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【摘 要】 国民经济不断发展，城市化的进程加快，在城市建设设计中，高层建筑建设是城市建设的主要内容，高层建筑结构设计尤其重要。特别是在城市土地资源供应比较紧张等情况下，高层建筑对解决节约土地、缓解住房紧张的问题起到决定性的作用。另一方面，高层建筑主体结构设计对城市的空间环境美化、高层建筑高发展等都起到积极的促进作用。
【关键词】 高层建筑;主体结构;结构设计
1 高层建筑主体结构设计的特点
高层建筑主体结构设计主要指的是对高层建筑的特性进行结构设计，需要满足的要求如下：安全性、实用性、耐久性、可行性及经济性，根据相关的设计标准，布置建筑的总体结构，进行技术分析，并不断的优化。
和低层建筑以及多层建筑相比，在高层建筑主体结构设计中，结构专业的位置比较重要，结构体系不同，建筑平面设置、楼层高度、施工技术以及投资造价都会存在较大差异。在设计中，首先要分析引起结构失去平衡或者破坏的外部作用和间接作用，外部作用主要有：结构自重、活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载及地震产生的水平力等;间接作用有：混凝土收缩、温度变化风荷载、焊接变形地基沉降等。高层建筑主体结构设计的特点主要表现在以下几个方面：
1）在低层以及多层房屋中，通常是竖向荷载设计，比较典型的是重力，而高层建筑主要受力是水平力（习惯称水平荷载）。在结构受力分析时，竖向荷载对建筑具有一定的影响，但主要考虑的是水平力。对于高度特定的建筑而言，竖向荷载通常是具有一定的数据，但是，风荷载以及地震作用是水平荷载，建筑造型和结构动力性发生变化，水平荷载也会发生变化，如：在高层建筑中，特别是超高层建筑中，水平荷载越来越大，起控制作用，30～50层的房屋就应设计成筒体结构体系，超过50层的建筑就应设计成多筒体组合结构体系。
2）高层建筑需要注意减轻自重。在减轻自重方面，高层建筑的意义要大于多层建筑。考虑到地基承载力，如果地基基础相同，减少房屋的自重在软土层中效益比较明显。地震的效应和建筑重量呈现正比关系，减少房屋的自重，有助于增加结构的抗震能力，减小抗震破坏。高层建筑重量增加以后，对结构产生作用的地震剪力比较大，因为重心较高，地震作用具有较大的倾覆力矩，对于竖向构件，会形成附加轴力，产生更大的附加彎矩，从而增加了抗震破坏的严重性。
3）抗震设计具有较高的要求。高层建筑在结构设计方面，必须根据相关规范要求考虑到抗震设防，确保结构具有很好的抗震性能。
2 高层建筑主体结构设计的原则
2.1计算简图合理。对高层建筑进行结构计算，主要是在工程计算简图上。为保证高层建筑结构设计具有安全性，质量达到标准，需要注意设计方法科学，计算方案合理。对于高层建筑主体结构设计而言，最先考虑的原则是结构计算方案具有合理性以及科学性。如果在高层建筑设计最初，设计人员在设计结构图时，计算简图不合理或者是选择的不科学，在实际施工过程中，分项工程节点不符合设计图纸，实际的误差会大于建筑允许的范围，影响到工程的质量。当工程质量出现问题以后，会对居住的人们生命安全造成威胁。因此，在进行结构设计时，相关的人员需要遵守设计的原则，合理的选择计算简图，计算建筑结构。
2.2基础方案合理。从建筑工程的角度考虑，要想保证建筑结构的稳定性，在施工时，需要注意地基基础的质量。对于高层建筑而言，当地基基础达标，结构比较稳定后，工程的质量才具有保证。在设计高层建筑或者是在实际的建筑过程中，必须重视地基的基础结构。在进行设计时，需要结合工程实际情况，考察施工现场水文环境以及土壤性质，根据建筑工程结构类型或者是载荷情况，设计地基方案。在设计地基的基础结构时，如果工程地理环境比较差，结构设计人员需要亲自到现场考察，测量地质环境，设计地质勘察报告，为基础设计提供参考。
2.3结构方案的选择。在选择结构方案时，应当考虑到方案的可行性，结构形式合理;在选择方案时，实地考察工程实际的需求情况，结合材料供应、工程地理环境以及水文条件，综合分析考察的结果，在和其他专业协商以后，如建筑、水、暖等专业，选择建筑结构的形式。
2.4对计算结果进行详细的分析。在进行结构设计时，需要用到计算机技术，但是现阶段计算机软件种类比较多，软件不同，计算结果会产生很大的差距。在用计算机进行辅助设计时，如果结构的实际情形不符合程序，或者是人工输入出现错误，计算结果都会出现错误。所以，结构工程师对于计算结果应当进行仔细的分析，并进行仔细的核对，进行判断。
