时间：2023-07-13 17:23:12
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇超高层建筑结构设计要点，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：复杂高层；超高咏ㄖ；结构设计；设计要点
中图分类号：TU97 文献标识码：A
在建筑行业发展中，越来越多新技术、新工艺和新材料应用其中，这就对工程结构设计提出了更高的要求。尤其是在当前复杂高层和超高层建筑的结构设计中，可能受到一系列客观因素影响，为工程结构埋下安全隐患，影响工程结构设计质量。尤其是在高层建筑结构设计中，相较于普通的建筑而言，结构设计要求更高，需要充分结合建筑特性，把握复杂高层和超高层建筑设计技术要点，提升设计合理性，为后续施工活动有序开展打下坚实的基础。
一、复杂高层和超高层建筑结构设计
某建筑工程总高度78.5m，高22层，主楼地下两层，地面20层。建筑结构为框剪结构，通过多方设计方案论证，桩基工程选择后压浆钻孔灌注桩，选择端承-摩擦桩的装荷载形式，压浆钻孔灌注桩295根，φ700桩252根，有效桩长18m～19m。采用标号C25的混凝土，关注前0.5m?～0.5m?碎石置于空洞地步。关注过程中，导管同孔底之间的距离为0.5m，连续灌注混凝土。
复杂高层和超高层建筑结构设计中，相较于普通的建筑结构设计而言存在明显的差异。一般其概况下，普通建筑的高度是在200m以下，复杂高层和超高层建筑的高度则超过了200m，这就对建筑工程稳定性提出了更高的要求。普通建筑多为钢筋混凝土结构，而复杂高层和超高层建筑结构则是多为钢结构或是混合结构，设计技术含量较高，结构更为复杂。此外，在复杂高层和超高层建筑结构设计中，需要充分考虑到建筑抗震要求、环境因素、自重以及风荷载等因素的影响，设计内容较为复杂，所以复杂高层和超高层建筑结构设计难度更大。
二、复杂高层和超高层建筑概念设计
（一）提升对概念设计的重视程度
近些年来，在复杂高层和超高层建筑结构设计中，设计理念不断创新，积累了丰富的结构设计经验，其中最具代表性的就是概念设计。在概念设计中，提升结构设计规则性和均匀性；结构中作用力传递更为清晰；结构设计中应该充分体现高标准的要求；结构设计中融入节能减排理念，促使结构设计更为科学合理；设计中，提升建筑材料利用效率，在满足建筑结构整体设计要求的同时，迎合可持续发展要求。基于此，为了满足上述设计要求，设计人员应该同建筑工程师进行密切的交流，在充分交流基础上，提升建筑结构设计合理性。
（二）选择合理的结构抗侧力体系
在复杂高层和超高层建筑结构设计中，为了可以有效提升结构设计安全性，选择抗侧力体系是尤为必要的。在选择结构抗侧力体系中，应该根据建筑具体高度来选择，明确结构抗侧力体系和建筑物高度之间的关系，如果建筑高度在100m以下，可以选择框架、框架剪力墙和剪力墙体系；如果建筑高度在100m～200m以内，则选择框架核心筒、框架核心筒伸臂；建筑高度在600m左右时，选择筒中筒伸臂、桁架、斜撑组合体；在结构设计中，需要充分考虑到结构内部各个部件之间的关系，形成一个整体；如果建筑工程结构中存在多个抗侧力结构体系，应该分别对这些抗侧力结构体系进行分析，在此基础上科学分析和判断。
（三）提高建筑抗震设计重视程度
提高建筑抗震设计重视程度是尤为必要的，尤其是在复杂高层和超高层建筑结构设计中，抗震设计对于建筑安全影响较大。在选择抗震方案中，需要选择合理的施工材料，质量符合建筑要求；尽可能降低地震过程中能量的扩大，对建筑构件的承载力进行验收，计算地震下建筑结构位移数值；高层建筑工程设计中，结构抗震手段的应用需要在得到位移数据基础上实现，设计更加合理的建筑工程结构设计方案，一旦建筑结构发生变形可以起到有效的保护作用；结构设计中体现出建筑构件的生产要求和界面变化情况，提升结构设计稳定性和牢固性。
（四）复杂高层和超高层建筑结构设计融合经济理念
在复杂高层和超高层建筑结构设计中，由于工程项目较为庞大，在具体的结构设计中，可能受到客观因素影响出现一系列成本问题。故此，在建筑结构设计中，需要充分融合经济型设计理念，对结构设计方案优化处理，避免建筑工程结构冗长带来的资源和资金浪费，提升资金利用效率。
三、复杂高层和超高层建筑结构设计精准性
（一）选择合理的结构设计软件，提升设计结果精准性
在复杂高层和超高层建筑结构设计中，设计工程师需要充分掌握前沿的设计手段和方法，能够选择合理的分析软件，提升计算结果准确性。当前我国复杂高层和超高层建筑结构计算软件种类繁多，但是不同软件侧重点存在明显的差异，这就需要在结构设计中，设计人员可以了解到不同软件的具体功能和应用范围，结合工程结构设计要求来选择合理的计算机软件。此外，在复杂高层和超高层建筑结构设计中，还应该对力学理念合理判断和分析，结合自身丰富的设计经验，提升计算结果精准性。
（二）加强荷载和作用力的考量
在复杂高层和超高层建筑结构设计中，设计工程师需要充分结合复杂高层和超高层建筑结构特性，明确结构自身的竖向荷载力大小和风荷载的影响因素，将其融入到后续的结构设计中，提升设计合理性。复杂高层和超高层建筑结构设计中，除了需要考虑到结构稳定性问题以外，还可以组织风洞试验，测试建筑的抗风能力。在后续的实验中，可以设计模型来模拟在不同风场环境下，建筑物的抗风能力和受力情况，有针对性提升建筑物结构的稳定性。
建筑工程结构设计中，还需要考虑到倒塌水准，主要表现在以下几个方面：其一，复杂高层和超高层建筑的延性结构构件，构件的弹性变形能力高低同结构抗震能力存在密切联系；其二，对于复杂高层和超高层建筑中的构件，满足各项技术要求；就复杂高层和超高层建筑结构设计要求，对于建筑物中的控制构件，满足建筑结构抗震设计要求，能够在不同环境下保持相应的弹性。
（三）科学计算自振周期
复杂高层和超高层建筑结构设计中，需要充分把握震动规律，提升设计合理性。但是不同的振幅和频率，可能出现大幅度震动现象，进而影响到建筑结构稳定性。故此，在建筑结构设计中，需要科学计算出自震周期，结合抗震强度、建筑高度进行科学计算，确保自振结果精准性。
（四）建筑的垂直交通设计
复杂高层和超高层建筑的结构形式主要为框架―剪力墙和核心筒结构，此种建筑结构形式可以有效提升结构稳定性，同时垂直交通体系结构可以产生较大的水平在和抵抗力。除了需要考虑到楼梯、电梯和卫生间等区域以外，向平面中央集中，可以有效减少空间占地面积，赋予建筑更好的交通环境和采光效果。垂直交通结构体系设计中，需要充分协调采光和节能之间的关系，便于后续的维护工作开展。
结论
综上所述，复杂高层和超高层建筑由于自身特性，建筑物高度较高，在结构设计中需要充分考虑到建筑抗震性能、垂直交通设计和载荷计算等问题，确保建筑工程结构稳定性和安全性，满足高层建筑使用要求，维护人们的生命财产安全。同时，对于建筑行业长远发展具有更加突出的促进作用。
关键词：超高层；复杂高层；建筑结构；设计要点
1超高层及复杂高层建筑结构设计的要求
（1）科学分析构造。在设计超高层及复杂高层建筑结构过程中，设计人员需要对建筑的整体构造进行合理设计，严格遵循实用性与稳定性的原则，对结构设计细节加以高度重视，加固设计部分应力符合集中的部位。同时设计人员需要综合分析外界的环境因素，如风向风力、温度变化等，以免建筑物出现形变和侧移等问题，确保构造的稳定性[1]。此外，设计人员需要准确把握建筑材料的性能，尤其是材料的形变能力和延展性，以便因材料质量问题而影响建筑构造的使用性能。（2）优选结构方案。结构方案的选择是超高层及复杂高层建筑建设的前提与基础，因此设计人员需要以工程实际情况为依据，科学确定结构方案，在确保结构安全稳定的基础上，协调好建筑成本投入及结构优化之间的关系。同时构建系统科学的评价方案，在评价体系中纳入相关的评价标准，如自然因素、施工工艺、工程材料和设计要求等，然后分析和对比超高层及复杂高层建筑的结构设计方案，优选出最佳方案，保证工程的有序实施。（3）完善计算简图。在结构设计环节，计算简图的目的就是为方案的选择提供数据支撑，达到结构精细化分析的目的。由于计算简图的完善与否直接关系到结构设计的科学合理，因此在实际工作中，设计人员应体现出计算简图的全面性与直观性特征，对结构简图的绘制误差进行科学控制，以便获得关键性的内容，真实准确反映出工程的结构信息，便于工程的顺利开展。
2超高层及复杂高层建筑结构设计的要点
超高层及复杂高层建筑结构设计的要点具体表现为以下几方面：（1）注重概念设计。在超高层及复杂高层建筑的结构设计中，需要高度注重概念设计，适当提高结构的均匀性、完整性、规则性，保证结构抗侧力与竖向的传力路径相对直接与清晰；同时在设计中适当融合节能和环保的理念，构建切实可行的耗能机制，关注材料与结构的利用率，保证结构受力的完整性。（2）加强抗震设计。抗震设计保证超高层及复杂高层建筑安全性的前提与基础，要想做好抗震设计应做好如下几点：①关注抗震结构设计的方法和质量。由于地震作用方向的随机性强，对地震荷载进行准确计算后，需要从构件与结构等方面出发，科学选用抗侧力结构体系，使刚心与形心相重合，提高结构安全性能[2]。②认真考虑抗震设防烈度。抗震设防烈度是建筑结构设计的重要内容，在烈度设计中应以建筑物最大承受强度大小为主，以此增强建筑物的安全性与经济性，有效减少建设误差，保证人们的生命财产安全。③科学选择建材。抗震设计材料应具备材质均匀、高强轻质等特点，并且构件连接应有良好的延性、连续性、整体性，这样才能有效消耗地震的能力，降低地震反应，减少因地震造成的损失。④加强构件强度。为了增强超高层及复杂高层建筑结构的抗变形能力和抗震性能，可以选择强度较大的结构，如钢结构、型钢混凝土结构、混凝土结构等。（3）合理选择结构抗侧力体系。要想保证建筑的安全性，必须要对结构抗侧力体系进行科学选择，但是在选择过程中需要注意几点：①在实际设计环节，应该高度重视相关结构抗侧力构件的联系，使其形成统一和完整的整体。②如果建筑结构中涉及诸多抗侧力结构体系，则需要对其进行认真分析，科学评判其贡献程度，对其效用进行详细考察[3]。③从建筑物实际高度出发，对所学的结构体系进行确定，如建筑物高度不超过100m，框架剪力墙、框架、剪力墙为最佳体系构成；高度保持在100~200m的范围内，剪力墙和框架核心筒为最佳体系构成；盖度在200~300m的范围内，框架核心筒和和框架核心筒伸臂为最佳体系构成；高度低于600m时，衔架、斜撑、组合体、筒中筒伸臂、巨型框架为最佳体系构成。
3结束语
在超高层及复杂高层建筑结构设计过程中，需要对其设计要点进行准确掌握，从施工过程、抗震设防烈度和结构方案等方面处罚，做到科学分析构造、优选结构方案、完善计算简图，并加强抗震设计，注重概念设计，合理选择结构抗侧力体系。这样才能提高材料的利用率，保证建筑结构的稳固性和安全性，增强建筑的整体质量和使用性能，达到良好的设计效果。
参考文献
[1]吴荣德，李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].住宅与房地产，2015，28：40.
