第一篇：高层建筑结构设计问题及对策
摘要：与一般建筑相比，高层建筑在结构设计时，工作内容更大，考量因素更多。本文主要分析了高层建筑结构设计的问题，分别为：超高问题、短肢剪力墙设置问题、嵌固端设置问题以及其他问题；并结合工作经验，提出相应的解决对策。抛砖引玉，以期对今后的工作开展有所帮助。
关键词：高层建筑；高层建筑；问题；对策
我国的经济发展，促进城市化进程的不断加快，越来越多的农村人口涌入城市，导致许多大城市出现“人口爆炸”现象。人口密度增大，自然出现了大量的高层建筑。高层建筑有效的节约了土地资源，提升了人民的生活质量。高层建筑的结构设计，是建筑工程开发的重要环节，甚至可以说，建筑结构设计的好与坏，直接决定了建筑的整体质量。当前，高层建筑的结构设计工作存在一些问题。这些问题阻碍了设计工作效率，影响了施工进展，降低了建筑质量。高层建筑结构设计都存在哪些问题？
1高层建筑结构设计中存在的问题
1.1超高问题
之所以建筑结构设计超高，是因为相同条件之下，越高的建筑，从中获取的经济利润越大。因此，许多人无视相关法律规定要求，一味增加建筑高度。事实上，建筑越高，对基础土质的挑战越大，稳定性也会相应降低。在面对恶劣的自然天气（如狂风、大雪）时，容易发生形变危险。此外，建筑超高，一旦发生火灾或者地震时，在营救方面会增大困难，建筑的自身强度也难以抵抗，甚至会出现倒塌的情况。
1.2短肢剪力墙设置问题
短肢剪力墙的设置十分重要，设置好短肢剪力墙，能有效加强建筑的稳定性。反之，则不利于建筑安全性的提高。当前短肢剪力墙的设置存在问题。例如，盲目增设短肢剪力墙。设计时，增设了多余的、不合理的短肢剪力墙，不仅不能起到帮助作用，反而对降低建筑的稳定性。又如，短肢剪力墙设置时，墙体的厚度不均匀；墙体的表面凹凸不平，不具有光滑性。这些因素都会降低建筑的抗震能力，损害建筑的使用寿命。
1.3嵌固端设置问题
当前的高层建筑结构设计中，对嵌固端的设置存在问题。首先，设置选择出现偏差。许多高层建筑中，要不将嵌固端设置在人防顶板处，要不就是地下室。这种设置偏差，一方面是不科学，存在安全隐患；另一方面是丧失了嵌固端设置意义，使嵌固端的效用大打折扣。其次，上下层比例不合理。嵌固端的上、下层刚度比例，应当严格按照要求，计算精准。但是，许多嵌固端在设计时，误差出入过大。
1.4其他设计问题
高层建筑结构设计，涉及的层面宽广，需要关注、考量、综合的因素太多。虽然设计工作复杂且困难，但为了确保建筑质量，保障人们的生命财产安全。除了以上常见的结构设计问题之外，还需要重视一些其他问题。如，建筑的延展性。当建筑在使用较长时间之后，建筑的延展性是否能确保建筑形状，不发生变形。此外，当发生火灾时，建筑的消防系统设计，是否科学合理，尽可能的降低伤害。当发生地震时，构件设计位置计算是否精准等等。
2高层建筑结构设计的对策探讨
2.1优化结构设计方案
建筑结构设计方案，是整个工程项目的源头，对建筑的质量好坏起到关键性的作用。要切实提高建筑质量，则必须优化建筑结构设计方案。也只有完善的设计方案，才能保障后续工作的顺利开展，确保整个工程的工期、质量、效率。如何优化结构设计方案？首先，高屋建瓴、统筹兼顾。高层建筑的结构设计较为复杂，需要综合考量各方面的因素。包括：建筑的科学性、实用性、经济性、标准性等等。其中，需要关注建筑的标准性问题。高层建筑结构设计的一大缺陷即是超高问题，如果只为了追求经济利益，破坏相关的规定及要求，则不仅会增大施工难度，影响工程进展；还会遗留下巨大的安全隐患。其次，周围环境、仔细勘探。高层建筑的结构设计，必须要认真、全面、仔细、深入的研究建筑的周围情况。具体包括：基础土质状况、水文状况、地貌状况、气候状况等等。要研究好周围建筑存在的影响，当地雪荷载、风荷载对建筑的影响等。总之，只有结合实际勘探，认真研究，才能设计出完美的建筑结构方案。
2.2提高设计质量
提高设计质量，才能进一步提高建筑的安全性，杜绝重大灾害的发生。如何提高设计质量？首先，短肢剪力墙设置。在设置短肢剪力墙时，一方面要保证墙体的均匀性、光滑性。均匀性是指墙体的薄厚要保持大致相当，一般在20厘米至30厘米之间，以此提高建筑的整体稳定性；光滑性是指墙面的光滑度要得到严格控制，凹凸不平的墙面，会降低建筑的稳定性能。另一方面，要特别重视短肢剪力墙与长墙的互相连接，两者之间的互相“牵制”，能有效的提高建筑的安全性。其次，消防抗震功能。高层建筑的人均密度较大，而可通自由出入的渠道（或者空间）较少。一旦发生自然灾害（如火灾、地震等），密集的人群、狭窄的通道、极高的楼层这些不利条件，无疑会扩大伤害人们的生命财产。因此，要重视提高设计质量，完善高层建筑的消防、抗震功能。具体为：计算好建筑面积，分析建筑地形，合理安排防火间距，运用“分隔式”设计理念，适当增加出口通道；至于抗震设计，则需要强化建筑强度，简化面积，分割高度差别，规划并落实结构构件位置。
