【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化建設的加快，我國建筑行業(yè)正向重、高、大的方向快速發(fā)展。城市的高層建筑越來越多，其建筑構造復雜。高層建筑與低層建筑相比，高層建筑結構設計更復雜，影響因素更多，不僅要考慮建筑體型的比例關系，確保建筑結構穩(wěn)定，還要考慮地基沉降、風力、溫度變化及地震等對建筑結構穩(wěn)定的不利影響。本文主要對高層建筑結構設計的要點進行探討分析。

【關鍵詞】高層建筑；結構設計；要點

1、高層建筑結構設計特點

1.1高度預防軸向變形

當前高層建筑多以框架結構為主，在這種結構形式中，框架的中柱軸壓力會大于邊柱軸的壓力，這也導致中柱軸受形變形的幾率增加。特別是當建筑物高度較大時，這種中柱軸變形數(shù)值會遠遠大于邊柱軸的變形壓數(shù)值，因此容易出現(xiàn)連續(xù)梁中間出現(xiàn)下沉及下陷的情況發(fā)生，從而導致跨中正彎矩值和兩端支座彎矩值增大，給預制構件的下料長度帶來較大的影響。由于高層建筑軸向變形的存在，會給構件的剪力和側移力帶來較大的影響，嚴重危及高層建筑的安全系數(shù)。

1.2抗震性要求越來越高

在地震作用下，高層建筑的安全性低于低層建筑，其變形會更加嚴重。這就需要在高層建筑設計過程中，需要確保承載力和剛度要自下而上的減小，確保其變化的均勻性。通過合理對樓體結構中塑性集中變形進行設計，確保樓層建筑延能夠增強，從而更好的提升建筑物的變形能力。另外，還需要在設計時考慮好地基土質，假設在地震作用下進行計算，確保結構抗震性能得以提高。

2、高層建筑結構設計原則

2.1合理計算簡圖

首先要保證計算簡圖合理，簡圖對結構有著決定性作用。為了確保計算簡圖的安全，需要采用相應的構造方法，除了要在鋼節(jié)點與鉸節(jié)點進行關注外，還需要不斷減小計算誤差，把計算簡圖控制在一定的范圍之內(nèi)。

2.2基礎設計選擇

在進行基礎設計時，要充分了解高層建筑所在的地質條件，另外對高層建筑的結構類型與荷載分布分析要全面，根據(jù)施工條件以及鄰近相互影響進行綜合考究，在全面了解基礎信息的前提下進行科學合理的基礎方案確定?；A方案中，地基的潛力將發(fā)揮最大的作用，需要提前進行地基檢測。

2.3結構方案選擇

合理的結構方案需要達到高層建筑結構設計的總體要求，并盡可能達到經(jīng)濟的目的。在相同的結構單元中，使用相同的結構體系，根據(jù)地理條件、工程要求、施工因素綜合確定結構選擇，從而制定出最佳方案。

3、高層建筑結構設計的要點

3.1科學布置建筑平面

高層建筑結構出現(xiàn)扭轉問題，主要在于高層建筑的幾何形心、結構重心、剛度中心未能做到“三心合一”，造成建筑物質量分布失衡，進而降低結構穩(wěn)定性。為此，在建筑結構設計中，設計人員應當根據(jù)地基形狀和建筑功能要求等合理設計高層建筑體型，盡量采用相對規(guī)則的體型，如圓形、方形、矩形等，合理布置平面，最大程度的保證建筑物質量分布均勻。設計者不應盲目的追求建筑物外部形象的美觀，刻意選擇L形、T形等復雜的建筑結構平面形式，很難保證高層建筑結構的對稱性。同時，在高層建筑中布置抗側力構件，預防建筑扭轉問題。比如，不要在建筑內(nèi)部的端部、凹角等部位設置樓、電梯間，使建筑結構剛度分布均勻，以免高層建筑出現(xiàn)薄弱部位，發(fā)生扭轉現(xiàn)象。

3.2合理選擇計算簡圖及結構方案

在進行高層建筑結構設計計算時，要在計算簡圖基礎上進行計算，所以在計算簡圖選擇時必須合理選擇，若計算簡圖不合理，極容易造成結構參數(shù)不準，影響正常施工，甚至導致事故的發(fā)生，合理選擇計算簡圖是保障高層建筑結構安全設計的前提條件。在構建方法選擇時應采用與計算簡圖相對的方法，設計構件結構節(jié)點時，要保障計算簡圖誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。另一方面，在選擇結構方案時不僅要考慮外觀造型，更要考慮方案經(jīng)濟性和可行性，方案必須滿足結構形式和結構體系要求。尤其對荷載以及受力性能考慮時，必須遵循傳力簡單、受力明確均勻原則，避免受力過于集中影響建筑整體結構剛度。

3.3優(yōu)化抗震結構

抗震問題，在高層建筑結構設計中的地位是不可小覷的。高層建筑本身的高度，使得其建筑要求較高，要優(yōu)化設計建筑結構的構件位置，使得結構壓力均勻分給每個構件，不會出現(xiàn)承壓不均而導致地震時的嚴重破壞。對于非結構構件也要考慮其材料的安全性能。高層建筑的地震結構設計，最重要的是對地基的選擇與設計，地基是建筑的根本，一旦發(fā)生破壞，上部結構將無所依靠。因此在進行結構設計時，必須重視地基的設計，優(yōu)化其抗震能力，設計出既節(jié)省材料又安全可靠的地基。以確保建筑物有足夠的強度和剛度抵抗地震的危害。在確保地基的強度后，還要考慮剪應力的問題，采取強柱弱梁、加強梁柱節(jié)點抗震構造措施、設置抗震墻等措施來抵抗水平剪力。建筑物在此基礎上還要考慮對稱性和穩(wěn)定性，盡量減少地震災難的影響。

3.4強化消防結構設計

由于高層建筑本身就有著很明顯的特點，它的功能復雜性使得它在結構設計過程中非常復雜，所以要選用不同的結構建筑材料。一般傳統(tǒng)的材料選用可燃性材料，這種材料提高了建筑物發(fā)生火災的概率，并且不容易進行滅火處理。高層建筑物之間由于空氣的流動性非常強，風力也比較大，如果在建筑物高層發(fā)生火災，很難開展救援工作。傳統(tǒng)的高層建筑在進行設計的過程中，一般把火災路線設置成垂直的，這樣救援人員在進行火災疏散的過程中，需要浪費更多的時間，這樣對人身財產(chǎn)安全造成了極大的損失。此外，在進行消防結構設計的過程中，也要好好對排煙結構進行設計，可以大大提高高層建筑的安全性能。在設計的過程中，還要有效的排出煙氣，以免火災發(fā)生時能夠有效的控制火災的蔓延。

結語：

在高層建筑結構設計時，應該對超高、抗震、抗風、消防、規(guī)則性、嵌固端設置等問題進行充分認識，提前結合地質條件與基礎條件對各個影響因素進行分析，不斷進行優(yōu)化設計，確保高層建筑結構本身的穩(wěn)定性，提高使用壽命與質量。