时间：2023-09-21 16:34:50
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇高层建筑结构设计，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：建筑结构；原则；体系；结构设计
随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化,城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层住宅建筑得以快速发展。文章结合笔者多年的设计实践和体会,就高层住宅建筑工程结构设计中的一些问题加以探讨。
一、高层建筑结构的特征
高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载，同时也承受着在垂直方向的荷载，并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下，建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱，然而在高层建筑中，外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此，在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。
二、高层建筑结构设计的原则
2.1选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算简图，那么就比较容易造成由于结构安发生的事故，基于此，高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，其结构节点不单是钢节点或者饺节点，保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。
2.2选择合理的高层建筑结构基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况，考虑施工条件，相邻的建筑物的影响等各个因素，在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥，必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告，如果缺失，那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下，相同结构单元应该采用相同的类型。
2.3选择合理的高层建筑结构方案合理的结构设计方案必须满足经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等的综合分析的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。
2.4对计算结果进行；隹确的分析随着科技的不断进步，计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符，所以进行计算机辅助设计的时候，出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后，应该进行校核，进行合理判断，得出准确结果。
2.5高层建筑的结构设计要采用相应构造措施高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则，加强薄弱部位，对钢筋的执行段锚固长度给予重视，并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。
三、高层建筑结构体系的选型
根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢筋混凝土混合结构体系以及钢筋混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中，具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，造价低廉，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足，钢筋混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，成本低廉，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢筋混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，施工速度快，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小屁偏心受压构件。
根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架一剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m高度以下的建筑 通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架一剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承受水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。在框架一剪力墙结构体系中，需要注意考虑剪力墙的位置，设计合理的剪力墙的数量，以及满足框架的设计要求。
四、高层建筑结构设计问题分析及对策
4.1高层建筑结构存在着超高的问题基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。
4.2高层建筑结构设计短肢剪力墙设置我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5～8的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。
4.3高层建筑结构设计嵌固端的设置一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。
4.4高层建筑结构的规则性在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。
关键词：刍议；高层建筑；结构设计
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，也是建筑过程中一个非常重要的环节，任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。因此结构设计者对这两个指标切不可掉以轻心, 更不可认为是无关紧要的。
1 高层建筑结构设计的特点
1.1水平荷载成为决定因素
楼房的自重和楼面的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。
1.2 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。
1.3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。
1.4 结构延性是重要的设计指标
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。
2 高层建筑结构设计的原则
2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图
在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算简图，那么就比较容易造成由于结构安发生的事故，基于此，高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，其结构节点不单是钢节点或者饺节点，保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。
2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计
在进行基础设计选择的时候，需要按照高层建筑的地质条件进行。并且，对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析，同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑，在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是，基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥，如如果必要的话，可以对地基变形进行检测。
2.3 选择合理的高层建筑结构方案
合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，并尽量经济合理，以最少的花费获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。
2.4 对计算结果进行准确的分析
随着科技的不断进步，计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符，所以进行计算机辅助设计的时候，出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后，应该进行校核，进行合理判断，得出准确结果。
3 高层建筑结构设计中的问题及相应的措施
3.1超高问题
基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。
3.2高层建筑结构的规则性问题
在高层建筑的新的建筑规范中，对高层建筑结构的规则性问题作了很多的限制，例如：对结构嵌固端上层和下层的刚度比进行了规定，对平面规则性进行了规定，等等。此外，在新规范中，还明确规定了高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。所以，为了使工程建设按照设计依次进行下去，避免在施工后期对结构设计进行改动，在高层建筑结构设计中，必须严格按照规范的限制条件进行。
3.3高层建筑结构设计嵌固端的设置
一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。
3.4 高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则 L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。
3.5 轴压比与短柱问题
在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱的轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。柱的塑性变形能力小，则结构的延性就差，当遭遇地震时， 耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。但是在结构中若能保证强柱弱梁设计， 且梁具有良好延性，则柱子进入屈服的可能性就大大减少，此时可放松轴压比限值。另外，许多高层建筑底几层柱的长细比虽然小于4，但并不一定是短柱。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比，只有剪跨比小于2 的柱才是短柱。
有专家学者提出现行抗震规范应采用较高轴压比。但是即使能调整轴压比限值， 柱断面并不能由于略微增大轴压比限值而显著减小。因此在抗震的超高层建筑中采用钢筋混凝土是否合理值得商榷。
4 结束语
随着社会的发展和科技的进步，建筑结构不断的发生变化，高层建筑结构形式越来越多，研究高层建筑结构设计有着非常重要的意义。
参考文献：
[1] 范小平，高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J]福建建材，2010，（12）.
