時間：2023-07-31 17:02:31
序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇高層建筑結構設計規程范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
高層建筑結構設計原則，是高層建筑結構設計過程中需要注意和遵循的重要標準和準則，也是高層建筑設計單位提高高層建筑結構設計質量與效益的重要保障。只有在一定的高層建筑結構設計原則支持下，才可以進行建筑結構設計。總體來講，高層建筑結構設計原則主要包括以下幾點：
1.1 基礎方案合理。
合理的建筑結構基礎方案是高層建筑結構設計的前提和基礎，在實際的建筑結構基礎方案設計中，設計單位需要根據實際施工地質條件，根據實際建筑結構施工需求進行設計。同時建筑結構基礎方案需要配置完善的施工地質勘察報告，最大程度的發揮建筑物地基的潛力，必要的情況下設計人員還需要對地基的變形做好相應的驗算。另一方面，設計單位還需要對建筑物進行綜合性分析，尤其是對于建筑物負荷以及上部結構類型，通過對這些綜合性分析，最終選定最適合的基礎方案，從而可以在提高設計質量的基礎上獲得更好的經濟效益。
1.2 計算簡圖適當。
計算簡圖設計，也是高層建筑結構設計中需要注意的重要問題，主要原因在于高層建筑結構設計時需要對一些基本的數據進行計算分析，而這些計算分析都必須要建立在計算簡圖的基礎之上。只有通過計算簡圖基礎之上的數據分析，才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性。舉例來講，建筑物結構節點問題，建筑物結構節點并不是我們傳統觀念中的鉸節點或者是鋼節點，設計單位在進行計算簡圖設計時，需要對建筑物結構節點進行深入研究，提高計算簡圖計算的精確性，進而將計算簡圖的誤差控制在合理的范圍內。
1.3 結構措施完善。
除了基礎方案合理以及計算簡圖適當這兩大基本原則之外，還有一條基本原則是設計單位經常忽略的，那就是結構措施完善原則。設計單位在進行建筑物結構的設計時，需要注意結構組件的延展性，例如建筑物中鋼筋的錨固長度等。同時，設計單位還需要注意建筑物薄弱環節以及建筑物本身溫度對于建筑物組件的影響，對于這兩方面的問題，在實際的設計過程中，需要遵循“強柱弱梁、強剪弱彎以及強壓弱拉”的基本原則，只有這樣才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性。
2 高層建筑結構設計問題與策略
2.1 高層建筑結構設計高度問題及解決。
我國有關部門對于高層建筑結構體系的最大高度問題，出臺了一系列的規章制度，對其進行了嚴格的規定與規范，其中之一便是《高層建筑混凝土結構技術規程》。該《高層建筑混凝土結構技術規程》對于高層建筑結構體系的高度問題規定，主要是從經濟性以及適用性等方面進行規范的。《規程》所規定的結構體系最適宜高度，不僅僅與我國建筑施工技術水平以及建筑水平相關，而且還與我國國民經濟發展水平，與建筑工程規范體系相協調。但是在實際的高層建筑結構設計以及施工中，出現了許多與《高層建筑混凝土結構技術規程》規定相違背的高度。舉例來講，在有些建筑物設計以及施工過程中，甚至出現了高達四百多米的組合機構大廈以及三百多米的混凝土結構體系的廣場。尤其是近幾年來，建筑物的高度不斷增加，建筑物自身的參考系數已經超出了《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定，例如在安全指標、荷載取值以及延性要求、材料性能、力學模型選擇等方面。為此，對于這些高層建筑結構設計高度問題，設計單位需要嚴格根據《高層建筑混凝土結構技術規程》等有關規定，對設計高度保持科學嚴謹的態度。
2.2 鋼筋混凝土梁承載力問題及解決。
一般來講，城市高層建筑主要是以寫字樓以及其他辦公場所為主，因此，在實際的高層建筑結構設計過程中，設計單位需要著重考慮到空調、消防等設備。這些設備不同于其他設備，它們往往是布置于樓層的梁底之下的，如果沒有梁底開洞，就沒有辦法進行設備的安裝。因此，在設備安裝之前，設計單位需要對梁的承載力進行分析以及計算，避免出現由于梁底承載力不足而出現安全結構問題。對于梁底開洞之后的承載力，設計單位可以通過孔洞周邊補強筋以及開孔梁撓度、裂縫寬度等數據進行分析。對于鋼筋混凝土梁腹部開孔，國家出臺了有關政策，例如《高層建筑混凝土結構技術規程》《混凝土結構構造手冊》等，對于鋼筋混凝土梁腹部開孔的位置、流程、環節以及大小等進行了科學的規定。設計單位在進行鋼筋混凝土梁承載力計算時，還需要參考不同種類腹部開孔方式，提高鋼筋混凝土梁承載力計算的精確度，這對于提高建筑物的穩定性以及安全性意義重大。除此之外，還可以對鋼筋混凝土梁承載力進行有效地計算。在計算過程中還需參考不同種類的腹部開孔方式。
2.3 抗震構造與框架梁設計問題及解決。
為了進一步提高城市高層建筑結構設計的安全性以及穩定性，建筑結構設計單位在高層建筑結構設計方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高層建筑結構安全性以及穩定性水平得到進一步提升。但是由于我國的建筑物抗震標準較低，在抗震與構造方面，很難處理好結構設計與抗震烈度之間的關系。為此，在實際的高層建筑抗震與構造設計中，抗震與構造設計需要有一定的彈性，這樣才可以滿足高層建筑結構設計安全性以及穩定性要求。舉例來講，中震烈度的重現期是475年，被超越率是10%；大震的重現期約為2000年，被超越率是2%。我國建筑構造規定的安全度及抗震計算方法也相對較低，且在軸壓比、配筋率以及梁柱承載力匹配程度等抗震延性的相關規定也不夠嚴格。結構設計造價在建筑整體投資之中比例的減少也應給予重視，尤其是在高烈度區域應有嚴格的抗震方法以及構造措施來保證建筑物結構的穩定性與安全性。另一方面，在實際的高層建筑結構設計過程中還需要進一步解決與框架柱和剪力墻相連的框架梁設計問題。就高層建筑結構的截面設計而言，豎向變形差過大通常會導致與框架柱和剪力墻相連的框架梁出現超筋現象，進而影響到框架梁截面設計。
框架梁端部豎向變形差所引起的剪力和固端彎矩的計算函數式如下：
其中，MAB/MBA為框架梁固端彎矩；QAB/QBA為框架梁端剪力；Δ為框架梁端部豎向變形差；Ib為框架梁截面慣性矩；I為框架梁計算長度。
中圖分類號：TU208文獻標識碼： A
隨著經濟的快速發展，城市用地日趨緊張，這使得高層建筑成為了目前階段建筑設計的主要形式。高層建筑的廣泛出現，既節約了建筑的占地面積，增加了使用空間，又豐富了城市的景觀。但高層建筑美化城市的同時，也給建筑設計師們在安全設計性方面提供了諸多挑戰。其中，結構安全設計就是一個十分重要的部分。
隨著大中城市的發展以及人口的聚集，建設用地日趨緊張，這就為高層建筑的出現提供了廣闊的發展舞臺。隨著建筑業的日漸成熟，高層建筑的結構越來越復雜多樣化，外形的不規則性、建筑內部空間的盡可能寬敞及靈活性、豎向或低層的不規則和不均勻性，這些情況的出現往往難以滿足《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》（下稱《高規》）的條款，針對這樣的問題必須采用一些特殊的方法來處理。
一、高層建筑結構設計的原則
1.1 高層建筑結構計算簡圖的合理化原則
計算高層建筑結構設計的基礎是計算簡圖，則計算簡圖的合理性直接關乎到高層建筑的結構安全。由此可見，高層建筑結構設計必須堅持計算簡圖合理化原則。此外，必須把計算簡圖的誤差控制到規范范圍內，理由是高層建筑實際結構的節點并不單一。
1.2 高層建筑結構基礎方案的合理化原則
一般而言，選擇高層建筑結構基礎方案的參考依據為高層建筑的地質條件。高層建筑結構基礎方案的合理化要求對高層建筑的結構類型、施工條件、荷載分布情況、與鄰近既有建筑物的關聯性等因素予以綜合考慮。高層建筑結構設計基礎方案通常應確保最大化發揮地基的潛力。此外，高層建筑結構設計必須具備相應的地質勘查報告。
1.3 高層建筑結構方案的合理化原則
高層建筑結構方案的合理化是指高層建筑結構設計方案必須與結構體系和結構形式的要求保持一致，同時應滿足經濟性的要求，其中結構體系的具體要求為傳力簡單化、受力明確化。針對某些結構單元相同的高層建筑物，其結構體系也應該相同。
一般而言，高層建筑結構方案的合理化要求綜合考慮工程設計需求、地理條件、施工材料、施工條件等因素，同時要求建筑的暖氣、水、電等相互協調。
