時間：2023-09-21 16:34:50
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關鍵詞：建筑結構；原則；體系；結構設計
隨著社會經濟的迅速發展和建筑功能的多樣化,城市人口的不斷增多及建設用地日趨緊張和城市規劃的需要,促使高層住宅建筑得以快速發展。文章結合筆者多年的設計實踐和體會,就高層住宅建筑工程結構設計中的一些問題加以探討。
一、高層建筑結構的特征
高層建筑結構不但承受著由于外界的風產生的水平方向的荷載，同時也承受著在垂直方向的荷載，并且對于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，建筑結構受到低層建筑結構水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風產生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑的位移增加較快，但是高層建筑過大的側移不但影響人的舒適度，同時使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結構構件以及非結構構件。基于此，在設計高層建筑結構時，首先控制側移在規定的范圍之內，所以，高層建筑結構設計的核心是抗側力結構的設計。
二、高層建筑結構設計的原則
2.1選擇合理的高層建筑結構計算簡圖在計算簡圖基礎上進行高層建筑結構設計的計算，如果選擇不合理的計算簡圖，那么就比較容易造成由于結構安發生的事故，基于此，高層建筑結構設計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時，計算簡圖應該采用相應的構造方法保證安全。在實際的結構中，其結構節點不單是鋼節點或者餃節點，保證和計算簡圖的誤差在規范規定的范圍內。
2.2選擇合理的高層建筑結構基礎設計按照高層建筑地質條件進行基礎設計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結構類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個因素，在此基礎上選擇科學合理的基礎方案。基礎方案的選擇應該使得地基的潛力得到最大程度的發揮，必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設計要有詳細的地質勘查報告，如果缺失，那么應該進行現場勘查并參考相鄰建筑物的有關資料。一般情況下，相同結構單元應該采用相同的類型。
2.3選擇合理的高層建筑結構方案合理的結構設計方案必須滿足經濟性的要求，并且要滿足結構形式和結構體系的要求。結構體系的要求是受力明確，傳力簡單。在相同的結構單元當中，應該選擇相同結構體系，如果高層建筑處于地震區，那么應力需要平面和豎向的規則。在進行了地理條件，工程設計需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎上，并和建筑包括水，暖，電等各個專業的相協調的情況下，選擇合理的結構，從而確定結構的方案。
2.4對計算結果進行；隹確的分析隨著科技的不斷進步，計算機技術被廣泛的應用在建筑結構的設計中。當前市場上存在著形形的計算軟件，采用不同的軟件得到的結果可能不同，所以，建筑結構設計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進行計算。由于建筑結構的實際情況和計算機程序并不一定完全相符，所以進行計算機輔助設計的時候，出現人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結果不準確的問題，基于此，結構設計工程師在得到了通過計算機軟件得到的結果以后，應該進行校核，進行合理判斷，得出準確結果。
2.5高層建筑的結構設計要采用相應構造措施高層建筑結構設計的原則是強剪切力弱彎變，強壓力弱拉力，強柱弱梁。高層建筑結構設計過程中把握上述原則，加強薄弱部位，對鋼筋的執行段錨固長度給予重視，并且要重點考慮構件延性的性能和溫度應力對構件的影響。
三、高層建筑結構體系的選型
根據高層建筑結構的材料將高層建筑的結構體系分為鋼筋混凝土結構體系，鋼結構體系，鋼筋混凝土混合結構體系以及鋼筋混凝土組合結構體系。鋼筋混凝土結構體系被廣泛的應用在各類的工程結構中，具有混凝土和鋼筋兩種材料的協同受力性能特征，造價低廉，耐久耐火，成本低，整體性能優良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點；鋼結構體系的強度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著費用高，防火性能差，施工復雜等不足，鋼筋混凝土混合結構結合了鋼筋混凝土構件和鋼構件的長處，不但增加了鋼構件的材料強度，同時具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構件的連接技術還存在著不足；鋼筋混凝土組合結構具有承載能力高，抗震性能強，比鋼結構具有更優良的耐火性，施工速度快，但是存在著節點的構造比較復雜的缺點，一般被用于小屁偏心受壓構件。
根據結構形式可以將高層建筑結構分為框架結構體系，剪力墻結構體系，框架一剪力墻結構體系。利用柱，梁等結構體系作為高層建筑豎向承重的結構，并且承受水平荷載，這種結構側向位移大，框架結構內力大，適于50m高度以下的建筑 通過高層建筑的墻體當做抵抗側力和豎向承重的結構體系，就是剪力墻結構體系。這種剪力墻結構的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發生變形，適應于高層建筑，但是由于剪力墻的間距小，使得平面的布置不靈活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墻組合的而構成的結構形式就是框架一剪力墻結構體系，這種結構形式不但具有實用性強，布局靈活的優點，同時承受水平負載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架一剪力墻結構體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設計合理的剪力墻的數量，以及滿足框架的設計要求。
四、高層建筑結構設計問題分析及對策
4.1高層建筑結構存在著超高的問題基于高層建筑抗震的要求，我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定，針對高層建筑的超高問題，在新規范中不但把原來限制的高度規定為A級高度，并且增加了B級高度，使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中，對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
4.2高層建筑結構設計短肢剪力墻設置我國建筑新規范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在5～8的墻，按照實際經驗以及數據，高層建筑結構設計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結構設計中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
