发布时间：2023-07-20 16:25:16
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的高层建筑结构设计规程样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
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）.
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[3] 张丽娟，才凡.建筑结构设计的常见问题浅析[J].黑龙江科技信息，2010（34）.
关键词：高层建筑； 结构设计；
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
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。
往往由于受到了水平荷载的不良影响下，建筑物所产生的扭转作用实际的大小是由质量分布所决定的。为了使建筑楼层的水平用力能够均匀地分布于水平面，尽可能地将建筑结构的振动减轻，那么对于建筑的平面来讲，就应当采用正多边形、矩形、方形、或者圆形等较为简单的平面形式。由于建筑场地受到一定的限制以及城市规划对建筑街景的要求，这就使得高层建筑无法全面的采取简单的平面形式，如果需要采取一些不规则而又非常复杂的平面形式，比如十字形、L形、T形，那么就必须尽可能地把突出部分的厚度和凸出部分的宽度的比值控制在允许的标准范围之内。与此同时，在布置平面结构的时候，还应当确保结构的对称。
【关键词】建筑结构；设计原则；设计要点；分析研究
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)
[2] 周云波,赵岩.浅谈建筑结构的设计原则[J]. 黑龙江科技信息. 2010(03)
关键字：高层建筑；建筑结构设计；对策探讨
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.
[2]赵西安．现代高层建筑结构设计[M]．北京：科学出版社，2004.
关键词：高层建筑；结构设计；问题；措施
中图分类号：TU208文献标识码： A
一、高层建筑结构设计的原则
1、计算简图的选择要适宜
在高层建筑的计算简图中有大家公认的一个原则，在各种方案选取的时候必须除去个人的主观意见，综合各方面因素来选择一个最为合适的设计方案，方案的选取与工程的整体机构安全有着直接的联系。无论对于哪一项工程来讲，只有在计算简图的基础上才能进行建筑结构的初步计算，因此我们可以看出对于选取合适的计算简图是极为重要的。众所周知，再精准的计算与设计，误差在施工的过程中都是不可避免的。实际上，在工作中误差是可以存在的，只要我们把误差的范围合理的控制在一定的标准之内，那么误差对于工程的整体质量就不会产生很大的影响，因此需要我们更加精确的来计算简图，保证与实际误差相差较小。
2、基础方案的选择
不能因为工程的需要而使周围的环境遭到破坏，以至于周边环境的生态平衡遭到破坏，是现在设计的一个环保性特点。任何一个工程都必须以环境为中心来进行设计和施工，使工程能够很好地融入到自然中，使生态环境平衡和谐共存。在进行基础方案的设计时，首先要把各个方面的相关因素每一项都要进行考虑，把每一方面的因素都要综合起来，然后对工程的整体进行一系列的评估来考虑其经济性，接着进行对设计方案的正式审核，最后再进行施工，在施工过程中始终要以可持续发展为中心的理念进行施工，那么工程的质量定会有一定的保障。
3、结构方案的选择
由于高层建筑的结构特点是很复杂的，在施工时我们要对各个方面的问题进行考虑，例如线路的安排，供水问题等每一方面我们都必须要考虑周全。在结构设计方案中有一些重点考虑的部分，例如：周围的施工环境、材料的选择要求、抗击自然灾害的能力。我们必须要严格遵守原则：水平和竖直。结构方案不只是施工单位一方面的事情，使用方和施工单位要意见达成统一，在设计中和以后的发展方向上要仔细详细的展望，为了选择更合理的结构设计方案，能够最大限度的达到预期的目的。
4、对计算结果准确的分析
