发布时间：2023-10-08 15:43:51
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原理样本，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：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、高层建筑结构设计的特点
（一）水平荷载起着决定性作用
在高层建筑中水平荷载成为结构设计考虑的决定性因素。一方面，高层建筑物多在十五层之上，其自身重量会与使用荷载会导致结构中竖向构件产生轴力。而高层楼房自重与楼面使用荷载在竖向构件中引起的轴力与弯矩的数值和楼房高度只是呈一次方正比。另一方面，根据力学原理，风荷载、地震作用等水平荷载的大小与结构的动力特性有密切关系，对结构产生倾覆力矩在构件中引发的轴力与楼房高度则呈二次方正比。对此，高层建筑结构设计过程中应注重水平荷载问题，以保证高层建筑整体高度与弯矩值成正比。
（二）结构侧移是重要控制指标
在高层建筑结构在设计中，结构的侧向位移会在水平荷载作用下以及新材料、新建筑形式的应用下随着建筑物高度的增加而不断增大，出现侧向变形的几率也会增加。如果结构的侧向位移控制不好，很可能会使填充墙等建筑装饰出现开裂，甚至会发生房屋侧塌而危害人民的生命财产安全，所以高层建筑结构设计中应注重将高层建筑结构的侧向位移控制在合理的限度内，以保证建筑物质量安全。
（三）结构延性尤其重要
由于高层建筑物结构相对更柔和，在发生地震或者地基不规则沉降时会增加结构变形的几率，也会使结构变形更大。对此，高层建筑单位应在结构设计过程中应注重对构造采取适当的措施，以保证结构能够具有足够的延性，从而有利于使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍能够具有较强的变形能力。同时，高层建筑结构设计还应考虑地震荷载，注意加强抗震设计，以保证高层建筑结构具备良好的抗震性能。
二、现阶段高层建筑结构设计应注意的问题
（一）高层建筑结构超高现象严重
我国高层建筑结构设计的高度具有严格的控制，且抗震规范与高层规程已制定了新的限制高度与设计方法要求，分为A级高度与B级高度两个标准。但目前高层建筑结构设计过程中超高问题比较普遍，存在不少高层建筑结构设计没能严格遵守国家规定的结构体系最大适用高度，而是忽视抗震规范高度限制与高层建筑处理措施和设计方法的要求变更，使施工图纸审查没能得以通过，从而导致建筑工程工期与造价等造成巨大的影响。
（二）短肢剪力墙的设置问题
目前我国高层建筑设计规范对于短肢剪力墙已经作出明确的定义与新的规定，对于短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用也提出了具体的要求。但现实中，存在不少高层建筑单位在结构设计过程中没有注重减少采用或者不用短肢剪力墙，造成建筑工程后期设计工作出现麻烦，也为建筑工程竣工质量检验造成问题。此外，我国现行高层建筑结构设计中的抗震设防标准相对较低，具体的抗震计算方法不够精确、构造安全度也不够高，使得结构失效损失加大。
（三）地基与基础设计不标准
高层建筑结构设计的地基与基础阶段的设计好坏对工程后期设计以及整体设计工作的进行产生重要的影响，也是高层建筑工程造价的决定性因素。倘若高层建筑没有做好地基与基础设计，所造成的问题很可能会导致巨大的损失。地基与基础设计需要根据高层建筑结构设计所在地形、地质条件以及当地的经济状况等，但在实际工作中，有的高层建筑结构设计单位没有对施工当地进行深入调查与了解，不能熟练掌握各种地基基础类型与设计处理方法，使得地基与基础设计不能达到国家规定的标准，从而很容易导致后期工作难以顺利进行。
三、提高高层建筑结构设计水平的措施
（一）进行科学的概念设计
在高层建筑结构设计过程中应注重考虑结构的平面布置与刚强度，应根据建筑具体情况使高层建筑的平面布置简单而规则，尽量减少凸出或凹进等复杂结构。同时，可以通过进行科学、合理的概念设计促进设计方案更合理化与人性化，增加结构自身抵抗扭转的性能与减少因为地震作用引发的建筑结构扭转问题，从而使结构设计工作更完善。
（二）建立合理的结构体系
在高层建筑结构设计工作中选择合理的结构体系很重要，设计师应根据建筑工程的实际要求与当地人文环境等进行科学、合理的结构体系选型。现阶段我国高层建筑结构设计体系多采用简体结构体系、框架结构体系、抗震墙结构体系、板柱—抗震墙结构体系、框架—抗震墙结构体系等，每一种结构体系都有优缺点，其适用环境也不相同，设计师应在建筑工程具体要求与理论和计算方法的基础上，进行科学、合理的结构体系，以保证高层建筑结构的安全性、经济性以及可靠性，从而有效提高建筑工程的质量与安全。
（三）加强结构构件设计
首先，高层建筑结构设计单位应注重合理增加抗弯结构体系的有效宽度，调整结构的抗侧刚度。通过增加抗弯结构的宽度可以增大抵抗力度，有利于减小抗倾覆力，从而有效提高整个建筑结构的抗侧刚强度。其次，可以根据高层建筑工程实际情况采用框架与剪力墙组合而成的结构体系，即框架—剪力墙结构体系，这样不仅可以承受更高的水平负载力，而且经济实用、布局灵活多样，从而有利于延长高层建筑的使用寿命。
（四）进行科学计算
