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【摘要】随着科学技术的不断进步以及社会的迅速发展，在当今的城市建设过程当中随之出现了越来越多的高层建筑，并且在高层建筑的设计上也出现了许许多多的新变化和新发展，由此可见，高层建筑结构设计已逐渐成为了当今高层建筑的核心内容。所以，对高层建筑的结构设计方面的相关问题进行研究是十分有意义，也是非常重要的。本文简要的分析了高层建筑的结构特征，详细的论述了高层建筑结构设计的主要原则，并且深入的探讨了高层建筑设计的相关问题，希望能够对我国高层建筑结构今后的设计工作产生积极的作用及影响。
【关键词】高层建筑；结构设计；特征；原则；问题
1 前言
随着社会及科技的迅速进步和发展，高层建筑逐步走进了人类的现实生活当中。高层建筑作为一个复杂和庞大的系统，其结构设计不仅要最大限度的满足包括抗风与抗震在内的诸多安全性能方面的需求，而且还应当切实的满足高层建筑结构的合理性以及科学性。
2 高层建筑的结构特征
从总体上来看，高层建筑一方面要承受来自于外界风力所产生的水平荷载，另一方面还要承受垂直荷载，除此之外还必须具有一定抵抗地震的能力。通常情况下，高层建筑的结构不会受到较强的水平方向的影响，影响高层建筑的主要因素就是外界风所产生的水平荷载和地震。随着当今房屋建筑高度的不断加大，其位移的增加也变得越来越快速，然而，过大的高层建筑位移不仅会对人的舒适度造成影响，并且也会影响到高层建筑物的实际使用。所以，在对高层建筑的结构进行设计的时候，应当首先将侧移控制在规定范围以内，因此，高层建筑结构设计的重点就是抗侧力结构方面的设计。
3 高层建筑结构设计的主要原则
3.1 合理的选择基础设计
应当根据不同高层建筑不同的体制条件来选择基础设计，全面的对高层建筑上部的荷载分布和结构类型加以分析，充分的对各个影响相邻建筑物和施工条件的因素进行考虑，在考虑完全之后再对基础方案进行选择。选择基础方案的时候应当尽可能的发挥出地基的潜力，必要时还应当检验地基变形，同时制定出详细和真实的地质勘测报告，若有缺失则应当及时进行实际勘察，同时参考相关建筑物资料。通常，结构单元相同的建筑物结构应当选取同一类型。
3.2 合理的选择计算简图
在计算高层建筑结构设计时，应当以计算简图为其计算的基础，若计算简图选择不够合理和科学，那么必将因结构安全导致事故的发生。因此，保证高层建筑结构设计安全的重要前提就是选择合理的选择计算简图，与此同时，应当选取与之相适应的结构方法来选择计算简图，以确保结构设计的安全，避免安全隐患的存在。在现实的结构设计当中，高层建筑的结构节点不仅仅是交接点或者钢节点，确保将计算简图误差规范在相应的范围之内。
3.3 准确分析计算结果
随着电子信息技术的迅速发展，计算机技术逐渐的被应用到了现代建筑的结构设计过程当中。在市场上有着很多不同种类的计算软件，所使用的计算软件不同，那么所得出的计算结构也会不尽相同，因此，设计工作者应当在全面的分析和认识计算软件的使用条件及使用范围的基础上，来对合适的计算软件加以择选，以保证计算的正确性。因为计算机程序可能与高层建筑物的结构状况不相符，因此，在利用计算机来进行辅助设计时，很容易出现因计算软件自身的缺陷或者人工输入误差而导致计算结果有误的问题。所以，在得出计算结果之后，应当合理的进行判断和校核，进而将误差消除或者减小到最小，得出准确的计算结果。
3.4 合理的选择结构方案
