是保證結構設計安全的重要條件。計算簡圖應有相應的構造措施來保證，建筑結構實際的節點不可能是純粹的鋼節點或者是鉸接，但是其存在的誤差必須嚴格限定在設計允許范圍之內。
2.3功能協調原則。結構概念設計時，應盡可能做到建筑、結構、設備和施工手段的功能協調，結構各個構件的受力相互協調，共同承擔自重及外部荷載，從而取得盡可能大的效能和效益。例如，在結構和建筑功能協調方面，要做到建筑體型和結構體系相協調，建筑使用和結構布置相結合等。從結構受力和變形分析看，要盡可能利用結構的對稱性、變形的連續性和協調性。
2.4優化選型原則。結構概念設計歸根到底是確定主體結構體系和結構布置，優化結構體系的前提是掌握各類基本構件的特征，根據環境、使用、建筑和荷載實況優化選擇合適的基本構件，擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系。優化結構布置是在滿足使用要求和建筑意向的前提下優化主要受力構件的布置，重要的原則是平立面宜規則、對稱，具有良好的整體性，要保證構件既有必要的抗震承載力與剛度，又擁有良好的承受非彈性變形的能力。
三、結構概念設計在建筑結構設計中的具體運用
3.1結構概念設計在建筑平面結構設計中的應用。在高層建筑設計中，水平荷載作用下的建筑結構側移成為了高層建筑設計的難題。建筑結構設計人員在進行結構設計時，要運用結構概念設計原則，既要考慮到滿足相關的要求，又要選擇更好的抗側力體系。在建筑物選擇平面結構時，應該選用風壓較小的結構設計。在進行結構設計時，還要綜合分析所建建筑物周圍的建筑物，了解分析周圍建筑物對所建建筑物風壓布局的影響。還要考慮建筑物的結構設計要增強建筑物的抵抗能力和豎向的荷載。并且，建筑結構設計人員還要運用概念設計，考慮到建筑結構的抗震能力，在平面設計時，要力求使建筑的平面結構簡單規則。在結構概念設計中，如何選擇既能夠滿足建筑結構側向的移動距離，又不出現危險、使建筑結構能承受更多的側壓力的建筑結構模式，是目前建筑結構設計工程師所面臨的最大難題。建筑平面結構要做到簡單規則，考慮到風所帶來一定的影響，可以根據具體情況，適當放寬建筑平面的結構，因為建筑結構設計一旦發生整體彎曲變形，還可以有補救措施。
3.2概念結構設計在建筑剖面結構設計中的應用。在建筑工程人員進行建筑的剖面設計時，要做好豎向的傳力體系設計，控制好建筑物的高度比，使高層建筑物的抗側力結構剛度由基礎向建筑物的頂層逐漸過渡，避免出現建筑物豎向上剛度出現突變而消弱高層建筑物水平荷載能力的現象。當建筑物豎向的剛度變化特別大時或在高層建筑物的結構布局發生變化時，要設置結構的轉換層，以確保高層建筑的穩定性。在給高層建筑設置錨固深度時，要結合高層建筑物設備用房和地下停車場的需要，設置一層或幾層地下空間，提高高層建筑的抗震能力和抗傾覆能力。
在進行建筑物豎向形體設計時，根據概念設計原則，建筑結構設計人員可以選用截錐形、上窄下寬形和新月形的豎向形體設計形式。截錐形是指采用從下而上分段逐步減小樓層面積的階梯狀形體，這樣能大大地增加房屋的剛度，此外，采用這種形體的建筑頂部樓面比建筑底部要小，有利于建筑的抗風和抗震作用。當采用上窄下寬形時，建筑物隨著高度的增加，樓身不斷變細，這樣可以大大減少建筑物高層所承受的風力，降低樓體重心，增強建筑結構的穩定性。這種形式常見的有上削楔形體和退縮體，這些結構都有很好的抗風、抗震功能。當建筑設計人員采用新月形設計時，建筑物就像一個豎向的懸臂殼體，能有效地增加側向力剛度。它的作用就像波形的屋面殼體，能抵抗重力荷載，通過一個殼和一個框架承受。這種形式的建筑物能夠有效地抵抗對稱作用和建筑物的側向力。
