高层建筑结构设计规程范文

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1 高层建筑结构设计原则

高层建筑结构设计原则，是高层建筑结构设计过程中需要注意和遵循的重要标准和准则，也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障。只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下，才可以进行建筑结构设计。总体来讲，高层建筑结构设计原则主要包括以下几点：

1.1 基础方案合理。

合理的建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础，在实际的建筑结构基础方案设计中，设计单位需要根据实际施工地质条件，根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质勘察报告，最大程度的发挥建筑物地基的潜力，必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的验算。另一方面，设计单位还需要对建筑物进行综合性分析，尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型，通过对这些综合性分析，最终选定最适合的基础方案，从而可以在提高设计质量的基础上获得更好的经济效益。

1.2 计算简图适当。

计算简图设计，也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题，主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析，而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析，才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲，建筑物结构节点问题，建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点，设计单位在进行计算简图设计时，需要对建筑物结构节点进行深入研究，提高计算简图计算的精确性，进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。

1.3 结构措施完善。

除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外，还有一条基本原则是设计单位经常忽略的，那就是结构措施完善原则。设计单位在进行建筑物结构的设计时，需要注意结构组件的延展性，例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时，设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响，对于这两方面的问题，在实际的设计过程中，需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则，只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。

2 高层建筑结构设计问题与策略

2.1 高层建筑结构设计高度问题及解决。

我国有关部门对于高层建筑结构体系的最大高度问题，出台了一系列的规章制度，对其进行了严格的规定与规范，其中之一便是《高层建筑混凝土结构技术规程》。该《高层建筑混凝土结构技术规程》对于高层建筑结构体系的高度问题规定，主要是从经济性以及适用性等方面进行规范的。《规程》所规定的结构体系最适宜高度，不仅仅与我国建筑施工技术水平以及建筑水平相关，而且还与我国国民经济发展水平，与建筑工程规范体系相协调。但是在实际的高层建筑结构设计以及施工中，出现了许多与《高层建筑混凝土结构技术规程》规定相违背的高度。举例来讲，在有些建筑物设计以及施工过程中，甚至出现了高达四百多米的组合机构大厦以及三百多米的混凝土结构体系的广场。尤其是近几年来，建筑物的高度不断增加，建筑物自身的参考系数已经超出了《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，例如在安全指标、荷载取值以及延性要求、材料性能、力学模型选择等方面。为此，对于这些高层建筑结构设计高度问题，设计单位需要严格根据《高层建筑混凝土结构技术规程》等有关规定，对设计高度保持科学严谨的态度。

2.2 钢筋混凝土梁承载力问题及解决。

一般来讲，城市高层建筑主要是以写字楼以及其他办公场所为主，因此，在实际的高层建筑结构设计过程中，设计单位需要着重考虑到空调、消防等设备。这些设备不同于其他设备，它们往往是布置于楼层的梁底之下的，如果没有梁底开洞，就没有办法进行设备的安装。因此，在设备安装之前，设计单位需要对梁的承载力进行分析以及计算，避免出现由于梁底承载力不足而出现安全结构问题。对于梁底开洞之后的承载力，设计单位可以通过孔洞周边补强筋以及开孔梁挠度、裂缝宽度等数据进行分析。对于钢筋混凝土梁腹部开孔，国家出台了有关政策，例如《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构构造手册》等，对于钢筋混凝土梁腹部开孔的位置、流程、环节以及大小等进行了科学的规定。设计单位在进行钢筋混凝土梁承载力计算时，还需要参考不同种类腹部开孔方式，提高钢筋混凝土梁承载力计算的精确度，这对于提高建筑物的稳定性以及安全性意义重大。除此之外，还可以对钢筋混凝土梁承载力进行有效地计算。在计算过程中还需参考不同种类的腹部开孔方式。

2.3 抗震构造与框架梁设计问题及解决。

为了进一步提高城市高层建筑结构设计的安全性以及稳定性，建筑结构设计单位在高层建筑结构设计方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高层建筑结构安全性以及稳定性水平得到进一步提升。但是由于我国的建筑物抗震标准较低，在抗震与构造方面，很难处理好结构设计与抗震烈度之间的关系。为此，在实际的高层建筑抗震与构造设计中，抗震与构造设计需要有一定的弹性，这样才可以满足高层建筑结构设计安全性以及稳定性要求。举例来讲，中震烈度的重现期是475年，被超越率是10%；大震的重现期约为2000年，被超越率是2%。我国建筑构造规定的安全度及抗震计算方法也相对较低，且在轴压比、配筋率以及梁柱承载力匹配程度等抗震延性的相关规定也不够严格。结构设计造价在建筑整体投资之中比例的减少也应给予重视，尤其是在高烈度区域应有严格的抗震方法以及构造措施来保证建筑物结构的稳定性与安全性。另一方面，在实际的高层建筑结构设计过程中还需要进一步解决与框架柱和剪力墙相连的框架梁设计问题。就高层建筑结构的截面设计而言，竖向变形差过大通常会导致与框架柱和剪力墙相连的框架梁出现超筋现象，进而影响到框架梁截面设计。

框架梁端部竖向变形差所引起的剪力和固端弯矩的计算函数式如下：

其中，MAB/MBA为框架梁固端弯矩；QAB/QBA为框架梁端剪力；Δ为框架梁端部竖向变形差；Ib为框架梁截面惯性矩；I为框架梁计算长度。

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中图分类号：TU208文献标识码： A

一、前言

在当前建筑设计过程中，无论是多层建筑还是高层建筑，结构的设计是至关重要的，合理的结构设计对整个建筑工程的质量都有重要的影响。在多高层建筑结构设计的过程中基础的合理设计、纵横刚度与主梁受扭问题、杆件轴向变形、次弯矩问题的影响问题都是设计的重点，我们在设计的过程中要根据相关的标准进行设计。

二、高层建筑结构设计原则

1.选择合理的结构方案

在当前建筑结构设计的过程中，方案的选择是至关重要的，不同的建筑，在选择方案时也会有不同，在选择方案时要遵守经济合理、安全实用、节能环保等原则。在不同的地域对施工材料、施工工艺、施工技术有着不同的要求这就要求方案的设计者和施工者要对当地的具体施工情况进行详细的了解，通过论证选择出最佳的结构设计方案，满足工程建设的需要。

2.选择合适的基础方案

对建筑进行结构设计，要充分考虑建筑所在地的周边环境，要对工程的地质条件以及周围建筑的施工及特点做好调研，充分保证后续建筑过程与周边环境的和谐统一。建筑结构设计中要选择合适的基础方案，基础方案要体现结构设计的方方面面，要尽量显示建筑的全貌。同时，要考虑建筑的经济成本和效益，最大限度发挥建筑周边条件的作用，保证建筑的正常实施。

3.选择合适的计算简图

高层建筑的结构设计要选择适当的设计简图，由此可以防止由于计算简图选择不当，导致建筑安全隐患的发生概率增大。建筑结构计算是以计算简图为基础，所以结构设计中要特别注重计算简图选取问题，从而可以保证后续结构计算的准确性和建筑设计的安全性。当然，建筑实际结构与选取的计算简图之间允许存在合理误差，但是要尽量把工程实际控制在计算简图精度要求范围内。

4.分析所得到的计算结果

当下，信息技术飞速发展，由此也带动了建筑结构设计对计算机软件的应用。由于不同计算机软件会产生不同的计算结果，所以要对不同结果进行分析处理。由此，建筑结构设计人员就要具备专业的建筑结构设计理念和知识，更要对计算机软件有充分详细地了解，便于对计算机计算结果进行客观分析。由于操作人员自身的问题或者计算机软件具有的自身误差，使得计算结果与实际情况出现一定的差异，这时就要求结构设计人员客观判断，并予以纠正。

三、常见的问题分析

1、纵横刚度与主梁受扭问题

在大跨度多高层建筑结构设计的过程中，要有预应力次梁的设计，一般情况下预应力次梁设计在大跨度方向，主梁设计一般放在开间方向，要根据具体的情况考虑是否在主梁上施加预应力，这样就将在框架设计过程中的习惯改变，由于设计习惯的影响，总觉得横向刚度存在一定的问题。但是通过计算能满足相关标准的要求，在结构设计的过程中只要能满足相关标准的要求就能满足设计的要求，在使用的过程中也不会出现文艺问题。

2、次弯矩问题

超静定结构张拉时,在次反力作用下产生的截面弯矩称为次弯矩。在静定构件中,验算跨中截面抗裂性时,计算混凝土应力只是把混凝土取为脱离体。而计算跨中强度时,是把混凝土和钢筋共同取为脱离体,计算弯矩就等于荷载弯矩。若左端铰支不变,右端为两跨连续梁的中间支座,就成为超静定结构。两跨连续梁配筋,张拉钢筋时梁的变形将受到约束,中间支座处有一个力要把拱起的梁拉回原来的位置。左端支座产生的次应力在跨度各截面上产生次弯矩。在进行跨中截面混凝土抗裂验算和截面强度计算时,所取的脱离体完全与前述静定构件相同,只是按连续梁计算的支反力和荷载弯矩值将有所不同。

3、杆件轴向变形的影响问题

施加预应力的杆件要产生轴向变形,其中的徐变收缩变形很难准确计算,差别可能很大,但一般考虑长期变形为短期变形的2倍,人们往往能够接受。种种条件有利时,长期变形值可以再少取一些。杆件轴向变形引起整个超静定结构的内力变化,要认真分析。当轴向变形很大时,一般是在施工时采取让杆件可以自由变形的措施。张拉后,等一段时间再做成整体连接,但这样处理比较麻烦。

