摘要：随着我国城市化建设脚步不断加快，当前高层建筑结构设计工程师面临的一个首要问题就是怎样才能设计出安全、舒适、经济、美观，并能满足人们精神及物质生活要求的高层建筑。因此，对高层建筑结构设计要点的熟练掌握，是高层建筑结构设计人员的必备基本素质。
关键词：高层建筑；结构设计；设计要点
引言：
随着社会经济的飞速发展，城市用地越来越紧张，因此高层建筑的建设越来越多，工程量越来越大，随着建筑高度的增加，建筑质量问题越来越受到人们的关注与担心。近年来，由于自然灾害的频繁发生，建筑倒塌现象越来越严重，尤其高层建筑，一旦倒塌，将为各方面都带来严重损失。所以高层建筑的质量要保证，就要在结构设计上保证合理。
一、高层建筑结构设计的特点
1.1轴向变形是设计中不可忽视的因素
如高层建筑所承受的竖向荷载值较大，可引起柱中出现轴向变形的现象，且幅度较大，影响连续梁的弯矩，对连续梁中部的支座处负弯矩值产生了减小作用，而对端支座的负弯矩值及跨中正的弯矩值则是产生了增大作用。较大的竖向荷载值还会影响预制构件下料的长度；在这样的情况下，就需要以轴向变形作为依据的计算值，调整下料长度。竖向荷载值对构件侧移及剪力产生的影响也不可忽视，因其与构件竖向的变形相比较考虑，会产生与不安全结果不相符合的现象。
1.2水平荷载是设计中的决定因素
高层建筑所承受的楼面荷载及其自身重量于竖向构件当中的弯矩及轴力数值与高层建筑的实际高度成正比；高层建筑结构中倾覆力矩的产生与水平荷载相关，结构的轴力也由竖向构件所引起，倾覆力矩及轴力都与高层建筑本身的实际高度成正比；对于具有特定高度的建筑来说，竖向荷载在一般情况下是一个定值；而高层建筑结构中的水平荷载数值由结构动力的特性决定，随动力特性变化而变化，尤其是水平荷载当中的风荷载。
1.3 侧移是设计中的控制指标
高层建筑与低矮的楼房不一样，高层建筑结构设计工作中，关键的影响因素为结构侧移；随建筑本身实际高度的增大，水平荷载之下的建筑结构侧移的变形会迅速增大。在水平荷载的作用下，需要对结构侧移进行控制，使其保持在一定的限度内。
1.4 结构延性为设计的重要指标
高层建筑的结构要比低矮楼房的结构更柔，在地震的作用下，出现的变形幅度会更大，减少了倒塌的现象。在高层建筑的构造方面可采取相应措施，使之进入到塑性变形的阶段后，仍具有足够延性，保持较强变形能力。
二、高层建筑结构体系
2.1框架结构体系
框架结构体系是高层建筑结构体系中的一种。它是由梁、柱构件通过节点连接构成承载结构。框架结构的特点是体系在平面的布置中比较灵活，但占用空间较大，需要较大空间来安排。在结构的配料上就要进行相关改进，配料的增加导致结构自身重量增加，占用的空间更大，所以，在空间处理上会出现一系列的问题，在成本造价方面也会不经济。导致使用受限。
2.2剪力墙体系
剪力墙体系是另一种结构体系。一般用于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。在承受水平力的作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。其刚度较好，不易变形，空间整体性好，在钢材的使用上较节省，成本方面较经济，空间处理也较容易，在抗震设计上，由于不易变形，能够较好满足抗震要求。
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2.3框架-剪力墙体系
框架剪力墙体系是一种综合性较强的体系结构。此种体系是把框架和剪力墙两种结构组合在一起形成的体系。房屋的竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担，而水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。框架剪力墙结构体系拥有两种结构的优点，在空间布置中较灵活，使用方便，在抗震设计上，刚度大抗震能力较强，所以这种结构在高层建筑中得到广泛应用，能很好保障高层建筑的稳定性与抗震能力。
2.4筒体体系
