摘 要：建筑结构设计是建筑工程施工的依据，随着人们生活水平的不断提高，人们对于建筑工程的质量要求也越来越高，因此，设计单位必须要根据建筑工程的实际情况进行设计，以保证设计的承载力及建筑结构的稳定性。随着城市建设速度不断加快，各类土建工程开发项目越来越多，城市建筑不断向着高层化、大型化的方向发展，结构越来越复杂，对结构设计提出了更高的要求。
关键词：高层建筑；结构设计；原则；问题；应对措施
前言
当前，我国城市建筑主要以高层建筑为发展方向，建筑规模不断扩大，结构越来越复杂，功能也越来越多，因此对建筑质量及其安全性都提高了要求。文章中结合笔者多年来的工作实践，对高层建筑结构设计的重要原则进行了探讨，指出了当前建筑结构设计中存在的一些问题，并提出了相关应对措施，对促进我国建筑行业的发展具有非常重要意义。
1 高层建筑的结构设计原则
高层建筑结构主要受到外界风力压力的影响，还要承受各种垂直荷载力，同时具有较高的抗震要求，通常底层建筑受到风力影响较小。对于高层建筑而言，风力、自身荷载、地震等因素是影响高层建筑结构性能的主要因素。建筑物高度逐渐增加，建筑水平位移量也随之增大，若高层建筑具有较大侧移，必然会影响居住舒适度，对建筑物安全性造成严重威胁。因此，在进行结构设计时必须依照一定的设计原则，以提高建筑结构的整体性能。
1.1 确定合理基础方案。针对高层建筑而言，结构基础设计，主要根据高层建筑的地质条件决定，确定合理、科学的基础设计，建筑设计人员必须掌握高层建筑的荷载分布、结构类型，确定具体施工建筑物影响因素、施工条件，对建筑各类条件进行综合分析后，方可确定合理基础方案。
1.2 确定合理计算简图。针对高层建筑结构而言，计算简图是一个重要环节，若计算简图不合理，极易导致结构不合理，进而导致一些不必要的安全问题。所以，高层建筑结构设计必须满足安全基础上，确定合理计算简图。
1.3 确定合理计算工具。随着信息化技术的不断发展，计算机技术在建筑结构设计中被广泛运用，信息技术为高层建筑设计提供越来越多不可估量的作用。所以，建筑结构设计人员，必须全面掌握计算机辅助计算工具，熟悉使用条件、使用范围，确定合理的计算工具。
1.4 确定合理的构造措施。针对高层建筑结构而言，结构设计满足符合“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的设计原则，确保薄弱部位的强硬，合理确定钢筋锚固长度，提高构件延性性能。
1.5 确定合理设计方案。一个设计方案是否合理，能否满足经济性原则，是高层建筑必须考虑的问题，要达到结构形式、结构体系原则，通常而言，结构设计力求做到受力明确与传力简单。
2 高层建筑结构设计中的问题
2.1 扭转问题。建筑结构设计中，建筑三心由结构中心、几何形心与刚度中心组成，在结构设计过程中，力求做到建筑三心汇集于一点，实现三心合一。高层建筑结构设计中的扭转问题，在设计过程中可能无法实现三心合一。高层建筑受到水平压力作用影响，进而产生扭转振动问题.