在进行高层建筑结构设计过程中，设计师科学、准确地进行各类数据的计算是不可避免的。设计师应注重结合高层建筑结构的实际具体情况选取合适的计算模型，并注意在进行概念设计时尽量简化计算过程，从而有利于保证设计工作的时效性。随着各种专业计算机软件与工具的广泛应用，设计师需要熟悉掌握其操作流程，从而可以在将各种实地测量数据输入到系统后短时间内计算出所需的各种专业数据，不仅可以提高设计师的工作效率，而且增强了设计方案的准确性。
四、结束语
总之，随着我国高层建筑事业的快速发展，高层建筑结构设计要求越来越高。在结构设计过程中不仅需要考虑建筑工程的具体情况，而且还得需要考虑建筑的安全性、抗震性、经济性等。对此，设计师应不断应用新的理念与方法、积累良好的经验，以最大限度提高高层建筑结构设计的合理性、安全性、经济性与可行性。
五、参考文献
关键词：高层建筑；结构设计；存在问题
中图分类号：TU208文献标识码： A
前言
城市建设步伐的加快同时增加了高层建筑的发展，高层建筑具有层数高、高度高的特点，在实际施工的过程中，需要综合对其结构设计进行考虑，因为结构设计的科学与否直接影响到日后高层建筑物的养护与维护，高层建筑物的结构设计要本着科学、合理、安全、高效等原则，不仅能够为人们提供使用上的便利，而且也要体现出一定的安全性能，发挥抗震、抵风等方面功能与作用，只有这样才能体现出高层建筑物的优势和优点，才能有效发挥其功能和作用。
1.高层建筑结构设计的特点
和一般建筑结构设计来说，高层建筑结构设计要求的专业性更强，对于不同的结构的体系，影响建筑平面的布置、楼层高度和立体的面积等，而且还可以影响建筑工程造价的高度，其结构的设计特点主要包括：
1.1、水平力设计
在一般的建筑结构设计的过程中，以重力为代表的竖向荷载控制着建筑结构的设计，但是在高层建筑结构设计的过程中，竖向荷载对结构设计有着很重要的影响，而水平荷载起到了决定性的作用。这主要是因为楼面和建筑结构的自重在结构竖向构件中的轴力和弯矩数据，仅仅与建筑结构的高度有关，成正比例关系；与建筑结构的倾覆力矩、竖向构件上的轴力等，与建筑的高度的二次方成正比。另一方面，对于一定高度的建筑物来说，竖向荷载一般为定值，而水平荷载中的风荷载和地震作用，随着结构动力性的变化而变化。
1.2、抗震设计
高层建筑结构在设计的过程中，往往需要考虑的是结构的抗震设计，而抗震设计除了需要考虑正常使用状态之下竖向荷载恶化风荷载之外，还需要使得结构具有良好的抗震的性能，在发生地震的时候，可以将建筑受损降低到最低。
1.3、轴向变形设计
高层建筑物的轴向变形设计常常需要采取框架体系和框架，也就是说剪力墙体系。在高层建筑结构中，框架中柱的轴压应力一般比边柱的轴压应力还大，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当楼层比较高时，这种轴向变形的差距将会拉大，其后果相当于连续梁中间的支座下沉。
2.高层建筑结构设计中存在的问题
2.1、楼层平面刚度的问题
当前的高层建筑结构设计中的一个常见问题便是楼层平面刚度的问题。一些高层建筑结构设计人员缺乏必要的结构观念或者在布置建筑结构时，没有采取必要的措施，采用的是楼板变形计算程序。我们知道，程序变成在数学力学模型上尽管是成立而，有时甚至是准确无误的，但作为计算的前提是，无法确保计算结果的准确，其程序计算也就不再具有意义了。因此，按照这种结构设计的方式进行结构的设计，肯定会存在这样或者那样的问题，导致结构的不安全或者某些构件的不安全因素增多。
2.2、建筑结构超高层的问题
高层建筑在建设施工过程中容易出现高度超标的问题，凡是超过规定科学标准的高层建筑，无论在结构稳定性、建筑安全度，还是抵御自然灾害能力方面都会受到负面影响，一些建筑施工企业无视高层建筑超高问题，对高层建筑实行无限度增高，面对这一问题，相关部门必须须出台一套科学的法规制度，科学规范高层建筑的高度，当前的高层建筑高度从起初的A级上升到了B级，而且对应的高层建筑的设计模式也得到了发展和更新，当前的高层建筑高度设计必须严格依照国家相关法律法规规定进行科学控制，同时也要将其抗震性能"防火性能等纳入考虑范围。
2.3、连梁超筋的问题
在框剪结构和剪力墙结构中连梁超筋非常普遍，造成连梁超筋的原因是计算剪力不能够达到减压比的要求，一般来讲剪力墙的墙肢通过连梁组成一个整体，从而让剪力墙拥有比较大的抗侧刚度。在剪力墙发生形变的时候，连梁此时就会承担很大的弯矩和剪力。连梁会最先开裂，这也正是连梁在地震时起到的保护，连梁超筋会造成连梁不能把保护作用发挥到极致，连梁超筋一般都分为几种情况；平面中的墙段过长，其中容易发生连梁超筋和墙面的强制平面长度大小均匀。
3.提高高层建筑结构设计的措施
3.1、平面和立面的选择
（1）在结构设计的过程中，尽可能的把结构的刚度、几何恶化结构中心设计在一个点上，如果不能达到这个要求，那么就会影响后期的施工，最主要的还是扭转问题。扭转问题是指由于水平荷载力的因素，结构发生振动扭转效用，可能会对结构产生危害。
（2）在对平面和立面选择的时候，平面应该避免复杂、尽可能的做到对称、规则和简单。相关的数据结果显示出来，结构如果不对称，则可能影响其稳定性，在结构的凹凸拐角处，可能产生比较大的损害。