[2]胡先林.试论复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建材与装饰，2016，10：124~125.
(1)高层建筑结构计算简图的合理化原则计算简图是计算高层建筑结构设计的基础，其合理性能直接关系到高层建筑的结构的安全性。由此可见在进行高层建筑结构设计时要坚持计算简图合理化原则，且高层建筑实际结构的节点不是单一的，故必须要将简图的误差控制在规范的范围内。
(2)高层建筑结构基础方案的合理化原则高层建筑的地质条件是高层建筑结构基础方案的设计参考依据。其结构基础方案的合理化要求对高层建筑的结构类型、施工条件、荷载分布情况、与邻近既有建筑物的关联性等因素进行综合考虑。高层建筑结构设计基础方案通常情况下要确保其能够最大程度发挥地基的潜力，高层建筑设计必须要具备相应的地质勘察报告。
(3)高层建筑方案的合理化原则高层建筑结构方案的合理化指的是高层建筑结构设计方案必须要与结构体系的结构形式的要求保持充分的一致性，同时要满足经济性的要求。结构体系的具体要求要保证具有简单性、受力明确性等，综合考虑工程设计的需求、施工材料、地理条件、施工条件等，同时还要兼顾建筑的暖气、水和电额的相互协调。
2高层建筑及超高层建筑结构抗震设计目标分析
高层建筑的抗震设计在整个建筑设计中具有重要的作用。在设计时要考虑到重现期大约为7度的地震，建筑物只能出现的损伤都可以忽略，在进行结构设计时要使结构的反应状态基本处于弹性反应状态。对于重现期与9度的地震水准较为接近的地震，在设计时要对最大地震的震动进行预计，并设计为在真正遇袭情况下能有效防止倒塌情况，并能够证实以下几点:
(1)对于结构中的所有的延性的构件，要保证其非弹性变形必须低于其变形能力;
(2)对于非延性破坏模式的结构部件，要求其对于力的需求要大于等于其名义上的强度;(3)对于超高建筑物或者较为复杂的建筑物的设计上，对于起到控制作用的构件还需要保证其在受到中等震级地震的振动下仍能够保持其自身一定的弹性。
3设计要点分析
(1)重视概念设计对于超高建筑结构设计以及复杂建筑结构设计上，要重视其结构概念的设计，在设计时要尽量提升建筑结构的规则性和均匀性;要确保结构的传力途径清晰和直接，尤其是结构的竖向和抗侧力传力的途径;在设计上包保证结构具有较高水平的整体性设计;设计时要将节能减排的置入，以建立合理的耗能机制，创建绿色建筑;在设计时要充分考虑到结构与建筑结构材料的利用率，确保形成较为完整的结构受力整体。这一设计过程的实现，得力于建筑师以及结构工程师之间的良好沟通交流，以更好的实现建筑和结构之间的统一。
(2)选择科学、合理的抗侧力体系大量研究表明，在设计时选择较为合理的结构抗侧力体系，能有效保证高层建筑以及复杂高层建筑的安全性。在选择时要注意结合建筑物的实际高度对结构体系进行选择;在进行建筑设计时要尽可能的确保结构抗侧力构件之间相互联结和组合;对建筑设计中可以根据多重抗侧力结构体系的具体情况进行设计，要综合分析每种结构体系的优点及适用性，对各种体系的贡献度进行合理的评估与评判。
(3)注重抗震设计在满足建筑的功能性的基础上，高层建筑和超高层建筑的重要设计环节就是抗震设计，该设计是建筑安全性较为重要的一步。在对高层建筑进行抗震结构设计时，建筑材料的选择一定要慎重，保证质量。大量研究表明，在地震时要减少能量的输入能够有效减少地震对高层建筑的损害。
要做到以下几点:
(1)在对建筑构件的承载力进行验收时要对建筑结构在地震作用下的层间位移限值实施较为有效的控制。
(2)在对高层建筑的具体工程项目进行设计时，要积极采取基于位移的结构抗震方法，对设计方案要进行定量的具体分析，确保结构的变形延性能够满足地震的预期要求。
(3)综合分析建筑构件的变形以及建筑结构的位移之间存在的精确大关系，有效确定构件的具体变形值。
(4)结合建筑物的实际情况，如建筑界面的应变分布以及建筑界面的具体大小具有针对性的分析，并结合其具体构建要求进行设计。
您好，根据作者的专业，这篇论文我把电气内容放在前边，结构内容放后边了
关键词：高层；钢结构建筑；消防；电气；结构；设计要点
中图分类号：S611文献标识码： A
前言：高层钢结构建筑的电气消防设计水平和结构设计的安全、可靠，直接关系到高层建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行业在进行建筑结构设计和消防电气设计中应该根据国家标准和规范，做好建筑工程的消防电源及配电设计、火灾自动报警系统设计、钢结构设计等方面的设计工作,通过优化建筑工程结构设计和消防电气设计不仅可以有效避免安全隐患的出现,防止重大安全事故的发生保障人员的人生安全。
一、高层钢结构建筑消防电气设计的特点
高层钢结构建筑的结构本身在高温下容易失去承载力，室内装修的材料也是可燃的，加上存在人员及货物过于密集、楼层过多的问题，高层建筑存在着严重的安全隐患。高层钢结构建筑容易发生的“烟囱模式”是由于竖井内电气管线多、管道敷设弯曲、电梯间通风设备多等多种原因造成的。烟囱模式在遇到明火的时候，会加快火势的增大和蔓延。经过对许多火灾事故和现场的分析，相关部门发现火灾发生十五分钟之后，火势会不断加大并以极快的速度蔓延，烟雾的扩散程度也会迅速加快。所以，高层钢结构建筑的火灾扑救十分困难，假如发生火灾，就会对人民的身体健康和财产安全造成极大的损害。
二、高层钢结构建筑的消防电气设计要点
1、供配电设计
高层建筑的防火规范必须按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定了供电负荷等级和供电要求。一级负荷应由独立的双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。许多高层钢结构的建筑为一类高层建筑，所以它的供电负荷等级也应该是一级。一类高层钢结构的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防电气的负荷应该是一级负荷别重要的负荷供电。
2、火灾事故照明和疏散指示照明
高层钢结构建筑的楼梯间、前室、配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间、人员密集的场所、公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道应设置应急照明。疏散用的应急照明，其地面最低照度不应低于0.5Lx，疏散照明最少持续供电时间为30min。
3、先进可靠的火灾自动报警控制系统
高层钢结构建筑的火灾报警系统按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求执行，将火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级。钢结构的高层建筑的火灾自动报警系统基本上采用控制中心报警系统。控制中心报警系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器；或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器，应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号，系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应满足规范要求，宜用于特级和一级保护对象。
4、火灾漏电探测报警系统
高层钢结构建筑内火灾危险性大、人员密集，根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求需设置漏电火灾报警系统。火灾漏电探测报警系统主要探测线路的漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，并储存各种故障和操作试验信号不应少于12个月。火灾漏电的探测模块安装在供配电的每一个回路的空气开关下端，探测每一路需要检测回路的漏电电流、过电流情况。每一个探测回路只发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，不切断回路的电源。火灾漏电探测报警系统的主机安装在消防控制中心的墙上，给值班人员提供准确的报警信号和故障点位置。
5、做好建筑物的防雷与接地
高层建筑的火灾中，由雷击造成的原因占一定的比例。所以建筑设计时必须计安全可靠的防雷和接地装置 ，防止直击雷、侧击雷的直接破坏和雷电波的浸入造成的破坏。钢材是良好的导电体，钢结构的高层建筑像一个导电的铁笼子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，还应及时与结构等专业沟通，合理确定位置，使其满足规范要求，减少和预防由于雷击造成的安全事故。
三、高层钢结构建筑的结构设计应注意的问题
1、钢结构设计要安全可靠
钢结构要做到安全合理、符合电气专业相关要求、节点构造方便可靠，并为构件生产、运输、安装提供保障。 结构方案尽可能节约钢材，减轻钢结构重量；钢结构设计生产尽可能缩短制造、安装时间，节约劳动工日；钢结构必须有足够的强度、刚度和稳定性，保证整个结构安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；结构构件应便于运输、便于维护。而且还要注意钢结构使用价值和观赏价值兼备。
2、钢结构建筑设计要实用、安全
钢结构建筑设计要发挥钢结构的优势，满足电气消防设计规范，建筑钢结构的平面布置应力求规则、对称，而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板；注意设计深度，保证达到有关的规定要求；注意解决钢结构建筑建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理，使结构布置符合规则性要求，提高防震能力，保证钢结构建筑的实用安全性统一。
四、高层钢结构建筑结构设计技术要点
1、判断钢结构在建筑设计中的适用性
在进行钢结构建筑设计、选用结构设计方案之前，要充分考察建筑项目建设是否适合用钢结构 。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失，要认真考察钢结构在建筑设计中的适用性。
2、确定结构选型与结构布置
“概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中，运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有：框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节，要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析，从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构，并且注意合理布置细节。
3、分析结构、预估截面
建筑设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析，以便钢结构于在实际设计中的合理应用，例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算，包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。设计时应及时与电气等专业沟通，使设计更加优化，这些也是钢结构建筑设计的重要环节。
结语：综上所述，在高层钢结构建筑的消防电气设计以及结构设计过程中，深入了解其消防电气的设计特点以及结构设计特点是关键，做好电气和结构两个专业间的相互配合工作，这既是现代化高层建筑物得到安全保障的体现，也是建筑火灾得到有效控制的体现，极大地保障了人们的生命财产安全。并且随着现代科学技术的快速发展的同时，促进人们不断在建筑电气消防技术中引入了很多新型的现代化设备，不断的完善结构优化设计，进而大幅度地提升了超高层建筑物的安全稳定功能，使其更加符合现代化超高层建筑设计的新要求。
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[7] 吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].科技致富向导，2010，(26).