二、高層建筑結構設計中存在的問題
2.1、高層建筑結構受力性能
對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成。因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的。而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基上的承載力之間的關系。所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布做出總體設想。
2.2、高層建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下。高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻。減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形潿形、正多邊形等簡面形式。
2.3、高層建筑結構設計中抗震的問題
對一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位控制軸壓比，并設置約束邊緣構件，是《高規》為保證剪力墻的延性，新增加的要求。在剪力墻約束邊緣構件配箍特征值為λv/2的區段，規范允許配置箍筋或拉筋。所設拉筋應同時鉤住墻體的水平分布筋（或箍筋）和豎向分布筋，而不能有一部分拉筋僅鉤住墻體的豎向分布筋。當此區段的體積配箍率或拉筋的豎向間距不能滿足規范要求時，應同時設置箍筋。
三、高層建筑結構設計解決對策
針對于在高層建筑結構設計中，存在著的高層建筑本身的原因以及連梁超筋現象、地下室外墻設計存在著的問題，設計人員應該根據建筑的實際情況，根據自身的設計經驗，采取有效的措施進行解決，才能夠不斷的促進高層建筑結構設計的順利進行，促進高層建筑順利的施工和竣工。下面就針對于具體的措施進行分析。
3.1、配合專業了解工程
首先，設計人員需要進行全面的分析，充分的了解工程以及情況，不是拿到圖紙盲目的建模計算或者是上機繪圖，需要理解透徹建筑圖的含義及意義，明確各個專業注意和配合，并且做統一的標準，確定原則和方案，必要的時候要組織各個專業的協調和相關的管理，使各個專業的條件圖真正成為條件圖，避免出圖后出現調整引起的返工，浪費時間和精力。
3.2、建模處理
建模計算之前要處理好荷載計算，不要估算不精確的同時還存在著誤差，要完整的準確的根據建筑做法和要求來輸入，考慮是否施工活荷載的不利影響，樓梯口的輸入局部開洞口，飄窗部分的處理地方，要運用專業知識來計算或處理，這樣減少誤差，也減少計算工作量。
3.3、收集數據資料
準確的計算出建設工程所處的地理位置的制約條件，以及設計要涉及的所有數據和資料，都要提前收集好，等要用到的時候能夠很快的查閱到，方便工作的需要，而且對于一些特殊的建筑還要根據經驗來確定各種數值的參數取值，收集設計所需要的資料和規范，根據不同地域工程類型準確計算參數，可以使設計計算更加的可靠。
3.4、保護裝置
為了確保安全，要在電源處安裝與進戶線連接，形成保護接零系統，引用各個插座的接地和不帶電的金屬外殼，總配電箱的熔絲和分支熔絲應該相配得當，用電設備發生故障時應得到保護，高層房屋住宅應該安裝防雷保護裝置，確保使用者的安全，有計算機房的要設計屏蔽網，防外漏干擾。
四、結束語
綜上所述，高層建筑結構設計是高層建筑的靈魂，關系到整個建筑的安全及可行性，同時高層建筑行業與高層建筑結構設計是一個彼此影響、相互關聯的整體，高層建筑行業的深入發展需要高層建筑結構設計的支撐，直接關乎到高層建筑行業的可持續發展。
參考文獻：
[1]黎藜，李志 高層建筑結構設計淺析[J]-中華民居2010（9）
[2]陶忠，張耀春，韓林海，王光遠. 關于高層建筑結構選型設計的初步探討[J]-哈爾濱建筑大學學報2012（1）.
中圖分類號：TU318文獻標識碼： A
面對我國高層建筑規模越來越復雜化的今天，結構工程師將面臨巨大的挑戰，如何以簡單清晰的思路應對設計的多元化，需引起足夠的重視。尤其是在對鋼筋混凝土高層建筑進行結構設計時，其中有許多的重點和細節需要加以注意。
1.我國高層建筑結構設計現狀分析
根據《民用建筑設計通則》GB 50352-2005第3.1.2條的規定，住宅建筑一層至三層為低層住宅，四層至六層為多層住宅，七層至九層為中高層住宅，十層及十層以上為高層住宅；公共建筑及綜合性建筑總高度超過24m者為高層（不包括高度超過24m的單體主體建筑）；高層大于100m的民用建筑為超高層建筑。
根據《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ 3-2010規定，10層及10層以上或房屋高度超過28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他民用房屋屬于高層建筑。[1]
由于目前我國的城市建筑用地緊缺，以及一、二線城市資源匯聚，辦公、住宅的需求量日益增加，增加建筑物高度是解決此兩者矛盾的最有效手段。據數據表明，全球在建摩天大樓的87%是在中國，相信在未來，高層建筑設計將在建筑設計業成為主流。
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構設計相比較，結構設計在各專業中占有比較重要的地位，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期的長短和投資造價的高低。根據筆者近幾年的觀察來看，對于超高層建筑，因為使用空間對結構構件尺寸的限制，鋼混結構占的比重較大；而普通高層建筑，特別是100m以下的住宅建筑，都是以普通混凝土結構為主導，其中又以剪力墻結構最為主流。
根據以往地震震害的數據表明，磚混結構，特別是底框―磚混結構的震害較為嚴重。因此新規范對此類結構形式的要求加嚴了。
2.建筑結構設計的要求分析
一座優質的建筑最關鍵的因素是它的使用安全，因此，在進行建筑結構設計時首先要考慮人們的生命財產安全，結構設計人員在進行建筑結構設計的時候需要做到以下幾個方面。（1）在進行結構設計時，設計人員要充分考慮設計的精度，在結構設計中對數值設計的要求非常高，必須把誤差降到最小。對建筑結構所有部位的承載力極限狀態進行準確計算，同時對其正常使用狀態的最大承載力進行計算。（2）在進行結構設計時，設計人員應對建筑結構進行全面的分析，對建筑中的各個要素進行綜合考慮。最重要的是要考慮到建筑的安全，把建筑物安全放在第一位，要盡一切可能提高建筑結構設計的質量。[2]
3.結構設計中的常見問題
3.1結構規則性的問題
對建筑結構的規則性，建筑抗震設計規范及高層建筑混凝土結構技術規程對結構平面布置及豎向布置作了詳細的要求。對于結構的平面形狀，宜簡單、規則、質量、剛度和承載力分布宜均勻，不應采用嚴重不規則的平面；對于結構豎向布置，宜規則、均勻，避免有過大的外挑和收進，側向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化。對此，在高層建筑物結構設計時，應及早參與到建筑的前期設計中去，以控制建筑結構的規則性，達到經濟合理的要求。
3.2嵌固端的設置問題
高層建筑在進行結構分析計算之前必須首先確定結構嵌固端的位置，我們這里所說的嵌固指的是強度嵌固而非力學嵌固（完全剛性的固定）。嵌固端的設置是否準確不僅關系到結構中某些構件內力分配的準確性，而且還影響到結構位移的真實性，最終會影響結構的安全性及經濟性。因此，結構設計師應通過計算結果及工程實際情況兩者來確定嵌固端的合理部位，使其能較為真實地反映結構實際的情況，提高計算的精度。
3.3短肢剪力墻設置
受建筑使用空間的影響，結構布置中經常會出現短肢剪力墻的情況。規范規定短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。而廣東省標準《高層建筑混凝土結構技術規程》DBJ 15-92-2013，第7.1.8條注1規定，短肢剪力墻指截面高度不大于1600mm且截面厚度小于300mm的剪力墻。
抗震設計時，高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻；B級高度高層建筑以及9度的A級高度高層建筑，不宜布置短肢剪力墻，不應采用具有較多短肢剪力墻結構。
