高层建筑结构设计要点篇1
当前高层建筑结构设计工程师面临的一个首要问题就是怎样才能设计出安全、舒适、经济、美观，并能满足人们精神及物质生活要求的高层建筑。因此，对高层建筑结构设计要点的熟练掌握，是高层建筑结构设计人员的必备基本素质。笔者将多年从事高层建筑结构设计的经验做了一个总结，提出了高层建筑结构设计中一些需要注意的问题，并对高层建筑结构设计的体系作了分析，以供参考。
1 高层建筑结构设计的特点分析
1.1 水平荷载是高层建筑结构设计当中的决定因素
高层建筑所承受的楼面荷载及其自身重量于竖向构件当中的弯矩及轴力数值与高层建筑的实际高度成正比；高层建筑结构中倾覆力矩的产生与水平荷载相关，结构的轴力也由竖向构件所引起，倾覆力矩及轴力都与高层建筑本身的实际高度成正比；对于具有特定高度的建筑来说，竖向荷载在一般情况下是一个定值；而高层建筑结构中的水平荷载数值由结构动力的特性决定，随动力特性变化而变化，尤其是水平荷载当中的风荷载。
1.2 轴向变形在高层建筑结构设计当中是不可忽视的因素
如高层建筑所承受的竖向荷载值较大，可引起柱中出现轴向变形的现象，且幅度较大，从而影响连续梁的弯矩，对连续梁中部的支座处负弯矩值产生了减小作用，而对端支座的负弯矩值及跨中正的弯矩值则是产生了增大作用。较大的竖向荷载值还会影响预制构件下料的长度；在这样的情况下，就需要以轴向变形作为依据的计算值，调整下料长度。此外，竖向荷载值对构件侧移及剪力产生的影响也不可忽视，因其与构件竖向的变形相比较考虑，会产生与不安全结果不相符合的现象。
1.3 侧移是高层建筑结构设计中的控制指标
高层建筑与低矮的楼房不一样，高层建筑结构设计工作中，关键的影响因素为结构侧移；随建筑本身实际高度的增大，水平荷载之下的建筑结构侧移的变形会迅速增大。可以发现，在水平荷载的作用下，需要对结构侧移进行控制，使其保持在一定的限度之内。
1.4 结构延性为高层建筑结构设计的重要指标
高层建筑的结构要比低矮楼房的结构更柔，在地震的作用下，出现的变形幅度会更大，减少了倒塌的现象。在高层建筑的构造方面可采取相应的措施，使之进入到塑性变形的阶段后，仍具有足够延性，保持较强变形能力。
2 高层建筑结构设计体系分析
2.1 剪力墙-框架体系的设计
在高层建筑结构中的框架体系刚度及强度均不能达到要求时，常常需要在高层建筑的平面内适当的位置，建立剪力墙以代替结构中的部分框架，将剪力墙-框架结构体系应用于结构设计当中[3]。当建筑物承受来自水平方向的压力时，剪力墙及框架可以通过刚度足够强的连梁及楼板共同组成相互协同结构工作体系。在剪力墙-框架设计体系中，承受来自垂直方面荷载的主体为框架体系，水平剪力的承受主体为剪力墙；在剪力墙-框架体系中，位移曲线为弯剪型。结构侧向的刚度由于剪力墙的作用而增大，建筑在水平方向上的位移得以减小；框架所承受的水平方向上的剪力出现明显下降的趋势，竖向的内力分布变得均匀。
2.2 剪力墙结构体系的设计
剪力墙结构体系是指由平面的剪力墙结构组成的建筑主体受力结构。在剪力墙结构体系当中，全部的水平力及垂直荷载由单片的剪力墙所承受。剪力墙结构体系是一种刚性的结构，位移曲线是一种弯曲型结构。剪力墙结构体系的刚度及强度均相对较高，具有一定延性，在传力时具有直接及均匀的优点，整体性好，且抗倒塌的能力较强，不失为一种优良的建筑结构体系，其可建的高度一般大于剪力墙-框架体系。
2.3 筒体结构体系
筒体结构体系指的是以筒体作为抗侧力的构件建筑结构体系，筒体结构体系主要包括筒体-框架、单筒体、多束筒及筒中筒等其他多种形式。可将筒体分为空腹筒及实腹筒两个大类。筒体为空间受力的结构构件与三维竖向的结构单体，由曲面墙或平面墙围成；也可由窗裙梁、密排柱及开孔钢筋外墙等构成。筒体结构体系的强度及刚度均相对较高，在大空间、大跨度等特殊类型的高层建筑中被广泛应用
3 高层建筑结构设计的基本假定分析
由剪力墙及简体框架组成了高层建筑主体结构，组成的方式为平楼板水平连接。因此，在三维空间中精确及完善的分析高层建筑结构设是存在难度的，特别是不同的实用分析方法，要引入不同程度的简化计算模型。以下四种假定是高层建筑结构设计中比较常见的计算模型。
3.1 小变形基本假定
在一般情况下，小变形基本假定在高层建筑结构设计分析中被应用得最多。很多从几何方面入手的研究人员对P—效应进行了详细研究，并得出以下注意事项：在建筑高度与顶点的水平位移的比值大于0.2%的情况下，需高度重视建筑结构受到P—效应影响的程度。
3.2 刚性楼板基本假定
在分析高层建筑结构设计时，存在的问题主要是过于注重平面内刚度，而忽视了平面外刚度。采用刚性楼板基本假定的分析法不仅能将结构的位移自由度减少，计算的方法简化，而且能为筒体结构空间薄壁的杆件理论创造良好的计算及使用条件。在一般的情况下，在剪力墙结构体系及框架结构体系当中运用刚性楼板基本假定是可行的。但是，就竖向刚度结构出现突变的情况而言，受到楼板变形的影响较大，如有些楼板的层数不多、刚度不大及抗侧力构件的间距过大等情况，尤其是结构底部及每层顶部内力的影响更为显著。对于以上问题，要采取一些适当的调整措施进行解决。
3.3 弹性基本假定
目前，在高层建筑结构设计的分析方法当中，弹性基本假定
计算方法被运用的范围较广。尤其在垂直荷载的计算当中，因高层建筑结构长时间处于弹性的工作阶段，实际工作情况与弹性基本假设的情况相吻合。但如果遭到较严重的自然灾害，如较大强风及地震等，建筑结构会因较大的位移幅度而产生裂缝，从而进入到弹塑性的工作阶段。在这样的情况下，为了能使高层建筑结构状态得到真实的反应，只能在结构设计中运用弹塑性分析方法。
3.4 计算图形基本假定
高层建筑结构设计中三维空间的分析方法主要为计算图形基本假定。二维协同分析没有将侧力构件中公共的节点在外位移纳入到分析的范围当中；侧力构件外的刚度及扭转刚度并没有受到高度重视。分析精通杆的三维空间中每一节点时，自由度只有六个，不足以完成分析，使用计算图形基本假定分析法，可以弥补这一缺陷。
4 结束语
高层建筑的快速发展增加了对其力学及结构分析模型等方面的诸多要求。因此，寻找新的结构设计形式与正确的力学分析模型，是当前高层建筑结构设计工作人员的主要奋斗目标；只有找到新型建筑结构设计形式与正确的力学分析模型，才能使高层建筑获得更好的发展。
参考文献
高层建筑结构设计要点篇2
随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，人们对生活的要求也不断提高，“住”成为生活中不可或缺的一部分，对大多数高层建筑来说，将其主体结构设计为转换层是必须的。为了满足人们对住宅的需求，高层建筑的功能越来越趋向于多样化、复杂化、全面化。在高层建筑中，转换层的运用突破了常规的设计，在结构转换的楼层中转换构件，其对建筑结构的变化起到了一个过渡、衔接的作用，促使建筑中各个组成部分的不同功能得以淋漓尽致地发挥。转换层有着复杂的结构，在转换层的施工中，为了保证施工的质量，需要对设计的一些要点加以控制，采取各种措施来保证施工的质量。因此，对高层建筑转换层结构设计要点的研究是刻不容缓的任务。
1转换层的设计原则
由于将转换层设置在建筑中会使竖向刚度发生改变，导致抗震能力下降，因此，设计转换层的时候，要严格遵循这些设计原则：尽可能选直接落地的竖向构件，需结构转换的竖向构件要少用，因为它会使竖向刚度发生突变，降低建筑的抗震能力；在选择转换层的竖向位置时，尽可能选较低的位置；使用传力路径比较明显的换层结构促进结构的分析和工程的实施；对于转换刚度，把握宜大不宜小原则。这样，就能够减少建筑的刚度突变，防止建筑结构的变化而导致框支柱被破坏，保证抗震能力。
2高层建筑转换层结构形式和特点
如今，转换层结构的工程应用正朝着形式多样、方法多样以及结构受力更好的方向发展。由于高层建筑的建筑和结构功能不同，转换层分为梁式、桁架式、厚板式、箱型、巨型框架式等形式，而这些转换层形式的设计方法又各不相同，。
2.1梁式转换
梁式转换是高层建筑中使用频率最多的结构形式。转换梁的截面一般是0.8至6米，因为梁式转换传力路线明确，上部墙从梁直接传力到下部的柱子，给建筑工程的研究计算和设计带来很大的便利，在加上成本较低，所以应用范围较广。
2.2箱式转换
箱式转换是通过双向和单向两个方面来实现的，与上下两层较厚的楼板结合在一起，成为一个整体。这个方法需要转换层有较大的刚度才能实现。
2.3板式转换
板式转换是将厚度约为2.0至2.8米的转换板作为转换层，因为转换层厚，对于剪、冲、切的耐力较好，主要用于转换层上下部分错开较大、无次序、梁承托不了的时候。这种形式的转换层的下层灵活度大，但因为比较厚重，施工的时候相对麻烦，难度提高了很多。
2.4桁架转换
相对于其它的转换层结构形式，桁架转换层受力路径更清晰，使用更灵活，抗震能力更好。但是由于节点的设计比较麻烦，加上其它因素的影响，运用范围较为狭隘。使用桁架转换时，因为节点多而复杂，剪切的难度提高，使用的配筋多，施工较为困难。若使用桁架转换层，要求建筑有一定的层高，必须在3米以上。此外，上部分的节点与重心要对齐。还有，将力主要施在上下弦和斜拉腹杆中，可以降低成本。
2.5斜柱转换
斜柱转换层能够使混凝土的可压缩性充分发挥，扩大建筑的可利用空间，但是会使水平荷载加大。因此，对斜柱转换层施工时，要添加拉梁或者圈梁，将斜柱连接更多的楼层，促使建筑达到平衡，相对减少水平荷载，确保了建筑的安全。
2.6巨型框架转换
如今，有越来越多的建筑工程中都朝着巨型框架转换的方向发展。其由多个梁式转换层构成，主要是通过一些巨型柱与大梁互相平衡，抗侧刚度好，抗震效果更佳。
3高层建筑转换层的设计要点
在高层建筑转换层的施工中存在着诸多难点，主要难点有：结构构件的跨度以及构件截面尺寸大，钢筋含量大，并且钢筋排布十分密集，混凝土的强度等级高，又是大体积混凝土，楼层高且自重大，模板支撑要求高。根据高层建筑转换层的设计原则和施工结构特点，并结合实际情况，对结构设计要点进行了以下分析。
3.1设计战略及选择构件
根据高层建筑转换层的设计原则和施工结构特点，首先要根据建筑的自身特点和设计要求来选择最适合的转换层。设置落地构件时，要做到对称、均匀，贴近重心。使用的落地构件要高强度，通过钢筋和混凝土的混合，提高构件的抗弯能力和抗剪刚度。
3.2设计配筋和转换梁
对配筋进行设计的时候，要根据支座负弯矩衰减迅速的特点，将钢筋都深入牢固到支座上，避免选择弯筋。梁跨稍小时可用以拉通建筑上层支座负筋。沿梁高的间距要低于200mm，直径要大于16的腰筋。设计转换梁的时候，要综合转换梁内力大小和受力情况进行分析，注意分析转换梁与上部的完全共同分作结果。据研究，把转换梁当做深梁的受拉翼缘，可以获得更佳的效果。
3.3控制轴压比和落地剪力墙的间距