关键词:建筑结构 ；超高层 ；结构设计 ；抗震
中图分类号：TU3文献标识码： A
传统的建筑防震技术主要是以加强建筑物的刚性和韧性之间的配合度来实现的,而近年来,我国开始引进国外的先进技术,采用了隔震的防震新技术,并结合我国的实际建筑施工水平进行了改良。目前以我国的建筑隔震结构设计技术水平来讲,主要的隔震技术方式是基础隔震,除此之外,还有中间隔震和悬挂隔震等技术方式。在实际的超高层建筑工程结构设计中,对于隔震的技术方式选用还需要结合具体建筑工程的要求来确定。
1. 隔震技术的应用
自我国引进隔震建筑物结构设计技术以来, 就在高层建筑工程中得到了广泛应用,并且随着技术人员的不断改进与创新,目前隔震技术除了能够在建筑工程建造设计中发挥重大作用,还能够对已经建设完工的高层建筑进行隔震结构改造,以提高现有高层建筑的抗震性能。一般来讲,隔震结构层可以设计在高层建筑的不同位置, 如防火层或设备层的结构部位,或者基础层和中间层也可以,甚至在高层建筑的顶层也能起到良好的抗震加固效果。
2. 隔震建筑物
隔震建筑物是指在建筑物结构中的某个层面采用了隔震层的加固技术, 这种隔震层装置是各种侧向劲度较小的隔震组件相互作用而形成的。其目的是为了加长整个隔震建筑物的周期,以消减外力作用在建筑物上的影响。其作用原理是因为在加长了建筑物的周期以后,会增大建筑物的位移,再加上各种消能组件的作用,就可以大幅度增高结构的阻尼比,而实现减少建筑位移量的目的。
3. 基础隔震技术
基础隔震技术是目前我国高层建筑抗震技术中应用最广泛, 也是效果最好的抗震加固技术,并且基础隔震的技术成本较低,但在隔震功能上却发挥巨大的效应,因地震而引起的地面运动频率对于基础隔震效果的影响非常小,共振现象的发生频率非常小,可以忽略不计。
3.1 基础隔震的概念
通常所指的基础隔震是指在建筑物的结构设计中, 为建筑基础与上部结构之间加设一层高度不大但有足够可靠的隔震设置,用以吸收由地面运动所带来的作用力,从而减少建筑上部结构中受到的地震影响,保证建筑物的稳定和安全,保护建筑物内部的人群和设备不受伤害,也有效制止了因整体结构破坏而引起的次生灾害。
3.2 基础隔震设计中需要注意的问题
由于基础隔震层要充分吸收建筑周边的所有地面运动作用力, 因此,在设计中,最好要将隔震层的面积范围稍大于建筑基础的范围,因此,在建筑施工中,要保证施工场地足够宽绰。在设置隔震层周边的挡土墙时,由于在其上部会产生墙外狭道等现象,因此在设计中要充分考虑到这一部分结构在地震作用中是否会发生位移而引起其他不良问题的出现。
3.3 基础隔震结构体系动力分析
在高烈度区地震波影响下, 高层隔震结构体系的上部结构弯曲变形已开始占了较大部分,在高烈度地区应用橡胶隔震结构,结构中的隔震支座可能会出现一定的拉应力或者非线性变形,但是结构整体是安全的。对于高层隔震结构体系,上部结构的倾覆弯矩较大,水平地震作用会引起隔震层的转动,结构的垂直荷载也较大,隔震层可能产生明显的竖向变形。对于这种情况, 隔震结构的地震反应不仅要按多质点平动体系进行分析,并且要考虑结构的摆动。因此应采用多质点平动加摆动计算模型,如图1 所示。
图1 基础隔震体系多质点平动加摆动动力分析模型
4. 中间层隔震技术
在实际的建筑工程中, 尤其是在城市中心的地区进行高层或超高层建筑施工时,往往会受到地面施工空间的限制,这时候也可以采用中间层隔震技术。这种隔震建筑物的结构可以分为三部分,即隔震层以下的建筑结构包括建筑基础、隔震层、隔震层以上的建筑结构。
5. 悬挂隔震技术
悬挂隔震技术是利用一定的装置将建筑物整体结构或大部分结构悬挂起来,以达到在地震时,地面运动作用不到建筑主体结构上的目的,从而实现有效抗震。但这种隔震技术结构中,悬杆所要承受的荷载较大,必须用高强钢来实现,但高强钢的柔性较差,容易在较大的垂直作用力下断裂。
6. 超高层建筑结构的隔震设计
针对超高层建筑结构的隔震设计,需要严格按照有关高层建筑规范条例的相关内容,结合建筑物所在环境的实际情况,遵循隔震设计的一般要求,采取合理的设计步骤,确保超高层隔震建筑物的结构设计达到最优化的效果。
6.1 隔震设计要求
(1)设计方案:建筑结构的隔震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与建筑抗震的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后,确定其设计方案。(2)设防目标:采用隔震设计的房屋建筑,其抗震设防目标应高于抗震建筑。在水平地震方面,隔震结构具有比抗震结构至少高0.5 个设防烈度的抗震安全储备。竖向抗震措施不应降低。(3)隔震部件:设计文件上应注明对隔震部件的性能要求;隔震部件的设计参数和耐久性应由试验确定;并在安装前对工程中所有各种类型和规格的部件原型进行抽样检测,每种类型和每一规格的数量不应少于3 个,抽样检测的合格率应为100%;设置隔震部件的部位,除按计算确定外,应采取便于检查和替换的措施。
6.2 隔震设计步骤
(1)结构隔震控制目标的确定。依据设防烈度或地震危险性场地条件以及工程的重要性,确定设防标准。(2)结构设计。确定上部结构方案与结构布置,初步确定上部结构构件尺寸及材料强度等级。由于设置了隔震层,上部结构所受地震作用降低很多。因此,对柱子轴压比的限制可适当降低,柱子的截面也可适当减少。这部分设计内容与非隔震建筑相同。(3)隔震装置的选用。根据隔震装置的承载力、刚度、变形等性能要求和规定,确定隔震支座的类型、个数和隔震支座的尺寸、布置并进行隔震支座设计。(4)结构隔震体系动力参数的确定。选择隔震结构动力计算分析模型,确定结构的刚度、自振周期、阻尼比等动力参数。(5)结构隔震控制验算。计算结构地震作用和结构的加速度、速度、位移、隔震的水平位移、支座轴力等地震反应,确认是否满足设防标准。
7.超高层隔震建筑物设计技术
超高层隔震建筑物设计技术主要有下列关键因素：
7.1长周期建筑物之隔震效果
隔震建筑物之最优越抗震效果即在延长建筑物基本振动周期，但高层建筑物基本振动周期往往超过3秒，隔震后即使将建筑物基本振动周期拉长至5秒以上，由反应谱显示，两者加速度反应相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反应，则有其贡献。
7.2 倾覆作用造成隔震组件受拉力
隔震组件设计时必须考虑拉力作用，因此拉力试验成为规范修订之首要任务。
7.3风力作用
隔震层设计时必须考虑地震力作用，但是小地震或风力作用，隔震组件是否发挥功能？仍有待深入探讨。
8. 结束语
隔震建筑结构设计是目前抗震效果较为理想的技术方法,但其设计技术仍有很大的发展空间,还需要技术人员不断提高技术水平,完善技术方法，使我国的高层建筑抗震性能得到更进一步的加强。
参考文献：
【关键词】高层建筑；设计；结构；抗震；抗侧力构件
前言
随着我国各类城市圈、高新技术产业园区、金融市场商务区、生态文化旅游区、百镇千村示范工程等社会经济发展战略全面实施，区域协调、城乡一体、合理布局的城镇化建设规模不断扩大，工程建设项目逐年倍增，一大批高层建筑，尤其是建筑功能的广泛性、结构类型的多样性且体型复杂高层建筑显著增多。表现在各个领域，这种新的建筑设计理念、新的结构体系、新的施工方法等运用于大型公共建筑、上万到几十万、甚至于百万平方米高层住宅楼群的施工实践，为从事复杂高层建筑结构施工管理技术人员、工程建设行业质量监督管理人员提出新的目标、新的要求。
一、复杂高层建筑结构抗震设计的目标
高层建筑愈来愈多，高层建筑基于性态的抗震设计必然显得尤为重要，传统的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标显然是不够水准的，设计上必须有所突破，笔者认为还要从以下两个评价水准进行考察：
1、正常使用水准评价。对于重现期大约为 50a 的地震，建筑物只能出现的损伤应该可以忽略，结构在设计时要求结构的反应状态基本处于弹性反应状态。
2、倒塌水准评价。对于重现期与 2 500 a 的地震水准非常接近的地震，要对最大地震振动有所预计，并设计为真正遇袭的条件能有效防止倒塌，并能证实以下几点：（1）对于结构中所有的延性构件，其非弹性变形需求必须都比其变形能力要低；（2）对于具有非延性破坏模式的结构部件，其中对力的需求应大于等于其名义上的强度；（3）对于超高建筑物，又或者是复杂建筑物在设计上，对于起控制作用的构件还必须要证实其受到中等地震的振动作用，仍能保持弹性。
二、复杂高层建筑结构设计中的要点问题分析
1、重视概念设计。大量实践经验告诉我们，对于复杂超高结构设计上，应重视其结构概念设计，具体的应重视以下几个环节：（1）应该尽量提升建筑结构的均匀性和规则性；（2）要确保结构有清晰且直接的传力途径，特别是结构竖向和抗侧力传力途径；（3）设计上，要保证结构的整体性要在较高的水平；（4）设计要渗透节能减排的意识，建立较为合理的耗能机制；（5）应从提高结构和建筑构件材料的利用效率入手，确保形成整个结构的受力整体性。这一过程的实现，离不开结构工程师和建造师之间良好的沟通和交流，只有沟通才能尽可能地实现建筑和结构的统一。