3.4結構超高問題
在鋼筋混凝土高層結構設計中，對于高層建筑的總高度，在抗震規范和高規中都有嚴格的要求，A級高度的為普通高層建筑結構，B級高度的為復雜高層建筑結構。對于B級高度的高層建筑，按照相關文獻的規定，該類建筑屬于超限建筑工程，需要進行抗震設防專項審查，且要求更為嚴格的計算分析和構造措施，以保證建筑物的安全。因此，在高層結構設計時，應該按照規范要求與建筑師協商嚴格控制建筑物高度，以合理控制造價，避免造成社會資源的浪費。
3.5地基與基礎設計方面存在的問題
作為建筑結構的最底層構件，基礎承托上部結構傳遞來的荷載，并將其傳遞至地基。基礎設計為結構設計的根本，處理不當，往往會出現牽一發而動全身的連鎖反應。
應選用整體性好，能滿足地基承載力和建筑物容許變形要求的基礎形式，以調節不均勻沉降，達到安全實用和經濟合理的效果。根據上部結構類型、層數、荷載及基底土層的承載力及壓縮模量，可逐次考慮采用獨立柱基、條形交叉梁、滿堂筏板或箱形基礎、樁基、樁筏。其中筏板基礎可以是梁板式和平板式，當建筑物層數較多、地下室柱距較大、基底反力很大時，宜優先采用平板式筏基。多高層建筑宜設置地下室以減少地基的附加壓力和沉降量，以滿足天然地基的承載力和增加上部結構的整體穩定性。基礎有一定的埋置深度，對房屋抗震有利，可以減小上部結構的地震反應。同時，由于基礎有一定的埋置深度后，地下室前后墻的被動土壓力和側墻的摩擦力限制了基礎的擺動，使基礎底板壓力的分布趨于平緩。基礎設計除滿足地基承載力要求外，基礎沉降復核也同樣重要，因為沉降問題引起的問題年年都有，而且這方面的治理也較為復雜，所以需要設計人員在前期考慮清楚，采取相應的措施協調沉降，2013年的注冊結構工程師考試加大了基礎沉降計算的題量，也是志在引起大家的注意。
作為全國性的規范標準，只能在大方向上對基礎設計作出規定。但是地基基礎的設計地方性很強，尤其是樁基的設計應因地制宜，各地區對樁的選型、成樁工藝、承載力取值有各自成熟經驗，不少省、市有地區規范，當工程所在地區有地區性地基基礎設計規范或標準時，應依據該地區的規范或標準進行地基基礎的設計。例如貴州地區，對于獨立基礎的剪切計算有別于國家規范，如按國家規范計算，則會比相鄰工程的造價高出許多，不符合地區情況，會影響設計院以后在當地的發展。[3]
以現在的設計計算理論，對于上部結構、基礎、地基的整體作用問題，還不夠完善，還達不到真正設計計算量化的要求。雖然我國目前也有了專門的高層建筑與地基基礎共同作用理論的相關程序，但大多數的設計人員還是引用以往不考慮上、下共同相互作用的影響，只考慮基礎和地基共用的影響。實例表明，只考慮基礎與地基間承載力關系設計的筏板基礎，鋼筋最大應力實測值遠小于鋼筋抗拉強度，造成很大程度上的浪費。在新理論沒有得到證明之前，一線設計人員需頂著業主鋼筋含量要求的壓力，結合工程實測數據，對比工程情況，合理取舍。
4.結語
建筑工程質量的好壞直接關系到國家的利益和人民的生命安全，同時也決定了人們的生活質量。在今后的工作中,建筑結構設計人員需要重新認識自己工作的重要性,明確自己的責任,提高對結構設計質量安全問題的辨別能力,積累結構設計的工作經驗,使建筑結構設計工作行業逐步步入正軌,使建筑物的設計更安全、更合理。
參考文獻
近段時間以來，全新的設計理念、規章陸續涌現；因為新舊規章不盡相同，并且工程設計中的一部分特別的難題，設計工作遇到了一定的阻礙。在高層建筑結構設計工作中時常會產生一些錯漏。為了規避在高層結構設計流程中的這部分錯漏，筆者依照自身的經驗，用高層住宅建筑結構設計實例，來闡述高層住宅建筑結構設計理念以及對應措施。希望通過一些列的闡述，能夠加強高層建筑的抗震強度以及安全程度，讓高層建筑工程能夠完滿竣工。
一、 建筑大致情況
某社區高層建筑處于某市某鎮，地上18層，地下1層，地面以上的機構高位55.25米，占地面積3000平方米，總建筑面積12600平方米。抗地震強度能夠達到7度，場地類別是Ⅱ類，規劃地震分組是第一組。地下室被設計成停車場，平戰結合，根據五級人防規劃。
二、 結構布設
下圖是該項工程的標準結構平面圖：
圖1 標準層結構平面圖
如上圖，剪力墻抗地震等級是2級，建筑高度與寬度之比是H/B為2，長度與寬度之比是L/B為1.2，兩翼突起長度與結構整體長度是l/Bmax為0.3，突起結構的長度與寬度之比是l/b為1.13，以上結構都符合《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）中的有關規定。
然而在F軸的位置，樓板的有效寬與典型寬的比值是40%，不符合規程中不能超過50%的規定，是平面不規則構造。
地下室B-C軸的方位是停車場主干道，依照規程這塊區域不能布設剪力墻，讓結構剛度中心偏離剛心，這就必然會減弱整體結構的抗扭轉特性。這個機構平面是細腰工字平面，其腰部位置應力匯集，又由于設計師在該部位布設了電梯井道以及消防樓道，開洞繁多，減弱了樓板剛度，也會減弱抵御強震的效果，是結構設計中應權衡到的問題。
透過對幾類相異結構布設計劃的試運算以及比對，通過調節剪力墻的方位以及數目若干次，最后明確使用全現澆框架―剪力墻結構（見圖1）。剪力墻厚度極小值是250毫米，底端框架柱截面的最大值是500×700，加強層豎向抗側力使用C35混凝土。
三、 運算解析
應用我國建筑設計研究院編寫的SATWE以及TAT程序實施運算，基礎數據是：防地震強度是7級，工程抗震類別是丙類，Ⅱ類場地土，基礎風壓為0.6，框架以及剪力墻抗震強度等級是三級以及二級，換算權衡到扭轉耦聯、虛擬施工加載，選取18個振型，其換算成果以及各類數據有參考價值。
（一） 側向剛度運算法則的挑選
有關側向剛度的運算，我國的相關技術規章倡導下面的模式：
1. 剪切剛度法
就是說GKi=GiAi/Hi；
2. 剪彎剛度法
就是說Ki=i/Hi；
3. 抗震條例中倡導運用的法則
就是說Ki=Vi/w
之中，第一類模式通常用在底端大開間構造；在運算高位轉換這種長細墻構造的時候，側向剛度通常使用第二類模式，以映射彎曲變形的左右程度，這兩類模式顯然并不能用在筆者所列舉的工程實例中，唯有第三類模式方可準確映射其結構的特征，所以筆者選用這類模式來進行換算。SATWE程序的側向剛度換算也能夠較為有效地進行。
（二） 嵌固端挑選的科學性解析
地下室是用來停放車輛的，權衡到人防平戰的因素，范圍廣并且隔斷少，它的頂板是否可以迎合嵌固端的需求，還要以運算來佐證。《高層民用建筑設計防火規范》中明文指出：“當地下室頂板被用于嵌固的時候，地下室結構的側向剛度大于等于鄰近上端構造樓層的側向剛度的2倍。”舉例工程依照嵌固端在地下室底板位置的運算結果，把回填土的相對剛度賦值成零，因此換算出的成果顯示：X方位的側向剛度/上端樓層側向剛度=10.7、Y方位的側向剛度/上端樓層側向剛度=3.9，符合建筑規程規定；所以，嵌固端挑選在地下空間的頂板位置是最為適宜的。
（三） 結構自振周期
依照經驗算式推算，T1=（0.08-0.12）N=1.44-2.16秒，能夠得出該結構的自振周期能夠被控制在經驗值范疇內，扭轉周期以及平動周期T1/T1=0.887，比0.900小。X、Y兩個方位的周期偏差不大，能夠得出X、Y剛度比較趨近。
（四） 平面扭轉不規則
SATWE以及TAT的運算顯示：層間位移轉角的極大值都符合規程規定，該結構在地震以及風荷載的影響下都能夠符合規程規定。這項工程位移最大值/樓層平均位移=1.39，雖然符合建筑規程（GB5001-2001）的規定，然而卻越過了規則扭轉1.2倍的極限，顯示這項工程有著平面扭轉不規則性。
（五） 豎向剛度規則
樓層側向剛度要大于等于鄰近的上層抑或鄰近的三層的70%，沒有樓層承載力突變的情況，依照換算成果，相連樓層間的剪應力沒有顯著起伏。
（六） 基地剪重系數符合規程（GB5001-2001）的強制性條令的需求。
（七）在基本振型地震影響下，框架剪力墻結構中的框架承載的地震傾覆力矩比結構總地震傾覆力矩小一半。
（八）剪重系數和周期關系的科學性比對
g=Fek/Ge=0.85а1=0.85（Tg/T）0.9аmax=0.016
和換算值大致相等，表示電算成果是具備比較價值的。
四、 概念設計以及構建舉措