关键词：高层建筑；结构；设计
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2014）03018901
信息越来越发达、人们生活节奏也越来越快，而变化的不仅仅是人们的生活方式，社会所有领域都发生着深刻的变化。我国正在进行城镇化进程，漫步于城市之中，你往往会看到好多工地，而且这些现象在一线城市和正在兴起的城市更为明显。有一个现象或许我们已经感觉到了，就是我们在一线城市核心区买新建住宅的时候，往往很难找到几层楼高的房产了。究其原因，或许是和现在土地寸土寸金、开发商拿地成本很高有关。高层建筑大量的出现在建设规划中，稍微有点专业知识的人都清楚，高层建筑考虑的问题很多，其中结构设计应该成为需要首要考虑的问题之一，因为高层建筑的高度在显现了其较普通建筑更为强大的使用功能外，也对其结构提出了更高的要求。下面，结合笔者工作实际，谈谈从高层建筑的结构特性的角度应该考虑的一些东西。
1 高层建筑结构设计的特点
1.1 设计富有技术性和专业性
我们都知道：高层建筑和多层建筑来说，在功能上和设计上会有很大的不同，这是因为对于高层建筑而言，它们的结构设计关系到它的各种使用功能的实现情况，还关系着高层建筑作为一项土建工程所产生的造价和工期问题。
1.2 水平荷载成为决定因素
水平力在所有建筑结构选择和设计中都是最重要的因素，对于高层建筑来说更是如此，因为普通建筑中，受其建筑高度限制，水平力对于建筑的结构影响较小，但是随着建筑高度的增加，水平力在建筑结构中起到的作用也随之增大。从专业角度讲，一方面，建筑的自重和露面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，它与建筑高度的一次方成正比；从另一个角度来看，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，楼房的高度从竖向荷载来说一般情况是定值，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。
1.3 承载力设计需要基础
在高层建筑结构选择和设计上，必须要保证它的承载力基础，特别是要注重刚度的加强，以抵抗侧向力。结构侧移是高层建筑结构设计的关键因素，这是余较低楼房不同的地方。建筑物层数的增加，使得每多一层其侧向力都会发生很大的变化，所以建筑物特别是高层建筑物需要控制水平荷载因素。
1.4 其他关键因素更需关注
第一是高层建筑的抗风因素，需要要认真的计算出风荷载作用下的位移值，以有针对性的采用调整结构和装饰构件来实现高层建筑的抗风。第二是高层建筑的抗震要求，应该在建筑前认真的选择地基位置，并详细的勘测该区域的地质情况。第三个是高层建筑的地基情况，要保证其承载力和刚度满足建筑上部结构的要求。
2 高层建筑结构设计需要关注的问题
2.1 选择合理的结构设计方案
合理的结构设计方案是高层建筑结构设计中需要首要考虑的问题，特别是几个关键因素，比如：结构类型、荷载分布情况、施工条件、地基潜力、相邻建筑物影响等，都需要在设计上分别有针对性的加以考虑。同时，还应考虑到相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系。在首要考虑问题的基础上，还需要考虑地理条件、工程设计需求、施工条件、材料等因素综合分析基础上，加之包括水、暖、电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。
2.2 充分考虑设计施工经济性
安全、适用、经济是结构设计的三要素。三个要素之间既有层次关系又相互平衡和制约。在满足前两个要素的前提下，就要考虑如何实现结构造价的经济性问题。直接经济指标一般采用结构造价百分比、单位面积结构综合造价或者单位面积材料用量（如钢材、钢筋和混凝土）。对于高层建筑而言，我们还需要考虑它的施工周期长、投资回收慢、竖向构件面积大等特点，这些都需要用到间接指标，比如：竖向构件占楼层面积比、施工可建性、社会效应、楼层净高等。具体地讲：首先，在超高层建筑中，风荷载是主要水平控制荷载，因此，减小风荷载是最有效的措施之一。其次，提高抗侧力结构的效率是节约材料用量的有效途径；不同材料的有机组合也可发挥材料各自的优点，降低结构综合造价。最后，确定合理的设计性能指标，既确保结构安全，又能满足经济要求。
高层建筑结构计算需要精细化，如果出现误差那将会引起建筑物因结构问题而发生的事故。所以，首先需要选择合理的计算简图，特别是针对结构节点的复杂性，确保其计算误差控制在规定的范围内。另外，需要充分运用各种计算机软件，充分利用软件进行校对并进行合理判断，从而得出准确结构。
参考文献
[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程，2010，（2）.
