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摘要：随着我国经济社会的不断发展以及科学技术的不断进步，城市化建设的进程不断加快，高层建筑也随之在城市中不断涌现出来。而随着高层建筑的不断出现，其在结构设计上的问题也越来越显著。对于高层建筑工程来说，它本身的结构设计问题是整体设计中最重要的一部分，所以，越来越多的人开始将研究的重点放在了结构设计上。笔者也将在本文针对高层建筑结构设计中的一些问题，进行关于其对策的探讨。
关键词：高层建筑；结构设计；选择；问题；优化
高层建筑从19世纪以来，就随着不断发展的科学技术和社会经济越来越多的出现在城市之中。高层建筑设计本身是一个非常庞大而复杂的体系，而作为这个体系中重点部分的结构设计，它不但要满足高层建筑在安全性能方面的需求，同时还要具备合理性与科学性。
1 高层建筑结构整体特征
高层建筑的整体结构除了要承受来自于垂直方向上的荷载之外，还要承受着来自于水平方向上的荷载（由风力产生），同时它在抗震功能方面也有一定的标准。高层建筑与普通建筑相比，外界的地震和风对其所产生的影响要更为严重。建筑物的位移速度会随着其高度的增加而逐渐加快，而且高层建筑的侧移影响的不只是内部人员的舒适度，还会对建筑物的使用寿命造成影响，极易对结构和非结构构件造成破坏。所以在进行高层建筑的结构设计时，抗侧力设计是其中的核心问题。
2 高层建筑结构设计原则
（1）高层建筑结构设计的原则，首先一点就是要选择出合理的结构计算简图，因为如果所选择的计算简图不合理的话，那就有可能因为安全问题而出现事故。所以，选择合理的计算简图是高层建筑结构设计的前提。除此之外，因为在建筑的结构节点除了饺节点和钢节点外还有其他的节点，所以应选择与计算简图相适应的构造方法，将两者间的误差控制在一定的范围内，这样才能保证高层建筑在安全上不会出问题。
（2）高层建筑结构设计原则的第二点就是要选用合适的基础设计，即根据高层建筑所处位置的地质条件来选择基础设计。这一点的要求是要对高层建筑的结构类型、施工情况、荷载分布等问题进行综合性的分析，然后以此为依据选择出最合理的基础设计方案。基础设计方案的选择是以该处的地质勘查报告为依据的，它要求能够在最大限度上发挥地基的潜力，相关的地基变形检验是必不可少的。
（3）高层建筑结构设计原则第三点就是要对结构方案进行合理的选择，这一点要求结构设计方案要在满足结构的体系与形式的同时，还要满足高层建筑的经济性要求。这需要对地理条件、施工条件、建材、供水、供暖以及供电等等问题进行综合的分析，使各个方面都协调在一起，最终确定出最合理的结构设计方案。
（4）高层建筑结构设计原则第四点是要准确的分析计算结果。随着科学技术的不断发展，在建筑结构的设计中已经广泛的使用计算机技术来进行各种合算，而使用的计算软件不同，所得到的结果也就有可能会不同，所以相关的设计人员在进行软件的选用时，应该全面的了解软件的各种相关信息，最终选择出最为合适的软件。因为计算机的内部程序可能与实际的建筑结构并不相同，所以在使用计算机来进行计算时，就会发生因软件上的漏洞或是人工输入错误而出现计算结果不准的情况。这就要求设计人员在通过计算机得到了相关的结果之后，对这一结果进行反复核对，最终得出正确的结果。
3 高层建筑结构设计选型
高层建筑的结构体系作为抵抗来自垂直和水平方向荷载的传力途径，它主要是利用抗侧力体系和相关的水平构件与竖向构件将荷载传到基础部分。