2.3注重计算简图使用
工欲善其事，必先利其器。高层建筑结构设计时，必然在很多方面要做到量化、精准（如构件尺寸、配筋率等）。因此，设计工作需要应用到计算简图。高层建筑结构设计，在实际工作中相当复杂，增大了选择计算简图的困难。如何做好计算简图工作？随着科学技术的发展，多种先进的技术或手段在建筑行业得到应用。实际工作中，我们可以使用计算机技术（如CAD制图软件、仿真模拟软件等），对建筑结构进行优化，调整各方面参数，以期达到设计的最佳。确保建筑的结构设计具备安全、科学、高效、先进的特征。此外，人才是最宝贵的资源，是工作质量的重要支撑。建筑结构设计工作，一方面是专业性较强，工作难度大；另一方面是由于工作的复杂性，需要工作人员具备头脑清晰、思维缜密、做事严谨的职业素质。提升工作人员的工作能力，一言以蔽之，即是加强学习。但需要指出，除了加强专业能力（如设计理念、技术标准、计算机技术等）的培训外，还需要涉猎相关的法律法规知识。如此，才能确保建筑设计的安全性、高效性。
2.4其他性能需求
高层建筑涉及的人员较广，投资巨大。因此在建筑设计时，就需要建筑达到能安全、稳定、长久使用的良好状态。不言而喻，高层建筑要顺利完成这一“使命”，在建筑设计时，就需要尽可能的满足于各方面的性能需求。建筑的性能需求多种多样，现根据目前最普遍的状况出发，依次分析建筑的建构延展性、结构水平力、结构稳定性三个方面。首先，结构延展性。建筑在长时间使用之后，会发生一定程度的形变。越往后，形变越严重。如果是发生地震灾害，甚至可能出现倒塌现象。因此，建筑结构中的“柔和度”设计，就显得十分重要。“柔和度”设计合理，建筑的延展性能就越强，就越能抵抗建筑形变。其次，结构水平力。建筑的结构水平力，对建筑的影响存在多面性。结构水平力的设计好坏，能直接反应出建筑整体质量。因此，需要优化对结构水平力的设计。最后，结构稳定性。高层建筑的稳定性，对建筑的重要意义自不待言。建筑结构设计时，要设置好嵌固端及剪力墙，采取积极地措施，达到完善的目的。建筑结构稳定性增强了，安全性才能得以保障，使用才能持久。
3结语
设计工作的复杂性以及工作人员的主观意识，或多或少的会对建筑结构设计质量造成影响。主观及客观因素的影响，对建筑设计的隐患问题不可忽视。因此，需要采取积极地措施，优化设计方案，设计出具备抗风功能、抗震功能、消防功能的高层建筑，更好地保障人们生命财产安全，促进人们生活水平的上升。
参考文献：
[1]邓立.探讨如何提高建筑结构设计中建筑妥全性[J].科技与企业
[2]黄燕松.建筑结构设计建筑妥全性问题的探析[J].城市建筑
[3]费晓君.试论如何在建筑结构设计中提高建筑的妥全性[J].山西建筑
[4]郑继辉.建筑结构设计妥全性问题及改善对策的分析[J].商品混凝土
作者：覃海云 单位：重庆建工集团股份有限公司设计研究院
第二篇：高层建筑结构设计不规则性研究
摘要：在高层建筑施工中，受到施工环境以及地质问题等方面的影响，导致建筑在某些方面的设计中需要进行不规则形设计，而不规则设计会对建筑的刚度造成影响，使建筑的刚度呈现不规则、不连续的现象，最终会影响到建筑的质量安全。因此，需要在建筑结构设计中对建筑的不规则性问题进行分析，采取有效的措施解决不规则设计带来的建筑施工隐患。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则性
建筑工程项目设计中，受到地质条件以及空间剩余等问题的影响，建筑的一些部分会出现不规则设计，主要体现在建筑的平面布局设计、建筑受力设计以及刚度和延性问题上。在实际施工设计中，设计人员应该找出建筑结构的不规则点，并且绘制出不规则点的分布图，可以避免对以后建筑施工过程产生影响。通过研究建筑结构的不规则性，可以制定相应的处理对策，有利于提升建筑整体结构的稳定性，从而增强建筑的经济效益和社会效益，最终提高建筑施工的安全性。
一、高层建筑中不规则性设计的主要类型分析