科学以及合理的高层建筑结构方案应当切实的与经济性方面的要求相符合，同时还应当满足结构体系及结构形式方面的一系列需求，其中结构体系的要求是传力简单与受力明确。在相同的高层建筑物结构单元中，必须选择同一类型的结构体系，若所设计的高层建筑坐落于地震频发区域，那么建筑物结构的应力就应当始终坚持竖向和平面规则。在综合分析了施工材料、施工条件、地理条件以及工程设计需求等诸多方面影响因素的前提下，并且与高层建筑包括电、暖、水等各专业之间的相互配合和相互协调的基础上，合理的选择结构，进而将结构方案确定出来。
4 高层建筑结构设计相关问题的分析
4.1 受力性能方面的問题
通常在高层建筑设计的最初阶段，设计人员考虑较多的就是建筑物的空间组成特点，而并非是确定高层建筑的具体结构。高层建筑的地面对其空间形式的水平方向及竖向的稳定有着十分重要的影响，由于高层建筑一般都是由重而大的结构构件所构成，所以，建筑物的结构应当把其自身的重量传送到地面上，建筑物结构的荷载通常是向下对底面产生作用的，而高层建筑设计的基本要求之一就是弄清地基承载力和向下作用力二者之间的关系，因此，在设计建筑物的方案时，就应当对主要承重墙以及承重柱的分布与数量进行总体上的设想。
4.2 扭转方面的问题
高层建筑物的三心包括结构重心、刚度中心及几何形心，在设计建筑物结构时，必须保证三心合一，也就是将三心最大限度的汇合为一点。高层建筑结构扭转方面的问题指的是在设计结构时，并没有真正的确保三心合一，进而在水平荷载的不良作用之下发生结构扭转振动效应。为了能够有效的防止高层建筑由于水平荷载的作用所导致的扭转破坏，那么在设计结构时就应当合理的选择平面布局与结构形式，从根本上保证三心合一。
4.3 振动周期和侧移方面的问题
高层建筑结构的振动周期主要包括两个方面：（1）将自振周期和场地特征周期尽可能的错开；（2）对结构自振周期进行合理的控制。
4.3.1 高层建筑结构的自振周期方面
通常其自振周期应当保持的范围为：筒中筒、剪力墙结构的自振周期在0.04N至0.10N之间；框筒、框剪结构的自振周期在0.08N到0.12N之间；框架结构的自振周期为0.1N到0.15N之间，其中N是结构层数。高层建筑结构的第二及第三周期应当保持的范围为：第二周期在1/3到1/5的自振周期之间；第三周期在1/5到1/7自振周期之间。
4.3.2 共振问题
当高层建筑所在地发生地震的时候，若高层建筑的场地特征周期接近于高层建筑的自身周期，那么很容易导致场地与建筑物的共振。所以，在设计建筑方案结构时应当预先对特征周期进行估算，通过合理的选择结构体系及结构类别，合理的对结构层数进行调整，扩大特征周期和自振周期二者间的差别，防止产生共振问题。
除了以上诸多问题之外，在设计高层建筑结构时，还必须重视单位面积重度、剪重比以及位移限制等问题，应当保证这些数值和指标的合理性和正确性，从结构的竖向、结构体系的选择及平面布置等各个方面进行深入的思考，将层间位移和顶点位移并重对待，尤其要注意角点位移的大小与合理性，注意剪重比和单位面积厚度的实际值与高层建筑结构的实际情况相契合。
5 结束语
近些年以来，我国高层建筑发展极为迅速，然而从高层建筑的实际设计质量方面来讲，其内在的设计质量是非常不理想的。因此，在高层建筑的设计过程当中，设计人员不但应当对结构计算的准确性提起高度的重视，与此同时还应当对结构方案的实际状况提起高度的重视，最终选择出出合理科学的高层建筑结构设计方案。除此之外，相关设计人员还应当切实的根据自身所掌握的结构设计知识以及实际情况来处理高层建筑设计中所出现的诸多问题，以提高高层建筑的设计质量，消除安全隐患，确保高层建筑物的使用安全、使用舒适及使用方便。
参考文献
[1]阴杰.高层建筑结构设计若干问题分析[J].山西建筑,2008(22)
