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摘要：高层建筑物的出现，极大地改善了城市人群的居住环境，也有效地丰富了城市建筑物的类型。在高层建筑结构设计的过程中，不仅要满足建筑物本身的各种特性，还要结合具体的使用目的、环境安全进行专业有效的设计，并对结构内部的各个要点进行可靠设计，以最大化地满足高层建筑的优势发挥。
关键词：高层建筑；设计；结构设计
高层建筑作为时代高速发展的产物，其需求量不断增大。为了满足人们对建筑的外观及功能性的需求，高层建筑结构的复杂程度和施工难度也在逐渐增大，如何在满足建设需求的同时，设计出科学性、合理性以及可行性较高的建筑，成为当前设计师重点关注的问题。
1高层建筑结构设计的特点
高层建筑与低层、多层建筑在进行结构设计时即有共同点，也是有区别的。无论高层还是多层就是都要抵抗由恒、活荷载产生的竖向作用及风、地震荷载产生的水平作用，有时也需要抵抗基础不均匀沉降、温度荷载等产生的内力；但是当把建筑看作是嵌固在地面的刚度和质量均有的悬臂梁模型分析时，可以发现轴力与建筑高度为一次方关系，弯矩与建筑高度是二次方关系，主要控制指标结构水平位移与建筑高度却成四次方关系；另外从用钢量和建筑高度的关系看，用钢量在竖向荷载作用下与建筑高度基本为线性关系，但水平荷载作用下，用钢量的增加速度往往超过建筑高度的增加速度，是非线性的，所以低、多层建筑主要抵抗竖向荷载作用，但随着建筑高度的增加，高层建筑、超高层建筑水平荷载比竖向荷载对结构的影响更明显，也成为主要控制因素，这是高层建筑最显著的特点。
2高层建筑结构设计的作用
首先，满足高层建筑架构需要，随着建筑层数的不断增高，建筑结构设计就需要考虑达到一定高度后建筑的应用需求问题，考虑如何进行上层建筑结构的架构。结构设计工作前期是对建筑的需求，如材料、结构以及应用效果等方面对结构进行设计和研究，但在确保满足建筑整体结构的合理性和完整性的基础上，设计出符合高层建筑特点及功能性需求的结构。其次，满足高层建筑的安全性和稳定性需求。对于任何建筑来说，其稳定性和安全性是判定建筑是否合格的重要指标，随着建筑层高的不断提升，对安全性和稳定性的要求也随之提高。若建筑结构设计方案具备科学性、合理性，则建筑的安全性和稳定性就有了保障。最后，满足建筑的应用性能。建筑结构设计应从用户角度出发，丰富建筑的实用性和功能性，使得用户能高效运用室内空间。合理科学的结构设计能够影响其结构空间的应用性能，因此，在设计时应着重注意。
3高层建筑结构设计要点的对策
3.1关于框架柱截面大小的选择
在高层建筑结构设计中，框架柱截面大小的选择较为关键，其直接影响了框架柱的轴压比，而框架柱的轴压比又决定了其延性，直接关系到复杂高层与超高层的抗震与抗倒塌能力。由于框架柱的轴压比越小，其延性就越好，因此在进行框架柱截面大小选取时要避免因选取过大导致出现短柱问题，一定要符合我国相关规定中对于轴压比的规定范围。
3.2做好整体结构稳定性设计
整体结构稳定性是高层建筑结构设计的核心原则，在复杂高层与超高层的结构设计时一定要从整体的角度着眼，综合分析所有的影响因素，做好整体结构与局部结构、底层结构与高层结构、主体结构与分体结构之间的协调和连续。通过科学的分析与计算，合理布置剪力墙、梁柱结构、框架结构以及钢筋配置等。保证满足其功能多样性、造型复杂性等要求的同时，做好高层建筑整体结构稳定性的设计。
总体而言要做到以下几点：（１）高层建筑的地下部分埋深一定要足够，保证在发生地震时建筑不会发生位移或者倾斜等问题；（２）根据地质条件以及建筑特征选择合适的桩基施工技术，提高其抗拔性能，避免因地质因素造成建筑物变形；（３）采用大底盘的方式可以有效提升高层建筑的整体稳定性。