（3）对于完全对称的高层建筑结构，同样需要注意凸起部分的比例问题，比例一定要符合设计的要求，不能够太大，也不能够太小，在发生问题时，可允许采取一定的补救措施。而在竖向布置方面，刚度应当连续而且均匀，不能出现结构上的软弱刚度突变的情况。这主要是因为刚度突变是剪力墙被切断导致的。总的来说，不能一味追求建筑的新颖设计，而忽略建筑的安全设计。
3.2耐久性的优化设计
在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证高层建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降；对一般高层混凝土结构设计来说，低造价和省材料设计都应为满意的结构设计，但随着人们生活水平的提高和在实际工程中，有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时，设计者们就要放弃对经济的单纯追求。所以当选以高层混凝土结构优化为设计的主要目的时，就应依据设计所要面对的关键性问题，分清主次，选多目标或单目标来实施优化，达到满意效果。
3.3、准确设置参数
现代建筑建模基本都使用计算机设计软件来进行，软件进行建模方面快捷，但是有一点非常的重要，那就是对于参数的设计，参数的正确与否直接会影响到最后建模的正确。一般来说不要随意地修改系统参数，在对参数进行修改时一定要注意参数的准确性，有些参数在同一系统里可能并不是所有地方都使用，例如在砖混结构里正确的参可能就不用于框架结构的计算，在参数进行设置的时候，一定要注意不同结构里参数的不同。对于使用计算机建模，必须要求使用者对计算机运行的情况和软件的工作原理非常了解，一方面可以使使用者更好地利用计算机解决问题，另一方面有时候计算机也可能会出现错误，设计人员一定要能够自己进行手动的核算，对结果进行仔细地检查，避免设计出现较大的错误。
结束语
对于高层建筑的结构设计，首先要考虑的是其与多层建筑设计的不同。在高层建筑中起到控制作用的是风和地震作用的水平荷载，已不再是竖向荷载，设计者在进行设计的时候要遵循高层建筑的设计原则，充分考虑到影响施工各方面的因素，然后根据具体的情况，进行建筑结构选型等操作，在建立初步的设计方案之后，要根据整体的情况进行分析，最终确定最合理的方案。
参考文献
[1]杨军科,王小军.有关高层建筑结构设计问题及对策的探讨[J].山西建筑,2014,02:43-44.
[2]杨涛,宋志.高层建筑结构设计中存在的问题及改进策略[J].中华建设,2014,02:112-113.
【关键词】建筑结构；结构设计；常见问题；施工质量；设计质量
引言
一直以来，支撑和满足建筑空间嘴重要的一个体系就是建筑结构，结构设计它是一门非常具有学问的学科，随着科学技术不断发展，和新技术的不断进步，建筑结构设计也在不断地进步着。即便如此，它的基本原理却是一成不变的，因此，结构设计最根本的理论依据就非这些基本原理构莫属了。虽然我们并不会经常在工程师的图纸上看到这些基本原理，但是有一点我们不能否认，那就是始终指导与贯穿着结构设计全过程的正是这些基本原理。在实际操作之中, 因为不同的原因, 结构设计人员容易在砌体结构设计、屋面梁与配筋、高层建筑结构的设计等等环节出现一些问题，导致失误。主要问题有以下几点:
1 砌体结构的设计
1.1 多层砌体房屋的建筑局部尺寸都不能满足抗震要求，此部位没有设构造筋。国家有关条例规定，抗震设防烈度为6度、7度时，承重窗间墙最小宽度、承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离、非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离、内墙阳角至门窗洞边的最小距离不应当小于lm。结构破坏最容易的地方就是这些局部部位，在这些部位不能满足要求的条件下，结构设计应采取一定的弥补措施，例如：采取加强的构造柱、增加横向配筋等措施。
1.2 房屋四角与其余部位构造柱采用一样的配筋。建筑抗震有关规定，房屋四角构造柱可适当加大配筋和截面。有些设计人员不论什么部位，都采用一样的设置，这种做法会导致各种柱体的作用得不到充分发挥，还会造成浪费。比如房屋外墙最容易损坏的部位就是它的四个角，在构造柱的设计上面，应当适当的加强。
1.3 砌体结构布置方式可以有几下分析：横墙共同承重的结构布置。对于空间较大的，设有沿进深方向的梁支承于纵墙上，就让纵墙来承担其重量。楼板沿纵向搁置, 就会形成横墙承担重量，横墙间距不入,一般就能满足抗震的需求，,同时纵墙因为存在轴压力，所以就提高了抗剪的能力。另一方案就是纵墙承重与横墙承重沿竖向交替布置，但是此种方案在实际操作中使用的并不多见。纵墙承重的结构布置方案，横墙间距大、数量小，并且轴压力较小,所以对抗震极其不利，纵墙多容易引起弯曲破坏所以在选用的时候要小心谨慎才是。混合承重结构布置的方式较为各异 ，,比如内框架砌体结构、底层框架砌体结构和局部框架砌体结构等等。此结构体系由两种结构体系组成，弹性模量以及动力性能两种，这两个组成部分相差较大，所以抗震结构形式并不是很好。但它能满足建筑使用的要求。使用空间也很大。总之,选择哪种砌体结构是抗震结构设计中的关键环节，应当从抗震的概念设计出发,综合建筑使用功能、技术、经济和施工等方面来正确选择。
2 屋面梁和配筋