3.3結構概念設計在基礎設計中的作用。根據建筑物的不同地理位置和結構形式，建筑結構設計人員可以根據結構概念設計原則選擇使用樁基基礎、箱型基礎和筏形基礎。當遇到地基土質較軟的情況時，建筑結構設計人員一定要考慮到運用人工的方法增強地基的承載能力。建筑工程人員可以采用樁基結構，用預制的鋼筋混凝土土樁、混凝土灌注樁和鋼管樁，將荷載直接傳到地基下部堅實的持力層。在運用箱型基礎時，建筑物的荷載力能夠均勻地傳給地基，抵抗地基的不均勻沉降，和周圍的土體共同協作，增強建筑物的抗震和抗風能力。當采用筏形基礎時，建筑物的上部結構荷載較大，地基的承載力較低。采用這種結構可以有效分散建筑物上部的荷載力，增加地基的承載力，防止地基產生不均勻沉降。
四、結束語
概念設計作為展現設計理念，強化設計意識，增強設計準確性、提高設計精確度的重要標準，在整個建筑結構設計中起著不可替代的作用。在建筑結構的設計中，結構設計人員一定要結合各方面寶貴的經驗將結構概念運用的恰到好處，從而保證建筑結構設計的不斷發展，提高建筑行業的水平，使得建筑物的質量和安全性得到有效的保證。
參考文獻：
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關鍵詞：建筑結構概念設計；結構措施；應用
中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A
引言：
概念設計及結構措施在建筑結構設計中的應用，能夠優化結構設計，提高結構承載力和穩定性，使其壽命達到甚至超過設計使用年限，并且建筑結構能夠與周圍環境有機的融合。
一、概念設計與建筑結構設計之間的關系探討
概念設計是指以設計師的個人經驗為基礎進行的定性設計，而結構設計是根據概念設計的要求及力學等定量設計來實現的一個逆向過程，其中，定量設計主要包括建筑結構內力、配筋數量及結構變形等參數。若概念設計不合理，將會影響整個建筑的結構設計，由于概念設計是體現出設計師的一種先進設計思想，因此，在建筑結構設計中，設計師需要根據建筑的整個概念進行結構設計，并對構件與結構之間的關系進行協同處理。所以，概念設計與結構設計兩者之間的關系是相輔相成的。
二、建筑結構概念設計的應用
作為一種新的設計方法，建筑結構概念設計既符合理論，又結合實際彌補了理論的不足，設計人員從工程經驗與理論知識相結合的角度，對建筑結構進行概念性的分析和比較，從而形成經濟合理的設計方案。
（一）抗震設計中的概念設計
地震是一種常見的自然災害，具有突發性和嚴重破壞性的特點，一旦發生，將危及人們的生命財產安全。地震學的研究表明，現在尚不能準確檢測到地震發生的時間、地點及強度。由于在地震時建筑結構受力的復雜性與不確定性，再加上計算軟件的機械性與局限性，抗震設計中的計算數據可能與實際情況大相徑庭。所以，在日常的結構設計中，其計算結果僅能作為參考，而不能保證結構的安全可靠性，存在很大的安全隱患。在這種情況下，為了保證建筑結構的抗震性能只能借助于結構抗震的概念設計。抗震概念設計是根據結構地震破壞形態以及以往的工程經驗而逐步形成的基本設計原則和設計思想，從宏觀的角度強化抗震結構，通過對建筑選址、基礎設計、結構選型、構件連接等環節的綜合考慮，科學分析軟件計算結果，創造有利的抗震條件，從而有效控制結構的薄弱環節，達到抗震的效果。總之，就結構抗震設計來說，結構概念設計的重要性遠遠大于數值計算。