4.3高層建筑結構設計嵌固端的設置一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設計；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的；高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。
4.4高層建筑結構的規則性在關于高層建筑的新規范中，對于高層建筑結構的規則性做出了很多限制，比如規定了結構嵌固端上層和下層的剛度比，平面規則性等等，并且硬性規定了“高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案。”因此，為了避免后期施工設計階段的改動，高層建筑結構的設計必須嚴格遵循規范的限制條件。
關鍵詞：芻議；高層建筑；結構設計
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作，也是建筑過程中一個非常重要的環節，任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。因此結構設計者對這兩個指標切不可掉以輕心, 更不可認為是無關緊要的。
1 高層建筑結構設計的特點
1.1水平荷載成為決定因素
樓房的自重和樓面的使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比。
1.2 軸向變形不容忽視
高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大。
1.3側移成為控制指標
與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
1.4 結構延性是重要的設計指標
相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
2 高層建筑結構設計的原則
2.1 選擇合理的高層建筑結構計算簡圖
在計算簡圖基礎上進行高層建筑結構設計的計算，如果選擇不合理的計算簡圖，那么就比較容易造成由于結構安發生的事故，基于此，高層建筑結構設計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時，計算簡圖應該采用相應的構造方法保證安全。在實際的結構中，其結構節點不單是鋼節點或者餃節點，保證和計算簡圖的誤差在規范規定的范圍內。
2.2 選擇合理的高層建筑結構基礎設計
在進行基礎設計選擇的時候，需要按照高層建筑的地質條件進行。并且，對高層建筑上部的結構類型與荷載分布進行綜合分析，同時對施工條件以及相鄰建筑物的影響進行全面的考慮，在綜合分析和考慮的基礎上選擇科學合理的基礎方案。需要注意的是，基礎方案的選擇需要使地基的潛力能夠得到最大的發揮，如如果必要的話，可以對地基變形進行檢測。
2.3 選擇合理的高層建筑結構方案
合理的結構方案必須滿足高層建筑設計的結構形式和結構體系的要求，并盡量經濟合理，以最少的花費獲得最佳的結構設計方案。受力在明確、傳力簡單是結構體系的基本要求，在相同的結構單元中，應該選擇相同的結構體系。選擇合理的結構方案的時候，需要分析地理條件、工程設計需求、施工條件、施工材料等等，在對這些指標進行綜合分析的基礎上進行結構選擇，以確定最佳的結構方案。
2.4 對計算結果進行準確的分析
隨著科技的不斷進步，計算機技術被廣泛的應用在建筑結構的設計中。當前市場上存在著形形的計算軟件，采用不同的軟件得到的結果可能不同，所以，建筑結構設計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進行計算。由于建筑結構的實際情況和計算機程序并不一定完全相符，所以進行計算機輔助設計的時候，出現人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結果不準確的問題，基于此，結構設計工程師在得到了通過計算機軟件得到的結果以后，應該進行校核，進行合理判斷，得出準確結果。
3 高層建筑結構設計中的問題及相應的措施
3.1超高問題
基于高層建筑抗震的要求，我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定，針對高層建筑的超高問題，在新規范中不但把原來限制的高度規定為A級高度，并且增加了B級高度，使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中，對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
3.2高層建筑結構的規則性問題
在高層建筑的新的建筑規范中，對高層建筑結構的規則性問題作了很多的限制，例如：對結構嵌固端上層和下層的剛度比進行了規定，對平面規則性進行了規定，等等。此外，在新規范中，還明確規定了高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案。所以，為了使工程建設按照設計依次進行下去，避免在施工后期對結構設計進行改動，在高層建筑結構設計中，必須嚴格按照規范的限制條件進行。
3.3高層建筑結構設計嵌固端的設置
一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設計；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的；高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。
3.4 高層建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則 L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。
3.5 軸壓比與短柱問題
在鋼筋混凝土高層建筑結構中，往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構造配筋。即使采用高強混凝土，柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態，防止受拉鋼筋未達屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，則結構的延性就差，當遭遇地震時， 耗散和吸收地震能量少，結構容易被破壞。但是在結構中若能保證強柱弱梁設計， 且梁具有良好延性，則柱子進入屈服的可能性就大大減少，此時可放松軸壓比限值。另外，許多高層建筑底幾層柱的長細比雖然小于4，但并不一定是短柱。因為確定是不是短柱的參數是柱的剪跨比，只有剪跨比小于2 的柱才是短柱。
有專家學者提出現行抗震規范應采用較高軸壓比。但是即使能調整軸壓比限值， 柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。
4 結束語
隨著社會的發展和科技的進步，建筑結構不斷的發生變化，高層建筑結構形式越來越多，研究高層建筑結構設計有著非常重要的意義。