[2]刘伟琼.关于高层建筑结构设计探析[J].中国新技术新产品,2011(3)
[3]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)
[4]苏英.高层建筑结构设计的几个问题[J].科技信息（学术版）,2007(16)
【关键词】高层建筑；结构设计；特征；原则；问题
1 前言
随着社会及科技的迅速进步和发展，高层建筑逐步走进了人类的现实生活当中。高层建筑作为一个复杂和庞大的系统，其结构设计不仅要最大限度的满足包括抗风与抗震在内的诸多安全性能方面的需求，而且还应当切实的满足高层建筑结构的合理性以及科学性。
2 高层建筑的结构特征
从总体上来看，高层建筑一方面要承受来自于外界风力所产生的水平荷载，另一方面还要承受垂直荷载，除此之外还必须具有一定抵抗地震的能力。通常情况下，高层建筑的结构不会受到较强的水平方向的影响，影响高层建筑的主要因素就是外界风所产生的水平荷载和地震。随着当今房屋建筑高度的不断加大，其位移的增加也变得越来越快速，然而，过大的高层建筑位移不仅会对人的舒适度造成影响，并且也会影响到高层建筑物的实际使用。所以，在对高层建筑的结构进行设计的时候，应当首先将侧移控制在规定范围以内，因此，高层建筑结构设计的重点就是抗侧力结构方面的设计。
3 高层建筑结构设计的主要原则
3.1 合理的选择基础设计
应当根据不同高层建筑不同的体制条件来选择基础设计，全面的对高层建筑上部的荷载分布和结构类型加以分析，充分的对各个影响相邻建筑物和施工条件的因素进行考虑，在考虑完全之后再对基础方案进行选择。选择基础方案的时候应当尽可能的发挥出地基的潜力，必要时还应当检验地基变形，同时制定出详细和真实的地质勘测报告，若有缺失则应当及时进行实际勘察，同时参考相关建筑物资料。通常，结构单元相同的建筑物结构应当选取同一类型。
3.2 合理的选择计算简图
在计算高层建筑结构设计时，应当以计算简图为其计算的基础，若计算简图选择不够合理和科学，那么必将因结构安全导致事故的发生。因此，保证高层建筑结构设计安全的重要前提就是选择合理的选择计算简图，与此同时，应当选取与之相适应的结构方法来选择计算简图，以确保结构设计的安全，避免安全隐患的存在。在现实的结构设计当中，高层建筑的结构节点不仅仅是交接点或者钢节点，确保将计算简图误差规范在相应的范围之内。
3.3 准确分析计算结果
随着电子信息技术的迅速发展，计算机技术逐渐的被应用到了现代建筑的结构设计过程当中。在市场上有着很多不同种类的计算软件，所使用的计算软件不同，那么所得出的计算结构也会不尽相同，因此，设计工作者应当在全面的分析和认识计算软件的使用条件及使用范围的基础上，来对合适的计算软件加以择选，以保证计算的正确性。因为计算机程序可能与高层建筑物的结构状况不相符，因此，在利用计算机来进行辅助设计时，很容易出现因计算软件自身的缺陷或者人工输入误差而导致计算结果有误的问题。所以，在得出计算结果之后，应当合理的进行判断和校核，进而将误差消除或者减小到最小，得出准确的计算结果。
3.4 合理的选择结构方案
科学以及合理的高层建筑结构方案应当切实的与经济性方面的要求相符合，同时还应当满足结构体系及结构形式方面的一系列需求，其中结构体系的要求是传力简单与受力明确。在相同的高层建筑物结构单元中，必须选择同一类型的结构体系，若所设计的高层建筑坐落于地震频发区域，那么建筑物结构的应力就应当始终坚持竖向和平面规则。在综合分析了施工材料、施工条件、地理条件以及工程设计需求等诸多方面影响因素的前提下，并且与高层建筑包括电、暖、水等各专业之间的相互配合和相互协调的基础上，合理的选择结构，进而将结构方案确定出来。