根据工程的技术以及分析可以看出，框支柱在垂直或者水平荷载作用下的弯矩和剪力相对较小，其主要是承受轴压力，所以要严格控制轴压比。在考虑抗震程度时，对轴压比的要求是低于0.6。对于落地剪力墙间距的控制，应当用比较厚的楼板，保证楼板厚度不低于200mm对楼板的开洞数量要严格控制，使用双向双面钢筋，在板角还要增加斜筋。这是因为地震会导致高层建筑转换层的剪力改变，在自身平面内增加受力。控制好落地剪力墙的间距才能使建筑具有良好的抗震能力。
3.4设计空间
一般来说，将高层建筑转换层放在比较高2到3层的位置，设备转换层大概在稍低的4到5层的地方是最为适合的，这样既能充分利用空间，也使上下层得到适当合理衔接如果设置在和设备转换层同样高的地方，会浪费空间；放置较低则会增大侧移刚度和扭转刚度。
3.5刚度的保证
对转换层上下刚度的选择也是很重要的，不能使上下刚度变化过大。设计时，使上下层刚度变化率接近1是做好的，不能大于2。为保证转换层上下层刚度，增加空间层的刚度，可以通过加厚落地墙、减小洞口大小、设立补偿剪力墙和采用更高强度的砼等方法实现。
结语
当前，高层建筑的功能越来越趋向于多样化、复杂化、全面化，转换层在高层建筑中的应用是不可缺少的。在高层建筑中，转换层的运用突破了常规的设计，在结构转换的楼层中转换构件，其对建筑结构的变化起到了一个过渡、衔接的作用，促使建筑中各个组成部分的不同功能得以淋漓尽致地发挥。因此，在高层建筑转换层结构的设计中，要结合工程的特点和实际情况，通过对建筑全方位的研究、计算和分析，选择合理的转换层结构设计方案，发挥优势，解决问题，才能提高施工的效率。
高层建筑结构设计要点篇3
一、转换层的功能与设计原则
（一）转换层的功能
1、建筑功能
利用转换层结构可以为高层建筑提供宽阔的室内空间和出入口。
2、结构功能
高层建筑利用转换层可以实现上下部结构的转换，上部的剪力墙结构更适合于民用住宅结构，而下部框架结构由于可以具有较大的内部空间，更适宜商用。通过转换层将两者有效的融合为一体，确保了高层建筑结构的多样化。
3、轴线及上下层柱网转换
利用转换层进行结构设计时，在其不改变上下结构形式的情况下，可以通过对轴线及上下层柱网的改变，实现下部柱距的扩大，以大柱网的形式满足下部大空间的需求。
4、错位布置
在进行上下结构转换时，可以对上部结构和下部结构的轴线和柱网轴线进行错位布置。
（二）设计原则
高层建筑由于自身重量较大，所以对其稳定性和抗震性具有较高的要求，但在进行转换层设置时，极易导致竖向刚度突变的发生，从而导致高层建筑结构的抗震性能受到较大的影响，所以在进行转换层设计时需要遵循利用直接落地的竖向构件、宜低不宜高、宜小不宜大的诸多原则。即在进行转换层设置时，由于竖向构件会对刚度和结构的抗震性能带来突变，所以需要选择直接落地的竖向构件来进行设置；在进行转换层设置时，尽量选择高层建筑竖向位置较低的地方；同时为了确保所设置的转换层结构型式能够具有更明确的传力路径，所以需要对转换层结构进行优化，这样对于结构设计和施工都会有一定的益处；在转换时需要对刚度进行适度的控制，不宜过大，这样不仅有利于建筑物的安全性，而且也会带来较好的经济性。
二、结构转换层的类型及设计方法论述
高层建筑结构转换层可以分为四种类型：梁式转换层、厚板式转换层、箱式转换层和桁架式转换层。
（一）梁式转换层
特点：梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计，这两者是按功能不同来进行划分的。
1、托柱形式转换梁截面设计
当转换梁承接的是上部的普通框架时，可以按照普通的截面设计进行配筋计算，因为这时的转换梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一样的，但是，当转换梁承受的是上部斜杆框架时，就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计，因为，此时的转换面承受的是轴向拉力。
2、托墙形式转换梁截面设计
在转换梁的施工过程中，力学问题是一个关键问题，必须要予以重视，当转换梁承受上部的墙体是小墙体时，要采取普通梁的截面设计方法进行配筋计算，且纵向的钢筋也可以放置在转换梁的底部，像普通梁那样布置就可以了；当转换梁承受的是上部墙体且满跨不开洞时，转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法，它的受力特点和破坏形态表现为深梁，不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大，所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了；当转换梁承托上部墙体满跨或者不满跨时，但是剪力墙长度比较大时，应该采取的转换梁设计方法是深梁截面设计方法。
（二）箱型转换结构
当转换梁的截面较大时，可以在转换梁的梁顶和梁底同时设置一层楼板，遍布全层，使得整个楼层都构成“箱子”形式，也因此被称为“箱型转换层。
箱型转换结构也是高层建筑设计中较为常用的一种结构形式，在设计过程中主要要注意支撑体系的合理设置，这是保证建筑施工质量的重要前提，主要特点有：层高大、自重大、混凝土强度高、结构受力比较复杂、墙柱模板支设困难等，主要优点是转换层本身的整体性非常好，但是，它也有其缺点，就是它直接占用了整个楼层的面积，使得这个楼层不能再有其他用途，只能当做设备层使用，还有一个缺点就是上面所提出的自重大、造价高，这也是在实际应用当中很少使用的原因。
（三）厚板式转换层
这种厚板厚梁式转换结构主要优点是布置灵活，整体性比较好，当上、下柱网线错开比较多很难用梁来承托时就需要采取这种形式，做成厚板，厚板的厚度也可以根据上下的结构以及柱网尺寸而定，但是这种厚板式转换层的自重很大，地震作用大，耗费材料多，不仅耗费资金而且还容易发生震害，所以这种方法采用的也不是很多。
厚板式转换层可以采用T B SA 等的三维空间分析程序对整体进行内力分析，主要是转换板的不规则边界，这样一般会采用有效单元法进行内力分析，还可以采用复杂楼板有限元分析软件进行进一步计算，还可以对板进行在竖向压力荷载作用下的受弯和局部压力等的计算。
（四）桁架式转换层
桁架可以分为两种，一种是空腹桁架，另一种是实腹桁架，这种桁架式转换层主要是由梁式转换层结构转换而来的，与梁式转换层相比它的受力更加明确、整体性好、抗震能力强、框支柱柱顶弯矩和剪力更加小一点，这是它主要的优点，但是缺点也比较明显，施工难度大，更加复杂、节点设计难度大。可以对其进行整体结构的内力分析，当高层建筑的下部为大商场时，需要的空间必须要大，上部则是居住办公等的小空间，这时就可以采用桁架式转换层，特别是在需要设置管道时，更要采取这种方式，一般采用桁架式转换层时应该满层进行布置，而且上弦节点要与上部密柱中心对齐。桁架式转换层的重量比较小，所以也减小了下部框架的承重负荷。
三、带转换层的高层建筑结构设计要点
（一）转换层结构布置
据相关研究已经显示，在底部的转换层中，如果其位置越高，它的上下高度的突变就会越大，转换层的上下内力的传递途径，其突变也会加剧，落地的剪力墙以及其他墙体就容易出现裂缝现象，框支柱内力加大，使得转换层的上部其附近的一些墙体就会被破坏。所以说，转换层的位置如果过于高，就会对抗震产生不利的影响。按照相关的研究结果显示，转换构件能够运用箱形结构、斜撑、厚板、转换大梁等形式，在地震区对于一些转换厚板的使用经验是比较少的，可以在一些非地震区采用，在一些大空间的地下室中，因为其周围有着约束的作用，而地震的反应也低于上部的框支结构，所以，在 7 度到 8 度地区的地震设计的一些地下室就能够采用这种厚板转换层。
（二）转换层竖向布置
转换结构可以根据结构的传力以及建筑的功能需要，沿着层高的建筑方向灵活布置，也可以符合建筑功能要求的基础上，能够在楼层的局部来设置转换层，而且自身的空间可以作为一种技术设备层，也可以作为一种正常的使用层，但是前提是要保证转换层的刚度，这样来防止刚度的过分悬殊。
（三）转换层抗震设计
为了进一步的保证设计的准确性与安全性，规定在一些框支剪力墙其转换层的位置如果是设置在第三层以上，那么框支柱以及剪力墙其底部的抗震等级要提高一级，如果已经是特一级就不再需要提高，而对于底部的框架来说，如果其为密柱框架，其抗震等级就不用再提高。转换层其构件在水平地震作用下的内力要将其调整，如果是八度的抗震设计，就要对竖向地震的影响需要考虑。
（四）转换层楼板设计
转换层将框支剪力墙分成上下两部分，对于这两者来说，其受力情况是有一定差距的，在上部的楼层中，因为外荷载而产生的水平力，有自己的分配原则，它是根据剪力墙的刚度来进行的。在下部楼层中，框支柱的刚度与落地的剪力墙的刚度也是不同的，后者承担着水平剪力，也就是说，在转换层处荷载的分配不是很均匀。转换层其楼板具有比较重的任务，转换楼板其自身的变形大、受力大，应该要保持足够的刚度来完成对于自己任务的支撑。
参考文献
高层建筑结构设计要点篇4
1.1结构方案合理化原则。高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致，同时应满足经济性的要求，其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物，其结构体系应相同。1.2计算简图合理化原则。高层建筑结构设计的基础是计算简图，计算简图的合理性直接关乎高层建筑结构的安全，由此可见高层建筑结构设计必须坚持简图合理的原则。高层建筑结构构件及节点的简化可以有多种选择，但必须把计算结果的误差控制在合理的范围内，以免对建筑结构产生负面的影响，从而影响建筑结构的安全。1.3结果分析精准化原则。伴随着计算机技术的迅速发展，当前很多领域都开始应用计算机技术，并且发挥着至关重要的作用，而在建筑结构方案设计中，通过应用计算机技术能够对相关数据进行科学更加科学的分析，不仅能够有效的降低人工计算存在的失误，而且还能确保建筑结构方案的准确与合理。
2高层建筑结构设计特点
2.1水平荷载。建筑同时承受竖向荷载和地震及风产生的水平荷载，在多层建筑中，因水平荷载产生的内力和位移相对较小，对建筑建构设计的影响不大，主要是以重力为代表的竖向荷载着建筑结构的设计起控制作用。而在高层建筑中，很多时候是水平荷载对建筑结构设计起决定性作用，尽管竖向荷载对结构设计会产生重要的影响，但相对于水平荷载来说，影响相对较小。2.2轴向变形。对于多层建筑轴力项相对于弯矩项来说，对结构设计产生的影响不是很大，结构设计时可只考虑弯矩项而忽略轴力的影响。但是对高楼层建筑结构进行分析所要考虑的因素就不太一样了，需充分考虑到高层建筑的层数、高度对竖向构件轴力值的影响。随着高度的不断增加，竖向构件的轴力变形也会变得特别明显，当竖向构件轴向变形达到一定的程度，会使高层建筑的结构内力数值和分布产生变化。2.3建筑侧向位移。随着建筑楼层及高度的增加，在水平荷载的作用下产生的侧向位移也会不断的增大。高层建筑设计时，需要保证足够的结构强度，在应对风荷载及地震作用产生的内力作用时，才能有足够大的力量去抵御。为了能够将风荷载及地震作用下产生的侧移距离控制在一定的限度之内，就必须拥有足够的抗侧刚度能力，才能较好的保障结构安全及正常使用的舒适度。