[3]田龙.浅谈高层建筑的结构设计[J].价值工程，2011，（1）.
[4]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆大学，2006.
[5]陶忠，张耀春，韩林海，等.关于高层建筑结构选型设计的初步探讨[J].哈尔滨建筑大学学报，2000，（33）.
关键词：高层建筑；结构设计；初探
中图分类号：TU755文献标识码：A文章编号：
在高层建筑的发展，充分显示了科学技术的力量，使设计师从过去强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素。建筑结构设计人员要明确自己的责任，从结构方案的确定、结构计算、构造要求等多方面考虑，提高结构设计质量。
1 高层建筑结构设计的任务
结构设计应根据建筑物的重要性等级、建筑使用功能或生产需要所确定的荷载、抗震要求、设防标准等，对结构基本构件和整体进行设计，以保证基本构件的强度、变形、裂缝满足设计要求，同时保证结构体系的整体安全性、稳定性、变形性能，保证在突发事件发生时，结构保持一定的整体性，使人们的生命安全得以保证；保证合理用材，方便施工，同时尽可能降低建筑造价。总之，结构设计的核心是解决两个问题：一是满足建筑结构功能要求；二是经济问题。
2 概念设计
概念设计是根据理论与实验研究结果及工程经验等形成的基本设计原则和设计思想，进行结构的总体布置，并正确确定细部构造的过程，需要遵循相应规范条文进行合理的平面设计、竖向设计、基础设计等。概念设计包括建筑概念设计和结构概念设计两个方面。建筑概念设计是对满足建筑使用功能、造型优美、技术先进的总建筑方案的确定；结构概念设计是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计。结构概念设计旨在有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系，满足结构的功能要求和建筑功能的需要，以及技术经济可能的设计原则，确定最优的结构体系，选择适用的建筑材料和合理的关键部位构造、结合适宜的施工及合理的效益达到房屋设计的统一。
3 高层建筑抗震概念设计若干原则
建筑抗震性能是概念设计的决定因素，概念设计应遵循一定的原则。
3.1 结构抗侧力结构的布置宜规则、对称，受力明确简单、传力合理不间断，保证良好的整体性。
3.2 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性，构件应遵循“强柱、弱梁、更强节点、强剪、弱弯、强底层柱（墙）底”的原则。
3.3 结构中应尽可能设置多道抗震防线。结构体系中应由多个延性较好的分体，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，以便地震时结构能吸收和耗散大量的地震能量，避免大震倒塌。
3.4 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力，防止在局部上加强而忽视整个结构各部位的刚度、承载力协调。考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时，应使基础结构或地下室结构保持弹性工作状态，使塑性铰出现在结构嵌固部位。
4 高层建筑结构设计注意问题
高层建筑设计从体系选择、平面布置、竖向布置、抗震概念设计无一不体现设计师的水平，下面叙述几个需注意的问题。
4.1 结构体系选择
结构体系的选择，应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，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，结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，除将原来的限制高度设定为 A 级高度建筑外，还增加了 B 级高度建筑，因此，必须对结构高度严格控制，一旦结构为B 级高度建筑或超过了 B 级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
4.2“设缝”
温度伸缩缝、沉降缝、防震缝是高层结构设计中较重要的构造措施。对温度伸缩缝，其影响因素很多，规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制，还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况，应根据实际工程的具体情况执行相关条文。如北京朝阳商业中心、广东佛山医院等工程地上结构长度均超过 100 米，由于采取了可靠措施，也未设温度伸缩缝而效果良好。沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生，在设计中，通常用“放”、“抗”、“调”等办法解决，即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。目前，广州、深圳等地多采用基岩端承桩，主楼、裙房间不设缝；北京的高层建筑则一般采用施工时留后浇带的做法。设计师应在实际中灵活掌握。防震缝在规范中有明确规定，但应据实际情况适当放宽或缩小。
4.3 侧向位移的限值
高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移 u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是 u/h 限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移u/h 的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。
4.4 高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用发生扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L 形、T 形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。
5 结语
从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，为人们提供更多的生活工作空间，缩短城市道路和各种公共管线长度，从而节省城市建设与管理的投资，高层建筑设计成为城市建筑的发展趋势，随着经济和社会的发展，新的建筑形式层出不穷，给设计师提出了更高的要求。
高层设计中，建筑和结构是关系最密切的专业。建筑师往往根据建筑的使用功能和美学要求处理建筑体型，包括平面和立面；而结构师则根据受力的合理性进行结构设计，其中结构形式和结构体系的选择，结构总体布置等对结构的受力性能优劣性起决定性作用。结构的总体布置与结构体型密切相关，简单的体型易于得到规则和受力合理的结构总体布置，可使结构具有良好的抗震性能；反之，过于复杂的建筑平面和立面体型，将增加结构设计的困难，造成结构布置的不规则性。因此优秀的设计是建筑和结构的完美结合，需建筑师和结构师密切合作。在方案设计阶段，就应根据建筑物的高度、抗震设防烈度等具体条件合理选用结构形式和结构体系。
参考文献：
[1] 吕西林.高层建筑结构[M].武汉：武汉工业大学出版社，2008.
