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【摘 要】 建筑设计直接关系到建筑质量，同时也关系到建筑行业的发展和未来，特别是高层建筑在现代社会应用越来越广泛，就显得更加重要，要对高层建筑中建筑设计理论进行研究，才可以达到高层建筑的设计要求。
【关键词】 高层建筑；建筑设计；理论
近年来，我国经济发展水平逐年提高，人民群众的物质和文化生活水平也不断提升，因此对于居住环境有了更高质量的需求。而随着房地产业的迅猛发展，如今高层建筑已是琳琅满目，比比皆是，这种情况下，高层建筑设计已经成为设计人员的重要研究课题。
一、高层建筑设计的布置方式
1、立体布置。立体布置的前提是要求规则均匀。这里的规则指建筑体型规则，如果发生变化，也是渐变体型向着竖直方面发生剧变。这里的均匀指上下体型、承载能力、刚度以及质量分布均匀，这种情况下的变化自然也是均匀的。建筑结构的设计应符合刚度下大上小，从下到上递减的原则。如果下层刚度过小，可能导致下部发生变形，出现薄弱层，甚至造成建筑倒塌的严重后果。即使改变体型的尺寸，也要按照下大上小的规则逐渐改变，切记不可出现过大突变问题。小尺度的收进上部楼层可能时常存在，但应注意对收进尺寸做好限制把握，如果收进部位过高，则收进以后的平面尺寸可能变小，相应的增大了结构的高振型反应。
2、平面布置。平面布置的形状相对简单，规则对称，可实现质心、钢心相重合，但当偏心较大时，结构的扭转效应也会增加，從而使端部的构件位移增大，造成应力集中。通常平面不应突出过长。对于扭转大小的问题，可以通过概念设计方法判断得知，其与钢心的质心以及偏心距的计算大体相同，此外还可对结构最远边缘处的最大层间变形与质心处的层间变形进行比较分析，当这一比率超过1.1时则扭转过大，结构就会发生不规则现象。
二、高层建筑中建筑设计理论
1、高层建筑中的分类建筑设计探析
（1）底层入口设计。底层入口相对来说很重要，在北方地区，高层建筑的底层入口在设计上首先应该避开地域内的冬季迎面风，保证冬季的底层温度。而在我国的南方地区，一定要保证底层入口设计的通风散热，因为南方的夏季较为炎热，可采用局部或全部架空的方式避免对通风的阻碍；
（2）建筑围护设计。一般来说大部分人在高处都会有一定的恐惧心理，尤其在高层建筑上。在高层建筑的设计中一定要注重护栏的设计，可以给人以安全感。同时，高层建筑的窗户设计也要注意高处风压问题，高处风压过大会对窗户开关造成一定影响，所以外窗设计可采用推拉的启闭方式以避免人们开关窗时的恐惧心理；
（3）服务设施设计。高层建筑在设计初期要充分考虑到建筑的服务设施，这对高层建筑的整体感觉非常重要。首先在底层入口处要设置值班室，方便对出入人员的管理，其中要配置先进的夜间电梯紧急呼叫装置以及公用电话等，外围还要有特定的停车处和分户信箱。
2、高层建筑水平荷载的设计。水平荷载是高层建筑结构设计过程中应该考虑的重点因素，对于高层建筑结构的价值和意义非常重要。水平荷载主要引起高层建筑结构出现倾覆力矩，力矩大小与高层建筑的净高的平方成正比；水平荷载还会引起高层建筑结构竖向构件的轴力，其大小也同高层建筑净高的二次方成正比，因此，我们不难得出结论，在高层建筑结构越来越高、体积越来越大的发展趋势下，水平荷载的因素要予以重点考虑，这是维护高层建筑结构稳定性的需要，同时也是设计高层建筑结构的必然要求。
3、剪力墙设计。通过剪力墙平面布置要求符合均匀、对称、分散和周边要求。其中分散要求指剪力墙的片数不能过少，且剪力墙的片数刚度不可过大，连续尺寸不可过长，增加抗侧力构件的数量，达到分散的目的，要求各片剪力墙对应的弯曲刚度要合理，以防止其承担过大的内力，运用时即使个别墙发生局部破坏现象，也不至于对整体抗侧力性能产生影响，同时避免个别剪力墙受力过于集中而发生破坏的现象，给基础处理工作带来难度，并且同时也要考虑剪力墙距离远近、楼面刚度大小。周边要求指对建筑物的抵抗扭转能力充分考虑，确保刚度中心能够与平面中心相结合；剪力墙周边对称布置能够有效提高抵抗扭转能力。具体的剪力墙位置要求在平面形状的变化位置进行布置。所以，具体设计时通常使用钢筋混凝土剪力墙解决薄弱端部问题。剪力墙间距的计算，针对现浇钢筋混凝土楼盖来说以L/B=2-4较为适宜，针对装配整体式钢筋混凝土楼盖来说以L/B=1-2.5较为适宜，其以建筑物越高则抗震设防烈度越高取值越小为基本原则。