四、高层建筑结构设计问题与策略

1、高层建筑结构设计高度问题及解决。

我国有关部门对于高层建筑结构体系的最大高度问题，出台了一系列的规章制度，对其进行了严格的规定与规范，其中之一便是《高层建筑混凝土结构技术规程》。该《高层建筑混凝土结构技术规程》对于高层建筑结构体系的高度问题规定，主要是从经济性以及适用性等方面进行规范的。《规程》适宜高度，不仅仅与我国建筑施工技术水平以及建筑水平相关，而且还与我国国民经济发展水平，与建筑工程规范体系相协调。但是在实际的高层建筑结构设计以及施工中，出现了许多与《高层建筑混凝土结构技术规程》规定相违背的高度。举例来讲，在有些建筑物设计以及施工过程中，甚至出现了高达四百多米的组合机构大厦以及三百多米的混凝土结构体系的广场。尤其是近几年来，建筑物的高度不断增加，建筑物自身的参考系数已经超出了《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，例如在安全指标、荷载取值以及延性要求、材料性能、力学模型选择等方面。为此，对于这些高层建筑结构设计高度问题，设计单位需要严格根据高层建筑混凝土结构技术规程》等有关规定，对设计高度保持科学严谨的态度。

2、钢筋混凝土梁承载力问题及解决。

一般来讲，城市高层建筑主要是以写字楼以及其他办公场所为主，因此，在实际的高层建筑结构设计过程中，设计单位需要着重考虑到空调、消防等设备。这些设备不同于其他设备，它们往往是布置于楼层的梁底之下的，如果没有梁底开洞，就没有办法进行设备的安装。因此，在设备安装之前，设计单位需要对梁的承载力进行分析以及计算，避免出现由于梁底承载力不足而出现安全结构问题。对于梁底开洞之后的承载力，设计单位可以通过孔洞周边补强筋以及开孔梁挠度、裂缝宽度等数据进行分析。对于钢筋混凝土梁腹部开孔，国家出台了有关政策，例如《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构构造手册》等，对于钢筋混凝土梁腹部开孔的位置、流程、环节以及大小等进行了科学的规范。设计单位在进行钢筋混凝土梁承载力计算时，还需要参考不同种类腹部开孔方式，提高钢筋混凝土梁承载力计算的精确度，这对于提高建筑物的稳定性以及安全性意义重大。除此之外，还可以对钢筋混凝土梁承载力进行有效地计算。我们在对钢筋混凝土承载力进行计算的过程中还要对腹部的开孔方式进行考虑，不同的开孔方式对钢筋混凝土的承载了是不同的，例如，在南京国际会展中心工程设计的过程中，横向和纵向的长度分别我292米和158米，横纵向都没有设置缝，这就不能满足承载力的需要，在不同的工程建设过程中，我们要根据工程设计的特点和需要对承载力进行计算，可见承载力的计算对建筑结构设计有着十分重要的作用和意义。

五、结束语

在大开闸大跨度多高层建筑结构设计的过程中要根据建筑的实际情况，采取相关的措施，保证建筑的结构设计能符合相关标准的要求，提升建筑结构设计的水平，促进大开闸大跨度多高层建筑结构设计的快速发展。

参考文献

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中图分类号：TU973 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0054-01

由于社会以及科技的快速发展，高层建筑结构设计的优化作为我国高层建筑工程设计管理中的重要一环，其主要的目标就是在于提升高层建筑的结构合理性和经济性。但是在我国高层建筑结构设计的优化过程中还存在很多的问题，无论是管理体制方面还是在具体的实施过程中，都存在很多的不足之处，所以我们需要加强高层建筑结构设计的优化工作，保证各个环节都能够做到科学严谨、合理，从而使得高层建筑结构设计的优化能够得到最大程度的保障，为我国的经济发展做出应有的贡献。而作为高层建筑结构设计的工程师，就应当肩负起自身职责，做好高层建筑结构设计的优化工作。

1 高层建筑结构计算中要点与优化策略

1.1 高层建筑结构计算中计算软件选用的优化

在利用结构处理时，需要按照实际情况选择适当的计算软件进行处理，在选择三维空间分析软件时不能选取力学模型相同的，特别是在遇到受力比较复杂的情况下，譬如在对框支剪力墙进行分析的过程中，因为其产生了多次的变换，所以选择软件的过程中需要特别注意。同时在分析局部受力比较繁琐的构件时，还需要根据分析的结果对配筋设计进行改动。

1.2 高层建筑结构计算中计算参数取值的优化

（1）将抗震功能加入建筑结构设计过程时，需要考虑结构的平扭转耦联，将其加到结构计算的过程中，要保证振型数等于或者大于十五，多塔结构的振型数需哟大于或者等于九倍的原振型数，同时还需要保证振型参与质量大于等于结构总质量的90%，如果达不到这个要求，就会在后面的计算过程中出现较大的误差，计算结果也不再具有参考意义。

（2）对高层建筑结构的内力位位移计算时，如果只把考虑梁、柱等关键部位结构构件的刚度，而不计算非承重结构构件的刚度，那么最终测量计算出来的自振周期就会比实际测量的值大，这样最终设计出来的结构受到地震的作用也会相对较小。特别是在设计框架结构过程时建筑的刚度很大，这样就会导致，过多的实心墙体运用会使得整个周期实测值变小；运用剪力墙结构时，较少的砖块使用量能够保证墙体的刚度较小，这样就能够保证测量值和实际计算值之间的差距较小。因此在对建筑结构进行设计过程中，在考虑建筑结构的抗震性能时需要将非承重结构的刚度等因素考虑进去，使用数据时也需要结合非承重墙相关方面的数据，通过一定的计算进行相应的改动，但是现在很多建筑设计师在对结构设计进行改进时，通常都是利用软件的默认值1.0，这样就会导致很多有其他结构的建筑都会存在很大的安全隐患，抗压抗震能力十分微弱。

2 高层建筑结构设计中的要点与优化策略

2.1 高层建筑结构设计中梁柱构造措施的优化

一旦当梁的腹板高度hW≥450 mm，在梁的两个侧面应该按照高度配置纵向安排钢筋，每侧纵向钢筋的截面面积不应该比腹板截面积（bhW）的0.1%还要小，同时间距不应该比200 mm大。在实行抗震设计的过程中，框架柱应该达到剪压比的需要，它的截面关键应该让轴压比来掌控。不过在结构设计里面常常会产生轴压比μN达上限甚至超限的现象，但箍筋的体积配箍率ρV却无法达到规程需要的状况。这就违背了框架柱的强剪弱弯准则，同时对柱的延性产生了一定的作用。

2.2 高层建筑结构设计中过渡层设计的优化

如果剪力墙结构设计在过渡层或者转换层里面，比如底层框架剪力墙结构，这种结构在应对地震时能够展现出最大的抗剪切力合抗倾覆力矩，而且这种结构不利于它在地震中的受力。而且，因为受到了垂直均匀荷载的作用，转换层或者过渡层在受到剪力墙压剪以及拉剪作用，结构的横向荷载发生作用，会导致转换层或者过渡层剪力墙结构受到的很像承载力减少，同时结构的抗裂性也会降低。通过实验不难发现，一旦结构中的反复横向荷载和垂直同时作用时，转换层或者过渡层所受到的横向荷载以及承载力就会减少很多。可是如果按照平常的检验和计算对其进行检验时，如果结构的垂直荷载或者结构高跨比较小时，那么最后估算出来的剪力墙承载力就会比较大，这样会导致整个建筑的安全系数较低，抗震能力较弱。因此，在设计建筑结构转换层或者过渡层时应该在每个结构部分里加入构造柱和圈梁，这样就能够形成一个类框架系统，整个系统的抗震能力就得到了显著提升，结构过渡层或者转换层传送剪切力更加灵敏，延展性等各方面的性能会大大增强，整个建筑会更加趋于安全。

3 结语

总而言之，由于我国社会主义经济建设的大踏步快速发展，我国正在进行的高层建筑结构设计的优化，在高层建筑工程发展中慢慢体现出了极其重要的作用。在当前国内外经济形势的一片大好的发展背景下，加强高层建筑结构设计的优化管理，有着非同寻常的作用。与此同时，通过对高层建筑结构设计的科学优化，能够促进投资成本在工程项目的质量安全和环保节能等方面进行合理而均衡的分配，从而使高层建筑项目获得更高的增值，并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。而负责高层建筑结构设计优化的相关人员，要对这些工作有充足的把握。在这种情况下，才会完成好高层建筑结构设计的优化等一系列工作，进而保证高层建筑工程项目设计管理的顺利进行。

参考文献

[1] 刘欣.提高建筑结构设计安全度问题的探讨[J].中国新技术新产品，2010（10）.

[2] 潘云丹.建筑结构设计中值得注意的若干问题[J].黑龙江科技信息，2010（3）.

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中图分类号：TU318文献标识码： A

面对我国高层建筑规模越来越复杂化的今天，结构工程师将面临巨大的挑战，如何以简单清晰的思路应对设计的多元化，需引起足够的重视。尤其是在对钢筋混凝土高层建筑进行结构设计时，其中有许多的重点和细节需要加以注意。

1.我国高层建筑结构设计现状分析

根据《民用建筑设计通则》GB 50352-2005第3.1.2条的规定，住宅建筑一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；公共建筑及综合性建筑总高度超过24m者为高层（不包括高度超过24m的单体主体建筑）；高层大于100m的民用建筑为超高层建筑。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010规定，10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他民用房屋属于高层建筑。[1]

由于目前我国的城市建筑用地紧缺，以及一、二线城市资源汇聚，办公、住宅的需求量日益增加，增加建筑物高度是解决此两者矛盾的最有效手段。据数据表明，全球在建摩天大楼的87%是在中国，相信在未来，高层建筑设计将在建筑设计业成为主流。

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构设计相比较，结构设计在各专业中占有比较重要的地位，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期的长短和投资造价的高低。根据笔者近几年的观察来看，对于超高层建筑，因为使用空间对结构构件尺寸的限制，钢混结构占的比重较大；而普通高层建筑，特别是100m以下的住宅建筑，都是以普通混凝土结构为主导，其中又以剪力墙结构最为主流。