[2] 周芝兰.普通高等院校土木专业“十一五”规划精品教材建筑结构[M].武汉：华中科技大学出版社.2007
[3] 周云等.现代建筑工程技术研究与应用[M].广州：华南理工大学出版社，2006.
[4] 张维斌.多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
关键词：高层建筑结构设计 程序
一、高层建筑结构设计方面的原则
1、选用适当的计算简图：结构计算式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。
2、选择合适的基础方案：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，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。
3、合理选择构方案：一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是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。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总而言之，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。
4、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。
5、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、强压若拉原则”，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力。
二、建筑结构设计的基本内容
1、结构设计的程序
建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求:即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求。
建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计结构分析构件设计绘施工图。
2.建筑物结构设计的要求
为保证建筑结构的可靠度达到设计要求,在设计中,必须遵循以下要求:(1)计算内容:结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算,如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算;(2)结构上多种作用效应同时发生时,应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后,考虑其可能的最不利组合;(3)抗震设计:我国的抗震设防烈度为6至9度,建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对应不同的抗震等级,有不同的计算和构造要求。
三、高层建筑结构设计的几个问题分析
1、高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。
2、高层建筑结构设计中的侧移和振动周期
建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周期；控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
(1)结构自振周期
高层建筑的自振周期(T 1)宜在下列范围内：
框架结构：T1=(0.1―0.15)N
框一剪、框筒结构：T1=(0.08-0.12)N
剪力墙、筒中筒结构：TI=(0.04―0.10)N
N为结构层数。
结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：
第二周期：T2=(1／3―1／5)T1；第三周期：T3＝(1／5―1／7)T1。
3、砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中，构造不但能够提高墙体的坑剪能力，而且构造柱与圄梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。
在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种作法将引起以下几个问题。
3.1 构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋 结构中的一个薄弱的部位。
3.2 构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼做承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁 上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足，方可在梁下布置构造柱。
4、楼板设计常见问题
板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。
4.1 设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。