3 高层建筑主体结构设计出现的问题
3.1剪力墙结构。在建筑结构设计方面，存在一类结构形式是底部结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构，上部结构为多层砌体，此类结构应用的范围是沿街的住宅、办公区域或者是旅馆，下层为开放式房屋，如商店等，上层是多层砌体开间住宅。对于此类建筑，一些设计人员为扩大使用的面积，将2层以上外层挑墙的位置进行特殊处理，安排于悬挑梁上部，由于荷载较大，底层承载挑梁容易产生裂缝。在临街砌体结构中，此类问题发生比较多。
3.2混淆边续梁和单梁。这类情况主要是出现在阳台边梁设计中。原因主要是边梁的荷重比较小，设计人员不重视边梁的荷重情况，在支座上，缺少梁负筋量，受拉区容易存在裂缝。如果边梁比较长，问题会比较明显，阳台边梁位置是室外，恶劣天气容易对此造成影响，裂缝会变大，承载力降低，容易产生安全隐患。
3.3忽略纵向框架。在对现代建筑进行抗震结构设计时，主要是在2个主轴角度实行计算。不同角度抗震能力承担者主要是同方向的抗侧力。在框架结构设计中，它是比较重要的内容，横向框架、纵向框架发挥的作用都比较重要。部分设计人员在纵向框架上，抗震设计的节点、箍筋都不符合实际的要求。在跨中纵筋以及梁支座负筋等具体的位置上，缺少充足的配筋。
3.4楼层在平面刚度方面不符合标准。部分结构在设计时，没有采取相应的措施，只是应用简单的变形。从理论角度考虑，数学模型准确性比较高，但是，不能掌握楼板变形的具体数值。在这种设计中，实施后，结构的构件安全性不能得到保证，建筑的整体结构存在问题。 4 高层建筑主体结构设计的方法
4.1主梁中存在次梁位置增加附加筋。在這种情况下，通常是增设箍筋。附加筋需要设置，但要结合实际的情况。当主梁、次梁在截面方面差距较小时，次梁荷载比较大，需要增设附加筋。若主梁高度到特定的程度，次梁截面较小，荷载负担也比较小时，主梁就不必增设附加筋。当主梁和次梁具有较大的截面时，荷载压力比较小，不必增设附加筋。
4.2依据实际的需求选择结构形式。首先，对于高层建筑主体结构设计方面，建筑几何中心、刚度中心以及结构中心尽量处于同一点，如果未满足这个要求，在施工以及使用时，会产生很大的问题，主要是扭转问题。扭转问题即在建筑结构内部，由于水平荷载力的因素，出现振动扭转。扭转问题以及水平风载，会严重地影响到建筑的结构。其次，对于立面、平面，在选择形式时，高层建筑的平面应当力求形式简单、对称，具有规则性。很多的研究结果表示，建筑结构缺乏对称性，出现内凹、外凸，会损害建筑稳定性以及抗震性能，减少建筑的荷载力。若建筑结构不对称，在凹凸拐角地方，应力太集中，会出现损害，应该避免。再次，完全对称建筑应当重视凸起比例。若建筑结构是完全对称，就应当注意结构凸起比例，并进行合理的控制。如果凸起部分的比例比较大，需要采取补救的方法。在进行竖向布置时，刚度需要保持连续性以及均匀性，在结构软弱层中不会出现软弱层同刚度突变。软弱层同刚度突变的原因是切断剪力墙。考虑到实际的情况，出于设计的需求，必须将某部分剪力墙切断，对于相邻剪力墙，必须加强。如果建筑过于注重外在的结构形式，就会影响到建筑应用的安全性。
4.3对水平位移的要求。在高层建筑主体结构中，不能避免水平位移，但是，位移的数值和高层的安全原则相符，也并不意味着主体结构设计就具有合理性。在设计的过程中，同样需要想到周期、地震力因素。通常情况下，剪力墙结构位移线应当设置为弯曲型，而不是剪切型。若建筑具有框架结构，位移的曲线最为合理的是剪切型。当以上两种的结构相互结合时，位移曲线应当结合起来。
5 结语
在高层建筑主体结构设计中，容易忽略上述提到的问题，设计者将很大的精力放在空间格局以及个性新颖方面，对于平面以及立面的问题，没有重视，影响到建筑稳定性。为提升高层建筑主体结构的质量，结构设计者需要提高设计的质量，对人们的生命安全负责。在进行建设前，结构设计师应当考虑到工程的现实情况，选择合适的设计形式，不断优化设计方法，保证高层建筑主体结构的安全性。
参考文献：
[1]邓玉婷.高层建筑结构设计与问题[J].江西建材，2013（4）.
[2]程虎，孙海荣，孙富强.高层建筑的结构设计[J].中华建设，2013（9）.
