高层建筑结构设计要点大全11篇

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篇（1）

1高层建筑结构设计的基本原则

1.1结构方案合理化原则。高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致，同时应满足经济性的要求，其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物，其结构体系应相同。1.2计算简图合理化原则。高层建筑结构设计的基础是计算简图，计算简图的合理性直接关乎高层建筑结构的安全，由此可见高层建筑结构设计必须坚持简图合理的原则。高层建筑结构构件及节点的简化可以有多种选择，但必须把计算结果的误差控制在合理的范围内，以免对建筑结构产生负面的影响，从而影响建筑结构的安全。1.3结果分析精准化原则。伴随着计算机技术的迅速发展，当前很多领域都开始应用计算机技术，并且发挥着至关重要的作用，而在建筑结构方案设计中，通过应用计算机技术能够对相关数据进行科学更加科学的分析，不仅能够有效的降低人工计算存在的失误，而且还能确保建筑结构方案的准确与合理。

2高层建筑结构设计特点

2.1水平荷载。建筑同时承受竖向荷载和地震及风产生的水平荷载，在多层建筑中，因水平荷载产生的内力和位移相对较小，对建筑建构设计的影响不大，主要是以重力为代表的竖向荷载着建筑结构的设计起控制作用。而在高层建筑中，很多时候是水平荷载对建筑结构设计起决定性作用，尽管竖向荷载对结构设计会产生重要的影响，但相对于水平荷载来说，影响相对较小。2.2轴向变形。对于多层建筑轴力项相对于弯矩项来说，对结构设计产生的影响不是很大，结构设计时可只考虑弯矩项而忽略轴力的影响。但是对高楼层建筑结构进行分析所要考虑的因素就不太一样了，需充分考虑到高层建筑的层数、高度对竖向构件轴力值的影响。随着高度的不断增加，竖向构件的轴力变形也会变得特别明显，当竖向构件轴向变形达到一定的程度，会使高层建筑的结构内力数值和分布产生变化。2.3建筑侧向位移。随着建筑楼层及高度的增加，在水平荷载的作用下产生的侧向位移也会不断的增大。高层建筑设计时，需要保证足够的结构强度，在应对风荷载及地震作用产生的内力作用时，才能有足够大的力量去抵御。为了能够将风荷载及地震作用下产生的侧移距离控制在一定的限度之内，就必须拥有足够的抗侧刚度能力，才能较好的保障结构安全及正常使用的舒适度。

3高层建筑结构设计存在的问题分析

3.1建筑短肢剪力墙设置存在问题。随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高，高层住宅建筑中短肢剪力墙的运用越来越多。在一般情况下，建筑结构的短肢剪力墙是指墙肢的高度、厚度比例为5-8的墙体。短肢剪力墙与普通剪力墙相比承担较大轴力与剪力，抗震性能较差，从受力特性及构件的安全储备有别普通剪力墙，为安全起见，在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构，在某些情况下还要限制建筑高度。3.2抗震结构设计问题。高层建筑结构设计中很重要的内容是结构抗震设计。受高层建筑高度过高、荷载过大的影响，一旦出现了地震，就会诱发出各种不可估计的问题。现阶段我国建筑工程建设要求高层建筑最低要保证五十年的设计基准期，并对高层建筑的抗震设计进行了明确的规定。但是在实际结构设计中，存在设计人员对规范理解不透、概念设计模糊等问题。如果高层建筑结构设计人员没有充分认识到上述问题，就会给高层建筑留下安全隐患。3.3扭转问题。质量中心、刚度中心和几何中心是高层建筑结构设计中的“三心”，“三心合一”也是高层建筑结构设计过程中需要尽量达到的目标。但是在实际设计中存在“三心”偏离较大的问题。在三心偏离较大的情况下，受较大水平力的影响就会出现高层建筑扭转震动的问题，影响高层建筑的安全。

4高层建筑设计相关假定

4.1弹性假定。当建筑处于一般风力的、正常使用竖向荷载及低于设防烈度的地震的作用时，建筑结构构件一般处于弹性的工作阶段，这一假定与实际的工作情况存在的差异不大。但当遭遇强震作用或者强烈的台风天气时，建筑产生的位移会比较大，结构构件会转入弹塑性的工作阶段。在这个时候就应当按照弹塑性动力分析方法进行分析，而不能只按照弹性假定的方法计算，否则就不能将结构构件的真实工作状态反映出来，留下安全隐患。4.2小变形假定。小变形假定方法是除了弹性假定之外另一种比较常用的方法，但也有学者对几何非线性问题进行研究。除了弹性假定，小变形假定方法也常被采用。但有不少学者对几何非线性问题（P-Δ效应）做了一些研究。一般情况下，当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时，P-Δ效应的影响就不能被忽视了。4.3刚性楼板假定。目前在我国对很多高层建筑结构进行分析时，都是将楼板的平面内刚度设定为无限大，而将楼板平面外的刚度予以忽略。在这种假定下，建筑结构体系的自由度在一定程度上减少，对计算方法进行了简化。此外通过这种假定，使得在使用薄壁杆件的理论在对筒体体系的结构进行计算时非常方便，但是一般情况下，因为受到计算方式以及其他因素的影响，使得这种假定通常比较适合对建筑的框架以及剪力墙体系的计算。4.4计算图形的假定。在高层建筑架构体系中，整体分析将采用的计算图形分为一维、二维协同分析和三维空间分析三种。其中，三维空间分析的普通杆单元，每一节点含有6个自由度，按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应该考虑截面翘曲，截面翘曲有7个自由度。

5高层建筑结构设计要点

5.1建筑的载荷设计。在高层建筑的建筑结构设计中，建筑的安全性以及稳定性是设计的重中之重，而建筑的荷载直接影响着建筑的安全以及稳定，因此在进行建设设计时一定要做好荷载的计算。相对于一般的建筑，高层建筑的荷载及其组合要复杂的多，相关的设计人员在进行建筑的荷载计算时需要考虑的内容也多得多。在进行高层建筑的荷载计算时，最主要的内容是以下两个方面：建筑的地震荷载以及风荷载。在实际的设计中，复杂的超限高层建筑还应当进行的风洞试验及振动台试验，以确保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的设计。因为高层建筑的高度要比普通建筑高出很多，多以其对应力的承受能力也不一样，因此当地震时其产生的反应程度也不是一样的，因此对于高层建筑，在进行设计的时候必须要充分考虑抗震设计。而且抗震设计时，必须要对建筑所处的地形地质条件都进行充分的考虑，通常土地比较坚硬的其抗震强度会比较大，所以要尽量选择硬度比较大的土层，而避开那些土质疏松的地层，而对土层的变化进行有效的把握成为抗震设计中的一个困难点。5.3高层建筑结构的包络设计。包络设计是近年来比较常见的设计方式，可以有效解决工程项目结构设计中存在的各种问题。当前工程设计问题变化比较多，有许多因素都会影响到结构效应，各种问题盘根错节，使用目前已经掌握的只是或者软件很难对其进行准确的分析。学术科学和工程的不同点在于后者难以长时间等待。因此要通过优化结构设计的形式，利用最少的经济投入来获取最大的经济效益，并解决工程项目存在的问题。不同的工程条件可以用不同的网络设计原则来处理，在对待转换结构转换层或者连体结构时，也可以用网络设计，对构件进行分析验算，取不利值包络设计。

总之，高层建筑的复杂性不仅要求其设计人员必须具有较高的综合素质，而且还有掌握足够的理论知识以及相关的法律知识，而且在对其进行结构设计时也要对对建筑周围的环境进行综合的考虑，由此来提高设计的质量，同时降低建造的成本，促进高层建筑的健康发展。

作者:崔惠林 单位:保定市城乡建筑设计研究院

参考文献：

[1]刘军进,肖从真,王翠坤,徐自国,田春雨,陈凯.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建筑结构,2011,11:34-40.