2、科学、合理地选择结构抗侧力体系。理论研究和实践证明，选择合理的结构抗侧力体系，能够有效保证高层及复杂高层结构的安全性。在选择上应注意以下几个主要的因素：（1）结合建筑的实际高度选择合适的结构体系。（2）在建筑的设计上，应尽可能地确保结构抗侧力构件相互联结、组合为一个整体。（3）对于建筑中采用了多重抗侧力结构体系的具体实际情况时，应综合分析每种结构体系在建筑设计中的效用，对各自的贡献度有合理的估计和评判。
三、抗震设计问题分析
随着城市建设的发展，越来越多美观实用、造型新颖的高层建筑不断涌现。这些建筑在充分满足人们的使用空间，并给城市带来靓丽风景的同时，也给结构分析特别是起主要作用的抗震性能分析带来了许多难题。为适应建筑物的独特造型和复杂空间布置，这些高层建筑的结构形式通常较为新颖和多变，常用的结构分析方法和分析软件往往对其不能适用，因此需要进行专门的研究和探索。随着结构计算机分析技术的快速发展，通用有限元软件越来越成熟，它们为大型复杂工程的抗震分析提供了有利的条件，也大大促进了复杂高层建筑结构分析和设计技术的发展。在满足建筑的功能性的基础上，抗震设计是高层和超高层建筑的设计重点，这是确保建筑安全性最为关键的一环，应重点从以下几点着手：
1、在高层建筑的抗震方案设计中，建筑结构的材料选择也非常重要。
2、促进地震发生时能量的输入能有效地减少。实践证实，应做好以下几个方面：一是，在对建筑构件的承载力进行验收的同时应对建筑结构在地震作用下的层间位移限值实施有效的控制。二是，具体的高层建筑工程项目设计时，我们应该采用积极的、基于位移的结构抗震方法，对设计方案进行定量的分析，确保结构的变形弹性可以满足地震的预期要求。三是，应综合分析建筑构件的变形和建筑结构的位移两者之间精确的关系，有效地确定构件的变形值。四是，结合建筑物的实际如建筑界面的应变分布及其大小来对建筑构件的构造需求进行有针对性的设计。五是，选择坚固的场地，实施建筑施工，亦是有效减少地震发生作用时能量的输入的另一个方面。
3、大量理论研究和实践表明，对于一个具体的高层建筑而言，如果其承载能力不是很大，但是其具有的延性较高，那么当地震发生时，它也是不容易出现倒塌事故的，这是因为延性构件可以将地震带来的能量充分地吸收，如此一来，建筑物能够经受住的结构变形将非常大。大量工程实践证实，在很多情况下延性结构的运用的效果是非常明显的，借助该结构能够消耗掉地震的能量，从而使得地震反应得以有效的减轻，促使地震给高层建筑带来的破坏被有效地减弱，避免重大损失的发生。
4、设计的质量和方法决定着抗震效果的高低，因此，高层建筑抗震设计的结构必须得到足够的重视。从国内外高层建筑结构的设计上来看，主要有如下 3 种：“框――筒”、“筒中筒”和“框架――支撑体系”。
四、结语
随着高层建筑和超高层建筑越来越多，其复杂性也在不断地增加，这给建筑的安全和建设的经济性在设计上提出了较高的要求，从理论研究和结构设计的实践经验来看，要想保证复杂高层和超高层建筑的安全性，我们还有很多的工作要做，而且要保证较高的准确性和合理性。
参考文献
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[4] 于险峰：《高层建筑结构抗震设计》，《中国新技术新产品》，2010
[5] 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010
[6] 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002.北京：中国建筑工业出版社，2001
[7] 徐培福，黄小坤，高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用.北京：中国建筑工业出版社，2003
关键词：高层建筑，结构设计，分析，研究
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
我国经济的快速发展加快了城市化进程的脚步，同时带动了建筑业的腾飞，建筑技术随之也有了质的飞跃。高层建筑的发展使有限的土地面积得到了最大化的使用，发展无限的空间，缓解了城市用地紧张和城市人口压力，并且高层建筑一跃成为建筑发展的主流导向，俨然成为城市高度发展的标志。高层建筑结构层数多、复杂难度大、施工困难、管理复杂、工序繁多、建设周期长、质量难以保证等诸多的特殊性，给设计施工带来了许多不便。高层建筑能够做到结构功能与外部条件的一致，设计理念先进，能够充分发挥结构的功能并保持经济性的协调，更好的解决构造问题。高层建筑结构总体系与各个分支体系设计和构造处理的原则、力学性质以及工作原理、力学模型和功能等这些高层建筑概念设计的依据都需要在实践中不断的积累经验。本文从高层建筑结构设计的角度出发，针对高层建筑结构的特点和设计问题，分析总结设计的要点，提出相对的控制措施，以期为相关的结构设计人员提供借鉴和参考。
2 高层建筑结构设计特点
相比低层、多层建筑结构，高层建筑结构中结构专业在各个专业中发挥着更为重要的作用，结构体系的选择直接关系到建筑的平面布置、楼层高度、施工技术、机电管道、施工工期、造价成本等，主要设计特点有以下几点：
1）高层建筑结构设计的主要因素是水平载荷，其也是高层建筑结构设计的决定因素，在低层和多层建筑结构中，一般是以重力为代表的竖向载荷对结构设计起着至关重要的作用。在高层建筑结构设计中，虽然竖向载荷对结构存在着重要的影响作用，但是水平载荷更为重要，之所以这样认为，是因为水平力对高层建筑结构安全稳定性的影响程度要远远超过竖向载荷对结构的影响。建筑结构设计中的竖向载荷包括建筑自重以及建筑楼面的使用载荷，它们在竖向构件中作用的轴力和弯矩的大小与建筑高度的一次方成正比关系，而水平载荷对建筑结构产生的倾覆力矩，和由此在竖向构件中产生的轴力，都与建筑高度的二次方成正比关系，因而，对于一定高度的建筑来说，竖向载荷是定值，而水平载荷主要是风载荷和地震水平分力，它们的数值大小是动态的，具有不确定性，对着结构动力学的不同随之产生较大的变化，而随着建筑高度的增加，较小的水平载荷也会产生较大的倾覆力矩和轴力，因此水平载荷是高层建筑安全性能的主要决定性因素之一。
2）建筑结构中，轴向变形对结构的影响主要表现在连续梁支座的安全和预测构件的下料长度方面。在高层建筑结构中，由于竖向载荷较大，柱中的挠度也较大，这样直接影响了连续梁弯矩，导致中间支座附近的负弯矩减小，而连续梁跨中正弯矩和端支座负弯矩增大，威胁到连续梁的稳定安全性能。同时较大的轴向变形也会对预测构件的下料长度产生影响，因此要根据轴向变形的计算值来调整预测构件的下料长度，避免出现安全隐患。结构构件的剪力值和侧移也会受到轴向变形的影响，考虑到结构构件竖向变形，得到的结果安全度不够。
3）与低层、多层建筑结构几何变形相比，高层建筑结构的侧向位移也成为控制目标，需要在结构设计中认真重视的关键所在。随着建筑高度的不断增加，侧向位移受水平荷载影响也越来越明显，水平荷载越大，侧向位移也就越大，对结构的安全影响就越大。因此，结构侧向位移要规定一个安全的容许范围，设计计算要将其控制在此范围之内，减少其高层建筑结构的安全影响。
4）结构延性是建筑结构的一项非常重要的设计指标，与低层建筑结构相比，高层建筑结构更具有柔韧性和延展性，建筑结构的整体变形相对来说也会更大一些。在风、地震等外力的水平作用下，高层建筑结构由处于弹性状态，在作用力超过弹性极限的前提下，结构就会进入塑性变形阶段，此时的变形无法恢复，如果作用力继续加大，就会达到破坏阶段，因此为保证结构在进入塑性变形阶段后仍然具有较强的变形能力和持久性，避免出现倒塌，就要采取恰当的措施，增加结构的延展性，避免结构损坏。
5）有抗震设防要求的高层建筑结构设计，在考虑竖向载荷、风载荷等的条件下，还要满足抗震设防的要求，保证结构具备良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
3 高层建筑结构设计分析研究
3.1结构的高度
高层建筑结构的总体高度受制于规范标准，主要体现在抗震规范、高层混凝土技术规范中，对高度、超高等进行了严格的划分。高层建筑结构设计中，之前的一些处理方法和措施都有一定的改变，并且随着高度的增高，结构安全影响因素也增多，若忽视这些问题，就会产生非常大的风险。在实际工程中如果忽略这些问题，在施工图的审查过程将受到限制，导致返工重新设计的现象出现，若进行专家论证继而会影响工期、造价等一连串的规划设计施工，给项目造成很大的麻烦。当建筑高度达到一定的程度时，结构会发生质的变化，如安全指标、荷载、材料、力学模型选择等。