现在，计算机技术的进步使得计算机技术在高层建筑的结构设计中能够进行应用，但是不同的计算机软件有可能导致计算结果出现一定的偏差，因此对计算机软件的计算结果需要我们进行准确分析和把握。那么进行建筑结构设计的人员必须在结构设计方面有充分实际的技能，还要充分的了解所应用的计算机软件，因此才能对计算机结果进行客观而准确的分析。基于计算机软件的不完善性，软件可能存在缺陷，计算结果有可能会使得计算结构与实际情况存在一定的偏差，出现偏差时要求结构设计人员对计算结果进行判断，在设计中做出一定程度的调整，来适应结构设计的要求。
二、当前高层建筑结构设计中出现的问题
随着高层建筑的不断兴建，我国很多高层建筑的结构设计中都暴露出了一些问题，对高层建筑的建设带来了不利的影响。
1、对高层建筑抗侧力结构的设计
与多层建筑相比，高层建筑在高度和层数上都有一个明显的突破。从结构设计的角度，高层建筑与多层建筑在设计方法以及设计原理上基本是一致的。两者的区别主要体现在水平荷载作用，高层建筑的结构材料必须能够抵抗更大的水平荷载，对于高层建筑特别是带高位转换层、多塔楼和大底盘的高层建筑，都很容易在抗侧力结构上出现问题。
2、高层建筑地基基础设计的问题
高层建筑的地基基础设计要求很高，有很多高层建筑的地基基础设计没有对荷载进行全面的考虑，在进行局部填土、隔墙设置等都没有对荷载偏心的影响进行考虑。在地基基础设计中，没有进行冲切、抗剪和抗弯的处理。
3、高层建筑在轴压比的控制上的问题
轴压比的限制比在高层建筑中有着严格的规定，很多高层建筑的设计难以满足轴压比的规范要求，很多构件的截面受到了限制。轴压比的限制对高层建筑的质量会产生很大的影响。
4、高层建筑对连梁的结构设计
高层建筑的连梁设计包括截面的尺寸、剪压比的限制、连梁的剪力设计取值等等。如果高层建筑中对连梁的设计不准确，截面高度过大，跨度过小，就会影响高层建筑的抗震效果。一旦发生地震，连梁的剪力和弯矩过大，难以达到相应的抗震规范，影响高层建筑的使用安全。
5、高层建筑结构设计中对结构计算的结果难以判断
对结构计算结果进行判断并不容易，高层建筑结构计算所要考虑的因素众多，不仅要对结构自振周期、振型曲线、水平位移特征等因素进行考虑，还要考虑其抗震设计的合理性。因此，很多高层建筑的设计中难以对结构计算的结果进行准确的判断，往往遗漏一些影响因素，造成结构计算的不合理。
三、解决高层建筑结构设计问题的具体措施
1、如何对高层建筑结构地基基础进行设计
当高层建筑的设计中有地下室这一内容时，要对荷载进行全面的考虑，地下室的外挑部分、局部填土、停车、水池等都会受到荷载偏向的影响。
在对筏基和箱基的梁板配筋进行计算时，必须对底板上直接作用的梁板自重和荷载进行相应的扣除，当箱筏的四边边区格和四角的地基反应力过大的时候要对其进行加强配筋。
如果高层建筑的地面有中庭设计，就必须对基础底沿的轴线上进行基础梁的设置。在使用倒梁法进行内力分析时，注意不到顶的中间柱是不能够作为支点的，在进行集中荷载计算时必须同时计算柱底反力。
在对箱基进行结构设计时，要注意对洞口上下的连梁进行考虑，验算其截面面积，如果洞口的大小或者位置出现修改，要对连梁抗剪强度和抗弯进行复核。
如果采用的整体筏基和箱基的设计，就要对其桩土进行考虑，桩土的共同工作会产生一定的影响。在对基础底板进行计算时，要对桩同作用的状态或桩沉降状态下的地基反力进行考虑。
2、如何对高层建筑的轴压比进行控制
一般来说提高混凝土的强度是对高层建筑轴压比进行控制的直接方法。如果还不能达到相关标准，则还可以使用其他方法来对轴压比进行控制。
混凝土的变形能力受到柱的箍筋的影响，因此可以通过对混凝土的横向变形进行约束，来对裂缝的扩展进行延缓，并对截面抗剪能力进行提高。增大配箍率、使用合适的配箍形式都可以实现结构延性的提高。在设计时，如果采用井字复合箍进行沿柱全高，且保持箍筋的直径、间距和肢距，一般来说直径在8毫米以上，间距在100毫米以内，肢距在100毫米以内。如果采用复合螺旋箍进行沿柱全高，则要保证8毫米以上的箍筋直径，100毫米以内的螺距和100毫米以内的肢距。
在弹性模量方面，钢筋的弹性模量高于混凝土6倍有余，如果配置了较多的纵向钢筋在柱中，有余轴向压力的影响，钢筋会承担更多的压力，从而降低混凝土承担的压力。在设计中可以在柱截面中部加入附加芯柱，另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%都必须加入纵向钢筋。
提高混凝土强度等级对轴压比的控制有直接的效果，但混凝土的强度越高其脆性也越大，因此要控制混凝土强度等级不超过C60。
3、如何进行连梁设计