[2]曹彬,李铭.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].中国建筑金属结构,2013,22:65.

[3]杨留学.论高层建筑结构设计的注意事项和要点分析[J].门窗,2012,08:225-226.

[4]王慧君,徐勇.高层建筑结构设计的要点探析[J].科技与企业,2014,06:171.

[5]杨俊.高层建筑结构设计中的要点分析[J].江西建材,2014,13:35-36.

篇（2）

Abstract: with the development of land resources, the growing tension, high-rise building more and more as the choice in the urban construction and development of a kind of form of construction, and the design of the building structure changes more and more, building type and function more and more complex, high-rise building structure design also has become more and more high building structure engineering design work of the difficult points and key. So the article through the structure design of a high-rise building, and discusses the design put forward that should be paid attention in the main points, for everyone to discuss and study.

Keywords: high building; Structure design; Design choice; points

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号

前言

高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。

一、 高层建筑结构体系的选择分析

高层建筑结构是否合理、经济的关键就是高层建筑抗侧力结构体系的选择是否合理，抗侧力结构体系有框架、剪力墙、框架－剪力墙、框架－核心筒、筒中筒等。对结构选型来说，没有普遍使用的选择标准，往往是随着建筑的环境、功能要求有所变化，每一选择都有其优劣这就需要结构工程师认真地对比和考虑。例如：框架结构建筑平面布置灵活，构件类型少，设计和施工都较简单，但其抗侧刚度小，当建筑较高时，梁柱截面大，影响室内使用空间；剪力墙结构整体性好，抗侧刚度大，侧移小，但其平面布置不灵活，一般适用住宅及旅馆；而框架－剪力墙结构则综合了框架结构和剪力墙结构的优点，并可以设计成双重抗侧力体系，框架－剪力墙结构设计中要注意的就是剪力墙的布置要均匀，刚心与质心重合或相近，且剪力墙数量不宜过多，满足规范的侧移限值即好。框架－核心筒的受力性能与框架－剪力墙相同，由于外框架间距大，使得建筑空间大而灵活，采光好，是高层公共建筑和办公用房的理想选择，在高度较高时，还可以加伸臂减小侧移。筒中筒结构由于柱距小近年已较少应用。

二、 高层建筑结构设计特点

2.1水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2 轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

2.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2.4结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

三、 高层建筑结构设计的基本原则

3.1以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的结构形式。即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，随着第一道防线破坏，结构变柔后仍有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。

3.2 在对结构进行分析计算时，应该运用最简单、最直接、概念最清楚的计算方法，将结构的受力与传力途径设计成简单、直接、明确。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。

3.3 尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度中心(简称刚心)和建筑物表面力(风力)作用中心或质量重心(质心)靠近或重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应。

3.4建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，避免出现软弱层和上下层间的剪切刚度、弯曲刚度和轴压刚度的突变。

3.5 应重视上部结构与其支承结构整体共同作用的机理，即传力与受力结构两者之间的共同作用；例如，在高层建筑的箱基和筏基的底板设计中，计算软件无法进行上部结构－地下室－地基基础的相互作用分析，计算出来的底板内力远远大于底板实际受到的内力。

四 高层建筑结构设计的设计方法要求

4.1屋面活荷载取值

框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年，不打算修改。但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到0.5kN/m2。《钢结构设计规范》征求意见稿规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6。门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有克扣荷载情况，今后应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“挖潜”。

4.2屋脊垂度要控制

框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不明确，它可能讲课时说过不包括屋脊点垂度。现在了解到，美国是计算的。他们作框架分析，一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。现在打算做个规定，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。

4.3钢柱换砼柱

少数单位设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。还有的单位，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。建筑结构是一门科学，如果不按科学办事，是要吃苦头的。今后国家要执行建筑法，实行强制性条款，违反其中一项，出了工程事故，是要受罚的。

五 高层建筑结构设计应注意的要点

在高层建筑的抗震设计中，概念设计的思想也得到延伸，所以结构工程师必须对结构地震破坏机理有深刻的认识，对地震试验研究成果有一定的理解，这样才能从概念上作出判断，并采取措施。我国的抗震设防目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。抗震结构构件必须有足够大的承载能力，足够的刚度、延性和耗能能力，以达到抗震设防目标。在同一地震作用下，刚度小的结构变形大，刚度大的结构变形小，所以，对同种材料而言，钢筋混凝土框架结构比设置了剪力墙的钢筋混凝土结构震害严重。另外，建筑的体型和结构总体布置也是在抗震设计值得特别重视的，平面形状上宜简单、对称、避免过多的外伸、内凹、避免细腰形和角部重叠平面；电梯、楼梯的布置尽量避免布置在端角和凹凸处；避免错层布置等。建筑立面也应是规则、均匀、从上到下外形变化不大，没有过多的外挑内收，避免突变。还有一点就是建筑的非结构构件与建筑主体结构必须存在可靠连接，使其在地震时不脱落，以免发生倒塌伤人。

六 结论

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多元，为了满足市场的要求，高层建筑结构设计师必须严格执行设计标准，根据工程实地情况选择合理的结构方式，注意高层建筑结构设计的难点和要点，为后期的施工打下良好的基础。

参考文献

[1]肖峻．高层建筑结构分析与设计[J]．中化建设，2008，（12）．

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在城市化大发展的今天，大量人口涌入城市，在带来巨大劳动力的同时也挑战了人口居住能力。为了更好的节约城市土地空间，提升城市化发展水平，城市中的高层建筑物越来越多。但是随之而来的是高层建筑的质量问题，比如高层建筑设计人员对建筑结构设计不规范，进而导致建筑质量下降，影响到整个建筑的安全性。设计人员在进行相应设计时需要综合考虑城市发展状况以及高层建筑的结构设计，这样可以保证建筑结构质量，提升建筑的安全性。