不规则建筑主要是指平面和立面的外形尺寸不满足规则建筑的要求，建筑的构件布置以及强度对称都不满规则建筑的要求的建筑。现阶段，高层建筑的不规则类型主要有三种，第一种是建筑平面的不规则，第二种是建筑竖向不规则，最后一种是建筑本身不规则。平面不规则的建筑包括楼板局部不连续的建筑，这种建筑结构主要是指建筑中的楼板尺寸以及平面刚度存在较大的变化，突出表现为楼板的有效宽度大于其典型宽度，开洞面积大于楼面面积；扭转不规则建筑，这种建筑的每一层自身最大弹性水平位移较大；凹凸不规则建筑，这种建筑平面狭窄，主要的判断标准是通过分析建筑平面结构凹进一侧的尺寸，若该尺寸大于建筑结构投影的尺寸，就可以将其看作是凹凸不规则建筑结构。平面不规则建筑的出现会导致建筑的平面质量偏离原来的重心，平面刚度也会偏离原有的设计，对建筑本身的稳固性会造成一定的影响。竖向不规则建筑包括抗侧力构建不连续的建筑、刚度不规则的建筑以及楼层承接力突变的建筑。对于抗侧力构建的连续性进行判断时，需要看竖直方向上的抗侧力构件内力能否通过水平方向转化为向下传递的力，如果可以转换，就可以判断竖向抗侧力构件为不连续构构件，反之，则是连续构件。建筑结构本身的不规则主要受到建筑楼层质心偏移、建筑施工限制以及建筑结构刚度退化等众多问题的影响。当建筑的结构自重和荷载的实际分布存在变化时，会导致建筑质量重心和建筑结构几何中心难以重合，最终使得建筑结构质心出现偏移。此外，建筑本身的不规则还会受到施工技术、施工材料以及施工构件尺寸的影响，这些因素的出现会导致建筑结构出现扭转反应。
二、不规则性高层建筑结构设计的主要措施
为降低建筑结构不规则带来的扭转作用，应该加强对建筑结构的重新设计，从多方面因素考虑，增强建筑结构的设计水平，使其能够满足建筑施工质量的要求。具体的措施如下所示：
（一）减小建筑结构的相对偏心距
通常情况下，建筑结构的扭转效应和建筑本身的相对偏心距在一定范围内呈现函数关系，为了降低建筑结构扭矩对建筑带来的影响，就应该加强建筑的施工设计，通过压缩楼层之间的位移比例来降低建筑结构的偏心距大小。采用这种方式能够促进高层建筑施工中对地面和空间的合理应用，从而有利于缩小整体结构的重量核心和刚度中心距离。在实际建筑设计中，要想减小高层建筑的主体结构相对偏心距，首先需要对建筑整体进行详细的分析和计算，通过相关数据的分析和计算结果来协调建筑主体结构空间和平面分布，然后在设计图纸上标出建筑重量核心以及刚度中心的具体位置，此外，还需要对相关数据信息的资料进行明确的分析，合理规划高层建筑结构的刚度分布，这样一来，对于偏离建筑重心位置较远的抗侧力就能够适度的调节。
（二）增强建筑构件的抗剪强度
在建筑设计中，仅仅局限于建筑主体结构的协调分布，难以起到很好的设计效果，在外来较大的情况下，建筑的主体结构就会破坏，最终影响到整个建筑的质量。建筑施工技术人员通过对规则建筑的研究，最终发现，在非弹性结构下，规则建筑受到外力作用就会出现变形甚至是偏心的问题。为了增强高层建筑抗外力的能力，尤其是增强高层建筑对地震的抵抗力，就需要增加建筑边缘构件的抗剪强度，通过这样的设置，即使建筑本身的整体结构受到很大外力作用的影响，在弹性作用下，建筑依旧能够恢复到原来的状态，不会导致建筑偏移的现象发生。
（三）加强对建筑结构抗侧刚度以及抗扭刚度比值的调整
有关研究显示，建筑周期和建筑结构抗侧刚度呈现一定的线性关系。因此，在建筑设计中，缩小建筑结构的周期可以缩小建筑结构的扭转力度。在剪力墙设计中，通过增厚墙体或者是加长墙体的方式能够对建筑结构的抗侧刚度起到一定的调整作用，尤其是需要注意距离结构中心最远的剪力墙设计。此外，在建筑结构边上设置拉梁，可以加强建筑结构的抗扭刚度，使得建筑结构的扭转周期进一步缩小。最后，增加建筑周边的连梁也可以增加建筑抗侧刚度，从而对整个建筑起到调整的作用。
结束语：
高层建筑施工设计中，建筑结构的不规则性不仅会对建筑的稳定性造成影响，还会影响到整个建筑施工地的经济成本。现阶段高层建筑施工中，建筑结构的不规则性主要表现为平面不规则、竖向不规则以及建筑结构本身的不规则三个方面。为了改变这种不规则带来的建筑质量问题，需要加强对建筑地和空间的合理利用，减少施工空间的浪费，确保建筑主体的合理设计。还需要明确建筑结构的刚度及其分布，加强对建筑结构部件的调整，保证高层建筑的偏心距满足施工设计要求，从而减少扭矩的发生，为建筑施工质量的提升奠定基础。
参考文献
[1]范文彬,唐明忠.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].建筑设计管理,2014,06:72-74.
[2]姜海凤.关于高层建筑结构设计不规则性的研究和应用[J].江西建材,2015,07:55+60.
[3]王司洋.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].科技致富向导,2015,03:145+189.
[4]王海波.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用分析[J].价值工程,2016,07:107-108.