為使建筑具有良好的抗震性能，在伉震概念設計中應該注意以下問題。一是場地和地基的選擇。地基是否牢靠直接關系到建筑結構的抗震能力。地基分為天然地基和人工地基，在地質條件較好、具有較強的承載力時使用天然地基，可以擁有較好的抗震效果，否則采用人工地基。二是結構構件傳遞地震力的合理性。應選擇合理的結構體系，使結構受力明確、傳力簡潔，避免結構體系受力復雜，同時設置多道抗震防線，以保障建筑結構的抗震性能。三是建筑的外觀設計，要求建筑外形簡單、對稱，要求建筑結構規則，確保建筑結構的質量和剛度沿結構分布的均勻性和對稱性。四是建筑結構的整體性。結構構件之間的連接要可靠，以保證連接部位具有一定的強度和變形能力，使結構具有穩定的抗震性;對于非結構構件，在利用其對整體結構有利影響的同時，避免由于不合理的設置而引起的不利作用。同時，還要注意結構的空間整體性，以保證結構的整體穩定性。五是剛柔相濟的原則。要求在結構抗震設計中統籌考慮結構的剛度和韌性，剛柔相濟，在滿足變形要求的同時，提高結構抗震性能。
（二）高層建筑結構設計中的概念設計
城市化進程的加快使得高層建筑結構如雨后春筍般迅速發展，同時高層建筑結構設計方案的日益復雜，設計人員需要以更多的主觀分析來判斷結構的經濟合理性，由此可見，概念設計在高層建筑結構設計中的重要性。在對高層建筑進行概念設計時需要注意以下問題。其一，選擇剛柔相濟的結構。相對于低層建筑物，高層建筑具有自重大、受氣流影響大等問題，需要設計人員通過概念設計，選擇剛柔相濟的結構，保障結構的剛度和韌性，同時宏觀把控結構的水平荷載。其二，選擇合理的結構體系。在高層建筑結構設計中，水平荷載的影響遠大于垂直荷載的影響，水平荷載是結構設計的控制因素，所以抗側立機構的選擇至關重要，同時，也要綜合考慮建筑的功能和高度。其三，選擇合理的結構布置。高層建筑結構布置的合理與否，直接影響到建筑物的正常使用，也直接影響到造價的高低以及工程量的大小，如果結構布置不合理，不僅增加了造價和工程量，而且還會產生嚴重的安全隱患。所以，一定要選擇合理的結構布置，確保結構的整體性和整體穩定性，要求結構受力明確，抗側構件力求均勻對稱，傳力簡潔，避免局部出現薄弱部位。
三、建筑結構設計中概念設計注意事項
（一）結構簡圖的科學性
結構概念設計首先要有科學專業的理論作為支撐，而且一般情況下利用結構設計簡圖對結構概念設計的合理性進行評估。在結構簡圖的選擇上，要遵照安全和準確的原則，選取合理的簡圖。因為如果選取的簡圖不夠科學，那么相應的結構概念設計也會出現相應的錯誤，甚至對工程的質量問題造成巨大的影響。所以說，結構設計簡圖在制作時應該做到精確、科學，使出現的誤差也在可控范圍內，應該進行嚴格的審查，保證簡圖的質量。
（二）結構剛度科學化選取
建筑結構在剛度的選擇上至關重要，而且在建筑結構概念設計中也必須遵守剛度的要求。結構剛度可科學化選擇，是保證工程質量的有效措施，還能夠對地震等災害起到危險性降低的作用。與此同時，結構剛度的科學化選取還能擴大空間的占有率，使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。
（三）對計算的結果進行準確分析
隨著社會和經濟的發展，信息技術被廣泛的應用，特別是在數字的計算等方面設計出種類繁瑣的計算軟件，可是各計算軟件在計算的結果上確實各不相同，讓使用者也不知道哪個是正確的，所以在工程的設計中計算工作經常出現混亂。在進行設計時，軟件的選擇很重要，應該對各個軟件進行系統化分析，根據工程的實際情況和設計的原理等，選擇適合的軟件，確保計算結果科學準確。
（四）合理選擇建筑基礎
根據選擇好的建筑場地的地形特征和結構形式進行結構基礎的選擇。如果是松軟的地質且要建造高層建筑，天然的地基無法承受起荷載，需要采用樁地基，把建筑物的荷載傳遞到下面堅實的持力層中;如果建筑場地土質不均勻，為了改善不均勻沉降的問題，從而增加建筑物的抗震抗災能力，則可以選擇箱型基礎;最后一種建筑基礎是筏型基礎，它整體的剛性大結構穩定性好，可以解決建筑物上部的超荷載，還可以解決其壓力分布不均的問題。