3高层建筑结构设计存在的问题分析
3.1建筑短肢剪力墙设置存在问题。随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高，高层住宅建筑中短肢剪力墙的运用越来越多。在一般情况下，建筑结构的短肢剪力墙是指墙肢的高度、厚度比例为5-8的墙体。短肢剪力墙与普通剪力墙相比承担较大轴力与剪力，抗震性能较差，从受力特性及构件的安全储备有别普通剪力墙，为安全起见，在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构，在某些情况下还要限制建筑高度。3.2抗震结构设计问题。高层建筑结构设计中很重要的内容是结构抗震设计。受高层建筑高度过高、荷载过大的影响，一旦出现了地震，就会诱发出各种不可估计的问题。现阶段我国建筑工程建设要求高层建筑最低要保证五十年的设计基准期，并对高层建筑的抗震设计进行了明确的规定。但是在实际结构设计中，存在设计人员对规范理解不透、概念设计模糊等问题。如果高层建筑结构设计人员没有充分认识到上述问题，就会给高层建筑留下安全隐患。3.3扭转问题。质量中心、刚度中心和几何中心是高层建筑结构设计中的“三心”，“三心合一”也是高层建筑结构设计过程中需要尽量达到的目标。但是在实际设计中存在“三心”偏离较大的问题。在三心偏离较大的情况下，受较大水平力的影响就会出现高层建筑扭转震动的问题，影响高层建筑的安全。
4高层建筑设计相关假定
4.1弹性假定。当建筑处于一般风力的、正常使用竖向荷载及低于设防烈度的地震的作用时，建筑结构构件一般处于弹性的工作阶段，这一假定与实际的工作情况存在的差异不大。但当遭遇强震作用或者强烈的台风天气时，建筑产生的位移会比较大，结构构件会转入弹塑性的工作阶段。在这个时候就应当按照弹塑性动力分析方法进行分析，而不能只按照弹性假定的方法计算，否则就不能将结构构件的真实工作状态反映出来，留下安全隐患。4.2小变形假定。小变形假定方法是除了弹性假定之外另一种比较常用的方法，但也有学者对几何非线性问题进行研究。除了弹性假定，小变形假定方法也常被采用。但有不少学者对几何非线性问题（P-Δ效应）做了一些研究。一般情况下，当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时，P-Δ效应的影响就不能被忽视了。4.3刚性楼板假定。目前在我国对很多高层建筑结构进行分析时，都是将楼板的平面内刚度设定为无限大，而将楼板平面外的刚度予以忽略。在这种假定下，建筑结构体系的自由度在一定程度上减少，对计算方法进行了简化。此外通过这种假定，使得在使用薄壁杆件的理论在对筒体体系的结构进行计算时非常方便，但是一般情况下，因为受到计算方式以及其他因素的影响，使得这种假定通常比较适合对建筑的框架以及剪力墙体系的计算。4.4计算图形的假定。在高层建筑架构体系中，整体分析将采用的计算图形分为一维、二维协同分析和三维空间分析三种。其中，三维空间分析的普通杆单元，每一节点含有6个自由度，按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应该考虑截面翘曲，截面翘曲有7个自由度。
5高层建筑结构设计要点
5.1建筑的载荷设计。在高层建筑的建筑结构设计中，建筑的安全性以及稳定性是设计的重中之重，而建筑的荷载直接影响着建筑的安全以及稳定，因此在进行建设设计时一定要做好荷载的计算。相对于一般的建筑，高层建筑的荷载及其组合要复杂的多，相关的设计人员在进行建筑的荷载计算时需要考虑的内容也多得多。在进行高层建筑的荷载计算时，最主要的内容是以下两个方面：建筑的地震荷载以及风荷载。在实际的设计中，复杂的超限高层建筑还应当进行的风洞试验及振动台试验，以确保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的设计。因为高层建筑的高度要比普通建筑高出很多，多以其对应力的承受能力也不一样，因此当地震时其产生的反应程度也不是一样的，因此对于高层建筑，在进行设计的时候必须要充分考虑抗震设计。而且抗震设计时，必须要对建筑所处的地形地质条件都进行充分的考虑，通常土地比较坚硬的其抗震强度会比较大，所以要尽量选择硬度比较大的土层，而避开那些土质疏松的地层，而对土层的变化进行有效的把握成为抗震设计中的一个困难点。5.3高层建筑结构的包络设计。包络设计是近年来比较常见的设计方式，可以有效解决工程项目结构设计中存在的各种问题。当前工程设计问题变化比较多，有许多因素都会影响到结构效应，各种问题盘根错节，使用目前已经掌握的只是或者软件很难对其进行准确的分析。学术科学和工程的不同点在于后者难以长时间等待。因此要通过优化结构设计的形式，利用最少的经济投入来获取最大的经济效益，并解决工程项目存在的问题。不同的工程条件可以用不同的网络设计原则来处理，在对待转换结构转换层或者连体结构时，也可以用网络设计，对构件进行分析验算，取不利值包络设计。
总之，高层建筑的复杂性不仅要求其设计人员必须具有较高的综合素质，而且还有掌握足够的理论知识以及相关的法律知识，而且在对其进行结构设计时也要对对建筑周围的环境进行综合的考虑，由此来提高设计的质量，同时降低建造的成本，促进高层建筑的健康发展。
作者:崔惠林 单位:保定市城乡建筑设计研究院
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高层建筑结构设计要点篇5
0 前言
随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，城市规模不断增大，人口不断增加，使得城市住房建设用地高度紧张，以及人民对生活质量的高标准的追求，新建高层建筑是城市发展的必然趋势。这就必然给结构工程师们对高层建筑的设计也带来了许多新的课题和更高的挑战。如何设计出舒适、安全、经济、美观，同时又要符合人们精神生活要求的建筑。满足人们生产和生活的需求，是结构设计师们必须要面对和需要解决的首要问题。掌握高层建筑结构设计的要点，正确处理高层建筑设计过程中出现的问题，是每个结构设计师所必须具备的基本素质。本文结合笔者多年从事结构设计经验对高层建筑结构设计中应注意的一些问题进行了总结，以供结构设计人员参考借鉴。
1高层建筑的结构特点及应注意的问题
（1）结构延性是重要设计指标：高楼层因为其独特的特性在很多方面都比低层楼房有优势，其最显著的特点就是高层楼房拥有较好的柔韧性，正是因为这种特性，使得这种高层楼房在发生地震的时能够适度变形，从而消散地震对其的影响。因此想要保证高层建筑的延性，楼房在建造的时通常会在施工过程别是在其进入塑性变形阶段之后，其仍然能够保持很强的变形力，这样就能保证楼房在遇见晃动的情况之下不会出现坍塌的现象，因此在设计的时候需要针对这种情况采取专门的措施进行防护。
（2）轴向变形不容忽视：如果建造高层楼房的时采用剪力墙结构，则建筑中心轴受到的压力将会比建筑四周的支柱受到的压力要大很多，因此其形变量也要远远地大于周围支柱轴。通常，如果建筑物的高度越高，那么其产生形变的可能性也就越大极易导致建筑的中心支柱因为受到较大的压力而出现坍塌的现象。因此，如果在进行建造高层时缺乏合理的设计，那么建筑完工之后，中轴则会承担过多的压力从而使得中轴底座的负弯矩变得很小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大这样很容易使中轴出现形变的情况，一旦中轴出现形变之后，整个建筑的连续弯矩就会受到较大的影响，这样就会大大加剧建筑的不安全性。
（3）水平荷载成为决定因素：高层楼房的设计不仅要考虑竖向荷载，还需要考虑建筑的水平荷载能力的影响，主要是因为：①如果在设计的时候仅仅考虑竖向荷载，那么其相关联的数据和设计高度成一次方关系，这在设计的时候是不够的，但是水平荷载相关的数据能够保证其和高度成二次方关系[1]；②在建筑物设计的时候关于竖向荷载是相对固定的，但是水平荷载却受到众多因素的影响，在设计的时候还需将地震、风等能够对建筑物造成破坏的因素考虑在内。
2选择合理的高层结构体系的重要性
在设计高层建筑结构体系时，不同的抗侧力结构选用的钢筋混凝土结构也是不同的，可分为框架结构、剪力墙结构等，不同的结构在设计的时有着不同的作用，因此建筑师在设计的时候需要根据建筑的实际情况合理的进行选择和利用。
（1）框架结构体系。在钢筋混凝土结构以及钢结构中使用最多的就是框架结构，其在构建时使用非常灵活，不仅能够提供较大的空间，而且还能将梁和柱进行完美的融合，呈现出建筑的整体构架。在设计框架结构体系时需要对位移以及框架―剪力墙机构的内力等进行测量，在测量的时候使用较多的就是连梁连续化假定法。应首先确定剪力墙以及框架水平进行位移，然后再计算各种参数，然后综合考虑，合理的进行设计。
（2）剪力墙结构。构建剪力墙结构的时候通常都是根据建筑物的结构形式来具体设计，合理的利用建筑物的墙体来承受一部分压力。剪力墙结构通常是在钢筋混凝土结构中使用的，利用墙体来承载来自于建筑的全部水平以及竖向荷载。
（3）筒体结构。筒体建构的分类比较多，主要包括实腹筒、框筒等。实腹筒主要是采用平面剪力墙结构组成空间筒体；框筒在设计时主要是使键框架的肢距减小；桁筒在设计的时候通常都是用空间桁架组成。不同的结构在计算的时候往往采用不同的计算方式，主要有等效连续化方法、等效离散化方法；三维空间分析等。
3与高层建筑结构的有关问题分析
（1）高度问题。我国为了对建筑行业的高层建筑进行规范设计，对当前国内的建筑物高度进行了详细的设定。这种对高度的限制保证了在现有的技术水平能力之下建造较为安全的建筑物。但是现在很多的混凝土建筑物的高度都超过了国家相关规范中制定的高度，其存在着一定的安全隐患。所以，在设计上一定要认真对待，应该邀请那些专业性强、经验较多的建筑设计师进行合理设计。
（2）结构的规则性问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件。比如，当结构的位移比和周期比超规范规定时，说明结构的抗扭刚度相对结构的抗侧刚度偏小，结构的扭转效应较大。对某些建筑，因功能需要，下部几层为大空间，上部为办公或客房，采用的隔墙较多，上下层刚度差别较大，此时刚度变化处的下一层宜指定为薄弱层，可进行内力放大调整。
（3）短肢剪力墙的设置问题。在新规范中，将墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了较多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦[2]。
