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【摘要】由于科技的持续发展及城市的快速发展，建筑市场得到了蓬勃发展，越来越多的高楼大厦，摩天大厦耸立而出，不停地有新地标涌现。人们审美眼光的提升，使之他们对建筑楼房的外观、内在实用性和安全性提出了更多的要求。因此，影响建筑建设及建筑成果的最重要因素就是高层建筑结构的设计问题，因为建筑结构的設计就是建筑设计的重点。本文将以高层建筑结构的设计特点和设计原则为中心展开叙述，并就目前在高层建筑结构设计中普遍出现的问题提出相应观点及解决办法。
【关键词】高层建筑 结构设计 存在的不足 对策
1 前言
随着我国经济的蓬勃发展，我国各式各样的高层建筑也随之出现在人们的视线中，关于高层建筑的设计思想层出不穷，建筑竖向体形与平面的布置发展的更加复杂，对于高层结构设计作出了更高要求。高层建筑采用的结构形式，同时进行灵活的建筑平面布置，人们往往忽视了高层建筑框架结构设计过程中的一些严重问题，这给工程的质量造成危害。因此，我们必须提高高层建筑结构设计的水平。
2 高层建筑结构设计特点
高层建筑的结构设计比低层建筑的结构设计更加细致，要求技术人员需要严谨科学的工作态度。高层建筑结构设计的特点十分广泛，主要可以归纳为以下几方面：
2.1 水平荷载力方面
水平荷载在建筑设计中起着重要作用，首先，楼房本身的重量以及楼层表面所需要的荷载在竖直方向的构件中产生的弯矩、轴力数值，与楼高的一次方存在正比关系；并且水平荷载会对建筑结构产生一种倾覆力矩，这样会在竖向构件中产生一种轴力。另外，对高度范围一定的楼房来说，竖直方向的构件中产生的荷载基本上是固定不变的，而水平方向的风荷载和地震作用则与其不同，它们的数值通常有较大变化，且随结构动力特点的差异性而变化。
2.2轴向变形不容忽视
在一般使用框架体系或者是剪力墙的高层建筑中，边柱的轴压应力在通常情况下小于框架中柱的轴压应力，边柱的轴向变形程度往往小于中柱的轴向变形程度。如果房屋高度高出标准，这种轴向变形的差异会达到最大程度，并会造成连续梁中间的支座下陷，随之跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大，连续梁中部的支座处负弯矩值变小。
2.3 侧移方面
相比于高度较低的楼房而言，结构侧移是高楼建筑结构设计中至关重要的条件。因为水平荷载下结构的侧移会产生变形，并且随着楼房高度的增加，其变形程度增大，因此要严格控制结构在水平荷载作用下的侧移。
2.4 结构延性方面
一般在建筑施工设计中，保证建筑物结构的延性是增强建筑物实体强度的重要前提。增强结构延性是为了通过建筑物具有一定的变形能力，来避免楼房在外力作用下造成楼体震动。如果楼房缺乏延性，即使是轻微的震动，也会造成建筑倒塌事故。所以，高层建筑比低层建筑更加需要延性，从而进一步保证高层建筑的结构更柔一些，这就要求通过采取科学的措施，让高层建筑结构具有足够的延性。
3 高层建筑结构设计存在的问题
3.1建筑物高度过高
由于经济快速发展，越来越多的高楼大厦出现在城市之中，但是高层建筑物在提高使用范围的同时，也面临着诸多挑战。如果一味追求建筑物的高度而忽视其安全性能，这会对建筑质量和建筑的抗震性能等构成威胁。为了避免此类现象的发生，必须要严格管理、规范这些高层建筑物的合理高度，使其具有较强的抗震能力。同时，相关部门要高度重视高层建筑物的超高问题，对于高层建筑的施工图纸，要求管理人员进行仔细审核，要及时发现及解决存在的问题，以防后患。必须要反复论证高层建筑的高度，以避免影响工程造价或工程进度的情况，确保高层建筑物的质量不受影响。
3.2 注意嵌固端的设置。
