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摘要：随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求也越来越高，高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。在高层建筑结构设计中，结构工程师要遵循结构设计的原则，重视结构计算的准确性和结构方案的合理性，做出符合具体实际情况的结构设计。
关键词：高层建筑；结构设计；合理性
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
随着社会经济和现代化水平的提高，土地资源将相对日益缺乏，特别是人口日渐密集，城市建筑密度增大，高层建筑已成为城市建筑发展的主要选择。随之而来的各种安全隐患也在随之升级。大城市的高层建筑是在一定程度上缓解了城市人口住房压力，虽然经过近几年的摸索，再加上引进先进的技术和科技人才，我国高层建筑建设现已基本上步入正轨，开展得比较好。尽管如此，由于我国资源辽阔、人口密集、地质条件复杂等使高等建筑面临着诸多问题，本文通过了解高层建筑的结构设计来展开叙述，提出解决高层建筑在结构设计上的措施。
一、高层建筑结构设计中存在的问题
1、高层建筑结构设计不合理
在目前一些高层建筑结构设计中，过分地追求美观度和个性化，从而忽略了其设计的科学性和合理性。同时高层建筑的结构设计是多种多样的。框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系等等。但是在选择过程中存在一定的不合理性。另外在高层建筑的整体结构设计中，要注重考虑水平载荷中的风荷载以及地震作用，做好抗震设防系统，以能够提高建筑安全性，但是在实际建筑结构设计中，还存在对这些问题不注重问题，考虑不全面问题，从而导致高层建筑存在一定的安全隐患。
2、没有处理好高层建筑结构的均衡关系
高层建筑结构在布局时还应把握高层建筑的整体尺度、城市和街道尺度、细部尺度。一个造型完美的高层建筑必须很好地均衡主体、裙房和顶部的尺度关系。高层建筑是城市形态的关键因素和重要景点，因此要规划好城市的结构中高层建筑的位置，以及高层建筑与城市街道的关系，保证高层建筑不能对街道行人和正常活动造成影响，也不能造成视觉上的影响。目前高层建筑在这一方面还具有一定的薄弱性，没有处理好高层建筑结构的均衡关系。
3、高层建筑结构设计对其受力情况和水平荷载的考虑不够完善
在高层建筑结构设计中，其高度不同，那么其受力情况也就不同，其水平荷载跟竖向荷载共同作用，是对高层建筑整体设计效果进行控制的主要因素。但是随着建筑高度的不断增加，其侧向位移增加的速度也越来越快，底部弯矩也随之加大，其侧向变形过度会导致其结构在横向荷载下，附加应力明显增加，从而引起了填充墙的出现；导致电梯轨道以及装修等服务设施，出现变形或者裂缝问题，严重危及了高层建筑结构的正常使用和耐久性。
二、高层建筑合理性的指标控制
1、注意高层建筑周边环境对其建设结构的影响
对一座城市街区产生重要的影响就是高层建筑。可以从高层建筑看出一个城市规模和人口数量，同时对于城市街区的集中化、街上的行人、街景本身都具有明显的重要性。这就是所谓的高层建筑与环境关系，它必须成为在一定位置上的有效的城市结构设计方面的主题。建筑的底部必须与街区的城市结构联系，并与城市的水平尺度比例相当。其设计应该对周围建筑的场地范围予以密切注意。临近街道的高层建筑部分的尺度确定，主要考虑到街道行人的舒适度，高层建筑主体因为尺度过大，易向后退，使底层的裙房置于沿街部分，减少了高层建筑对街道的压迫感，但如果退后尺度不当，高层建筑就变得与街道分离了，并可能变得与其环境失去联系，为了保持街道空间及视觉的连续性，高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致，宜有所呼应，但每个建筑都必须拥有各自的特点，这样除了丰富空间外，还可以缓解人的视觉疲劳。
2、注重提高建筑结构的整体刚度，减少位移
其中高层建筑位移的控制，是其主要矛盾，其不但要选择合理的结构体系，还需要从平面体型以及立面变化等方面，对结构减少侧移的有效方法进行综合考虑。在对结构进行布置的时候，要注重对其整体刚度进行加强，提高其结构的抗侧刚度，比如说对楼盖的整体性以及刚度进行加强；对建筑基础的整体性进行加强，以能减少因为基础平移或者是转动，对结构侧移所产生的影响；加强构件的连接。同时还需要对结构薄弱部位以及应力复杂部位的刚性进行加强。可以对结构体系抵御复力矩的有效宽度进行适当地增加，对其结构宽度进行增加，可以对侧向位移进行有效地减少。且在其他条件不发生改变时，其变形是和其宽度的三次方成反比关系的，因此需要对宽度比H/B实施有效的限制。随着高性能混凝土材料的不断成熟和完善，新型材料的开发利用以及新结构形式的运用，对高层建筑设计的影响越来越大，其中高层建筑的钢筋混凝土结构和钢结构通常如图三所示。钢筋混凝土在高层建筑中的应用，使其安全性大大地提升。高层建筑结构要把握好强度和刚度，使水平荷载所产生的侧向变形保持在规定范围内，高层建筑还应具有良好的抗震性能，使结构在可能的强震作用下仍有良好的塑性变形能力，简单来说，也就是具有良好的延性能力。总而言之，在进行高层建筑结构设计中，需要根据其受力特点，对其刚性、强度以及延性进行注重。