在高層建筑結構設計中，除開強度以及安全特性外，最重要的就是概念設計與構建舉措的使用。筆者所列舉的工程顯示了“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱”的設計理念，對其抵抗地震強度提出了幾項強化舉措：
（一）因為平面不規則，為提升結構抗扭剛度，減少扭轉頻率，筆者將10層和以下兩端的剪力墻增厚達到300毫米，并適度讓角柱截面變大，提升角柱鋼筋以及箍筋的配筋率，防止強角柱的形變。
（二）這項工程腰的位置是最為脆弱的位置，筆者將區域樓板設計成彈性樓板，使用總剛法運算。為強化樓板傳送水平力的功能，把樓板加厚到150毫米，并提升它的配筋率到0.25%，使用雙層雙向通長配筋。
（三）地下室頂板除開有預防爆炸的作用以外，還必須當成上端構造的嵌固端，而且從結構上應滿足嵌固端對其的需求。頂板規劃成厚是300毫米，使用C35混凝土雙層雙向配筋，每一個樓層或每一個方向配筋都超越了0.3%。地下室柱的實際配筋面積比第一層對應柱每個側向縱筋大1.1倍。
結束語：
因為建筑功能的需求，讓這項工程的剪力墻布設受到了限制，有著平面扭轉不規則的情況；這從另外的視角說明：“勻稱、分離、對稱、周邊”的引導方略在高層建筑住宅結構設計中的關鍵性。透過這類工程結構的設計，能夠讓建筑的抗震特性以及安全特性提升。結構的周期、位移、轉換層的剛度數據與既定規則相符合；并且對未來的高層住宅建筑的結構設計有著實際參考價值以及借鑒作用。
參考文獻：
[1] 陳文柱.剪力墻結構設計在高層建筑結構設計中的研究運用[J].建材與裝飾，2014，（12）：13-14.
[2] 趙文軍.剪力墻結構設計以及其在高層建筑結構設計中的應用探討[J].城市建筑，2014，（21）：82-82.
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
1 高層建筑結構設計的基本要求
基礎設計在設計的時候應當最大限度地發揮出建筑地基的潛力，在必要的時候還可以對地基變形進行驗算。基礎設計應該有詳盡的地質勘探報告，在一般情況來說，同一個結構單元最好不要采取兩種不同的基礎類型。
在高層建筑構造設計中，必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境以及施工條件等情況進行整體分析，并且要與建筑、水、電、暖等專業進行充分協調，同時在此基礎之上對建筑結構進行選型，確定結構方案，在必要的時候還應該對多方案進行比較、擇優。
在高層建筑構造設計中，為了保證建筑結構安全應當選擇恰當的計算簡圖。計算簡圖中應當有相應的建筑構造措施作保證。實際的建筑構造節點一般不可能只是純粹的鉸接點或剛接點，但是必須要與計算簡圖的誤差在構造設計的許可范圍之內。
在高層建筑構造設計中，要堅持“強剪弱彎、強柱弱梁、強壓弱拉”的原則；要注意構件的延性；注意鋼筋的錨固長度；加強薄弱部位；把溫度應力的影響考慮在內。
在高層建筑構造設計中，考慮均勻、規整、對稱的原則；考慮抗震的多道防線；避免出現薄弱層。
2 高層建筑結構設計的特點
隨著我國經濟社會的發展，城市化的速度逐漸加快，隨之而來的問題也越來越多，建筑用地面積的缺乏就是一個重要的問題，因此在有限的土地面積上的建設高層建筑來增加住房面積。城市中高層建筑的數量不斷增加，高層建筑的結構也是趨于多樣化，因此高層建筑的結構設計也逐漸成為高層建筑結構工程設計工作的重點和難點。
2.1高層建筑結構設計中的水平力
在多層建筑的結構設計里，通常是以重力為主要代表的豎向荷載來控制結構設計。但是，對于高層建筑來說，即使豎向的荷載依然是建筑結構設計中的一個非常重要的因素，但是起著決定性作用的卻是水平荷載。這是由于建筑的自身重量與樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力與彎矩的數值，其值的大小僅與建筑高度大小成正比；而水平荷載對建筑結構產生的傾覆力矩，以及在豎向構件中所造成的軸力，與建筑物的高度大小的平方成正比。并且對于一定高度的建筑而言，豎向荷載的大小基本上是一個定值，而水平荷載的數值是隨著結構動力性的不同而有一定的差異的。
2.2結構側移是結構設計的控制指標
在高層建筑結構設計中結構側移是其關鍵因素，這一點是與多層建筑不同的。隨著建筑物層數的增加，水平荷載下結構的側移變形問題變得越來越嚴重，對于水平荷載作用下的側移應當控制在一個特定的限度里。
2.3抗震設計要求高
高層建筑結構設計的抗震設防設計除了需要考慮豎向荷載和風荷載以外，建筑結構還必須具備較好的抗震能力，在結構設計中應當做到小震不壞、大震不倒。
2.4軸向變形
在高層建筑中，由于豎向的荷載數值非常大，可以在柱中產生非常大的軸向變形，因而會使連續梁中間支座處的負彎矩值的大小變小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值的大小增大；還會在一定程度上影響預制構件的下料長度，根據軸向變形的計算值的大小，對下料長度進行相應的調整；另外還會影響到構件剪力和側移。
2.5結構延性
與低層建筑與多層建筑相比，高層建筑的結構更柔一些，當出現地震的情況，高層建筑的變形會更大一些。為了使高層建筑在進入塑形變形階段以后仍然具備較強的變形能力，為了避免建筑倒塌，應該特別需要在建筑構造中采用恰當的方法，以保證高層建筑的結構具有一定的延性。
3 高層建筑結構設計的問題及對策
3.1結構的超高問題
在有關抗震規范以及高層規程中，對于建筑結構的總高度有著明確、嚴格的限制，特別是在新出臺的規范中，針對以前的超高問題，不僅僅將原來的高度限制采用A級高度之外，還增加了B級高度，無論是處理措施還是設計方法都有了不少改變。而在實際的建筑工程設計中，有過由于未考慮結構類型轉變的問題，致使施工圖在審查時沒有通過，要求必須重新調整結構設計或者召開專家會議進行進一步論證的案例，這對建筑工程的工期、造價等方面的影響非常大。因此，在高層建筑構造設計時必須嚴格按照相關規定，控制建筑總高度，以避免不必要的損失。
3.2短肢剪力墻的設置
根據新規范的相關規定，把墻肢截面的高厚比在4到8之間的墻定義為短肢剪力墻，經過大量的實驗數據以及實際工程經驗，對于短肢剪力墻在高層建筑中的應用添加了非常多的限制，所以，在高層建筑構造設計中，結構設計工程師應當盡可能少地采用最好是不采用短肢剪力墻。
3.3嵌固端的設置
現在的高層建筑通常都配置兩層或者兩層以上的地下室和人防，嵌固端一般會設置在地下室的頂板上，也有可能是設置在人防的頂板上，所以，在嵌固端的設置位置這個問題上，結構設計工程師通常會忽視由于嵌固端的設置問題所帶來一些需要注意的地方，例如：嵌固端樓板的設計、在結構整體計算時的嵌固端的設置、嵌固端上下層的剛度比的限制、結構抗震縫的設置與嵌固端位置的協調性、嵌固端上下層的抗震等級的一致性等問題，如果忽視其中一個方面就極有可能導致在后期設計時的工作量全部放在結構設計的修改上，甚至是為建筑的安全埋下伏筆。因此，在高層建筑結構設計中應當把與嵌固端的設置相關的問題考慮進去，以免設計后期的麻煩。
3.4高層建筑結構的規則性
新出臺的規范在高層建筑結構的規則性上與以前的規則有較大的不同，新規則在這方面增加了比較多的限制條件，不像以前那么寬松，例如：嵌固端上下層的剛度比信息、平面規則性信息等內容，并且，新的規范還采用了強制性的條文明確規定：高層建筑不應當采取嚴重不規則的結構體系。所以，結構設計工程師必須嚴格注意新規范中的這些限制，以避免在后期施工圖的設計工作中形成被動的局面。
4 結束語
近幾年來，隨著人們對住房面積和建筑審美的需求，城市中的高層建筑越來越多，其結構越來越多樣化，相應的高層建筑設計也就越做越復雜。高層建筑結構設計與多層建筑結構相比較，結構設計與建筑施工的其他工作相比占有更重要的地位，不同結構體系在細節設計中都有不同的設計特點。一個合格的高層建筑結構設計不僅僅是要保證高層建筑的安全，而且還要保證建筑結構的合理性和經濟性。在高層建筑結構設計中，高層建筑應該做到結構功能同外部條件相一致，結構的功能要與經濟性相協調。為了更好地做好結構設計，應當用概念設計來檢測計算設計的合理性。其中結構計算的主要指標有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等，這些指標都應當滿足高層建筑結構設計的規范要求，還要注意高層建筑構造設計的細節問題。
參考文獻：
[1] 胡麗榮.概念設計在建筑結構設計中的應用意義[J].黑龍江科技信息,2010,(07).