4结语
城市中的高层建筑成为反映城市经济繁荣和社会进步的重要标志。随着对高层建筑使用功能要求的日益严格，高层建筑的高度不断增加，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。
高层建筑结构设计要点篇6
中图分类号： TU2 文献标识码： A
一、高层建筑结构设计特点
1.1 高层建筑结构设计中要用到许多专业知识，结构专业用的最多，最为重要它的设计比较复杂，不同于低层、多层建筑结构设计（如图一），设计的结构直接关系到建筑平面布置，建筑物形状，楼层高度，机电管道的设置，施工技术要求，工期的长短和工程造价的高低等等许多方面。
图一多层建筑结构设计
1.2 高层建筑结构设计时尽量减轻自重
在同样的地基情况下，减轻自重更有利于加大楼层的高度，同时可以获得更高的经济效益。减轻自重在一定程度上可以减少地震的破坏性，是提高结构抗震能力的有效办法。如果高层建筑的质量很大，作用在结构上的地震剪力大，而且高层建筑重心高地震造成的倾覆力矩大，破坏性也就越强。因此，在高层建筑房屋中，结构构件在保证高强度材料的条件下，各种非结构构件和围护墙体都应当采用轻质材料以减轻房屋自重。这样有利于减小结构刚度和地震破坏强度，节省材料，降低成本，充分利用有限的土地面积创造更大的建筑面积。
1.3 使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力
高层建筑结构设计中，不仅要求整体结构能够承受足够的垂直负荷，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力，不至于因受到侧向力时而发生超出允许范围的侧向偏移。如果侧向位移太大，会使楼层重心偏移，造成居民的惊慌，影响楼层内居民的正常学习、工作和休息。甚至还会是家居的墙体出现倾斜，装饰脱落或出现裂纹，整个楼层里的水气管道、电梯发生异常，框架结构破坏等。
1.4 高层建筑的设计时，严格计算地基的承载能力与上层的结构承载力相符合
每层都具有一定的纵向和横向承载能力，为居民提供良好的居住环境。外墙、窗玻璃及其他围护和装饰构件，必须有足够的承载力，并与主体结构有可靠的连接，防止房屋在风荷载作用下产生局部损坏（如图二）。
图二外墙局部破坏
1.5 高层建筑要比其他建筑具备更全面的抗震设防系统
高层建筑的楼道一定要宽敞，以防火灾发生时，人员逃亡时出现踩踏、拥挤现象。在高层建筑选址时，要严格进行实地考察勘测，选择位于开阔平坦、质地坚硬的场地，对抗震有重要的作用。避开经常发生自然灾害，地质酥软的场地，比如河岸、断层破碎带、泥石流、滑坡多发地带等这些地方。任何时候都不得处于各种原因建造一些危害人类健康、伤及人类生命的建筑物。
二、高层建筑结构设计原则
2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图，可以有效的保证高层建筑的安全问题
选择合理的计算机简图是保证高层建筑结构设计安全的基础条件。不合理的计算机结构简图，会使在计算中对结构节点处理不当，导致建立错误的结构模型，使得高层建筑产生结构安全事故。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，考虑每一个结构节点（钢节点、绞节点等），都在误差允许范围内。
2.2 按照高层建筑地质条件，进行结构基础设计
综合考虑高层建筑物的上层结构类型和地基的承受能力，对建筑物的结构设计。尽量充分利用地基的承受强度，建筑合理的高度，必要时要求进行地基变形的检验。根据当地的地质调查结果，对高层建筑结构基础设计（如图三）。建筑设计人员在进行建筑地基基础设计的时候，必须要根据当地的设计规范标准，由于我国各个地方都会有自己地区规划制定的《地基基础设计规范》，各个地区制定的规范对建筑结构设计师在设计时有着非常重要的帮助，建筑设计师在设计之前，一定要深入的学习各个地方性的建筑规范与法规，该规范更能详细准确的说明设计要求，这样一来，更加避免了对后期施工和设计带来的不良影响，只有建筑物的地基设计这一部分做的好，才会让整个建筑结构设计的后期工作顺利进行，更能维持建筑物长期的使用性。
图三高层建筑钢结构地基
2.3 设计合理的高层建筑结构方案，满足人类的需求
合理的结构设计方案要满足建筑楼层安全的要求和合理经济的结构设计。结构体系要根据当地的地质情况、施工条件、设计技术要求、人们需求等方面，对水、暖、电等各个生活需求的结构进行设计。结构的选择设计应考虑到构件对自然环境、人为因素等影响，保证具有一定的承受性、耐候性。
2.4 选择合适的方式对计算结果进行准确的分析，得出恰当的结构设计方案
当今已经进入了计算机时代，计算机逐渐渗透到生活、工作中。毋庸置疑，计算机技术在建筑结构方面的应用也非常广泛。每一款计算机软件都有一套自己的程序，所以处理结果也会不同，这就要求建筑设计人员要充分掌握每一应用软件，根据实际情况选择最合适的处理软件。但是程序不可能与文明实际的情况相符，这就需要工作人员仅把分析结果作为参考，并适当的修改，和其他工程师商议校核，做出准确的判断结果。
三、高层建筑结构设计存在的问题及其对策
3.1 高层建筑结构设计的超高问题
随着城市人口的剧增，高层建筑物成为目前的发展趋势。我国的建筑规范为了保证高层的抗震能力，对高层建筑结构的高度有严格的规定，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。目前的高层建筑结构设计中，往往忽略高程超高的问题，在施工过程时不予通过，并要求重新更改设计等，这些将严重影响工程限期和工程造价预算。
3.2 高层建筑结构的规则性问题
安全是高层建筑的首要问题，所以在结构设计时要在保证安全的前提下，对建筑物的外形规则做适当的修改。我国高层建筑规范中，对高层建筑的结构设计做出了很多限制，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，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。”这样可以避免结构设计时忽略外形，有效地减少了后期的修改，减少了不必要的麻烦。
3.3 高层建筑结构设计短肢剪力墙问题
短肢剪力墙是指墙肢截面的高度和厚度比为5 ～ 8 的墙，按照实际经验以及数据表明：短枝剪力墙会影响高层建筑的结构安全。而且，我国建筑新规范对高层建筑结构设计，增加了短肢剪力墙的使用限制。因此在高层建筑的结构设计时要尽量少用或不用短肢剪力墙。
3.4 高层民用建筑结构的计算分析
在高层民用建筑结构的计算分析阶段，准确。高效地进行内力分析，并根据相关规范要求进行相应的设计和处理是决定工程质量的关键环节。我们要对这一阶段常见的问题有一定的了解，以适应结构设计过程的要求。
（1）软件选择。现在比较常用的计算软件包括TAT。SATWE和TBSA 等等。因为不同的软件在进行模型的计算时会存在一定的差异，这就会造成各个软件的计算结果出现偏差。因此，进行工程的整体结构计算分析时要根据建筑结构的类型和软件计算模型的特点挑选合适的计算软件，并对不同软件的计算结果进行比较，判断最合理的结果，并使用其他的结果进行参考，另外，还要剔除最不合理的计算结果。只有选择了合适的计算软件，才不会浪费时间和精力，才能保证所有的安全隐患被排除掉。
（2）地震力是否放大。这一部分主要内容一直受到新老规范中的关注。在新的建筑规范中要求必须根据大量的工程实测周期数据来确定不同结构体系下高层建筑结构的计算自振周期折减系数。
高层建筑结构设计要点篇7
1.高层建筑结构体系
1.1高层建筑的剪力墙体系。
在高层建筑中设计中结构体系中，其重要组成部分就是剪力墙，在高层建筑承受风荷载或高层建筑承受地震方面，剪力墙有着积极性的作用。因为其不仅对结构中水平构件所产生的竖向荷载能够承担，而且对外部因素所引起的振动作用也能够承担。
1.2高层建筑的框架―剪力墙体系。
高层建筑中常见的结构体系就是框架―剪力墙体系，垂直荷载的力量是框架所能承受的，而剪力墙所承受的则是水平剪力。剪力墙的设置不仅能够在很大程度上增强建筑的侧向刚度，使其水平位移变小，而且还能够使框架所受的力实现均匀分布。
1.3高层建筑的筒体体系。
高层建筑筒体结构体系由框架―剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的。筒体结构体系是将剪力墙或密柱框架集中到建筑的内部和而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，目前在高层建筑中被广泛应用。
2.高层建筑结构设计要点分析
2.1选择合理的结构方案。
高层建筑的结构设计不仅要具有较高的经济性，更要满足使用性及合理性，因此在进行高层建筑结构设计时，首先就要选取一种既可行又满足较好经济性的结构形式及体系。其中要注意如下问题：首先在同一结构单元中，最好不要混合使用不同的结构体系，同时还要综合考虑使用要求、地理环境及施工条件等实际情况，还要协调好建筑电气及水暖等配套设施的设计，从而选择最优的建筑结构体系。
2.2选择合适的基础方案。
综合考虑高层建筑物的上层结构类型和地基的承受能力，对建筑物的结构设计。尽量充分利用地基的承受强度，建筑合理的高度，必要时要求进行地基变形的检验。根据当地的地质调查结果，对高层建筑结构基础设计。建筑设计人员在进行建筑地基基础设计的时候，必须要根据当地的设计规范标准，由于我国各个地方都会有自己地区规划制定的《地基基础设计规范》 ，各个地区制定的规范对建筑结构设计师在设计时有着非常重要的帮助。
2.3选用适当的计算方法及简图。
在高层建筑结构设计中，要注重相关计算方式的选择，从而保证强度等计算结果能够满足真实情况，从而更好的为结构设计提供依据。此外，由于建筑结构设计是在结构计算的基础上开展的，一旦计算方式不准确，导致计算结果有误，就会严重影响高层建筑的结构设计质量，更可能造成安全事故的发知，并带来巨大的损失，因此在高层建筑结构设计中，要注意相关计算方法的选择及计算简图的选取。同时，计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2.4正确分析计算结果。
计算机技术是在结构设计中普遍采用的技术，但是随着目前软件种类繁多，软件的不同往往也会导致计算结果的。所以，设计师要对程序的适用范围以及条件进行全面的了解才可。设计师在拿到计算结果时一定要对其认真分析，并且慎重的校核的原因是计算机在辅助设计时常常会因为结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷从而导致计算结果错误，这就需要设计师以此做出合理判断。
2.5采取相应的构造措施。