在《高层建筑混凝土结构设计规程》以及《建筑抗震设计规范》等相关设计规范当中都明确的规定了连梁的截面尺寸、剪压比限制以及剪力设计取值等内容。在具体的工程设计过程当中，因为连梁具有较小的跨度以及高度较大的截面，因此在地震的作用下，弯矩和剪力在经过内力的计算之后都比较大，因此无法使规范的要求得到充分的满足，在对其进行设计的时候必须要以不同的情况为根据从而采取不同的措施。在地震作用下，为了对连梁的延性进行保障，并对剪力和弯矩进行有效的传递，刚度折减的系数就要高于0.55；在风荷载的作用下，为了将连梁的裂缝控制在正常的适用范围内，就要使刚度折减的系数高于0.80。此外，如果调整刚度折减系数后连梁仍然难以满足要求，则可以采用内调幅，并配置足够的箍筋。若连梁的超筋较多时，可以对连梁的高度进行减小，以减小剪力和弯矩。
四、结构设计中应注意的问题
在建筑行业我们要不断的提升自己，主要从以下几方面：技术领域，先进的技术是提高我们自身能力的保障，只有不断的学习先进的技术，才能够紧跟科学的脚步，也要鼓励员工学习先进的科学技术发展创新；在设备方面，我们应该加大对先进的设备的投入力度，要做到我们的技术与世界接轨，对于那些新的高科技的设备一定要严格按照说明书的指导步骤进行使用。这样不但能够提高我们的能力而且能够更好的运用这些高端的设备，从而大大的提高使用寿命；只有这样我们才会更好的壮大自己，保证我们的工程质量，让人们能够更加安心的生活，提高生活质量。
五、结束语
为了充分的保证高层建筑结构设计的安全性和可靠性，我们应对其结构设计中的若干问题进行深入的研究和分析，针对这些问题选择最具针对性并且科学合理的设计对策，在高层建筑结构的设计和施工过程中，相关人员应具备清晰的概念设思路，同时选择最有效的设计措施和施工方法，从而促进我国高层建筑的健康发展。
参考文献：
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关键词：高层建筑结构设计；可持续发展；教学改革
中图分类号：TU317；G642 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）02-0072-04
高校肩负着培养高层次人才的重任，高校所培养的人才将直接或间接地影响社会的可持续发展。近年来，全国高校都在致力于探索如何培养新世纪的合格人才，即满足社会可持续发展的人才。这种人才的培养，要求高校在教学过程中转变教育观念，积极大胆地进行教学改革，树立面向社会、面向世界、面向未来、可持续发展的教育观。因此，在教学过程中就要更加突出对人的全面发展的整体要求，这无疑对高校教师提出了严峻的挑战。
高层建筑结构设计是土木工程专业的核心课程之一，是一门与工程实际紧密联系的专业技术课程，其工程实践性和综合性都很强。土木工程专业学生毕业后大多从事高层建筑结构设计、施工及技术管理等工作。因此，做好该课程的教学工作，让学生掌握高层建筑结构的分析理论与设计方法，对学生进行毕业设计和毕业后所从事的工作，具有十分重要的意义。
一、教学内容存在的问题
高层建筑结构设计课程内容繁多、覆盖面广，涉及很多抽象的理论、公式，以及复杂的实际工程问题，而教学计划仅40学时，内容多与课时少的矛盾十分突出。因此，在教学过程中教学内容的选择尤为重要。
（一）根据不同生源的学生，选择不同的教学内容
学校高层建筑结构设计课程授课对象有土木工程专业统招本科和专升本学生，以及建筑学专业学生，基础差异较大。特别是专升本学生，部分学生的专科专业学的不是土木工程专业，在学习专业课时较为吃力。而建筑学专业学生，力学基础薄弱，大纲不要求掌握复杂的理论分析和结构设计过程，侧重于常见结构体系的选型、结构布置原则等基本概念、基本原理的掌握。因此，必须根据生源不同，选择不同的授课内容和授课方法。
（二）精选授课内容，避免重复
高层建筑结构设计是在修完混凝土结构与砌体结构、土力学与地基基础、基础工程和建筑结构抗震设计等课程之后开设的，与它们有紧密的联系。因此，在教学过程中会碰到较多的内容重复现象，例如：地震作用计算和框架结构设计等教学内容与建筑结构抗震设计课程中的相关内容重复；基础设计和基础工程课程中的部分内容重复，等等。这就需要教师做好已有知识和新内容之间的区分和衔接，避免与前述课程内容重复，在课堂讲解中做到重复的内容讲差别，相似的内容讲典型，突出重点，提高教学效率。
二、教学方法改革实践
（一）多媒体教学与板书结合