[2] 包樂琪 郭玉霞 陳緒坤.概念設計在建筑結構設計中的應用[J].科技致富向導,2011,(14).
[3] 劉建立 王禮輝 郭松立.概念設計在建筑結構設計中的應用探究[J].建材與裝飾,2012,(03).
隨著城市發展進程的不斷加快，高層建筑數量逐年增多，結構形式趨向復雜，這一點在設計階段體現的最為明顯。只有保證高層建筑結構設計的科學合理，才能使高層建筑建設過程得以順利實施。另外，在結構方案設計過程合理性又是作為核心功能存在的，能夠對高層建筑使用的安全與穩定提供充足的保障。由此可見，設計人員一定要對高層建筑結構方案設計合理性給予必要的重視。
1 高層建筑結構設計常見問題分析
1.1短肢剪力墻設計不合理
在高層建筑結構設計中，不合理的短肢剪力墻設計會影響高層建筑的使用壽命，甚至會帶來一系列的安全問題。有部分設計人員為了滿足建設方經濟指標控制要求，采用較多短肢剪力墻結構，且短肢剪力墻承擔的底部傾覆力矩大于結構底部總地震傾覆力矩的50%，雖然規范要求不宜，但對短肢剪力墻有更嚴格的要求，高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻；在抗震設防烈度9°的A級高度高層建筑不宜布置短肢剪力墻。對短肢剪力墻從配筋率和邊緣構件的設置構造上都有提高，限制軸壓比等等。綜合以上因素不提倡這樣的較多短肢剪力墻結構設計，應調整方案。有的設計人員在設計上把尺寸控制在臨界點。例如高層剪力墻結構設計中，設計除樓電梯間外基本把剪力墻大多數設計為200厚1700mm長的墻肢，墻肢長度與墻厚度之比大于8，從概念上滿足高層規范非短肢的一般剪力墻定義的限值，但實際計算結果是結構的整體剛度偏弱，從計算指標上結構底部有十多層樓層的剪重比不滿足規范要求，卻認為計算程序上已經自動考慮地震力放大系數，結構設計是安全的不必做剛度調整。設計者自認為沒有違反規范設計，卻忽視了這樣設計的結果不但會削弱整個高層建筑剪力墻的抗震能力，而且也會對高層建筑的安全性與穩定性造成一定的不利影響。
1.2建筑超高現象較多
在現階段的高層建筑結構設計中，超高是作為一個常見而又突出的現象存在的。該現象部分是由于建筑單位無視相關建筑設計規程，為了在有效面積的土地上發揮最大的使用收益，增高建筑高度。還有就是設計在樓頂加閣樓層或坡屋面悶頂層，高度計算含糊不準確造成超高。高層建筑超高需要按超限高層設計，需要考慮的問題和因素很多，高層建筑的主要受力特點就是控制結構地震力和風荷載的水平力作用，滿足層間位移角，提高結構抗震能力，降低強風和地震力等自然災害對建筑的損害，保證建筑使用安全。
1.3嵌固端設計不合理
嵌固端設計在高層建筑結構設計是非常重要的部分，目前，嵌固端的設計有待規范，主要體現在以下幾方面。其一，選擇嵌固端位置不夠合理。如有的高層是人防地下室，高層嵌固端沒有設計在剛度較大的人防地下室的頂板，卻選在人防地下室上邊帶夾層的夾層頂板做嵌固端，這就留下了一定的安全隱患；其二，高層建筑結構整體計算中，當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層與首層側向剛度比不宜小于2。結構上下層的剪切剛度比是嵌固端合理設計的主要衡量依據，但有部分設計人員在嵌固端設計中忽視計算書中剪切剛度比不滿足規范要求等問題，影響了嵌固端設置的科學性；其三，有局部錯層的地下室頂板做嵌固端問題。設計人員沒有理解規范嵌固端不能開有較大洞口的實際意義，對有錯層的地下室頂板不能作為嵌固端理解不透，存在一定的安全隱患。
2 對高層建筑結構設計問題的幾點建議
高層建筑結構設計中，要盡可能的保證高層建筑結構設計的合理性，滿足高層建筑的抗震性能要求，針對上述提出的高層建筑設計常見的幾點問題提出建議，從而使結構設計更加科學合理，為后期的安全使用提供強有力的支撐。
2.1對高層建筑結構設計方案進行科學的選擇
在高層建筑結構設計過程中，結合建筑實際情況，恰當的選取結構設計方案是作為核心工作內容存在的。合理的結構方案能夠對整個高層建筑結構設計水平提供充足的保障。為此，建筑單位要高度重視選擇結構設計方案工作，具體注意事項有：其一，設計部分要詳細的研讀相關的建筑標準和規定，這樣能夠有效規避選定的高層建筑結構設計方案不符合建筑標準和規定的現象發生；其二，建筑單位要慎重思考施工現場的實際情況與結構方案的適應程度，并詳細勘測和調查高層建筑工程的規模大小以及施工現場的基礎狀況，繼而從中選出最合理、最科學的結構設計方案。
2.2設計人員加強高層建筑結構設計的短肢剪力墻概念
合理發揮短肢剪力墻在結構中的靈活作用，剪力墻不宜過少，墻肢不宜過短，短肢剪力墻控制在規范合理范圍內，滿足建筑功能的同時滿足結構剛度和延性要求。對有應力集中和結構受力復雜部位不易采用短肢剪力墻和一字形墻短肢剪力墻，避免短肢剪力墻過早被剪壞。短肢剪力墻布置盡量做到均勻對稱。減少結構的扭轉效應。從加強措施上改善短肢剪力墻的抗震性能，結構剪重比也要控制在合理的范圍內。
2.3對于高層結構超高現象
首先必須對超高結構進行抗震設防專項審查，通過審查批準后方能進行結構正式設計。超高層建筑結構首先要重視概念設計，合理選擇抗側力體系，設計盡量滿足建筑的規則性和剛度的均勻性，除必須滿足各種工況受力需求外，還需對各類構件構造加強，提高結構的抗震能力。確定合適的含鋼率，控制結構承載力、延性、剛度及裂縫，控制風荷載作用下舒適度，控制結構計算位移、周期計算指標、滿足規范層間位移角限值要求等等。總之超高層設計需要采取必要的設計手段，滿足高層建筑結構的安全性、抗震性與穩定性。
2.4高層建筑結構以地下室頂板作為嵌固端是普遍做法
前提是抗震規范6.1.14條中地下室頂板作為嵌固端中指的的地下室應為完整的地下室，在山（坡）建筑出現地下室各邊埋置深度差異較大時宜單獨設置支擋結構。需要強調的是：第一，地下室各邊有差異且差異較大的時候不能算完整的地下室，嵌固端需要約束結構在各個方向的變形，一側沒有約束，把底層看作嵌固端的話，計算假定和實際不相符了，所以不可以作為嵌固端。例如一個地下室三面全被土覆蓋，一面是沒有土（敞開的），這樣的地下室頂板是不可以作為上部結構的嵌固端的。第二，設計必須滿足規范對嵌固層的平面內剛度、樓板厚度及配筋率等內容要求，同時對地下室構件采取構造加強措施，加強嵌固層的整體剛度。
3 結語
綜上所述，建筑設計工作是高層建筑建設準備階段的重要環節，而高層建筑結構設計質量直接影響該建筑工程的質量、安全等。由于高層建筑結構設計能為項目決策人提供充足而重要的理論依據，因此，在高層建筑工程準備施工前，更要重視設計階段的結構設計工作，同時，設計人員也要對自身的設計水平進行不斷的強化提高，加強對規范的分析認識、理解和把握，做到細致周全，不因小疏忽而釀大錯，為建設安全高質量的高層建筑貢獻自己的一份力量。
參考文獻
0 引言
隨著我國社會經濟的快速發展，高層建筑在城市化建筑中的比例也越來越大。隨著對高層建筑使用功能要求的日益嚴格，高層建筑的高度不斷增加，建筑類型與功能越來越復雜，高層建筑的數量日漸增多，高層建筑的結構體系也是越來越多樣化，高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。面對如此形勢，應該把高層建筑的結構設計放在首位加以研究。
1 高層建筑結構設計的原則
1.1選用適當的計算簡圖
結構計算式在計算簡圖的基礎上進行的，計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發生，所以選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。
1.2 選擇合適的基礎方案
基礎設計應根據工程地質條件，上部結構類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經濟合理的基礎方案，設計時宜最大限度地發揮地基的潛力，必要時應進行地基變形驗算。基礎設計應有詳盡的地質勘察報告，對一些缺少地質報告的建筑應進行現場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結構單元不宜用兩種不同的類型。