3.2 结构的体系
建筑结构体系有很多种，目前主流的结构形式主要有钢结构和钢筋混凝土结构。对结构体系的选择有直接影响的是结构转换层和加强层的设置，在结构体系之间或者柱间距发生变化时，就需要设计转换层，这时结构的刚度突变会直接影响到相邻的柱构件的受力情况，剪力增大导致很难实现转换层与体系连接处的强柱弱梁。因此，高层建筑在需要转换层或者加强层的结构设计中，结构体系的刚度要低，避免刚度出现太大变化，根据我国的建材市场产品性能和品种，可以适当的选择钢骨混结构、钢管混结构、钢结构等。
3.3 结构的细节问题
重视建筑结构细节的设计是为了保证结构的规则性、剪力墙和嵌固端的设置。采用平面规则的建筑结构方便了设计施工，并且规范要求建筑物采用规则的方案，同时在平面规则性做了严格的限制，就是为了避免在后期的施工图设计中造成不必要的麻烦。短肢剪力墙是设计中受到限制最多的，因此在设计中要避免出现短肢剪力墙，如无法避免，则要符合各种要求。嵌固端一般出现在地下室顶板、人防的顶板位置，它的设计也需要按照规范要求进行，如抗震等级一致的要求、嵌固端上下层的刚度比值的选取、嵌固端和抗震缝的相对位置要求，如不满足规范要求，则会对工程产生严重影响，因此也要重视嵌固端的设计。
3.4 结构的抗震性能
高层建筑结构极易出现扭转效应。当受到地震作用时，会加剧结构的破坏，继而影响到邻近建筑物的稳定。在高层建筑中结构抗震是设计中必不可少的环节。结构的应力集中现象会影响结构的安全性能，常出现在凹凸的拐角处，需要引起一定的重视，避免出现或者采取补救措施来减小这种应力集中现象。高层建筑结构在竖向还常出现刚度突变和薄弱层，因此在进行抗震设计时要注意防震缝的设置，同时它也是设计时容易忽视的问题。高层建筑结构要严格按照抗震设防规范的要求进行。
4 结束语
高层建筑结构设计随着建筑的高度变化越发复杂，相关设计人员要针对高层建筑的结构特点以及主要安全影响因素进行重点考虑，在严格遵守规范要求的基础上进行合理的结构体系的选择、高度的控制，重视结构细节的设计问题，按照抗震的安全标准设计，提高高层建筑在设计上的质量和安全性能。
参考文献：
关键词：高层建筑；结构设计；要点分析
中图分类号：TU97文献标识码： A
前言
近年来，我国建筑行业快速发展，高层建筑以其空间优势得到了较好的发展，是标志着城市经济迅速发展的里程碑。然而由于高层建筑结构复杂，且施工量大等原因，要求工程设计人员在结构设计中应准确把握设计要点，确保高层建筑结构的安全性，以及投入使用的稳定性。
一、 高层建筑结构设计要点
（一）选用适当的计算简图：结构计算是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。
（二）正确分析计算结果：在结构设计中普遍采用计算机技术，但是由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时，由于结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误。或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。
（三）选择合理的结构方案
一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，即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，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，考虑各结构体系的合理性、适用性和经济性。
1、框架结构。框架结构一般用于多层及小高层结构，最大高度范围60.0m 以下(6 度设防)。框架结构的特点是，具有较大的室内空间，使用方便，但内凸的框架柱直接影响到房间的实际使用面积及家具布置。
2、框架剪力墙结构。剪力墙结构因其即能承担垂直荷载又能抵抗水平力作用，所以在高层建筑中得以广泛使用。剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度均比较高,有一定的延性，传力均匀、直接，抗倒塌能力强，整体性好,能见高度大于框架，是一种良好的结构体系。
3、框架-核心筒结构：以内部设置混凝土筒体，周圈设置框架，来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。（筒体其实是剪力墙的一种特殊形式）
4、筒中筒结构：以内部外部设置双重混凝土筒体，来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。 板柱-剪力墙结构：以混凝土柱和楼板（即无梁楼盖体系）组成的框架及剪力墙共同工作来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。
5、部分框支剪力墙结构：剪力墙结构的一种。其中部分剪力墙不落地，通过转换梁（也叫框支梁）把荷载传至框支柱（框架柱的一种特殊形式）。
（四）采取相应的构造措施：结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”，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。此外，还要注意按对称、均匀、规整原则考虑平面和立面的布置；综合考虑抗震的多道防线；尽量避免薄弱层的出现；正常使用极限状态的验算都需要概念设计做指导。
（五）地基与基础设计
高层建筑结构中基础更是极其重要的一部分，在高层项目的整个工程造价中，基础占有很大一部分，结构设计师对地基与基础设计都特别重视，高层建筑设计不同于多层建筑。其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，先要对施工场地的地质情况和地下水水位进行了勘探，从而得出相关的数据，同时还要对高层上部结构的类型和施工条件、使用功能等进行综合的考虑，同时还要考虑到施工时对周围的建筑安全性的影响，这样才能有效的保证建筑物建成后发生倾斜或沉降。
（六）高层建筑结构平面及立面形式的选择
在结构设计时要选择合理的平面布局和结构形式，尽可能达到建筑物的三心合一，因此在设计时对平面和立面形式进行选择是十分关键的。作为高层建筑，更适宜规则、简单的对称形态。同时如果平面布置极不对称，有过多的内凹、外凸等复杂形式都会加大震害。因此在高层结构的设计中，要保证结构的抗震设计中，结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果都要精确，这样将保证结构具有良好的抗震性，从而保证结构的安全性。
（七）高层的连梁设计
在内力和位移计算时，其构件可采用弹性刚度，在处理连梁超筋或截面控制超过剪压比的首要方法是选好刚度折减系数。当连梁刚度折减后，部分楼层的连梁仍然不满足要求时，可采用内调幅，调幅不宜超过20%。
（八）提高结构重要部位的延性
结构延性是指结构吸收地震能量后的变形能力。结构延性设计是高层结构概念设计的一项重要内容。结构主要靠延性来抵抗地震作用产生的非弹性变形。在结构竖向，对于体形较简单的、刚度沿高度均匀分布的高层建筑，应着重提高底层构件的延性；对于大底盘高层建筑，应着重提高主楼与裙房顶面相衔接的楼层中构件的延性；对于不规则立面的高层建筑，应着重加强体形突变处楼层构件的延性。在结构平面位置上，应该着重提高房屋周边转角处、平面突变处和复杂平面各翼相接处构件的延性。
（九）充分考虑结构抗震性能
当前国内外抗震设计的发展趋势，是根据对结构在不同超越概率水平的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性分析成为抗震设计的必要组成部分。在需要抗震设防的高层建筑中，尽可能不采用纯框架体系，可以采用框架一剪力墙、剪力墙或筒体结构体系，要根据我国的具体条件进一步总结对高层建筑的刚度要求，以便能够更经济合理地布置剪力墙和筒体等抗侧力构件。
筒体体系：凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系称为筒体体系,包括筒体-框架、单筒体、多束筒、筒中筒等多种形式。筒体是一种空间受力结构，分为空腹筒和实腹筒两种类型。筒体体系具有很高的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗震、抗风能力很强，往往应用于大空间、大跨度或超高层建筑。
二、高层建筑结构方案设计中应注意的问题
（一）考虑受力性能
对于一个建筑物的最初的设计，设计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，而结构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。
