摘要：我国是发展中的大国，随着我国各项政策的出台，各种功能性建筑拔地而起，成为我国城市化发展的重要项目。因为我国人口众多，高层建筑越来越多，其可以节省一定的空间，为城市规划提供便利条件。高层建筑的功能与安全与设计有很大的相关性。本文通过对高层建筑结构尽心分析探讨，提出了对高层建筑结构优化设计的要点，比如说折减高层建筑周期性，加强剪力墙结构设计，优化耐久性优化设计的主要措施，以供相关人员进行参考，根据自身情况加以利用。
关键词：高层建筑；结构安排；解决方案
前 言：当今社会，高层建筑已经遍布大街小巷，高层建筑不再是城市中心独有的设施，在城乡也逐渐增多。高层建筑可以在有限的土地完成建筑物的功能，更能体现出一个城市的规划水平，使城市看起来更加繁华。随着高层建筑逐渐走入人们的视野，其功能结构设计以及安全问题也渐渐引起有关部门的重视，我们此次分析，主要目的就是针对结构设计问题，提出切实可行的措施，更进一步的完善建筑物的功能设计。
1 高层建筑的结构设计的重要性
高层建筑的结构设计是建筑物的基础，一个合理优秀的设计对于高层建筑的结构和安全都十分重要。在高层建筑的设计过程中，需要考虑几个重要方面的问题，主要包括房屋的高度、房屋的抗震功能、房屋的防风能力以及房屋的整体框架结构。以上几点都是房屋设计问题的关键，上述几个问题不能得到有效的解决，房屋的安全问题就得不到有效的保障。所以，在设计高层建筑时，一点要严谨认真，保持端正的态度，多方位考虑问题，防止出现纰漏，影响建筑的安全和功能。
2 影响建筑结构设计的主要因素
2.1 建筑的载荷能力
通常来说建筑物的载荷有两种，一种是竖向的一种是横向的。对建筑物的承受能力取决定作用的是水平载荷，其大小与建筑物的高度息息相关，建筑物的内力与高度有关，也就是说随着高度的增加，内力和位移程度也会不断增大，影响建筑物的功能。
2.2 建筑物的侧向位移程度
水平荷载能力会产生内力，内力会随着建筑物的高度增加而发生变化，在这个变化的过程中，建筑内部的结构，也会随之发生改变。这样一来，在工程师设计建筑的结构时，就一定要注意内部各种力的作用之间的关系，从而设计建筑的结构，保证建筑物的承受能力，为高层建筑的结构与功能以及建筑过程中的安全问题保驾护航。
2.3 建筑的轴向变形问题
高层建筑与普通建筑十分不同的一点便是随着建筑物的升高，由于各种力之间的相互作用，其轴向变形的幅度也会逐渐增大。通常在设计高层建筑的时候，人们通常只考虑到水平荷载及侧向位移程度，而忽视了建筑的轴向变形问题。事实上，轴向变形问题在低层建筑中并不突出，只有在高层建筑中才显得轴向变形力数值非常大，所以在高层建筑的设计中一定要注意轴向变形的问题。轴向变形的问题一旦忽视便容易引起建筑的安全问题，所以一定要引起重视。
2.4 建筑内部的延展性
任何事物想要有效地规避外力的损害都要具有一定的延展性，自然高层建筑也不例外。建筑的延展性也就是我们所说的柔韧性，能够有效地规避外来力量的伤害。例如在地震的过程中，如果当受到强烈的外力侵袭时，建筑能够利用延展性产生变形的能力，就能够避免损害。所以在设计高层建筑的时候一定要采取有延展性的设计，应用具有延展性的材料，这样才能够保证建筑物的质量问题。
3 目前高层建筑结构设计要点
3.1 建筑过高