1.3 合理選擇結構方案
一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系[1]。結構體系應受力明確，傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系，地震區應力求平面和豎向規則。總而言之，必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業充分協商，在此基礎上進行結構選型，確定結構方案，必要時應進行多方案比較，擇優選用。
1.4 正確分析計算結果
在結構設計中普遍采用計算機技術，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、 條件等進行全面了解。在計算機輔助設計時，由于結構實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導致錯誤的計算結果，因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析，慎重校核，做出合理判斷。
1.5 采取相應的構造措施
結構設計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓若拉原則”，注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的執行段錨固長度；考慮溫度應力的影響[2]。此外，還要注意按對稱、均勻、規整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現；正常使用極限狀態的驗算都需要概念設計做指導。
2 高層建筑結構設計的特點
2.1軸向變形不容忽視
高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；此外還會對預測構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。
2.2 結構延性是重要設計指標
相對于底層建筑而言，高層建筑的結構更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力, 避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
2.3 水平荷載成為決定因素
一方面，因為高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
3 高層建筑結構的相關問題分析
3.1 結構的超高問題
在抗震規范和高規范中，對結構的總高度有著嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度以為，增加了B級高度，處理措施與設計方法都有較大改變[3]。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
3.2 短肢剪力墻的設置問題
在新規范中，對墻肢截面高厚比為5~8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中， 結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
3.3 嵌固端的設置問題
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上， 結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如: 嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
3.4 結構的規則性問題
新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如: 平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
4 結語
近些年來，我國的高層建筑建設發展迅速。但從設計質量方面來看，并不理想。在高層建筑結構設計中，結構工程師不能僅僅重視結構計算的準確性而忽略結構方案的具體實際情況，應作出合理的結構方案選擇。高層建筑結構設計人員應根據具體情況進行具體分析，運用掌握的知識處理實際建筑設計中遇到了各種問題。
參考文獻
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：
前 言：
高層建筑是相對于多層建筑而言的，評判一棟建筑是否為高層建筑通常以建筑的高度和層數作為兩個主要指標。多少層數以上或多少高度以上的建筑為高層建筑，全世界至今還沒有一個統一的劃分標準。在不同國家和各國家的不同時期，其規定也有差異，這與一個國家當時的社會經濟發展水平是密切相關的。
我國《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ 3-2010）規定，10 層及10層以上或房屋高度大于28m 的住宅建筑以及高度大于24m的其他高層民用建筑混凝土結構為高層建筑。在結構設計時，高層建筑的高度一般是指從室外地面至檐口或主要屋面的距離，不包括局部突出屋面的樓電梯間、水箱間、構架等高度。
隨著社會經濟的發展和人口的不斷增長，我國城市化水平不斷提高，人口密度越來越大，可被利用的建筑用地越來越少，高層建筑的發展順應了這種趨勢，它至少具有三個方面的意義：一是節約用地；二是節省城市基礎設施費用；三是改善城市市容。
1高層建筑的結構特點
高層建筑結構設計是針對高層建筑特性的建筑結構設計（Design of building structures):在滿足安全、適用、耐久、經濟和施工可行的要求下，按有關設計標準的規定，對建筑結構進行總體布置、技術經濟分析、計算、構造和制圖工作，并尋求優化的過程，有以下幾個特點：
1．1應重視軸向變形
在采用框架——剪力墻或是框架體系的高層建筑中，邊柱的軸壓應力是要小于中柱的軸壓應力的，所以邊柱的軸向壓縮變形也是要更小的。房屋越高，這種軸向變形的差異值就會越大，這樣就會導致連續梁中間支座沉陷，其負彎矩值就會很小，而相對的跨中正彎矩值以及端支座負彎矩值就會很大。在高層建筑中，豎向載荷通常較大，就會引起較大的軸向變形，連續梁中間支座的負彎矩就會變小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值就增大了。同時也會對預測構件的下料長度以及構件側移和剪力產生一定的影響，所以必須充分的考慮到結構的軸向變形值。
1．2結構延性是設計時重要參考參數
和樓層較低的結構相比，高層建筑的結構具有更好的柔和度，地震時所發生的變形也會更大。所以怎樣才能保證結構具有更好的延性呢?當其進入塑性變形階段后，結構不會坍塌，就必須要有很強的變形力，在構造上就應制定一些相對的措施。
1．3水平荷載是決定性的因素
在多層以及低層的房屋結構中，通常都是以重力為代表的豎向荷載決定著結構設計。但是在高層建筑結構設計中，豎向荷載也會對結構設計產生影響，而起著決定性作用的還是水平荷載。主要原因是高層建筑的自重以及在豎向構件上使用的荷載所引起彎矩和軸力的數值，都只是與建筑高度的一次方成正比，然而因水平荷載所產生的傾覆力以及軸力，都是與樓房高度的平方成正比的；另外對一個高層建筑來說，豎向荷載基本上是固定的，而包括了地震作用和風荷載的水平荷載，卻是隨著結構動力特性的變化而變化的。
2選擇合理的高層建筑結構體系及分析
2．1剪力墻結構體系
所謂的剪力墻結構體系就是指采用建筑物墻體作為抵抗水平荷載以及承受豎向荷載的體系。一般這種結構體系都是系于鋼筋混凝土結構中的，這樣水平的和豎向的荷載就全由墻體來承受了，剪力墻的開洞情況是影響其變形狀態與受力特陛的最重要的因素。一般情況下，根據其受力特性的差異，一般可將單片剪力墻分為單肢墻、聯肢墻、框支墻、小開口整體墻以及特殊開洞墻等類型。一般我們采用平面有限單元法對剪力墻的結構進行計算，這種方法不但適用于多種類型的剪力墻的結構計算，同時其計算的準確度也更高.