1、高层建筑结构特点及布置原则

1.1 高层建筑结构特点

在高层建筑中，每一个建筑都有自身的结构特性。这需要设计师根据建筑周围状况以及建筑自身的特性来进行结构设计，这样才可以保证建筑整体质量，提升建筑的安全性。高层建筑结构要承受两种载荷，他们分别来自垂直载荷以及水平载荷，同时它还要承受自然灾害例如地震的影响。相对于低层建筑来说，高层建筑所要承受的载荷力比较大，如果结构设计不精确，会直接影响到建筑的安全质量，最终会影响到人民的生命财产安全。在高层建筑中，载荷以及地震的作用会随着建筑物的高度增加而增加，这样容易导致建筑位移速度加快，但是如果位移过大，就会导致建筑安全问题出现，还会对非结构构件以及结构构件造成损坏。因此在进行结构设计时，设计人员应该讲结构的位移控制在一定范围内，减少位移带来的建筑结构风险。

1.2 高层建筑结构布置原则

高层建筑结构的布置非常严格，这样才可以保证建筑的安全。在高层建筑结构的布置原则中主要有两种。第一，结构平面布置；第二，结构立体布置。结构平面布置就是指在进行建筑结构的设计和布置时，设计人员要按照平面的形状来进行，做到简单、规则和对称，这样可以使质心和刚心重合。如果建筑结构的偏心过大，就会导致结构构件的位移，使得应力过于集中，影响到建筑结构质量。在高层建筑平面布置中，不宜采用不规则的平面，应该遵循相应的规定和设计要求来进行设计，从而提升建筑的结构质量。如果确实布置的平面不规则，则需要将其分为若干个规则简单的平面来进行处理，这样有助于建筑的抗震，提升建筑的抗震效果。而结构立体布置，则需要在结构的竖向布置中遵循规则和均匀的原则。在这样的结构中建筑刚度应该自下而上逐渐减小。如果下层刚度过小，就会导致下层结构的承压能力较弱，使得建筑承载力集中在下部，进而出现结构问题。严重时还可能会导致建筑的全面倒塌，因此在结构立体布置中需要遵循相关原则，确保建筑结构的质量。上部楼层在收进时要保持尺寸的科学性，减少收进对建筑结构的不利影响，提升建筑结构的整体质量。

2、高层建筑结构设计要点

2.1 地基与基础设计

高层建筑结构中地基是建设施工的基础。建筑设计师在进行高层建筑结构设计的过程中要对建筑地基进行全面了解，要对建筑结构和建筑环境进行全面分析，确保将环境和施工有效结合在一起，提高设计的可实行性。我国的建筑环境差异较大，地质情况各不相同，因此在进行设计的过程中设计人员要对地质状况进行深入研究，确保施工顺利进行。设计人员要首先对地质水位进行勘探，对地质数据、上层结构类型、使用功能、施工条件进行综合考虑。其次要对周围建筑环境安全进行研究，观察建筑物沉降或倾斜状况。最后要对建筑物设置位置及标高进行了解，对建筑施工科学性进行分析，确保施工顺利进行。

2.2 水平荷载问题

施工的过程中影响建筑质量的因素主要有：垂直荷载、风力产生的水平荷载、地震抵抗力等。水平荷载对建筑质量起决定性作用。水平荷载是建筑结构设计的主要控制因素，其在楼房自重及楼面自重等方面具有非常好的结构控制效果，可以对楼房结构进行倾覆，加强建筑竖构件的作用力。设计人员要对水平荷载的大小和方向进行分析，对水平荷载可能导致的高层建筑结构问题进行预防和控制，加强对建筑结构的强化效果，减少水平荷载造成的建筑结构问题。

2.3 结构侧移问题

侧移问题是当前高层建筑设计中的关键影响因素。在高层建筑结构中，水平荷载作用可以导致高层结构向侧面变形，导致建筑结构出现侧移。因此，设计人员要对结构强度进行有效控制，加强对风荷载作用力产生的内力抵抗效果，要对内侧的刚度进行强化，确保在水平荷载下产生的侧移在一定的范围内，降低可能出现的侧移问题，提高高层建筑的使用安全性。设计人员要对高层建筑的侧移进行定时监测，对超出侧移范围的高层建筑及时进行处理，降低可能出现的建筑质量问题和安全问题。

2.4 结构延性问题

高层建筑结构具有较好柔和性，在地震作用下可以形成更大的形变。为了提高高层建筑结构的抗震作用，设计人员要对建筑结构塑性形变进行强化，保证高层建筑在进行塑性形变的过程中仍具有较强的抵抗变形能力。要在进行高层建筑结构设计的过程中对高层建筑结构进行合理强度强化，对高层建筑边角、高层建筑底座等部分进行合理处理，保证高层建筑结构具有足够的延性，加强高层建筑的安全性和稳定性。

2.5 结构选型问题

高层建筑结构施工工艺在一定程度上不仅会影响到建筑施工材料的消耗，还在很大程度上影响到工期和质量。因此在进行高层建筑结构选型的过程中，设计人员要对建筑结构体系进行全面控制，对建筑结构工艺进行合理选取。在进行选型的过程中，设计人员要对高层建筑结构平面及立面进行控制，保证将建筑结构的几何中心、刚度中心、结构中心有效汇于一点，提高单独结构的控制效果。要注意将建筑结构力学分析进行完善，保证建筑施工的受力效益和受力特性，对高层建筑结构选型概念阶段进行设计，保证建筑施工的经济效益。设计人员要对选型环境、工艺、施工效果等因素进行全面考虑，提高建筑结构的综合效益，降低可能出现的工程资源消耗和工程资源浪费现象。

2.6 抗震及连梁问题

在进行抗震设计的过程中，高层建筑一般不采取单纯框架结构体系，常选取框架一剪力墙、剪力墙、筒体结构等完成对自身结构的加固和抗震。这种方法可以有效提高对地震的抵抗效果，加强建筑结构的经济性。除此之外，高层建筑在进行内力和位移计算的过程中还常使用弹性刚度。弹性刚度可以有效对连梁超筋或截面控制超过剪压比的连梁刚度进行控制，提高连梁的效果。在框架-剪力墙结构中，设计人员可以对连梁的刚度进行降低，对刚度系数进行折减。当折减后建筑结构仍不能满足设计的需要和要求，设计人员可以适当对连梁进行内调幅，但是在实际调幅过程中要保证调幅力度低于20%。

3、结语

当前我国高层建筑越来越多，尤其是在土地资源比较紧张的大城市。加强高层建筑结构的讨论，能够更好的提升建筑结构质量，保证建筑的安全。通过上述建筑问题以及建筑结构设计要求的讨论，使我们更加深入的了解到高层建筑结构设计的重要性。严格规范建筑结构设计人员的设计行为，明确建筑结构设计的各项标准，可以提高建筑结构的科学性，保证建筑内部人民的生命财产安全。因此，科学的高层建筑结构设计理念，能够适应我国建筑行业发展的要求，能够适应我国社会经济进步的需要。

篇（4）

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

[1]宗光国.高层建筑结构设计要点分析[J].科技创新与应用，2013，（8）.