针对高层建筑结构设计课程的特点，采用现代化教学手段与传统教学手段相结合的授课方法。通过投影设备，将文字、图片、动画、录像等教学信息直观地呈现给学生，不仅节约了板书过程所占用的时间，丰富了课堂内容，而且生动、形象地介绍国内外高层建筑最新发展的情况能激发学生浓厚的学习兴趣，提高教学效果。为保证学生的听课质量，在讲解该课程核心内容框架结构设计时，采用板书进行全过程公式推导，辅助算例讲解，使学生印象深刻，易于掌握。
（二）工程案例教学
高层建筑结构设计必须遵循《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]，学生在学习过程中普遍反映规范中的内容晦涩难懂，难以联系具体工程实体，缺乏整体观，结构设计还只是停留在利用混凝土结构设计理论对单个构件进行设计，对结构的整体设计难以形成系统的思路。对此，在教学中可以结合具体工程实例详细讲解。如在框架―剪力墙结构设计章节中，直接讲解规范给定的公式未免空洞；然而，若选定某高层框架―剪力墙结构具体实例，从柱网布置、剪力墙数量估算及类型判断，纵、横向墙体单元划分，计算简图，确定总框架、总剪力墙、连梁刚度计算直至内力、位移计算，结合规范中的条文，依次理解运用，分清不同抗震设防条件下内力组合的要点，采用相应情况下的地震调整系数。通过实例讲解，学生即可初步具备结构设计整体思路和工程概念，同时也理解了规范条文。工程案例教学把抽象的规范条文运用于具体工程，可以最大限度地减轻学生的认知负荷，提高学习效率[2]。
（三）手算与电算结合
在高层建筑结构设计中，由于计算工作量巨大，完全采用手算是非常困难的，但学生必须掌握基本的计算原理，会运用简化的计算方法计算简单的结构，从而构筑起基本的结构设计流程。在此基础上，教师应利用工程上常用的结构计算软件PKPM 、SATWE、TAT、TBSA或SAP，结合具体的工程实例进行上机计算演示，详细讲解计算参数取值方法、计算结果分析方法、施工图绘制方法等，让学生熟悉程序的操作要点。这样不仅让学生掌握了相关的计算原理，而且熟悉了结构设计软件的操作要领，还为学生就业增加了砝码。
（四）理论与实践结合
缺乏工程实践和对工程的感性认识是学生在学习过程中普遍存在的问题。课外组织学生参观高层建筑工地，现场讲解分析高层建筑不同抗侧力体系的特点、应用范围，变形缝布置的要求及连接部位的构造要求等。同时，对学生的课外学习提出要求，让学生针对某些具体问题进行深化学习，如剪力墙受力破坏特征、如何控制其高宽比保证承载力要求等。另外，引导、鼓励学生结合课程内容，积极参与学校组织的旨在培养大学生科研创新能力的“大学生科学研究训练计划（SRTP）”，升华课堂教学内容，提高学生独立思考、解决问题的能力。通过这一系列的实践教学，使学生真正领悟到实践与理论相结合的重要性，为今后的毕业实习、毕业设计乃至今后走上工作岗位打下坚实的基础。
（五）增加概念设计的教学内容
所谓概念设计，指通过无数的事故分析、震害分析，以及设计与使用分析，归纳、总结基本设计原则和设计思想，它是结构设计人员运用所掌握的知识和工程经验，在一些难以做出精确分析的问题中，从宏观上决定结构设计中的基本问题的方法。
概念设计是目前土木工程设计领域中越来越受重视的一种思想。结构工程师的主要任务是在特定的建筑空间中用整体的概念来正确处理构件与构件、构件与结构、结构与结构的关系，这就是概念设计的基本思路。概念设计是一种定性的设计，无需精确的数值计算。概念设计并非完全是工程设计经验的累积，而是结构工程师基本结构理念的集中体现[3]。
在现有的高层建筑结构教材中[4-6]，概念设计多认为是仅限于高层建筑结构体系与结构布置原则这两个章节；实际上，概念设计贯穿于结构设计的全过程。为此，教师在授课时，可参照有关概念设计方面的书籍和文献。
（六）改革考试形式
高层建筑结构设计课程通常安排在第7学期，学生面临着考研或者就业压力，平时出勤率较低。传统的闭卷考试多是填空题、名词解释、简答题等需要记忆的题目，学生大多考前临时突击应付考试，即使平常不怎么听课仍然能考个好成绩。这样，就使考试这种检验学生学习效果的手段失去了意义。所以，考试形式改革势在必行。
借鉴国家执业资格考试方法，采用“闭卷与开卷相结合”的方法进行考核。考试成绩由两部分组成：平时成绩占20%，包括出勤、课堂测验、作业等；卷面成绩占80%，采用闭卷与开卷结合的考试形式。其中，闭卷部分以基本理论和概念设计内容为主，约占50%，主要考核学生对基本理论的掌握程度；开卷部分以基本的内力计算和结构构造要求为主，约占50%，主要考查结构计算能力，题目具有较强的综合性。由于改革了考试形式，这样既能约束学生，保证出勤率，又能测试出学生的真实水平，从而提高学生学习的自主性和主动性。
