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摘 要： 随着城市人口的不断密集，城市土地越来越紧张，越来越多的高层建筑拔地而起。基础设计根据工程勘察的地质条件，上部结构的荷载、体型、结构类型，施工条件及诸多综合因素的考虑，应选择合理基础方案。结构设计所用的计算机软件种类繁多，但高层建筑荷载和结构体系复杂，不同软件计算结果往往有所差异，应仔细校核。
关键词： 高层结构 结构体系 设计原则
近年来，高层建筑体系越来越多，建筑结构的材料、结构类型等都发生着日新月异的变化，在相当长的一段时间内，多种模式并存是必然的。
1.高层结构常见的结构体系
1.1框架—筒体结构
高层建筑与多层建筑之间的不同在于传统多层建筑结构是竖向荷载起控制作用的，而高层结构特别是超过30层的高层结构，水平荷载起控制作用，这就需要更高的刚度承担水平力。随着高度的增加和施工技术的改进，在高层建筑的设计过程中，逐渐形成了核心筒式的“内核”空间模式，这是根据各方面综合考虑优化设计的成果。从建筑专业考虑，为了更好地利用优越的空间，将电梯间、楼梯间等不需严格采光的结构集中在平面的中央，把最佳采光位置留给功能性强的空间。从结构专业考虑，电梯间等均属于刚度较大、整体性强的筒，可以承担较大剪力和扭矩，在此结构师与建筑师不谋而合。所以建筑的中心部分，利用那些不需采光或采光要求不高的服务用房形成中央核心筒体，形成核，且核处于几何中心，使建筑的刚度中心、质心及平面几何中心三心重合，将扭转作用控制在最小范围内，更有利于结构抵抗风荷载和地震荷载等水平力。
1.2巨型框架结构
以中央核心筒承受水平荷载为主的高层建筑，在住宅等跨度较小的结构中尚且适用，但对于需要较大空间的公共建筑便显得力不从心。跨度稍大的结构需加强建筑周边的刚度，以有效抵抗风荷载和地震力等水平荷载的破坏，所以在平面较大的建筑中，将部分垂直交通和设备用房分散地布置在建筑周边，形成多个小筒无疑是较好的选择，各筒相连承受水平力便形成了巨型框架结构。而从建筑专业角度看，垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边则更有利于平面较大的建筑物的避难疏散。同时，使用空间有效增大，特别通常需要较大空间的底层可以更灵活地布置。
1.3框筒结构
这种结构因为字面上的原因，人们容易与框架—筒体结构混淆。其实，框架—筒体结构是中央形成内筒，外部是延伸出的框架结构，所以内部刚度大，外部不适宜延伸出较大的跨度；而框筒结构是外部采用密柱深梁形成外筒，承担主要的刚度，内部是框架结构，于是内部形成大的空间结构，这样，在建筑中可以设置一个大的中庭。在休闲、娱乐、购物等场所，大中庭中可设置喷泉、植物园、儿童游乐场等设施，从而给人一种欢快、放松的感觉。在高层办公建筑中，中庭中可以设置咖啡厅、娱乐室等休息空间，同时可以改善封闭的室内环境，从而缓和在办公楼内长时间集中精力引起的视觉疲劳、心理上的孤独感、情绪紧张等症状，减轻人们在工作中的压力，提高工作效率。
1.4框支结构
对于公共建筑的底层来说，空间流线组织方式非常重要，底部数层的大空间显得非常必要，于是形成这种底层或底部数层采取框架结构而上层采用剪力墙结构的结构形式。此种结构虽然从建筑设计专业角度考虑非常合理适用，可以充分利用各层之间的空间优势，但从结构设计角度讲，不甚合理。首先，底部框架与上部剪力墙之间在竖向刚度方面变化太突兀，容易形成薄弱层，虽然一般在上下部之间都会设置非常厚的转换层，底部框架柱也做了大量的加强设置，但还是无法根本解决问题，薄弱环节依然存在。所以在设防烈度为9度的区域，一般不允许建造此种结构。
2.高层建筑结构设计的原则分析
2.1合理选择基础方案
高层建筑的建造场所一般在市区内，即使不是在最繁华的地段，也不会在荒芜之地，一般周围建筑物比较密集。所以基础设计应严格根据工程地质勘察报告，上部结构荷载组合和结构方案，周围已建建筑物的影响及施工技术水平等综合因素进行分析，在合理范围内选择最经济的基础方案。对地基的承载力和变形，也要进行相应的评估，进行地基处理时，选择适用于人口和已建建筑物较密集地区的处理方式。
2.2综合考虑选择结构形式