[2]王作荣.谈高层建筑结构设计的要点[J].企业科技与发展，2010，（16）.

[3]杨俊.高层建筑结构设计中的要点分析[J].江西建材，2014，（13）.

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中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

前言

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。高层建筑得到了前所未有的发展，应用于建筑工程中的材料、形式、力学分析模式也越来越复杂，结构体系更是多种多样，高层建筑结构设计也成为了工程设计师所面临的一项重大课题。因此，为了能够满足建筑的功能需求，在对结构进行设计之前，对其中所涉及的要点进行探讨和分析是必不可少的，只有在充分掌握设计要点的基础上，才能够设计出符合建筑功能要求的整体结构。

1 建筑结构设计要点

高层建筑结构设计主要是指在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。建筑结构的设计特点主要可以分为以下几个方面：

1) 水平荷载是决定因素。水平荷载对高层建筑结构具有重要的作用，也是高层建筑结构设计中所主要考虑的因素。在高层建筑中，由于竖向荷载所引起的轴力与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载所引起的倾覆力矩及竖向构件的轴力与建筑高度的二次方成正比。由此可见，随着高层建筑高度的不断增加，这个值也会随之逐渐增大，对建筑结构的影响也必然会越来越大。

2) 结构延性成为重要设计指标。延性主要是在高层结构抗震设计中采用的，结构延性主要是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始至达到最大承载能力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。随着荷载的不断增加，受弯构件受拉位置的混凝土就会出现裂缝的情况，严重的还有可能导致构件被破坏。

3) 轴向变形也同样很重要。轴向变形在结构设计中也是不容忽视的。高层建筑中所涉及到的竖向荷载值往往都比较大，很容易引起柱中的轴向变形，从而对连续梁弯矩产生一定程度的影响，同时还会影响到预制构件的下料长度。因此，建筑设计师一定要对此给予高度的重视。

2 高层建筑的结构体系

设计师如果想要对建筑的结构进行科学合理的设计，就必须全面了解其体系的构成。就我国目前高层建筑的结构体系来看，主要包括以下几个方面:

1) 剪力墙体系。剪力墙主要是指承受风荷载或地震作用所产生的水平剪力的墙体。而剪力墙体系主要是受力主体结构全部都是由平面剪力墙的构件组成的一种体系。其不仅能够承担结构中水平构件所产生的竖向荷载，而且还能够承担外部因素所引起的振动作用，比如地震作用以及风力等。剪力墙本身具有较高的强度和刚度，同时具有一定的延性，是一种不错的结构体系。

2) 框架—剪力墙体系。由于剪力墙本身具有较好的强度和刚度，因此，在框架体系的强度和刚度达不到建筑使用需求的时候，往往会采取安装剪力墙的方法来代替部分框架，二者所形成的体系就是框架—剪力墙体系。其中，框架所承受的主要是垂直荷载的力量，剪力墙所承受的是水平剪力。剪力墙的设置不仅能够在很大程度上增强建筑的侧向刚度，使其水平位移变小，而且还能够使框架所受的力实现均匀分布。

3) 筒体体系。筒体结构体系由框架—剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的。筒体结构体系是将剪力墙或密柱框架集中到建筑的内部和而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，目前在高层建筑中被广泛应用。

4） 嵌固端的设置：由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

5) 结构的规则性：新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

3 高层建筑的结构分析

3.1 高层建筑结构分析的基本假定

在进行高层建筑结构分析基本假定的时候，结构分析人员通过采用弹性假定的方法来进行。目前，弹性的计算方法已经成为了工程上最为实用的结构分析方法。通常情况下，建筑结构在垂直荷载和风力的影响下，会处于一个弹性工作阶段，在这种条件下，这种弹性假定是基本符合现实情况的。但是如果遭受到地震和强台风作用的时候，建筑就会根据实际情况产生不同程度的位移，进入到弹塑性的工作阶段。此时工作人员如果按照弹性方法对内力和位移情况进行计算，那么其结果必然不能够充分反映结构的工作状态，因此，必须要采用弹塑性动力的分析方法进行分析。此外，刚性楼板假定也是高层建筑结构分析基本假定的内容之一。

我国目前有很多随着当今建筑结构的不断改革和创新，剪力墙成为了建筑结构设计不可缺少的重要形式。因为剪力墙结构的抗侧刚度比较大、侧移能力较小、良好的抗震效果相对而言比较良好。剪力墙结构在高层建筑的设计中应用越来越普遍，人们对剪力墙结构的要求随之越高。在原来的剪力墙基础上，我们可以结合框架结构优点和弊端，从而设计出一套灵活的剪力墙结构体系，提高当前建筑结构设计的水平，具体问题具体分析，最大程度上提高和优化整体结构的设计水平。

3.2 高层建筑结构静力分析方法

剪力墙的受力特性与变形状态一般都是由它的开洞情况造成的。一般剪力墙中，它的墙肢截面高度都是厚度的8 倍。短肢剪力墙的截面高度是厚度的6.5 倍左右。剪力墙结构的计算方法可以利用平面有限单元法。此方法具有精准性和高效性，适用于多种多样的剪力墙。它的一些弊端也是显而易见的，比如特殊开洞墙、框支墙的过渡层的设计情况相当复杂，容易出差错等。

剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。

剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

4 建筑结构工程特征

合理利用土地资源、空间和节约施工成本以及保证施工的质量，是高层建筑施工过程中的主要目的。所以具备良好的空间工作性能成为高层建筑设计的必然要求，我们可以利用剪力墙结构的双向布置，设计出完整的结构空间。结构体系的主要作用是提高建筑物抗震性能，完善设计的结构，从而保证剪力墙在应用过程中的最佳质量。

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Abstract: this paper mainly in high-rise building in the structural design of the need to pay attention to some of the main point to carry on the summary, including some influencing factors, the design of the important index and some assumptions, hope this research can provide some references to related unit.