根据以往地震震害的数据表明，砖混结构，特别是底框―砖混结构的震害较为严重。因此新规范对此类结构形式的要求加严了。

2.建筑结构设计的要求分析

一座优质的建筑最关键的因素是它的使用安全，因此，在进行建筑结构设计时首先要考虑人们的生命财产安全，结构设计人员在进行建筑结构设计的时候需要做到以下几个方面。（1）在进行结构设计时，设计人员要充分考虑设计的精度，在结构设计中对数值设计的要求非常高，必须把误差降到最小。对建筑结构所有部位的承载力极限状态进行准确计算，同时对其正常使用状态的最大承载力进行计算。（2）在进行结构设计时，设计人员应对建筑结构进行全面的分析，对建筑中的各个要素进行综合考虑。最重要的是要考虑到建筑的安全，把建筑物安全放在第一位，要尽一切可能提高建筑结构设计的质量。[2]

3.结构设计中的常见问题

3.1结构规则性的问题

对建筑结构的规则性，建筑抗震设计规范及高层建筑混凝土结构技术规程对结构平面布置及竖向布置作了详细的要求。对于结构的平面形状，宜简单、规则、质量、刚度和承载力分布宜均匀，不应采用严重不规则的平面；对于结构竖向布置，宜规则、均匀，避免有过大的外挑和收进，侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。对此，在高层建筑物结构设计时，应及早参与到建筑的前期设计中去，以控制建筑结构的规则性，达到经济合理的要求。

3.2嵌固端的设置问题

高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的位置，我们这里所说的嵌固指的是强度嵌固而非力学嵌固（完全刚性的固定）。嵌固端的设置是否准确不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响到结构位移的真实性，最终会影响结构的安全性及经济性。因此，结构设计师应通过计算结果及工程实际情况两者来确定嵌固端的合理部位，使其能较为真实地反映结构实际的情况，提高计算的精度。

3.3短肢剪力墙设置

受建筑使用空间的影响，结构布置中经常会出现短肢剪力墙的情况。规范规定短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。而广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ 15-92-2013，第7.1.8条注1规定，短肢剪力墙指截面高度不大于1600mm且截面厚度小于300mm的剪力墙。

抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙；B级高度高层建筑以及9度的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙结构。

3.4结构超高问题

在钢筋混凝土高层结构设计中，对于高层建筑的总高度，在抗震规范和高规中都有严格的要求，A级高度的为普通高层建筑结构，B级高度的为复杂高层建筑结构。对于B级高度的高层建筑，按照相关文献的规定，该类建筑属于超限建筑工程，需要进行抗震设防专项审查，且要求更为严格的计算分析和构造措施，以保证建筑物的安全。因此，在高层结构设计时，应该按照规范要求与建筑师协商严格控制建筑物高度，以合理控制造价，避免造成社会资源的浪费。

3.5地基与基础设计方面存在的问题

作为建筑结构的最底层构件，基础承托上部结构传递来的荷载，并将其传递至地基。基础设计为结构设计的根本，处理不当，往往会出现牵一发而动全身的连锁反应。

应选用整体性好，能满足地基承载力和建筑物容许变形要求的基础形式，以调节不均匀沉降，达到安全实用和经济合理的效果。根据上部结构类型、层数、荷载及基底土层的承载力及压缩模量，可逐次考虑采用独立柱基、条形交叉梁、满堂筏板或箱形基础、桩基、桩筏。其中筏板基础可以是梁板式和平板式，当建筑物层数较多、地下室柱距较大、基底反力很大时，宜优先采用平板式筏基。多高层建筑宜设置地下室以减少地基的附加压力和沉降量，以满足天然地基的承载力和增加上部结构的整体稳定性。基础有一定的埋置深度，对房屋抗震有利，可以减小上部结构的地震反应。同时，由于基础有一定的埋置深度后，地下室前后墙的被动土压力和侧墙的摩擦力限制了基础的摆动，使基础底板压力的分布趋于平缓。基础设计除满足地基承载力要求外，基础沉降复核也同样重要，因为沉降问题引起的问题年年都有，而且这方面的治理也较为复杂，所以需要设计人员在前期考虑清楚，采取相应的措施协调沉降，2013年的注册结构工程师考试加大了基础沉降计算的题量，也是志在引起大家的注意。

作为全国性的规范标准，只能在大方向上对基础设计作出规定。但是地基基础的设计地方性很强，尤其是桩基的设计应因地制宜，各地区对桩的选型、成桩工艺、承载力取值有各自成熟经验，不少省、市有地区规范，当工程所在地区有地区性地基基础设计规范或标准时，应依据该地区的规范或标准进行地基基础的设计。例如贵州地区，对于独立基础的剪切计算有别于国家规范，如按国家规范计算，则会比相邻工程的造价高出许多，不符合地区情况，会影响设计院以后在当地的发展。[3]

以现在的设计计算理论，对于上部结构、基础、地基的整体作用问题，还不够完善，还达不到真正设计计算量化的要求。虽然我国目前也有了专门的高层建筑与地基基础共同作用理论的相关程序，但大多数的设计人员还是引用以往不考虑上、下共同相互作用的影响，只考虑基础和地基共用的影响。实例表明，只考虑基础与地基间承载力关系设计的筏板基础，钢筋最大应力实测值远小于钢筋抗拉强度，造成很大程度上的浪费。在新理论没有得到证明之前，一线设计人员需顶着业主钢筋含量要求的压力，结合工程实测数据，对比工程情况，合理取舍。

4.结语

建筑工程质量的好坏直接关系到国家的利益和人民的生命安全，同时也决定了人们的生活质量。在今后的工作中,建筑结构设计人员需要重新认识自己工作的重要性,明确自己的责任,提高对结构设计质量安全问题的辨别能力,积累结构设计的工作经验,使建筑结构设计工作行业逐步步入正轨,使建筑物的设计更安全、更合理。

参考文献

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Abstract: this paper illuminates the high-rise building structure design of the ideological basis, this paper analyzes the design of high-rise building quality of some of the major influence factors, involves designing high-rise personnel working process, the construction and design of the modified late change, etc. Create high-rise building design reflects the quality management system of our country and high-rise building design overall management of the quality of necessity

Keywords: structure design, high building, quality, management

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

伴随着我国社会经济的突飞猛进，高层建筑业也获得了迅猛发展。高层建筑结构的设计阶段大体划分成三部分：拟定结构方案阶段、结构计算阶段与施工图设计阶段。其中结构方案阶段的内容是：依照高层建筑的重要性，工程地质勘查报告，高层建筑所在地的抗震设防裂度，高层建筑的高度以及楼层的层数和高层建筑场地的类型来决定高层建筑的结构形态。一旦拟定了高层建筑结构的形态，就应该依照不一样的结构形态的需求以及特点来布置结构的受力构件以及承重体系。

1 高层建筑结构设计的思想基础

高层建筑结构设计指的是从事高层建筑结构设计的工作者对将要进行施工的高层建筑工程予以表达。把高层建筑当成产品的话，如果无优秀的质量，产品就无销售市场，而唯有高品质的产品，在市场竞争环境中才能稳操胜券，高层建筑设计亦是这样。唯有在高层建筑设计质量的优化管理上下功夫，才可以产出高品质的高层建筑设计作品。高层建筑设计，就某些意义层面上来说，能够与高层建筑产品类似，它是艺术创作以及科技的结晶。它不可以通过工业流程化、工厂生产化、程序设计化的过程得以生产，对于不一样的功用、属性的高层建筑从内里到外形上看都是不一样的。高层建筑设计质量的好坏，精准地讲是拟定一个目标的范围，高层建筑规程、标准以及规范是高层建筑设计是否合格的最基础标准。高层建筑设计精品是在高层建筑设计的实施过程中取长补短，尽善尽美。所以，对高层建筑设计质量进行优化管理值得倍加关注。高层建筑设计质量的优化管理，就在于着重强调了高层建筑设计的全局管理，这属于动态管理。它也替代了之前简易的结果管理淘汰制度。从而防止了时间的浪费以及经济损失的促成。高层建筑设计运行过程要善始善终，由监管到强化，由方案到施工图，由局部到全局、，这些工作程序均要予以细细分化、甄选以及提高。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

2实施高层建筑结构设计之前的准备工作

依照投资方所提出来的要求，高层建筑结构设计单位开始成立结构设计项目组，统筹安排实施结构设计的各个阶段和环节的专业设计人员、设计图标相关的校对工作人员、设计专业负责人、设计质量审核人员并且依据一定原则规定相对应的设计完成期限，形成高层建筑结构设计进程记录表。在进行设计合同的签订之前通过设计人员去弄清楚高层建筑工程投资者对该高层建筑的确切需求以及含蓄需求，向投资方派选的投资法人代表求取设计相关的资料，涉及到高层建筑及其周边环境评价报告、高层建筑施工地段地质勘察报告、高层建筑设计立项文件、高层建筑设计委托书等等。

3高层建筑设计过程的中期检查

高层建筑各专业在各阶段设计过程中该相互提供设计相关的基础资料，形成资料相互提供表，用这个表来规范各专业设计人员的设计行为。结构设计者必须做到积极同高层建筑各专业进行交流沟通，努力做到设计严密、没有疏漏。在初步的设计工作完成之后，施工图设计中可以依照工作状况，通过各级设计相关主要负责人实施设计进程中间环节的检查工作，形成设计中期检查表。各级相关负责人理应主动迅速地找到问题并且立刻将问题予以解决，以防止最后进行设计的校对以及审核的时侯更改太大，从而严重影响到设计的整体进程。设计人员必须严格遵循设计进程，一旦碰到特殊状况以致不能够在规定的时间内完成任务，应该尽快把状况向专业负责人予以反映，通过专业负责人另外设置设计人员协同工作，确保工作准时完成。在各个阶段设计完成之后实施设计校对以及审核，同时形成校对记录表以及审核记录表。