能力和素质的培养不能仅靠教学改革，这是所有教育工作者、教育管理者和各级教育行政部门都必须深思的一个问题[7]。
三、实践效果检验
通过一系列的改革实践，已初见成效。分析2003―2008级学生考试试卷，经过统计、计算、分析后发现学生平均成绩基本呈下降趋势，试卷难度值、区分度及信度均逐年有所提高。
（一）平均分
平均分可以反映试卷试题难度的整体水平。由图1可以看到，自从2008年开始探索教学改革，由于改变教学方法和考核形式，加大能力的培养和测试，一改往年单一的死记硬背的考核形式，考试题目灵活多样，平均分逐年降低。
（二）难度
难度（P）是指试题的难易程度，除了与考生自身水平，试题本身的难易程度有关外，还与考生的心理素质、答题技巧等因素有关[8]。试卷难度以0.2～0.5为宜，P>0.5为难题，P
（三）区分度
区分度（D）是反映试题效用高低的参数，是评价试卷质量、筛选试题的主要指标与依据[9]，它能反映出不同层次学生对知识的掌握程度，即
学生成绩优劣的层次[10]。总的说来，试题太难或太易，其区分度都低，中等难度的试题区分度最强[11]。
通过计算各年试卷每道题的区分度，折算成试卷的区分度。从图3可以看出，试卷的区分度在2008年以前多在0.25以下，区分度较差，说明试题质量一般；经改进后，试卷质量有所提高。
（四）信度
信度（B）是指试卷的稳定性和可靠性程度，是衡量试卷质量的一项重要指标。信度取值范围为0～1，其值越大，信度越高。一般认为大于0.9可靠性较好。通过信度系数计算，如图4所示，试卷信度明显提高，能较好地反映了学生的真实水平。
四、结语
通过高层建筑结构设计课程教学改革实践，从课程教学内容到课程教学的方式方法，进行了一些改革尝试，取得了一些有益的经验。对实现由单纯传授知识向传授知识、指导学习方法和培养能力的转变以及从教师为中心向学生为中心的转变起到了一定的促进作用；将能力培养具体化，并落实到课程教学的具体过程之中，使学生的综合能力显著提高。
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Teaching reform of high-rise building structure design course based on sustainable development
NIU Haicheng， XU Haibin
（School of Civil Engineering， Henan Polytechnic University， Jiaozuo 454000， P. R. China）
关键词：高层建筑；结构设计；设计分析
Abstract: With the development of high-rise buildings in China's rapid development, increasing the height of the building, building types and functions are becoming more and more complicated. As a special form of high-rise building construction, strengthen the practice of the structure design of necessary. Building type and function more and more complex, the number of people more and more high-rise buildings, high-rise building structure system is also more and more diverse, the structure design of high-rise building has become more and more difficult and key points of engineering structure design of high-rise building work. This paper has carried on the analysis to the strengthening of high-rise building structure design idea from different point of view.