“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”是在进行高层建筑结构设计时需要牢记的，并且一定要注意构件的延性性能；对薄弱部位加强；对钢筋的锚固长度也要注意，更要注意的就是钢筋的执行段锚固长度；同时对温度应力的影响力等也要考虑。
2.6高层建筑结构抗震设计。
由于高层建筑的楼层数较高，特别是某些超高层建筑，如果遇到如地震等灾害时，其抗震能力得不到有效的保证，就使其变形及破坏力都会远远的大于其它类型的建筑，因此要综合多方面因素，全面的提升高层建筑的抗震能力。
首先要注重地基的选择及设计，高层建筑最好应建筑在土地较硬的地区，并远离河岸，同时还要注意，不要在断层或地陷等较易发生地震的地区建造，如果地基选择不合理很可能影响到其抗震能力。其交，在设计阶段还要注重建筑材料的选取，将钢筋与混凝土结合在一起的建筑形式主要是利用钢筋与混凝土具有相似的膨胀系数，在任务环境下都不会产生过大的应力，同时这两者之间的粘结性很好，特别是将钢筋表面预置肋条或在钢筋的端部弯起弯钩，可大大的提高钢筋与混凝土之间的拉力，可以更好的提高建筑的强度及抵抗外力的能力，从而更好的满足人们的使用要求。而在高层建筑的设计施工中会在框架结构中融入一定的剪力墙结构，从而更好的实现不同建筑的功能及相应的强度要求。
3.结束语
综上所述，我国城市化建设速度的不断加快，使得提高城市土地利用率的相关问题越来越被社会所重视，与此同时，各种形式的高层建筑拔地而起，从而为缓解了城市居民住房紧张问题，但是由于高层建筑本身的结构特点，决定着其相应的结构设计必须满足一定的强度及使用要求，这对建筑设计师来说是一项艰巨的任务。要想保证高层建筑施工质量，首先在结构设计阶段就要保证其设计方案完全符合国家的相关标准，并结合其实际用途，紧抓设计要点，并对较易发生的潜在问题的设计进行及时排除，确保施工方案得以顺利的展开，从而保证整体高层建筑的施工质量，为人们的正常使用提供较高质量的保障。
参考文献
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高层建筑结构设计要点篇8
引言
随着我国经济的高速发展，城镇化进程的步伐越来越快，城市建设的需要与满足可供建设的土地供给之间的矛盾日益突出。但是，科学技术水平的发展和提高为解决这些矛盾提供了选择。高层建筑的出现在一定程度上缓解了这种矛盾。现在，高层建筑的建设规模越来越大，建造速度也越来越快。我国的高层甚至是超高层建筑从无到有，不仅高度不断增加，建筑功能也越来越齐全，而且建筑类型也越来越呈多样化的发展趋势，结构体系的选择也更为灵活。因此，高层建筑不仅节约城市用地，增加城市景观，减少城市基础设施投资，更重要的是能够满足更多人的居住需求以及生活条件的改善。
1、建筑结构选型的重要意义
近年来，伴随城市化进程的不断推进，高层建筑逐渐成为了建筑行业的主要施工项目，这使得建筑结构的选型也主要以高层建筑为主。高层建筑的结构可供选择的类型有很多种，其中能够有效加强高层建筑抗震能力的结构则运用的比较广泛。高层建筑的设计以及施工通常都要耗费更多的财力和物力，因此控制好高层建筑的质量和抗震效果显得更加重要。但在建筑结构的选型上却是不确定的，在这个过程中需要考虑建筑物的自身特征以及相关的外部因素。当前的建筑结构选型具有较高复杂性，在这样的条件下只有对各类相关要素进行综合考虑才能够确保建筑结构选型的合理性，进而保证建筑结构可以满足使用功能、经济效益以及美观性和质量性等多方面的要求。
2、对高层建筑结构选型的思考
2.1从建筑结构部位的角度进行分析
按照建筑结构部位主要可以分为竖向承重结构的选型、水平承重结构的选型以及下部结构的选型。在对竖向承重的建筑结构进行选型的时候，最先要考虑到的一点就是建筑物的高度以及建筑物的用途(是住宅还是办公楼)。因为不同的结构体系对于建筑强度以及刚度的要求是完全不一样的。因此，它们适应的高度也是不尽不同。通常说来，框架结构一般是用于建筑高度不是很高、层数也不多、对设防烈度的要求也比较低的建筑设计当中。框架―剪力墙结构以及纯剪力墙结构则可以满足大多数建筑物对高度上的需求，而在建筑层数较多且对设防烈度要求较高的时候，则最好选用筒体结构。除此之外，在进行建筑结构选型的时候还要考虑到建筑物的用途，如果是用作住宅的话则一般采用剪力墙结构。
2.2经济因素
在进行建筑结构的选型时要对经济因素做好分析，系统的考虑结构方案经济性。不仅要考虑到某个结构方案付诸实施时的一次投资费用，还应当考虑到其全寿命周期的费用。在进行结构的施工过程中还应当注意到建筑结构中的安全问题，一些建筑结构材料虽然具有耐热的特性，但是耐火的功效却不甚理想，一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。在出现地震等坍塌性事故时，需要较长的疏散时间，但超高层建筑大多采用钢筋混凝土结构，在长时间的疏散过程中极易发生其他的安全事故。与此同时，许多建筑的投资都比较巨大，并且在所属区域一般都是当做代表性建筑来建造的。所以建筑无论是在经济上，还是在文化乃至政治上都具有较强的影响。为此，在进行结构的选型时务必要强化结构的可靠性，强化建筑的整体性能质量。
2.3高层建筑结构选型中结构的规则性
结合结构承载能力、刚度和变形能力是必须所具有的；应注意破坏而导致的由部分结构或者构件给整个结构失去承受重力荷载、风荷载和地震作用能力的不良结果；对可能产生问题的薄弱部位所应该采用的有效手段予以提高。高层建筑的结构体系大概适宜以下有关的要求：要想使局部突变和扭转效应而形成薄弱部位得到合理的解决方法，就必须要做到使结构的竖向和水平布置应该具备合理的刚度和承载力分布；应具备多道抗震防线。规则平面布置需要满足的结构要求。结构平面布置首先要斟酌出对抵抗水平和竖向荷载的有利条件，明确的受力，直接的传力，达到对称均匀，在某一程度上减少扭转所带来的影响。由于在地震的作用，力求简单规则是建筑平面必须的关键，在风力推动下可以适当放宽。有关于抗震设防的高层建筑，简单、对称、规则是平面形状的主要规则，这样可以有效减少地震带来的危害。
2.4建筑结构受力准确性
使用结构不同导致受力方式也有所不同。要根据结构和受力等方面，认真选取适宜方案，要布局合理，遇到突发灾难时能够有效地抗风避震、防火防水，保证建筑物的安全稳定。在风力较大的地壳运动频繁地区要重视结构的强度和变形范围内的结构质量，减小建筑因受力时结构不稳定而导致的对人造成的不适感和建筑的不安全性。在地壳运动频繁区域，由于地壳运动具有多变性，现在科学技术发展的程度难以精确地判断地震中心和地壳运动时间。所以在施工设计中，不仅要通过精确仪器的计算得到精确结构体系结论，还要统筹考虑周边环境进行实际勘察。在实际施工场地施工时要因地制宜，选择合理的结构形式，确保结构受力方式的准确性。
3、高层建筑结构设计要点
3.1基础设计问题
地基是建筑施工的基础，建筑设计人员在高层建筑结构设计的过程之中需要首先全面了解建筑地质情况，分析建筑结构和建筑环境，结合环境和施工条件,切实提高建筑结构设计在施工过程中的可实行性。我国国土辽阔建筑环境迥异地质情况也各有不同，所以设计人员需要深入研究地质状况确保施工的顺利进行。建筑结构设计人员需要首先勘探水位进一步综合考虑地质数据、上层结构类型、使用功能和施工条件。再者设计者还需要研究周围建筑环境的安全度从而观察建筑物倾斜或者沉降情况。最后设计人员还需要了解建筑物设置位置和标高，分析建筑施工的科学性从而确保建筑工程施工的顺利进行。
3.2水平荷载成为决定高层建筑结构设计的决定因素
（1）由于房屋的自重与楼面所使用的荷载在竖构件里面所引起的轴力与弯矩只和房屋的高度成正比。而水平荷载对于结构产生的倾覆力矩，还有因此而在竖构件中所引起的轴力，其与房屋高度的二次方成正比。（2）对某一定高度的房屋来说，竖向荷载在一定程度上是一个定值，但是由于水平荷载与地震的作用，它的数值伴随着结构动力特性的不同而产生相对较大的幅度的变化。
3.3结构平面设计
使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀是在高层建筑的一个独立结构单元内所必须具备的条件。在高层建筑的一个独立结构单元内不应采用极其不规则的平面布置，否则带来的后果是我们无法预测和估计的。抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑，其平面布置的要求应遵循简单、规则，减少偏心。这样可以有效规避地震给高层建筑带来的危害，可以达到有效抗震的目的。
3.4结构延性
在地震的作用下高层建筑结构因具备很好的柔和性会形成很大的变形。为了提高其抗震性能投计人员需要强化对建筑结构塑性形变确保其具备较好的抵抗变形能力。在高层建筑结构设计的过程中对高层建筑结构进行合理的强度强化合理处理高层建筑边角和底座等部分确保其具备充足的延性,从而加强高层建筑的安全性和稳定性。
3.5抗震及连梁
在进行高层建筑抗震设计的过程之中,一般情况下高层建筑不使用单纯的框架结构体系而是会选取框架--剪力墙、剪力墙、筒体结构等来实现对自身结构的加固提高其抗震性能。这以上方法可以有效地提高对地震的抵抗效果从而提高建筑结构的经济性。在框架--剪力墙结构中投计人员可以降低连梁的刚度折减刚度系数。如果在折减之后建筑结构仍然无法满足设计的需要和设计要求投计人员可以适当内调幅连梁然而在实际调幅的过程中还要保证调幅力度应低于20个百分点。
3.6框剪结构中剪力墙数量的优化
钢筋混凝土框架―剪力墙结构体系是震区高层建筑使用较为广泛的结构体系，不仅能为建筑设计提供大空间，且结构具有良好的抗震性能。但是这种结构体系中，剪力墙的数量的最佳配置不仅反映结构的安全性，更是衡量技术经济性的重要指标。钢筋混凝土框剪结构中，满足抗震规范层间位移角限值规定的最少剪力墙数量就是剪力墙数量的最佳配置，且布置对称、均匀。
3.7竖向荷载设计
在自身情况下应减轻重量。在某些程度上使高层建筑减轻自身重量比多层建筑更具有实际意义。从地基承载力或桩基承载力的情况下分析，假设在同样地基或桩基的条件下，且不增加基础造价和处理措施的情况下，采取减轻房屋自重是可以有效解决问题的方法，这样可以多建层数，在软弱土层上的经济效益就会体现出来。因为地震效应与建筑的重量是成正比的关系，所以房屋自重减轻的是可以有效改善结构抗震能力的有效途径。高层建筑重量大了，可以提高作用于结构上的地震剪力，而且重心高地震的作用还可增加高层建筑的倾覆力矩，会大大提高对竖向构件所产生的附加轴力，从而导致附加弯矩更大。
结束语
高层建筑业在一步步向前发展，市场需求也日趋复杂化和多元化。为能够满足当前的市场需求，高层建筑结构设计师必须严格按照设计标准来执行并充分发挥主动性和创造力，以工程实际情况为依据，掌握高层建筑结构设计的难点及要点，设计出理想的格局，为后期施工创造良好的设计版图。
参考文献
[1]谢琳琳.关于高层建筑结构选型决策的研究[D].重庆大学,2001.