4高层建筑设计完成以后的质量维护

依照高层建筑设计图审核中心给的意见迅速实施更正，设计人员一旦遇到不明白的地方，应该早日积极同设计图的审核人员进行沟通更改，并且依照设计图审核中心提出的要求交付更正后的设计文件，力争尽早审核通过，交给投资方使用。根据投资方的需求实行技术交底，努力充当好投资方同高层建筑施工单位之间的交流桥梁。对于施工过程中反馈的问题假如关系到设计的更改，要准时做好设计更改，根据设计单位的相关需求作出相对应的处理后形成设计更改通知书递交施工单位加以利用。主体工程验收完毕以后，设计者要将整个设计过程的文本文档、设计图纸、表格等设计相关的资料进行存档保管并且完成好设计文件的相关记录。依据上面提到的对高层建筑结构设计全面质量管理的叙述，能够形成以下组织结构表进行归纳：上面的组织结构表显示可以知道，利用部分规范化的表格以及文本文档是实施高层建筑结构设计的全面质量管理的核心，此过程可以是清晰可见的，在执行过程中会条理比较清楚，非常易于被人接纳并且予以执行。与此同时，我们观察到高层建筑结构设计的全面质量管理可以精确地遵循全面质量管理的八项原则，也就是以顾客就是上帝、领导作用、全体设计相关人员参加、过程方法、高层建筑管理的系统方法、高层建筑设计持续完善、以事实为基础的决策方法、互惠互利的供方联系。

总结

综上所述，高层建筑结构设计的任务非常复杂，高层建筑工程相关的设计人员理应努力地研习各种类目的业务规范，不断提升自身的理论知识基本水平，依据高层建筑工程项目的具体情况，与自己的实践工作经验结合起来，准确把握高层建筑工程设计的关键要点，对所获得的结果实施科学的分析以及合理的考量，采取适宜的处理措施进行调整以及完善，只有如此，才能够设计出质量优秀的高层建筑。

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1高层建筑结构设计体系需注意的问题

在高层建筑结构设计中，在设计体系的选择上需要注意以下几个方面的问题：

1.1在设计体系中要注意保证建筑结构的规则性

在高层建筑结构设计中有固定的规范作为依据，随着我国建筑业的快速发展，高层建筑结构设计的规范也在逐渐更新，在现行的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做了详细的说明。例如：高层建筑不应采用严重不规则的结构体系。所以，建筑设计师要尽量保证建筑结构的规则性。

1.2在设计体系中要注意保证高层建筑的整体高度不能超高

在高层建筑的设计与建设过程中，并非越高越好，而应该根据抗震要求和实际需要设计高层建筑的整体高度。在目前的高层建筑设计与建设过程中，必须要充分考虑建筑抗震需要，并考虑高层建筑物的稳定性，注意建筑物的高度要与地基和主体设计相配套，切不可盲目的追求建筑物的高度，而忽视了安全性和稳定性。

1.3在设计体系中要注意选取合理的位置作为嵌固端

目前的高层建筑普遍设置了地下室和人民防空设施，对嵌固端的位置选择可以设置在地下室，也可以设置在人民防空设施顶端，在嵌固端的选择中，建筑设计师应该特别注意嵌固端选择带来的安全问题，应该既保证嵌固端刚度要求，又要保证嵌固端上下的抗震性能一致。除此之外，还要对嵌固端的整体结构进行设计计算。

1.4在设计体系中要注意根据实际设置短肢剪力墙

在高层建筑的设计体系中，短肢剪力墙的概念是墙肢截面高厚比为 5～8 的墙称作短肢剪力墙。由于短肢剪力墙的作用比较特殊，在实际的高层建筑设计中应用的比较少，如果设置了短肢剪力墙，容易给后续设计带来麻烦，所以，短肢剪力墙的设置要根据实际进行。

2高层建筑结构设计注意事项

在高层建筑结构设计的过程中，必须要做好结构计算和分析工作，要对结构的合理性和设计强度进行详细的计算，用数据作为设计的重要依据。在高层建筑结构设计所执行的新标准中，对于结构计算和分析做了不同程度的调整，对原有的结构计算和分析进行了有益的补充。因此，我们在高层建筑结构设计中，要合理运用新标准，并在以下几个方面加以注意：

2.1要合理选择高层建筑的结构形式

在选择高层建筑的结构形式的时候，不但要考虑到建筑的美观性，还要考虑到结构形式的选择是否合理，是否符合整体的安全性和稳定性的要求。在选择的过程中，一定要执行高层建筑设计的新标准和新规范，使高层建筑的结构形式符合平面规则。

2.2要合理设计高层建筑的总体高度

在上面的建筑设计体系中我们已经对高层建筑的总体高度做了探讨，在这里我们还要继续明确这一点。高层建筑的总体高度除了要符合使用要求之外，还要符合高层建筑整体的安全性和稳定性的要求，只有满足这两项要求，高层建筑的总体高度才是合理的。

2.3要做好高层建筑的地基与基础设计工作

高层建筑和其他建筑物一样，地基和基础是关键，如果没有坚固的基础，高层建筑将无从谈起。在地基与基础设计的过程中，首先要对地质条件进行充分的了解，其次要根据地质条件选择地基设计方法，最后要将地基与基础设计工作与整体计算结合在一起。

2.4要做好结构件之外的普通构件的强度计算工作

在高层建筑中，除了主要结构件之外，还有一些在外墙及房顶上起到美观作用的普通构件。虽然这些普通构件对整个建筑物不起结构支撑作用，但是由于风阻以及载荷等原因，需要考虑这些普通构件对建筑物的影响，因此需要做好普通构件的强度计算工作。

3高层建筑结构设计特点分析

在高层建筑结构设计中，要想做好设计工作，获得满意的设计方案，就必须对高层建筑结构设计的特点进行分析，把握其设计要点。通过多年的高层建筑结构设计发现，高层建筑结构设计具有以下特点：

3.1高层建筑的水平载荷是保证安全性和稳定性的重要因素

高层建筑的水平载荷是结构设计中必须要考虑的因素，因为高层建筑与普通建筑不同，楼房的自身重量和楼房侧面的载荷在楼房纵向的构件会引起轴力和弯矩的变化，这些数值变化都关系到高层建筑的水平载荷。只有处理好了水平载荷，在能有效保证高层建筑具有较强的稳定性。

3.2高层建筑在结构设计中一定要防止出现轴向变形

在高层建筑结构设计中，除了要保证水平载荷外，还要控制好轴向变形，使轴向变形在可控的范围之内。由于高层建筑的纵向载荷较大，会引起主体立柱的轴向变形，如果轴向变形过大，将导致跨中弯矩与端支座弯矩变大，影响整体的结构的稳定性和安全性，会造成一定程度的侧移动。

3.3高层建筑在结构设计中必须要考虑侧移的因素，并加以控制

除了以上两个特点之外，在高层建筑结构设计中，我们还要避免产生侧移。对于侧移的危害我们都有了解，不但危害高层建筑的寿命，而且极大的危害了高层建筑的安全性和稳定性。所以，我们要充分考虑到高层建筑与普通楼房的差异，在设计中要充分考虑侧移的因素，并加以控制。

3.4高层建筑在结构设计中要保证一定的结构延性

由于高层建筑的高度决定，高层建筑的整体结构要偏柔一些，一旦遇到地震，发生的形变也比较大。为了保证高层建筑在发生变形之后能够及时的恢复原有的形状，避免垮塌，就要在结构设计的时候，充分考虑这一因素，保证高层建筑的结构具有一定的延性，使高层建筑能够在一定的范围进行形变。

4如何解决高层建筑结构设计的扭转问题

建筑的三心通常是指结构重心，刚度中心以及几何形心，因此，在设计高层建筑的结构时，应当特别注意最大限度地将建筑的三心融汇在同一点上，也就是要保证高层建筑的三心合一。高层建筑结构的扭转问题具体指的是在设计高层建筑的结构时，没有切实的保证三心合一，因此，在水平荷载的作用之下，扭转振动效应便产生了。为了有效地防止由于在水平荷载所导致的扭转破坏，因此就必须在建筑结构的设计阶段，来对结构形式与平面布局进行科学及合理地选择，最大限度地保证建筑物的三心合一。

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随着城市发展进程的不断加快，高层建筑数量逐年增多，结构形式趋向复杂，这一点在设计阶段体现的最为明显。只有保证高层建筑结构设计的科学合理，才能使高层建筑建设过程得以顺利实施。另外，在结构方案设计过程合理性又是作为核心功能存在的，能够对高层建筑使用的安全与稳定提供充足的保障。由此可见，设计人员一定要对高层建筑结构方案设计合理性给予必要的重视。

1 高层建筑结构设计常见问题分析

1.1短肢剪力墙设计不合理

在高层建筑结构设计中，不合理的短肢剪力墙设计会影响高层建筑的使用寿命，甚至会带来一系列的安全问题。有部分设计人员为了满足建设方经济指标控制要求，采用较多短肢剪力墙结构，且短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩大于结构底部总地震倾覆力矩的50%，虽然规范要求不宜，但对短肢剪力墙有更严格的要求，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙；在抗震设防烈度9°的A级高度高层建筑不宜布置短肢剪力墙。对短肢剪力墙从配筋率和边缘构件的设置构造上都有提高，限制轴压比等等。综合以上因素不提倡这样的较多短肢剪力墙结构设计，应调整方案。有的设计人员在设计上把尺寸控制在临界点。例如高层剪力墙结构设计中，设计除楼电梯间外基本把剪力墙大多数设计为200厚1700mm长的墙肢，墙肢长度与墙厚度之比大于8，从概念上满足高层规范非短肢的一般剪力墙定义的限值，但实际计算结果是结构的整体刚度偏弱，从计算指标上结构底部有十多层楼层的剪重比不满足规范要求，却认为计算程序上已经自动考虑地震力放大系数，结构设计是安全的不必做刚度调整。设计者自认为没有违反规范设计，却忽视了这样设计的结果不但会削弱整个高层建筑剪力墙的抗震能力，而且也会对高层建筑的安全性与稳定性造成一定的不利影响。