（五）合理選擇建筑主體的結構體系
建筑主體是一個空間的結構體系，目前我們在空間結構體系整體研究中還有一定的局限性，在設計工程中用了許多假定和簡化理論，作為結構工程師我們更應該通過強化概念設計，靈活運用規范，運用概念設計理論對整個結構體型與各基本分體系之間的力學關系有透徹的認識，做到結構體型布局合理，受力明確，抗震性能好。結合建筑平面工程對結構體系進行合理的布置，通過調整結構剛心、建筑物質心及平面形心三者之間的距離使三者盡可能地靠近，以利于減小結構體系的扭轉力，增強整個結構的穩定性，提高結構的抗震能力，同時也能節約工程造價。
四、建筑結構設計中的概念設計與結構措施
（一）協同工作概念與結構體系
協同工作的概念在工業產品的設計與制造中已經有較為廣泛的使用，目的是將內部結構體系能夠高效的進行優化配合，實現其設計壽命。現階段，輕型鋼結構的應用就是協同工作概念與結構體系完美結合的案例。輕型鋼結構以其質輕、價低、施工進度快、受施工環境影響較小、抗變形,抗震能力好等優點在工業廠房中不斷得到應用。由于輕型鋼結構的抗拉強度比普通混凝土的強度要高出25倍左右，而且不產生裂縫，在建筑結構中具有較好的結構性。另外，鋼結構具有較好的塑性變形特性，當某種原因導致其它結構斷裂時，同時發生在鋼結構上則只是表現為塑性變形，而且變形具有緩沖期，能夠為安全撤離提供充足的時間保障。因此，在協同工作概念下輕型鋼結構作用發揮出色。如某鋼結構廠房，設計為門式輕型鋼結構，總跨度為 36m，長度為 100m，柱距18m，屋面坡度為1：15，設計使用年限50年，抗震設防烈度為八度。在應用概念設計時，首先要明確門式輕型鋼結構廠房各構件的最大負荷，為了增加穩定性需要設置支撐體系，保證廠房的使用壽命達到設計使用年限。單層廠房輕型鋼結構一般由橫向鋼框架、屋蓋鋼結構、支撐體系、吊車梁和制動梁以及墻架等構成。在某些單層廠房鋼結構中，由于工藝操作上的要求，還可能設有工作平臺。然后，再對結構受力進行有效的分析，以保證同層各柱在相同的水平位移時，能同時達到最大承載能力。
（二）鋼混結構
鋼管混凝土在當下建筑施工中是時常應用的，是一種將鋼材和混凝土進行混合，達成充分發揮二者性能的新型模式，能夠讓剛度和建筑穩定性有一定程度的提升。應用鋼管和混凝土相結合主要應用的原理有兩個方面可以體現。
1）外部鋼管能夠較好的對內部混凝土有所約束，讓混凝土強度可以有所加大，對變形的幾率能夠有效減少。鋼筋混凝土中的結構促使建筑物中的抗震能力不斷加強，合理的解決了高層底層柱軸壓比超限的問題。
2）內部混凝土能夠對外部鋼管有力支撐，鋼管和內部混凝土能夠有效結合，從而構成具備一定優勢的互補型效果，讓自身的優勢都可以顯現出較好的補充，所存在的缺陷也能夠互相彌補，讓承載力有所加大，相互結合之后的承載力是兩者承載之和的18倍左右。
（三）懸索結構
懸索結構所用的全都是拉桿,這就使材料的利用率以及結構的應力水平都變得相當高,可以充分的利用高強度的材料,還可以施加預應力,同時也包括與懸索結構相結合的一些結構模式等,所以懸索結構就比較適合應用于跨度非常大的建筑結構中。
五、結束語
綜上所述，合理地處理構件與結構、結構與結構的關系，不斷地加強結構概念，深入、深刻地了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們，才能更好的促進概念設計及結構措施在建筑結構設計中的完美應用。
參考文獻：
[1] 楊迪珊.建筑結構設計總信息輔助確定與評價軟件[D].廈門大學,2014.