4、建筑物结构的刚度以及抗震能力设计。地震作用力对建筑物的影响是双向的，进行建筑物抗震结构设计时，需要对建筑物水平、纵向方向上的抗震性能进行保障。因此，在建筑物结构设计过程中，需要沿着建筑物主体结构的两个主轴方向来进行抗震设计，保证两个主轴方向上建筑物的刚度以及抗震性能。在结构设计过程中，结构布置应使结构平面在两个主轴方向均具有足够的刚度和抗震能力，同时还应具有抗扭转刚度和抵抗扭转振动的能力，框架结构应在纵横两个方向布置成双向刚接框架。
在抗震概念的原则下，以钢筋混泥土的结构设计作为延性机构，建筑材料的选取应具备延性好、强度高以及性能大等优势，合理的对塑性铰部分进行控制，使高层建筑在大震中也能具有强有效的抗震作用。同时，合理的对高层建筑材料进行选择和利用能有效减少建筑结构的承载力及地震危害，降低高层建筑倾覆力矩，减少扭转效应。
5、防火设计
（1）保障建筑主体结构有足够的耐火稳定性。首先，在耐火等级和材料选择方面，耐火极限和燃烧性能决定着建筑的耐火能力，耐火极限主要是指构建从受火作用开始到被破坏为止的这段时间，燃烧性能有燃烧体、难燃烧体和非燃烧体之分，根据我国的规定，高层建筑所用结构类型的耐火能力必须为一级或者二级（其次，建筑物应该根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式，其中承重墙、柱的耐火极限要达到三个小时，梁的耐火极限要达到两个小时，设计时还要保证主体结构的耐火稳定性。内部装修和家具陈设应力求使用不易燃的材料，这样会减少火灾发生的可能性。 （2）加压送风系统风压的确定。目前，多数设计人员在计算系统的阻力损失时，都是按照每米风道阻力损失8～10Pa进行估算的。这种算法是很粗糙的，也很难保证送风部位的余压值满足規范要求，系统的阻力损失与风道的粗糙度、风道的长宽比以及风道上风口的数量等因素都有很大的关系。在进行风压计算时，应分别对系统的沿程阻力损失和局部阻力损失进行详细的计算。风道确定后，沿程阻力的计算根据风量、风速及风道尺寸，可在《全国通用通风管道计算表》中查出在粗糙度k=3mm时的风道比摩阻。再根据风道的实际粗糙度，查出比摩阻修正系数。从而计算出风道的实际比摩阻，再结合风道的总长度即可得出系统的沿程阻力。
至于局部阻力的计算，将正压送风系统垂直部分风道近似看做均匀送风，分别计算直通部分局部阻力系数和侧孔局部阻力系数，然后结合风道动压计算出垂直部分风道的局部阻力。再分别计算水平风道中弯头、变径管、进、出风口等配件的局部阻力系数及局部阻力，最后得出整个系统的总局部阻力。计算出送风系统的沿程阻力和局部阻力后，在确定风机出口余压时，还应包括各送风部位应保证的正压值。
（3）中庭的排烟设计。关于中庭排烟量的计算，主要是按照换气次数法计算的。但是，目前国家相关的防火规范中并未对中庭有一个明确的名词解释，笔者只是在某些地方标准中找到一些关于中庭的术语解释。其中上海的《民用建筑防排烟技术规程》中对中庭的定义是这样的：三层或三层以上、且短边不小于6m的大容积空间。在实际设计中，如果碰到有跨越两层且高度超过12m的大容积空间，若工程在上海，可直接按非中庭设计，该空间的排烟量按每平方米面积不小于60m3/h计算；若工程所在地对中庭定义没有明确解释，则该空间是否可按中庭进行排烟设计呢？在不确定的情况下，可按中庭和非中庭两种方法分别计算排烟量。然后取其大者作为该区域的排烟量，以此来设置排烟系统。
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，要求设计师必须密切结合实际情况，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]刘杨.探讨抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].大观周刊，2011（18）.