1.2建筑超高现象较多

在现阶段的高层建筑结构设计中，超高是作为一个常见而又突出的现象存在的。该现象部分是由于建筑单位无视相关建筑设计规程，为了在有效面积的土地上发挥最大的使用收益，增高建筑高度。还有就是设计在楼顶加阁楼层或坡屋面闷顶层，高度计算含糊不准确造成超高。高层建筑超高需要按超限高层设计，需要考虑的问题和因素很多，高层建筑的主要受力特点就是控制结构地震力和风荷载的水平力作用，满足层间位移角，提高结构抗震能力，降低强风和地震力等自然灾害对建筑的损害，保证建筑使用安全。

1.3嵌固端设计不合理

嵌固端设计在高层建筑结构设计是非常重要的部分，目前，嵌固端的设计有待规范，主要体现在以下几方面。其一，选择嵌固端位置不够合理。如有的高层是人防地下室，高层嵌固端没有设计在刚度较大的人防地下室的顶板，却选在人防地下室上边带夹层的夹层顶板做嵌固端，这就留下了一定的安全隐患；其二，高层建筑结构整体计算中，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。结构上下层的剪切刚度比是嵌固端合理设计的主要衡量依据，但有部分设计人员在嵌固端设计中忽视计算书中剪切刚度比不满足规范要求等问题，影响了嵌固端设置的科学性；其三，有局部错层的地下室顶板做嵌固端问题。设计人员没有理解规范嵌固端不能开有较大洞口的实际意义，对有错层的地下室顶板不能作为嵌固端理解不透，存在一定的安全隐患。

2 对高层建筑结构设计问题的几点建议

高层建筑结构设计中，要尽可能的保证高层建筑结构设计的合理性，满足高层建筑的抗震性能要求，针对上述提出的高层建筑设计常见的几点问题提出建议，从而使结构设计更加科学合理，为后期的安全使用提供强有力的支撑。

2.1对高层建筑结构设计方案进行科学的选择

在高层建筑结构设计过程中，结合建筑实际情况，恰当的选取结构设计方案是作为核心工作内容存在的。合理的结构方案能够对整个高层建筑结构设计水平提供充足的保障。为此，建筑单位要高度重视选择结构设计方案工作，具体注意事项有：其一，设计部分要详细的研读相关的建筑标准和规定，这样能够有效规避选定的高层建筑结构设计方案不符合建筑标准和规定的现象发生；其二，建筑单位要慎重思考施工现场的实际情况与结构方案的适应程度，并详细勘测和调查高层建筑工程的规模大小以及施工现场的基础状况，继而从中选出最合理、最科学的结构设计方案。

2.2设计人员加强高层建筑结构设计的短肢剪力墙概念

合理发挥短肢剪力墙在结构中的灵活作用，剪力墙不宜过少，墙肢不宜过短，短肢剪力墙控制在规范合理范围内，满足建筑功能的同时满足结构刚度和延性要求。对有应力集中和结构受力复杂部位不易采用短肢剪力墙和一字形墙短肢剪力墙，避免短肢剪力墙过早被剪坏。短肢剪力墙布置尽量做到均匀对称。减少结构的扭转效应。从加强措施上改善短肢剪力墙的抗震性能，结构剪重比也要控制在合理的范围内。

2.3对于高层结构超高现象

首先必须对超高结构进行抗震设防专项审查，通过审查批准后方能进行结构正式设计。超高层建筑结构首先要重视概念设计，合理选择抗侧力体系，设计尽量满足建筑的规则性和刚度的均匀性，除必须满足各种工况受力需求外，还需对各类构件构造加强，提高结构的抗震能力。确定合适的含钢率，控制结构承载力、延性、刚度及裂缝，控制风荷载作用下舒适度，控制结构计算位移、周期计算指标、满足规范层间位移角限值要求等等。总之超高层设计需要采取必要的设计手段，满足高层建筑结构的安全性、抗震性与稳定性。

2.4高层建筑结构以地下室顶板作为嵌固端是普遍做法

前提是抗震规范6.1.14条中地下室顶板作为嵌固端中指的的地下室应为完整的地下室，在山（坡）建筑出现地下室各边埋置深度差异较大时宜单独设置支挡结构。需要强调的是：第一，地下室各边有差异且差异较大的时候不能算完整的地下室，嵌固端需要约束结构在各个方向的变形，一侧没有约束，把底层看作嵌固端的话，计算假定和实际不相符了，所以不可以作为嵌固端。例如一个地下室三面全被土覆盖，一面是没有土（敞开的），这样的地下室顶板是不可以作为上部结构的嵌固端的。第二，设计必须满足规范对嵌固层的平面内刚度、楼板厚度及配筋率等内容要求，同时对地下室构件采取构造加强措施，加强嵌固层的整体刚度。

3 结语

综上所述，建筑设计工作是高层建筑建设准备阶段的重要环节，而高层建筑结构设计质量直接影响该建筑工程的质量、安全等。由于高层建筑结构设计能为项目决策人提供充足而重要的理论依据，因此，在高层建筑工程准备施工前，更要重视设计阶段的结构设计工作，同时，设计人员也要对自身的设计水平进行不断的强化提高，加强对规范的分析认识、理解和把握，做到细致周全，不因小疏忽而酿大错，为建设安全高质量的高层建筑贡献自己的一份力量。

参考文献

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中图分类号：TU97文献标识码： A

前言

一个合格的高层建筑结构设计不仅仅是要保证高层建筑的安全，而且还要保证建筑结构的合理性和经济性。在高层建筑结构设计中，高层建筑应该做到结构功能同外部条件相一致，结构的功能要与经济性相协调。为了更好地做好结构设计，应当用概念设计来检测计算设计的合理性。其中结构计算的主要指标有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等，这些指标都应当满足高层建筑结构设计的规范要求，还要注意高层建筑构造设计的细节问题。

一、高层建筑结构设计的特点

1高层建筑结构设计中的水平力

在多层建筑的结构设计里，通常是以重力为主要代表的竖向荷载来控制结构设计。但是，对于高层建筑来说，即使竖向的荷载依然是建筑结构设计中的一个非常重要的因素，但是起着决定性作用的却是水平荷载。这是由于建筑的自身重量与楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力与弯矩的数值，其值的大小仅与建筑高度大小成正比；而水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩，以及在竖向构件中所造成的轴力，与建筑物的高度大小的平方成正比。并且对于一定高度的建筑而言，竖向荷载的大小基本上是一个定值，而水平荷载的数值是随着结构动力性的不同而有一定的差异的。

2结构侧移是结构设计的控制指标

在高层建筑结构设计中结构侧移是其关键因素，这一点是与多层建筑不同的。随着建筑物层数的增加，水平荷载下结构的侧移变形问题变得越来越严重，对于水平荷载作用下的侧移应当控制在一个特定的限度里。

3抗震设计要求高

高层建筑结构设计的抗震设防设计除了需要考虑竖向荷载和风荷载以外，建筑结构还必须具备较好的抗震能力，在结构设计中应当做到小震不坏、大震不倒。

4轴向变形

在高层建筑中，由于竖向的荷载数值非常大，可以在柱中产生非常大的轴向变形，因而会使连续梁中间支座处的负弯矩值的大小变小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值的大小增大；还会在一定程度上影响预制构件的下料长度，根据轴向变形的计算值的大小，对下料长度进行相应的调整；另外还会影响到构件剪力和侧移。

5结构延性

与低层建筑与多层建筑相比，高层建筑的结构更柔一些，当出现地震的情况，高层建筑的变形会更大一些。为了使高层建筑在进入塑形变形阶段以后仍然具备较强的变形能力，为了避免建筑倒塌，应该特别需要在建筑构造中采用恰当的方法，以保证高层建筑的结构具有一定的延性。

二、高层建筑结构设计的基本要求

基础设计在设计的时候应当最大限度地发挥出建筑地基的潜力，在必要的时候还可以对地基变形进行验算。基础设计应该有详尽的地质勘探报告，在一般情况来说，同一个结构单元最好不要采取两种不同的基础类型。

在高层建筑构造设计中，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境以及施工条件等情况进行整体分析，并且要与建筑、水、电、暖等专业进行充分协调，同时在此基础之上对建筑结构进行选型，确定结构方案，在必要的时候还应该对多方案进行比较、择优。

在高层建筑构造设计中，为了保证建筑结构安全应当选择恰当的计算简图。计算简图中应当有相应的建筑构造措施作保证。实际的建筑构造节点一般不可能只是纯粹的铰接点或刚接点，但是必须要与计算简图的误差在构造设计的许可范围之内。

在高层建筑构造设计中，要坚持“强剪弱弯、强柱弱梁、强压弱拉”的原则；要注意构件的延性；注意钢筋的锚固长度；加强薄弱部位；把温度应力的影响考虑在内。

在高层建筑构造设计中，考虑均匀、规整、对称的原则；考虑抗震的多道防线；避免出现薄弱层。

三、高层建筑结构设计的问题及对策

1结构的超高问题

在有关抗震规范以及高层规程中，对于建筑结构的总高度有着明确、严格的限制，特别是在新出台的规范中，针对以前的超高问题，不仅仅将原来的高度限制采用A级高度之外，还增加了B级高度，无论是处理措施还是设计方法都有了不少改变。而在实际的建筑工程设计中，有过由于未考虑结构类型转变的问题，致使施工图在审查时没有通过，要求必须重新调整结构设计或者召开专家会议进行进一步论证的案例，这对建筑工程的工期、造价等方面的影响非常大。因此，在高层建筑构造设计时必须严格按照相关规定，控制建筑总高度，以避免不必要的损失。

2短肢剪力墙的设置

根据新规范的相关规定，把墙肢截面的高厚比在4到8之间的墙定义为短肢剪力墙，经过大量的实验数据以及实际工程经验，对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用添加了非常多的限制，所以，在高层建筑构造设计中，结构设计工程师应当尽可能少地采用最好是不采用短肢剪力墙。