關鍵詞：高層建筑；結構設計；問題；措施
中圖分類號：TU208文獻標識碼： A
引言
隨著社會經濟的發展以及城市化進程的加快，高層建筑不斷增多，人們對于高層建筑結構設計的關注度也相應的增加，高層建筑設計相對于一般的建筑結構而言有很大的區別，其結構和樣式比較復雜而且施工過程中的難度也相對較大，其中會存在一些問題。
一 、高層建筑結構設計的特點
（一）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。
（二）側移成為控指標
與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
（三）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。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
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，減輕房屋自重意昧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。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架――剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
（六）概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。
二 、高層建筑物建筑結構設計的基本原則
（一）選擇適合的基礎
方案應該根據工程的上部載荷分布和結構類型，地質條件，施工條件以及相鄰的建筑物影響等各種因素進行綜合性分析，選擇既合理又經濟的方案，必要時要進行地基變形演算，在進行設計時要最大限度地發揮地基的潛力。在進行基礎設計時，應該參考臨近建筑資料和進行現場查看，要有詳細的地質勘查報告，一般情況下，在一個結構單元內部適合用兩種不同的類型。
（二）對計算結構進行正確分析
普遍在結構設計中運用計算機技術，但是，往往不同的軟件會得出不同的計算結果。所以，對于程序的適用條件、范圍等設計師應該進行全面的了解。因為軟件本身有缺陷、人工輸入有誤或者程序與結構的實際情況不相符合，在計算機輔助設計時，都會造成錯誤的計算結果，所以，在拿到電算結構時要求結構工程師要慎重校對，認真進行分析，做出合理的判斷。
（三）選用適當的計算簡圖
在計算簡圖的基礎上進行結構計算時，為了保證結構的安全，要選擇適當的計算簡圖。如果計算簡圖選用不當，那么則會造成結構安全的頻繁發生，要有相應的構造措施來保證計算簡圖。為了減少計算簡圖的誤差，實際結構的節點應該保證在設計所允許的范圍之內，因為其不能是純粹的剛結點。
（四）采取相應的構造措施
強剪弱彎、強柱弱梁、強壓若拉、注意構件的延性性能原則是在結構設計中要始終牢記的。要注意鋼筋的錨固長度，特別是鋼筋執行段錨固的長度。要加強薄弱部位，考慮溫度應力的影響。
（五）合理選擇結構方案
要選擇一個切實可行的結構體系與結構形式，一個經濟合理的結構方案是一個合理設計的保證。結構體系應該傳力簡捷，受力明確。地震區應力求平面和豎向規則，同一結構單元不宜混用不同結構體系。總之，必須綜合分析工程的材料、施工條件、設計要求、地理環境等，并且要與水、電、建筑等專業進行充分的協商，以此為基礎確定結構方案，為結構選型，最好進行多方案比較后選用較為優秀的。
三 、高層建筑結構設計問題以及相應的措施分析
（一）短肢剪力墻的設置問題
墻肢截面高厚比在新規范中為地5-8墻定義為短肢剪力墻，并且對短肢剪力墻在高層建筑中的應用根據實際經驗和實驗數據增加了眾多限制，所以，在設計高層建筑中時，為了避免給后期的設計增加不必要的麻煩，結構工程師應該盡可能地不用或者是少用短肢剪力墻。
（二）結構的規則性問題
在這方面新舊規范的內容有了較大的變動，在這方面新規范增加了不少的限制條件。比如說：嵌固端上下層剛度比信息以及平面規則性信息等等。此外，“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案”，這是在新規范中采用強制性條文明確進行規定的。所以，為了避免后期施工圖的設計階段工作變得被動，在遵循新規范的各種限制條件上結構工程師必須要嚴格注意。
（三）結構超高的問題
對結構的總高度在高規范以及抗震規范中著非常嚴格的限制，特別是針對以前超高的問題，除了在新規范中再增加了B級高度外，還將原來的限制高度設定為A級高度，在設計方法和處理措施上都有著較大的改變。由于結構類型的變更而忽略了該問題，造成未予通過施工圖審查的現象，在實際工程設計中是出現過的，如果出現這樣的情況，就必須要開專家會議進行論證或者是進行重新設計，不僅對工程的工期造成了巨大的影響，也對工程的整體規劃帶來了巨大的影響。
（四）嵌固端的設置問題
在高層建筑中嵌固端有可能設置在人防頂板等位置，也有可能設置在地下室頂板。這主要是由于一般高層建筑都帶有兩層或兩層以上的人防和地下室。所以，結構設計工程師在這個問題上，由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的問題往往都忽視了。
（五）抗震縫
在實際發生地震的過程當中，按照相關設計規范標準往往抗震縫會出現碰撞現象，所以，為了比較碰撞問題，抗震縫應該進行適當的加大。
（六）關于回彈再壓縮
在開挖基坑時，回彈以彈性為主，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈部分被人工清除，摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束。如果基坑較大，那么所受到的約束就相對較小，例如：箱基，應按照基底壓力計算沉降，作為安全儲備的則是被坑邊土約束的部分，這也是為實際沉降比計算沉降小的一個原因，如果基坑較小，那么坑底所受到的約束很大，例如：應按基底附加應力計算沉降，獨立基礎，可以忽略回彈。
四、結束語
高層建筑結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程，任何在這個過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。因此，設計人員必須全面考慮、慎重對待高層建筑結構設計當中出現的每一個問題，并在日常工作中多積累經驗，提高自身的設計水平。
參考文獻
[1]張亞,陳偉.探討高層建筑結構設計問題[J].科技致富向導,2010(7):52.