[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术.2011（24）.
[3]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（11）.
【关键词】 高层建筑；建筑设计；理论
近年来，我国经济发展水平逐年提高，人民群众的物质和文化生活水平也不断提升，因此对于居住环境有了更高质量的需求。而随着房地产业的迅猛发展，如今高层建筑已是琳琅满目，比比皆是，这种情况下，高层建筑设计已经成为设计人员的重要研究课题。
一、高层建筑设计的布置方式
1、立体布置。立体布置的前提是要求规则均匀。这里的规则指建筑体型规则，如果发生变化，也是渐变体型向着竖直方面发生剧变。这里的均匀指上下体型、承载能力、刚度以及质量分布均匀，这种情况下的变化自然也是均匀的。建筑结构的设计应符合刚度下大上小，从下到上递减的原则。如果下层刚度过小，可能导致下部发生变形，出现薄弱层，甚至造成建筑倒塌的严重后果。即使改变体型的尺寸，也要按照下大上小的规则逐渐改变，切记不可出现过大突变问题。小尺度的收进上部楼层可能时常存在，但应注意对收进尺寸做好限制把握，如果收进部位过高，则收进以后的平面尺寸可能变小，相应的增大了结构的高振型反应。
2、平面布置。平面布置的形状相对简单，规则对称，可实现质心、钢心相重合，但当偏心较大时，结构的扭转效应也会增加，從而使端部的构件位移增大，造成应力集中。通常平面不应突出过长。对于扭转大小的问题，可以通过概念设计方法判断得知，其与钢心的质心以及偏心距的计算大体相同，此外还可对结构最远边缘处的最大层间变形与质心处的层间变形进行比较分析，当这一比率超过1.1时则扭转过大，结构就会发生不规则现象。
二、高层建筑中建筑设计理论
1、高层建筑中的分类建筑设计探析
（1）底层入口设计。底层入口相对来说很重要，在北方地区，高层建筑的底层入口在设计上首先应该避开地域内的冬季迎面风，保证冬季的底层温度。而在我国的南方地区，一定要保证底层入口设计的通风散热，因为南方的夏季较为炎热，可采用局部或全部架空的方式避免对通风的阻碍；
（2）建筑围护设计。一般来说大部分人在高处都会有一定的恐惧心理，尤其在高层建筑上。在高层建筑的设计中一定要注重护栏的设计，可以给人以安全感。同时，高层建筑的窗户设计也要注意高处风压问题，高处风压过大会对窗户开关造成一定影响，所以外窗设计可采用推拉的启闭方式以避免人们开关窗时的恐惧心理；
（3）服务设施设计。高层建筑在设计初期要充分考虑到建筑的服务设施，这对高层建筑的整体感觉非常重要。首先在底层入口处要设置值班室，方便对出入人员的管理，其中要配置先进的夜间电梯紧急呼叫装置以及公用电话等，外围还要有特定的停车处和分户信箱。
2、高层建筑水平荷载的设计。水平荷载是高层建筑结构设计过程中应该考虑的重点因素，对于高层建筑结构的价值和意义非常重要。水平荷载主要引起高层建筑结构出现倾覆力矩，力矩大小与高层建筑的净高的平方成正比；水平荷载还会引起高层建筑结构竖向构件的轴力，其大小也同高层建筑净高的二次方成正比，因此，我们不难得出结论，在高层建筑结构越来越高、体积越来越大的发展趋势下，水平荷载的因素要予以重点考虑，这是维护高层建筑结构稳定性的需要，同时也是设计高层建筑结构的必然要求。
3、剪力墙设计。通过剪力墙平面布置要求符合均匀、对称、分散和周边要求。其中分散要求指剪力墙的片数不能过少，且剪力墙的片数刚度不可过大，连续尺寸不可过长，增加抗侧力构件的数量，达到分散的目的，要求各片剪力墙对应的弯曲刚度要合理，以防止其承担过大的内力，运用时即使个别墙发生局部破坏现象，也不至于对整体抗侧力性能产生影响，同时避免个别剪力墙受力过于集中而发生破坏的现象，给基础处理工作带来难度，并且同时也要考虑剪力墙距离远近、楼面刚度大小。周边要求指对建筑物的抵抗扭转能力充分考虑，确保刚度中心能够与平面中心相结合；剪力墙周边对称布置能够有效提高抵抗扭转能力。具体的剪力墙位置要求在平面形状的变化位置进行布置。所以，具体设计时通常使用钢筋混凝土剪力墙解决薄弱端部问题。剪力墙间距的计算，针对现浇钢筋混凝土楼盖来说以L/B=2-4较为适宜，针对装配整体式钢筋混凝土楼盖来说以L/B=1-2.5较为适宜，其以建筑物越高则抗震设防烈度越高取值越小为基本原则。