3嵌固端的设置

现在的高层建筑通常都配置两层或者两层以上的地下室和人防，嵌固端一般会设置在地下室的顶板上，也有可能是设置在人防的顶板上，所以，在嵌固端的设置位置这个问题上，结构设计工程师通常会忽视由于嵌固端的设置问题所带来一些需要注意的地方，例如：嵌固端楼板的设计、在结构整体计算时的嵌固端的设置、嵌固端上下层的刚度比的限制、结构抗震缝的设置与嵌固端位置的协调性、嵌固端上下层的抗震等级的一致性等问题，如果忽视其中一个方面就极有可能导致在后期设计时的工作量全部放在结构设计的修改上，甚至是为建筑的安全埋下伏笔。因此，在高层建筑结构设计中应当把与嵌固端的设置相关的问题考虑进去，以免设计后期的麻烦。

4高层建筑结构的规则性

新出台的规范在高层建筑结构的规则性上与以前的规则有较大的不同，新规则在这方面增加了比较多的限制条件，不像以前那么宽松，例如：嵌固端上下层的刚度比信息、平面规则性信息等内容，并且，新的规范还采用了强制性的条文明确规定：高层建筑不应当采取严重不规则的结构体系。所以，结构设计工程师必须严格注意新规范中的这些限制，以避免在后期施工图的设计工作中形成被动的局面。

四、总结

近几年来，我国的高层建筑的建设步伐越来越快。为提高结构设计的质量，结构设计人员应当不断地学习，提高自身能力，吸取以往设计失败的教训，结合建筑施工实践，通过工程经验的积累，并精心设计才能做出安全、先进、经济的高层建筑的结构设计。

【参考文献】

[1]胡丽荣.概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J].黑龙江科技信息,2010,6(27):90-92.

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中图分类号： TU3 文献标识码： A 文章编号：

目前，房地产业发展迅猛，建筑结构设计工作被提上了重要议事日程。随着人们对生活质量要求的提高，对建筑结构的要求也越来越高。针对这样的背景，建筑结构设计工作更应当与时俱进，运用先进的设计理念、建筑技术与材料，进一步提高建筑设计的安全性、舒适性以及经济性。本文主要针对建筑结构设计的原则与要点进行简要论述。

1 建筑结构设计目标

在建筑设计中，结构设计要实现安全、适用和耐久的目标，立足于现有的建筑技术、材料，优化设计方案，推广新型技术与材料，科学选择结构类型与体系，为建筑质量提升奠定良好基础。首先，要保证建筑结构具有较高的安全性，不仅要能够承载正常状态下的荷载以及各种变形，而且在遭遇设计目标值之内的各种突发状况，如台风与地震等，仍然能够保持建筑结构的稳定，不出现全部倒塌状况。其次，要保证建筑结构的适用，要能够满足建筑适用的各种日常功能，不因为建筑结构设计短板而影响日常功能的发挥。另外，还要保证结构达到设计适用年限，体现结构设计的可靠性。

2 结构设计技术原则

2.1 强化抗震验算设计。在实施抗震验算过程中，要兼顾到不同场地区别，可以采取增加剪力墙的方式提升结构抗震效果。结构设计中可以将其设计为双向梁柱刚接体系，进一步提高垂直地震作用抗力，增强建筑结构应对突发地质灾害的能力。

2.2 雨篷阳台科学设计。对于跨度较大的阳台以及雨篷，不能够直接从填充墙理念出挑，要充分兼顾到梁的抗扭因素，较为科学的扭矩是梁中心线处板的负弯矩乘以跨度50%。

2.3 妥善处置电梯井壁。对于框架结构建筑的电梯井壁，应当以粘土砖进行砌筑，但不可使用砖墙进行称重，墙体重量应当以同层的梁进行承重，在其四角浇筑构造柱，增筑圈梁于门洞上部位。

2.4 暖沟进行防水处理。在地下水位处于较高状态时，要对暖沟进行防水处理，通常使用U 型混凝土暖沟，暖气管经防水管套通进室内暖沟。如建筑结构设计中有地下室，还要进行混凝土抗渗处理。

2.5 保持建筑布局规则。在建筑布局不够规则的背景下，对其进行结构设计，应当着眼于建筑的布局开展结构布置，采取与之相吻合的构造措施，提高结构设计质量。

3 建筑结构设计要点

3.1 有效提高建筑地基结构设计水平。地基沉降引起的构件破坏是建筑结构设计中应当充分考虑的因素，要从建筑、结构以及地基等方面实施综合控制，在运用桩箱或桩筏结合方式操作中，一定要确保箱体整体刚度达标，当土层起伏值较大时，要运用相同建筑结构下同一土层中的桩端，对液化因素的影响也要充分考虑。在软土层较厚的地区，要对地基进行处理来对建筑的沉降进行有效控制，处理方案应当结合地基特点、工程建设需要以及兼顾到安全性与经济性等方面因素，确保经过处理之后的地基能够满足强度以及变形等方面的技术要求。

3.2科学掌控高层建筑高宽比例幅度。按照《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关条款，高层建筑高宽比具有限值，通常情况下，应当结合考虑方向的最小投影宽度对高宽比进行测算，如果不适宜运用最小投影宽度进行测算的状况下，可以由建筑结构设计部门与技术人员对实际情况进行会商、研究之后确定最为科学的测算方法，确保不出现超限高层建筑设计。

3.3优化框支梁支放在剪力墙的设计。虽然高层建筑相关设计与技术规范中对框支梁支放在混凝土剪力墙上没有提出具体的要求，但是实际操作中等于对剪力墙施加了较大值的集中荷载，要对剪力墙设计进行优化。应当按照底部加强部位无翼墙的技术要求，以及对照框支柱截面高度限制技术规范、框支梁钢筋水平段锚固要求，科学确定剪力墙的厚度，确保技术与质量性能过关；对框支梁宽度范围内剪力墙设置暗柱，实施构造计算以及配筋处理，对框支梁传递的荷载实施局部抗力验算。

3.4全面贯彻强柱弱梁建筑设计理念。在建筑结构设计中运用强柱弱梁理念，主要目标是为了保障建筑物提高抗震效果而做出的一项重要举措，柱毁坏了会导致整个建筑物损毁，但是梁毁坏了只能产生局部毁坏，减小建筑物毁坏程度。建筑结构设计中，设计部门与人员应当牢记这一原则理念，对柱轴压比进行科学确定，并对柱断面及配筋设置优化调整，尤其是对边柱、角柱进行加强，重点是角柱加强，运用全柱加密箍筋并且配筋率大于百分之一，对框架柱进行全面强化，有效提高建筑物抗震性能。

4 建筑结构设计展望

当前，随着建筑学的发展以及信息化程度的提高、新型建筑材料的开发推广，建筑结构设计领域的发展也会与时俱进、日新月异。概念设计将会在建筑结构设计中展示更大的运用空间，其能够结合抗震设计的复杂要求，从宏观上进行合理抗震设计干预、计算，更加直观、精确地显示地震状态下结构的各种性能数据，从而优化抗震计算，提升设计水平。空间受力、塑性内力以及非弹性变形、时程分析等科学的设计理念与措施将会得到进一步推广运用。另外，新型建筑材料的研究与推广也会对建筑结构设计产生重要影响，更加高强度、轻质量和环保节能的新型建筑材料将会在建筑结构设计中发挥更为明显的作用。展望未来的建筑结构设计领域，新技术、新设备以及新材料的开发研究与运用，将会对整个建筑结构设计工作提供更多的便利条件，能够为建筑质量的提升发挥积极的作用。

综上所述，在建筑结构设计领域，设计部门与从业人员一定要充分认识建筑结构设计的重要性，坚持以严谨严肃的态度对待，深入研究各项技术要点，尤其是要强化对实践运用中出现问题的分析研究，并采取有效措施进行优化，有效提升建筑结构设计水平，实现建筑结构设计科学化、合理化与经济化目标。

参考文献：

[1] 王荣书.建筑结构概念设计探析[J]. 黑龙江科技信息. 2010(05)

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高层建筑结构设计课程的教学内容涉及混凝土结构、结构力学、结构抗震等知识的综合应用，作为培养从事土木工程设计、施工、预算、招投标工作的高级工程技术人才的土木工程专业，一般将高层建筑结构设计课程设置为一门专业限选课。土木工程专业毕业生的就业方向主要有结构设计、工程施工技术管理、预算和招投标等岗位，这些工作岗位都与高层建筑结构设计具有密切联系。土木工程结构设计岗位的主要工作内容已由多层建筑设计转变为高层建筑设计；从事土木工程施工管理工作，必须掌握高层建筑结构的识图与读图等知识，清楚高层建筑中哪些是主要受力构件，哪些是构造构件，在施工过程中遇到一些简单的高层事故应如何处理，等等，这些都有赖于该课程的学习；土木工程预算和招投标管理工作中大量的分析计算都要靠计算机来完成，要求工作人员要在看懂图纸（很多是高层建筑图纸）的基础上建立分析模型，做到不多算、不漏算，这也有赖于该课程的学习。工程专业开设该课程的意义由此可见。但是，由于种种因素的影响，目前该课程教学中还存在不少现实问题。鉴于此，本文拟从教学内容、教学模式、教学方法、教学过程等方面探讨高层建筑结构课程的教学改革问题，希望能为该课程教学质量的提高提供参考。