2.2 受力性能问题。针对建筑物而言，建筑设计师在确定初始方案设计时，必须考虑到空间组成特征，考虑到建筑具体的结构特点。高层建筑结构重力始终与地面呈向下作用。
2.3 短肢剪力墙设置问题。针对新建筑规范，通常将墙肢截面高厚比为5-8的墙体定义为短肢剪力墙.结构设置过程中，必须按照实际实验数据与施工经验要求，目前短肢剪力墙的是使用与增加，具有较多的限制因素。由于较薄的墙肢厚度，通常在200mm左右范围，在梁和墙的连接处，存在有暗柱、端柱或翼墙竖向钢筋的影响，导致相连接的梁无法达到设计所需的宽度，梁的强度可能存在缺陷。短肢剪力墙若存在较短的墙肢，墙肢与异形柱的受力性能较为接近，不利于截面抗扭。
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因现代化建筑的需求，许多建筑设计中都设置有地下车库、商业用房等底层大空间设施，针对短肢墙体结构来说，落地的墙肢，影响了车辆的流通，需要增设有结构转换层。
2.4 超高问题。通常而言，建筑结构的抗震、防火、超高结构体系规范，在高层建筑中，没有一个统一、明确的规定与划分，通常认为高度超过24m的建筑，就划分为高层建筑范围，而超过100m的建筑，就属于超高层建筑范围。在现有的建筑抗震、高度规范设计中，都要求严格限制建筑结构高度，然而在实际的建筑结构设计过程中，通常会出现各类问题，由于结构类型变更，导致施工图未能及时通过审查。要求设计师必须重新设计方案，通过专家会议讨论与商核，才能确定设计方案，进而增加了工程造价的成本与工期，影响了整体规划。
2.5 建筑物嵌固端的设置问题。许多高层建筑通常都设置有两层及以上的人防地下工程与地下室，因此，嵌固端可能在地下结构顶板处设置，可能在人防顶板处设置。所以，嵌固端设置问题上，高层建筑设计师通常不注重嵌固端设置，可能会导致一系列问题。而忽略任何一个小细节，均可能在后期工作中，大量修改建筑隐患，降低居住舒适度。
3 高层建筑结构设计中的问题对策
3.1 针对扭转问题。为确保建筑物免受水平荷载作用影响，引起扭转性破坏。高层建筑设计人员，必须确定合理的结构形式、平面布局，尽可能实现高层建筑的三心合一。
3.2 针对受力性能问题。在高层建筑设计中，首先要求设计师必须明确结构体重的地基承载力，同向下作用力之间的关系。所以，高层建筑在方案选择阶段，必须总体设想承重墙、承重柱的数量与布局。
3.3 针对短肢剪力墙设置问题。在布置短肢剪力墙结构时，通常要遵循以下原则：选择适中数量的短肢墙，符合抗侧力需求、竖向荷载需求。尽量均匀分布好短肢墙，不宜存在较大差异的轴心应力。若存在平面凹凸较多、风力较大、抗震需求时，在凸部分、角点处、平面外边缘，必须布置有短肢墙，以使其平面刚性和整体性达到要求。必须拉直和对齐各短肢墙，使其同连梁形成连续跨数多、规整的抗侧力片。若不能完全实现时，可允许在局部范围内错开，短肢墙同两方向的梁进行连结，尽量在墙肢竖平面内布置连梁，控制连梁宽度等同于墙肢厚度。控制墙肢的厚度，不宜过厚，间隔墙表面尽量少凸出或不凸出，也不应太薄，以便于稳定和施工，通常选择300mm、250mm或200mm为宜，可部分布置混合、较长的异形柱和墙。
3.4 针对超高问题。对于高层建筑而言，在结构设计初始阶段，就必须确定好高层建筑的高度，不能影响建筑类型变更，而影响建筑成本与工期。
3.5 针对建筑物嵌固端的设置问题。在高层建筑结构设计阶段，设计师要考虑到嵌固端设置合理性，嵌固端设在地面层时，地面宜设置刚性地坪，以保证传力的可靠。嵌固端在地面层或地下层时，仅表示嵌固端的水平位移受到约束，而转角则不能设为约束。
结语
综上所述，高层建筑作为一个全面、系统的工程，要求设计师必须具有扎实的设计知识功底，具有灵活思维、负责态度，与其它专业设计进行紧密配合，做到事无巨细，对错误进行总结与反思，吸取经验教训，更加合理的设计高层高层建筑结构，确保高层建筑结构的安全性与永久性。
参考文献
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论文作者:石强,
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷10期
论文发表时间:2019/9/20
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