高层建筑是我国建筑行业的主要建筑内容，高层建筑有很多的优点，包括节省土地面积，完善城市形象等。但是现如今有很多建筑商为了追求建筑的高度而忽视了建筑的安全问题，使得其建筑物的高度高出了其地基以及内部结构所能够承受的高度，增加了建筑物的压力以及建筑物的安全风险。建筑物一旦超过了其所能承受的范围，在遇到强风和地震的时候就容易出现风险，也就是说建筑物过高会失去其抗震与抗风的能力。我们都清楚的知道建筑物的地基是建筑的根本，地基的结构基本决定了建筑的高度范围，不能超出一点，宁低勿高。对此，在建筑物的设计过程中，一定要严格控制建筑物的高度，使其高度在能够承受的范围内，避免出现建筑物过高的情况。
3.2 嵌顿的问题
在建筑物的结构中，嵌顿更是一个很重要的环节。不同位置的嵌顿都有不同的作用，但都能够保证建筑物的质量，所以在很多不同地方的嵌顿有不同的要求。通常情况下，嵌顿的作用都非常明显，正常情况下都能发挥其特定的功能，不会给建筑物带来其他负面的影响。但是在高层建筑中，建筑物的层数都比较多，有的建筑物甚至有两层以上的地下室，属于多层数的地下室。这样的高层建筑物，在嵌顿的位置和结构上就有了其他不同的要求，这样一来，也就增加了建筑嵌顿的难度。
3.3 高层建筑物结构承受力的问题
高层建筑物由于其对比于其他普通的建筑有更高的层数也就有更大的重量，其承重的要求也比普通建筑要高。在通常情况下，工程师在设计建筑物的过程中，最重要的问题便是承受力的问题，但是他们往往忽视了这一点，主要考虑建筑物的结构复杂性的问题，这样便忽视了建筑的重要问题。在结构承受能力不够完善的建筑中，初期可能不会呈现太多的弊端，但是在投入使用之后，缺点会慢慢的显现出来，甚至在强烈的撞击之后可能会出现安全问题，损害人们的财产及生命的安全。
3.4 扭转力控制问题
归根结底，高层建筑物的主要问题还是由于其高度的问题。高层建筑物一旦逐渐建高，其内的力量也就都更加复杂化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这些特殊的力中，有一种力叫做水平作用力，它会使建筑物发生扭转的现象，这样的扭转会给建筑本身带来威胁，容易发生建筑物坍塌变形的现象。
4 高层建筑的要点控制
4.1 健全结构体系
对于前文所述的主要问题，我们都应该予以重视。对于建筑物的结构问题，首先我们应该健全建筑的体系，有关部门应该召集建筑专业人员，制定建筑行业的行业规范。有效的行业规范从建筑的专业水平与专业知识出发，不仅能规范建筑人员的行为，也能够为建筑事业指明方向。现设建筑行业的规范并不是主要目的，在规范形成一定的系统之后，也要引领各个建筑单位，加大力度对规范进行执行。
4.2 规范设计全过程
我们都知道建筑的根本就是建筑的设计，然而在实际的建筑过程中，设计不善的问题经常发生。建筑的设计虽然是建筑之初的任务，但是其好坏却能影响整个建筑的，全过程。为了使建筑的设计更加合理、科学、规范，我们一定要严格把守建筑的设计关。首先要加强设计人员的管理，在设计人员的选用上，我们要选取专业的工程师，避免工程师不专业的人影响建筑设计的水平。其次，在设计之后，我们也要邀请其他工程师来对建筑进行评估，找出设计的缺陷，加以修正，以完善整个设计。最后在设计实行之后，投入到真正的建设过程中的时候，我们也要不断的将设计理念与实际相结合，如果发现实际情况与设计理念有不符的地方也可以请示工程师加以修正。
5 高层建筑结构设计的优化措施
5.1 折减高层建筑结构的周期性
高层建筑在设计框架、顶盖等结构时，由于填充墙体的具体存在，导致实际中的结构表现出来的刚度比设计时候计算得到的刚度相差比较大，计算的周期同时也比实际的周期相差比较大。因此，结构剪力算出来偏小的时候，会造成房屋的一些结构产生不安全因素，所以应该适当把房屋结构设计时计算得到的进行折减，能够取得到显著的效果，但是高层住宅建筑的框架结构，不能折剪计算得到的周期。