4.2 板承受线荷载时弯矩计算问题，在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。
4.3 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d（d为短向钢筋的直径）。有的设计得为图省事或对板受力认识不足，而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。
关键词:高层建筑；结构设计；受力与变形；结构经济性； P-Δ效应
1高层建筑结构分析
高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(框架、 剪力墙、 筒体等)通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。下面是常见的一些基本假定。
小变形假定:小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性(P－Δ效应)进行了一些研究。一般认为,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效应的影响就不能忽视。
弹性假定:目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。 但当收到遭受地震或强台风作用时,高层建筑结构往往会产生较大的位移,出现裂缝。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。
刚性楼板假定:许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度,简化了计算方法。 并为采用空间薄壁杆件计算筒体结构提供了条件。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:一维协同分析。 按一维协同分析时,只考虑各抗侧力构件在一个位移自由度方向上的变形协调。 在水平力作用下,将结构体系简化为由平行水平力方向上的各榀抗侧力构件组成的平面结构。 根据刚性楼板假定,同一楼面标高处各榀抗侧力构件的侧移相等,由此即可建立一维协同的基本方程。 在扭矩作用下,则根据同层楼板上各抗侧力构件转角相等的条件建立基本方程。二维协同分析。 二维协同分析虽然仍将单榀抗侧力构件视为平面结构,但考虑了同层楼板上各榀抗侧力构件在楼面内的变形协调。 纵横两方向的抗侧力构件共同工作,同时计算;扭矩与水平力同时计算。 在引入刚性楼板假定后,每层楼板有三个自由度u,v,θ(当考虑楼板翘曲是有四个自由度),楼面内各抗侧力构件的位移均由这三个自由度确定。三维空间分析, 三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度, 按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,有7个自由度。
2高层建筑结构的受力与变形
2.1在高层建筑中,首先,在竖向荷载作用下,各楼层竖向荷载所产生的框架柱轴力为:边柱N=wlH/2h,中柱N=wlH/h,即框架柱的轴力和建筑结构的层数成正比;边柱轴力比中柱小,基本上与其受荷面积成正比。 就是说,由各楼层竖向荷载所产生的累积效应很大,建筑物层数越多,底层柱轴力越大;顶、底层柱轴力差异越大;中柱、边柱轴力差异也越大。
其次,在水平荷载作用下,作为整体受力分析,如果将高层建筑结构简化为一根竖向悬臂梁,那么由其底部产生的倾复弯矩为:水平均布荷载Mmax=qH2/2,倒三角形水平荷载Mmax=Qh3/3,即结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度的平方成正比。 就是说,建筑结构的高度越大,由水平作用对结构产生的弯矩就越大,较竖向荷载对结构所产生的累积效应增加越快,其产生的结构内力占总结构内力的比重越大,从而成为高层结构强度设计的主要控制因素。
2.2在竖向荷载作用下,高层建筑结构的变形主要是竖向构件的压缩变形。由于各竖向构件的应力大小不同,因而其压缩变形大小也不同。 在钢筋混凝土结构中,由于在施工过程中的找平,同时由于各竖向构件的基底轴力大小不同,若不对基底应力进行调整,也可能导致基础产生不均匀沉降。在水平荷载作用下,高层建筑结构最大的顶点位移为:水平均布荷载max=qH4/8EI,倒三角形水平荷载max=11qH4/120EI,式中EI为结构,从以上可看出,结构顶点位移与其总高度的四次方成正比。水平荷载作用下所引起的结构内力及侧移是高层建筑结构设计的主要控制因素。
3 高层建筑结构的设计要点
（一）轴向形变不容忽视
通常在低层建筑结构分析中，只考虑弯矩项，因为轴力项影响很小，而剪切项一般可不考虑。但对于高层建筑结构，情况就不同了由于层数多，高度大，轴力值很大，再加上沿高度积累的轴向变形显著，轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变轴向变形的影响在高层建筑结构分析中应当考虑，但是，结构所受的竖向荷载并不是在结构完成之后一次施加的 特别是，占竖向荷载绝大部分的结构自重是在施工过程中逐层施加的，轴向压缩变形已在施工过程中分阶段完成，并在各楼层标高处找平，实际上并不完全类似于以上分析的情况所以，在考虑轴向变形时，要考虑施工过程中分层施加竖向荷载这一因素，不能简单的按一次加载考虑，否则会出现一些不合理的计算结果，如邻近剪力墙和筒体的上层框架柱，在竖向荷载作用下出现拉力; 上层框架梁出现过大弯矩和剪力等 另外，随着楼层的增加，水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大