高层建筑结构体系按照建筑材料可以分为钢、混凝土组合结构，钢、混凝土混合结构，钢结构。这其中钢筋混凝土结构体系因为其成本低、耐火耐久等优良的性能而广泛应用于各类工程中，但是它本身仍旧存在一些如施工慢、自重大等缺点。而钢结构体系除了具有施工方便、抗震性能好、强度高等优点外，同时还有着例如防火性差、成本高等缺点。钢、混凝土组合结构虽然继承了二者的优点，但是其节点部分的构造复杂，所以并不能被广泛应用。同样地，钢、混凝土混合结构一样结合了两者的优点，但是在两种材料的连接方面仍旧存在技术问题。
高层建筑结构体系按照结构形式可以分为框架、剪力墙结构，框架结构，剪力墙结构。框架结构因为是利用柱、梁等结构来承重的，所以这种结构体系的侧向位移相对较大，一般适用于低于50m的建筑。剪力墙结构因为是靠高层建筑的墙体来承重的，所以这种结构的整体性能相对较好，不易产生水平方向的变形，一般多应用于高层建筑，但是因为其在平面上的布置不够灵活，所以很少在公共建筑设计中使用。而框架、剪力墙组合结构则是结合了两者的优点、改善了其中的缺点，所以被广泛应用于高层建筑的结构设计中。
4 高层建筑结构设计难点
高层建筑在结构设计上主要的难点有三个：
（1）防风结构的设计。因为风振作用对高层建筑的影响较大，所以抗风问题在结构设计中是很重要的一部分。因为高度问题，高层建筑对风会造成阻隔和扰动，而风的动力效应在因此而改变后，会对高层建筑产生一个振动的作用力，而受此影响最大的就是高层建筑的动力荷载，风压很有可能会损坏到高层建筑的主体结构，严重的可能会发生玻璃幕墙爆裂、墙体开裂等情况。
（2）难点是高层建筑的抗震结构设计。高层建筑在抗震结构方面向来最为薄弱，那是因为在地震发生时很难确定会产生哪些后果以及高层建筑本身的结构过于复杂，再加上相关的设计人员在设计过程中分析的不够全面，所以经常会出现高层建筑抗震结构的设计在安全性和耐久性有所缺失等问题。
（3）难点是高层建筑的消防就够设计。高层建筑结构的复杂性，决定了其在材料的选用上具有多样性，而这些材料中又有很多都是可燃、易燃的，这样一来火灾发生的可能性就大大的增加了。再加上高层建筑的空气对流性好，一旦有火灾出现，就会有火借风势的情况发生，此时如果建筑结构在消防问题上考虑不足，就会出现火势蔓延、救援难以展开、疏散困难等一系列问题。所以，合理的消防结构设计对于高层建筑的设计来说是非常重要的。
5 高层建筑结构的优化设计
5.1抗风结构优化设计
在基础设计上，要使用配比较高的砂石来保证地基的密实度，同时还要设置抗拔锚杆，以此来提高建筑基础的抗拔强度。在减振系统设计上，要多利用耗能支撑、剪力墙、楼板等组成的耗能减振系统来减少风荷载对高层建筑的影响。对于风荷载与水平力的问题，要对高风压区进行加固。这主要是从水平压力、水平荷载内力等方面进行综合考虑，来为高层建筑进行加固设计。
5.2抗震结构优化设计
①提高结构设计的整体规则性，以此确保承载力体系分布的合理性。②改善地基的抗震设计，即在简化建筑平面、提高地基的强度与高度的同时，将上部结构的重点和群桩设置在同一直线之上。③在剪力墙的设计方面，要提高高层建筑承重结构的抗侧力，以此来满足承载力的耗能与延续性，这样可以有效地提高高层建筑的抗震能力。
5.3消防结构优化设计
①防火间距上的设计，在设计时要全面的考虑间距在火灾中的隔断、灭火功能，同时在设计时还要考虑到建筑结构的耐火性问题以及排烟的问题。⑦对安全疏散结构进行合理的设计，这主要是为了解决火灾中的疏散困难，在设计上：a.注意防烟区的设置；b.注意双向疏散方面的设计，如合理安排避难层等。③在设计上注意分割结构的安排，这主要是为了控制火势与烟雾的范围，这方面一般使用的是垂直的楼板结构设计方式、水平的单元墙以及防火墙结构设计，以及相关的排烟、防火门等装置的设计。
6 总结