一、课程教学内容规划

随着我国经济的发展，土建行业对人才的要求特别是对学生工程素质的要求越来越高，企业欢迎的是具有完备知识结构又具备较强工程能力的人才。高层建筑结构设计课程涉及很多计算，教学内容十分丰富，但该课程的学时往往十分有限，因此，合理选择教学内容就显得尤为重要。该课程教学内容的选择应以应用型人才能力培养为目标，理论与实践并重，并注意兼顾不同学习基础的学生。土木工程专业一般将该课程安排在大学四年级第一学期，主要内容包括绪论、高层建筑结构的体系与布置、高层建筑结构的荷载和地震作用、高层建筑结构的计算分析和设计要求、框架结构设计、剪力墙结构设计、框架―剪力墙结构设计、高层建筑地下室和基础设计等，与先修课程混凝土结构、混凝土结构与砌体结构、基础工程、工程结构抗震等有紧密联系，也存在一定的内容重复现象。为了保持教学内容的系统性，教师处理与已开设课程重复的内容时，应做到“重复的内容讲差别，相似的内容讲典型，突出重点”[1]。例如：荷载计算部分的一些内容与混凝土结构课程的相关内容相似，按照相似的内容讲典型的原则，对该部分内容，教师应重点讲解高层建筑结构的风荷载计算（考虑风震系数），而活荷载计算可不考虑不利布置；框架结构设计部分的一些内容，与混凝土结构与砌体结构等课程的相关内容存在重复现象，按照重复的内容讲差别的原则，对该部分内容，教师应重点讲解在框架结构设计中如何调整位移比、周期比、轴压比、相邻层刚度比、层间位移角、层间受剪承载力比等高规参数；高层建筑结构基础设计部分的一些内容，与基础设计和基础工程课程存在内容重复现象，按照重复的内容讲差别的原则，教师可重点讲解高层建筑“筏板基础”“桩基+筏板”设计中的常见错误及其原因。

二、课程教学模式

在开设高层建筑结构设计课程时，学生已具备一定的专业技能，但综合能力还有待提高。采用多元化教学模式是近年来该课程教学的主要特点之一。根据高层建筑结构设计课程实践性和操作性强的特点，教师应以促进学生提高实践技能、掌握关键知识为主线，整合课程各个单元的教学内容开展任务驱动教学和项目导向教学，将“教、学、做”有机结合，着力体现应用性、实践性和开放性的课程理念。将“教、学、做”一体化的教学模式有机融入教学过程，有利于处理“懂”与“会”的关系，学生可以先懂后会，也可以先会后懂或边懂边会。此外，教师还可以把课堂搬进实验室、建筑设计院、工程施工现场等场所，广泛开展直观教学，实现课堂教学与实习实训的一体化，从而有效提升学生的综合能力。

三、课程教学方法与教学手段

高层建筑结构设计课程的教学环节分为课堂教学、PKPM软件应用、工程设计实践和考核[2]。以下从四个方面探讨该课程的教学改革。

(一)课堂教学

课堂教学应以讲解高层建筑结构设计的基本设计理论、抗震规范、高层混凝土结构技术规程等内容为主；要有明确的教学目标、有效的教学策略和具体的学习评价指标；要注重学生兴趣的培养和潜能的发掘与提升，广泛开展探究性学习和协作学习；要注意培养学生终身学习的观念，力促学生自主发展和可持续发展。在高层建筑结构设计课程教学中，还应做到课堂讲授、自学、讨论相结合，课内学习与课外学习相结合，理论学习与实践环节相结合[3]。第一，课堂讲授与自学相结合。教师在课堂教学中应重点讲授基本概念、基本原理和难点，并向学生指定课外自学的内容和思考题，以培养学生的自学能力，化解教学内容多而课时有限的矛盾。第二，开展课堂讨论，启发学生开展积极的思维活动[4]。大学生思想独立性强，思维灵活，喜欢独立思考问题。因此，在全班或小组内围绕一个问题开展讨论，让学生各抒己见，相互启发，有利于发挥学生学习的积极性和主动性，充分提高教学效果。如在高层结构选型内容的教学中，可让学生以某“高层设计采用哪种结构体系较合理”为题在班级范围内开展讨论，让学生在愉快的氛围下通过主动思考掌握高层结构体系的有关知识。就课堂讨论的方式来讲，教师可先提出问题，让学生在小组讨论的基础上，选出代表到黑板前陈述意见，这样既可活跃课堂气氛，提高教学效果，也可提高学生的表达能力。第三，课内学习与课外学习相结合。在每次课结束前，教师都应向学生明确课后的复习内容、预习内容及思考题。对于较抽象的教学内容，教师应组织学生开展课堂讨论或课外学习小组（宜以宿舍为单位）讨论。教师还可结合单元教学内容，组织开展以高层结构设计基本理论知识和常规应用为基础的小型竞赛活动，如PKPM建模大赛等，以锻炼提高学生的知识运用能力。第四，理论教学与实践教学相结合。笔者的调查表明，很多学生在学习过程中都感觉到“高层建筑混凝土结构技术规程”难以理解，难以联系具体工程实例；结构设计只是停留在单个构件上，不明确结构整体设计的思路。因此，教师在教学中应结合具体教学内容引入工程实例，通过对工程实例的详细讲解，使学生加深对理论知识的理解，提高应用能力。比如，对高层建筑常用的三种结构，即框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构，教师可借助实际工程项目，依次详细讲解抗侧力构件的布置、主要高规参数的控制、平面的布置、施工图的绘制，通过实例讲解使学生理清结构设计的整体思路，加深对规范条文的理解。需要说明的是，教师教学中选用的案例可以来自企业生产实践，也可来自教师指导学生完成的工程设计实践项目。教师指导学生进行工程设计实践（包括结构选择、结构建模、施工图绘制等），是提高高层建筑结构设计课程教学质量的有效手段。

(二)PKPM软件应用教学

PKPM软件应用教学的重点是理解和掌握高层建筑结构设计的基本过程，主要有以下三个教学步骤：(1)结构布置的讲解与练习。在此步骤中，要通过讲解和练习，使学生掌握运用PKPM软件建模的技巧，理解“抗规”关于结构平面和竖向布置的基本要求。结构平面布置要求平面形状简单、规则、对称、质心和刚心重合[5]30−31；结构竖向布置的要求主要是抗侧力构件沿竖向不突变等。(2)PKPM基本计算参数输入练习。在此步骤中，应要求学生按照相关要求，结合工程结构的实际情况输入PKPM相关参数，并理解基本风压、基本雪压、设计地震分组、抗震设防烈度、连梁刚度折减系数等参数的含义。(3)PKPM计算结果的分析判断和参数调整。在此步骤中，应指导学生通过对计算结果的分析，判断结构的周期比、位移比、剪重比、相邻层刚度比、轴压比、整体稳定是否满足要求，并对不满足要求的参数进行调整。

(三)工程设计实践教学

开展高层建筑结构设计课程实践教学，有利于学生强化工程概念和感性认识，激发学习主动性，提高创新能力。在工程设计实践教学中，教师可以组织学生分组参观调查当地已建高层建筑，了解其构型、结构体系、存在的施工问题等；可以让学生以小组为单位完成高层建筑的建模，如15层以下教学楼、办公楼、宾馆等框架结构的建模，20层以下住宅楼等剪力墙结构的建模，20层以下写字楼、公寓等框架―剪力墙结构的建模。

(四)课程考核

高层建筑结构设计课程的常规考核方法是笔试成绩与平时成绩相结合，但笔试成绩一般占总成绩的80%，这容易导致学生只重视理论而忽视实践，不利于学生应用能力的提高。该课程的考核应着重考核学生综合运用知识的能力，可采用笔试、上机操作、实践环节相结合的考核方式。其中，笔试成绩占总成绩的50%，试卷的制作可参考国家“注册结构工程师专业资格”考试；上机操作成绩占总成绩的20%，可以给定房屋建筑平面图和立面图，让学生在规定时间内运用PKPM软件完成满足结构设计规范要求的结构建模；实践环节成绩占总成绩的30%，内容包括考察报告的撰写情况、在分组建模实践教学中的表现等。

四、教学过程的组织

如前所述，在每次课结束前，教师都应向学生明确课后的复习内容、预习内容及思考题，其中预习的内容可以是参观现有高层建筑结构，调查了解其结构形式、结构设计、施工中存在的问题等，并形成文字。导入新课时，教师可用5分钟左右的时间了解学生的预习情况，并通过总结引出新课题。在讲授新课的过程中，教师应突出重点，把握难点，可按照理论讲授―例题解析―学生练习―归纳总结的步骤组织教学。如在讲解高层建筑的结构体系时，可先分述每种结构体系的概念，再举例分析典型的结构体系布置，然后让学生画出附近教学楼等高层建筑的结构，最后归纳总结常见建筑结构体系的选择。课堂讨论教学环节一般可采取学生自由发言与教师总结相结合的方式，而在安排有小组前期调研的情况下，应紧紧围绕小组代表的汇报发言开展现场提问。另外，教师在课堂教学中还应引导学生主动到建筑设计院、工作室参观实践，以实现学以致用，不断提高学生的实践应用能力。例如，为了提高应用型技术人才培养质量，黄淮学院在其大学生创新创业园设置了建筑设计院校内实践基地，为土木工程、建筑工程等专业学生的工程实践提供了良好的平台，教师引导学生到这里结合教学内容参观实践，无疑能够有效地促进学生实现所学理论知识的内化和实践应用能力的提升。

作者:邵莲芬 单位:黄淮学院

参考文献：

[1]牛海成，徐海宾．面向可持续发展的高层建筑结构设计课程教学改革探讨[J]．高等建筑教育，2013(22)：72―75．

[2]刘圆圆．浅谈《高层建筑设计》课程改革方案[J]．城市建设理论研究：电子版，2014(36)：8119―8120．

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关键词：高层建筑；结构设计；问题；控制；轴压比

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：

Key words：High-rise building；structure design；Problems; Control; Axial compression ratio

引言

随着现代科技技术的快速发展以及我国城市建设用地的日趋紧张，城市建筑逐渐向中高层方向发展，越来越多的高层建筑和超高层建筑出现在各大城市中。伴随着高层建筑理念的发展，多种多样的新兴结构设计方案也迅速地发展起来。现在，一些高层建筑的种类与功能开始变得多样化和复杂化。因此，高层建筑结构设计也成为了高层建筑结构工程工作中的重点和难点。纵观当前形势,我们应该将高层建筑的结构设计放在首要位置加以研究和探讨。而在高层建筑结构设计中出现的问题，也必将成为设计师们要面对解决的首要问题。