2.1 屋面梁配筋太少。结构建模时，设计人员为了方便，屋面梁直接使用和层梁一样的尺寸。因为屋面梁荷载很小，计算结果配筋很少，因此屋面梁在温度变化、混凝土收缩和受力等作用下因配筋率过低导致裂缝宽度较大。
2.2 受扭屋面梁缺少必要的腰筋。对于一般的梁，为了保持钢筋骨架的刚度，同时为了承受温度和收缩应力及防止梁腹出现过大的裂缝，一般构造措施为梁腹板高度大于450mm时加设腰筋，它的间距要小于200mm，然后拉筋勾连。对于受扭构件有关条例的规定，其纵向受力钢筋的间距应小于200mm与梁截面短边长度。对于设置悬挑檐口的屋面梁，在结构设计中误等同一般梁，未按受扭构件设计配筋。
2.3 楼层平面刚度。一些设计在缺乏基本的结构观念以及结构布置缺乏必要措施的时候，采用楼板变形的计算程序。即使程序的编程在数学力学模型上是成立的，甚至是准确无误的，可是在确定楼板变形程度上却很难做得非常精确。首先计算的大前提都做不到“精确”，就更不要指望其结果会“正确”了。据此进行的结构设计肯定存在着结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不会导致根本性的误差，设计时就要尽量将楼层设计成刚性楼面。
3 高层建筑结构的设计
在高层建筑结构设计中， 高层建筑结构平面和立面形式的选择，要让建筑的三心，即几何形心、刚度中心和结构重心尽量汇于一点，也就是三心合一。加入在结构设计中不能做到这一点，那么就会产生扭转问题。扭转问题就是结构在水平荷载作用下发生的扭转振动效应。 它在风载等水平荷载载荷情况下会对结构产生危害，为避免由此产生的危害，就要求在结构设计的同时，选择合理的结构形式以及平面布局，尽量地让建筑物达到三心合一的效果，因此在选择的时候，平面以及立面形式是极其关键的。高层建筑的平面一般要采用简单、规则和对称的形状，而至于非常复杂的平面形式，是要尽量避免使用的，以往震害的资料表明，高层建筑物容易造成震害的主要原因就在于。平面布置不对称、过多的外凸和内凹等复杂形式。在高层结构的抗震设计中，结构体系的选择、布置和构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全，不仅要考虑结构安全因素，而且要综合考虑建筑美观、结构合理和便于施工以及工程造价等多方面因素。资料及力学分析表明，在不对称结构中，结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中，因此会带来破坏，在实际应用中应尽量避免。至于完全对称的结构，也应注意凸出部分的尺寸比例。对于凸出部分过长的，结构设计中就应采取相应的补救措施。结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀并连续，避免结构的刚度突变及出现软弱层。刚度突变和软弱层的出现一般都是由于切断剪力墙造成的，如果在结构设计中要求一定要切断少数剪力墙时，其他剪力墙在该切断层处就要必须加强。总之，标新立异的平面和立面设计是以结构的抗震及安全性能为代价的。
4 总结
建筑结构设计的推动者和执行者就是结构工程师。因此。想要让建筑结构设计更加可靠、经济、安全、适用，就必须充分发挥结构工程师的突破能力。这就需要工程界和教育界直接共同配合。不但要加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究应用，还要推广概念设计思想。相信在我们的共同努力与配合下，我们的设计水平一定会有很大的提高。
参考文献
[1]高长远，马文明，付丽丽等，.结构设计的新思路《大科技》2009年。
[2]刘连江，牛莉，高层结构设计的主要问题 ，《城市建设》2007年。
[3]李芸，谢家齐，结构设计的规范，《中华民居》2010年。
关键词：钢筋混凝土，高层建筑，结构设计
中图分类号：TU318文献标识码： A
前 言
1 阐述钢筋混凝土结构的原理和特性
1.1 钢筋混凝土结构的原理
阐述混凝土如果没有杂质比较纯净的话，它的抗压程度将很难与其抗拉程度达成一致，形成正比，这也是素混凝土不会在有拉应力的梁板之间进行使用。但是梁板又是高层建筑中常见的结构，因此，必须在一定程度上对这种纯混凝土进行改造，只有通过合理的加工和改造才能促使混凝土承受拉力的能力大大增强，也就是在这种情况下，钢筋混凝土结构便诞生了。钢筋混凝土承受一定的拉力后，将会出现开裂现象，如果是钢筋混凝土结构，钢筋将会对这种拉力进行承受，使得混凝土的的抗压性能大大增强，同时也将钢筋的抗拉性能也充分发挥了出来。混凝土和钢筋按照一定的比例进行有机结合，才能促使抵抗外力的水平大大提高，这也会在很大程度上使得混凝土结构在高层建筑施工中发挥出应用的作用。
1.2 钢筋混凝土结构的特性阐述
钢筋混凝土具有一定的特性，特别是在混凝土的收缩和蠕变中体现的更为明显。混凝土在出现硬化的过程中会自动的进行收缩，在这期间，钢筋内部将会对其产生很大的影响，混凝土便会在这种情况下出现拉应力，这种压力在混凝土内部钢筋中产生，必须引起相关人员的高度重视是，特别是对钢筋混凝土进行比例分配时更应该着重关注和考虑。对于拉应力来说，混凝土具有较低的压力，尽管对钢筋进行及时的内部配备的情况下，仍然不能对这种情况有所改观。因此，必须适当的对混凝土进行压力施加。
2 阐述钢筋混凝土的结构设计要求