參考文獻：
[1] 范小平，高層建筑結構概念設計中相關的幾個問題應用分析[J]福建建材，2010，（12）.
關鍵詞：高層建筑；結構；設計
中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：16723198（2014）03018901
信息越來越發達、人們生活節奏也越來越快，而變化的不僅僅是人們的生活方式，社會所有領域都發生著深刻的變化。我國正在進行城鎮化進程，漫步于城市之中，你往往會看到好多工地，而且這些現象在一線城市和正在興起的城市更為明顯。有一個現象或許我們已經感覺到了，就是我們在一線城市核心區買新建住宅的時候，往往很難找到幾層樓高的房產了。究其原因，或許是和現在土地寸土寸金、開發商拿地成本很高有關。高層建筑大量的出現在建設規劃中，稍微有點專業知識的人都清楚，高層建筑考慮的問題很多，其中結構設計應該成為需要首要考慮的問題之一，因為高層建筑的高度在顯現了其較普通建筑更為強大的使用功能外，也對其結構提出了更高的要求。下面，結合筆者工作實際，談談從高層建筑的結構特性的角度應該考慮的一些東西。
1 高層建筑結構設計的特點
1.1 設計富有技術性和專業性
我們都知道：高層建筑和多層建筑來說，在功能上和設計上會有很大的不同，這是因為對于高層建筑而言，它們的結構設計關系到它的各種使用功能的實現情況，還關系著高層建筑作為一項土建工程所產生的造價和工期問題。
1.2 水平荷載成為決定因素
水平力在所有建筑結構選擇和設計中都是最重要的因素，對于高層建筑來說更是如此，因為普通建筑中，受其建筑高度限制，水平力對于建筑的結構影響較小，但是隨著建筑高度的增加，水平力在建筑結構中起到的作用也隨之增大。從專業角度講，一方面，建筑的自重和露面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，它與建筑高度的一次方成正比；從另一個角度來看，而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，樓房的高度從豎向荷載來說一般情況是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
1.3 承載力設計需要基礎
在高層建筑結構選擇和設計上，必須要保證它的承載力基礎，特別是要注重剛度的加強，以抵抗側向力。結構側移是高層建筑結構設計的關鍵因素，這是余較低樓房不同的地方。建筑物層數的增加，使得每多一層其側向力都會發生很大的變化，所以建筑物特別是高層建筑物需要控制水平荷載因素。
1.4 其他關鍵因素更需關注
第一是高層建筑的抗風因素，需要要認真的計算出風荷載作用下的位移值，以有針對性的采用調整結構和裝飾構件來實現高層建筑的抗風。第二是高層建筑的抗震要求，應該在建筑前認真的選擇地基位置，并詳細的勘測該區域的地質情況。第三個是高層建筑的地基情況，要保證其承載力和剛度滿足建筑上部結構的要求。
2 高層建筑結構設計需要關注的問題
2.1 選擇合理的結構設計方案
合理的結構設計方案是高層建筑結構設計中需要首要考慮的問題，特別是幾個關鍵因素，比如：結構類型、荷載分布情況、施工條件、地基潛力、相鄰建筑物影響等，都需要在設計上分別有針對性的加以考慮。同時，還應考慮到相同的結構單元當中，應該選擇相同結構體系。在首要考慮問題的基礎上，還需要考慮地理條件、工程設計需求、施工條件、材料等因素綜合分析基礎上，加之包括水、暖、電等各個專業的相協調的情況下，選擇合理的結構，從而確定結構的方案。
2.2 充分考慮設計施工經濟性
安全、適用、經濟是結構設計的三要素。三個要素之間既有層次關系又相互平衡和制約。在滿足前兩個要素的前提下，就要考慮如何實現結構造價的經濟性問題。直接經濟指標一般采用結構造價百分比、單位面積結構綜合造價或者單位面積材料用量（如鋼材、鋼筋和混凝土）。對于高層建筑而言，我們還需要考慮它的施工周期長、投資回收慢、豎向構件面積大等特點，這些都需要用到間接指標，比如：豎向構件占樓層面積比、施工可建性、社會效應、樓層凈高等。具體地講：首先，在超高層建筑中，風荷載是主要水平控制荷載，因此，減小風荷載是最有效的措施之一。其次，提高抗側力結構的效率是節約材料用量的有效途徑；不同材料的有機組合也可發揮材料各自的優點，降低結構綜合造價。最后，確定合理的設計性能指標，既確保結構安全，又能滿足經濟要求。
高層建筑結構計算需要精細化，如果出現誤差那將會引起建筑物因結構問題而發生的事故。所以，首先需要選擇合理的計算簡圖，特別是針對結構節點的復雜性，確保其計算誤差控制在規定的范圍內。另外，需要充分運用各種計算機軟件，充分利用軟件進行校對并進行合理判斷，從而得出準確結構。
參考文獻
[1]徐培福.復雜高層建筑結構設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.
[2]俊旭.高層建筑結構設計及結構選型探討[J].價值工程，2010，（2）.
[3]田龍.淺談高層建筑的結構設計[J].價值工程，2011，（1）.
[4]鐘國華.高層建筑結構設計及某工程結構選型探討[D].重慶大學，2006.
[5]陶忠，張耀春，韓林海，等.關于高層建筑結構選型設計的初步探討[J].哈爾濱建筑大學學報，2000，（33）.
關鍵詞：高層建筑；結構設計；初探
中圖分類號：TU755文獻標識碼：A文章編號：
在高層建筑的發展，充分顯示了科學技術的力量，使設計師從過去強調藝術效果轉向重視建筑特有功能與技術因素。建筑結構設計人員要明確自己的責任，從結構方案的確定、結構計算、構造要求等多方面考慮，提高結構設計質量。
1 高層建筑結構設計的任務
結構設計應根據建筑物的重要性等級、建筑使用功能或生產需要所確定的荷載、抗震要求、設防標準等，對結構基本構件和整體進行設計，以保證基本構件的強度、變形、裂縫滿足設計要求，同時保證結構體系的整體安全性、穩定性、變形性能，保證在突發事件發生時，結構保持一定的整體性，使人們的生命安全得以保證；保證合理用材，方便施工，同時盡可能降低建筑造價。總之，結構設計的核心是解決兩個問題：一是滿足建筑結構功能要求；二是經濟問題。
2 概念設計
概念設計是根據理論與實驗研究結果及工程經驗等形成的基本設計原則和設計思想，進行結構的總體布置，并正確確定細部構造的過程，需要遵循相應規范條文進行合理的平面設計、豎向設計、基礎設計等。概念設計包括建筑概念設計和結構概念設計兩個方面。建筑概念設計是對滿足建筑使用功能、造型優美、技術先進的總建筑方案的確定；結構概念設計是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計。結構概念設計旨在有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系，滿足結構的功能要求和建筑功能的需要，以及技術經濟可能的設計原則，確定最優的結構體系，選擇適用的建筑材料和合理的關鍵部位構造、結合適宜的施工及合理的效益達到房屋設計的統一。
3 高層建筑抗震概念設計若干原則
建筑抗震性能是概念設計的決定因素，概念設計應遵循一定的原則。
3.1 結構抗側力結構的布置宜規則、對稱，受力明確簡單、傳力合理不間斷，保證良好的整體性。