【關鍵詞】 建筑結構；安全度
一、建筑結構設計的安全度把控對于工程本身的重大意義
在的工程建設中，結構的安全度是衡量建筑結構有效性的重要基點，而以此發散的建筑功能性、美感度、創造力及藝術感也都是基于建筑結構安全這一基本前提。同時，結構設計的安全度更體現在建筑應對突發的特殊情況的穩定性思考，因此建筑結構設計的安全度對于現代建筑有著十分巨大的意義，離開結構安全，建筑設計將無從談起。
另一方面，建筑結構設計的安全度把控并非一味的高標準堆砌，而是在基于項目本身具體情況及周邊地質、地理環境考慮下而得出的綜合性思考成果。結構設計的合理是建立在對項目本身的深入了解及對各種結構體系優劣及適應性的充分挖掘基礎上得出的最佳方案，符合各項技術指標、不浪費、不缺失是建筑結構設計在安全性指標上的基本出發點。
二、影響建筑結構設計安全度的主要因素
總的來說，建筑物結構設計安全度是指在設計師設計下，通過規范化的設計，合理的施工處理使建筑在一定的環境下具有預防破壞及應對突發事件的一個安全系數指標。建筑的安全性主要取決于設計水平與施工水準，而其中，處于設計規劃階段的建筑結構設計方案具有更大的可控性，因此在工程安全的綜合考慮上，建筑結構設計安全就顯的尤為重要。一般而言，建筑設計的結構安全度主要是由構建重要性所決定的，若建筑物重要層級相同，結構的安全富余則主要體現在構架的平面布置及豎向受力方面。在建筑結構設計上，平面規則和豎向受力構建規則的建筑工程將會擁有更加合理的受力結構，工程的安全系數也會更高。若建筑物體現在同等的設計要求之下，合理的建筑結構設計則會表現出更好的經濟性。因此，在工程的前期準備階段，建筑的結構設計就顯得尤為重要，設計人員必須在充分了解結構設計規范及工程特性的前提下做設計的創意發揮，而并非一味的求新求異，脫離了建筑結構合理性的工程設計無疑于舍本逐末。
1.建筑結構型式的選取
就全球范圍內來看，鋼結構和鋼筋混凝土結構為目前最為常用的兩種結構方式。單從結構安全性角度考慮，鋼結構相較于鋼筋混凝土結構有著更為明顯的優勢。例如，鋼結構有著更高的強度且自重更輕，抗震性能更好。但同樣的，鋼結構的耐火性能較差，對于高層建筑的防火性能難以達到最為理想的要求。因此，相對而言，鋼筋混凝土結構在全球范圍內的應用則更為普遍，鋼筋混凝土結構作為建材性能而言無明顯缺陷，而隨著施工技術的進步，混凝土材料性能的提升，鋼筋混凝土結構的性價比優勢更為明顯。
2.建筑結構體系的選取
就目前而言，全球范圍內比較常見的建筑結構體系包括：框架結構、剪力墻結構、框架―剪力墻結構、筒體結構等。四大結構體型均有各自的優勢及局限性，因此，在綜合考慮建筑功能性及當地地質、地理環境基礎上的建筑結構體系的選擇就有著十分巨大的現實意義
2.1框架結構
框架結構是目前較為常見的計算理論成熟度也相對較高的一種結構體系。框架結構適用于樓層相對較低的一般性建筑，例如：辦公、住宅、商店、醫療、學校及多層工業廠房、倉庫等。對于框架結構本身而言，其建筑平面布置靈活，建筑立面易于操作施工，該體系結構使得房屋整體自重較輕，造價相對較低，有著不錯的性價比優勢。但同樣，框架結構本身的局限性也十分明顯，例如：框架結構體系柔性較大，抗側力能力較差，從而直接導致框架結構體系對于風荷載作用及地震荷載作用的承載力不足的缺陷。因此，框架結構的適用范圍有限，理論上而言，框架結構體系的合理層數應該控制在6到15層之間。