作者：李渊 单位：内蒙古电力勘测设计院有限责任公司
第三篇：高层建筑结构隔震设计问题分析
摘要：随着现代化建设进程的加快，高层建筑工程规模也逐步扩大，高层建筑的结构设计也成为设计的重点，其中隔震技术己成为重要技术。文章分析高层建筑结构隔震设计的特点以及探索和研究关键问题，包括长周期的减震效果；对计算的隔震结构地震响应显著偏大的考量；隔震支座受拉问题；隔震支座面压计算方法。通过解决关键问题对未来推广和广泛应用隔震技术，延长高层建筑的使用寿命有重要意义。
关键词：高层建筑；隔震设计；隔震支座
目前高层建筑是现代社会发展的主要象征。隔震技术作为一种有效的减震技术，逐渐应用于高层建筑结构抗震设计中，有利于增强髙层建筑结构的抗震能力，减少了强震作用造成的地震反应。面对隔震设计中的关键问题，需要抓住高层建筑结构设计技术要点和难点寻找修改方法。
1高层建筑结构隔震技术
高层建筑的隔震技术主要是利用隔震支座来提升建筑结构的抗震性能。建筑用隔震支座主要包括橡胶隔震支座和滑动隔震支座两大类。普通橡胶隔震支座，是把橡胶层和钢板紧密结合，可以提高建筑结构的侧向抗压能力。在高层建筑中，其结构在水平荷载作用下容易发生侧向变形的现象。除了对结构的强度和刚度有较高要求，还要求高层建筑结构具有较大的抗侧刚度。即使高层建筑结构在水平荷载的作用下发生了侧向变形，也应该在可控范围内。滑动隔震支座则是利用动力学理论，通过内置摩擦系数较低的滑动材料，防止强震对建筑结构造成危害。另外，通过利用隔震层摩擦力，来减少建筑结构的振动能量，从而增加建筑结构的阻尼。这样有利于保证高层建筑结构在地震中的安全。
2隔震设计的关键问题
2.1长周期的减震效果
高层建筑本身已经具有较长的周期，如果按照我国《建筑抗震设计规范》的设计反应谱来看，其在长周期段下降缓慢。长周期的高层建筑在隔震前后地震剪力变化不大，隔震效果相对不明显。假设建筑的高度为100m左右，那么基本周期是在2.5s左右，经过利用隔震技术后会把周期延长到3.5s左右。但在实际情况上并非是这样，例如对某高层隔震结构分别以等效线性法和动力时程分析法计算其隔震效果，研究长周期高层建筑进行隔震技术前后是否会有较好的减震效果。实验发现，在经过合理的高层隔震技术之后，能够取得较明显的减震效果。
2.2计算隔震结构地震响应显著偏大
我国的隔震设计规范遵循以下思路：①提出不同阻尼比下的结构加速度反应谱曲线，采用等效线性化方法进行迭代求解，可以求出隔震层位移、基底剪力等数据；②利用非线性时程分析方法，进一步分析隔震结构，得到上部各层结构的加速度、位移、层间剪力等数据；③要使以上两种方法的分析结果误差较小。高层建筑结构的延性是指当承载力不发生变化的情况下，建筑结构及其构件保持着塑性变形能力的一种特性。对于髙层建筑结构构件中的受弯构件来说，随着水平荷载的重量增加，可能会使得受拉区的混凝土结构出现裂缝，甚至结构出现非弹性变形，并且造成受拉钢筋变形，进一步对整个高层建筑的受弯构件产生严重影响。其破坏受弯构件的主要因素是结构变形的大小。因此结构延性的提高是高层建筑结构设计的重要指标，如果发生强烈的地震，隔震结构的建筑也能够减少建筑结构的地震反应，消耗地震的能量，而且增强了高层建筑结构抗倒塌能力，有效避免人员的伤亡事故的发生。从而达到防震加固的目标。
2.3隔震支座受拉问题
隔震支座的受拉问题是当今高层建筑中困扰隔震技术的关键问题之一。在地震发生的情况下，引起的倾覆力会超过隔震支座所承受的结构重量。由于高层建筑的竖向荷载产生较大的轴向变形，影响高层建筑的抗弯承载力，进而减小连续梁中间支座负弯矩值和跨中负弯矩值，增加了高层建筑端支座的负弯矩值，同时还影响高层建筑构件的剪力，使得高层建筑结构发生侧向变形的现象。随着建筑楼层增多，髙度也相应地的增加，其引起的轴向变形，不利于高层建筑结构的稳定，因而，在进行高层建筑结构设计时应该重视轴向力值，釆取措施避免发生明显的轴向变形。因此需要扩大隔震支座所承受的重力荷载范围、减小地震作用引起的倾覆力或采用其他高抗拉能力隔震支座的方法解决隔震支座受拉问题。
2.4隔震支座面压计算方法
隔震支座在正常使用状态下会长期承受着上部结构的重量。在地震发生时，隔震支座会发生较大的水平位移，同时还要承受上部结构的重量和地震力的共同作用。因为低层建筑结构其水平荷载作用和位移很小，对整个结构影响也很小。但对于高层建筑来说，水平荷载是高层建筑结构设计的决定性因素，包括竖向荷载也是一个重要的因素。因为水平荷载会对高层建筑结构产生倾覆力矩，所以高层建筑结构要注意增强其承载力和抗震能力，为居民提供良好的居民生活条件。对于叠层橡胶支座，水平位移有效减小其承压面积，使承载能力下降。将隔震支座面压验算方法具体运用到实际工程设计中时，需要对隔震支座的平均压应力采用设计值计算，同时还要考虑在地震的情况下。这样计算会使得隔震支座的直径有偏差，而且加大了对隔震层的资金成本，提高了隔震层的水平刚度，影响了隔震效果。接下来的计算问题是在地震的情况下，没有要求对隔震支座的面压验算。只限制了隔震支座的水平变形，无法准确把握隔震支座在特殊情况下的安全性和稳固性。由于地震的短期作用之下，可以将设计平均压应力限值适当放宽，利用极限面压和变形关系曲线作为隔震支座极限面压和变形控制线。
3结束语
隔震技术是一种简便、科学有效的减震技术，并在实践中取得了良好的减震效果。随着社会经济的发展和用地紧张，越来越多的高楼大厦如雨后春笋般的出现，隔震技术也越来越多地应用于高层建筑，人们也越来越意识到抗震设计的重要性。进一步完善高层建筑的隔震设计，有利于提高其结构的稳固性和防震性能。在隔震设计的执行过程中不断汲取经验，提供对建筑结构、房屋设施、人员安全的保障，也对经济效益和社会效益的实现有重要意义。
参考文献：
[1]周福霖.工程结构减震控制[M].北京：地震出版社，1997.