高层建筑结构设计要点篇9
选择恰当的基础方案与结构方案
一方面，建筑的基础设计应充分考虑地质条件，对高层建筑的上部结构类型、负荷分布、施工条件以及对相邻建筑的影响等因素综合分析，并从中获得恰当的基础方案。在设计过程中，尽量发挥地基潜力，并做好地基的变形验算工作。在基础结构设计中，应出具详细的地质勘察报告，如果没有地质报告的建筑，应做好现场观察，并参考类似的建筑资料。一般情况下，同一个结构单元不能采用不同的类型。另一方面，一个合理化的结构设计，必须配备经济合理的结构方案，其中包括结构体系与结构形式等。结构体系中明确受力与传力情况，而地震区则遵循平面与竖向原则。总之，基础方案与结构方案作为高层建筑设计的重要内容，必须综合分析工程的各项设计要求、地理环境、材料供应以及施工条件等因素，做好电工、水暖、建筑等各专业的协调，并在此基础上完善结构选型，最终确定结构方案。
高层建筑结构的受力分析
对于高层建筑的最初设计方案，设计人员应充分考虑空间组合特点，而不是直接确定具体结构。建筑物的地面对整个建筑物空间的竖向与水平稳定性至关重要。由于高层建筑物主要由大且重的构件组成，结构设计需将自身重量传递到地面。由于结构的负载力始终向下作用在地表面，而高层建筑结构设计的基本要求就是明确建筑的向下作用力和地基承载力的关系。因此，在开始设计高层建筑结构方案时，必须对建筑的主要承重墙、承重柱的数量及分布进行总体规划。在高层建筑中，应确保竖向与水平的结构体系设计符合相同原理，但是随着建筑高度的增加，竖向结构体系变成设计的主要控制因素，主要由于：一是较大的垂直负载力对较大的桩体、墙体、井筒等提出了更高要求；二是高层建筑的侧向力产生了更多的倾覆力矩及剪切变形。与竖向负载力相比，侧向负载对高层建筑物的反映并不是以线性增加，而是随着建筑层数的增高而加大。因此，在高层建筑中，除了基本的抗剪力之外，还要考虑到抵抗变形和整体抗弯因素，同时认识到高层建筑的结构受力情况与低层建筑有所差异，在设计中区别对待。
提高建筑结构的关键部位延性
为了提高高层建筑的抗倒塌能力，应注重提高建筑构件的延性。但是在实际高层建筑工程中，很难完全确保延性的提升。当前最经济可行的方法就是提供建筑中关键构件的延性。在建筑的竖向结构中，如果高层建筑的底盘大，则应提高主楼和裙房顶面的衔接，以提升楼层构件延性；如果高层建筑的体形简单、刚度均匀分布，那么可重点加强建筑底层构件的延性；对于不规则的立面建筑，注重提高体形突变处的楼层构件延性。在结构的平面结构中，应注重提高建筑平面突出、转交位置，以及复杂平面的翼向连接处延性；对建筑的偏心结构来说，对于建筑拥有多道抗震防线的抗侧力构件，则要做好第一道抗震防线构件的延性处理，同时注重加强建筑周围，尤其在刚度较弱位置的构件延性。
位移的限值问题
在高层建筑结构设计的计算结果中，侧移是重要的衡量指标，可直接反映建筑结构的整体刚度，根据侧移的情况来看，可判断结构刚度的大小。结构刚度的过大或者过小，都需要设计人员重新考虑结构的选型。对于高层建筑来说，其顶点位移的限值不仅决定了数值大小，同时也与振动频率相关。一般情况下，人对建筑的振动频率大小较敏感，但是对振动幅度却很难感应到。因此，只要保证结构的摆动频率不影响人们的舒适度即可；同时应注意避免由于结构的变形过大而产生损坏，采取适当的位移，限值应保持在规定标准范围内，特殊情况下适当放松指标。
另外，由于计算方法、计算程序的不同，如果同一个结构采取不同的程序计算，那么层间位移的数值也会有所区别。其中主要原因可能是采用的软件差别，不同的软件对高层建筑的“层间位移”概念定义不同，有些是指楼层发生转动后的最大角点位移；有些是指建筑的型心位移；对于规则性的建筑来说，角点位移能更准确地反映出结构楼层位移状况，这也是结构设计人员应加强注意的问题。
计算简图和计算结果分析
一方面，高层建筑结构计算主要建立在简图计算的基础上。如果简图计算的不合理，则可能给结构安全造成威胁。因此，选择恰当的计算简图，是确保高层建筑结构安全的重要因素之一。计算简图需通过结构保障，计算简图的误差应控制在一定范围内；另一方面，加强对计算结果的科学分析。在当前高层建筑结构设计中，已经普遍应用计算机技术，但是相关计算软件还有待开发，不同软件会造成计算结果的差异。因此，设计人员在计算中还应发挥主导作用，全面掌握各种技术条件。在利用计算机进行辅助设计时，如果发现某一程序与结构的实际情况不相符，或者出现数据输入错误等问题，就需要设计人员及时分析并校核，作出合理判断，解决存在的问题，尽量减少误差。
高层建筑的抗震分析
在我国高层建筑的抗震分析与设计中，通常考三方面问题的影响作用：一是建筑物的高度问题，尤其对超高限建筑物，更要抱有谨慎态度；二是材料的选择与结构体系问题；三是轴压比和短柱的问题，往往为了控制高层建筑的轴压比，造成柱的截面过大，而此时柱的纵向钢筋确实构造配筋，影响了建筑的抗震力。
可见，高层建筑物除了承受基本的垂直荷载力之外，更重要的是承担侧向风荷载力与地震冲击力。实际上，高层建筑的结构抗侧力，随着楼层的不断增加而产生变化，所以在建筑的各层之间，极易出现薄弱层面，也就是侧面变形和应力的集中处，需要在结构设计中加强注意。在高层建筑的结构设计中，应尽量避免相邻层之间的刚度偏心距变化。例如，以我国当前的建筑抗震设计规范来看，对建筑物的抗震提出了三大标准、两阶段的设计方法。其中，第一阶段的设计，参考第一标准的地震参数，计算出高层建筑结构在弹性作用下，产生的地震效应和构件截面大小；第二阶段的设计，参考第三标准的地震参数，核算建筑结构的薄弱层，或者算薄弱层面的侧向位移与转觉
角，确保设计值小于规定值。
由上可见，随着我国社会经济生活的不断发展，高层建筑的发展也日新月异。因此，结构设计人员应不断学习并提高自身素质，充分掌握力学知识、力学规律及结构受力的变形规律等，并注重吸收其他建筑的震害教训与经验，加强对结构实验成果的深入研究，与工程实践相结合，精心做好出理念先进、技术先进、经济合理及安全可靠的高层建筑结构设计工作。
参考文献：
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[3]孙佳琦.高层结构设计需要控制的六个比值及调整方法[J].考试周刊.2009（47）
高层建筑结构设计要点篇10
1 引言
我国经济的发展带动建筑业的快速腾飞，同时建筑技术也有了质的飞跃。高层建筑通过合理利用有限的土地面积，发展无限的空间并进行合理的利用，给城市用地紧张缓解城市人口压力带来了福音，并一跃成为建筑的主流导向，俨然已成为城市高度发展的标志。高层建筑结构建筑层数多、结构的复杂程度大、施工困难、管理复杂、工序繁多、建设周期长、质量难以保证等诸多的特殊性，给设计施工带来了许多不便。本文从高层建筑结构设计角度出发，针对高层建筑结构的特点和设计中存在的问题，分析总结了设计中的要点和应注意事项，提出了设计要点的控制措施，为相关结构设计人员提供借鉴和参考。
2 高层建筑结构设计特点分析
水平荷载、轴向变形、结构侧移和结构延性是目前高层建筑结构设计中需要非常重视的设计关键环节，下面进行一一分析和讨论：
1)水平荷载。之所以将水平荷载认定为高层建筑的决定因素，是因为水平荷载对高层建筑结构安全性的影响已经超过的竖向荷载对结构安全的影响。竖向荷载包括结构自重和作用在其上的使用荷载，它所产生的轴力和弯矩的大小，只与建筑高度的一次方成正比，与此同时，水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩、和由此引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比。因此，随着高度的增加，很小的水平荷载作用就会引起较大的倾覆力矩和轴力，而且水平荷载主要是由风荷载和地震水平分力来产生，这些力的数值大小都是不确定性的，动态的。也就是说，水平荷载大小随着结构动力特点的不同幅度变化较大。因此，水平荷载已成为高层建筑安全性能的一个主要决定性因素之一。
2)轴向变形。轴向变形对结构的影响表现在连续梁支座的安全和预测构件的下料长度方面。在高层建筑结构中，竖向荷载较大，从而导致柱中的挠度较大，这会对连续梁的弯矩产生直接的影响，导致连续梁跨中正弯矩和端支座负弯矩增大。而中间支座附近的负弯矩减小，危及到连续梁的安全性能。预测构件的下料长度，也会受较大的轴向变形所影响，因而要求在计算下料长度时，要根据轴向变形的计算数值大小，进行下料长度的调整，否则会引起不安全后果。结构构件的剪力值大小也受到轴向变形的影响，在进行构件竖向变形比较后，得到的结果可能安全度不够。
3)结构侧向位移。高层建筑和低层建筑的几何变形相比，侧向位移是需要在结构设计中认真重视的关键所在。随着高度的不断增加，侧向位移的大小受水平荷载影响很明显，水平荷载越大，侧向位移越大，对结构的安全影响就越大。因此，规定一个安全的容许范围，设计计算要将侧向位移控制在此范围内，减少高层建筑结构的安全影响。
4)结构延性。延性是建筑结构的一项重要的设计指标，高层建筑结构与低层建筑结构相比，更具有柔韧性和延展性，建筑结构的整体变形相对更大一些。在风力、地震力的水平作用下，高层建筑结构先处于弹性状态，如果作用力的大小超过了弹性极限，那么结构就会进入塑性变形阶段，此时的变形无法恢复，如果继续破坏就会达到破坏阶段，为此要在塑性阶段保证结构具有持久性，也就是采取适当的措施，加大结构的延性，避免结构受损破坏。
3 高层建筑结构设计的要点分析控制
3.1 重视结构的高度
结构的总体高度受规范标准的影响，主要体现在抗震规范、高层混凝土技术规范中。新规范对高度、超高等进行了严格的划分，A级高度和B级高度，在高层建筑结构设计中，之前的一些处理方法和措施都有一定的改变，而且高度越高，结构安全影响因素越多，如果忽略这些问题，就会产生非常大的风险。实际工程中如果忽略此问题，施工图的审查过程将受到限制，造成重新设计，如果进行专家论证继而影响工期、造价等一连串的规划设计施工，给项目带来很大麻烦。高度达到一定的程度，建筑结构会发生质的变化，比如安全指标、力学模型选择、荷载、材料等
3.2 选择合理的结构体系
建筑结构体系有很多种，钢结构、钢筋混凝土结构是目前主流的结构形式，选取哪一种是结构设计人员要面临的抉择，不能随意选取。结构转换层和加强层的设置影响到结构体系的直接选取，在结构体系之间或者柱间距发生变化时，就需要设计转换层，直接的影响就是结构的刚度突变，影响到相邻的柱构件的受力情况，剪力增大导致很难实现转换层与体系连接处的强柱弱梁。因此，在需要转换层或者加强层的设计中，结构体系的刚度要低，避免刚度发生太大变化，根据我国的建材市场产品性能和品种，可以使用钢骨混结构、钢管混结构或者钢结构。
3.3 考虑结构的细节问题
