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摘要：在城市的发展进程中，高层建筑能有效的解决人口与土地日益加剧的矛盾，能有效的减轻住房压力，但也带来了很多安全隐患，高层建筑随着高度的增加，结构所需承受的荷载和抗倾覆力矩也越来越大，对结构设计也提出了更高的要求。本文从结构设计特点、分析方法等方面做了阐述，为提高高层建筑结构分析与设计提供有效参考价值。
关键词：高层建筑；结构设计；对策
作为一个庞大复杂的系统，高层建筑的结构设计，一方面要满足包括抗震，抗风等在内的安全性能的要求，另一方面，也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。因此，高层建筑结构设计人员须开拓创新、与时俱进，结合目前建筑市场实际进行精心设计，在工作实践中始终以结构概念设计为主，加强结构构造措施在高层结构中的合理运用，不断的采用新技术、新材料、新理念；通过一系列高层建筑结构实践与摸索，不断提高建筑结构方案设计的水平。
1高层建筑结构设计的原则
1.1高层建筑结构设计过程中，须对结构体系选型、相关构件的构造措施应当给予足够的重视，在进行结构方案的设计过程中，应择优选择抗震、抗风性能好且经济合理的结构体系并结合各单体建筑的平、立面的建筑特点布置相应的受力构件，并加强各受力构件的构造措施，以满足相应的建筑功能要求。在高层结构抗震设计中，应当强调结构整体抗震性能，结构必需具有足够的强度、刚度和整体稳定性。
1.2要坚持科学建筑结构的优点互补的原则。结构刚性过大其变形能力差，如果建筑受到巨大的破坏力则，应该要承受的损害更大，常常发生局部破坏，但结构过于限制外力，但往往因为变形过大而难以正常使用。
1.3抗震设计要求更高有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、中震可修、大震不倒。
2高层建筑结构设计的影响因素
2.1水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的二次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2轴向变形
高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值对下料长度进行调整。另外，会对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
2.3侧移
与低层建筑相比，高层建筑结构设计中的另一个关键因素就是侧移，当建筑越高时，结构的侧移变形就会越大。过大的结构侧移会造成显著的重力二阶效应，造成结构内力增大并影响结构稳定，过大的侧移也会造成建筑构件或设备的破坏以及使用者的不适。对于一定的水平作用，结构的抗侧刚度大，那么结构侧移就小。但过刚的结构也会造成结构地震作用不必要的增大，所以结构设计中要控制结构的合理刚度，把侧移控制在合理范围。
3高层建筑的结构体系
3.1框架结构体系
此体系由四种承重构件组成，分别是楼板、梁、柱及基础。后三者构成平面框架，为主要承重结构，然后各平面框架用连系梁连系起来，从而形成一个空间结构体系。其适用范围是：此结构的合理层数，通常为6到15层，最常采用同时也是最经济的层数为10层左右。此结构可提供的建筑空间比较大，平面的布置十分灵活，因此适合多种工艺和使用的要求，可应用于旅馆、办公、医院、住宅、商店、学校以及多层工业厂房和仓库中。
3.2剪力墙结构体系
剪力墙结构是空间盒子式结构，其水平作用和竖向荷载完全由剪力墙体承受，其刚度及空间整体性都比较好。剪力墙结构体系的优点是抗水平作用能力强、整体性好、用钢量较小，可以适用较高的建筑。缺点是因剪力墙布置的要求，不易布置成较大的房间。因此剪力墙结构常应用于住宅及宾馆类建筑中。
3.3框架——剪力墙结构体系
此结构实际就是在框架结构中布置剪力墙，既能像框架结构那样布置灵活、使用方便，又能有较大的刚度和较强的抗震能力，广泛应用于高层建筑中的办公楼或旅馆。
3.4筒体结构体系
这种体系是在框架结构、剪力墙结构的体系上发展起来，当高层建筑不断地增加层数、高度越来越高时，原来的框架、剪力墙结构就变得不合理和不经济了，简体结构就相应地诞生了，它是将剪力墙围成箱型，构成了一个空间薄壁筒体，可以提供更大的侧向刚度，所以筒体结构可以适用与更高的建筑。
4高层建筑结构设计要点
4.1地基与基础设计
地基与基础设计已经得到结构工程师的重视，这不仅由于该阶段设计过程是好还是坏将直接影响到后期设计工作的进行，也因为整个项目成本的基础决定性因素，因此，在这个阶段，存在的问题也可能会更加严重，甚至造成不可估量的损失。高层建筑应根据整体不错的选择，以满足承载力和变形的建筑容许变形的要求，并可以调整不均匀沉降形成的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，基础设计应注意本地的规范的重要性。
4.2要注重高层建筑结构的超高性
基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。
4.3高层建筑结构设计短肢剪力墙设置
我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5～8的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。
4.4注重高层建筑结构设计嵌固端的设置
一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4.5注重高层建筑结构的规则性
在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。
5结语
建筑结构设计在高层建筑中起着非常重要的作用，同时它又是一项艰巨复杂的工作。从发展先进的设计理念，加强先进技术的应用，加快新型的高强度轻质、环保建材等几主面进行研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。
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