[2]何永超,邓长根,曾康康.日本高层建筑基础隔震技术的开发和应用[J].工业建筑,2002,32(5):29-31.
[3]王曙光,杜东升,刘伟庆.高层建筑结构隔震设计关键问题[J].南京工业大学学报(自然科学版),2009,(1):71-77.
作者：罗智勤 单位：江西省建筑设计研究总院
第四篇：高层建筑结构发展研究
摘要：从改革开放至今，伴随国民经济稳步向前发展，高层建筑的结构也在日新月异变化着，部分高层建筑仿佛一夜间拔地而起。特别是新世纪的到来，高层建筑发展更是进入到了一个历史新高，举世瞩目的台北101大厦、上海国际金融中心等吸引了全世界的目光。基于此，文章将着重介绍高层建筑结构的发展情况，并展望一下其未来发展前景，希望能够对高层或是特高层等建筑持续发展有所贡献。
关键词：高层建筑；结构；发展；展望
高层建筑为先进科技与社会经济发展结晶，同时亦代表了某个国家或地方的生活质量。中国的高层建筑也在逐步向着智能化与多功能迈进，再加上国人勇于挑战自我的精神与毅力，城市建设正经历由二维走向三维的过渡阶段。随着网络技术快速普及应用，在高层建筑领域也越来越多的看到了先进科技的身影。设计建筑结构时借助计算机等先进技术能够对备选方案起到优化作用，同时也辅助相关人员做出更客观的决策。除此以外，也让建筑体同周边环境更为匹配，让高层建筑既存在原有功能，又在此基础上不断进行拓展与延伸。未来高层建筑的结构定会变得更为科学化、精细化，也定能够为人民提供更加优质的服务。
1建筑结构的发展特点
1.1建筑结构构架逐渐复杂
伴随人类物质生活逐渐得到保障，建筑师与业主在建筑结构整体框架方面也有了更多新要求，建筑结构不只能够满足原先人类居住与办公的要求，还要求它能满足不同使用者个性化需求，不论建筑平面亦或是立体结构均需要表现出一些创新性以及特有性特点，所以人们也惊异的发现建筑的结构越发复杂，如连体结构，在楼板处破开一个洞生成长短柱结构，楼板和外框结构间只经若干节点连接等结构，该建筑结构构造无疑都融合了创新元素，并且结构相对复杂。
1.2中钢混凝土复合材料居多
外国高层建筑大多都是纯钢结构，而中国却是钢与混凝土复合材料居多[1]。比如北京贸易中心的三期工程，大多采用大筒里面套小筒的结构，外框是型钢掺杂混凝土，内筒筒体是型钢与混凝土复合，形成巨型柱，再结合斜撑和钢梁共同组成内部构造；上海中心等建筑全部结合混合结构；而上海金茂大厦等诸多建筑均以钢混为核心，外框是型钢或是钢柱等[2]。之所以我们国家高层建筑中大幅应用钢与混凝土的复合材料，其一，是由于可有效把混凝土、钢或是复合材料进行有效组合搭配，不单存在钢结构技术优势还因为混凝土而不至于使成本太高；其二，是由于我国劳动力价格相对国外要更低廉，结合复合结构较纯钢结构成本代价会明显减少。所以当前我们国家高层建筑会普遍选用钢与混凝土的复合结构，而且同时可以预估该复合结构在未来还会有很大发展空间。
1.3新型结构层出不穷
伴随高层建筑迅猛发展，近些年在高层建筑领域也不断涌现出新型结构建筑。比如国贸三期的主楼是利用钢复合混凝土作为核心筒的结构样式，结合钢板、型钢以及混凝土，形成一个巨型柱再结合钢混材料作为支撑而构成内筒整体；而天津塔则是由钢混柱复合核心钢板墙复合钢臂支撑体系共同构成，其延展性与抗侧刚度可以说都是较高的；著名的广州西塔其外部呈现出一个大型交叉网络式结构，此结构抗扭及抗侧刚度都可以说是较强的，对地震以及强风都具有很好抵御作用；而且现如今高层建筑中巨型结构也被应用的越发频繁，巨型柱再联合外框带状桁架，配合外立面斜撑效果，此巨型柱高度通常会超过六米，有时还要在十米开外，再结合钢管+混凝土或是型钢+混凝土做的构件，就此，一栋复杂高层建筑便生成了[3]。伴随高层建筑发展步伐逐渐加大，未来相信会有更多别致新颖结构得到应用与青睐。
2建筑结构发展方向
2.1增强抗震设计
可以说就倒塌方面而言，高层建筑比普通建筑要有更大损失，人员伤亡或是财产损失将会更大。因而该问题也引起工程界以及全社会高度重视，进而一批专家学者开启了对高层建筑倒塌的一系列研究。当前我国对高层建筑规定安全指标一般设置是地震时建筑物倒塌，要尽可能杜绝人员伤亡。但是该指标却无法跟上高层建筑快速发展的脚步。现如今人们对于高层建筑要求已经不再停留于简单确保生命安全的程度，对地震时期建筑物使用功能也有了越来越高的要求。由此将来在抗震方面做更精密的设计，在建筑结构方面多做一些参数选用、模型分析与抗震性能检测等将是高层建筑发展的必然趋势。
2.2增强抗风设计