3.2 結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性，構件應遵循“強柱、弱梁、更強節點、強剪、弱彎、強底層柱（墻）底”的原則。
3.3 結構中應盡可能設置多道抗震防線。結構體系中應由多個延性較好的分體，并由延性較好的結構構件連接起來協同工作，以便地震時結構能吸收和耗散大量的地震能量，避免大震倒塌。
3.4 對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力，防止在局部上加強而忽視整個結構各部位的剛度、承載力協調。考慮上部結構嵌固于基礎結構或地下室結構之上時，應使基礎結構或地下室結構保持彈性工作狀態，使塑性鉸出現在結構嵌固部位。
4 高層建筑結構設計注意問題
高層建筑設計從體系選擇、平面布置、豎向布置、抗震概念設計無一不體現設計師的水平，下面敘述幾個需注意的問題。
4.1 結構體系選擇
結構體系的選擇，應從建筑、結構、施工技術條件、建材、經濟等各專業綜合考慮。結構的規則性問題。規范在這方面有相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循規范規定上必須格外注意，避免后期施工圖設計階段工作的被動。結構的超高問題。在抗震規范與高規中，對結構總高度都有嚴格限制，除將原來的限制高度設定為 A 級高度建筑外，還增加了 B 級高度建筑，因此，必須對結構高度嚴格控制，一旦結構為B 級高度建筑或超過了 B 級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。
4.2“設縫”
溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫是高層結構設計中較重要的構造措施。對溫度伸縮縫，其影響因素很多，規范用規定結構伸縮縫的最大間距來控制，還規定了最大間距宜適當減小和適當放寬的情況，應根據實際工程的具體情況執行相關條文。如北京朝陽商業中心、廣東佛山醫院等工程地上結構長度均超過 100 米，由于采取了可靠措施，也未設溫度伸縮縫而效果良好。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎顯著的沉降差產生，在設計中，通常用“放”、“抗”、“調”等辦法解決，即設沉降縫、采用剛度大的基礎、調整各部分基礎形式或施工順序。目前，廣州、深圳等地多采用基巖端承樁，主樓、裙房間不設縫；北京的高層建筑則一般采用施工時留后澆帶的做法。設計師應在實際中靈活掌握。防震縫在規范中有明確規定，但應據實際情況適當放寬或縮小。
4.3 側向位移的限值
高層建筑結構的水平位移隨著高度增長而迅速變大，為防止位移過大，規范對頂點位移和層間位移都作了限制。控制頂點位移 u/h的主要目的是保證建筑內人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時倒塌。但控制房屋在罕遇地震時倒塌與否的條件是結構極限變形能力而不是 u/h 限值。另外，為使結構具有較好的防倒塌能力，應在結構計算中考慮相關效應。控制層間位移u/h 的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結構構件的開裂和損壞。
4.4 高層建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用發生扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則L 形、T 形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。
5 結語
從城市建設和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以縮小城市的平面規模，為人們提供更多的生活工作空間，縮短城市道路和各種公共管線長度，從而節省城市建設與管理的投資，高層建筑設計成為城市建筑的發展趨勢，隨著經濟和社會的發展，新的建筑形式層出不窮，給設計師提出了更高的要求。
高層設計中，建筑和結構是關系最密切的專業。建筑師往往根據建筑的使用功能和美學要求處理建筑體型，包括平面和立面；而結構師則根據受力的合理性進行結構設計，其中結構形式和結構體系的選擇，結構總體布置等對結構的受力性能優劣性起決定性作用。結構的總體布置與結構體型密切相關，簡單的體型易于得到規則和受力合理的結構總體布置，可使結構具有良好的抗震性能；反之，過于復雜的建筑平面和立面體型，將增加結構設計的困難，造成結構布置的不規則性。因此優秀的設計是建筑和結構的完美結合，需建筑師和結構師密切合作。在方案設計階段，就應根據建筑物的高度、抗震設防烈度等具體條件合理選用結構形式和結構體系。
參考文獻：
[1] 呂西林.高層建筑結構[M].武漢：武漢工業大學出版社，2008.
[2] 周芝蘭.普通高等院校土木專業“十一五”規劃精品教材建筑結構[M].武漢：華中科技大學出版社.2007
[3] 周云等.現代建筑工程技術研究與應用[M].廣州：華南理工大學出版社，2006.
[4] 張維斌.多層及高層鋼筋混凝土結構設計釋疑及工程實例[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.
關鍵詞：高層建筑結構設計 程序
一、高層建筑結構設計方面的原則
1、選用適當的計算簡圖：結構計算式在計算簡圖的基礎上進行的，計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發生，所以選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。
2、選擇合適的基礎方案：基礎設計應根據工程地質條件，上部結構類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經濟合理的基礎方案，設計時宜最大限度地發揮地基的潛力，必要時應進行地基變形驗算。基礎設計應有詳盡的地質勘察報告，對一些缺少地質報告的建筑應進行現場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結構單元不宜用兩種不同的類型。
3、合理選擇構方案：一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確，傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系，地震區應力求平面和豎向規則。總而言之，必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業充分協商，在此基礎上進行結構選型，確定結構方案，必要時應進行多方案比較，擇優選用。
4、正確分析計算結果：在結構設計中普遍采用計算機技術，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。在計算機輔助設計時，由于結構實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導致錯誤的計算結果，因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析，慎重校核，做出合理判斷。