2.2剪力墻結構體系
剪力墻結構體系能很好的解決房屋剛度及抗剪度不足的問題。通常，在高層建筑的施工中，人們在建筑結構中設置鋼筋混凝土墻體并通過多軸線或橫向交叉布置的形式形成剛度較大的墻體，從而使得空間整體性能大大提升并保證了房屋的抗震性。此外，剪力墻結構體系還具有易于分割的特點，因此該結構在傳統住宅及旅館的應用中較為普遍。
2.3框架―剪力墻結構體系
框架―剪力墻結構體系被更多的用于現代高層建筑中的行政辦公大樓及高檔酒店、旅館等。由于綜合了框架結構及剪力墻結構的優點，框架―剪力墻結構體系在現實運用中表現出更好的鋼度及抗震能力，同時，也有著布局靈活使用方便等特點。
2.4筒體結構體系
筒體結構體系是現代建筑設計飛速發展下的產物。隨著現代建筑對于建筑層數，建筑高度的需求越來越高，高層建筑對建筑結構體系提出了更多更復雜的要求，傳統建筑結構體系中，無論是框架結構還是剪力墻結構均以平面工作狀態構筑建筑設計，其梁體剛度，抗震系數難以達到要求。而筒體結構體系則很好地解決了這方面的需求。筒體結構體系的基本原理為：由剪力墻構成空間薄壁筒體成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，從而增強梁的剛度，并能形成空間整體受力的框筒，筒體結構體系通常由一個或多個筒體組成。
對于建筑結構體系的選取并非簡單的對號入座，在處理建筑個性及復雜的環境因素面前，前期的綜合調研和理性分析就更為重要。建筑結構設計應該在不違背建筑理論基本原理的前提下，靈活運用、合理創新，不應過分拘泥于以往的經驗、規則，要懂得與時俱進、具體問題具體分析。建筑結構設計的安全是整個工程建設環節最為重要的一環，因此必須格外重視。
3.建筑體型及立面的規則化設計
現代社會，建筑業發展日新月異，建筑本身在滿足其基本功能性的同時更被賦予了越來越多的含義。因此，在建筑設計上，設計者的個性思想及創造力被越來越多的表現出來，這也是建筑業蓬勃發展的良性表現。與此同時，建筑體型及立面的創新也使得建筑在具體的施工過程中呈現出更大的操作難度更復雜的受力結構，這無疑會對建筑整體的安全提出新的考驗。因此，在建筑結構設計上，設計者應在保障建筑安全性這一大的前提下合理創新，盡量避免不規則化立面設計，從根本上保障建筑結構設計的整體安全。
總而言之，建筑機構設計的安全性把控是一個多方面綜合考慮的過程。一方面他是工程可行性的基本保障，是工程順利實施的前提，另一方面，他又將對工程建設的各個環節產生深遠的影響。例如，建筑結構設計會對工程具體實施過程中的建材、工藝等提出具體的要求，從而對工程造價產生根本上的影響。在工程建設中，建筑結構設計的重要性不言而喻。因此，現代建筑工程對建筑結構設計提出了更高的要求，設計人員必須對于工程整體的各個環節做充分的思考，并以高度的責任心及使命感將對建筑安全性的把控落實到工程建設的每一個具體環節中。
參考文獻
[1] 胡松.建筑結構設計安全度的探討[j].中小企業管理與科技（上旬刊）.2010（09）