伴随我国建筑结构的高度快速叠加，高层建筑结构对风强越发敏感，就如同踩高跷的人越发显得弱不禁风一般，而且某些地方建筑结构抗风能力也成为判别建筑物安全首要因素。因而，未来应当针对建筑结构抗风能力方面做更为深入的研究，要按照抗干扰、风荷载与适宜生活情况等方面展开研究，同时高层建筑务必设置测风仪等设备，要对高层建筑的抗风性能进行实时监测，同时这也给我国的高层建筑在抗风结构设计方面奠定了坚实的理论基础。另外，在结构设计时还需要更紧密贴合建筑体的功能和其复杂构造，对抗风设备和技术力求灵活运用，以最大限度减少风力冲击高层建筑，避免风对高层建筑稳定性带来的影响。
3结束语
综上所述，因为高层建筑施工对周边环境影响甚大，因而需要相关人员对该影响因素深入思索，并采取相应方法应对。同时建筑结构还是建筑整体建设的一个重要环节，两者间存在直接关系。显然设计人员在对建筑结构进行设计的过程中，除了应满足建筑整体形状与样式要求，还需要遵循结构自身需要，统筹管理。某方面也可以说建筑结构对建筑整体布局等也能构成影响。而且对于结构设计因素影响众多，无论是机械和电气设计，还是建筑功能合理性或美学元素等。经以往众多建筑人员与设计人员多年实践经验，还有未来对使用新技术与新设备的展望，都可以预想到未来高层建筑结构设计是会不断走向智能化与科学化的。可以预见，未来我国的建筑师们，在设计建筑结构的时候，定会立足于现实，适当结合科技元素，让高层建筑更富于科学性与实用性。
参考文献：
[1]肖从真,王翠坤,黄小坤.中国建筑科学研究院高层建筑结构研究发展与展望[J].建筑科学,2013,(11):11-21.
[2]毛志兵.高层与超高层建筑技术发展与研究[J].施工技术,2012,(23):4-10+22.
[3]汪大绥,周建龙.我国高层建筑钢-混凝土混合结构发展与展望[J].建筑结构学报,2010,(6):62-70.
作者：盖涛 单位：烟建集团有限公司
第五篇：高层建筑结构抗震动力分析
摘要：随着我国社会经济快速发展，综合国力的增强，人们生活水平与生活品质的不断提高，人们对城市化建设要求也越来越高。为了满足人民对城市发展的需求，城市基础设施、工业建筑以及民用建筑等也得以快速发展，最终使得建筑行业迅速的发展，而高层建筑则是城市化发展的产物。进入21世纪初期，高层建筑的形式也越来越多元化，如带加强层的结构、带转换层的结构、连体结构等复杂高层建筑结构，而这些复杂高层建筑结构对结构的抗震能力提出了更高的要求。这就要求建筑设计师在设计这类复杂高层建筑时，概念设计是一方面，而掌握基本抗震设计分析理论更是重要方面。本人根据高层建筑的结构进行研究，对多功能复杂高层建筑结构的抗震性动力进行分析，并提出相关建议。希望对后续的多功能复杂高层建筑设建设提供有效的经验，促进建筑行业发展进步。
关键词：多功能复杂高层建筑；抗震；动力分析；弹塑性动力时程分析
引言：
我国是一个地震多发国家，直到上个世纪，我们的抗震理论才慢慢形成。经过历史的沉淀，社会文化的不断发展，人类对地震不断深入研究，人们渐渐认识地震、了解地震。随着我国城市化建设的不断发展，科技的不断进步发展，低层建筑已经满足不了人类的需求，高层建筑得到迅速发展。尤其是近几年城乡结合发展,国家对高层建筑建设的支持,建设用地需求逐渐增大,为了节省土地资源占用,建筑格局逐渐从高层向多功能复杂的超高层建筑发展。由于大量土地被征用建设,使地震、龙卷风等自然灾害不断发生。高层建筑虽然对节省土地资源起到较明显的效果,但是如果建筑设计的不合理，施工质量不达标,当地震以及龙卷风等灾害来袭,将会倒塌倾覆，对人民的生命财产安全产生严重威胁,因此,我们必须对高层建筑的抗震能力加强研究。
一、高层建筑结构抗震分析和设计的主要内容
高层建筑结构抗震分析软件多种多样，如PKPM、尹建科，Etabs等等，而抗震分析理论则都是一样，下面主要对基本抗震分析理论作简单介绍，《高层建筑混凝土结构技术规程》对不同形式建筑的抗震分析方法做了相应的规定，选取相应的抗震分析方法对客观评价建筑结构的抗震能力至关重要。（一）底部剪力法它是一种用静力方法近似解决动力学问题的简易方法，它计算概念清晰，计算方法简单，但它不能反映各种材料自身的动力特性及结构物之间的动力响应，更不能反映结构物之间的动力耦合关系。（二）振型分解反应谱法实际也是一种拟静力分析方法，考虑了结构自身动力特性和地震动特性之间的关系。（三）时程分析法时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法，由时程分析可得到各个质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，进而计算构件内力和变形的时程变化。