结构的设计要重视保证结构的规则性、剪力墙和嵌固端的设置。平面规则的建筑结构给设计施工带来方便，而且规范要求建筑物不能采用不规则的方案，在平面规则性也做了严格的限值。为的就是避免在后期的施工图设计造成不必要的麻烦和不便。短肢剪力墙是设计中受到限制最多的，因此在设计中要避免出现短肢剪力墙，如果出现，要符合各种要求。嵌固端一般出现在地下室顶板处，人防的顶板位置。嵌固端的设计需要按照规范要求进行，例如，嵌固端上下层的刚度比值的选取、抗震等级一致的要求、嵌固端和抗震缝的相对位置要求，如不满足要求，会对工程产生严重影响。因此要重视嵌固端的设计。
3.4 考虑结构抗震
高层建筑结构极易出现三心不重合的情况，即产生结构的扭转效应。若受到地震的作用，会加剧结构的破坏，而且会影响到邻近建筑物的安全。结构抗震是设计中必不可少的环节，尤其是高层建筑。结构的应力集中，会影响对结构安全性能，常出现在凹凸的拐角处，要引起重视，避免出现这种情况，或者采取补救措施来减小这种应力集中现象。高层建筑结构在竖向极易出现刚度突变和薄弱层，因此在进行抗震设计时要注意防震缝的设置，是设计时容易忽视的问题。抗震设计规范提出的三大设防、两阶段设计，要引起设计人员的重视，具体可以参考抗震规范的要求进行。
4 结束语
高层建筑结构设计因建筑的高度变化越发复杂，而结构设计本身也是一项复杂的工作。因此，设计人员要针对高层建筑的结构特点和主要安全影响因素进行重点考虑，在严格按照规范要求的基础上进行合理的结构体系选择、高度的控制、细节的重视以及抗震的安全标准设计，同时要根据具体情况进行概念上的设计，由此作为出发点按部就班的设计，重视上述要点的设计，提高高层建筑在设计上的质量和安全性能。
高层建筑结构设计要点篇11
高层建筑是当前城市建筑工程项目开发的主流产品。高层建筑不仅要有合格的质量，还需要有美观的结构。而这些建筑目标的实现都需要在项目设计时，十分明确建筑结构的受力特点。针对这个问题，本了如下分析：
1.1水平荷载成为决定因素
水平载荷是建筑结构受力变形的决定因素。根据材料力学理论，楼房的重力与楼面使用载荷在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，与楼房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引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比。另外，对于特定高度的楼房而言，竖向载荷一般是定值。而水平载荷，如风、地震作用引起的横向载荷，其大小与建筑结构的材料力学性质有关，具有一定的不确定性。
1.2轴向变形不容忽视
由于建筑比较高大，因此一般建筑结构受到的竖向载荷比较大，很容易引起相关建筑结构的轴向变形，进而会影响到连续梁的弯矩，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。同时，竖向载荷还会影响到预制构件的下料长度。因此在进行建筑结构设计时，需要根据轴向变形的计算值选取下料长度。
1.3侧移成为控制指标
结构侧移是关系着高层建筑结构设计质量的重要因素之一。楼层高度逐渐增加，则建筑结构在水平载荷作用产生的侧移会迅速变大。为了保证高层建筑的质量和安全，结构侧移需要被控制在一定范围内。
2高层建筑结构的变形特点
首先，对于高层建筑而言，竖向的结构变形是主要的。在建筑楼面上的各种竖向构件其应力大小不同，其受到压缩之后的变形也不同。尤其在当前，大多数的高层建筑采用的钢筋混凝土的浇筑结构，如果在施工中，不对基底应力进行调整，会导致建筑基础产生不均匀沉降。另外，由于高层建筑结构的柔性更大一些，对水平载荷特别敏感。因此，在进行建筑结构设计时一定要合理地选取参数，施工时严格按照技术要求进行，使得高层建筑能够保证足够的强度、刚度和稳定要求，进而保证建筑物的质量。
3高层建筑结构选择原则
高层建筑物结构的复杂性决定了设计师在进行结构选择时必须严格遵循一定的原则，对于建筑结构的特定要有合理的取舍。只有这样，才能保证高层建筑的设计质量和施工质量，进而保证总体建筑工程项目更加顺利的完工，提高建筑工程项目的经济效益和社会效益。
3.1结构的规则性
在高层建筑结构的规则性方面，新的设计规范有比较大的变动，在原来的基础上，添加了很多新的限制条件，如嵌固端上下层刚度比信息等方面的要求。并且在新的设计规范中，明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。在进行建筑工程项目的开发设计时，结构设计师一定要严格遵守新的设计规范中的技术参数要求，避免不规范建筑结构的出现。同时这样避免了后期施工中出现问题时，再进行设计方案的修改。
3.2避免结构超高
建筑的结构特定对于高度的变化特别敏感。如果建筑物的高度过高，那么在抗震等方面的结构特性就有所减弱，会严重影响建筑物的质量。在有关建筑设计的抗震要求中，将建筑物进行级别的划分，然后对不同的级别做了相应的高度要求。如果在设计中，出现了结构超高问题，则应该对建筑设计方案进行重新计算和修改，或者召开专家会议，严格论证其可行性，以避免施工之后出现问题，或者在建筑物使用过程中出现坍塌等事故。
3.3嵌固端的设置要严格遵守技术要求
一般而言，高层建筑都有地下室或者人防。而建筑物的嵌固端即设置在地下室顶板或者人防顶板等位置。由于这些位置比较隐蔽，工程师在进行建筑结构设计时，往往会忽略了嵌固端的技术要求等。而事实上，嵌固端的结构合理性对于建筑物的质量具有十分重要的意义，因此，在项目设计时，一定要注意到相应的结构规范要求，如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层抗震等级的一致性等。这些细节值得设计师特别重视，否则有可能带来极大的安全隐患。
3.4短肢剪力墙的设置
在新的建筑设计技术要求规范中，对短肢剪力墙的设置增添了很多新的技术要求。为了提高建筑项目的设计施工质量，避免因为设计问题而引起重新修改设计方案、返工等问题，建筑设计时一定要严格遵守相应的技术规范。
4高层建筑结构设计中存在的问题及其对策
4.1 建筑结构高度问题
我国现行的建筑物技术规范中对于建筑结构的高度问题作了明确的规定。该规定的制定充分地考虑了经济与适用原则，给出了不同级别的建筑结构相应的高度要求。这个规定是根据我国的经济发展水平、建筑技术科研水平以及施工技术水平而制定的，是在当前状况下，一般建筑物结构的比较安全的高度。然而，由于很多开发商为了尽可能的获得更多的经济效益，而忽视了建筑结构的安全问题，盲目地设计导致了建筑结构超出技术标准要求，使得建筑施工与使用存在很大的安全隐患。针对这个问题，相关部门应该做出明确的规定，对于超高建筑要取消其销售资格，而对于由于超高而引起的安全问题的责任人严惩不贷。而由于特殊原因，引起的超高，需要经过专家会议论证其安全性，否则不予以批准。
4.2材料与结构体系问题
首先，建筑原材料的合理选择有助于提高建筑物整体的质量。尤其在地震区，很多建筑物需要采用抗震性能比较好的材料。如在高层建筑中要尽量选择钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构，这样可以改善建筑物的抗震性能。而当建筑物超过一定的高度以后，则可以选择钢筋混凝土，以减小风振。当前的市场不仅对建筑的质量提出了较高的要求，而且对建筑物的美观程度也有较高的要求。而建筑设计师进行设计时需要在建筑质量与美观程度方面有一定的取舍，即要在保证质量的基础上再考虑审美的需要。因此，为了保证建筑的质量，大多数建筑中选用了钢筋混凝土结构。
4.3在某些烈度区采用较低的抗震措施与构造措施
随着我国经济的发展和科技进步以及建筑物高度的不断升高，很多专家指出当前的建筑结构设计规范已经不适应当前的发展需要。我国现行的建筑结构的防震要求比较低。这主要是由我国的财力、物力比较有限。而在新时期的发展过程，我国的经济与科学技术都取得了长足的进步，我们也应该修改相应的行业技术规范，如提高配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配的要求，加强结构造价以及相关安全技术的开发，进而从整体上提高我国的建筑物结构设计水平。
5结束语
高层建筑的结构设计对于建筑的安全性、施工质量等具有十分重要的意义。近几年来，由于建筑物机构设计不过关而引起的高层建筑坍塌、倒塌等事故逐渐增多。这些事故提醒我们，在进行建筑结构设计时必须严格遵守相关的技术要求与行业规范，避免建筑物超高等问题，而且还要严格把关嵌固端等细节问题。建筑设计师需要十分明确各种建筑结构的受力特点，了解不同载荷对建筑结构的影响，才能充分保证高层建筑物的质量，避免安全事故的发生。
参考文献：
高层建筑结构设计要点篇12
前言
高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。高层建筑得到了前所未有的发展，应用于建筑工程中的材料、形式、力学分析模式也越来越复杂，结构体系更是多种多样，高层建筑结构设计也成为了工程设计师所面临的一项重大课题。因此，为了能够满足建筑的功能需求，在对结构进行设计之前，对其中所涉及的要点进行探讨和分析是必不可少的，只有在充分掌握设计要点的基础上，才能够设计出符合建筑功能要求的整体结构。
1 建筑结构设计要点
高层建筑结构设计主要是指在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。建筑结构的设计特点主要可以分为以下几个方面：
1) 水平荷载是决定因素。水平荷载对高层建筑结构具有重要的作用，也是高层建筑结构设计中所主要考虑的因素。在高层建筑中，由于竖向荷载所引起的轴力与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载所引起的倾覆力矩及竖向构件的轴力与建筑高度的二次方成正比。由此可见，随着高层建筑高度的不断增加，这个值也会随之逐渐增大，对建筑结构的影响也必然会越来越大。
2) 结构延性成为重要设计指标。延性主要是在高层结构抗震设计中采用的，结构延性主要是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始至达到最大承载能力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。随着荷载的不断增加，受弯构件受拉位置的混凝土就会出现裂缝的情况，严重的还有可能导致构件被破坏。