5、采取相應的構造措施：結構設計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓若拉原則”，注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的執行段錨固長度；考慮溫度應力的影響力。
二、建筑結構設計的基本內容
1、結構設計的程序
建筑物的設計包括建筑設計、結構設計、給排水設計、暖氣通風設計和電氣設計等。每一部分的設計都應圍繞設計的四個基本要求:即功能要求、美觀要求、經濟要求和環保要求。
建筑結構是一個建筑物發揮其使用功能的基礎,結構設計是建筑物設計的一個重要組成部分,主要包括以下四個過程:方案設計結構分析構件設計繪施工圖。
2.建筑物結構設計的要求
為保證建筑結構的可靠度達到設計要求,在設計中,必須遵循以下要求:(1)計算內容:結構構件應進行承載能力極限狀態的計算和正常使用極限狀態的驗算,如直接承受動力荷載的構件應進行疲勞強度驗算;(2)結構上多種作用效應同時發生時,應通過結構分析分別求出每一種作用下的效應后,考慮其可能的最不利組合;(3)抗震設計:我國的抗震設防烈度為6至9度,建筑結構根據所在地區的烈度、結構類型和房屋高度采用不同的抗震等級。對應不同的抗震等級,有不同的計算和構造要求。
三、高層建筑結構設計的幾個問題分析
1、高層建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。
2、高層建筑結構設計中的側移和振動周期
建筑結構的振動周期問題包含兩方面：合理控制結構的自振周期；控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。
(1)結構自振周期
高層建筑的自振周期(T 1)宜在下列范圍內：
框架結構：T1=(0.1―0.15)N
框一剪、框筒結構：T1=(0.08-0.12)N
剪力墻、筒中筒結構：TI=(0.04―0.10)N
N為結構層數。
結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內：
第二周期：T2=(1／3―1／5)T1；第三周期：T3＝(1／5―1／7)T1。
3、磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用
在磚混結構中，構造不但能夠提高墻體的坑剪能力，而且構造柱與圄梁聯結在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫的開展，維持豎向承載力，提高結構的抗震性能有著重要的作用。
在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種作法將引起以下幾個問題。
3.1 構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力，這不但會降低構造柱對徹底的拉結和約束作和，而且結構一旦遭遇地震作用時，在構造柱位置必然形成應力集中，首先破壞。這樣構造柱不但起不到其應有的作用，反而成為房屋 結構中的一個薄弱的部位。
3.2 構造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設基礎，構造柱兼做承重柱使用后，柱底基礎的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎一旦發生沖切或局部承壓被出現裂縫。本文建議承重大梁下的柱子應按承重柱設計。若梁 上荷載和跨度都比較小時，構造柱也可布置于梁下，但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算下墻體的局部承壓和抗彎強度。經驗算滿足，方可在梁下布置構造柱。
4、樓板設計常見問題
板是建筑工程中的主要承重構件，是它將樓面，屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上，樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。若對整個設計考慮不周，很容易出現設計質量問題，有的還可能存在嚴重的質量隱患。樓板設計中常見如下幾個問題。
4.1 設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足，簡單地將雙向板作用單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態不符，導致一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋嚴重不足，致使板出現裂縫。
4.2 板承受線荷載時彎矩計算問題，在民用建筑中，常常在樓板上布置一些非承重隔墻故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外，板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌砌頂緊上部分的樓、屋面板，這樣會給上部的板增加了一個中間支承點，使其變為連續板，支承點上部出現了負彎矩，而在板的設計中又沒考慮該部分的影響，致使板頂出現裂縫。
4.3 雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個方向均產生彎矩，由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放，短跨方向的跨中鋼筋應放在下面，長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面，計算時應用兩個方向的各自的有效高度。一般長向的有效高度比短向的有效高度小d（d為短向鋼筋的直徑）。有的設計得為圖省事或對板受力認識不足，而取兩上方向的有效高度一致進行配筋計算，致使長跨有效高度偏大，配筋降低，使結構構件存在的質量隱患，甚至出現開明縫的現象。
關鍵詞:高層建筑；結構設計；受力與變形；結構經濟性； P-Δ效應
1高層建筑結構分析
高層建筑結構是由豎向抗側力構件(框架、 剪力墻、 筒體等)通過水平樓板連接構成的大型空間結構體系。要完全精確地按照三維空間結構進行分析是十分困難的。各種實用的分析方法都需要對計算模型引入不同程度的簡化。下面是常見的一些基本假定。
小變形假定:小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對幾何非線性(P－Δ效應)進行了一些研究。一般認為,當頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H>1/500時,P－Δ效應的影響就不能忽視。
彈性假定:目前工程上實用的高層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下,結構通常處于彈性工作階段,這一假定基本符合結構的實際工作狀況。 但當收到遭受地震或強臺風作用時,高層建筑結構往往會產生較大的位移,出現裂縫。此時仍按彈性方法計算內力和位移時不能反映結構的真實工作狀態的,應按彈塑性動力分析方法進行設計。