筒体体系就是将剪力墙在平面内围合成箱形，形成一个竖向布置的空间整体受力的框筒。近年来由于高层建筑的高度不断创新，建筑结构设计受到前所未有的挑战。上诉三种结构由于结构自身特点，当层数超过一定限度后，就会导致结构要求的增强，承载力，抗震能力要求更高，筒体结构体系的应用越来越受到重视，它可以较好地满足高层建筑在各种受力下的要求。具有很好的抗震能力，较其他结构来说，经济合理，成本较低。
三、高层建筑结构设计要点
3.1保证高层建筑的整体稳定性
高层建筑高度大，受风荷载的影响较大，要保证其整体稳定性是关键。在地震发生时，如果整体稳定性差，整个建筑都可能发生倒塌。在设计时要进行对整个建筑进行抗倾覆稳定性验算，使地震作用下的倾覆力矩与相应的重力荷载在基础与地基交界面上的合力作用点，不应超出力矩作用方向抗倾覆构件基础边长的 1/4。建筑高宽比也是影响建筑稳定性的因素，加大建筑物下部几层的宽度，使其满足规范高宽比的限值，保证上部结构的稳定。要保证基础的埋设深度达到要求，埋设的深度要根据建筑高度进行相关的计算，保证计算准确无误。
3.2防止截面钢筋超配
要使高层建筑在遭遇强烈地震时具有很强的抗倒塌能力，最理想的办法是使结构中所有的构件都具有很高的延性。要提高构件的延性，适宜性比较困难的工程，但保证构件的延性是保证高层建筑抗震能力的基础，在设计中可以根据不同类型不同高度的高层建筑进行不同的构件延性的提高。要使结构能进入弹塑性状态，并能通过结构的塑性变形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震，就必须做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”，才能使结构在进入弹塑性状态后形成合理的延性较大的屈服机制。构件的承载力大小受到配筋的影响，所以配筋的用量要适当。
3.3剪力墙设计
剪力墙在端部应设置暗柱、端柱等边缘构件。这些边缘构件的作用相当于砖混结构的约束柱，当结构的刚度较小，地震作用下层间位移和顶点位移较大时，边缘构件所起的作用也就越大，此时暗柱的截面和配筋就应加大。在剪力墙设计中要根据结构要求进行尺寸与配筋的选择，不能随意进行配筋。
3.4地下室的设计
地下室外墙所承受的主要荷载为结构自重、地面活载、侧向土压力等。由于地下室有其独特的环境，结构也就不同于外部，在进行设计的时候，要综合考虑各个因素的影响，权衡成本，在保证结构合理的基础上还要保证经济。地下室结构设计中，外墙的设计比较关键。地下室外墙的受力状况与上部结构类型及平面布置有很大关系。在设计时要仔细考虑分析受力特点，结合上部结构类型，以及平面布置特点，对外墙结构综合设计。例如，当上部结构为框架结构时，上部填充砌体及±0.00 楼板对地下室外墙顶端的约束程度很小，此时可假定墙体顶端为铰接。当上部结构为钢筋混凝土剪力墙结构时，剪力墙及±0.00 楼板对地下室外墙顶部的约束程度很大，此时可假定墙壁顶端为固接。这些专业性较强的结构知识都要有所考虑，所以设计者要有综合性的知识，保证结构的每一部分的合理性。
结束语：
为了保证人民生命财产安全，保证高层建筑质量，就要保证结构设计合理规范，它是直接影响高层建筑的质量因素。要求相关结构设计工作人员以及监管人员在过程中发挥作用，对过程中出现的问题要及时总结并采取有效对策进行解决，保证结构的合理性，稳固性，保障高层建筑质量合格，达到国际化标准，为高层建筑行业的长远发展打好基础。
参考文献：
[1]何玮玮 . 高层建筑设计规划设计要点探究 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2013，33（19）：67-68.
[2]王懿.浅析我国建筑结构设计技术发展[J].民营科技，2011（10）.
论文作者:敖健平
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/11
标签：结构论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 构件论文; 结构设计论文; 体系论文; 延性论文; 《基层建设》2017年第24期论文;