建筑的二层或二层以上的地下室的顶板之上一般是高层建筑物中嵌固端位置，但是结构设计人员在设置嵌固端时，往往会忽视嵌固端的位置设置的这个问题，比如嵌固端的位置不够协调，没有注意嵌固端楼板的设计问题，结构抗震缝设置不够合理。因为这些问题，也许就使建筑结构设计的后期工作不合格，要进行重复修改，所以我们一定要重视嵌固端的设置，以免为高层建筑的施工留下安全隐患。
3.3 重视结构规则性问题。
在高层建筑的结构设计中，需要明确规定结构的规则性。同时，不规则的建筑结构设计方案是不能使用在高层建筑中。但是很多的高层建筑结构设计在这方面仍然存在严重问题，直接使高层建筑物质量受到影响。因此高层建筑结构的工程师一定要遵守新出台的相关规则及问题，将结构计算并结合分析工具的方法，对新规范中规定要做到严格遵守，使高层建筑物的安全性能和质量得到不断提升。
4 高层建筑结构设计存在问题的相关对策
4.1解决嵌固端的位置设置问题
关于提高抗震性能设计的高层建筑，当上部结构的嵌固端为地下室的顶板时，应按上部结构来决定地下一层的抗震等级，同时可根据具体情况来决定地下一层以下结构的抗震等级。一般来说，如果地下室中超出上部主楼范围且没有地上结构的抗震等级在具体考察后采用三级或四级。关于9度抗震的设计，那么地下室结构的抗震等级不能小于二级，选用地下室的现浇顶板，其厚度要大于180毫米 ，并且不能留有较大洞口。另外，地下室柱截面的每侧边的纵向钢筋面积不能小于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍，另外地下室的柱子的多余纵向钢筋不能继续向上延伸，应将其固定在地下室顶板的框架梁之中，且规定地下室剪力墙的配筋必须多于地上的一层。对于边柱和角柱，因为它们仅有一面有梁，可以通过增大梁截面或增加梁配筋的方法，避免出现梁端截面实际弯矩承载力小于柱下端实际承载力情况的产生。
4.2解决短肢剪力墙的设置问题
墙肢截面高度与厚度的比为 5：8 的剪力墙即为短肢剪力墙。虽然短肢剪力墙结构对于住宅建筑布置存在优势，并且可以减轻结构自身重量。但在高层建筑中，由于短肢剪力墙的抗震性能较差，所以剪力墙肢不能过短，并且在地震区范围内的应用经验较少，为避免意外，禁止在高层建筑结构中全部采用短肢剪力墙结构。
4.3加强结构分析与计算
目前有关结构整体计算比较通用的计算软件有：TAT 、SATWE、YJK等，但是计算模型有着很大不同，不同软件在采用模型时存在的差别，同样会对每个软件的计算结果产生一定影响。所以，在进行工程整体结构计算和分析时根据实际情况合理的选择计算软件，即使每个软件中计算结果相差较大，也要能作出合理的判断，选择出可以作为参考的计算结果，这对结构工程师来说十分重要。
4.4严格控制超高建筑物
对于建筑物的超高问题，建筑规范逐渐将限制的高度设为A级，并进一步对高度规则进行了细化，增加B级。更加明细化的建筑物高度规范对高层建筑结构设计方面的更强的指导意义。此外，明细化的建筑物高度限制使得各个高层建筑工程都应该重视建筑物超高现象，可以通过对施工图纸的审核发现超高问题，并针对问题对建筑物高度进行重新严谨的论证，避免对整个建筑工程的造价和工程进度造成影响，甚至对建筑的安全性造成影响。
5 结束语
随着城市化进程的加快，城市规划中对空间规划有了一定的需求，高层建筑结构已越来越成为城市建筑的重点，在结构设计过程中，高层建筑结构因较多层建筑要具有较大的复杂性，因此在设计中要综合多方面因素进行考虑，对各部位的受力情况及参数的选取要进行仔细的分析和研究，从而保证高层建筑物的结构设计安全，以免留下设计中的安全隐患，从而保证高层建筑的安全性。
【参考文献】
[1]JGJ3 — 2010 ，高层建筑混凝土结构技术规程 [s] .