（四）弹塑性能动力分析为了使高层建筑在地震发生时还可以屹然不倒，必须预算出各个楼层在地震发生时反映出来的数据，这样就必须用干模型和层模型对建筑结构进行简化。使用干模型计算各个楼层的数据，可以得到较为准确的数值，这一方法虽然便于弹塑性能的计算，但是在计算过程中耗时较长，并且过程较为繁琐，投资也较大。层模型计算方法也可以得到各个楼层的精确数值，并且在计算数据时产生的数据较少，因此，层模型计算方法得到大量推广。（五）弹塑性静力分析在建筑结构抗震设计中，弹塑性静力分析一直被广泛应用。弹塑性静力分析是介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。
二、高层建筑结构的受力分析
进行建筑设计和建设时，必须结合我国对建筑抗震相关规范，对建筑结构进行全面的受力分析，保障建筑结构的安全性。（一）全面考虑高层建筑结构的受力在进行高层建筑设计时，必须要对建筑结构的各个方面进行考虑，实践表明，建筑结构的水平荷载以及竖向荷载对建筑抗震能力有很大作用，建筑越高，荷载也不断加大，因此，必须对其竖向荷载和水平荷载进行研究。设计建筑结构时，必须要制定较为完整的方法来降低事故率，尽量保证高层建筑结构的安全性与可靠性。（二）保障建筑的安全稳定性通过对高层建筑与底层建筑的相比较，我们可以得出，越是高的建筑物其摆动性就越大，因此，在设计建筑物时必须要将刚度进行加强，并采取一系列的加强措施，满足建筑的延性和耗能要求，避免结构发生倒塌，符合三水准设防目标。
三、地震对高层建筑物产生影响的因素
为了保障高层建筑物的抗震能力，必须要对地震对高层建筑物产生影响的因素进行了解。（一）高层建筑结构概念设计高层建筑要有较强的抗震能力，必须要对高层建筑设计进行重视，对高层建筑必须要进行科学合理的设计，保证高层建筑设计的科学化，使高层建筑在遇到小型地震中不受任何影响，即使遇到大地震也不会出现倒塌现象。一旦将高层建筑物设计的过于复杂，使建筑物的结构不能科学的建设，刚度不能达到要求，只要发生地震，高层建筑物轻则裂缝，重则倒塌。因此，高层建筑结构设计必须科学合理，才能使建筑物的抗震能力不断增强。（二）高层建筑建设使用的材料高层建筑物建设时使用的材料必须是符合国家规定的。建筑行业的不断发展，必定会有一些商家被利益驱使，为了可以节省自身成本，在建设结构设计中使用冷轧变形钢筋，冷轧变形钢筋因韧性较小，质量不好，特别容易导致建筑物的抗震性变差。一些小型企业为了节省开支，不顾人民的安全，在建筑结构设计中大量使用一些质量不过关的建材，以牟取暴利。这些行为不但违反了我国对建筑行业的法律法规，还使建筑物变得岌岌可危，不利于社会进步发展。还有一些小型企业为了节省成本，直接削减了一些建筑材料的性能。对于此现象，我们一定要严加监管。四、高层建筑结构抗震设计建议一个设计合理，施工质量合格的建筑物，才能经得起大型地震带来的动荡。因此，高层建筑结构抗震设计就变得尤为重要。为了人民群众的生命安全和社会可持续发展，不断加强建筑结构设计理论研究，重视施工质量，从而提高建筑的安全性。（一）对建筑材料优质选择为了保障人类安全和建筑行业良好安全发展，我国颁布了一系列关于建筑材料的规范，建筑材料生产厂商必须要按照规范要求进行生产经营，并且敢于举报一些企业在建筑建设过程中的不法行为，尽最大努力降低危险，积极构建共同美好家园。（二）根据地勘进行设计为了保障高层建筑的安全性与可靠性，必须坚持无地勘不设计的原则。在建设之前，必须对建筑场地进行地质勘查，并要求勘查单位出具正式的地勘资料，对基础形式作出判断。（三）提高建筑设计师的设计水平社会快速发展，必定会带动事物的新旧交替，一些建筑结构也变得越来越多元化，设计内容越来越新颖，技术要求越来越高。因此，建筑设计人员一定要有较高的技术与较强的知识能力。信息时代的到来，使计算机普遍应用到了建筑设计中，由于建筑设计软件操作较难，专业性较强，必须要求建筑设计人员有较强的专业能力和操作能力。必须定期给设计人员进行培训，提高对建筑设计软件的操作能力与认知能力，打造一个具有专业素养的强大的建筑设计队伍。
结束语
随着社会经济发展进步，人力物力财力的不断雄厚，在地震中受到伤害甚至死亡的数量越来越大。目前，我国地震研究专家通过对历史上的地震案例进行研究，得到了许多有效的抗震经验，并且制定了一系列适合我国国情的结构设计规范，即使有许多不足之处，但我相信，随着我国经济不断发展，综合实力的增强，我们的建筑设计理论及施工技术水平会显著提高。
参考文献
[1]吕西林,蒋欢军.复杂高层建筑抗震与消能减震研究进展[J].建筑结构学报,2010,31(6):52-61.