剛性樓板假定:許多高層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大,而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度,簡化了計算方法。 并為采用空間薄壁桿件計算筒體結構提供了條件。高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形有三種:一維協同分析。 按一維協同分析時,只考慮各抗側力構件在一個位移自由度方向上的變形協調。 在水平力作用下,將結構體系簡化為由平行水平力方向上的各榀抗側力構件組成的平面結構。 根據剛性樓板假定,同一樓面標高處各榀抗側力構件的側移相等,由此即可建立一維協同的基本方程。 在扭矩作用下,則根據同層樓板上各抗側力構件轉角相等的條件建立基本方程。二維協同分析。 二維協同分析雖然仍將單榀抗側力構件視為平面結構,但考慮了同層樓板上各榀抗側力構件在樓面內的變形協調。 縱橫兩方向的抗側力構件共同工作,同時計算;扭矩與水平力同時計算。 在引入剛性樓板假定后,每層樓板有三個自由度u,v,θ(當考慮樓板翹曲是有四個自由度),樓面內各抗側力構件的位移均由這三個自由度確定。三維空間分析, 三維空間分析的普通桿單元每一節點有6個自由度, 按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應考慮截面翹曲,有7個自由度。
2高層建筑結構的受力與變形
2.1在高層建筑中,首先,在豎向荷載作用下,各樓層豎向荷載所產生的框架柱軸力為:邊柱N=wlH/2h,中柱N=wlH/h,即框架柱的軸力和建筑結構的層數成正比;邊柱軸力比中柱小,基本上與其受荷面積成正比。 就是說,由各樓層豎向荷載所產生的累積效應很大,建筑物層數越多,底層柱軸力越大;頂、底層柱軸力差異越大;中柱、邊柱軸力差異也越大。
其次,在水平荷載作用下,作為整體受力分析,如果將高層建筑結構簡化為一根豎向懸臂梁,那么由其底部產生的傾復彎矩為:水平均布荷載Mmax=qH2/2,倒三角形水平荷載Mmax=Qh3/3,即結構底部產生的傾復彎矩與樓層總高度的平方成正比。 就是說,建筑結構的高度越大,由水平作用對結構產生的彎矩就越大,較豎向荷載對結構所產生的累積效應增加越快,其產生的結構內力占總結構內力的比重越大,從而成為高層結構強度設計的主要控制因素。
2.2在豎向荷載作用下,高層建筑結構的變形主要是豎向構件的壓縮變形。由于各豎向構件的應力大小不同,因而其壓縮變形大小也不同。 在鋼筋混凝土結構中,由于在施工過程中的找平,同時由于各豎向構件的基底軸力大小不同,若不對基底應力進行調整,也可能導致基礎產生不均勻沉降。在水平荷載作用下,高層建筑結構最大的頂點位移為:水平均布荷載max=qH4/8EI,倒三角形水平荷載max=11qH4/120EI,式中EI為結構,從以上可看出,結構頂點位移與其總高度的四次方成正比。水平荷載作用下所引起的結構內力及側移是高層建筑結構設計的主要控制因素。
3 高層建筑結構的設計要點
（一）軸向形變不容忽視
通常在低層建筑結構分析中，只考慮彎矩項，因為軸力項影響很小，而剪切項一般可不考慮。但對于高層建筑結構，情況就不同了由于層數多，高度大，軸力值很大，再加上沿高度積累的軸向變形顯著，軸向變形會使高層建筑結構的內力數值與分布產生顯著的改變軸向變形的影響在高層建筑結構分析中應當考慮，但是，結構所受的豎向荷載并不是在結構完成之后一次施加的 特別是，占豎向荷載絕大部分的結構自重是在施工過程中逐層施加的，軸向壓縮變形已在施工過程中分階段完成，并在各樓層標高處找平，實際上并不完全類似于以上分析的情況所以，在考慮軸向變形時，要考慮施工過程中分層施加豎向荷載這一因素，不能簡單的按一次加載考慮，否則會出現一些不合理的計算結果，如鄰近剪力墻和筒體的上層框架柱，在豎向荷載作用下出現拉力; 上層框架梁出現過大彎矩和剪力等 另外，隨著樓層的增加，水平荷載作用下結構的側向變形迅速增大
（二）側移成為控制指稱
與低層建筑不同，結構側移己成為高層建筑結構設計中的關鍵因素，隨著樓層的增加，水平荷載作用下結構的側向變形迅速增大，結構頂點側移與建筑高度H的四次方成正比。設計高層結構時，不僅要求結構具有足夠的強度，能夠可靠地承受風荷載作用產生的內力; 還要求具有足夠的抗側剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，保證良好的居住和工作條件，這是因為高樓的使用功能和安全，與結構側移的大小密切相關：
1 使用人員的正常工作與生活 當高樓在陣風作用下發生振動的頻率f為一定值時，結構振動加速度a與結構側移幅值 A成正比： a=A（2π f ） 因而控制側移幅值的大小成為保證高樓良好的居住和工作條件的關鍵因素
2 過大的側向變形會使隔墻 圍護墻以及它們的高級飾面材料出現裂縫或損壞，此外，也會使電梯因軌道變形而不能正常運行
3 高樓的重心位置較高，過大的側向變形將使結構因P-Δ效應而產生較大的附加應力，甚至因側移與應力的惡性循環導致建筑物倒塌
（三）結構延性是高層建筑設計重要性質
延性是指構件和結構屈服后，在承載能力不降低或基本不降低的情況下，具有足夠塑性變形能力的一種性能，一般用延性比來表示 對于受彎構件來說，隨著荷載增加，首先受拉區混
凝土出現裂縫，表現出非彈性變形 然后受拉鋼筋屈服，受壓區高度減小，受壓區混凝土壓碎，構件最終破壞 從受拉鋼筋屈服到壓區混凝土壓碎，是構件的破壞過程 在這過程中，構件的承載能力沒有多大變化，但其變形的大小卻決定了破壞的性質是鋼筋砼受彎構件的M －Δ（Φ ）曲線，Δy是屈服變形，Δu是極限變形 提高延性可以增加結構抗震潛力，增強結構抗倒塌能力 高層建筑相對低層結構而言，結構設計更柔一些，如果遇到地震，震動作用下的建筑結構變形更大一些 為了做好防震設計，避免倒塌，建筑在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，特別需要在構造上采以適當的設計，確保建筑設計具有很好的延性
4結語
我國的高層建筑在十余年里可謂突飛猛進，其建設速度和建造數量在世界建筑史上都是少有的。而目前的工程設計領域中，設計人員忙于應付大量的具體工作，往往不夠重視結構經濟性問題，造成不必要的浪費。高層建筑結構設計中應根據實際情況做好結構分析,多做方案比較，從當今經濟現狀和發展趨勢出發，建立一個宏觀的合理的結構設計理念。
參考文獻：
[1]鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程（JGJ3-91）[S].北京：中國建筑工業出版社，1991
關鍵詞：高層建筑；結構；設計
Abstract: at present, the high building more and more appear in all over town, as a sign of economic development level. In the structural design of high-rise building takes into account many factors, including the structure system type selection, economy, technology, specific design, consider all aspects.