4 高层建筑结构设计相关问题的分析
4.1 受力性能方面的問题
通常在高层建筑设计的最初阶段，设计人员考虑较多的就是建筑物的空间组成特点，而并非是确定高层建筑的具体结构。高层建筑的地面对其空间形式的水平方向及竖向的稳定有着十分重要的影响，由于高层建筑一般都是由重而大的结构构件所构成，所以，建筑物的结构应当把其自身的重量传送到地面上，建筑物结构的荷载通常是向下对底面产生作用的，而高层建筑设计的基本要求之一就是弄清地基承载力和向下作用力二者之间的关系，因此，在设计建筑物的方案时，就应当对主要承重墙以及承重柱的分布与数量进行总体上的设想。
4.2 扭转方面的问题
高层建筑物的三心包括结构重心、刚度中心及几何形心，在设计建筑物结构时，必须保证三心合一，也就是将三心最大限度的汇合为一点。高层建筑结构扭转方面的问题指的是在设计结构时，并没有真正的确保三心合一，进而在水平荷载的不良作用之下发生结构扭转振动效应。为了能够有效的防止高层建筑由于水平荷载的作用所导致的扭转破坏，那么在设计结构时就应当合理的选择平面布局与结构形式，从根本上保证三心合一。
4.3 振动周期和侧移方面的问题
高层建筑结构的振动周期主要包括两个方面：（1）将自振周期和场地特征周期尽可能的错开；（2）对结构自振周期进行合理的控制。
4.3.1 高层建筑结构的自振周期方面
通常其自振周期应当保持的范围为：筒中筒、剪力墙结构的自振周期在0.04N至0.10N之间；框筒、框剪结构的自振周期在0.08N到0.12N之间；框架结构的自振周期为0.1N到0.15N之间，其中N是结构层数。高层建筑结构的第二及第三周期应当保持的范围为：第二周期在1/3到1/5的自振周期之间；第三周期在1/5到1/7自振周期之间。
4.3.2 共振问题
当高层建筑所在地发生地震的时候，若高层建筑的场地特征周期接近于高层建筑的自身周期，那么很容易导致场地与建筑物的共振。所以，在设计建筑方案结构时应当预先对特征周期进行估算，通过合理的选择结构体系及结构类别，合理的对结构层数进行调整，扩大特征周期和自振周期二者间的差别，防止产生共振问题。
除了以上诸多问题之外，在设计高层建筑结构时，还必须重视单位面积重度、剪重比以及位移限制等问题，应当保证这些数值和指标的合理性和正确性，从结构的竖向、结构体系的选择及平面布置等各个方面进行深入的思考，将层间位移和顶点位移并重对待，尤其要注意角点位移的大小与合理性，注意剪重比和单位面积厚度的实际值与高层建筑结构的实际情况相契合。
5 结束语
近些年以来，我国高层建筑发展极为迅速，然而从高层建筑的实际设计质量方面来讲，其内在的设计质量是非常不理想的。因此，在高层建筑的设计过程当中，设计人员不但应当对结构计算的准确性提起高度的重视，与此同时还应当对结构方案的实际状况提起高度的重视，最终选择出出合理科学的高层建筑结构设计方案。除此之外，相关设计人员还应当切实的根据自身所掌握的结构设计知识以及实际情况来处理高层建筑设计中所出现的诸多问题，以提高高层建筑的设计质量，消除安全隐患，确保高层建筑物的使用安全、使用舒适及使用方便。
参考文献
[1]阴杰.高层建筑结构设计若干问题分析[J].山西建筑,2008(22)
[2]刘伟琼.关于高层建筑结构设计探析[J].中国新技术新产品,2011(3)
[3]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)
[4]苏英.高层建筑结构设计的几个问题[J].科技信息（学术版）,2007(16)