Keywords: high building; Structure design; points

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

改革开放以来，我国的建筑行业经历了一次次质的飞跃，尤其是在上个世纪九十年代至今，中国的房地产业异军突起，创造了一个又一个的发展奇迹。而随着近年来城市美化运动的不断兴起，城市在新建建筑和旧有建筑改造方面越来越多的选择了高层建筑。高层建筑占地面积小，可容纳较多的人口，而且抗震性能好，因此高层建筑在城市中所占的比例越来越高，像是北京上海等土地价格较高，人口稠密的大型城市，包括伦敦、东京、纽约等世界上的大型城市，放眼看去几乎都是高层建筑。那么，在高层建筑的设计中应该怎样做好相关的工作呢？下面本文就结合在高层建筑结构设计工作中所总结出的一些经验，将其中一些要点归纳如下，希望能为相关单位提供一些参考。

1.高层建筑结构设计的影响因素

1.1水平荷载

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而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。

1.2轴向变形

竖向荷载很大的高层建筑，在柱中不仅能引起很大的轴向变形，还会对连续梁弯矩产生很大的影响，最终减少连续梁中间支座的负弯矩值，增大跨中正弯矩值和端支座负弯矩值。除此之外，预制构件中的下料的长度也会受其影响，所以，对下料长度进行调整时，要根据轴向变形的计算值。

1.3侧移

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比。

另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

⑴因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

⑵使居住人员感到不适或惊慌。

⑶使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

⑷使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

2.重要设计指标

在“生态节能型”建筑物的设计中，对整个城市影响较小的高层建筑主体下的裙房，对于街道的宽度和人情化空间创造的影响却很大。裙楼立面设计与其上部的立面不一样，为了增加其下部空间的色彩，它需要全面而又细致的设计，这主要与部分的裙房和公众视觉接触较多的原因有很大关系。对整个建筑形象起到强化个性作用的高层建筑屋顶，对生态环境影响较小，但在塑造高层建筑的标志方面却有很大的影响作用，所以，很有必要根据建筑的基座和楼身两方面进行塑造高层建筑物的屋顶。

3.对高层建筑结构的详细分析

3.1关于高层建筑结构基本假定的分析

由于高层建筑的结构是由简体框架、剪力墙三者经过水平平楼板连接构成的。所以，从三维空间结构对其进行精确而又完全的分析还存在一定的难度。尤其在每种实用的分析方法中，要引入多种程度不一的简化适应于计算模型。以下几个基本假定在高层建筑中较为常见：

3.1.1小变形假定

通常情况下，在高层建筑结构分析的基本假定中，小变形假定被使用得较多。很多研究人员从几何非线性方面，也就是P—效应，对其进行详细的研究。得出这样的注意事项：当顶点水平位移与建筑物的高度比值大于0.2%时，就需要高度重视P—效应的影响程度。

3.1.2刚性楼板假定

在高层建设结构的分析中，存在注重自身平面内的刚度无限大，忽略平面外的刚度的现象十分严重。这一假定不仅减少了结构位移的自由度，简化计算方法的同时，还为筒体结构的计算使用空间薄壁杆件理论创造了良好的条件。通常情况下，使用刚性楼板假定在框架体系和剪力墙体系中是完全可行的。但对于有突变的竖向刚度结构来说，影响楼板变形也较大。例如一些楼板刚度不大、层数不多、主要抗侧力的构件间距太大等一些情况，特别是在结构底部、顶部每层内力、位移的影响效果更为显著。针对这些问题，要适当采取一些调整的措施。

3.1.3弹性假定

现阶段，弹性假定的计算方法，在工程的高层建筑结构分析方法中使用得较为广泛。特别是在垂直荷载中，高层建筑结构处于弹性工作阶段时间较久，弹性假定与实际工作状况相吻合。可是，遇到地震或者较大强风等自然灾害时，其结构就会因位移幅度较大产生裂缝现象，从而步入弹塑性工作阶段。为了能反映出高层建筑结构的真实工作状态，只能在设计中使用弹塑性动力分析方法。

结束语

随着国内土地价格的持续上涨，城市人口压力的不断增大，高层建筑必然会越来越多，新型建筑技术和新型建筑材料的使用也可以使得建筑的形式更加复杂多样，这就要求高层建筑在设计上也要不断的进步与完善，不断研究更加合理的各种设计模型。让城市建筑为人民的生活添加更多的方便与色彩。

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随着我国社会经济的不断发展，对建筑功能的多样化需求越来越高。再加上城市人口的不断增多、建筑用地日益紧张，高层建筑发展加快。随着结构设计新规范的提出，结构设计人员在工作中经常会遇到新问题，需不断探索与实践。

选择恰当的基础方案与结构方案

一方面，建筑的基础设计应充分考虑地质条件，对高层建筑的上部结构类型、负荷分布、施工条件以及对相邻建筑的影响等因素综合分析，并从中获得恰当的基础方案。在设计过程中，尽量发挥地基潜力，并做好地基的变形验算工作。在基础结构设计中，应出具详细的地质勘察报告，如果没有地质报告的建筑，应做好现场观察，并参考类似的建筑资料。一般情况下，同一个结构单元不能采用不同的类型。另一方面，一个合理化的结构设计，必须配备经济合理的结构方案，其中包括结构体系与结构形式等。结构体系中明确受力与传力情况，而地震区则遵循平面与竖向原则。总之，基础方案与结构方案作为高层建筑设计的重要内容，必须综合分析工程的各项设计要求、地理环境、材料供应以及施工条件等因素，做好电工、水暖、建筑等各专业的协调，并在此基础上完善结构选型，最终确定结构方案。

高层建筑结构的受力分析

对于高层建筑的最初设计方案，设计人员应充分考虑空间组合特点，而不是直接确定具体结构。建筑物的地面对整个建筑物空间的竖向与水平稳定性至关重要。由于高层建筑物主要由大且重的构件组成，结构设计需将自身重量传递到地面。由于结构的负载力始终向下作用在地表面，而高层建筑结构设计的基本要求就是明确建筑的向下作用力和地基承载力的关系。因此，在开始设计高层建筑结构方案时，必须对建筑的主要承重墙、承重柱的数量及分布进行总体规划。在高层建筑中，应确保竖向与水平的结构体系设计符合相同原理，但是随着建筑高度的增加，竖向结构体系变成设计的主要控制因素，主要由于：一是较大的垂直负载力对较大的桩体、墙体、井筒等提出了更高要求；二是高层建筑的侧向力产生了更多的倾覆力矩及剪切变形。与竖向负载力相比，侧向负载对高层建筑物的反映并不是以线性增加，而是随着建筑层数的增高而加大。因此，在高层建筑中，除了基本的抗剪力之外，还要考虑到抵抗变形和整体抗弯因素，同时认识到高层建筑的结构受力情况与低层建筑有所差异，在设计中区别对待。

提高建筑结构的关键部位延性

为了提高高层建筑的抗倒塌能力，应注重提高建筑构件的延性。但是在实际高层建筑工程中，很难完全确保延性的提升。当前最经济可行的方法就是提供建筑中关键构件的延性。在建筑的竖向结构中，如果高层建筑的底盘大，则应提高主楼和裙房顶面的衔接，以提升楼层构件延性；如果高层建筑的体形简单、刚度均匀分布，那么可重点加强建筑底层构件的延性；对于不规则的立面建筑，注重提高体形突变处的楼层构件延性。在结构的平面结构中，应注重提高建筑平面突出、转交位置，以及复杂平面的翼向连接处延性；对建筑的偏心结构来说，对于建筑拥有多道抗震防线的抗侧力构件，则要做好第一道抗震防线构件的延性处理，同时注重加强建筑周围，尤其在刚度较弱位置的构件延性。