（二）侧移成为控制指称
与低层建筑不同，结构侧移己成为高层建筑结构设计中的关键因素，随着楼层的增加，水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大，结构顶点侧移与建筑高度H的四次方成正比。设计高层结构时，不仅要求结构具有足够的强度，能够可靠地承受风荷载作用产生的内力; 还要求具有足够的抗侧刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，保证良好的居住和工作条件，这是因为高楼的使用功能和安全，与结构侧移的大小密切相关：
1 使用人员的正常工作与生活 当高楼在阵风作用下发生振动的频率f为一定值时，结构振动加速度a与结构侧移幅值 A成正比： a=A（2π f ） 因而控制侧移幅值的大小成为保证高楼良好的居住和工作条件的关键因素
2 过大的侧向变形会使隔墙 围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏，此外，也会使电梯因轨道变形而不能正常运行
3 高楼的重心位置较高，过大的侧向变形将使结构因P-Δ效应而产生较大的附加应力，甚至因侧移与应力的恶性循环导致建筑物倒塌
（三）结构延性是高层建筑设计重要性质
延性是指构件和结构屈服后，在承载能力不降低或基本不降低的情况下，具有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比来表示 对于受弯构件来说，随着荷载增加，首先受拉区混
凝土出现裂缝，表现出非弹性变形 然后受拉钢筋屈服，受压区高度减小，受压区混凝土压碎，构件最终破坏 从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎，是构件的破坏过程 在这过程中，构件的承载能力没有多大变化，但其变形的大小却决定了破坏的性质是钢筋砼受弯构件的M －Δ（Φ ）曲线，Δy是屈服变形，Δu是极限变形 提高延性可以增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力 高层建筑相对低层结构而言，结构设计更柔一些，如果遇到地震，震动作用下的建筑结构变形更大一些 为了做好防震设计，避免倒塌，建筑在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，特别需要在构造上采以适当的设计，确保建筑设计具有很好的延性
4结语
我国的高层建筑在十余年里可谓突飞猛进，其建设速度和建造数量在世界建筑史上都是少有的。而目前的工程设计领域中，设计人员忙于应付大量的具体工作，往往不够重视结构经济性问题，造成不必要的浪费。高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析,多做方案比较，从当今经济现状和发展趋势出发，建立一个宏观的合理的结构设计理念。
参考文献：
[1]钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程（JGJ3-91）[S].北京：中国建筑工业出版社，1991
关键词：高层建筑；结构；设计
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
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
1高层建筑结构体系的类型
1.1 框架-剪力墙体系
由于框架结构体系强度和刚度的限制，不适合建造高度较高的建筑，但可以通过在建筑平面合适的位置设置大的剪力墙以代替一部分框架，形成框架-剪力墙体系，增强建筑的刚度和强度，这种结构就是框架-剪力墙体系。在水平力承受方面，框架和剪力墙能够通过刚度足够高的连梁和楼板协同工作，形成混合结构体系。这种结构的框架体系负责主要承担垂直载荷，而剪力墙主要负责承担水平载荷，二者相互协同。由于框架-剪力墙体系具有弯剪型的位移曲线，这增大了这种结构的侧向刚度，减小建筑物的水平位移，不仅减小了框架结构承受的水平力，还使得内力在竖向的分布更加均匀，因此这种结构的建筑物高度要大于采用框架结构的建筑物。
1. 2 剪力墙结构体系
所谓剪力墙结构体系是指建筑的受力主体全部由平面剪力墙构件组成，在这种体系中，全部的竖直载荷和水平力由单片剪力墙来承受。剪力墙结构体系是刚性结构，位移曲线是弯曲型的，因此它的刚度和强度都非常高，并且具有延性，传力直接切均匀，有较好的整体性，具有很强的抗倒塌能力，因此剪力墙结构体系是一种比较好的结构体系。
1.3 筒体结构
筒体结构是在全剪力墙结构和框架-剪力墙结构的基础上发展而来的，将密柱框架和剪力墙集中在房屋和内部，从而形成空间封闭式的筒体，这就是筒体结构。由于筒体结构是将若干片纵横交接的框架或者剪刀强围起来，形成类似童装的封闭骨架，并且通过楼层面加强连接，不仅可以形成比较大的使用空间，还具有刚度好的优点，能够承受较大的水平载荷和竖向载荷，因此广泛应用在超高层建筑中。
2. 高层建筑结构选型
2.1高层建筑结构选型和施工的关系
