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【摘 要】 高层建筑的出现对于缓解我国居住紧张具有重要的意义与作用。当前，我国发展正处于关键时期，在这一重要的发展时期，对于加强社会建设，提高人们生活水平意义重大。本文对谈高层建筑结构设计特点进行研究。
【关键词】 高层建筑；结构设计；特点
现代高层建筑结构设计中，不单单是要求其建筑结构的安全性，对其美观性和艺术性要求也越来越高。随着社会技术的不断发展和进步，高层建筑的设计理念和设计技术也在不断地更新，对其设计风格也进行了积极的探索和改变，这都将推动现代高层建筑的迅速发展。
一、高层建筑结构设计的特点
1、水平荷载成为决定因素
水平力在所有建筑结构选择和设计中都是最重要的因素，对于高层建筑来说更是如此，因为普通建筑中，受其建筑高度限制，水平力对于建筑的结构影响较小，但是随着建筑高度的增加，水平力在建筑结构中起到的作用也随之增大。从专业角度讲，一方面，建筑的自重和露面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，它与建筑高度的一次方成正比；从另一个角度来看，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，楼房的高度从竖向荷载来说一般情况是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
2、侧移因素
与低层建筑物不同，高层建筑中的结构侧移已经成为其设计中要考虑的关键因素，随着楼层的增加，水平荷载作用下结构的侧向变形会迅速增大，只有充分的考虑到侧移关系，才能够将高层建筑结构的侧移控制在合理的限度之内，有效的保证居住和工作环境。
3、承载力设计需要基础
在高层建筑结构选择和设计上，必须要保证它的承载力基础，特别是要注重刚度的加强，以抵抗侧向力。结构侧移是高层建筑结构设计的关键因素，这是余较低楼房不同的地方。建筑物层数的增加，使得每多一层其侧向力都会发生很大的变化，所以建筑物特别是高层建筑物需要控制水平荷载因素。
二、高层建筑结构设计分析
1、较多柱的剪力墙结构设计
现在很多建筑是高层建筑，这类建筑中因高层空间使用的需要必须在墙内外部结构布置有较多的柱当作支撑，但尚未达到框架剪力墙结构的程度，建筑规定中对此类建筑在规范中没有设定具体可行的操作方法，那么有這类结构有以下方法可供参考：结构设计整体分析按较多柱的剪力墙结构规范来设置，柱子楼层压力则根据实际情况来进行调整，结构级别按剪力墙结构确定来实际操作，与较多柱体相关的挑梁使建筑设计创新中所涉及的目标、条件、对象等因素逐渐条理化、具体化，实现设计条件的整合，创新性地解决建筑设计中的条件问题、矛盾问题和价值问题，使建筑设计创新这一过去主要依靠灵感、不可控制的黑箱型过程转变为更多地依靠理性的、可控制的白箱型过程，增加创新的理性、效率和稳定性。
2、满足建筑抗震要求
在进行建筑结构设计时，需要确保其结构各部分的刚度是对称的、是均匀的，各结构单元的平面形状也需要尽量保持简单和规则。其结构如果比较复杂，并且不规则、不对称，那么对其复杂的地震应力就非常难以进行计算和处理，比如说应力集中和扭转等，这些对于建筑抗震设计非常不利。所以说，在进行高层建筑结构设计的时候，就需要尽量使地震力作用中心和建筑刚度中心进行重合，一般其偏心距e不宜超过垂直于外力作用线建筑物边长的5%。同时还可以采用比较利于抗震的竖向布置，但是竖向布置中需要对刚度的均匀性以及连续性进行确保。
（1）合理处理建筑的防震缝
若建筑结构不规则，需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间，应将建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边需具备足够宽度，彻底分开防震缝两边的上部建构。并顺着建筑高度，在防震缝两侧布置墙体。
（2）规则性设计建筑结构
在建筑的结构设计上，均匀分布结构刚度与质量、规则设计建筑平面与立体结构等是保障建筑抗震性能的一个重要环节。若建筑具有平面设计复杂，而质量、刚度等分布混乱的情况，在面临地震时，建筑将会产生扭转情况，使建筑受到严重破坏。其次，在建筑整体结构的设计中，建筑若具有规则性，在地震期间发生扭转的可能性较大。并且若建筑采用错落立面，将会因为高度过高而引起鞭梢效应。
（3）合理布置建筑的纵横墙
墙体属于建筑的主要承重构件，由于建筑的刚度大小主要取决于墙体数量，若承重墙体上，将会加大墙体间隔，进而降低建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间，需均匀分布建筑的横墙以及纵墙，从而确保建筑的整体抗震性能。
3、梁、板的跨度计算