[3]佟洁.浅论高层建筑结构设计问题[J].科学与财富，2013（10）.
[4]陈林.某高层建筑结构设计分析[J].建筑知识（学术刊），2012（11）.
【关键词】 高层建筑;主体结构;结构设计
1 高层建筑主体结构设计的特点
高层建筑主体结构设计主要指的是对高层建筑的特性进行结构设计，需要满足的要求如下：安全性、实用性、耐久性、可行性及经济性，根据相关的设计标准，布置建筑的总体结构，进行技术分析，并不断的优化。
和低层建筑以及多层建筑相比，在高层建筑主体结构设计中，结构专业的位置比较重要，结构体系不同，建筑平面设置、楼层高度、施工技术以及投资造价都会存在较大差异。在设计中，首先要分析引起结构失去平衡或者破坏的外部作用和间接作用，外部作用主要有：结构自重、活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载及地震产生的水平力等;间接作用有：混凝土收缩、温度变化风荷载、焊接变形地基沉降等。高层建筑主体结构设计的特点主要表现在以下几个方面：
1）在低层以及多层房屋中，通常是竖向荷载设计，比较典型的是重力，而高层建筑主要受力是水平力（习惯称水平荷载）。在结构受力分析时，竖向荷载对建筑具有一定的影响，但主要考虑的是水平力。对于高度特定的建筑而言，竖向荷载通常是具有一定的数据，但是，风荷载以及地震作用是水平荷载，建筑造型和结构动力性发生变化，水平荷载也会发生变化，如：在高层建筑中，特别是超高层建筑中，水平荷载越来越大，起控制作用，30～50层的房屋就应设计成筒体结构体系，超过50层的建筑就应设计成多筒体组合结构体系。
2）高层建筑需要注意减轻自重。在减轻自重方面，高层建筑的意义要大于多层建筑。考虑到地基承载力，如果地基基础相同，减少房屋的自重在软土层中效益比较明显。地震的效应和建筑重量呈现正比关系，减少房屋的自重，有助于增加结构的抗震能力，减小抗震破坏。高层建筑重量增加以后，对结构产生作用的地震剪力比较大，因为重心较高，地震作用具有较大的倾覆力矩，对于竖向构件，会形成附加轴力，产生更大的附加彎矩，从而增加了抗震破坏的严重性。
3）抗震设计具有较高的要求。高层建筑在结构设计方面，必须根据相关规范要求考虑到抗震设防，确保结构具有很好的抗震性能。
2 高层建筑主体结构设计的原则
2.1计算简图合理。对高层建筑进行结构计算，主要是在工程计算简图上。为保证高层建筑结构设计具有安全性，质量达到标准，需要注意设计方法科学，计算方案合理。对于高层建筑主体结构设计而言，最先考虑的原则是结构计算方案具有合理性以及科学性。如果在高层建筑设计最初，设计人员在设计结构图时，计算简图不合理或者是选择的不科学，在实际施工过程中，分项工程节点不符合设计图纸，实际的误差会大于建筑允许的范围，影响到工程的质量。当工程质量出现问题以后，会对居住的人们生命安全造成威胁。因此，在进行结构设计时，相关的人员需要遵守设计的原则，合理的选择计算简图，计算建筑结构。
2.2基础方案合理。从建筑工程的角度考虑，要想保证建筑结构的稳定性，在施工时，需要注意地基基础的质量。对于高层建筑而言，当地基基础达标，结构比较稳定后，工程的质量才具有保证。在设计高层建筑或者是在实际的建筑过程中，必须重视地基的基础结构。在进行设计时，需要结合工程实际情况，考察施工现场水文环境以及土壤性质，根据建筑工程结构类型或者是载荷情况，设计地基方案。在设计地基的基础结构时，如果工程地理环境比较差，结构设计人员需要亲自到现场考察，测量地质环境，设计地质勘察报告，为基础设计提供参考。
2.3结构方案的选择。在选择结构方案时，应当考虑到方案的可行性，结构形式合理;在选择方案时，实地考察工程实际的需求情况，结合材料供应、工程地理环境以及水文条件，综合分析考察的结果，在和其他专业协商以后，如建筑、水、暖等专业，选择建筑结构的形式。
2.4对计算结果进行详细的分析。在进行结构设计时，需要用到计算机技术，但是现阶段计算机软件种类比较多，软件不同，计算结果会产生很大的差距。在用计算机进行辅助设计时，如果结构的实际情形不符合程序，或者是人工输入出现错误，计算结果都会出现错误。所以，结构工程师对于计算结果应当进行仔细的分析，并进行仔细的核对，进行判断。
3 高层建筑主体结构设计出现的问题