1、高层建筑结构设计理念分析

高层建筑结构设计过程中，应当着重注意三个设计原则：整体性原则、经济性原则、规则性原则。

1.1整体性原则

理论上，由不同的小型结构及若干组成构件组成的空间结构体系被称为建筑结构系统。高层建筑的抗震能力不仅取决于各组小型结构及相应构件强度、刚度及其受力状态，而且取决于各种小型结构以及建筑相应组件的协同工作的能力或空间整体性能。

1.2经济性原则

高层建筑结构设计过程中，施工的方便性以及设计质量的好坏在一定程度上影响着高层建筑的施工工艺和工期。另一方面，建筑材料的选择会直接影响到高层建筑的总体造价。因此，在建筑结构设计中要注重劳动力以及材料的经济实用性，防止设计与实际建造脱节。

1.3规则性原则

在建筑结构的规则性方面,应该注意绝不采用一些特别不规则的建筑结构体系。在设计过程中应当尽量使用符合要求的建筑结构体系。例如对建筑承载能力、抗变形能力以及建筑刚度的要求等因素，一定要符合基本规则。另外，在建筑结构设计过程中，要注重结构体系上的薄弱部位，注意采取相应的措施进行防护。

总之，我们要重视概念设计。除了要根据建筑结构高度和使用要求选择合理的结构体系外，还要恰当地设计和选择建筑物的平面、立面形状和体型。对于高层建筑，很多结构部位通常无法进行精确的计算，因而，安全、经济、合理的结构设计必须注重概念设计的方法。

2、高层建筑设计中的问题及控制

2.1材料的选用和结构体系问题

例如建筑即将建设在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理就成为了工程技术人员非常重视的问题。在我国，一百五十米以上的建筑，一般采用三种主要的建筑结构体系： “框一筒”、“筒中筒”和“框架一支撑”。这些体系也是其他国家高层建筑经常采用的主要结构体系。但是其他国家在地震多发区，主要采用钢结构，而在我国，钢筋混凝土结构及混合结构占了百分之九十。这样的钢筋混凝土结构及混合结构，在国内外都还没有经受较大地震作用的考验。混合结构的钢筋混凝土一般要承受80%以上的地震作用剪力，有的地区甚至高达90%以上。因为这些结构要以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要将钢筋混凝土结构的位移限值作为基准，但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不但增大了钢结构的负担，而且不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。另一方面，在结构体系中柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变，通常会导致与加强层及转换层相邻的柱构件剪力突然增大，同时加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处难以实现“强柱弱梁”。因此在高层建筑设计过程中设置加强层以及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量降低其本身刚度，以减少不利影响。

根据我国现有建筑钢材的类型、种类和钢结构的加工制造能力，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的执行段锚固长度；考虑温度应力的影响力。

2.2“嵌固端”的设置问题

由于高层建筑一般都带有两层或两层以上的地下室和人防系统，“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问题，例如：“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“嵌固端”的设置、结构抗震设置与“嵌固端”位置的协调等问题。在结构设计过程中，忽略其中任何一个问题都有可能导致后期设计工作的大量修改，也有可能为建筑埋下安全隐患。

2.3结构的超高问题

现行的各种常见结构体系的最大适用高度是根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3 －2010) 规定给出的。在抗震规范中，除了将原来的限制高度设定为A级高度以外，增加了B 级高度，处理措施与设计方法都有较大改变。综合考虑经济性与合理性的原则，产生了各种常见结构体系的最大适用高度。鉴于我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平的关系，这个适用高度更加稳妥。同时，这个高度也能与目前整个土木工程规范体系相协调。但是在实际的建设过程中，已经有很多混凝土结构的高层建筑超过了这个高度范围。对于超高建筑物，我们更应当采取科学谨慎的态度进行建设。因为在地震力作用下，超高建筑物的变形破坏型态会发生很大的变化。随着建筑物高度的增加，许多影响因素都会产生巨大的变化，有些参数本身超出了现有规范的适用范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。所以，在实际的结构设计中，若出现过由于结构类型的变更而忽略高度问题，导致施工图审查时没有通过，必须重新进行设计或进行专家会议论证等工作。

2.4 “ 轴压比”、“剪重比”、“刚重比”的问题

在钢筋混凝土高层建筑结构中，专家学者提出现行抗震规范应采用较高“轴压比”。但是即使能调整“轴压比”限值，柱断面也不会因为略微增大“轴压比”限值而显著减小。因此在抗震的超高层建筑中采用钢筋混凝土是否合理值得商榷。现在的设计中，仍旧应该限制结构的“轴压比”，通过这种控制达到建筑结构的延性要求。当不满足规范要求时就应该通过增大柱截面或提高楼层墙面、柱混凝土强度的办法进行调整。在控制“剪重比”方面，要限制各楼层的最小水平地震剪力，保证周期较长的结构体系的安全。如果比例偏小并与规范限值相差较大，要增强竖向构件，利用加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法进行调整。而在“刚重比”方面，当不满足规范下限要求时，也可以采用相同办法进行调整。

2.5剪力墙的设置问题

目前，根据大量的实验数据和实际操作经验，短肢剪力墙在高层建筑设计中的应用开始增加了很多的限制。因此，在高层建筑结构设计中，结构工程师需要尽量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。

结束语

这些年以来，我国的建筑技术日新月异，快速发展。但是建筑设计的总体水平一直无法达到要求。建筑设计的质量问题屡见不鲜。设计上缺乏创造性，同时在经济适用性以及安全合理性方面无法令人满意。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅关注结构计算的准确性，也不能将结构方案的具体实施状况忽略掉，在设计时要给出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析，能够使用自身掌握的知识解决实际建筑设计中遇到的各种问题。因此，结构工程师要对设计阶段比较常见的一些问题有自己的认识，能够清晰地分析问题原因，同时找到有效的解决方案，做好高层建筑结构设计的问题控制。

参考文献

[1] 周云波,赵岩.浅谈高层建筑结构设计原则[J].黑龙江科技信息,2009,(01).

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Abstract: This paper first describes the characteristics of high-level design of building structures, and then extended to high-rise building design principles, with emphasis on the high-rise building structure analysis and countermeasures.Key words: high-rise buildings; building structure design; countermeasures

中图分类号：TU973文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02

高层住宅建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。那么，首先让我们了解高层建筑结构设计有什么特点呢？

一、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求和投资造价的高低等。它的主要特点包括以下几点：

1.1水平力设计

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，是与建筑高度的两次方成正比。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。

1.2抗震设计

在高层建筑结构设计中如有涉及到有抗震设防的，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、大震不倒。

1.3轴向变形设计

采用框架体系和框架――剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

二、高层建筑结构设计原则

2.1选用适当的计算简图

结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。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。

2.2选择合适的基础方案

基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。

2.3选择合理结构方案

一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总而言之，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析，并与建筑、电、水、暖等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。

应符合下列要求：

1）应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；

2）应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力；

3）对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。

三、高层建筑结构的相关问题分析及对策探讨

3.1结构的超高问题分析及对策

在抗震规范和高规范中，对结构的总高度有着严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度以为，增加了B级高度，处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

3.2嵌固端的设置问题分析及对策

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。

3.3框支梁支放在剪力墙上的设计问题分析及对策

《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》对框支梁和框支柱的截面及配筋都有详尽规定，但对框支梁支放在混凝土剪力墙上时却未作任何规定或建议。事实上，当框支梁支放在混凝土剪力墙上时，相当于施加给剪力墙一个大的集中荷载，这个集中荷载包括竖向和水平向、集中压力和推拉力以及集中弯矩和扭矩。尽管剪力墙沿墙长度方向具有较强的承载能力，但垂直于剪力墙支放的框支大梁所传荷载的作用方向正是剪力墙的弱轴方向。因此，当框支梁直接支放在混凝土剪力墙上时，建议按以下方面考虑剪力墙的设计：

1）按底部加强部位无翼墙的要求，参照《高层建筑混凝土结构技术规程》有关对框支柱截面高度的限制，以及框支梁钢筋水平段的锚固要求等初步确定剪力墙的厚度；

2）在不小于框支梁宽度范围内的剪力墙中按框支柱要求设置暗柱，进行构造计算和配筋；

3）针对框支梁所传集中荷载进行局部抗力验算。

3.4结构调整问题分析及对策

目前在高层建筑的建筑平面形式中椭圆形建筑平面很受建设方的青睐。这种建筑形式现代感极强。但是这种建筑形式又有一个很大的弱点――结构扭转很大。为了减小或消除这一不利影响，我们首先要选择一种合理的结构形式，其次是在选定的结构形式上采取进一步改善结构扭转影响的技术措施。

3.5扭转问题分析及对策

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心,在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点,即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一, 在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏, 应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下, 高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀,减轻结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下,由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制,高层建筑不可能全部采用简面形式,当需要采用不规则L 形、T 形、十字形等比较复杂的平面形式时,应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内, 同时,在结构平面布置时,应尽可能使结构处于对称状态。建筑结构的振动周期问题包含两方面: ①合理控制结构的自振周期；②控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。

四、结语

近年来，高层建筑发展十分迅速，建筑造型新颖独特，建筑物的高度与规模不断增加。随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂且多元化。实践表明在高层建筑的结构设计与施工过程中，设计、技术人员只有概念清晰，措施得当，才能不断地完善和发展高层建筑。

参考文献：

[1]谭文锐．李达能.高层建筑结构设计中问题之探究[J].广东科技，2007（6）：150-151.

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2高层建筑结构设计中几个限值的意义

2.1轴压比： 指有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全截面面积和砼轴心受压抗压强度设计值乘积的比值，是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。 为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求。 2.2剪重比：即最小地震剪力系数，主要是控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，尤其是对于基本周期大于3.5S的结构和有薄弱层的结构。 2.3刚重比： 结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比。它是影响重力二阶效应的主要参数，主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆。 2.4侧向刚度比： 结构不同楼层的竖向刚度的比值，主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度发生突变，形成薄弱层。 2.5层间位移比：楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移的比值。主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。2.6周期比： 为结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响。

3高层建筑抗震设计

高层抗震设计的基本原则：小震不坏，中震可修，大震不倒。高层建筑结构抗震设计中应注意以下几点：