（二）提倡概念设计
概念设计通常是指不经数值计算，特别是在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题时，结合整体结构体系以及分体系间的结构破坏机理、力学关系、试验现象以及工程经验等所获得的基本设计原则与设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置以及抗震细部措施的宏观控制。采用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案一般概念清晰、定性正确，防止后期设计阶段出现不必要的繁琐运算，具有经济可靠的优点。
结语
对于高层结构设计的要点要进行深入的分析研究，重视结构计算的准确性的同时，还应结合结构方案的具体实况，对结构方案做出科学合理的选择。工程设计人员应坚持具体情况具体分析，并不断开拓思路，汲取新的技术理念，融入到实际设计中，确保高层建筑结构设计的安全、实用与美观。
参考文献
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关键词：高层建筑；风荷载；计算研究
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、高层建筑风荷载产生机理及解析
风荷载的大小以及对建筑物自身及建筑物周边作用力的大小，与建筑物体型、高度、建筑物所处位置、结构特性有关。高层建筑可能造成很强的地面风，对行人和商店有很大影响；当附近还有别的高层建筑时，群体效应对建筑物和建筑物之间的通道也会造成危害。因此在进行建筑结构设计时，必须从气流风速等风荷载产生机理对建筑风荷载进行统筹考虑。
1、阵风紊流和脉动分量：大气边界层中的风可以用一个平均风速值叠加随机的脉动分量或阵风。平均风速随高度升高而增加，脉动风速随高度的变化不如平均风速明显，脉动风速具有随机性和动力特性。结构设计人员关心的风的基本要素包括：风向、平均风速剖面、紊流度剖面和紊流的谱特性、空间任意两点风速的相关性、极值风速的概率统计特性。
2、具备特征的湍流：由于气流的惯性和粘性，来流在遭遇建筑物时，将发生复杂的流固相互作用。气流经过分离、再附、涡的形成与脱离以及尾流的发展，在建筑物表面的气体压力发生复杂变化。这会导致不均匀的压力和吸力，这些不均匀压力的合力形成了作用于结构上的外加气动力。
3、超高层建筑中的紊流风。位于大气边界层中的建筑的紊流风作用下的情况更复杂。气流在超高层建筑物周围具有不均匀性；实际建筑物形状复杂，气流在建筑物表面的发展因建筑的体型不同而不同；紊流也会加剧建筑物周围的气流或气压的复杂性；建筑物周围的其它建筑也会对气流的形成与发展产生复杂影响，
二、风荷载对高层建筑的影响及分类
风对建筑物的影响主要是风荷载对水平位移的影响，与高层建筑风效应、当地气候特点、风力状况、场地特征、建筑物体型等等因素紧密相关。
一般将高层建筑风效应分为顺风向、横风向和扭转三个方向。结构的顺风向动态响应计算一般假定脉动风速为平稳高斯过程，并利用准定常假定建立脉动风速与脉动风压之间的关系。横风向响应的机理十分复杂。一般将其划分成三种类型：①尾流激励。它指的是与涡脱有关的横风向激励，这种机理导致的横风向气动力往往有明显确定的周期性。②来流紊流引起的激励，主要依赖于建筑的气动特性。③结构横风向运动导致的激励。与这种激励机制有关的有驰振激励、颤振激励和锁定等。一般认为，高层建筑遭受这几种纯粹的激励的可能性不大。实际高层建筑的横风向激励实质是上述机制共同作用的结果，由于这些机理，气流在建筑物表面和周围产生复杂的随时空变化的压力分布。由于机理复杂，影响因素众多，需要借助风洞实验方法来研究横风向风效应问题。扭转响应是由于迎风面、背风面和侧面风压分布的不对称所导致的，与风的紊流及建筑尾流中的旋涡有关，但对于不同几何外形的建筑物，主要的影响因素不相同。
总风荷载与局部风荷载。总风荷载是指建筑物的各个表面所受风荷载的合力，是沿建筑物变化的线荷载，通常按建筑物的主轴方向计算。局部风荷载是指在建筑物表面某些风压较大的部位，考虑风压对局部某些构建的不利作用时考虑的风荷载，考虑部位一般是建筑物的角隅或阳台雨篷等悬挑构件。风荷载与楼层高度有关，越高风压越大，但不是简单的正比关系。对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按规范取值确定。对于山区的建筑物，风压高度变化系数还应考虑地形条件的修正。
三、高层建筑风荷载建模计算及研究
高层建筑三维风荷载形成机理复杂,影响因素众多。高层建筑物的风荷载包括三个部分：①平均风压产生的平均力；②脉动风压产生的随机脉动力；③由于风致建筑物振动产生的惯性力。对于高层建筑来说，动态风荷载不容忽视，要比较准确地确定风荷载往往要依赖于模型风洞试验。
风荷载具有以下特点：①风荷载与空间位置及时间(不确定性)有关，受地形、地貌、周围建筑环境等因素影响；②风荷载与结构的几何外形相关，结构不同部分对风敏感程度不同；③对具有显著非线性特征的结构，可能产生流固耦合效应；④结构尺寸可能在多个方向比较接近，风荷载需要考虑空间相关性；⑤脉动风的强度、频率、风向是随机的；⑥风荷载具有静力和动力的双重特点，其动力部分即脉动风的作用会引起高层建筑的振动。在现行高层建筑试验模型中，除以上因素外，更要考虑高层建筑群体效应，需要增加以下几类进行建模计算：
1、近地风荷载：高层建筑物周围的风环境状况是由近地风决定的，近地风的形态结构如湍流度、旋涡尺寸等以相当复杂的形式依赖于建筑物的尺度、外形、建筑物之间相对位置以及周围的地形地貌等，不同时间、不同空间的风速、风向是不同的。
2、建筑表面风压差：风作用在建筑物上产生风压差。在迎风面上由于空气流动受阻，速度降低，风的部分动能变为静压，使建筑物迎风面上的压力大于大气压，形成正压区。在建筑物的背风面、屋顶和两侧，由于在气流曲绕过程中形成空气稀薄现象，因此该处压力将小于大气压，形成负压区，形成涡流。
3、高层建筑高楼峡谷风：高大建筑林立会产生峡谷效应，带来变幻莫测的高楼风。气流分布与建筑物形状有关。高层建筑如建筑呈横长形时风速最大区为建筑上方，当建筑呈细高状时，风速最大区为建筑两侧，而裙楼建筑为横长形,情况属于前者，塔楼建筑为细长形，情况属于后者。
4、高层建筑密集区域群体效应：影响高层建筑群风环境的主要因素为①建筑群空间密度及布局；②建筑物周围环境相对高度；③风向、风速；④建筑物的尺度、相对高度；⑤局域的地形、地貌等。
5、巷道和拐角的特殊位置风压：拐角处是角区气流作用较大的区域，其附近风速较高，风力较大，流场分布极不均匀。巷道是建筑物之间的区域，当气流平行流向巷道时，由此产生渠道效应，风速不断增大，而且巷道两端是建筑物的拐角，角区气流对巷道内产生较高风速也起了一定的作用。
基于以上风荷载考虑的风荷载建模计算，其结果将作为建筑结构抗风考虑的要素，特别是考虑到水平荷载增加以及建筑表面抗压，形成了高层建筑抗风结构的整体要求。
四、高层建筑抗风结构要求
在高层建筑中水平荷载起着决定性作用，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。对一些较柔的高层建筑，风荷载是结构设计的控制因素，随着建筑物高度的增高，风荷载的影响越来越大。高层建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的侧向荷载是风荷载，在荷载组合时往往起控制作用。
建筑设计应避免严重不规则的设计方案，不应采用严重不规则的结构体系，主体结构应符合下列要求：应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；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；对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。风荷载作为高层结构设计考虑的重要设计荷载，特别对于高耸结构部分、高层建筑、大跨度桥梁、冷却塔、屋盖等，其抗风设计应按照计算手册严格进行结构荷载计算。
五、结束语
随着我国城市化发展进程的加快，高层建筑结构设计成为应用程度最高的建筑类型，因此需要结构设计人员在掌握常规设计规范的基础上，根据自己的经验积累对风荷载因素建模计算结果进行合理的调整，结合设计计算结果选择出合理的结构体系，正确的处理结构设计中的水平荷载问题，才能提高建筑结构设计质量，避免结构设计缺陷的产生。
参考文献：
[1]梁彬.浅谈高层建筑风荷载模拟[J]，城市建设理论研究，2011（07）.
[2]蔡志波.高层建筑风荷载及抗风设计[J].中国水运，2007（10）.