在建筑结构设计的相关规范中的计算跨度，例如净跨度的1.05倍等，这些概念与规定只适应于常规的建筑结构设计，可是在宽扁梁的跨中挠度、配筋验算中却不适用。而对于梁板结构，其实际上可认为是在结构中线上设置以刚性支座，这样使梁的概念变得不再单一，将梁结构形式与板结构统一为一个变截面板结构。在扁梁结构计算中，梁的高度与板厚的范围较接近，因此在计算扁梁结构中，应选取梁高度的一半处的中线作为梁的弯矩取值。
4、主次梁节点设计问题
我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况，时常会发现框架主梁扭矩很大，抗扭承载力不足，有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接，释放扭矩，但这样处理是否合理，与实际的受力情况是否一致呢？作为梁端铰接，就是要保证梁端有一定的转动能力；固接，就是要限制梁端的转动能力；而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接，梁端铰接不能随意地人为设置。
设置铰接梁，是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝，但是不会破坏，就是说形成朔性铰之后，此梁由超静定变成静定结构，结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大，才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大，支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接，即使为铰接，《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定，要求上部配置构造钢筋，且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的1/4；如果主次梁截面相差不大，次梁高度只比主梁少50mm，这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了，这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。如何处理，首先我们应该考虑加高框架梁解决配筋超筋，加宽框架梁解决受扭不满足，如果条件所限不能加宽，那才可以看能不能铰接次梁了，但这里的铰是指的假想铰，而是要保证支座负筋首先屈服，造成内力的卸载和重分布，分布后达到和铰接类似的受力情况，此时的铰接就得要从构造措施上进行保证，现行国家标准图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图11G101-1）第86页针对非框架梁（即次梁）的配筋构造做出了明确的示意。结构设计最重要的原则是：结构设计建模要立足于结构自身，主要力学模型要与实际构件接近，以保证计算结果能够真实反映结构状况，这样才能保证结构的安全。
5、对建筑配筋进行合理设计
钢筋是保证建筑强度和韧性的重要材料，在进行建筑设计时要充分考虑到钢筋的配比，在保证建筑结构稳定性的同时，最大限度的节约建筑成本。在剪力墙的设计时，一定要根据建筑结构要求进行配筋设计，按照横向钢筋在外，纵向钢筋在内的原则，平均的分配钢筋。但是在地下部分的建设时，就要考虑到土压力产生的侧向压力对墙体的影响，这时就要按照纵向钢筋在外，横向钢筋在内的原则进行钢筋分配，增大墙体的抗侧压能力。在需要重点加固的部分可以使用双层钢筋加密排列的办法进行设计，提高墙体强度。
6、科学合理地设置伸缩缝和沉降缝
伸缩缝，又被人们称为温度缝。上文中提到，在温差作用和混凝土结构本身收缩的影响下形成一种力量，而这个力在被约束的情况下逐渐变为内部拉应力，长期作用下，会造成屋面、墙体、和楼地面等出现裂缝，严重的甚至会损坏一部分建筑物体。因此，为了避免出现较大的危害性裂缝，就需要合理设置伸缩缝，并把建筑结构划分为两个以上的单体，尽量减少伸缩变形的的程度。与伸缩缝一样，设置沉降缝的目的也是为了减小危害性裂缝产生的几率。具体来说，就是依据建筑物高差较大、地基土质变异等地方的实际情况，以刚度为标准把建筑划分为不同的单元，让每个单元都可以自由下沉，从而避免不均匀沉降所引起的裂缝。
三、结束语
要适应建筑设计市场需要，为业主创造一座既满足建筑使用功能、构造功能和形象功能的要求，又安全经济，且符合地理环境条件的建筑物，设计人员必须不断总结设计经验，提高自己的业务能力和技术水平，使之具备结构设计概念、经验、悟性、判断力和创造力。
参考文献：
[1]张海伟.高层建筑结构设计[M].北京：北京大学出版社，2011.
[2]温启平，殷欣.基于防震考虑的高层建筑结构设计要点探析[J].建筑知识（学术刊），2013（02）.