不同的高层建筑师所设计出的钢筋结构是不相同的，这主要是因为高层建筑设计师对于高层建筑结构设计的理念和认识理解不同，有自己独特的设计风格和设计方案，再加上国家也对不同高层建筑具有不同的设计政策和规定，导致高层建筑结构设计存在着较大的差异和不同。尽管高层建筑设计师所设计的钢筋混凝土结构存在着一定的差异，但是这些钢筋混凝土结构都必须能够符合基本的高层建筑结构设计规范和要求，也就是稳定性原则。我国的高层建筑必须具备一定的稳定性，这种稳定性需要进行抗震设计，高层建筑设计人员必须高度重视高层建筑房屋的高度、宽度，保持其宽度和高度能够按照合适的比例进行。另外，在钢筋混凝土结构设计的过程中，还应该妥善处理高层建筑的水平和纵向荷载能力，以便钢筋混凝土能够承受住整栋高层建筑的压力和拉力。
3 钢筋混凝土高层建筑结构选型
3.1 规则性问题
在规则性问题上新规范与旧规范之间的差异较大，新规范在规则性问题上添加了较多的条件限制，例如，嵌固端在上下层的刚度比、平面规则性问题等。另外新规范中对此类问题通过强制性规定进行了明确“不规则的设计方案不能够应用到建筑的结构设计中。”所以，工程师在进行主结构设计的过程中需要对新规范中所限定的条件进行严格把控，避免由于设计初期的问题影响后期施工图。
3.2 结构超高
在相关建筑规范中，针对结构的高度都会进行严格的控制，这种限制在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，在新规范中要求较为明确。在实际工程设计中，会多少忽略某些问题，这种由于结构类型变更而产生的问题会使得结构类型出现变更，从而施工图不能够通过审查，因而造成了需要重新设计以及专家论证等问题，这会极大的影响工程的进度以及工程造价，同时会对工程造成整体影响。
3.3 设置嵌固端
高层建筑由于其建筑结构特点，一般都会在地下有两层或者两层以上的人防结构或者地下室，而地下结构的顶板则可以使用嵌固端，同时在人防顶板处也可以设置嵌固端，所以在嵌固端的设置上，工程师往往会在设计中忽视其设置不当所带来的问题。
4 强化钢筋混凝土结构设计水平的有效措施
4.1 合理选择钢筋混凝土结构
我国是个幅员辽阔的国家，不同地区的经济发展水平和地质条件也存在着很大的差异，这就使得我国不同地区的高层建筑结构设计不尽相同。因此，在对高层建筑结构进行设计的过程中，必须对钢筋混凝土结构进行合理的选择，始终坚持以地区的高层建筑特点为前提和依据。在高层建筑设计中，通常情况下，高层建筑设计师会选择剪力墙结构进行施工。剪力墙能够最大范围的扩大高层建筑的空间和面积，高层建筑房间能够不将梁柱等露出来。而且使用混凝土剪力墙这种结构，不仅具有较好的隔音效果，而且还能够节省很多施工成本和精力，缩短高层建筑施工的周期，加快施工进度，提高对房屋高层建筑的抗震能力。因此，剪力墙结构已经被广泛应用在高层建筑结构设计中去。
4.2 妥善处理钢筋混凝土的刚度
钢筋混凝土的刚度是对高层建筑进行结构设计时必须重视的一个因素。随着经济的不断发展，我国高层建筑取得了很大的发展成效，高层建筑的层数也呈现逐渐上升趋势，高层建筑物的刚度直接关系着高层建筑的施工质量。只有不断控制高层建筑物的位移，才能使得高层建筑物的刚度符合相关设计要求。在对高层建筑结构进行设计时，需要对高层建筑物的刚性和延展性进行良好的控制，这也需要高层建筑设计的密切参与和配合，根据自己的设计理念和设计风格对高层建筑物的刚度和延展性进行适当的调整。随着高楼大厦的不断兴起，在对剪力墙进行布置时，可以适当的增加剪力墙的数量，并确保剪力墙的厚度能够满足相关高层建筑设计要求。
4.3 对钢筋混凝土进行及时加固
对钢筋混凝土进行及时的加固也是高层建筑结构设计的重要环节之一，主要有两种加固方法。第一种加固方法是利用碳纤维对钢筋混凝土进行加固。通过这种方式，可以极大的该混凝土的刚度、强度，并且促进钢筋混凝土抗裂能力的增加。第二中加固方式是通过预应力对钢筋混凝土进行加固，这也可以在一定程度上延长钢筋混凝土的使用寿命，在高层建筑结构设计充分发挥其应用的作用。
5 结束语
综上所述，只有不断加强钢筋混凝土在高层建筑结构设计中的应用，才能提高高层建筑工程的质量，确保高层建筑工程足够稳定和安全，为人们提供舒适的住宅环境，提高建筑企业的市场竞争力，促进建筑行业的不断发展。
关键词：高层建筑；结构设计；策略
Abstract: with the rapid development of economy, high-rise buildings in most of our cities also have emerged. For high-rise building structure is concerned, its choice of structural system, and more importantly and load factors, therefore, this paper discusses the structure of the high-rise building design must first with different structure system based on the influence of, choose the most reasonable scheme.