5.2 对剪力墙的设计要加强
剪力墙的设计关键是连梁设计。联肢墙是连梁把各墙肢进行联结组成，增大了约束墙肢的刚度。连梁刚度被增大导致结构地震作用同时增大，也增大了连梁与墙肢的分配内力，这种情况下只能把构件配筋量增大，这样的设计结果明显在很大程度上浪费了材料。所以，高层住宅建筑结构在设计的时候，不应该把具有大刚度的窗下墙当作连梁，而是要把连梁设计分为截面和小刚度的弱连梁。当然，满足了结构的刚度和变形的要求后，就要从经济的角度和抗力以及变形方面进行综合的考虑，合理进行抗侧力构件的布置。结构抗侧力的刚度随着剪力墙的数量增多而增大，但是相应的结构位移随之减小，抗侧力刚度变大的同时结构地震力也随之增大，非常不利于结构造价的控制。所以，剪力墙应该遵循周边分散、均匀等原则进行合理的布置，对水平位移的限值进行规范化，尽最大程度的把剪力墙的数量降到最低。
5.3 高层建筑结构耐久性设计的优化
高层建筑结构耐久性的设计能够确保在高层使用后，在合理使用的寿命期限里，应该满足居住者的使用要求。但是在设计上很多都没有达到要求，其主要原因是对建筑结构的使用过程缺乏合理的考虑，可能遭受条件以及使用环境的影响最终导致房屋结构的损伤，造成房屋可靠度的指数降低。近年来，人们的生活水平得到很大的提高，对生活质量的要求越来越高，加上在实际的工程中，由于一些使用要求、技术指标等成为了设计中的主要矛盾时，设计方案就无法单纯的追求节省经济。因此，在高层住宅建筑结构的设计以优化为目标时，应该要正确了解掌握设计中关键性的问题，主次分明的对目标进行设计的优化，使之能够达到整体满意的效果。
5.4 高层建筑结构抗震性设计的优化
进行图纸的设计时，应该按抗震设防进行分类，抗震等级要依照具体的建筑高度、结构类型以国家颁布的《抗震规范》为标准进行确定。在建筑中可以不考虑地震震力的振型数据耦联扭转的计算；当振型数据>3时，要以3的整数倍进行计算，但是数据必须小于建筑物的层数；当建筑物的层数低于2层时，振型数可以采用建筑物的层数。但是在房屋结构不规则时，就要对扭耦联转进行考虑，高层住宅建筑的振型数不能低于8，建筑结构的层数多、刚度系数大，就应该多要振型数，才能达到更好的抗震效果。
5.5 结构设计要注重细节的优化
在设计过程中，不仅要注重整体结构，也要注重局部构件。浇板设计可以把异形板细分成矩形板，能够使受力更加均匀，同时也防止发生拐角裂缝。在建筑底部的梁箍筋使用的配箍量相当较大，因此箍筋采用冷轧带肋的钢筋，不仅可以减少箍筋直径和肢数，还能节约工程造价。当高层住宅建筑的结构不规则纵向时，特别要仔细计算出最薄弱的位置加以优化。
结束语：
综上所述，在现阶段，高层建筑作为我国建筑工程的主体部分，不管是居民楼、写字楼还是商业大楼，都需要采用高层设计。以上就对影响高层建筑结构设计的因素进行分析，并且提出了加强优化控制，以保证建筑结构的抗震性、耐久性等，促使建筑高层行业的不断发展。另外，建筑行业的相关人员都要不断地研究高层建筑的结构问题，为我国的建筑行业做出科学贡献。
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论文作者:印亚荣1,王洪虎2
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/29
标签：建筑论文; 建筑物论文; 高层建筑论文; 结构论文; 结构设计论文; 刚度论文; 建筑结构论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;