[3]贾彦武，田野.浅谈高层建筑的结构设计分析[J].科技与企业，2013，（01）.
【关键词】 高层建筑；结构设计；特点
现代高层建筑结构设计中，不单单是要求其建筑结构的安全性，对其美观性和艺术性要求也越来越高。随着社会技术的不断发展和进步，高层建筑的设计理念和设计技术也在不断地更新，对其设计风格也进行了积极的探索和改变，这都将推动现代高层建筑的迅速发展。
一、高层建筑结构设计的特点
1、水平荷载成为决定因素
水平力在所有建筑结构选择和设计中都是最重要的因素，对于高层建筑来说更是如此，因为普通建筑中，受其建筑高度限制，水平力对于建筑的结构影响较小，但是随着建筑高度的增加，水平力在建筑结构中起到的作用也随之增大。从专业角度讲，一方面，建筑的自重和露面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，它与建筑高度的一次方成正比；从另一个角度来看，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，楼房的高度从竖向荷载来说一般情况是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
2、侧移因素
与低层建筑物不同，高层建筑中的结构侧移已经成为其设计中要考虑的关键因素，随着楼层的增加，水平荷载作用下结构的侧向变形会迅速增大，只有充分的考虑到侧移关系，才能够将高层建筑结构的侧移控制在合理的限度之内，有效的保证居住和工作环境。
3、承载力设计需要基础
在高层建筑结构选择和设计上，必须要保证它的承载力基础，特别是要注重刚度的加强，以抵抗侧向力。结构侧移是高层建筑结构设计的关键因素，这是余较低楼房不同的地方。建筑物层数的增加，使得每多一层其侧向力都会发生很大的变化，所以建筑物特别是高层建筑物需要控制水平荷载因素。
二、高层建筑结构设计分析
1、较多柱的剪力墙结构设计
现在很多建筑是高层建筑，这类建筑中因高层空间使用的需要必须在墙内外部结构布置有较多的柱当作支撑，但尚未达到框架剪力墙结构的程度，建筑规定中对此类建筑在规范中没有设定具体可行的操作方法，那么有這类结构有以下方法可供参考：结构设计整体分析按较多柱的剪力墙结构规范来设置，柱子楼层压力则根据实际情况来进行调整，结构级别按剪力墙结构确定来实际操作，与较多柱体相关的挑梁使建筑设计创新中所涉及的目标、条件、对象等因素逐渐条理化、具体化，实现设计条件的整合，创新性地解决建筑设计中的条件问题、矛盾问题和价值问题，使建筑设计创新这一过去主要依靠灵感、不可控制的黑箱型过程转变为更多地依靠理性的、可控制的白箱型过程，增加创新的理性、效率和稳定性。
2、满足建筑抗震要求
在进行建筑结构设计时，需要确保其结构各部分的刚度是对称的、是均匀的，各结构单元的平面形状也需要尽量保持简单和规则。其结构如果比较复杂，并且不规则、不对称，那么对其复杂的地震应力就非常难以进行计算和处理，比如说应力集中和扭转等，这些对于建筑抗震设计非常不利。所以说，在进行高层建筑结构设计的时候，就需要尽量使地震力作用中心和建筑刚度中心进行重合，一般其偏心距e不宜超过垂直于外力作用线建筑物边长的5%。同时还可以采用比较利于抗震的竖向布置，但是竖向布置中需要对刚度的均匀性以及连续性进行确保。
（1）合理处理建筑的防震缝
若建筑结构不规则，需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间，应将建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边需具备足够宽度，彻底分开防震缝两边的上部建构。并顺着建筑高度，在防震缝两侧布置墙体。
（2）规则性设计建筑结构
在建筑的结构设计上，均匀分布结构刚度与质量、规则设计建筑平面与立体结构等是保障建筑抗震性能的一个重要环节。若建筑具有平面设计复杂，而质量、刚度等分布混乱的情况，在面临地震时，建筑将会产生扭转情况，使建筑受到严重破坏。其次，在建筑整体结构的设计中，建筑若具有规则性，在地震期间发生扭转的可能性较大。并且若建筑采用错落立面，将会因为高度过高而引起鞭梢效应。
（3）合理布置建筑的纵横墙
墙体属于建筑的主要承重构件，由于建筑的刚度大小主要取决于墙体数量，若承重墙体上，将会加大墙体间隔，进而降低建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间，需均匀分布建筑的横墙以及纵墙，从而确保建筑的整体抗震性能。
3、梁、板的跨度计算