Keywords: high building; Structure design; strategy
中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：
1高层建筑结构设计的原则
适用、安全、经济、美观、便于施工是进行高层建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的,适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标,是结构设计的最佳体现。
结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求;高层建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定高层建筑设计能否实现,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要,虽然一栋标志性建筑物建成后,人们只知道建筑师的名字,但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。
2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、施工技术的要求、施工工期长短和投
资造价的高低等。其主要特点有：
2.1 水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比（N=WH）；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(水平均布荷载：M=1/2qH2，水平倒三角形荷载：M=1/3qH2)，如图一示。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2 侧移成为设计的控制指标与低层或多层建筑不同，结构侧移成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H 的4 次方成正比：
此外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗侧刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：①因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，因P- 效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏；②使居住人员产生不安全感；③使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用。
2.3 抗震设计要求更高，延性成为结构设计的重要指标有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、中震可修、大震不倒。结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小，即决于结构延性的大小。延性是表示构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能，通长采用延性系数μ来衡量延性的大小，μ=u/y如图2。
3.3概念设计与理论计算同等重要
概念设计是指一些难以做出精确力学分析或在规范中难以具体规定的问题，必须由工程师运用“概念”进行分析，做出判断，以便采取相应措施。概念设计带有一定经验性。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定假定条件下进行的。尽管分析的手段不断提高，分析的原理不断完善，但是由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多。尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件的局部开裂，甚至破坏，这时结构就很难用常规的计算原理去进行内力分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计，从整体上提高建筑的抗震能力，消除结构中的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和结构措施，才能设计出具有良好抗震性能的高层建筑。将注重概念设计作为高层建筑结构的最高原则提出其主要内容为：应特别重视建筑结构的规则性(包括平面规则性和竖向规则性)；合理选择建筑结构体系包括：a.明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；b.避免因部分结构构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力、风载和地震作用的能力；c.结构体系应具备必要的承载能力和良好的变形能力，从而形成良好的耗能能力；采取必要的抗震措施提高结构构件的延性。
3高层建筑的结构体系
3.1框架结构体系
由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由梁联系起来，形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时，可用隔断分割成小房间，或拆除隔断改成大房间，因而使用灵活。外墙采用非承重构件，可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。
3.2剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3～8m，现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求容易满足，适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好，在历次的地震中，都表现了很好的抗震性能，震害较少发生，程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大，平面布置不灵活，而且不宜开过大的洞口，自重往往也较大，不是很能满足公共建筑的使用要求，而且其成本也较大。
3.3框架－剪力墙结构体系
框架－剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件，框架和剪力墙协同工作的体系。在框架－剪力墙结构中，由于剪力墙刚度大，剪力墙承担大部分水平力（有时可以达到80%~90%），是抗侧力的主体，整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载，提供较大的使用空间，同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙，其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件（隔墙和外墙） 的损坏。这样无论在非地震区还是地震区，都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成筒体结构，布置在内部，外部柱子的布置就可以十分灵活；内筒采用滑模施工，的框架柱断面小、开间大、跨度大，很适合现在的建筑设计要求。
除了上述的几种结构体系外，还有其他一些结构体系，如薄壳、膜结构、网架等。随着时代的进步，会涌现出越来越多更好的结构体系。这就需要不断学习，从各方面考虑运用经济合理的手段到达目标。
4结语
总之，高层建筑的高度和数量，从一个侧面反映一个国家科学技术水平和经济发展程度但对于高层建筑亦应适当控制，即要与原有建筑相协调，还要与城市历史特点相协调。
参考文献
[1]吴晓琳。浅析高层建筑结构设计与特点[J]。中国高新技术企业，2009（11）
关键词：高层建筑；结构设计；原则；特点；体系
Abstract: This paper discusses effects of tall building structure design must first produced by the different structure system as the basis, the reasonable scheme for selection.
