青岛鑫旭辉建筑结构设计有限公司

然而随着城市人口越来越多，城市的土地面积也越来越拮据，但是城市人口的增多，也推动了城市建筑的发展，这对我国的建筑行业提出了新的要求，近年来建筑设计人员越来越寻求空间上的新突破，以此推动了高层建筑技术和水平的稳定发展，高层建筑已经成为城市中必不可少的元素，随着人们生活水平的提高，人们对建筑的要求也越来越多，人们更加关注生活品质，因此应当注重如何推动高层建筑的结构设计，使城市中的高层建筑不仅能够满足人们的生活居住需求，还能增加城市美观立体，成为一道城市的亮点的风景线，建设城市形象等。

1 高层建筑结构设计的特点

1．1 控制指标

高层建筑与低层建筑因楼层有较大差距，在结构设计中的侧重点也有所不同。高层建筑中的结构侧移是较为重要的设计，因为楼层的高度会使结构侧移程度变化较大，所以在设计的过程中，要注重结构侧移应当在某一控制范围之内。

1．2 轴向变形

轴向变形在建筑设计的过程中也是不可忽视的部分。因为在高层建筑中，随着竖向荷载数值的增大，在竖向构件中可能会引起比较大的轴向变形，导致连续梁弯矩产生重大影响，容易使建筑产生不稳定的因素，不利于建筑的稳定持久，因此，建筑的结构设计，应该注重轴向的环节。

1．3 水平荷载

水平荷载是建筑结构设计的重要元素，但是，因为竖向的荷载所导致的轴力和整个建筑物的高度的一次方之间是正比关系，而水平荷载所导致的倾覆力矩和竖向的构件所产生的轴力这两者和整个建筑物高度的二次方之间也是正比的关系;那么，也就是说，如果建筑物的高度不断的增加的话，这个值也是以几何级别的不断增大，也就会对建筑结构带来逐渐增大的影响，也就慢慢的成为了结构设计当中的一个关键的控制因素。在复杂的高层建筑的构造设计中，往往会出现外形上不规则不对称的情况，这些情况会发生不同程度的凹凸变化，应当根本风力以及建筑楼层的实际情况，设计出符合风向风力以及承重的楼表层，使其能够适当承受风力的压力。

1．4 结构延性

结构延性是设计中较为重要的设计指标，它可以使得建筑在遭遇地震的时候，发挥出变形能力，塑造因地震而产生的倒塌变形。结构延性会因楼层的高低程度而产生不同的效果，在高层建筑中它会表现的更加柔软，产生更大的变形。在高建筑中结构延性的应用十分广泛。

2 高层建筑结构设计应注意的问题

2．1 注重选材

高层建筑在设计的前提下是要选择质量较好的材料，在选择材料的时候，应当选择可以承受高强度的轻质材料，这样的材料可以起到预防地震的作用，楼屋面通常选择压型钢板加混凝土的构造，建筑面层结构构件可以采用钢筋混凝土等的材料，可以提高其强度，外墙围护可以使用铝合金或玻璃幕墙。

2．2 平面结构的选择

如果采用正方形平面结构，就在立面开洞泄风、采用下大上小的立面体型结构降低风作用中心可以减小高风压在建筑物高处的迎风面积、尽量选取体形系数较小的平面形状，最好是流线光滑的外形来减小建筑物整体及局部的风压体型系数。

2．3 注重选择结构体系

在结构体系的选择方面，剪力墙结构体系是高层建筑中最常用的结构体系，这样可以减少非承重隔墙的数量，可以起到抵抗高层建筑物地震水平力荷载和风荷载的作用，而且它也符合一般客户无外露梁柱的审美需求;增加其美感，除此之外，还有框架轻体墙结构和框架剪力墙混合结构体系，如果是较高层建筑则需要选择刚度较大的筒形结构，这种结构可以增强建筑物的抗侧力。其次，还可以采取将多个权威程序计算比较、小规模风洞试验获取相关参数、智能化设计提高结构可控性等措施。此外，筒体体系是采用筒体作为抗侧力构件的结构体系。筒体是一种在空间上受力的构件，可以将其分为:实腹筒以及空腹筒两种。该体系本身具有很大的刚度以及强度，各个构件之间所承受的荷载力十分合理，因此，是一种很好的结构体系，抗风以及抗震能力都很强，一般都会用在大跨度以及大空间或者是高层建筑的设计当中。

2．4 注重概念设计

高层建筑的概念设计应当贯穿于建筑结构设计的全过程，从方案制定到施工图绘制，以至于最后来的工程现场服务等过程中也应当涉及。一般的施工设计措施必须满足以下几项要求:建筑应当尽量选用规则的平面布置;在场地选择中应当有所避开对抗震不利的地方;建筑结构体系和材料的选择还应当综合考虑结构的延性、质量和房屋重心;以概念判断计算结果的合理性并进行必要的调整;尽量多的设置抗震防线。

2．5 注重抗震设计

高层建筑中与普通建筑的不同之处，还在于高层建筑由于其相对高度大，承受风力强度的不同，所受地震强度也有所不同，因此，高层建筑中的抗震设计也是极为重要的一部分。在抗震设防的设计中，应当对建筑周围的地形、地质等有提前的勘察考核，选择坚硬土地的等对抗震有益的地域。相反，地面高差大、土地较为疏松的地方对抗震不易，土地的变化也使建筑产生不稳定的因素。

2．6 弹性假定下高层建筑结构分析

弹性假定计算方法是目前高层建筑结构分析当中常用的计算方法。在风力或者是垂直荷载的作用下，结构大多数都是在弹性的工作状态，这个假定方法符合实际工作的状况。但是，如果是出现地震或者是台风的情况下，就会出现很大的位移，达到弹塑性工作状态。这种情况下，就不适合采用弹性方法去计算内力以及位移了。

3 结束语

随着城市化的速度日益加剧，城市的建设用地面积也越来越紧张，城市的建筑也越来越多的向高层和高层发展，以此解决用地紧张的问题，可以提高用地的效率，也使得建筑更加立体美观。更多的设计人员选择高层的设计构造，但是高层的建筑设计要求设计人员具有较强的专业理论和实践经验，而且建筑设计人员还应当更加熟知建筑设计的相关条文和设计规范，应当在安全稳定的前提下设计建筑构造。以此使得建筑结构更加优化安全，提高其安全稳定性，同时也能降低建筑设计的成本，为城市设计出更多美观舒适安全的建筑。

余宝山 中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610000