位移的限值问题

在高层建筑结构设计的计算结果中，侧移是重要的衡量指标，可直接反映建筑结构的整体刚度，根据侧移的情况来看，可判断结构刚度的大小。结构刚度的过大或者过小，都需要设计人员重新考虑结构的选型。对于高层建筑来说，其顶点位移的限值不仅决定了数值大小，同时也与振动频率相关。一般情况下，人对建筑的振动频率大小较敏感，但是对振动幅度却很难感应到。因此，只要保证结构的摆动频率不影响人们的舒适度即可；同时应注意避免由于结构的变形过大而产生损坏，采取适当的位移，限值应保持在规定标准范围内，特殊情况下适当放松指标。

另外，由于计算方法、计算程序的不同，如果同一个结构采取不同的程序计算，那么层间位移的数值也会有所区别。其中主要原因可能是采用的软件差别，不同的软件对高层建筑的“层间位移”概念定义不同，有些是指楼层发生转动后的最大角点位移；有些是指建筑的型心位移；对于规则性的建筑来说，角点位移能更准确地反映出结构楼层位移状况，这也是结构设计人员应加强注意的问题。

计算简图和计算结果分析

一方面，高层建筑结构计算主要建立在简图计算的基础上。如果简图计算的不合理，则可能给结构安全造成威胁。因此，选择恰当的计算简图，是确保高层建筑结构安全的重要因素之一。计算简图需通过结构保障，计算简图的误差应控制在一定范围内；另一方面，加强对计算结果的科学分析。在当前高层建筑结构设计中，已经普遍应用计算机技术，但是相关计算软件还有待开发，不同软件会造成计算结果的差异。因此，设计人员在计算中还应发挥主导作用，全面掌握各种技术条件。在利用计算机进行辅助设计时，如果发现某一程序与结构的实际情况不相符，或者出现数据输入错误等问题，就需要设计人员及时分析并校核，作出合理判断，解决存在的问题，尽量减少误差。

高层建筑的抗震分析

在我国高层建筑的抗震分析与设计中，通常考三方面问题的影响作用：一是建筑物的高度问题，尤其对超高限建筑物，更要抱有谨慎态度；二是材料的选择与结构体系问题；三是轴压比和短柱的问题，往往为了控制高层建筑的轴压比，造成柱的截面过大，而此时柱的纵向钢筋确实构造配筋，影响了建筑的抗震力。

可见，高层建筑物除了承受基本的垂直荷载力之外，更重要的是承担侧向风荷载力与地震冲击力。实际上，高层建筑的结构抗侧力，随着楼层的不断增加而产生变化，所以在建筑的各层之间，极易出现薄弱层面，也就是侧面变形和应力的集中处，需要在结构设计中加强注意。在高层建筑的结构设计中，应尽量避免相邻层之间的刚度偏心距变化。例如，以我国当前的建筑抗震设计规范来看，对建筑物的抗震提出了三大标准、两阶段的设计方法。其中，第一阶段的设计，参考第一标准的地震参数，计算出高层建筑结构在弹性作用下，产生的地震效应和构件截面大小；第二阶段的设计，参考第三标准的地震参数，核算建筑结构的薄弱层，或者算薄弱层面的侧向位移与转觉

角，确保设计值小于规定值。

由上可见，随着我国社会经济生活的不断发展，高层建筑的发展也日新月异。因此，结构设计人员应不断学习并提高自身素质，充分掌握力学知识、力学规律及结构受力的变形规律等，并注重吸收其他建筑的震害教训与经验，加强对结构实验成果的深入研究，与工程实践相结合，精心做好出理念先进、技术先进、经济合理及安全可靠的高层建筑结构设计工作。

参考文献：

[1]张瑞红.高层框架结构设计中应注意的若干问题[J].长沙铁道学院学报（社会科学版）.2010（1）

[2]李东升.高层剪力墙结构设计新规定探讨[J].山西建筑.2011（1）

[3]孙佳琦.高层结构设计需要控制的六个比值及调整方法[J].考试周刊.2009（47）

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Abstract: office design theory based on analysis of the particularity of the design of office buildings. Expounded the basic principles of the office building design, architectural design, structural design, the important principles and design methods. Summed up the office structure design concept, to meet the evolving needs of the community.

Keywords: high-rise buildings; office; structural design

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

引言

高层办公综合楼建筑的主体结构体系只有多样性，迄今为止主要有：框架、框粱剪力墙、剪力墙、筒体、筒中筒、束筒、筒框(筒体稀柱框架结构的简称)、带支撑或带刚臂(刚性加强层的简称)的筒框、巨形支撑等等；一幢高层建筑的主体结构可以由其中的某一个体系单独构成，也可以由其中的某一个总至三个体系按不同比例组合而成。现将深入探讨关于办公楼的结构设计要点，为同行提供参考借鉴。

高层结构的均匀对称布置

对于实际工程中理想的绝对均匀对称的高层建筑结构几乎是不存在的，但是结构的均匀对称有利于结构的抗震抗风，有利于结构在重力荷载下正常工作，它是一个好的高层建筑结构设计的重要标志。

（1）结构的对称性。结构的对称性内含于建筑之中，它主要指的是高层建筑中抗侧力的上体结构的对称。对称的建筑如平向对称的筒体框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、剪力墙结构、框架结构等，一般比较容易实现结构的利称性。对于不对称的建筑如平面形状复杂的L型、T型等高层建筑，楼电梯间偏于平面一侧或一角的高层建筑等，内含结构的基本对称仍是有可能实现的，这主要取决于结构工程师结合建筑平面的功能和需要进行合理的结构布。如筒体、剪力墙的合理布置，可以设法调整结构的刚心与建筑物质心、平面的形心尽量接近，从而实现结构的基本对成。

对于结构的较大不对称，将引起结构在水平侧力作用下产生较大的扭转变形，不利于结构抗侧力，不利于非结构构件如填充墙的正常工作，同时要招致结构耗材、成本的较大增加。所以高层建筑的主体结构对称性十分重要，要注意不可能条件下尽量予以满足，这点在建筑平而布置中尤需特别加以注意。

（2）结构的均匀性。从工程实践表明，对于高层建筑结构的均匀性书要体现在以下四个方面：高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较接近、变形特性比较相近：这是因为实际的高层建筑结构都是三维空间的，实际的地震荷载、风荷载具有任意的方向性；高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀，就能具有比较良好的抗震抗风性能。高层建筑主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀、不要突变。这里主要是指主体结构的层剪切刚度不要突变。这种均匀的高层建筑结构可以避免因薄弱层的破坏而引起的结构整体破坏，尤以强震区的高层建筑结构需特别注意。