4、建筑物结构的刚度以及抗震能力设计。地震作用力对建筑物的影响是双向的，进行建筑物抗震结构设计时，需要对建筑物水平、纵向方向上的抗震性能进行保障。因此，在建筑物结构设计过程中，需要沿着建筑物主体结构的两个主轴方向来进行抗震设计，保证两个主轴方向上建筑物的刚度以及抗震性能。在结构设计过程中，结构布置应使结构平面在两个主轴方向均具有足够的刚度和抗震能力，同时还应具有抗扭转刚度和抵抗扭转振动的能力，框架结构应在纵横两个方向布置成双向刚接框架。
在抗震概念的原则下，以钢筋混泥土的结构设计作为延性机构，建筑材料的选取应具备延性好、强度高以及性能大等优势，合理的对塑性铰部分进行控制，使高层建筑在大震中也能具有强有效的抗震作用。同时，合理的对高层建筑材料进行选择和利用能有效减少建筑结构的承载力及地震危害，降低高层建筑倾覆力矩，减少扭转效应。
5、防火设计
（1）保障建筑主体结构有足够的耐火稳定性。首先，在耐火等级和材料选择方面，耐火极限和燃烧性能决定着建筑的耐火能力，耐火极限主要是指构建从受火作用开始到被破坏为止的这段时间，燃烧性能有燃烧体、难燃烧体和非燃烧体之分，根据我国的规定，高层建筑所用结构类型的耐火能力必须为一级或者二级（其次，建筑物应该根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式，其中承重墙、柱的耐火极限要达到三个小时，梁的耐火极限要达到两个小时，设计时还要保证主体结构的耐火稳定性。内部装修和家具陈设应力求使用不易燃的材料，这样会减少火灾发生的可能性。 （2）加压送风系统风压的确定。目前，多数设计人员在计算系统的阻力损失时，都是按照每米风道阻力损失8～10Pa进行估算的。这种算法是很粗糙的，也很难保证送风部位的余压值满足規范要求，系统的阻力损失与风道的粗糙度、风道的长宽比以及风道上风口的数量等因素都有很大的关系。在进行风压计算时，应分别对系统的沿程阻力损失和局部阻力损失进行详细的计算。风道确定后，沿程阻力的计算根据风量、风速及风道尺寸，可在《全国通用通风管道计算表》中查出在粗糙度k=3mm时的风道比摩阻。再根据风道的实际粗糙度，查出比摩阻修正系数。从而计算出风道的实际比摩阻，再结合风道的总长度即可得出系统的沿程阻力。
至于局部阻力的计算，将正压送风系统垂直部分风道近似看做均匀送风，分别计算直通部分局部阻力系数和侧孔局部阻力系数，然后结合风道动压计算出垂直部分风道的局部阻力。再分别计算水平风道中弯头、变径管、进、出风口等配件的局部阻力系数及局部阻力，最后得出整个系统的总局部阻力。计算出送风系统的沿程阻力和局部阻力后，在确定风机出口余压时，还应包括各送风部位应保证的正压值。
（3）中庭的排烟设计。关于中庭排烟量的计算，主要是按照换气次数法计算的。但是，目前国家相关的防火规范中并未对中庭有一个明确的名词解释，笔者只是在某些地方标准中找到一些关于中庭的术语解释。其中上海的《民用建筑防排烟技术规程》中对中庭的定义是这样的：三层或三层以上、且短边不小于6m的大容积空间。在实际设计中，如果碰到有跨越两层且高度超过12m的大容积空间，若工程在上海，可直接按非中庭设计，该空间的排烟量按每平方米面积不小于60m3/h计算；若工程所在地对中庭定义没有明确解释，则该空间是否可按中庭进行排烟设计呢？在不确定的情况下，可按中庭和非中庭两种方法分别计算排烟量。然后取其大者作为该区域的排烟量，以此来设置排烟系统。
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，要求设计师必须密切结合实际情况，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]刘杨.探讨抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].大观周刊，2011（18）.
[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术.2011（24）.
[3]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（11）.