[2]季立炯.复杂高层建筑结构抗震分析方法简介[J].山西建筑,2015,41(4):27-28.
[3]韩冰.竖向地震作用下连体结构抗震性能分析[J].低温建筑技术,2013,35(9):40-42.
[4]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S][5]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S]
作者：邬植树 单位：中国建筑西南设计研究院有限公司
第六篇：高层建筑结构设计探讨
摘要：探究控制位移在高层建筑结构设计中的重要意义，阐述中国目前对高层建筑上的有关规定，解释建筑位移的相关知识。对如何更好地利用位移控制来保障高层建筑的安全提出几点合理化建议。
关键词：位移控制；高层建筑；抗震；舒适
随着改革开放，现代化建设不断发展，中国步入飞速发展的黄金时期，各种高层建筑似雨后春笋般拔地而起，不仅经济实用型高层建筑越来越多，而且各种观赏性、趣味性的高层建筑也不断落成。与此同时各种问题工程也接踵而至，部分工程设计师盲目追求设计速度却忽略建筑的安全性，以致出现许多“豆腐渣”工程。因此，确保建筑尤其是高层建筑的安全性已成为刻不容缓的问题，而利用位移控制就是较为合理的手段之一，文章重点探讨利用位移控制来确保高层建筑安全性。
1位移与高层建筑
1.1位移的种类及相互关系位移是指高层建筑结构上的点或面发生没有变形的转动，可以分为线位移和角位移两种，而研究高层建筑在自然环境（风、雨、地震等）条件下产生的位移，不外乎以下几种；①层间位移Δo；②顶点位移；③层间位移差Δi=Δoi-Δoi-1。至于三者关系：Δi不等于Δo，且必小于Δo；Δa是所有楼层的Δo之和1.2位移的观测和测量对于高层建筑的位移观测有多种方法，其中常用的是正倒垂线法，这是一种用来精确测量的方法，能够作为工程上的参考指标之一，具体如图1所示。图1高层建筑的位移观测垂线的观测分为两种：一点支撑多点观测法和多点支撑一点观测法。前者是指只有一条垂线，在垂线不同的部位设置多个点进行勘测，后者是指在水平的高度处设置悬挂点，进行正垂线的观测（不适用反垂线），总体来说前者省时省力在位移勘测中应用较多。观测结果，相对位移即为正垂线测得结果，相反绝对位移为倒垂线测量结果。
2现代高层建筑的状况
在不同的国家和地区，高层建筑的定义也大相径庭。我国《高规》（JGJ3-2010）1.0.2条规定建筑楼层为十层以及超过十层或者距离水平地面高度超过二十八米的房屋为高层建筑。法定建筑高度的计算是从建筑的最高点（展望台、烟囱、天线等可不计入高度内）到地面的垂直距离。2.1现代高层建筑的优势高层建筑能够最大程度地提高土地利用率，减少政府的投资，实现经济的最大化利用，从而促进城市的现代化进程。自改革开放以来，我国设计了大量的高层以及超高层建筑并取得了良好的成效。这些建筑不仅使我国建筑水平得到极大提升，还有效缓解了我国由于人口密度过大导致的住房紧张问题。建筑高度的不断攀升，能够引领整个建筑行业大跨步的前进，并且高层以及超高层建筑的发展也是经济发展的体现之一。2.2位移局限高层建筑的发展限制高层建筑发展的重要因素之一就是位移，随着建筑物高度的不断上升，高和宽的比值不断增大，其结构抗侧刚度减小，由表1可得知，在地震荷载或表1风荷载作用下高层建筑结构的位移值者风荷载作用下，易使得侧向位移加大。如果对层间位移有更严格的要求，那必然导致建筑物造价的升高，不够经济。而如果位移控制过于放松，那么建筑物的安全性有没有很好的保证。因此合理的位移控制是限制高层建筑发展，也是保障高农业职称论文层建筑安全的必然条件。
3位移对高层建筑的控制性
高层建筑具有较多的楼层数，距离地面的高度较高，为了保证其安全性，建筑物必须具有足够的刚度，并对其层间位移加以控制。国家相关规范对层间位移角有严格规定，使高层建筑对抗震，防风方面具有良好的特性。拥有合理剪力墙布置的高层建筑往往具有更好的抗侧刚度，能经受住地震和飓风的考验。但是并不是剪力墙越多越好，当一个建筑中剪力墙的数量过多时，不仅仅会增加工程开支造成浪费，还会吸收很大的地震力，增加自身的负重，反而不利于高层建筑的抗震性能。相反剪力墙过少，虽然自身结构变得柔和了，受到的地震力影响较小，但是在强烈地震和风荷载的作用下，“其结构自身会产生较大的位移变形，导致结构整体失稳破坏，往往一击便跨，经不起考验。所以在建造高层建筑时，应根据其建筑所在地的抗震设防烈度、风荷载、场地类别、建筑高度等因素，选择合理的剪力墙数量，并优化布置。
4结束语
在自然灾害频发的地区，尤其是飓风，地震高发区，仅仅控制顶端位移是不够的，还需要对层间位移进行详细的计算和设计。在进行高层建筑设计时需要严格把握，防止因位移控制不合理造成损害。
参考文献
[1]贾昭.建筑结构抗震设计问题的研究[J].住宅与房地产,2016,(12):28+30.
[2]方小丹,魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报.2011,(12).
作者：孔令军 单位：中冶南方工程技术有限公司深圳分公司