2．2框架結構體系
一般情況下，框架結構體系主要是用于鋼筋混凝土結構和鋼結構中，梁和柱通過節點組成了承載結構，框架所形成的建筑空間布置的十分靈活，并且還有很大的室內空間，使用起來更為方便。計算框架一剪力墻結構體系的位移和內力的方法有很多，而我們通常還是采用連梁連續化假定這種方法的。通過框架與剪力墻水平進行位移以及轉角相等的位移協調，我們就可以建立相關的微分方程了。當然我們所采用的未知量以及考慮的因素都是差異的，解答的具體形式就也是有差異的了。而計算框架一剪力墻結構時，我們首先還是應將這種結構轉化成等效的壁式框架結構，從而更好的利用桿系結構矩陣位移的方法進行求解。
2. 3筒體結構。
通常我們可將單個簡體分為框筒、實腹筒以及桁筒。框筒就是框架通過減小肢距，從而形成的空間薄壁筒體；而實腹筒就是由平面剪力墻所形成的空間薄壁簡體；如果是由桁架組成的筒壁，那么就是桁筒了。對于簡體結構進行結構分析的方法一般有三大類：等效離散化方法、等效連續化方法以及三維空間分析，其中主要的等效離散化和等效連續化兩種方法。等效離散化這種方法就是把連續的墻體離散成為等效的桿件，這樣就能更好的采用適合桿系結構的方法進行分析了，核心筒的構架分析法以及平面構架子結構法構成了這種方法；而等效連續化這種方法就是把結構中的離散桿件進行等效的連續化處理的方法。主要有兩種處理方法：首先應只在幾何分布上對其連續化，這樣能更好的使用連續函數描述它的應力，其次就是要在物理和幾何上對其連續處理，將離散桿件看作是等效的正交異性彈性薄板，這樣就能很好的應用分析彈性薄板的種種方法了。
3高層建筑結構相關的問題分析
3．1結構的規則性問題
我國的新版的結構設計規范與舊版的是有一定的差異的，最主要就是體現在新規范中增加了更多的限制條件。如果建筑結構的周期比和位移比超規范規定時，那么結構的抗側剛度就是要大于結構的抗扭剛度的，結構就會有較大的扭轉效應。對一些高層建筑結構來說，由于功能上的需求，下部基層的空間都是較大的，而上部又都是客房或是辦公室，有很多的隔墻，這就導致了上下層的剛度有較大的差異，而在這個剛度發生變化下一層的位置處就應為薄弱層，并且要進行內力放大的處理。
3．2結構的高度問題
在我國的《高層建筑混凝土結構技術規程》中明確的規定了，設計時必須要充分的考慮到適用性與經濟性的原則，同時也明確了幾種較為常見的結構體系最大的適用高度。而這個適用高度也是現階段我國的科研水平、施工水平以及經濟發展水平所能達到的，與整個土木工程行業中的規范體系是較為協調的。但是在實際的施工建設中，還是有很多高層建筑的高度超過了這個適用高度。在相關的各類規范中，對于結構高度的要求還是較為嚴格的，所以也經常出現因為結構變更而導致了施工圖紙審查不合格，從而大大的增加了工程的施工工期，并且也浪費了很多的人力、物力和財力。
3．3短肢剪力墻的設置問題
在我國新的《高層建筑混凝土結構技術規程》中，把截面厚度不大于300mm、各墻肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻定義為短肢剪力墻了，并且根據過往的實際的施工經驗以及現階段所進行的實驗數據，在高層建筑結構設計中應用這種短肢剪力墻結構還是有很多的限制和要求的。因此，在進行高層建筑的結構設計時，應盡量的少采用甚至是不采用這種短肢剪力墻結構，避免為后續的設計工作帶來不必要的麻煩，同時保證整個項目工程的施工質量。
4 結語
通過以上的論述，我們對高層建筑的結構特點、選擇合理的高層建筑的結構體系及分析以及高層建筑結構相關的問題分析三個方面的內容進行了詳細的分析和探討。我國高層建筑的建設工作的發展是十分迅速，然而高層建筑結構設計的質量卻并不十分理想。在高層建筑結構設計的過程中，設計師們往往更重視結構計算的準確性，同時卻也忽略了結構方案的實際情況，所以最后選擇的結構方法不一定是最合理的。在今后的發展過程中，我們要遵循高層建筑的設計原則和設計理念，選擇最為經濟合理的高層建筑結構體系，做好高層建筑的建設工作，同時也保證我國的高層建筑行業得到更健康的發展。
參考文獻
[1]蘇英．高層建筑結構設計中的幾個問題[J]．科技信息，2007．
[2]李淑彥．淺談高層建筑結構設計要點[J]．商品混凝土．2012．
高層建筑結構設計課程的教學內容涉及混凝土結構、結構力學、結構抗震等知識的綜合應用，作為培養從事土木工程設計、施工、預算、招投標工作的高級工程技術人才的土木工程專業，一般將高層建筑結構設計課程設置為一門專業限選課。土木工程專業畢業生的就業方向主要有結構設計、工程施工技術管理、預算和招投標等崗位，這些工作崗位都與高層建筑結構設計具有密切聯系。土木工程結構設計崗位的主要工作內容已由多層建筑設計轉變為高層建筑設計；從事土木工程施工管理工作，必須掌握高層建筑結構的識圖與讀圖等知識，清楚高層建筑中哪些是主要受力構件，哪些是構造構件，在施工過程中遇到一些簡單的高層事故應如何處理，等等，這些都有賴于該課程的學習；土木工程預算和招投標管理工作中大量的分析計算都要靠計算機來完成，要求工作人員要在看懂圖紙（很多是高層建筑圖紙）的基礎上建立分析模型，做到不多算、不漏算，這也有賴于該課程的學習。工程專業開設該課程的意義由此可見。但是，由于種種因素的影響，目前該課程教學中還存在不少現實問題。鑒于此，本文擬從教學內容、教學模式、教學方法、教學過程等方面探討高層建筑結構課程的教學改革問題，希望能為該課程教學質量的提高提供參考。
一、課程教學內容規劃
隨著我國經濟的發展，土建行業對人才的要求特別是對學生工程素質的要求越來越高，企業歡迎的是具有完備知識結構又具備較強工程能力的人才。高層建筑結構設計課程涉及很多計算，教學內容十分豐富，但該課程的學時往往十分有限，因此，合理選擇教學內容就顯得尤為重要。該課程教學內容的選擇應以應用型人才能力培養為目標，理論與實踐并重，并注意兼顧不同學習基礎的學生。土木工程專業一般將該課程安排在大學四年級第一學期，主要內容包括緒論、高層建筑結構的體系與布置、高層建筑結構的荷載和地震作用、高層建筑結構的計算分析和設計要求、框架結構設計、剪力墻結構設計、框架―剪力墻結構設計、高層建筑地下室和基礎設計等，與先修課程混凝土結構、混凝土結構與砌體結構、基礎工程、工程結構抗震等有緊密聯系，也存在一定的內容重復現象。為了保持教學內容的系統性，教師處理與已開設課程重復的內容時，應做到“重復的內容講差別，相似的內容講典型，突出重點”[1]。例如：荷載計算部分的一些內容與混凝土結構課程的相關內容相似，按照相似的內容講典型的原則，對該部分內容，教師應重點講解高層建筑結構的風荷載計算（考慮風震系數），而活荷載計算可不考慮不利布置；框架結構設計部分的一些內容，與混凝土結構與砌體結構等課程的相關內容存在重復現象，按照重復的內容講差別的原則，對該部分內容，教師應重點講解在框架結構設計中如何調整位移比、周期比、軸壓比、相鄰層剛度比、層間位移角、層間受剪承載力比等高規參數；高層建筑結構基礎設計部分的一些內容，與基礎設計和基礎工程課程存在內容重復現象，按照重復的內容講差別的原則，教師可重點講解高層建筑“筏板基礎”“樁基+筏板”設計中的常見錯誤及其原因。
二、課程教學模式