关键词：高层建筑；建筑设计；原则；对策
中图分类号： TU97 文献标识码： A
引言
高层建筑设计中往往过分地追求、新、奇、特，突出建筑物体同其他建筑物的不同之处，但是对高层建筑设计要点却没有进行深入细致的分析研究，使得城市高层建筑呈现出整体性差，难以在凸显城市高层建筑特点的同时，又能给人们带来使用的便捷性，满足人们生产、生活对建筑空间环境的需求。所以，如何提高城市高层建筑设计水平，满足人们对现代高层建筑的各种需求，我们必须透彻地了解高层建筑的设计原则及设计要点。
一、城市高层建筑设计存在问题分析
1、高层建筑设计中的高度问题
由于部分建筑施工单位片面追求经济利益的最大化，私自在建筑设计标准所规定的原有高度基础上加大建筑高度，以达到所赚取利润最大化的目的，从而导致一些高层建筑存在高度超标问题。由于高度的增高，增加了建筑结构的垂向负荷，超过了原有的地基所能承受的应力，导致建筑存在抗风力、恶劣天气以及地震等自然灾害能力差等一系列问题，严重危害建筑使用者的安全。
2、高层建筑楼梯设计问题
高层建筑物在进行设计的时候是为了能够利用最少的土地创造出一个满足大流量要求、视野更为开阔的空间。在设计过程中，楼梯的设计通常都是采用敞开的楼梯作为主要的客流通道，满足了人流量的要求，又满足了消防安全要求。有时为了能够更好地保障建筑物的防火要求，设计师在进行设计的时候也常采用封闭楼梯间，或防烟楼梯间、剪刀楼梯。高层建筑剪刀楼梯应分别设置前室，塔式住宅确有困难时可设置一个前室，但两座楼梯应分别设加压送风系统。两部剪刀楼梯可以合用一个前室，所以只要一个送风系统就行。但一般剪刀楼梯间前室与消防电梯前室合用，规范要求必须要分成两个前室，一个合用前室，一个防烟楼梯间前室，这两个需要分别设置机械加压送风系统。
3、高层建筑防火安全问题
高层建筑设计是非常复杂的，因为其功能的多样化，就要求其内部设计的多样化。不同的设计又会需要不同性质的材料，材料的可燃性会加大火灾的风险，特别是在风力较大的高层建筑中，一旦发生了火灾，就会迅速扩张火势，对高层建筑的安全性造成了极大的威胁。此外，高层建筑的层数越多，越应该充分考虑到高层建筑的防火安全问题。
3.1高层建筑墙体防火材料的耐火强度和阻燃性。高层墙体的使用材料必须具有足够的耐火强度和阻燃性，才能保证发生火灾时墙体结构具有足够的防火能力，从而将火灾控制在最小的影响范围。
3.2建筑整体布局应该畅通、安全。高层建筑必须配置有能够保证一定人流量的楼梯，从而保证火灾发生，电梯不能使用时，建筑内所有人员可以流畅的从该楼梯进行逃生。
3.3做好建筑物室内、外消防给水系统的设计，保证火灾发生时，配备有足够的消防用水量以及灭火设备所需的水压。自动水灭火系统是建筑物内最主要的灭火系统，而其包含的湿式喷淋水灭火系统是当前建筑物中应用得最广泛的，是目前首选的灭火系统。
3.4现代化的高层建筑，规模大，人员集中，功能复杂，设备众多，还有相当一部分高层建筑使用了大量的可燃装饰材料，如塑胶板、化纤地毯等，这些可燃物在燃烧过程中会产生大量的有毒烟气。高层建筑防排烟系统一般分为三种：自然排烟；机械排烟；机械加压送风防烟方式。
3.5对火灾报警系统内部而言，高层建筑一般采用全智能火灾报警系统。火灾报警系统还可与楼控、广播音响和门禁系统等联动。只要这些措施可靠得力，超高层建筑的火灾便可被消灭在萌芽状态，将损失减至最小。
4、高层建筑防雷击的问题
为了加强高层建筑抵御雷电能力，高层建筑的设计方案必须针对雷电采取一系列防御措施。事实上，在防雷系统设计问题上，通常按照“综合治理，整体防御，突出重点，多重保护”的原则，充分依据高层建筑自己的建筑结构特点以及周边配套设施，对高层建筑的顶端以及其它易受雷击位置装配避雷针或避雷网等有效设施，在电路上设置电涌保护器，用于保护用电设备免遭雷电电磁脉冲或操作过电压破坏。将雷电对建筑的安全威胁降到最低。
5、高层建筑结构设计体系不够合理
高层建筑的结构设计出了追求外观好看以外，还有注意设计的科学性和和合理性、体系化。对于高层建筑的设计并不是单一的，有剪力墙结构体系、筒体结构体系等等。另外，要想一个高层建筑达到一定的安全性，一定要将其整个结构设计系统化，既要考虑地震等带来的巨大载荷，也要考虑到水平方向的强风等，并且还有做好相关的预防措施。如果这些问题只是被单独拿出来解决，而忽视其他一连串的问题，就极容易给高层建筑埋下隐患，对突如其来的灾害不知所措。
二、完善高层建筑设计的对策探究
1、坚持可持续发展设计
首先，我们可以根据建筑所在气候区的特点，采取因地制宜的生态策略。如建筑的坐北朝南，南方地区漏空窗、天井的设置；如窑洞与竹楼，建筑依山就势，采用的吊脚楼、外悬挑结构等。
其次，可以利用可再生能源，如太阳能、风能，针对当地的气候条件，采用被动式能源策略。例如，特朗伯墙的使用，使该墙体成为集热器，通过气孔的开闭和可动绝热层的移动来实现室内温度的调节，实现冬暖夏凉。
再次，要充分利用现有资源或者重复利用废旧材料。如上海世博会各国场馆完全可以再利用，将其改造成旅馆或公寓，如果拆除往往会造成不必要的浪费;大量的建筑垃圾，如果在设计之初就将其纳入设计方案中，它们就可以被重复利用。利用建筑绿化，它可以降噪、降温、调节水分、净化空气等，可采用屋顶花园、墙面绿化、观景阳台等形式。
2、强化整体设计效果
2.1主体设计。在现代高层建筑的设计中，生态节能是新时代的背景下对建筑物的新要求，这要求设计者要对建筑本身的主体部分和裙房部分加强设计，在进行设计的时候，不仅要注重形式的多样性，还要满足人性化的要求。
2.2巧妙运用处理手法。高层建筑在设计的阶段中，塔楼设计变化空间较少，在设计过程中，对其底部会采用一些巧妙的手法进行处理，通常设计师会采用入口缩进和底层架空的手段进行设计，可有效丰富空间形式，满足人们的审美要求。
3、改进高层建筑中的安全设计
3.1防火问题。高层建筑物防火问题极为重要，建筑设计师们一定要严肃看待高层防火问题，保障居住人员的安全。首先，要合理规划防火分区，使楼道内的消防设施和紧急通道的分布科学、合理，考虑到楼房内所有住户的安全问题；其次，高层建筑物的布局要简单，保证安全通道的通畅，采光要好，紧急照明设备一定要随时保证其使用性，确保出现火灾时能够迅速疏通人员。
3.2消防电源与供电问题，要求高层家住的供电来源要有多种，以便出现突发事件时能够马上解决消防设备的供电问题；紧急照明问题，当高层建筑发生火灾时，要确保紧急照明装置的使用情况处于正常运行状态。
3.3消防电梯防烟问题。为了使火灾发生时，人员能够顺利进入相对无烟区且有利于通过消防电梯进行安全疏散，根据规范要求，消防电梯应设置前室，并宜靠外墙设置，这样更有利于利用直通室外的窗户进行自然排烟，这在一定程度又对消防电梯井进行了防护。
4、将高层设计与科技相结合
现代建筑设计的科技创新，一方面体现在设计作品的外形中，更体现在建筑技术中。例如弗兰克・盖里设计的毕尔巴鄂古根海姆美术馆，先运用电脑扫描将模型数据转化成施工图纸，再将图纸中的每一部分进行分解，甚至能分解为每一块需到工厂制作的铁合金外墙板，这在传统技术的时代是无法想像的。作为一名建筑设计师，就要时刻跟踪和了解当代建筑科技中出现的最新科技，并加以运用。
三、城市高层建筑设计应注意的几个要点
1、控制超高层建筑数量
超高层建筑往往以其象征性和标志性而存在，实际上这类建筑并不经济，一些已建成的超高层建筑投入使用后，收益并不乐观，可以说仅仅是体现城市形象，提高城市知名度，我们应该全面考虑利与弊，不应盲目设计兴建超高层建筑。
2、避免高层建筑密集
高层建筑的密集虽然对于城市办公等方便有利，却给城市空间带来很多压力，造成城市空间和城市交通的拥挤，甚至是一些始料不及的污染和危害，比如一些高层建筑玻璃幕墙的大面积使用造成光污染;还有就是形成高压风带和风口，这些会造成意想不到的后果。因此在设计中要对区域内的高层建筑密度进行限制，避免高层建筑的集中分布。
3、高层建筑与城市街道
高层建筑一般分布在城市中商业发达的地段，这些地段的街道本身交通荷载就较大，高层建筑将大大增加这些街道的交通压力，分布在这些街道两侧的高层建筑要尽量控制其层数和高度，同时在规划设计时要对这些街道进行扩展，加大其通行能力；或者在区域中组织立体交通，比如空中或地下的车行和人行；在人流量比较大的高层建筑的基地中应设置足够的疏散场地和出入口；应合理建筑的功能分区，组织各种出入口，使人流、货流、车流互不交叉。
在对高层建筑进行设计时应对周围建筑的场地范围认真考虑。部分临近街道的高层建筑尺度的确定，要考虑到街道上行人的舒适度，高层建筑因为主体尺度过大，为了减少对街道的压迫感，高层建筑应向后退，但如果退后尺度不当，高层建筑就变得好像与街道分离了，与其周围环境失去联系，再则高层建筑物之间的地面场地不但作为行车道路，还应该加入更多的街道生活，使环境更加丰富。
结束语
作为当代建筑设计师，要了解建筑设计的最新发展方向，结合实际情况，结合自己的设计风格，在实践中，不断摸索创新，最终在竞争日益激烈的建筑设计行业中脱颖而出。同时还能设计出既美观耐用、舒适、环保，又体现出现代科技水平、同时又具有个性风格的建筑作品来造福人类。
参考文献
[1]程昆.高层建筑住宅设计的优化分析[J].住宅科技,2013(07):132-135.