选择一个经济合理、切实可行的结构形式，是进行结构设计的首要条件。结构体系应首先适合建筑物的使用要求，与建筑物的层数、所处地理位置、与周围已建建筑相协调，符合抗震要求、结构重要性要求，符合国家规范及地方或行业规程的要求。其次，必须针对本地区施工条件、材料应用等情况充分考虑，进行结构选型时，宜多方案比较，择优选用。
2.3尽量找到最准确的计算简图
较准确地计算简图是保证结构安全的首要条件，但高层结构由于相对复杂，结点形式多样，并且结点较多，因此计算简图非常复杂。因计算简图选用不当而导致结构事故的现象屡有存在，所以，在选取计算简图的过程中，必须全面考虑、慎重选择，以期获得最准确的结果。
2.4对计算结果进行深入分析
结构设计计算机软件的使用非常普遍，但由于高层结构形式种类较多，目前针对高层设计的软件种类也很多，并且没有业界公认的最准确适用的一款。一座建筑物通过不同软件经常会出现不同计算结果。因此设计师在使用某种软件前，应对其适用的结构类型、高度范围等充分了解。由于程序与结构实际情况略有差异，或软件本身存在的设计缺陷导致的错误，需人工详尽地调整计算结果。这就要求结构工程师对电算结果应详细分析、详尽校核。所以，高层结构设计对结构师的专业知识和专业经验等综合素质有着更高的要求。
2.5构造措施要到位
“强柱弱梁、强剪弱弯、强结点弱构件”是结构设计中永远都不可忽略的至理名言，这些是保证建筑物延性性能的必要措施。考虑到抗震设计的复杂性及其不可预见性，保证建筑物的延性不容忽视。另外，应尽量按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置，尽量避免结构和刚度的突变；最小裂缝宽度及挠度和位移的验算、耐久性设计等也要更多地考虑到。
随着城镇化进程的推进，城市越来越多，城镇人口越来越密集，我国高层建筑的建造取得了突飞猛进的发展，并且还在继续飞速发展中。但是，设计方面却没有跟上发展的需要，出现停滞不前的瓶颈，当然这与高层结构形式复杂多样有关，高层建筑结构设计过程非常复杂，设计师应从结构概念设计开始，打破以前固有的思路，拓宽视野和知识面，加强自身专业素养，从而设计出更好的建筑。
参考文献：
[1]吴红团.建筑工程结构设计中容易疏忽的问题[J].中州煤炭，2001（5）.
[2]卢晓轩.论高层建筑工程结构设计探讨[J].广东科技，2008（01）.
[3]陈雷.建筑工程结构设计总说明中的问题[J].工程建设与档案，2003（4）.
关键词： 高层结构 结构体系 设计原则
近年来，高层建筑体系越来越多，建筑结构的材料、结构类型等都发生着日新月异的变化，在相当长的一段时间内，多种模式并存是必然的。
1.高层结构常见的结构体系
1.1框架—筒体结构
高层建筑与多层建筑之间的不同在于传统多层建筑结构是竖向荷载起控制作用的，而高层结构特别是超过30层的高层结构，水平荷载起控制作用，这就需要更高的刚度承担水平力。随着高度的增加和施工技术的改进，在高层建筑的设计过程中，逐渐形成了核心筒式的“内核”空间模式，这是根据各方面综合考虑优化设计的成果。从建筑专业考虑，为了更好地利用优越的空间，将电梯间、楼梯间等不需严格采光的结构集中在平面的中央，把最佳采光位置留给功能性强的空间。从结构专业考虑，电梯间等均属于刚度较大、整体性强的筒，可以承担较大剪力和扭矩，在此结构师与建筑师不谋而合。所以建筑的中心部分，利用那些不需采光或采光要求不高的服务用房形成中央核心筒体，形成核，且核处于几何中心，使建筑的刚度中心、质心及平面几何中心三心重合，将扭转作用控制在最小范围内，更有利于结构抵抗风荷载和地震荷载等水平力。
1.2巨型框架结构
以中央核心筒承受水平荷载为主的高层建筑，在住宅等跨度较小的结构中尚且适用，但对于需要较大空间的公共建筑便显得力不从心。跨度稍大的结构需加强建筑周边的刚度，以有效抵抗风荷载和地震力等水平荷载的破坏，所以在平面较大的建筑中，将部分垂直交通和设备用房分散地布置在建筑周边，形成多个小筒无疑是较好的选择，各筒相连承受水平力便形成了巨型框架结构。而从建筑专业角度看，垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边则更有利于平面较大的建筑物的避难疏散。同时，使用空间有效增大，特别通常需要较大空间的底层可以更灵活地布置。
1.3框筒结构