在開設高層建筑結構設計課程時，學生已具備一定的專業技能，但綜合能力還有待提高。采用多元化教學模式是近年來該課程教學的主要特點之一。根據高層建筑結構設計課程實踐性和操作性強的特點，教師應以促進學生提高實踐技能、掌握關鍵知識為主線，整合課程各個單元的教學內容開展任務驅動教學和項目導向教學，將“教、學、做”有機結合，著力體現應用性、實踐性和開放性的課程理念。將“教、學、做”一體化的教學模式有機融入教學過程，有利于處理“懂”與“會”的關系，學生可以先懂后會，也可以先會后懂或邊懂邊會。此外，教師還可以把課堂搬進實驗室、建筑設計院、工程施工現場等場所，廣泛開展直觀教學，實現課堂教學與實習實訓的一體化，從而有效提升學生的綜合能力。
三、課程教學方法與教學手段
高層建筑結構設計課程的教學環節分為課堂教學、PKPM軟件應用、工程設計實踐和考核[2]。以下從四個方面探討該課程的教學改革。
(一)課堂教學
課堂教學應以講解高層建筑結構設計的基本設計理論、抗震規范、高層混凝土結構技術規程等內容為主；要有明確的教學目標、有效的教學策略和具體的學習評價指標；要注重學生興趣的培養和潛能的發掘與提升，廣泛開展探究性學習和協作學習；要注意培養學生終身學習的觀念，力促學生自主發展和可持續發展。在高層建筑結構設計課程教學中，還應做到課堂講授、自學、討論相結合，課內學習與課外學習相結合，理論學習與實踐環節相結合[3]。第一，課堂講授與自學相結合。教師在課堂教學中應重點講授基本概念、基本原理和難點，并向學生指定課外自學的內容和思考題，以培養學生的自學能力，化解教學內容多而課時有限的矛盾。第二，開展課堂討論，啟發學生開展積極的思維活動[4]。大學生思想獨立性強，思維靈活，喜歡獨立思考問題。因此，在全班或小組內圍繞一個問題開展討論，讓學生各抒己見，相互啟發，有利于發揮學生學習的積極性和主動性，充分提高教學效果。如在高層結構選型內容的教學中，可讓學生以某“高層設計采用哪種結構體系較合理”為題在班級范圍內開展討論，讓學生在愉快的氛圍下通過主動思考掌握高層結構體系的有關知識。就課堂討論的方式來講，教師可先提出問題，讓學生在小組討論的基礎上，選出代表到黑板前陳述意見，這樣既可活躍課堂氣氛，提高教學效果，也可提高學生的表達能力。第三，課內學習與課外學習相結合。在每次課結束前，教師都應向學生明確課后的復習內容、預習內容及思考題。對于較抽象的教學內容，教師應組織學生開展課堂討論或課外學習小組（宜以宿舍為單位）討論。教師還可結合單元教學內容，組織開展以高層結構設計基本理論知識和常規應用為基礎的小型競賽活動，如PKPM建模大賽等，以鍛煉提高學生的知識運用能力。第四，理論教學與實踐教學相結合。筆者的調查表明，很多學生在學習過程中都感覺到“高層建筑混凝土結構技術規程”難以理解，難以聯系具體工程實例；結構設計只是停留在單個構件上，不明確結構整體設計的思路。因此，教師在教學中應結合具體教學內容引入工程實例，通過對工程實例的詳細講解，使學生加深對理論知識的理解，提高應用能力。比如，對高層建筑常用的三種結構，即框架結構、剪力墻結構、框架―剪力墻結構，教師可借助實際工程項目，依次詳細講解抗側力構件的布置、主要高規參數的控制、平面的布置、施工圖的繪制，通過實例講解使學生理清結構設計的整體思路，加深對規范條文的理解。需要說明的是，教師教學中選用的案例可以來自企業生產實踐，也可來自教師指導學生完成的工程設計實踐項目。教師指導學生進行工程設計實踐（包括結構選擇、結構建模、施工圖繪制等），是提高高層建筑結構設計課程教學質量的有效手段。
(二)PKPM軟件應用教學
PKPM軟件應用教學的重點是理解和掌握高層建筑結構設計的基本過程，主要有以下三個教學步驟：(1)結構布置的講解與練習。在此步驟中，要通過講解和練習，使學生掌握運用PKPM軟件建模的技巧，理解“抗規”關于結構平面和豎向布置的基本要求。結構平面布置要求平面形狀簡單、規則、對稱、質心和剛心重合[5]30−31；結構豎向布置的要求主要是抗側力構件沿豎向不突變等。(2)PKPM基本計算參數輸入練習。在此步驟中，應要求學生按照相關要求，結合工程結構的實際情況輸入PKPM相關參數，并理解基本風壓、基本雪壓、設計地震分組、抗震設防烈度、連梁剛度折減系數等參數的含義。(3)PKPM計算結果的分析判斷和參數調整。在此步驟中，應指導學生通過對計算結果的分析，判斷結構的周期比、位移比、剪重比、相鄰層剛度比、軸壓比、整體穩定是否滿足要求，并對不滿足要求的參數進行調整。
(三)工程設計實踐教學
開展高層建筑結構設計課程實踐教學，有利于學生強化工程概念和感性認識，激發學習主動性，提高創新能力。在工程設計實踐教學中，教師可以組織學生分組參觀調查當地已建高層建筑，了解其構型、結構體系、存在的施工問題等；可以讓學生以小組為單位完成高層建筑的建模，如15層以下教學樓、辦公樓、賓館等框架結構的建模，20層以下住宅樓等剪力墻結構的建模，20層以下寫字樓、公寓等框架―剪力墻結構的建模。
(四)課程考核
高層建筑結構設計課程的常規考核方法是筆試成績與平時成績相結合，但筆試成績一般占總成績的80%，這容易導致學生只重視理論而忽視實踐，不利于學生應用能力的提高。該課程的考核應著重考核學生綜合運用知識的能力，可采用筆試、上機操作、實踐環節相結合的考核方式。其中，筆試成績占總成績的50%，試卷的制作可參考國家“注冊結構工程師專業資格”考試；上機操作成績占總成績的20%，可以給定房屋建筑平面圖和立面圖，讓學生在規定時間內運用PKPM軟件完成滿足結構設計規范要求的結構建模；實踐環節成績占總成績的30%，內容包括考察報告的撰寫情況、在分組建模實踐教學中的表現等。
四、教學過程的組織
如前所述，在每次課結束前，教師都應向學生明確課后的復習內容、預習內容及思考題，其中預習的內容可以是參觀現有高層建筑結構，調查了解其結構形式、結構設計、施工中存在的問題等，并形成文字。導入新課時，教師可用5分鐘左右的時間了解學生的預習情況，并通過總結引出新課題。在講授新課的過程中，教師應突出重點，把握難點，可按照理論講授―例題解析―學生練習―歸納總結的步驟組織教學。如在講解高層建筑的結構體系時，可先分述每種結構體系的概念，再舉例分析典型的結構體系布置，然后讓學生畫出附近教學樓等高層建筑的結構，最后歸納總結常見建筑結構體系的選擇。課堂討論教學環節一般可采取學生自由發言與教師總結相結合的方式，而在安排有小組前期調研的情況下，應緊緊圍繞小組代表的匯報發言開展現場提問。另外，教師在課堂教學中還應引導學生主動到建筑設計院、工作室參觀實踐，以實現學以致用，不斷提高學生的實踐應用能力。例如，為了提高應用型技術人才培養質量，黃淮學院在其大學生創新創業園設置了建筑設計院校內實踐基地，為土木工程、建筑工程等專業學生的工程實踐提供了良好的平臺，教師引導學生到這里結合教學內容參觀實踐，無疑能夠有效地促進學生實現所學理論知識的內化和實踐應用能力的提升。
作者:邵蓮芬 單位:黃淮學院
參考文獻：
[1]牛海成，徐海賓．面向可持續發展的高層建筑結構設計課程教學改革探討[J]．高等建筑教育，2013(22)：72―75．
[2]劉圓圓．淺談《高層建筑設計》課程改革方案[J]．城市建設理論研究：電子版，2014(36)：8119―8120．