在建筑结构设计的相关规范中的计算跨度，例如净跨度的1.05倍等，这些概念与规定只适应于常规的建筑结构设计，可是在宽扁梁的跨中挠度、配筋验算中却不适用。而对于梁板结构，其实际上可认为是在结构中线上设置以刚性支座，这样使梁的概念变得不再单一，将梁结构形式与板结构统一为一个变截面板结构。在扁梁结构计算中，梁的高度与板厚的范围较接近，因此在计算扁梁结构中，应选取梁高度的一半处的中线作为梁的弯矩取值。
4、主次梁节点设计问题
我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况，时常会发现框架主梁扭矩很大，抗扭承载力不足，有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接，释放扭矩，但这样处理是否合理，与实际的受力情况是否一致呢？作为梁端铰接，就是要保证梁端有一定的转动能力；固接，就是要限制梁端的转动能力；而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接，梁端铰接不能随意地人为设置。
设置铰接梁，是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝，但是不会破坏，就是说形成朔性铰之后，此梁由超静定变成静定结构，结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大，才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大，支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接，即使为铰接，《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定，要求上部配置构造钢筋，且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的1/4；如果主次梁截面相差不大，次梁高度只比主梁少50mm，这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了，这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。如何处理，首先我们应该考虑加高框架梁解决配筋超筋，加宽框架梁解决受扭不满足，如果条件所限不能加宽，那才可以看能不能铰接次梁了，但这里的铰是指的假想铰，而是要保证支座负筋首先屈服，造成内力的卸载和重分布，分布后达到和铰接类似的受力情况，此时的铰接就得要从构造措施上进行保证，现行国家标准图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图11G101-1）第86页针对非框架梁（即次梁）的配筋构造做出了明确的示意。结构设计最重要的原则是：结构设计建模要立足于结构自身，主要力学模型要与实际构件接近，以保证计算结果能够真实反映结构状况，这样才能保证结构的安全。
5、对建筑配筋进行合理设计
钢筋是保证建筑强度和韧性的重要材料，在进行建筑设计时要充分考虑到钢筋的配比，在保证建筑结构稳定性的同时，最大限度的节约建筑成本。在剪力墙的设计时，一定要根据建筑结构要求进行配筋设计，按照横向钢筋在外，纵向钢筋在内的原则，平均的分配钢筋。但是在地下部分的建设时，就要考虑到土压力产生的侧向压力对墙体的影响，这时就要按照纵向钢筋在外，横向钢筋在内的原则进行钢筋分配，增大墙体的抗侧压能力。在需要重点加固的部分可以使用双层钢筋加密排列的办法进行设计，提高墙体强度。
6、科学合理地设置伸缩缝和沉降缝
伸缩缝，又被人们称为温度缝。上文中提到，在温差作用和混凝土结构本身收缩的影响下形成一种力量，而这个力在被约束的情况下逐渐变为内部拉应力，长期作用下，会造成屋面、墙体、和楼地面等出现裂缝，严重的甚至会损坏一部分建筑物体。因此，为了避免出现较大的危害性裂缝，就需要合理设置伸缩缝，并把建筑结构划分为两个以上的单体，尽量减少伸缩变形的的程度。与伸缩缝一样，设置沉降缝的目的也是为了减小危害性裂缝产生的几率。具体来说，就是依据建筑物高差较大、地基土质变异等地方的实际情况，以刚度为标准把建筑划分为不同的单元，让每个单元都可以自由下沉，从而避免不均匀沉降所引起的裂缝。
三、结束语
要适应建筑设计市场需要，为业主创造一座既满足建筑使用功能、构造功能和形象功能的要求，又安全经济，且符合地理环境条件的建筑物，设计人员必须不断总结设计经验，提高自己的业务能力和技术水平，使之具备结构设计概念、经验、悟性、判断力和创造力。
参考文献：
[1]张海伟.高层建筑结构设计[M].北京：北京大学出版社，2011.
[2]温启平，殷欣.基于防震考虑的高层建筑结构设计要点探析[J].建筑知识（学术刊），2013（02）.
[3]贾彦武，田野.浅谈高层建筑的结构设计分析[J].科技与企业，2013，（01）.