不同的结构体系建筑施工工艺会有所不同，这不仅影响建筑结构的受力情况和抗震性能，还会影响材料的消耗、劳动力、造价及工期等方方面面。因此，在选择高层建筑的结构体系时要综合权衡施工工艺及各备选结构的特点，选择出最优的方案。对于现浇钢筋混凝土高层建筑来说，其结构方面的造价主要有模板、施工和材料几个部分。统计发现，模板的费用是造价中最主要的部分，占总造价的比例达到33-55%，因此，选择合理的模板体系，会有效降低总体造价，还能对施工进度和劳动力消耗带来有利影响。
2.抗震体系选定的原则
抗震是高层建筑必须考虑的总要因素，在考虑抗震性时，可以结合以下因素：(1)结构设计要有明确的计算简图以及合理的地震力传递路线；(2)建筑结构要有良好的言行和足够的承载力，要具有足够的好能潜力，保证在遭遇地震时有充足的防御倒塌的能力；(3)要具有躲到抗震防练，当部分结构或构件因损坏而失效时，不会影响整体的载荷能力和抗侧力；(4)强度和刚度在竖向和水平方向的分布要均匀，并根据设计需要合理布局，防止局部突变或消弱情况引起薄弱环节的出现，有效防止地震时应力的过大集中或塑形变形集中等危险情况的发生。
当然，在选择并确定高层建筑结构方案时，还应综合考虑建筑安全的重要性、建筑高度、设防烈度、场地类别、地基条件、施工条件和材料供应多方面的因素，结合相关技术指标和经济性分析，以选择最恰当的结构体系。
3高层建筑结构分析与设计方法
3.1高层建筑结构分析中常用的基本假定
高层建筑结构主要是由框架、剪力墙和筒体等竖向抗侧力构件通过水平楼板作为连接中介，并构成大型空间的结构体系。因为完全精确的通过三维空间结构进行分析存在着诸多困难，因此实践中的各种分析方法都对计算机模型进行了一定程度的简化，并做出一些基本的假定。
(1)弹性假定。这是在高层建筑工程实践中运用较多的假定方法，由于风力或垂直载荷的作用，结构常常处于弹性工作阶段，因此通常情况下，这种假定比较符合实际情况。然而，如果遇到强台风作用或者遭遇罕见地震时，高层建筑未出现较大的位移，并可能出现裂缝，此时结构就进入弹塑性工作阶段，如果仍然按照弹性假定来分析的话，在计算内力和位移时就可能出现错误，无法真实反映结构的工作状态，需要改用弹塑性动力分析方法。
(2)小变形假定。这也是实践中采用较多的一种基本假定方法。在这种假定下进行分析设计时，有可能受到几何非线性问题(P-效应)的影响，研究发现，如果建筑物顶点水平位移和建筑物高度H之间的比值/H>1/500时，就要注意P-效应的影响。
(3)刚性楼板假定。许多高层建筑在结构分析时通常都假定楼板在自身平面内具有无限大的刚度，并忽略平面外的刚度，这样不仅在很大程度上减少了结构方面的自由度，使得计算更为简便，也为空间薄壁杠杆理论的采用提供了便利。通常说来，这种假定在框架结构体系和剪力墙结构体系时非常适用的，但是对竖向刚度有突变的结构来说，由于楼板刚度比较小，并且主要抗侧力构件存在层数偏少或间距过大的情况，这样楼板就有较大的变形，在结构顶部和底部的各层内力和位移上的影响也尤为明显，此时就需要对这些楼层的剪力作出适当的调整，以避免不利影响的发生。
(4)计算图形的假定。由于二位协同分析方法忽略了抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度，并且对公共节点在楼面以外的唯一协调(主要是竖向位移和转角的协调)也缺乏考虑，因此具有缺陷性，尤其是用在空间工作性能明显的筒体结构中。为了解决这一问题，高层建筑结构主要使用三维空间分析作为整体分析的计算机图形，因为三维空间分析的普通杆单元每个节点都有6个自由度，按符拉索夫薄壁杆理论进行分析的杆端节点还需要考虑截面翘曲,具有7个自由度，这就使得分析更加准确。
3. 2高层建筑结构静力分析方法
(1)框架-剪力墙结构。框架-剪力墙结构在内力和位移计算时有很多方法可以选择，实践中应用较多的是连梁连续化假定方法。通过以剪力墙和框架水平位移或转角相等的位移协调为条件，提取参数并建立位移和外荷载之间的微分方程，并带入相关数据来求解，因为考虑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。这种结构在计算中，一般将结构转化成等效壁式框架，建立杆系结构矩阵位移法来求解。
(2)剪力墙结构。由于剪力墙的受力特性和变形状态主要由剪力墙的开洞情况决定，根据受力特性的不同，可以将单片剪力墙分为联肢墙、单肢墙、特殊开洞墙、框架墙和小开口整体墙等类型。不同类型的剪力墙截面应力分布不尽相同，因此，要结合具体类型来计算内力和位移。在机算中，可以通过平面有限单元法，这种方法具有计算精确和适用性广的优点，但是由于算法复杂，自由度多，耗时较长，因此目前主要用于应力分不复杂的剪力墙结构中，比如特殊开洞墙和框架墙过渡层。
(3)筒体结构。按照对计算机模型处理方法的不同，筒体结构有三种分析方法：等效离散化方法、等效连续化方法和三维空间分析等效离散化方法是把连续的墙体离散成等效的杠杆，以方便适用合适的杆系结构方法进行分析。所谓等效连续化方法是指将结构中离散钢杆件进行等效连续化处理，具体方法有有限条法、能量法、拟壳法、框筒近似解法和微分方程解法等。三维空间分析法是比以上两者更加精确的计算机模型方法，主要通过空间杆－薄壁杆系矩阵位移法来实现，目前这种方法多应用在筒体结构体系的分析上，也是工程中广泛使用的模型方法。
参考文献：
[1] 肖峻. 高层建筑结构分析与设计[J]. 中华建设,2008(12).
[2] 梁德. 高层建筑结构设计要点分析[J]. 建材技术与应用,2009(6).