3、合理选择建筑结构的材料和形式
根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构系。根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是架-剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。
4、合理控制梁、板配筋
梁配筋中钢筋在满足强度的前提下应复核裂缝、挠度是否满足规范要求，通常上部结构中，梁负弯矩调幅系数取0.9，即可满足规范0.3mm裂縫要求。出于可靠，梁底筋可设当放大，放大15%较为适当。板配筋中除满足计算要求外，还应考虑温度收缩的影响，在端跨、大跨、屋面、地下室顶板/底板处板配筋应适当加密；同时应考虑施工浇捣砼的影响，负钢筋直径可适当加大。
5、对沉降、温度收缩以及房屋体型的复杂性等因素进行综合考虑
在进行高层建筑结构设计中，需要对其沉降缝、防震缝以及伸缩缝进行合理布置和处理，以能够有效地应对沉降、温度收缩以及房屋体型的复杂性等因素，对高层建筑所产生的影响力，提高建筑安全。由于现代结构分析技术和计算手段的提高，现代高层建筑呈现出不规则、不对称或是曲线形的平面设计，耗能减震技术在现代高层建筑中也得到了实际应用。但是高层建筑的尺度设计方面要把握好抗震性能、以及高层建筑的强度、刚度和延性。
结束语
尽管近年来我国高层建筑呈现蓬勃发展之势，然而其总的结构设计远未达到理想要求，随着市场需求的日益复杂和多样，进行高层建筑结构设计时，要求设计师必须在首先遵循设计原则确保计算准确的基础上，还要密切结合实际情况，关注结构布置等问题，制定科学合理的结构设计方案，确保设计出技术领先、经济实用、安全可靠、质量优良的高层建筑。
参考文献
[1]徐自国，肖从真，任重翠.结构弹塑性分析对我国高层建筑抗震设计的启示[J].建筑结构.2011年.
[2]朱春明，刘铁锐，邱明兵，刘华.大底盘高层建筑基础设计要点及解决方案[J].建筑结构.2011年.
关键词：高层建筑；结构设计；合理性
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
随着社会经济和现代化水平的提高，土地资源将相对日益缺乏，特别是人口日渐密集，城市建筑密度增大，高层建筑已成为城市建筑发展的主要选择。随之而来的各种安全隐患也在随之升级。大城市的高层建筑是在一定程度上缓解了城市人口住房压力，虽然经过近几年的摸索，再加上引进先进的技术和科技人才，我国高层建筑建设现已基本上步入正轨，开展得比较好。尽管如此，由于我国资源辽阔、人口密集、地质条件复杂等使高等建筑面临着诸多问题，本文通过了解高层建筑的结构设计来展开叙述，提出解决高层建筑在结构设计上的措施。
一、高层建筑结构设计中存在的问题
1、高层建筑结构设计不合理
在目前一些高层建筑结构设计中，过分地追求美观度和个性化，从而忽略了其设计的科学性和合理性。同时高层建筑的结构设计是多种多样的。框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系等等。但是在选择过程中存在一定的不合理性。另外在高层建筑的整体结构设计中，要注重考虑水平载荷中的风荷载以及地震作用，做好抗震设防系统，以能够提高建筑安全性，但是在实际建筑结构设计中，还存在对这些问题不注重问题，考虑不全面问题，从而导致高层建筑存在一定的安全隐患。
2、没有处理好高层建筑结构的均衡关系
高层建筑结构在布局时还应把握高层建筑的整体尺度、城市和街道尺度、细部尺度。一个造型完美的高层建筑必须很好地均衡主体、裙房和顶部的尺度关系。高层建筑是城市形态的关键因素和重要景点，因此要规划好城市的结构中高层建筑的位置，以及高层建筑与城市街道的关系，保证高层建筑不能对街道行人和正常活动造成影响，也不能造成视觉上的影响。目前高层建筑在这一方面还具有一定的薄弱性，没有处理好高层建筑结构的均衡关系。
3、高层建筑结构设计对其受力情况和水平荷载的考虑不够完善