[2]《建筑抗震设计规范》GB50011—2010
[3]徐建，建筑结构设计常见及疑难问题解析，中国建筑工业出版社
【关键词】高层建筑 结构设计 存在的不足 对策
1 前言
随着我国经济的蓬勃发展，我国各式各样的高层建筑也随之出现在人们的视线中，关于高层建筑的设计思想层出不穷，建筑竖向体形与平面的布置发展的更加复杂，对于高层结构设计作出了更高要求。高层建筑采用的结构形式，同时进行灵活的建筑平面布置，人们往往忽视了高层建筑框架结构设计过程中的一些严重问题，这给工程的质量造成危害。因此，我们必须提高高层建筑结构设计的水平。
2 高层建筑结构设计特点
高层建筑的结构设计比低层建筑的结构设计更加细致，要求技术人员需要严谨科学的工作态度。高层建筑结构设计的特点十分广泛，主要可以归纳为以下几方面：
2.1 水平荷载力方面
水平荷载在建筑设计中起着重要作用，首先，楼房本身的重量以及楼层表面所需要的荷载在竖直方向的构件中产生的弯矩、轴力数值，与楼高的一次方存在正比关系；并且水平荷载会对建筑结构产生一种倾覆力矩，这样会在竖向构件中产生一种轴力。另外，对高度范围一定的楼房来说，竖直方向的构件中产生的荷载基本上是固定不变的，而水平方向的风荷载和地震作用则与其不同，它们的数值通常有较大变化，且随结构动力特点的差异性而变化。
2.2轴向变形不容忽视
在一般使用框架体系或者是剪力墙的高层建筑中，边柱的轴压应力在通常情况下小于框架中柱的轴压应力，边柱的轴向变形程度往往小于中柱的轴向变形程度。如果房屋高度高出标准，这种轴向变形的差异会达到最大程度，并会造成连续梁中间的支座下陷，随之跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大，连续梁中部的支座处负弯矩值变小。
2.3 侧移方面
相比于高度较低的楼房而言，结构侧移是高楼建筑结构设计中至关重要的条件。因为水平荷载下结构的侧移会产生变形，并且随着楼房高度的增加，其变形程度增大，因此要严格控制结构在水平荷载作用下的侧移。
2.4 结构延性方面
一般在建筑施工设计中，保证建筑物结构的延性是增强建筑物实体强度的重要前提。增强结构延性是为了通过建筑物具有一定的变形能力，来避免楼房在外力作用下造成楼体震动。如果楼房缺乏延性，即使是轻微的震动，也会造成建筑倒塌事故。所以，高层建筑比低层建筑更加需要延性，从而进一步保证高层建筑的结构更柔一些，这就要求通过采取科学的措施，让高层建筑结构具有足够的延性。
3 高层建筑结构设计存在的问题
3.1建筑物高度过高
由于经济快速发展，越来越多的高楼大厦出现在城市之中，但是高层建筑物在提高使用范围的同时，也面临着诸多挑战。如果一味追求建筑物的高度而忽视其安全性能，这会对建筑质量和建筑的抗震性能等构成威胁。为了避免此类现象的发生，必须要严格管理、规范这些高层建筑物的合理高度，使其具有较强的抗震能力。同时，相关部门要高度重视高层建筑物的超高问题，对于高层建筑的施工图纸，要求管理人员进行仔细审核，要及时发现及解决存在的问题，以防后患。必须要反复论证高层建筑的高度，以避免影响工程造价或工程进度的情况，确保高层建筑物的质量不受影响。
3.2 注意嵌固端的设置。
建筑的二层或二层以上的地下室的顶板之上一般是高层建筑物中嵌固端位置，但是结构设计人员在设置嵌固端时，往往会忽视嵌固端的位置设置的这个问题，比如嵌固端的位置不够协调，没有注意嵌固端楼板的设计问题，结构抗震缝设置不够合理。因为这些问题，也许就使建筑结构设计的后期工作不合格，要进行重复修改，所以我们一定要重视嵌固端的设置，以免为高层建筑的施工留下安全隐患。