高层建筑结构设计上的问题并不只有上文所提到的这些，而解决的对策也同样不只如此，它关系到的问题是多方面的，本文所提到的只是其中较为主要的问题。作为设计人员，在进行高层建筑的结构设计时，要时刻保持严谨的工作态度来面对设计中的每一个细节，让高层建筑的结构设计真正的兼备安全性、合理性与科学性。
关键词：高层建筑；结构设计；选择；问题；优化
高层建筑从19世纪以来，就随着不断发展的科学技术和社会经济越来越多的出现在城市之中。高层建筑设计本身是一个非常庞大而复杂的体系，而作为这个体系中重点部分的结构设计，它不但要满足高层建筑在安全性能方面的需求，同时还要具备合理性与科学性。
1 高层建筑结构整体特征
高层建筑的整体结构除了要承受来自于垂直方向上的荷载之外，还要承受着来自于水平方向上的荷载（由风力产生），同时它在抗震功能方面也有一定的标准。高层建筑与普通建筑相比，外界的地震和风对其所产生的影响要更为严重。建筑物的位移速度会随着其高度的增加而逐渐加快，而且高层建筑的侧移影响的不只是内部人员的舒适度，还会对建筑物的使用寿命造成影响，极易对结构和非结构构件造成破坏。所以在进行高层建筑的结构设计时，抗侧力设计是其中的核心问题。
2 高层建筑结构设计原则
（1）高层建筑结构设计的原则，首先一点就是要选择出合理的结构计算简图，因为如果所选择的计算简图不合理的话，那就有可能因为安全问题而出现事故。所以，选择合理的计算简图是高层建筑结构设计的前提。除此之外，因为在建筑的结构节点除了饺节点和钢节点外还有其他的节点，所以应选择与计算简图相适应的构造方法，将两者间的误差控制在一定的范围内，这样才能保证高层建筑在安全上不会出问题。
（2）高层建筑结构设计原则的第二点就是要选用合适的基础设计，即根据高层建筑所处位置的地质条件来选择基础设计。这一点的要求是要对高层建筑的结构类型、施工情况、荷载分布等问题进行综合性的分析，然后以此为依据选择出最合理的基础设计方案。基础设计方案的选择是以该处的地质勘查报告为依据的，它要求能够在最大限度上发挥地基的潜力，相关的地基变形检验是必不可少的。
（3）高层建筑结构设计原则第三点就是要对结构方案进行合理的选择，这一点要求结构设计方案要在满足结构的体系与形式的同时，还要满足高层建筑的经济性要求。这需要对地理条件、施工条件、建材、供水、供暖以及供电等等问题进行综合的分析，使各个方面都协调在一起，最终确定出最合理的结构设计方案。
（4）高层建筑结构设计原则第四点是要准确的分析计算结果。随着科学技术的不断发展，在建筑结构的设计中已经广泛的使用计算机技术来进行各种合算，而使用的计算软件不同，所得到的结果也就有可能会不同，所以相关的设计人员在进行软件的选用时，应该全面的了解软件的各种相关信息，最终选择出最为合适的软件。因为计算机的内部程序可能与实际的建筑结构并不相同，所以在使用计算机来进行计算时，就会发生因软件上的漏洞或是人工输入错误而出现计算结果不准的情况。这就要求设计人员在通过计算机得到了相关的结果之后，对这一结果进行反复核对，最终得出正确的结果。
3 高层建筑结构设计选型
高层建筑的结构体系作为抵抗来自垂直和水平方向荷载的传力途径，它主要是利用抗侧力体系和相关的水平构件与竖向构件将荷载传到基础部分。
高层建筑结构体系按照建筑材料可以分为钢、混凝土组合结构，钢、混凝土混合结构，钢结构。这其中钢筋混凝土结构体系因为其成本低、耐火耐久等优良的性能而广泛应用于各类工程中，但是它本身仍旧存在一些如施工慢、自重大等缺点。而钢结构体系除了具有施工方便、抗震性能好、强度高等优点外，同时还有着例如防火性差、成本高等缺点。钢、混凝土组合结构虽然继承了二者的优点，但是其节点部分的构造复杂，所以并不能被广泛应用。同样地，钢、混凝土混合结构一样结合了两者的优点，但是在两种材料的连接方面仍旧存在技术问题。