3.1剪力墙结构。在建筑结构设计方面，存在一类结构形式是底部结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构，上部结构为多层砌体，此类结构应用的范围是沿街的住宅、办公区域或者是旅馆，下层为开放式房屋，如商店等，上层是多层砌体开间住宅。对于此类建筑，一些设计人员为扩大使用的面积，将2层以上外层挑墙的位置进行特殊处理，安排于悬挑梁上部，由于荷载较大，底层承载挑梁容易产生裂缝。在临街砌体结构中，此类问题发生比较多。
3.2混淆边续梁和单梁。这类情况主要是出现在阳台边梁设计中。原因主要是边梁的荷重比较小，设计人员不重视边梁的荷重情况，在支座上，缺少梁负筋量，受拉区容易存在裂缝。如果边梁比较长，问题会比较明显，阳台边梁位置是室外，恶劣天气容易对此造成影响，裂缝会变大，承载力降低，容易产生安全隐患。
3.3忽略纵向框架。在对现代建筑进行抗震结构设计时，主要是在2个主轴角度实行计算。不同角度抗震能力承担者主要是同方向的抗侧力。在框架结构设计中，它是比较重要的内容，横向框架、纵向框架发挥的作用都比较重要。部分设计人员在纵向框架上，抗震设计的节点、箍筋都不符合实际的要求。在跨中纵筋以及梁支座负筋等具体的位置上，缺少充足的配筋。
3.4楼层在平面刚度方面不符合标准。部分结构在设计时，没有采取相应的措施，只是应用简单的变形。从理论角度考虑，数学模型准确性比较高，但是，不能掌握楼板变形的具体数值。在这种设计中，实施后，结构的构件安全性不能得到保证，建筑的整体结构存在问题。 4 高层建筑主体结构设计的方法
4.1主梁中存在次梁位置增加附加筋。在這种情况下，通常是增设箍筋。附加筋需要设置，但要结合实际的情况。当主梁、次梁在截面方面差距较小时，次梁荷载比较大，需要增设附加筋。若主梁高度到特定的程度，次梁截面较小，荷载负担也比较小时，主梁就不必增设附加筋。当主梁和次梁具有较大的截面时，荷载压力比较小，不必增设附加筋。
4.2依据实际的需求选择结构形式。首先，对于高层建筑主体结构设计方面，建筑几何中心、刚度中心以及结构中心尽量处于同一点，如果未满足这个要求，在施工以及使用时，会产生很大的问题，主要是扭转问题。扭转问题即在建筑结构内部，由于水平荷载力的因素，出现振动扭转。扭转问题以及水平风载，会严重地影响到建筑的结构。其次，对于立面、平面，在选择形式时，高层建筑的平面应当力求形式简单、对称，具有规则性。很多的研究结果表示，建筑结构缺乏对称性，出现内凹、外凸，会损害建筑稳定性以及抗震性能，减少建筑的荷载力。若建筑结构不对称，在凹凸拐角地方，应力太集中，会出现损害，应该避免。再次，完全对称建筑应当重视凸起比例。若建筑结构是完全对称，就应当注意结构凸起比例，并进行合理的控制。如果凸起部分的比例比较大，需要采取补救的方法。在进行竖向布置时，刚度需要保持连续性以及均匀性，在结构软弱层中不会出现软弱层同刚度突变。软弱层同刚度突变的原因是切断剪力墙。考虑到实际的情况，出于设计的需求，必须将某部分剪力墙切断，对于相邻剪力墙，必须加强。如果建筑过于注重外在的结构形式，就会影响到建筑应用的安全性。
4.3对水平位移的要求。在高层建筑主体结构中，不能避免水平位移，但是，位移的数值和高层的安全原则相符，也并不意味着主体结构设计就具有合理性。在设计的过程中，同样需要想到周期、地震力因素。通常情况下，剪力墙结构位移线应当设置为弯曲型，而不是剪切型。若建筑具有框架结构，位移的曲线最为合理的是剪切型。当以上两种的结构相互结合时，位移曲线应当结合起来。
5 结语
在高层建筑主体结构设计中，容易忽略上述提到的问题，设计者将很大的精力放在空间格局以及个性新颖方面，对于平面以及立面的问题，没有重视，影响到建筑稳定性。为提升高层建筑主体结构的质量，结构设计者需要提高设计的质量，对人们的生命安全负责。在进行建设前，结构设计师应当考虑到工程的现实情况，选择合适的设计形式，不断优化设计方法，保证高层建筑主体结构的安全性。
参考文献：
[1]邓玉婷.高层建筑结构设计与问题[J].江西建材，2013（4）.
[2]程虎，孙海荣，孙富强.高层建筑的结构设计[J].中华建设，2013（9）.
[3]佟洁.浅论高层建筑结构设计问题[J].科学与财富，2013（10）.
[4]陈林.某高层建筑结构设计分析[J].建筑知识（学术刊），2012（11）.