Key words: high-rise building; structure design; design and analysis
中图分类号[TU208.3] 文献标识码A 文章编号
1.高层建筑结构设计的意义
高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。
2.高层建筑结构设计的特点
轴向变形不容忽视：高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
2.1结构延性是重要设计指标：相对于底层建筑而言，高层建筑的结构更柔和一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
2.2水平荷载成为决定因素：一方面，因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖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构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，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，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度变化。
3.高层建筑结构设计的几个问题
3.1高层建筑结构受力性能
对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。
3.2高层建筑结构设计中的扭转问题
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。
3.3高层建筑结构设计中的侧移和振动周期
建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周期；控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
(1)结构自振周期
高层建筑的自振周期(T1)宜在下列范围内：
框架结构：T1=(0.1—0.15)N
框一剪、框筒结构：T1=(0.08-0.12)N
剪力墙、筒中筒结构：TI=(0.04—0.10)N
N为结构层数。
结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：
第二周期：T2=(1/3—1/5)T1；第三周期：T3＝(1/5—1/7)T1。
(2)共振问题
当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。
关键词：高层建筑建议 结构设计
Abstract: With the development of our national economy, more and more high-rise buildings appear in our country. And along with the construction function and type diversification, the height increasing and building structure complicated, how to solve the city high-rise building structure design become the important problems that the national building designers present. This paper is to conduct a comprehensive study on the main problems of Chinese high-rise building structure design, and it puts forward the author his own ideas and suggestions.
Key words: high-rise building; proposal; structure design
中图分类号: TU3 文献标识码:A文章编号：2095-2104（2012）
1、高层建筑结构设计方面的特征[1]
与其它一般建筑相比，结构设计在高层建筑设计中占有很重要地位，这是由于高层建筑的许多技术参数，诸如：建筑物的平面、立体、高度、外形、工程成本以及施工条件等都与结构形式的选择密切相关，错误的结构形式设计不仅会降低建筑的使用功能和使用寿命，甚至影响建筑物的稳定性和抗震能力，严重影响建筑物安全。其主要特征有以下几个方面：
1．1水平荷载的影响明显
对于普通房屋的结构设计，结构设计的选择在很大程度上由结构自身产生的重力决定。而对于高层建筑，起决定性作用的则是建筑所受到的水平荷载情况。这是因为在竖构件中，楼面的工作荷载和建筑所受重力所引起的轴向力和弯矩的数值与建筑高度成一次方的正比例关系；而由于水平荷载对竖构件引起的轴向力，则与建筑的高度成两次方的正比例关系。一般情况下风荷载和地震是最重要的水平荷载影响因素，它的大小与建筑结构的力学特性有关，是高层建筑结构设计中需要考虑的重要内容。