这种结构因为字面上的原因，人们容易与框架—筒体结构混淆。其实，框架—筒体结构是中央形成内筒，外部是延伸出的框架结构，所以内部刚度大，外部不适宜延伸出较大的跨度；而框筒结构是外部采用密柱深梁形成外筒，承担主要的刚度，内部是框架结构，于是内部形成大的空间结构，这样，在建筑中可以设置一个大的中庭。在休闲、娱乐、购物等场所，大中庭中可设置喷泉、植物园、儿童游乐场等设施，从而给人一种欢快、放松的感觉。在高层办公建筑中，中庭中可以设置咖啡厅、娱乐室等休息空间，同时可以改善封闭的室内环境，从而缓和在办公楼内长时间集中精力引起的视觉疲劳、心理上的孤独感、情绪紧张等症状，减轻人们在工作中的压力，提高工作效率。
1.4框支结构
对于公共建筑的底层来说，空间流线组织方式非常重要，底部数层的大空间显得非常必要，于是形成这种底层或底部数层采取框架结构而上层采用剪力墙结构的结构形式。此种结构虽然从建筑设计专业角度考虑非常合理适用，可以充分利用各层之间的空间优势，但从结构设计角度讲，不甚合理。首先，底部框架与上部剪力墙之间在竖向刚度方面变化太突兀，容易形成薄弱层，虽然一般在上下部之间都会设置非常厚的转换层，底部框架柱也做了大量的加强设置，但还是无法根本解决问题，薄弱环节依然存在。所以在设防烈度为9度的区域，一般不允许建造此种结构。
2.高层建筑结构设计的原则分析
2.1合理选择基础方案
高层建筑的建造场所一般在市区内，即使不是在最繁华的地段，也不会在荒芜之地，一般周围建筑物比较密集。所以基础设计应严格根据工程地质勘察报告，上部结构荷载组合和结构方案，周围已建建筑物的影响及施工技术水平等综合因素进行分析，在合理范围内选择最经济的基础方案。对地基的承载力和变形，也要进行相应的评估，进行地基处理时，选择适用于人口和已建建筑物较密集地区的处理方式。
2.2综合考虑选择结构形式
选择一个经济合理、切实可行的结构形式，是进行结构设计的首要条件。结构体系应首先适合建筑物的使用要求，与建筑物的层数、所处地理位置、与周围已建建筑相协调，符合抗震要求、结构重要性要求，符合国家规范及地方或行业规程的要求。其次，必须针对本地区施工条件、材料应用等情况充分考虑，进行结构选型时，宜多方案比较，择优选用。
2.3尽量找到最准确的计算简图
较准确地计算简图是保证结构安全的首要条件，但高层结构由于相对复杂，结点形式多样，并且结点较多，因此计算简图非常复杂。因计算简图选用不当而导致结构事故的现象屡有存在，所以，在选取计算简图的过程中，必须全面考虑、慎重选择，以期获得最准确的结果。
2.4对计算结果进行深入分析
结构设计计算机软件的使用非常普遍，但由于高层结构形式种类较多，目前针对高层设计的软件种类也很多，并且没有业界公认的最准确适用的一款。一座建筑物通过不同软件经常会出现不同计算结果。因此设计师在使用某种软件前，应对其适用的结构类型、高度范围等充分了解。由于程序与结构实际情况略有差异，或软件本身存在的设计缺陷导致的错误，需人工详尽地调整计算结果。这就要求结构工程师对电算结果应详细分析、详尽校核。所以，高层结构设计对结构师的专业知识和专业经验等综合素质有着更高的要求。
2.5构造措施要到位
“强柱弱梁、强剪弱弯、强结点弱构件”是结构设计中永远都不可忽略的至理名言，这些是保证建筑物延性性能的必要措施。考虑到抗震设计的复杂性及其不可预见性，保证建筑物的延性不容忽视。另外，应尽量按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置，尽量避免结构和刚度的突变；最小裂缝宽度及挠度和位移的验算、耐久性设计等也要更多地考虑到。
随着城镇化进程的推进，城市越来越多，城镇人口越来越密集，我国高层建筑的建造取得了突飞猛进的发展，并且还在继续飞速发展中。但是，设计方面却没有跟上发展的需要，出现停滞不前的瓶颈，当然这与高层结构形式复杂多样有关，高层建筑结构设计过程非常复杂，设计师应从结构概念设计开始，打破以前固有的思路，拓宽视野和知识面，加强自身专业素养，从而设计出更好的建筑。
参考文献：
[1]吴红团.建筑工程结构设计中容易疏忽的问题[J].中州煤炭，2001（5）.
[2]卢晓轩.论高层建筑工程结构设计探讨[J].广东科技，2008（01）.
[3]陈雷.建筑工程结构设计总说明中的问题[J].工程建设与档案，2003（4）.