在高层建筑结构设计中，其高度不同，那么其受力情况也就不同，其水平荷载跟竖向荷载共同作用，是对高层建筑整体设计效果进行控制的主要因素。但是随着建筑高度的不断增加，其侧向位移增加的速度也越来越快，底部弯矩也随之加大，其侧向变形过度会导致其结构在横向荷载下，附加应力明显增加，从而引起了填充墙的出现；导致电梯轨道以及装修等服务设施，出现变形或者裂缝问题，严重危及了高层建筑结构的正常使用和耐久性。
二、高层建筑合理性的指标控制
1、注意高层建筑周边环境对其建设结构的影响
对一座城市街区产生重要的影响就是高层建筑。可以从高层建筑看出一个城市规模和人口数量，同时对于城市街区的集中化、街上的行人、街景本身都具有明显的重要性。这就是所谓的高层建筑与环境关系，它必须成为在一定位置上的有效的城市结构设计方面的主题。建筑的底部必须与街区的城市结构联系，并与城市的水平尺度比例相当。其设计应该对周围建筑的场地范围予以密切注意。临近街道的高层建筑部分的尺度确定，主要考虑到街道行人的舒适度，高层建筑主体因为尺度过大，易向后退，使底层的裙房置于沿街部分，减少了高层建筑对街道的压迫感，但如果退后尺度不当，高层建筑就变得与街道分离了，并可能变得与其环境失去联系，为了保持街道空间及视觉的连续性，高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致，宜有所呼应，但每个建筑都必须拥有各自的特点，这样除了丰富空间外，还可以缓解人的视觉疲劳。
2、注重提高建筑结构的整体刚度，减少位移
其中高层建筑位移的控制，是其主要矛盾，其不但要选择合理的结构体系，还需要从平面体型以及立面变化等方面，对结构减少侧移的有效方法进行综合考虑。在对结构进行布置的时候，要注重对其整体刚度进行加强，提高其结构的抗侧刚度，比如说对楼盖的整体性以及刚度进行加强；对建筑基础的整体性进行加强，以能减少因为基础平移或者是转动，对结构侧移所产生的影响；加强构件的连接。同时还需要对结构薄弱部位以及应力复杂部位的刚性进行加强。可以对结构体系抵御复力矩的有效宽度进行适当地增加，对其结构宽度进行增加，可以对侧向位移进行有效地减少。且在其他条件不发生改变时，其变形是和其宽度的三次方成反比关系的，因此需要对宽度比H/B实施有效的限制。随着高性能混凝土材料的不断成熟和完善，新型材料的开发利用以及新结构形式的运用，对高层建筑设计的影响越来越大，其中高层建筑的钢筋混凝土结构和钢结构通常如图三所示。钢筋混凝土在高层建筑中的应用，使其安全性大大地提升。高层建筑结构要把握好强度和刚度，使水平荷载所产生的侧向变形保持在规定范围内，高层建筑还应具有良好的抗震性能，使结构在可能的强震作用下仍有良好的塑性变形能力，简单来说，也就是具有良好的延性能力。总而言之，在进行高层建筑结构设计中，需要根据其受力特点，对其刚性、强度以及延性进行注重。
3、合理选择建筑结构的材料和形式
根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构系。根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是架-剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。
4、合理控制梁、板配筋
梁配筋中钢筋在满足强度的前提下应复核裂缝、挠度是否满足规范要求，通常上部结构中，梁负弯矩调幅系数取0.9，即可满足规范0.3mm裂縫要求。出于可靠，梁底筋可设当放大，放大15%较为适当。板配筋中除满足计算要求外，还应考虑温度收缩的影响，在端跨、大跨、屋面、地下室顶板/底板处板配筋应适当加密；同时应考虑施工浇捣砼的影响，负钢筋直径可适当加大。
5、对沉降、温度收缩以及房屋体型的复杂性等因素进行综合考虑
在进行高层建筑结构设计中，需要对其沉降缝、防震缝以及伸缩缝进行合理布置和处理，以能够有效地应对沉降、温度收缩以及房屋体型的复杂性等因素，对高层建筑所产生的影响力，提高建筑安全。由于现代结构分析技术和计算手段的提高，现代高层建筑呈现出不规则、不对称或是曲线形的平面设计，耗能减震技术在现代高层建筑中也得到了实际应用。但是高层建筑的尺度设计方面要把握好抗震性能、以及高层建筑的强度、刚度和延性。
结束语
尽管近年来我国高层建筑呈现蓬勃发展之势，然而其总的结构设计远未达到理想要求，随着市场需求的日益复杂和多样，进行高层建筑结构设计时，要求设计师必须在首先遵循设计原则确保计算准确的基础上，还要密切结合实际情况，关注结构布置等问题，制定科学合理的结构设计方案，确保设计出技术领先、经济实用、安全可靠、质量优良的高层建筑。
参考文献
[1]徐自国，肖从真，任重翠.结构弹塑性分析对我国高层建筑抗震设计的启示[J].建筑结构.2011年.
[2]朱春明，刘铁锐，邱明兵，刘华.大底盘高层建筑基础设计要点及解决方案[J].建筑结构.2011年.