Keywords: high building; Structure; design
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：
1高層建筑結構體系的類型
1.1 框架-剪力墻體系
由于框架結構體系強度和剛度的限制，不適合建造高度較高的建筑，但可以通過在建筑平面合適的位置設置大的剪力墻以代替一部分框架，形成框架-剪力墻體系，增強建筑的剛度和強度，這種結構就是框架-剪力墻體系。在水平力承受方面，框架和剪力墻能夠通過剛度足夠高的連梁和樓板協同工作，形成混合結構體系。這種結構的框架體系負責主要承擔垂直載荷，而剪力墻主要負責承擔水平載荷，二者相互協同。由于框架-剪力墻體系具有彎剪型的位移曲線，這增大了這種結構的側向剛度，減小建筑物的水平位移，不僅減小了框架結構承受的水平力，還使得內力在豎向的分布更加均勻，因此這種結構的建筑物高度要大于采用框架結構的建筑物。
1. 2 剪力墻結構體系
所謂剪力墻結構體系是指建筑的受力主體全部由平面剪力墻構件組成，在這種體系中，全部的豎直載荷和水平力由單片剪力墻來承受。剪力墻結構體系是剛性結構，位移曲線是彎曲型的，因此它的剛度和強度都非常高，并且具有延性，傳力直接切均勻，有較好的整體性，具有很強的抗倒塌能力，因此剪力墻結構體系是一種比較好的結構體系。
1.3 筒體結構
筒體結構是在全剪力墻結構和框架-剪力墻結構的基礎上發展而來的，將密柱框架和剪力墻集中在房屋和內部，從而形成空間封閉式的筒體，這就是筒體結構。由于筒體結構是將若干片縱橫交接的框架或者剪刀強圍起來，形成類似童裝的封閉骨架，并且通過樓層面加強連接，不僅可以形成比較大的使用空間，還具有剛度好的優點，能夠承受較大的水平載荷和豎向載荷，因此廣泛應用在超高層建筑中。
2. 高層建筑結構選型
2.1高層建筑結構選型和施工的關系
不同的結構體系建筑施工工藝會有所不同，這不僅影響建筑結構的受力情況和抗震性能，還會影響材料的消耗、勞動力、造價及工期等方方面面。因此，在選擇高層建筑的結構體系時要綜合權衡施工工藝及各備選結構的特點，選擇出最優的方案。對于現澆鋼筋混凝土高層建筑來說，其結構方面的造價主要有模板、施工和材料幾個部分。統計發現，模板的費用是造價中最主要的部分，占總造價的比例達到33-55%，因此，選擇合理的模板體系，會有效降低總體造價，還能對施工進度和勞動力消耗帶來有利影響。
2.抗震體系選定的原則
抗震是高層建筑必須考慮的總要因素，在考慮抗震性時，可以結合以下因素：(1)結構設計要有明確的計算簡圖以及合理的地震力傳遞路線；(2)建筑結構要有良好的言行和足夠的承載力，要具有足夠的好能潛力，保證在遭遇地震時有充足的防御倒塌的能力；(3)要具有躲到抗震防練，當部分結構或構件因損壞而失效時，不會影響整體的載荷能力和抗側力；(4)強度和剛度在豎向和水平方向的分布要均勻，并根據設計需要合理布局，防止局部突變或消弱情況引起薄弱環節的出現，有效防止地震時應力的過大集中或塑形變形集中等危險情況的發生。
當然，在選擇并確定高層建筑結構方案時，還應綜合考慮建筑安全的重要性、建筑高度、設防烈度、場地類別、地基條件、施工條件和材料供應多方面的因素，結合相關技術指標和經濟性分析，以選擇最恰當的結構體系。
3高層建筑結構分析與設計方法
3.1高層建筑結構分析中常用的基本假定
高層建筑結構主要是由框架、剪力墻和筒體等豎向抗側力構件通過水平樓板作為連接中介，并構成大型空間的結構體系。因為完全精確的通過三維空間結構進行分析存在著諸多困難，因此實踐中的各種分析方法都對計算機模型進行了一定程度的簡化，并做出一些基本的假定。
(1)彈性假定。這是在高層建筑工程實踐中運用較多的假定方法，由于風力或垂直載荷的作用，結構常常處于彈性工作階段，因此通常情況下，這種假定比較符合實際情況。然而，如果遇到強臺風作用或者遭遇罕見地震時，高層建筑未出現較大的位移，并可能出現裂縫，此時結構就進入彈塑性工作階段，如果仍然按照彈性假定來分析的話，在計算內力和位移時就可能出現錯誤，無法真實反映結構的工作狀態，需要改用彈塑性動力分析方法。
(2)小變形假定。這也是實踐中采用較多的一種基本假定方法。在這種假定下進行分析設計時，有可能受到幾何非線性問題(P-效應)的影響，研究發現，如果建筑物頂點水平位移和建筑物高度H之間的比值/H>1/500時，就要注意P-效應的影響。
(3)剛性樓板假定。許多高層建筑在結構分析時通常都假定樓板在自身平面內具有無限大的剛度，并忽略平面外的剛度，這樣不僅在很大程度上減少了結構方面的自由度，使得計算更為簡便，也為空間薄壁杠桿理論的采用提供了便利。通常說來，這種假定在框架結構體系和剪力墻結構體系時非常適用的，但是對豎向剛度有突變的結構來說，由于樓板剛度比較小，并且主要抗側力構件存在層數偏少或間距過大的情況，這樣樓板就有較大的變形，在結構頂部和底部的各層內力和位移上的影響也尤為明顯，此時就需要對這些樓層的剪力作出適當的調整，以避免不利影響的發生。
(4)計算圖形的假定。由于二位協同分析方法忽略了抗側力構件平面外的剛度和扭轉剛度，并且對公共節點在樓面以外的唯一協調(主要是豎向位移和轉角的協調)也缺乏考慮，因此具有缺陷性，尤其是用在空間工作性能明顯的筒體結構中。為了解決這一問題，高層建筑結構主要使用三維空間分析作為整體分析的計算機圖形，因為三維空間分析的普通桿單元每個節點都有6個自由度，按符拉索夫薄壁桿理論進行分析的桿端節點還需要考慮截面翹曲,具有7個自由度，這就使得分析更加準確。
3. 2高層建筑結構靜力分析方法
(1)框架-剪力墻結構。框架-剪力墻結構在內力和位移計算時有很多方法可以選擇，實踐中應用較多的是連梁連續化假定方法。通過以剪力墻和框架水平位移或轉角相等的位移協調為條件，提取參數并建立位移和外荷載之間的微分方程，并帶入相關數據來求解，因為考慮因素和采用未知量的不同，不同的方法也有不同的解答形式。這種結構在計算中，一般將結構轉化成等效壁式框架，建立桿系結構矩陣位移法來求解。
(2)剪力墻結構。由于剪力墻的受力特性和變形狀態主要由剪力墻的開洞情況決定，根據受力特性的不同，可以將單片剪力墻分為聯肢墻、單肢墻、特殊開洞墻、框架墻和小開口整體墻等類型。不同類型的剪力墻截面應力分布不盡相同，因此，要結合具體類型來計算內力和位移。在機算中，可以通過平面有限單元法，這種方法具有計算精確和適用性廣的優點，但是由于算法復雜，自由度多，耗時較長，因此目前主要用于應力分不復雜的剪力墻結構中，比如特殊開洞墻和框架墻過渡層。
(3)筒體結構。按照對計算機模型處理方法的不同，筒體結構有三種分析方法：等效離散化方法、等效連續化方法和三維空間分析等效離散化方法是把連續的墻體離散成等效的杠桿，以方便適用合適的桿系結構方法進行分析。所謂等效連續化方法是指將結構中離散鋼桿件進行等效連續化處理，具體方法有有限條法、能量法、擬殼法、框筒近似解法和微分方程解法等。三維空間分析法是比以上兩者更加精確的計算機模型方法，主要通過空間桿－薄壁桿系矩陣位移法來實現，目前這種方法多應用在筒體結構體系的分析上，也是工程中廣泛使用的模型方法。
參考文獻：
[1] 肖峻. 高層建筑結構分析與設計[J]. 中華建設,2008(12).