1．2结构侧移
随着楼房高度的增加，在高层建筑中，由水平荷载造成的结构侧向位移会随着楼层的增加而急剧上升，其与建筑物的高度成4次方的正比例关系。而且侧向位移的增大情况还会受到新的建筑材料或者技术应用的影响。侧向位移的控制，直接影响着居住人员舒适感和建筑装饰材料的使用寿命，严重时甚至会出现建筑物倒塌等重大安全问题，对人员的生命和财产安全造成重大损害。因此结构的水平荷载情况是高层建筑安全的重要指标，其数值应该被严格限制在国家规定的安全范围之内。
1．3结构的抗震性能[2]
具有良好的抗震性能是对高层建筑设计的基本要求，具体来说就是小震不坏，大震不倒。在抗震设计中，建筑设计师必须综合考虑常规设计中的基本元素，诸如：风载荷，环境载荷以及竖向载荷等。还要考虑有可能会出现的地震载荷的影响，使得建筑物具有良好的抗震安全性。尤其是在我国处于地震带地区的高层建筑，其抗震性能必须达到或高于国家强制标准。
2、当前结构设计中的常见问题
2．1设计高度
我国对各种常见的建筑结构体系有着一系列的高度使用标准，具体规范可查询我国现行的高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2002)。它的制定主要是综合考虑了建筑的经济性与适用性，另外我国的现实国情和建筑技术情况也对高层建筑的设计高度有着重要制约作用。由于我国许多高层建筑物的修建早于这一标准的颁布，再加上规范并没有获得严格的执行，因此实际上我国有许多高层建筑的高度超过了这个限制。
2．2抗争性能
由于我国的具体国情，对建筑物的财力投入相对国外来说较少，这直接导致了我国建筑的抗震标准较低。不仅如此，由于我国关于建筑物抗震能力的计算方法和国外不同，实际上导致了我国建筑物的抗震能力与同类型的国外建筑相比较差；在一系列保证抗震延性的要求上，比如：使用配筋的比率、轴压比、梁柱承载力匹配等参数上，也与外国不同。随着我国经济的发展，过去较低的建筑质量标准带来了越来越大的经济损失。
2．3选材及结构问题
在地震多发区，工程师首先要考虑的一个问题就是采用何种建筑材料或结构体系。据统计高达85％以上的地震作用力由结构的钢筋混凝土内筒承受。因此做好对钢筋混凝土结构的位移限值控制是保证高层建筑抗震性能的重要要求。
3、如何改善高层建筑结构设计
3．1选择适合的材料和结构形式[3]
根据结构采用的材料不同，高层建筑的可分为以下四种结构体系：①钢筋混凝土结构体系，②钢结构体系，③钢一混凝土混合结构体系④钢一混凝土组合结构系。而根据所采用的结构形式不同，可以将高层建筑结构分为①框架式结构体系，②框架一剪力墙结构体系，③剪切力墙式结构体系。高度低于60m的建筑可以利用柱或梁等附加结构作为承受竖向和水平荷载的结构；剪力墙结构体系适应于高层建筑，它是利用建筑的墙体来承受侧向力和竖向载荷。它具有强度大，良好的整体性以及受水平力作用的变形小等特点，但是由于其具有建筑内部死板的平面布置要求，故不适合应用在公共建筑中；架一剪力墙结构体是利用框架和剪力墙的组合，它广泛使用于高层建筑中，具有良好的实用性，灵活的布局以及出色的抗震力学性能。
3．2对结构构件进行优化设计[4][5]
(1)结构的抗侧刚度可以通过增加抗弯结构体系的有效宽度来获得提高。在高层建筑结构中增加有效宽度可以增大结构的抵抗力臂，从而将倾覆力减小。从材料力学的原理可以了解到，同样面积、抗倾覆力与结构的宽度的关系不同，可以获得互不相同的几何特征。比如：在同等面积下，矩形截面的截面惯性矩要小于工字形截面，圆形截面则小于前面两种截面。这就是为什么增加结构有效宽度后，整个结构的抗侧刚度得到很大提高。
(2)剪力墙的超筋。一般在分析软件中设定的剪力墙的暗柱最大配筋率是5％，而现行的各规范给出剪力墙主筋的配筋面积时，是以边缘构件方式说明的，没有给出最大配筋率。所以可以结合实际情况考虑程序给出的剪力墙超筋的警告信息；如果结构在水平地震力作用下抗剪承载力不够，就会表现出剪力墙连梁超筋。
3．3变形缝的设置[6][7][8]
(1) 设置沉降缝。沉降缝应当设置在建筑物的下列位置：地基土具有明显的压缩性变化的地方；②建筑物具有复杂平面结构的转折部位；③地下室的边界处；④建筑结构变化处；⑤大尺度的砖石承重结构或钢筋混凝土框架结构的某些位置；⑥高度和荷载均有变化处；⑦地基基础处理方法不同处。
(2) 设置伸缩缝。当建筑的排架结构柱高(从建筑物的基础顶面算起)低于5m时，应当适度减小缩缝间距。
4、结语
对于建筑设计师来说，高层建筑的结构设计是一项涉及到许多考虑因素和设计技术的综合性工作。它有着巨大的应用前景和意义。随着我国社会经济的持续发展，建筑业势必向着高层建筑逐渐普及的方向发展，因此国家对高层建筑的结构设计要求将会越来越高。在设计高层建筑的具体结构时，结构工程师必须从结构的安全性能、使用功能、建筑的美观等方面进行综合考虑，合理运用建筑学理论知识来处理实际设计中遇到的各种问题，才能设计出安全合理的高层建筑结构。
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