关键词：概念设计；结构抗震；结构体系；方法
地震是一种危害性极大的自然灾害，具有突发性和毁灭性。在人类历史上，经过了大大小小无数次地震，人们通过总结提出了“概念设计”的设计理念。其目的就是要从整体出发，严格选择建筑材料，对细部结构进行合理设计，从而达到抗震要求。高层建筑抗震设计主要包括以下几方面内容。
1 建设场地的选择和地基基础设计
在进行建筑结构选址的时候，要对现场进行充分的勘测，详细了解并记录水文地质情况，并对一些特殊地段进行重点分析，在此基础上选择合适的建设场地，同时根据勘测资料进行地基基础设计。
（1）选择对抗震有利的地段。在选择建设场地的时候，要根据建筑物的高度和荷载形式，尽量选择宽阔平坦的坚硬地带，避开那些斜坡和坚实不均匀的地段、软弱土地段、液化土地段等，而且在选址的时候，要在几个预选方案中进行比选，从中挑选对抗震最有利的地段。
（2）严格遵循相关规范。在选址的时候，要根据建筑物的抗震设防类别，选择合理的建设场地，例如对于甲、乙类建筑，尽可能避开那些在地震作用下有可能发生滑坡、地裂、泥石流等次生灾害的地段。
（3）地基均匀性。因为建筑物都有一定的尺寸，在选址的时候，要根据建筑物基础的尺寸，选择那些地基较均匀的地段作为建设场地，这样可以避免一栋建筑物基础落在性质相差很大的地基上面，造成基础沉降不均匀，危及整个建筑物安全。当出现建筑物落在不均匀地基上时，要尽可能采取措施，进行专业的地基处理，确保建筑物安全。
2 建筑结构的规则性
经过对地震灾害的统计可知，建筑物的几何形态对于抗震来讲至关重要，所以，在进行抗震设计时，要尽可能控制好建筑结构的形状，增强抗震性能。
（1）研究表明，建筑结构形势简单规则，在地震作用下损坏较轻，因为简单规则的建筑结构受力均匀，而且传力路径比较明确，可以有效的抵抗地震作用。
（2）尽可能保证建筑结构有较好的对称性。如果建筑结构不对称，其刚度和质量分布就不均匀，在地震作用下，各个部分受力不均匀，传力路径不明确，就会产生扭转等破坏。
（3）保证建筑结构竖向均匀性。一般情况下，建筑物在地震作用下会发生水平方向的侧移，这就要求高层建筑竖向刚度比较均匀，这就可以避免在地震作用时，结构物在竖直方向上引起应力集中或变形集中，以至于在小震作用下有严重损坏，在大震作用下倒塌。
3 合理的结构体系及构件的延性
对于整个建筑结构来讲，设计合理的结构体系并保证构件的延性相当重要，在设计过程中要遵循以下几项原则：（1）在进行结构计算时，要有明确的计算简图和说明，而且要保证建筑结构在地震作用时有合理的传力路径。（2）保证结构有足够的强度和变形能力。在地震作用时，有大量的能量瞬间传递到建筑结构构件中，如果结构构件有较好的变形能力，就可以吸收大量的地震能量，避免结构损坏。因此，在抗震设计时，要尽可能采用延性较好的构件。（3）保证结构强度和刚度合理分布。在设计时，尽可能使结构强度分布均匀，刚度在竖直方向上分布均匀，这样可以避免在地震作用时，结构物局部出现应力集中，从而造成结构物整体损坏。
4建筑结构抗震设计方法
（1）构减轻结构自重。研究表明，地震效应与建筑物的质量成正比，高层建筑高度较大，其重心也较高，在地震作用下，倾覆力矩也随质量的增加而增大，这就会对结构物带来极大危险。因此，在进行设计和建造时，要尽可能采用强度大、质量轻的建筑材料，减轻建筑物的质量。
（2）提高短柱延性。在建筑结构中，要尽量提高短柱的承载力，并采取有效措施提高短柱的延性，这样就可以大幅度增强其抗震性能，确保建筑结构的安全。
（3）选择合理的建筑材料。在设计阶段，要进行抗震分析和计算，在选择建筑材料时，要对其参数进行可靠度分析，也要充分考虑材料参数的变异性，而且尽可能选择自振频率不同的材料，避免在地震作用时结构物局部或者整体发生共振，造成严重破坏。
（4）设置多道抗震防线，这样可以避免在地震作用下，由于局部损坏而造成整个建筑结构的损坏，例如框架一抗震墙结构系统，抗震墙可以抵抗较大的侧压力，是第一道防线，当在地震作用下抗震墙发生破坏时，框架结构就起到抗震的第二道防线。 多道抗震防线可以极大的消耗地震能量，延缓或者减轻地震作用对高层建筑的损坏。
（5）加强建筑物内部的薄弱部分。在高层建筑中，由于层数较多，建筑面积较大，难免存在一些受力比较大而比较薄弱部分，在建设过程中，要及时对薄弱部分进行加强，采取有效措施增强其强度和刚度，这样就可以极大提高其承载力，避免在地震作用下过早的屈服产生较大变形，导致建筑结构局部损坏或者整个结构的损坏。
5结语
随着施工技术的不断进步，再加上各种新材料的出现，使得建筑结构有更多复杂的形式，然而，在建筑设计中，抗震设计始终占据着重要的地位，尤其超高层建筑的出现，更是对抗震提出了更高的要求。我国是一个地震多发国家，目前人类还没有掌握地震的有效规律，这也增加了抗震设计的难度，结构抗震设计是摆在设计师和工程师面前的一项迫切任务，更是保证建筑结构安全性能的重要问题。总之，对建筑结构抗震设计而言，只有进行合理的概念设计，从场地选择、地基基础设计、平立面布置、结构体系、构件连接等各方面去研究，使它们符合一定的要求和原则，给抗震计算创造有利条件，才能有效控制结构在地震作用下的薄弱环节，达到建筑抗震“小震不坏、中震可修、大震不倒”的目的。
参考文献
[1] 肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报，2007，35：107.
[2] 黄浙青，朱小德.浅谈结构设计中的抗震设计.科技创新报，2008，28：247.
[3] 张卓.浅谈高层建筑结构设计要点[J].现代经济信息.2009（ 14） .
关键词：高层建筑；结构选型；结构设计
Abstract: This paper analysis of increasingly complex high-rise building structure design and selection problems.
Key words: high-rise buildings; structure selection; structural design
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
随着高层建筑高度、规模、投资与复杂性等逐步增大，结构选型所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂，结构选型的难度与重要性增大、时间增长，耗费的人力、财力、物力增加。高层建筑结构体系的选型通常要遵循一定的原则，它不仅要考虑到建筑设计、结构设计、建筑施工的要求，而且要从建筑设备安装、结构选材方面进行考虑。最后还需考虑各种结构体系的综合经济指标。选型不当带来的后果严重且难以修复，选型风险增大，传统的结构选型设计思想与方法将面临新的困难和挑战。因此，分析现代高层建筑发展给结构选型带来的新困难与新要求，重新认识结构选型设计问题的本质与规律，进一步明确结构选型的必要性与复杂性特征，既是现代高层建筑建设实践的要求，也是全面认识结构选型问题的需要。
一、高层住宅的结构体系
1、剪力墙承重体系
剪力墙是高层住宅最常用的结构体系，采用剪力墙结构可以减少非承重隔墙数量，一般用钢量比框剪结构少，而且室内无外露梁柱，用户比较喜欢。剪力墙结构体系是以一系列剪力墙纵横相交，既作为承重结构又作为分间隔断墙。墙体具有较大刚度。同时又由于墙体纵横交错．比框架结构中的刚度大得多。这是抵抗高层建筑风荷载及地震力水平荷载的有利条件，缺点是由于剪力墙组成许多小开间，虽然结构的整体性较强，但平面布局受到了严格的约束。如能使用大跨度楼板，则可使用轻质的灵活隔断，比较自由地组织内部空间。
2、剪力墙结构体系
当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架， 便形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀。
3、筒形结构体系
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体一框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体。空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
4、其他结构体系
高层住宅的新结构体系大部分是探索性的，如筒中筒结构的发展、或者束状筒的组合，外筒桁架交错，以中心并筒悬挂式结构以及很高的桁架梁的体系等。
二、高层建筑结构选型与建筑设计
搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键在于结构选型，如果选型不当，即使结构计算很精确，也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷，所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。在非地震区的高层建筑，水平荷载以风荷载为主。所以非地震区高层建筑选型宜选用有利于抗风作用的建筑体型，也就是宜选用风压体型系数较小的建筑体型，比如圆形、椭圆形等。流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小，有利于抗风。在进行结构平面布置时，宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称，以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响，并应限制结构高宽比，防止倾覆和失稳。地震区高层建筑的体系选型，实际上属于抗震概念设计范畴，它是在总结震害规律及工程经验的基础上，以宏观概念为指导，正确地解决高层建筑的总体方案，选择合理的结构体系，以达到合理抗震。通常应选择对抗震有利的地段，选用整体性较好的基础，立体结构应具有合理的地震作用传递途径，拥有多道抗震防线，具有必要的刚度和强度，具有合理的刚度和强度分布，避免竖面侧移刚度的突变。另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并限制高宽比。对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，由于以下两个原因，竖向结构体系成为设计的控制因素：较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒；更重要的是，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多，必须精心设计。高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载，因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。同时，这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。可是，与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性的，而是随建筑物的增高而迅速增大。例如，在其它条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底上的倾覆力矩近似地与建筑物高度的平方成正比，而建筑物顶部的侧向位移与其高度的4次方成正比。地震的效应甚至更加显著。当低层或多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时，柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力，问题主要是抗剪。在“矮”房子的框架中，可以填充一些墙板，甚至全部填满墙板的办法很容易获得适当的附加支撑效果，而不必另外再加大原来竖向荷载所需要的柱和梁的尺寸。高层建筑并非如此。
三、高层建筑结构设计中应注意的问题
1、高度
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定了各种常见结构体系的最大适用高度。随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，因此对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度。
2、材料的选用
在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理是工程技术人员非常重视的问题。在结构体系或柱距变化时。需要设置加强层及转换层，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。在高层建筑中，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。
综上所述，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。为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。
参考文献：