[2] 梁德. 高層建筑結構設計要點分析[J]. 建材技術與應用,2009(6).
關鍵詞: 高層建筑；結構設計
1. 高層建筑結構的特點：
高層建筑結構常使用框架-剪力墻結構體系、剪力墻結構體系和筒體結構體系。
多、高層建筑結構都要承受豎直荷載和風產生的水平荷載，還要抵抗地震的作用效應。多層結構的水平荷載對結構影響通常較小，但在高層建筑中，水平荷載和地震作用將成為控制因素。隨著高度的增加，位移增加很快。但是過大的側移會使人感覺不舒服，從而影響建筑的使用，會造成非結構構件和結構構件的損壞。所以控制結構的側移成為高層建筑結構的重點。
1.1 框架-剪力墻結構
框架-剪力墻結構是由框架和剪力墻兩種結構組成的結構體系。高層建筑結構中框架結構的強度和剛度往往不能滿足規范要求，這時候就需要在建筑平面的適當位置（如四周和轉角）設置剪力墻來代替部分框架，以增強整體結構體系的強度和剛度，這樣便形成了框架-剪力墻結構。在這種結構體系中框架結構主要承受垂直荷載，剪力墻結構主要承受水平剪力。框架-剪力墻結構的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻。
1.2 剪力墻結構
鋼筋混凝土剪力墻能夠較好地抵抗水平荷載，在剪力墻結構中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻結構屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系。
1.3 筒體結構
筒體結構的種類很多，有筒中筒結構、框架-核心筒結構、框筒-框架結構、多重筒、成束筒等等新式。筒體結構是空間結構，具有很大的強度和剛度，各構件受力比較合理。其抵抗水平作用的能力很強，因而特別適合在超高層結構中采用。
1.4 其他結構
較為新穎的豎向承重結構有懸掛結構、巨型框架結構、巨型桁架結構、高層鋼結構中的剛性桁架等多種形式。這些結構形式已經在實際工程中得到應用，如香港匯豐銀行大樓采用的是懸掛結構，深圳香格里拉酒店采用的是巨型框架結構，香港中國銀行采用的是巨型桁架結構。
2. 高層建筑結構分析和設計方法：
2.1 結構分析中常用的基本假定
① 彈性假定。
目前工程上實用的高層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。彈性理論的計算方法是基于結構構件在應力和應變成正比的變化關系。在垂直荷載或一般風力作用下．結構通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結構的實際工作狀況。當遭受地震或強臺風作用時，高層建筑結構往往會產生較大的位移，出現裂縫．進入到彈塑性工作階段。此時仍按彈性方法計算內力和位移時不能反映結構的真實工作狀態的，應按彈塑性動力分析方法進行設計。
② 小變形假定。
小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對幾何非線性問題(P-效應)進行了二階研究。一般認為，當頂點水平位移與建筑物高度H的比值，H>1／500時。P-效應的影響就不能忽視了。
③ 剛性樓板假定
許多高層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大．而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度，簡化了計算方法。并為采用空間薄壁桿件理論計算簡體結構提供了條件。一般來說，對框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是，對于豎向剛度有突變的結構，樓板剛度較小，主要抗側力構件間距過大或是層數較少等情況，樓板變形的影響較大。特別是對結構底部和頂部各層內力和位移的影響更為明顯。可將這些樓層的剪力作適當調整來考慮這種影響。
④ 計算圖形的假定
高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形有三種：
(1)一維協同分析。按一維協同分析時，只考慮各抗側力構件在一個位移自由度方向上的變形協調。在水平力作用下，將結構體系簡化為由平行水平力方向上的各榀抗側力構件組成的平面結構。根據剛性樓板假定，同一樓面標高處各榀抗側力構件的側向位移相等，由此即可建立一維協同的基本方程。在扭矩作用下，根據同層樓板上各抗側力構件轉角相等的條件建立基本方程。一維協同分析是各種手算方法采用最多的計算圖形。
（2)二維協同分析。 二維協同分析雖然扔將單榀抗側力構件視為平面結構，但考慮了同層樓板上各榀抗側力構件在樓面內的變形協調。縱橫兩方向的抗側力構件共同工作，扭矩與水平力同時計算。在引入剛性樓板假定后，每層樓板有3個自由度，樓面內各抗側力構件的位移均由3個自由度確定。二維協同分析主要為中小微型計算機上的桿系結構分析程序采用。
(3)三維空間分析。二維協同分析并沒有考慮抗側力構件的公共節點在樓面外的位移協調(豎向位移和轉角的協調)，而且，忽略抗側力構件平面外的剛度和扭轉剛度對具有明顯空間工作性能的簡體結構也是不妥當的。三維空間分析的普通桿單元每一節點有6個自由度。接符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應考慮截面翹曲，有7個自由度。
3各類結構體系采用的分析方法
① 框架―剪力墻體系
框剪結構在豎向荷載作用下，可以假定各豎向承重結構之間為簡支聯系，將豎向荷載按簡支梁板簡單地分配給框架和墻，再將各框架和各剪力墻按平面結構進行分析計算。框架一剪力墻的計算機算，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。
② 剪力墻體系
剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻．小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。
③ 筒體體系
筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續化方法i等效離散化方法和三維空間分析。等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。一種是只作幾何分布上的連續化，以便用連續函數描述內力；另一種是作幾何和物理上的連續處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。
具體應用有連續化微分方程解法、框筒近似解法、擬殼法、能量法、有限單元法、有限條法等。等效離散化方法是將連續的墻體離散為等效的桿件，以便應用適合桿系結構的方法來分析。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子結構法等。具體應用包括等代角柱法、展開平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子結構法。比等效連續化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結構來分析筒體結構體系，其中應用最廣的是空間薄壁桿系矩陣位移法。這種方法將高層結構體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結構。