Key words: high-rise building; structure design; principle; characteristic; system
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原则
适用、安全、经济、美观、便于施工是进行高层建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的,适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标,是结构设计的最佳体现。
结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求;高层建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定高层建筑设计能否实现,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要,虽然一栋标志性建筑物建成后,人们只知道建筑师的名字,但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。
2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、施工技术的要求、施工工期长短和投
资造价的高低等。其主要特点有：
2.1 水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比（N=WH）；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(水平均布荷载：M=1/2qH2，水平倒三角形荷载：M=1/3qH2)，如图一示。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2 侧移成为设计的控制指标与低层或多层建筑不同，结构侧移成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H 的4 次方成正比：
此外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗侧刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：①因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，因P- 效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏；②使居住人员产生不安全感；③使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用。
2.3 抗震设计要求更高，延性成为结构设计的重要指标有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、中震可修、大震不倒。结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小，即决于结构延性的大小。延性是表示构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能，通长采用延性系数μ来衡量延性的大小，μ=u/y如图2。
3.3概念设计与理论计算同等重要
概念设计是指一些难以做出精确力学分析或在规范中难以具体规定的问题，必须由工程师运用“概念”进行分析，做出判断，以便采取相应措施。概念设计带有一定经验性。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定假定条件下进行的。尽管分析的手段不断提高，分析的原理不断完善，但是由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多。尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件的局部开裂，甚至破坏，这时结构就很难用常规的计算原理去进行内力分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计，从整体上提高建筑的抗震能力，消除结构中的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和结构措施，才能设计出具有良好抗震性能的高层建筑。将注重概念设计作为高层建筑结构的最高原则提出其主要内容为：应特别重视建筑结构的规则性(包括平面规则性和竖向规则性)；合理选择建筑结构体系包括：a.明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；b.避免因部分结构构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力、风载和地震作用的能力；c.结构体系应具备必要的承载能力和良好的变形能力，从而形成良好的耗能能力；采取必要的抗震措施提高结构构件的延性。
3高层建筑的结构体系
3.1框架结构体系
由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由梁联系起来，形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时，可用隔断分割成小房间，或拆除隔断改成大房间，因而使用灵活。外墙采用非承重构件，可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。
3.2剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3～8m，现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求容易满足，适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好，在历次的地震中，都表现了很好的抗震性能，震害较少发生，程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大，平面布置不灵活，而且不宜开过大的洞口，自重往往也较大，不是很能满足公共建筑的使用要求，而且其成本也较大。
3.3框架－剪力墙结构体系
框架－剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件，框架和剪力墙协同工作的体系。在框架－剪力墙结构中，由于剪力墙刚度大，剪力墙承担大部分水平力（有时可以达到80%~90%），是抗侧力的主体，整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载，提供较大的使用空间，同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙，其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件（隔墙和外墙） 的损坏。这样无论在非地震区还是地震区，都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成筒体结构，布置在内部，外部柱子的布置就可以十分灵活；内筒采用滑模施工，的框架柱断面小、开间大、跨度大，很适合现在的建筑设计要求。
除了上述的几种结构体系外，还有其他一些结构体系，如薄壳、膜结构、网架等。随着时代的进步，会涌现出越来越多更好的结构体系。这就需要不断学习，从各方面考虑运用经济合理的手段到达目标。
4结语
总之，高层建筑的高度和数量，从一个侧面反映一个国家科学技术水平和经济发展程度但对于高层建筑亦应适当控制，即要与原有建筑相协调，还要与城市历史特点相协调。
参考文献
[关键词]高层建筑；结构特点；结构体系 文章编号：2095-4085（2015）08-0037-02
1.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、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：
1.1水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。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侧移成为控指标
与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（=qH4/8EI）。另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。
1.3抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