关键词: 高层建筑；结构设计
1. 高层建筑结构的特点：
高层建筑结构常使用框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系和筒体结构体系。
多、高层建筑结构都要承受竖直荷载和风产生的水平荷载，还要抵抗地震的作用效应。多层结构的水平荷载对结构影响通常较小，但在高层建筑中，水平荷载和地震作用将成为控制因素。随着高度的增加，位移增加很快。但是过大的侧移会使人感觉不舒服，从而影响建筑的使用，会造成非结构构件和结构构件的损坏。所以控制结构的侧移成为高层建筑结构的重点。
1.1 框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙两种结构组成的结构体系。高层建筑结构中框架结构的强度和刚度往往不能满足规范要求，这时候就需要在建筑平面的适当位置（如四周和转角）设置剪力墙来代替部分框架，以增强整体结构体系的强度和刚度，这样便形成了框架-剪力墙结构。在这种结构体系中框架结构主要承受垂直荷载，剪力墙结构主要承受水平剪力。框架-剪力墙结构的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀。
1.2 剪力墙结构
钢筋混凝土剪力墙能够较好地抵抗水平荷载，在剪力墙结构中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙结构属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系。
1.3 筒体结构
筒体结构的种类很多，有筒中筒结构、框架-核心筒结构、框筒-框架结构、多重筒、成束筒等等新式。筒体结构是空间结构，具有很大的强度和刚度，各构件受力比较合理。其抵抗水平作用的能力很强，因而特别适合在超高层结构中采用。
1.4 其他结构
较为新颖的竖向承重结构有悬挂结构、巨型框架结构、巨型桁架结构、高层钢结构中的刚性桁架等多种形式。这些结构形式已经在实际工程中得到应用，如香港汇丰银行大楼采用的是悬挂结构，深圳香格里拉酒店采用的是巨型框架结构，香港中国银行采用的是巨型桁架结构。
2. 高层建筑结构分析和设计方法：
2.1 结构分析中常用的基本假定
① 弹性假定。
目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。弹性理论的计算方法是基于结构构件在应力和应变成正比的变化关系。在垂直荷载或一般风力作用下．结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况。当遭受地震或强台风作用时，高层建筑结构往往会产生较大的位移，出现裂缝．进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的，应按弹塑性动力分析方法进行设计。
② 小变形假定。
小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题(P-效应)进行了二阶研究。一般认为，当顶点水平位移与建筑物高度H的比值，H>1／500时。P-效应的影响就不能忽视了。
③ 刚性楼板假定
许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大．而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度，简化了计算方法。并为采用空间薄壁杆件理论计算简体结构提供了条件。一般来说，对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是，对于竖向刚度有突变的结构，楼板刚度较小，主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况，楼板变形的影响较大。特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。
④ 计算图形的假定
高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种：
(1)一维协同分析。按一维协同分析时，只考虑各抗侧力构件在一个位移自由度方向上的变形协调。在水平力作用下，将结构体系简化为由平行水平力方向上的各榀抗侧力构件组成的平面结构。根据刚性楼板假定，同一楼面标高处各榀抗侧力构件的侧向位移相等，由此即可建立一维协同的基本方程。在扭矩作用下，根据同层楼板上各抗侧力构件转角相等的条件建立基本方程。一维协同分析是各种手算方法采用最多的计算图形。
（2)二维协同分析。 二维协同分析虽然扔将单榀抗侧力构件视为平面结构，但考虑了同层楼板上各榀抗侧力构件在楼面内的变形协调。纵横两方向的抗侧力构件共同工作，扭矩与水平力同时计算。在引入刚性楼板假定后，每层楼板有3个自由度，楼面内各抗侧力构件的位移均由3个自由度确定。二维协同分析主要为中小微型计算机上的杆系结构分析程序采用。
(3)三维空间分析。二维协同分析并没有考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调(竖向位移和转角的协调)，而且，忽略抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度对具有明显空间工作性能的简体结构也是不妥当的。三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度。接符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲，有7个自由度。
3各类结构体系采用的分析方法
① 框架―剪力墙体系
框剪结构在竖向荷载作用下，可以假定各竖向承重结构之间为简支联系，将竖向荷载按简支梁板简单地分配给框架和墙，再将各框架和各剪力墙按平面结构进行分析计算。框架一剪力墙的计算机算，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。
② 剪力墙体系
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。
③ 筒体体系
筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类：等效连续化方法i等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化，以便用连续函数描述内力；另一种是作几何和物理上的连续处理，将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板，以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。
具体应用有连续化微分方程解法、框筒近似解法、拟壳法、能量法、有限单元法、有限条法等。等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件，以便应用适合杆系结构的方法来分析。这一类方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子结构法等。具体应用包括等代角柱法、展开平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子结构法。比等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系，其中应用最广的是空间薄壁杆系矩阵位移法。这种方法将高层结构体系视为由空间梁元、空间柱元和薄壁柱元组合而成的空间杆系结构。
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