另外高层建筑主体抗侧力结构的平而布置，应注意同一主轴方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀，应避免在主体结构的布置中设置某一、二片刚度特别大而延性较差的结构，如长窄的实体剪力墙。此时，即使结构仍满足对称性和刚度的要求、但由于个别结构刚度巨大，地震发生时，将首先吸收极大的能量，应力特别集中，而容易首先招致破坏，从而引起整体结构的破坏。同一主轴方向的各片抗侧力结构刚度均匀，水平荷载作用下应力分布将比较均匀，有利于结构抗震延件的实现。

（3）高层建筑主体抗侧力结构的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀，保证主体结构具有较好的抗扭刚度，以避免高层建筑物在地震或风的扭矩作用下产生过大的扭转变形而引起结构或非结构构件的破坏。这是因为实际的建筑平面变化无穷，特别是相邻未来建筑的影响，即使自身对称的建筑，风荷载仍会产生较大的扭矩，有时将超出设计控制的范围。

（4）对于竖向构件的布置。应尽量使竖向构件在垂直荷载作用下的压应力水平接近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移。这点同样可以应用于基础设汁，要注意使基础反力水平接近、刚度均匀。当然竖向构件在垂直荷载下压应力水平(即轴压比：竖向构件组合设计压应力与该构件截面混凝土设计强度之比)绝对的一致是不可能的，但是竖向构件在垂直荷载下压应力水平就已经有较大差异的高层结构显然是不合理的。因为压应力的二次转移是以楼屋盖梁板变形协调传递为代价的，势必要使楼屋盖梁板产生一定的附加二次内应力从而增加其用钢量和断面，造成材料的浪费和造价的增加。同时要指出的是，垂直荷载下竖向构件压应力水平的调整协调十分复杂，它取决于整体结构的实际施工构成过程，实际的垂直荷载作用的时间、混凝土材料的徐变、收缩特性等，影响十分复杂，设计时很难事先予以准确的控制；因此到目前为止，尚无较好的软件来实现这个复杂过程的准确计算反映。这反过来又极易给结构造成内在的隐患。所以对于垂直荷载下竖向构件压应力水平接近均匀是最合理优化的结构选择；实际的高层建筑结构设计应该也是不难能够实现它的。

高层办公综合建筑结构的复杂性

3.1主体结构的转换

对于下部商业空间、上部住宅公寓的综合楼，下部商业空间通常希望采用比较规则的大柱网框架体系，上部住宅公寓为避免室内出现较大的柱子利于防火、防盗、隔音，改善使用条件，又通常希望采用大开间的剪力墙体系。这二种体系的结合，必然要产生左体结构由上部剪力墙结构到下部筒体框架或框架剪力墙结构的转换。

对于上部酒店客房下部大堂、商务、会议、健身、商业等的综合楼，下部建筑空间，通常希望采用规则的大柱网框架体系，上部酒店客房通常希望小柱网、薄壁柱，以减小房间内柱子尺寸，便利于客房室内布置，提高客房的使用标准，客房内也通常希望避免布置梁格，可提高室内净高，避免吊顶、改善室内空间。这二种体系的结合，必然要产生主体结构中上部小柱网、薄壁柱到下部大柱网的转换。从国内外这种主体结构的转换已有大量成功的工程实例，事实证明，这些必要的转换不仅具备建筑的合理性也具备结构的可行性，关键在于建筑师、结构工程师密切的配合和精心的设计。

3.2结构空间的渗透

由于建筑造型和建筑功能的需要，某些高层办公楼、高层酒店建筑中，有时需要设置几层高、甚至通高的共享空间，有时需要局部设有几层通高的绿化空间，相应部分的楼盖被抽空，通常高层建筑结构中基本常用的设计假定——刚性楼盖假定难以实现，甚至使部分结构形成长、短柱，结构受力比较复杂。

办公楼结构节点形式

对于办公楼采取现浇钢筋混凝土结构情况时，钢筋混凝土结构一般适宜设汁成刚性连续节点，即节点具有转功的约束，此时施工简便，结构整休性好；同时结构各部分构件受力较均匀，有利于充分发挥所有结构构件的抗侧力作用从而提高结构的抗侧刚度。对于钢结构或钢很凝土组合结构，则其水平构件、文撑构件与柱、墙之间的连接一般适宜设计成铰节点，即节点仅能传递剪力，具有平动约束，而无转动约束。此时的节点一般由梁腹板与柱节点外伸连接板螺栓连接或焊接构成，施工快捷简便，节省工地劳动力，这在劳动力昂贵的西方发达国家尤其适用：此时梁可按简支设计，支撑可按轴心受力构体设计，受力十分明确。但是相对来说，此时结构的整体抗侧刚度相比连续节点的结构整体刚度要有所减弱，而且需要有专门的抗侧力结构体系如支撑、抗弯框架等来构成结构的整体抗侧刚度，以保证结构的抗侧力工作以及结构的整体稳定性。

结语

高层办公综合楼建筑结构的多样性发展，为建筑师、结构工程师对高层建筑结构体系、材料、构造的优化选择提供了可能。建筑师从事高层办公综合楼建筑设计时，思路要开阔、概念要清楚，选取适合具体工程命题的结构体系、形式、材料、构造的选择并不具有唯一性，而是可以从多种选择中作出抉择。结构工程师从事高层建筑结构设计时，同样应该理解、支持和帮助建筑师针对不同的建筑功能作出切合实际的合理的结构体系、形式、材料、构造的选择。

参考文献：

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1前言

由于复杂高层与超高层建筑建设难度相对较大，为保证人们居住的安全性，相关建筑结构设计人员就应该以提高建筑结构安全性为主要目标，找出更有利于高层建筑建设的结构设计措施，从而在促进建筑行业发展的同时，保证复杂高层与超高层建筑建设能够具有合理性、抗震性，提高人们居住的舒适度与安全性。

2高层建筑整体结构设计特点

高层建筑整体结构设计特点主要体现在以下几方面：一是由于高层建筑相对较高，建筑水平荷载对建筑整体会产生一定的竖向轴应力，并在水平上受到自然灾害、风力等因素影响。因此在设计高层建筑整体结构时，除需要考虑到建筑竖向荷载外，也应该深入考虑到建筑水平荷载。二是由于高层建筑顶部压力相对较大，建筑在后期使用过程中，会出现轴向变形的问题，从而影响建筑梁弯距。因此为了保证高层建筑整体安全性，在结构设计时就应该加强对建筑梁弯矩的重视，避免发生高层建筑轴向变形问题[1]。三是对高层建筑整体抗震性的要求。高层建筑在设计过程中应该重视其结构延性，保证高层建筑能够更好的抵抗地震灾害，从而保证居住人们的生命安全。