1.4减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要
高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。
1.5轴向变形不容忽视
采用框架体系和框架一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。
1.6概念设计与理论计算同样重要
抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。
2.高层建筑的结构体系
2.1高层建筑结构设计原则
（1）钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。
（2）高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。
2.2高层建筑结构体系及适用范围
目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒体结构等。
（1）框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。其使用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
（2）剪力墙结构体系。剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空问整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。
在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。
2.3框架一剪力墙结构体系
在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架一剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。
2.4简体结构体系
随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有以下几种。
（1）框架一筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架一剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。
（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。
（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁简体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。
【关键词】剪力墙结构；建筑结构；应用研究
前言在高层建筑结构设计中，结构的刚度和侧向荷载作用下的内力效应是需要特别重视的。剪力墙结构作为一种高层结构体系，在现代高层建筑应用非常广泛，由于结构具有降低地震的作用，满足了我国抗震设计规范。剪力墙结构的优点是：整体性好、刚度大，抵抗侧向变形能力强；抗震性能较好，设计合理时结构具有较好的塑性变形能力。其缺点是：受楼板跨度的限制（一般为3^-8m），剪力墙间距不能太大，建筑平面布置不够灵活。为了保证建筑结构的安全性，设计师往往需要采用较为保守的方法调整计算结果，并采用加强的构造措施。本文探讨剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用具有重要的意义
1、剪力墙结构概述
1.1剪力墙结构定义
采用钢筋混凝土板来代普传统的框架中的梁柱，以此承受竖向和水平方向的各类荷载，使其发挥最大化的使用性能。一般剪力墙结构的建设规模较大，并能够控制结构的水平力，与柱子的受力程度非常相似，采用钢筋混凝土板承受竖向和水平力的结构剪力墙，是建筑结构中常见的结构体系。剪力墙结构的组织形状相似于板状，承担着各种荷载引起的内力，可实际厚度较小，决定了剪力墙结构的具体形状以及承受能力的大小。剪力墙结构主要是指竖向的钢筋混凝土墙板，承受来自垂直方向和水平方向的力的结构，从而有效地控制建筑结构产生的水平力，具有良好的抗震性，因此得到了较为广泛的应用。
1.2 剪力墙结构特点
剪力墙作为承担竖向荷载，是抵挡水平荷载的主要结构。就目前我国建筑工程现状而言，剪力墙结构由于造价高、施工困难、材料耗费大的特点而往往被建设单位所限制。整体剪力墙，受力状态如同竖向悬臂梁，洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸。小开口整体剪力墙，除了整个墙截面产生整体弯矩外，在水平荷载作用下，当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时，这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。联肢剪力墙，每根连梁中部有反弯点，由连梁把墙肢联结起来的结构体系，成为连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。壁式框架，墙肢宽度较小，比联肢剪力墙更宽，介于剪力墙和框架之间的一种过渡形式。
1.3 剪力墙结构设计原则
在目前的建筑结构设计中，剪力墙的应用极为广泛，特别是在大型的高层建筑物中，其身影更是随处可见。基于这一原理，我们在设计的时候对于剪力墙结构需要遵循的原则主要包含有以下几个方面：
1.3.1剪力墙高度和宽度比合理控制
由于剪力墙结构的高度和宽度往往较大，导致设计不合理，造成扭转变形过大，当比值过小的时候可以按照柱体结构要求来设计，受力形态显著的趋于柱子结构。由于剪力墙与柱子结构区别在于肢长和厚度，在增加竖向构件的刚度来调整楼层之间的位移以外，避免剪力墙和平面外梁连接使墙肢外弯，它沿着平面作用在承担相应的水平应力，就形成了显著的扭转变形和剪切变形几何特征。如果竖向构件数量很多，不能有效满足楼层间位移的需要，在建筑物中应尽量减少扭转变形。
1.3.2墙体整体结构作用力
计算剪力墙的宽度，按照斜截面受剪承载力进行分析和验算。这种设计形式有一个必要的前提条件，墙体所受负荷作用比较集中且大，取剪力墙与墙体整体结构之间的最小距离，通常都是墙肢总高度的十分之一，计算正截面承载力和水平扩展力。为了防止安全隐患的发生，使其成为双肢剪力墙，减轻建筑结构的自身重量，提高建筑结构的强度，这样就使得剪力墙和整个结构之间形成安全的抗震体系，充分保证楼层剪力系数的安全性。
3、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1 剪力墙合理定位
剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，这样有利于避免剪力墙出现平面外弯。对于截面较小的楼面梁的设计，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，提高墙面稳定性。剪力墙线内打眼后插上钢筋头或取一段同墙厚一样长的钢筋焊在主筋上（离地面5cm左右），可采用半刚接或铰接的形式。在进行剪力墙结构合理定位时，尽量拉通内外剪力墙结构转角，减轻无约束性的截面剪力墙承载力，从而底部剪力一般均可控制在合理范围内，应避免仅单向有墙的结构形式，在实际使用运用中使得剪力墙结构刚度趋于合理，抗震性能也高。
3.2 剪力墙中大墙肢处理
剪力墙在施工的过程中由于结构本身容易呈现出弯曲破坏形式。通常情况下，剪力墙在设计中极容易形成高状结构的剪力墙，存在着延伸性要求，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。在设计工作中，结构施工与设计中也需要具备相应的延展特性，满足其承载力要求的基础上将剪力墙分割成为均匀的独立小块，这对于提高剪力墙结构整体性和工作环境承受力度具有稳定性作用。对于较长的剪力墙，在与墙体结构整体集合中可以进行分层间隔设计。
结论
随着高层建筑的快速发展，剪力墙结构作为高层建筑结构的一种主要形式，被广泛运用于大量工程结构中。剪力墙结构作为高强度的建造技术能有效的提高建筑的抗震性能和抗侧移能力。因为其自身优越的特点，在建筑结构设计中剪力墙的应用越来越为广泛，在进行剪力墙设计的时候一定要根据工程的实际情况合理的采用，相应的技术人员在设计中一定要严格要求自己，避免人为的设计失误，设计出完美的作品。还需要不断的积累经验，改善现有的剪力墙设计，使得我国的建筑行业长久持续发展。
参考文献
[1]张彦彬.试析高层建筑工程的转换层结构设计[J].黑龙江科技信息，2011，（16）.
[2]王春伟.高层建筑转换层结构设计中的问题分析[J].黑龙江科技信息，2011，（23）.
[3]韦静.浅析剪力墙结构设计[J].中国城市经济，2011（12）：45-46.