3) 轴向变形也同样很重要。轴向变形在结构设计中也是不容忽视的。高层建筑中所涉及到的竖向荷载值往往都比较大，很容易引起柱中的轴向变形，从而对连续梁弯矩产生一定程度的影响，同时还会影响到预制构件的下料长度。因此，建筑设计师一定要对此给予高度的重视。
2 高层建筑的结构体系
设计师如果想要对建筑的结构进行科学合理的设计，就必须全面了解其体系的构成。就我国目前高层建筑的结构体系来看，主要包括以下几个方面:
1) 剪力墙体系。剪力墙主要是指承受风荷载或地震作用所产生的水平剪力的墙体。而剪力墙体系主要是受力主体结构全部都是由平面剪力墙的构件组成的一种体系。其不仅能够承担结构中水平构件所产生的竖向荷载，而且还能够承担外部因素所引起的振动作用，比如地震作用以及风力等。剪力墙本身具有较高的强度和刚度，同时具有一定的延性，是一种不错的结构体系。
2) 框架—剪力墙体系。由于剪力墙本身具有较好的强度和刚度，因此，在框架体系的强度和刚度达不到建筑使用需求的时候，往往会采取安装剪力墙的方法来代替部分框架，二者所形成的体系就是框架—剪力墙体系。其中，框架所承受的主要是垂直荷载的力量，剪力墙所承受的是水平剪力。剪力墙的设置不仅能够在很大程度上增强建筑的侧向刚度，使其水平位移变小，而且还能够使框架所受的力实现均匀分布。
3) 筒体体系。筒体结构体系由框架—剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的。筒体结构体系是将剪力墙或密柱框架集中到建筑的内部和而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，目前在高层建筑中被广泛应用。
4） 嵌固端的设置：由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，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。
5) 结构的规则性：新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
3 高层建筑的结构分析
3.1 高层建筑结构分析的基本假定
在进行高层建筑结构分析基本假定的时候，结构分析人员通过采用弹性假定的方法来进行。目前，弹性的计算方法已经成为了工程上最为实用的结构分析方法。通常情况下，建筑结构在垂直荷载和风力的影响下，会处于一个弹性工作阶段，在这种条件下，这种弹性假定是基本符合现实情况的。但是如果遭受到地震和强台风作用的时候，建筑就会根据实际情况产生不同程度的位移，进入到弹塑性的工作阶段。此时工作人员如果按照弹性方法对内力和位移情况进行计算，那么其结果必然不能够充分反映结构的工作状态，因此，必须要采用弹塑性动力的分析方法进行分析。此外，刚性楼板假定也是高层建筑结构分析基本假定的内容之一。
我国目前有很多随着当今建筑结构的不断改革和创新，剪力墙成为了建筑结构设计不可缺少的重要形式。因为剪力墙结构的抗侧刚度比较大、侧移能力较小、良好的抗震效果相对而言比较良好。剪力墙结构在高层建筑的设计中应用越来越普遍，人们对剪力墙结构的要求随之越高。在原来的剪力墙基础上，我们可以结合框架结构优点和弊端，从而设计出一套灵活的剪力墙结构体系，提高当前建筑结构设计的水平，具体问题具体分析，最大程度上提高和优化整体结构的设计水平。
3.2 高层建筑结构静力分析方法
剪力墙的受力特性与变形状态一般都是由它的开洞情况造成的。一般剪力墙中，它的墙肢截面高度都是厚度的8 倍。短肢剪力墙的截面高度是厚度的6.5 倍左右。剪力墙结构的计算方法可以利用平面有限单元法。此方法具有精准性和高效性，适用于多种多样的剪力墙。它的一些弊端也是显而易见的，比如特殊开洞墙、框支墙的过渡层的设计情况相当复杂，容易出差错等。
剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。
剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。
4 建筑结构工程特征
合理利用土地资源、空间和节约施工成本以及保证施工的质量，是高层建筑施工过程中的主要目的。所以具备良好的空间工作性能成为高层建筑设计的必然要求，我们可以利用剪力墙结构的双向布置，设计出完整的结构空间。结构体系的主要作用是提高建筑物抗震性能，完善设计的结构，从而保证剪力墙在应用过程中的最佳质量。
高层建筑结构设计要点篇13
一、建筑抗震的理论分析
（一）建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。
（二）抗震设计理论发展历程
1、拟静力理论
拟静力理论是 20世纪 40 年展起来的一种理论。它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数。
2、反应谱理论
反应谱理论是在20世纪 40～60 年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
3、动力理论
动力理论是 20 世纪 70~80 年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于 60 年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。
二、高层建筑结构抗震设计的原则
（一）结构构件应具有必要的承载力等性能
高层建筑物想要具备抗震能力，则构成该建筑的架构构件应该具备必要的承载力，其刚度、强度、稳定性等性能都应该较强。为此，建筑物的结构构件在设计的时候应该要注意“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱”的设计原则。同时，对于整个结构中抗震性能较弱的地方要注意采取抗震加强措施增强其抗震性能，而对于承载力过多的重点构件要注意适当增加一些支点以分担其承载力。
（二）尽可能多的设置多道抗震防线
高层建筑的抗震系统应该由若干个单元抗震系统组成。这些单元抗震系统之间相互协作共同起到抗震作用。一般强地震过后还会有一些余震，如果高层建筑只是设置了一道抗震防线，那么当遇到余震时建筑物就没有抵抗余震的能力，很可能出现倒塌的情况。因此，高层建筑物应尽可能设置多道防线，如此就能够增强建筑物的抗震性能。除此之外，对于构件各部分之间的强弱关系应当引起注意，在进行设计的时候要注意当强地震使主要的构件遭受损坏的时候，其他的主要构件应该仍处于完好的状态，能够抵御地震作用，保持建筑的稳定性。
（三）增强薄弱构件的抗震能力
一般，承载力是衡量一个构件强弱的主要因素。要想使高层建筑具备较强的抗震能力，就必须要使楼层的实际承受能力和设计计算的弹性受力的比值保持在一个相对数值范围之内，这样一旦楼层受到地震的重创就会有一定的弹性变形。另一方面，应该有意识的加强薄弱构件的抗震性能，使之有足够的变形能力而不会发生错位倒塌的情况。
三、高层建筑结构抗震设计的要点
（一）结构的规则性
结构的规则性主要表现在高层建筑主体抗侧力结构上，尤其需要注意以下问题：
第一，高层建筑抗侧力的主体结构的主轴刚度要保持一致的水准，两主轴的变形特性也应该保持在相似的范围之内。因为高层建筑的主体结构是三维立体的，地震的作用力、实际风荷载等在方向上的任意性比较大，而高层建筑的主体抗侧力结构的主轴刚度、变形特性只要保持在一致的高度上，就可以使建筑结构具有较好的抗震能力和抵御强风的能力。
第二，高层建筑主体抗侧力结构的层剪切刚度不能突变，要保持一定的均匀性。而这种较为均匀的刚性结构可以防止建筑因某一薄弱层的损坏而导致整个主体结构的损坏，特别是处于强震区的高层建筑，对建筑结构的主体抗侧力的刚度要求更加严格。
第三，高层建筑的主体抗侧力结构的平面布置还要保持结构中心与其周边结构在刚度上的均匀协调性，使主体结构的刚度协调性保持均匀一致性，同时，还要保证结构主体的抗扭刚度维持在一定的水准，这样可以有效避免高层建筑结构在强风或强震的扭矩作用下发生扭曲变形，避免由此而引起的结构性或者非结构性的变形损坏。
（二）层间位移限制
高层建筑物在遭受地震的作用下，一般楼层之间会产生一定的位移，从而致使各个楼层之间错位，如果楼层间的位移超过限制就会发生倒塌的现象。根据以往的地震研究发现，层间位移的限度不仅与建筑施工所使用的材料有关，而且还与整个建筑物结构体系有关。一般钢筋混凝土相对于纯钢结构来说，对于高层建筑层间位移的限制较为严格;风荷载作用下的限度相对来说要求也较为严格。一般，基于位移的抗震设计方法以结构的容许位移为出发点，在设计的最后以结构件的强度进行检验，充分考虑各部件的破坏。因此，在实际的设计过程中应该综合考虑，设计出具有较强刚度又具有较高承载力的高层建筑。
（三）控制地震的扭转效应
大多数高层建筑物在地震中倒塌的主要原因在于建筑结构不规则、不对称，使得高层建筑在遭受地震作用时由于建筑构件各部分受力不平衡而致使楼层之间发生位移，层间的水平负荷中心与建筑结构的中心错位。另外，在发生地震时还容易出现建筑结构发生扭转而使结构整体倒塌。因此，对于建筑结构的扭转影响应该充分引起我们的注意。因为，在发生地震时建筑物各个楼层间所发生的形变量不同。其中距离建筑中心远的构件发生的形变量较大，距离建筑结构中心近的构件发生形变量较小。同时由于发生层间位移，所以各个楼层的中心就不在一条直线上。所以在进行建筑结构设计时应该为层间形变预留较大的空间，对于楼层间的支撑柱体应该注意加强其扭转能力和恢复力，这样在地震时就可以有弹性的形变，不至于因为扭转超过限制而发生倒塌的情况。
（四）减小地震能量输入
减小地震的能量输入要求，建筑结构的形变能力满足限定的地震作用下的形变要求。因此，在进行建筑结构设计时除了要对构件的各种性能进行控制外，还要对地震作用下层间的位移限度、构件的形变限度进行有效的控制。传统的结构抗震设计理论从静力法到动力时程分析法都是以加速度或建筑物各部分构件的受力情况为基础的，这对于刚性的建筑结构有一定的作用。但是从近几年的几次大地震中可以看出单一强度条件并不能够充分的对建筑结构的抗震能力进行评估。一般，建筑结构在强烈的地震作用下，其抗震能力呈现一种非线性的关系，即所输入的能量并不随着变形量的增加而呈直线状增大，地震所输入的能量有可能发生扩展形变，从而对地震的反应产生影响。因而，在进行建筑设计时要注意考虑多方面性能，确保建筑结构的抗震性能满足要求。
结语
综上，高层建筑抗震结构设计需要从目前抗震设计现状出发，提高结构与设备的关系，设计者应根据建筑工程抗震概念的知识和经验，作出判断，找出结构安全与经济合理的最佳结合点，探求出一种实用可行的二步或三步设防的合理有效的抗震设计方法，以更好地适应社会经济和科学技术的发展，满足人们使用需求。
参考文献