3复杂高层与超高层建筑结构设计要点

3.1提高对建筑结构设计的重视，优化结构设计方案

复杂高层与超高层建筑结构设计方案直接决定了建筑结构后期应用的安全性。基于此，在进行结构设计时，相关人员就应该提高对建筑结构设计的重视，从而能够结合建筑工程周围实际情况，优化已经研制出的结构设计方案。首先，复杂高层与超高层建筑结构设计人员应该重视概念设计，在前期设计阶段需要坚持结构设计规则性、整体均衡性等原则，保证建筑结构各个部分都能够发挥出更有力的支持作用；其次，在完善复杂高层与超高层建筑结构设计时，结构设计人员应该加强与工程施工人员的沟通，从而在外观效果、施工效果的角度上实现对建筑结构设计方案的优化，避免建筑结构出现后期转换的问题[2]。最后，由于计算机技术在结构设计过程中发挥了重要的作用，因此相关人员还应该积极采取有效的计算机软件，实现对结构设计方案更科学的优化。

3.2深入分析建筑结构设计指标，提高结构设计的合理性

建筑结构设计指标不仅是复杂高层与超高层建筑结构设计人员应该遵循的指标，也是保证复杂高层与超高层建筑结构设计合理性的重要因素。因此在设计建筑结构时，相关人员就应该加强对以下几点内容的重视，从而提高复杂高层与超高层建筑结构设计的合理性。一是地震荷载指标：在研究人员的深入分析下，发现超高层建筑结构自震周期在6秒至9秒之间，因此在地震荷载指标的影响下，建议复杂高层与超高层建筑结构设计中直线倾斜下降时间控制在十秒左右。同时在分析该项技术指标时，也要全面结合建筑周围的实际情况，从而保证评估结果能够满足建筑结构合理性的要求；二是风荷载指标：由于复杂高层与超高层建筑主要会受到地震以及风力的影响，因此相关人员还应该遵照当前所提出的风荷载指标对建筑结构设计进行全面评估，从而实现对建筑变形的控制，提高建筑居住的安全性。

3.3根据相关建筑结构设计规范，保证结构设计的抗震性

由于建筑结构直接影响着人们的生命安全，因此在建筑行业快速发展的背景下，国家制定了科学、合理的建筑结构设计规范。针对复杂高层与超高层建筑提出的设计规范，有以下两种：《高层建筑混凝土结构技术规程》和《高层建筑抗震规程》。要想保证复杂高层与超高层建筑结构设计更加合理，能够更好的满足建筑抗震性要求，相关人员在设计复杂高层与超高层建筑时，就要严格按照相关建筑结构设计规范进行设计工作。同时也要全面考虑到当前建筑项目所处的外部环境、需求的抗震类别以及施工条件，以保证复杂高层与超高层建筑结构设计抗震能力为建设目标。在按照相关规范设计后，利用相关分析方法对复杂高层与超高层建筑进行结构抗震性的深入分析。

3.4重视后期居住的舒适性，保证建筑结构设计的科学性

在复杂高层与超高层建筑结构设计中，除需要重视上述设计要点外，还需要考虑到后期人们居住的舒适性。一方面，这是当今社会人们生活水平提高后对建筑结构提出的要求，另一方面，也是复杂高层与超高层建筑必须达到的建设目标。由于复杂高层与超高层建筑竖向荷载相对较大，因此在前期施工以及后期居住中，都会出现一定的压缩变形问题[3]。基于此，为了保证后期人们能够居住的更加舒适，在进行建筑结构设计及施工过程中，就应该积极采取预变形技术，并通过计算机软件进行详细的模拟演练，从而保证建筑结构设计能够更加科学合理，更好的满足人们居住要求。

4总结

综上所述，相关结构设计人员在设计复杂高层与超高层建筑时，要深入分析建筑结构设计指标、相关建筑结构设计规范以及居住的舒适程度，从而保证设计人员能够设计出结构更加合理、抗震性能更高、科学性更高的复杂高层与超高层建筑结构方案，保证复杂高层与超高层建筑使用寿命与安全性，为人们居住、工作提供更安全的环境。

参考文献：

[1]刘国荣.试论超高层建筑结构的抗震性设计[J].中国新技术新产品,2015(11):118.

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中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

一、高层建筑结构受力特点

从本质上看，高层建筑为竖向悬臂结构。水平荷载让结构发生弯矩，而垂直荷载让结构发生的轴向力与建筑物的高度基本上是线型关系。从受力的特性来讲，垂直荷载方向是固定的，只会随着建筑物的增高而产生梁的加大，但是水平荷载能够来源于每一个方向。当是均布荷载的时候，弯矩和建筑物高度所体现出的线型关系是二次方的变化；从侧移特性来讲，竖向荷载产生的侧移相对较小，水平荷载当是均布荷载的时候，侧移高度体现出的关系是四次方变化。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形。

二、正确选择合理结构体系

由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾，因此采用何种抗侧力结构是结构设计的关键性问题。根据抗侧力结构的不同，钢筋混凝土结构可分为框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构等几种结构体系，这些体系的受力特点、抵抗水平力的能力，特别是抗震性能等有所不同，因此具有不同的适用范围。

（一）框架结构体系 由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由梁联系起来,形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活。外墙采用非承重构件,可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大,抗侧力能力差,水平荷载作用下会产生较大的位移,地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构,可以达到比较好的经济平衡点。 （二）剪力墙结构体系 剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3―8m,现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求容易满足,适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好,在历次的地震中,都表现了很好的抗震性能,震害较少发生,程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大,平面布置不灵活,而且不宜开过大的洞口,自重往往也较大,不是很能满足公共建筑的使用要求,而且其成本也较大。

（三）框架―剪力墙结构体系 框架―剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件,框架和剪力墙协同工作的体系。在框架一剪力墙结构中,由于剪力墙刚度大,剪力墙承担大部分水平力(有时可以达到80%~90%),是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载,提供较大的使用空间,同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙,其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件(隔墙和外墙)的损坏。这样无论在非地震区还是地震区,都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成简体结构,布置在内部,外部柱子的布置就可以十分灵活；内筒采用滑模施工,的框架柱断面小、开间大、跨度大,很适合现在的建筑设计要求。

（四）筒中简结构体系 筒中筒结构体系由一个或多个简体为主抵抗水平力。通常简体结构基本形式有三种:实腹筒、框筒及桁架筒。筒体结构最主要的特点就是它的空间受力性能。不论哪一种简体,在水平力作用下都可看成固定于基础上的箱形悬壁构件,它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并具有良好的抗扭刚度。简中筒结构是一种抵抗较大水平力的有效结构体系,但是由于它需要密柱深梁,当采用钢筋混凝土结构时,可能延性不好,而且造价昂贵。 除了上述的几种结构体系外,还有其他一些结构体系,如薄壳、膜结构、网架等。随着时代的进步,会涌现出越来越多更好的结构体系。这就需要不断学习,从各方面考虑运用经济合理的手段到达目标。

三、选择结构类型注意要点

（一）结构的规则性 新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。 （二）结构的超高在抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。 （三）嵌固端的设置

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

四、结构计算与分析

（一）结构整体计算的软件选择

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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