高层建筑结构体系按照结构形式可以分为框架、剪力墙结构，框架结构，剪力墙结构。框架结构因为是利用柱、梁等结构来承重的，所以这种结构体系的侧向位移相对较大，一般适用于低于50m的建筑。剪力墙结构因为是靠高层建筑的墙体来承重的，所以这种结构的整体性能相对较好，不易产生水平方向的变形，一般多应用于高层建筑，但是因为其在平面上的布置不够灵活，所以很少在公共建筑设计中使用。而框架、剪力墙组合结构则是结合了两者的优点、改善了其中的缺点，所以被广泛应用于高层建筑的结构设计中。
4 高层建筑结构设计难点
高层建筑在结构设计上主要的难点有三个：
（1）防风结构的设计。因为风振作用对高层建筑的影响较大，所以抗风问题在结构设计中是很重要的一部分。因为高度问题，高层建筑对风会造成阻隔和扰动，而风的动力效应在因此而改变后，会对高层建筑产生一个振动的作用力，而受此影响最大的就是高层建筑的动力荷载，风压很有可能会损坏到高层建筑的主体结构，严重的可能会发生玻璃幕墙爆裂、墙体开裂等情况。
（2）难点是高层建筑的抗震结构设计。高层建筑在抗震结构方面向来最为薄弱，那是因为在地震发生时很难确定会产生哪些后果以及高层建筑本身的结构过于复杂，再加上相关的设计人员在设计过程中分析的不够全面，所以经常会出现高层建筑抗震结构的设计在安全性和耐久性有所缺失等问题。
（3）难点是高层建筑的消防就够设计。高层建筑结构的复杂性，决定了其在材料的选用上具有多样性，而这些材料中又有很多都是可燃、易燃的，这样一来火灾发生的可能性就大大的增加了。再加上高层建筑的空气对流性好，一旦有火灾出现，就会有火借风势的情况发生，此时如果建筑结构在消防问题上考虑不足，就会出现火势蔓延、救援难以展开、疏散困难等一系列问题。所以，合理的消防结构设计对于高层建筑的设计来说是非常重要的。
5 高层建筑结构的优化设计
5.1抗风结构优化设计
在基础设计上，要使用配比较高的砂石来保证地基的密实度，同时还要设置抗拔锚杆，以此来提高建筑基础的抗拔强度。在减振系统设计上，要多利用耗能支撑、剪力墙、楼板等组成的耗能减振系统来减少风荷载对高层建筑的影响。对于风荷载与水平力的问题，要对高风压区进行加固。这主要是从水平压力、水平荷载内力等方面进行综合考虑，来为高层建筑进行加固设计。
5.2抗震结构优化设计
①提高结构设计的整体规则性，以此确保承载力体系分布的合理性。②改善地基的抗震设计，即在简化建筑平面、提高地基的强度与高度的同时，将上部结构的重点和群桩设置在同一直线之上。③在剪力墙的设计方面，要提高高层建筑承重结构的抗侧力，以此来满足承载力的耗能与延续性，这样可以有效地提高高层建筑的抗震能力。
5.3消防结构优化设计
①防火间距上的设计，在设计时要全面的考虑间距在火灾中的隔断、灭火功能，同时在设计时还要考虑到建筑结构的耐火性问题以及排烟的问题。⑦对安全疏散结构进行合理的设计，这主要是为了解决火灾中的疏散困难，在设计上：a.注意防烟区的设置；b.注意双向疏散方面的设计，如合理安排避难层等。③在设计上注意分割结构的安排，这主要是为了控制火势与烟雾的范围，这方面一般使用的是垂直的楼板结构设计方式、水平的单元墙以及防火墙结构设计，以及相关的排烟、防火门等装置的设计。
6 总结
高层建筑结构设计上的问题并不只有上文所提到的这些，而解决的对策也同样不只如此，它关系到的问题是多方面的，本文所提到的只是其中较为主要的问题。作为设计人员，在进行高层建筑的结构设计时，要时刻保持严谨的工作态度来面对设计中的每一个细节，让高层建筑的结构设计真正的兼备安全性、合理性与科学性。