3.3地下室外墙的墙厚和配筋设计
地下室外墙是高层建筑重要的承重结构，且受力情况较为复杂，分别受到建筑自身的载荷作用、周围岩土的压力作用以及地面上不断变动的载荷作用等。因此，地下室外墙的设计一定要保证强度符合要求，同时要考虑经济性的原则，这就需要合理的控制地下室外墙的厚度与配筋，此外，地下室外墙还要考虑对地下水的抗渗性要求。在对地下室外墙进行设计时，要综合分析其各个方向的受力情况与影响因素。比如建筑自身载荷主要受到自重以及风载荷的影响、周围岩土压力主要受到回填土厚度以及地下水压力的影响等，并考虑经济性的要求。
3.4关于剪力墙的设计
剪力墙结构可以有效加强高层建筑体水平方向的承载能力。在建筑的底层剪力墙的位移较小，且会随着框架的变形相应发生变形，会随着框架的弯曲而产生弯曲，剪力墙在建筑的上层位移较大，但是由于有内收功能，所以框架剪力墙在剪切方向会随着剪力的变化而变化，承担着外部荷载的同时承担拉回的额外水平力。为了提高剪力墙的变形能力，避免发生剪切破坏，在实际设计过程中，剪力墙的连梁会因为内力较大而超出截面允许值。只有让连梁先屈服，满足强剪弱弯的要求，才能避免发生巨大的破坏。
3.5减隔震设计应用
在抗震结构设计过程中，传统方法是通过增强结构本身的抗震性能（强度、刚度、延性）来实现，这也是目前结构抗震设计的主要模式，但是随着科技的进步，对于一些对抗震安全性和使用功能有较高要求的建筑，还可采用隔震和消能减震设计。在建筑物的基础部位进行隔震支座的设计，可有效地延长结构的自振周期，减少结构的水平地震作用。大量的试验和国内外的工程经验表明：采用了隔震技术的结构，水平地震加速度降低了60%，极大地提高了结构的地震安全性。但值得注意的是，在使用隔震技术时，也要考虑适用范围，并不是所有建筑都可使用，有时可能会适得其反。比如场地土本身就较软的情况，如果使用隔震延长了结构自振周期，导致场地卓越周期与结构基本周期更加接近反而不利于结构安全。
3.6有效地利用计算简图
计算简图是根据结构设计方案以及科学计算原理方法完成的具有指导性的将构件及支撑按结构力学进行简化，用点、线描述构件受力情况和稳定状况的图形。建设过程中涉及到的建筑高度、大部分建筑构件尺寸、材料用量等都需要有定量的数据来指导，定量的数据则是需要科学的计算方法来计算的。而计算相关的内容，需要有效地选择、利用计算简图，保证相关的计算模型，或者计算简图与工程实际情况相符。高层建筑结构设计参数复杂，影响结构稳定性要素非常多，对于建筑的抗震参数和荷载承受力等参数有着严格的要求，这使得高层建筑结构设计计算成为一项大工程，对计算简图的利用也受到多种要素的相互影响，只有在计算人员具备足够完备的专业知识，并正确使用计算简图的情况下，才能全方位、立体化地确保计算流程及数据结果的精度，使得计算简图成为高层建筑设计的有效工具。
4结语
总而言之，对于高层建筑而言，其结构设计就应该充分的考虑到结构类型、舒适度等多个方面，有效的提高结构设计工作质量，这也是能够保证高层建筑施工质量的重要方法。针对以上研究就能够看出，在高层建筑设计过程中，设计人员必须要能够充分的了解整个建筑工程实际情况，从多个方面进行有效考虑，进而来保证其设计合理，让复杂建筑和超高层建筑更好的为人们所服务。
参考文献：
[1]石春民.复杂高层和超高层建筑结构设计要点分析[J].江苏建筑，2013（12）：70-72.
[2]何玮玮.高层建筑设计规划设计要点探究[J].城市建设理论研究（电子版），2013，33（19）：201–203.