3.3 重视结构规则性问题。
在高层建筑的结构设计中，需要明确规定结构的规则性。同时，不规则的建筑结构设计方案是不能使用在高层建筑中。但是很多的高层建筑结构设计在这方面仍然存在严重问题，直接使高层建筑物质量受到影响。因此高层建筑结构的工程师一定要遵守新出台的相关规则及问题，将结构计算并结合分析工具的方法，对新规范中规定要做到严格遵守，使高层建筑物的安全性能和质量得到不断提升。
4 高层建筑结构设计存在问题的相关对策
4.1解决嵌固端的位置设置问题
关于提高抗震性能设计的高层建筑，当上部结构的嵌固端为地下室的顶板时，应按上部结构来决定地下一层的抗震等级，同时可根据具体情况来决定地下一层以下结构的抗震等级。一般来说，如果地下室中超出上部主楼范围且没有地上结构的抗震等级在具体考察后采用三级或四级。关于9度抗震的设计，那么地下室结构的抗震等级不能小于二级，选用地下室的现浇顶板，其厚度要大于180毫米 ，并且不能留有较大洞口。另外，地下室柱截面的每侧边的纵向钢筋面积不能小于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍，另外地下室的柱子的多余纵向钢筋不能继续向上延伸，应将其固定在地下室顶板的框架梁之中，且规定地下室剪力墙的配筋必须多于地上的一层。对于边柱和角柱，因为它们仅有一面有梁，可以通过增大梁截面或增加梁配筋的方法，避免出现梁端截面实际弯矩承载力小于柱下端实际承载力情况的产生。
4.2解决短肢剪力墙的设置问题
墙肢截面高度与厚度的比为 5：8 的剪力墙即为短肢剪力墙。虽然短肢剪力墙结构对于住宅建筑布置存在优势，并且可以减轻结构自身重量。但在高层建筑中，由于短肢剪力墙的抗震性能较差，所以剪力墙肢不能过短，并且在地震区范围内的应用经验较少，为避免意外，禁止在高层建筑结构中全部采用短肢剪力墙结构。
4.3加强结构分析与计算
目前有关结构整体计算比较通用的计算软件有：TAT 、SATWE、YJK等，但是计算模型有着很大不同，不同软件在采用模型时存在的差别，同样会对每个软件的计算结果产生一定影响。所以，在进行工程整体结构计算和分析时根据实际情况合理的选择计算软件，即使每个软件中计算结果相差较大，也要能作出合理的判断，选择出可以作为参考的计算结果，这对结构工程师来说十分重要。
4.4严格控制超高建筑物
对于建筑物的超高问题，建筑规范逐渐将限制的高度设为A级，并进一步对高度规则进行了细化，增加B级。更加明细化的建筑物高度规范对高层建筑结构设计方面的更强的指导意义。此外，明细化的建筑物高度限制使得各个高层建筑工程都应该重视建筑物超高现象，可以通过对施工图纸的审核发现超高问题，并针对问题对建筑物高度进行重新严谨的论证，避免对整个建筑工程的造价和工程进度造成影响，甚至对建筑的安全性造成影响。
5 结束语
随着城市化进程的加快，城市规划中对空间规划有了一定的需求，高层建筑结构已越来越成为城市建筑的重点，在结构设计过程中，高层建筑结构因较多层建筑要具有较大的复杂性，因此在设计中要综合多方面因素进行考虑，对各部位的受力情况及参数的选取要进行仔细的分析和研究，从而保证高层建筑物的结构设计安全，以免留下设计中的安全隐患，从而保证高层建筑的安全性。
【参考文献】
[1]JGJ3 — 2010 ，高层建筑混凝土结构技术规程 [s] .
[2]《建筑抗震设计规范》GB50011—2010
[3]徐建，建筑结构设计常见及疑难问题解析，中国建筑工业出版社