时间：2023-07-21 17:28:22
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇超高层建筑结构设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
Abstract: to a tall building for, and to adapt the building structure system, structure and arrangement of the conceptual design is not absolute but reasonable structure design should be the only. Based on many years of work experience, and structure design of a high-rising structure is analyzed, in order to offer reference for the same.
Keywords: tall building; Structure design
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
一、超高层建筑的结构设计特点
超高层的结构体系选择与低层、多层的建筑相比，超高层建筑的结构设计显得十分重要。不同的建筑结构体系选择可以对建筑的楼层数目、平面布置、施工技术要求、各种管道的布置及投资多少等产生最为直接的影响。超高层的建筑结构设计主要具有以下几个特点：
1 水平力是超高层建筑结构设计的主要因素。有研究证明，楼房的自重与楼面的载荷在竖向放人构件中所产生的弯矩与轴力大小仅仅是与楼房的高度一次方形成正比，但是水平载荷对与建筑所产生的倾覆力矩以及轴力的大小则是与楼房的高度二次方形成正比。因此在超高层的建筑设计中，水平力是设计主要因素。
2 轴向变形是不可忽视的。当楼层十分高时，由于楼房的自重而产生的轴向压应力会导致楼房的中柱产生出较大轴向变形，会直接导致连续梁的中间支座处负弯矩值直接减小，从而导致跨中正弯矩值与端支座的负弯矩值增大。
3 侧移做为控制指标。超高层的建筑结构侧移随着高度增加会迅速的增大(侧移量和楼层之间高度四次方是正比关系)，所以结构侧移是超高层建筑结构设计的关键因素。
4 抗震设计的要求更高。超高层的建筑抗震设计必须要做到“三水准”要求，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
二、工程概况
某大厦由一栋30层写字楼、一栋2层商业附楼和4层地下室组成，总建筑面积90149m2，屋面结构高度18280m、停机坪结构高度19320m。
三、总体结构设计
1 结构选型
本工程采用钢筋混凝土框架一核心筒结构，虽然其结构承载能力和抗变形能力比筒中筒结构差，但避免了结构竖向抗侧力构件的转换，满足了建筑立面效果和使用要求。为解决建筑首层层高120m、结构高度超限及减小柱截面等问题，下部若干层采用钢管混凝土组合柱，楼盖采用现浇普通钢筋混凝土梁板体系。
承载力和水平位移计算时，基本风压均按重现期为100年的0．90kN／m3取值，(广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》JG13―2002补充规定DBJ/Tl5―46―2005尚未颁布)。由于结构侧向位移不满足限值要求，在第3O层利用建筑避难层，设置了钢筋混凝土桁架的结构加强层，结构加强层是一把双刃剑，虽然可提高结构抗侧移刚度，也使得结构竖向刚度突变，所以结构加强层及相邻层按《高规》要求进行了加强处理。
2 超限措施
本工程结构平面形状规则、刚度和承载力分布均匀，竖向体型也规则和均匀、结构抗侧力构件上下连续贯通(如图1)，除结构高度超过适用限值外，其它指标通过调整后均达到未超限。
图1 结构布置平面图
由于结构高度超限、而且首层层高12.0m，超限应对措施把首层及下部若干层的结构抗侧力构件作为加强的重点：l～15层框架柱采用钢管混凝土组合柱、1～2层核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱、首层抗震等级提高一级。钢管混凝土柱有着卓越的承载能力和变形能力，但其防腐和防火材料不仅造价较高还有时效性，需考虑今后的维修保养，钢管混凝土叠合柱及钢管混凝土组合柱可弥补这方面的缺陷。核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，以解决由于首层层高较大，使得剪力墙端部应力集中的问题，并提高剪力墙的承载能力和抗变形能力。
四、钢管混凝土组合柱的梁柱节点
在工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土，而框架梁则采用普通钢筋混凝土，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点成为工程中难点之一。目前常用的连接节点有：钢牛腿法、双梁法、环梁法、钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法等，本工程采用在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点，为连接节点的设计提供多一种选择。
1 钢管开小孔的连接节点构造(如图2)。钢管上开穿钢筋小孔的连
接节点做法要点如下：
图2钢筋穿钢管立面图
① 钢管开小孔：小孔直径D=钢筋直径+10mm，小孔水平间距：3×D，小孔垂直间距=2×D；
②钢管水平加强环：梁顶面和梁底面各设置一道，环板宽度：钢管混凝土柱时，取0.10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时，取65~100mm；环板厚度=0.5t且≥16mm(t为钢管壁厚)；
③钢管竖向短加劲肋：紧贴水平加强环，肋宽=环板宽一15mm，肋厚=环厚，长度为200mm，布置在梁开孔部位的两侧和中间；
④梁钢筋尽量采用直径较大的HRB400级钢筋，以减少钢管开孔数量。在钢管混凝土叠合柱时，部分梁钢筋可以在钢筋混凝土柱区域穿过。
2 钢管开小孔连接节点的优点
①钢管开小孔后对钢管截面削弱不大，梁钢筋穿过小孔后剩余的缝隙很小，钢管对管芯混凝土的约束力基本没减少，不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力；②梁钢筋直接穿过钢管后，梁可以可靠的传递内力，梁长范围内的刚度保持不变，结构受力分析与实际相同。(钢牛腿法和钢管开大洞后补强法，在梁端范围内有相当长度的型钢，使得梁刚度急剧变化)；③在设置水平加强环和竖向短加劲肋补强后，钢管在节点区是连续的，节点的刚性不受影响，满足“强节点弱构件”的要求；④ 现场施工较方便，即使圆弧形梁钢筋也可顺利穿过；⑤节点补强所用材料比钢牛腿法和钢管开大洞法减少很多，造价较低。
五、剪力墙平面外对梁端嵌固作用的分析
对于框架一核心筒结构，部分框架粱要支撑在剪力墙平面外方向，剪力墙平面外对梁端嵌固作用究竟如何，其研究文献较少，设计标准和规范也没有涉及。影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用的主要因素：墙平面外对粱端嵌固作用的有效长度、墙线刚度与梁线刚度之比和墙在该层的轴压力等等。目前常用的计算分析软件虽然具有墙元平面外刚度分析功能，但未考虑墙平面外对梁端嵌固作用的有效长度，当遇到墙肢很长或筒体墙肢空间刚度很大情况时，计算分析软件会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用，使得梁端负弯矩计算值要大于实际值，本工程应对措施如下：
1 采用梁端增加水平腋方法，用以直接增加墙平面外对梁端嵌固作用有效长度；
2 采用增加墙边框梁方法(如图3)，用以增加墙平面外对梁端嵌固的局部刚度。墙边框梁截面宽度应不小于0．4倍梁纵筋锚固长度，墙边框梁截面高度应大于楼面梁截面高度，为保证梁端剪力通过墙边框梁均匀传递到墙上，墙边框梁宽出墙厚处用斜角过渡；
3 为保证梁正截面设计更加符合实际受力情况，梁端计算弯矩可以采用“调幅再调幅”方法，即分析计算时设定梁端负弯矩调幅系数后，配筋时再局部手算调幅。“调幅再调幅”时，应考虑构件的刚度、内力重分布的充分性、裂缝的开展及变形满足使用要求。
图3墙边框梁的设置
六、核心筒外墙的连梁设计
核心筒外墙的连粱纵筋计算超筋是非常普遍的情况，《高规》对连粱超筋有专门的处理措施，而且研究文献也少，但计算模型的选取也是重要因素之就一。
《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，即连梁属于深弯粱和深粱的范畴，其正截面承载力计算时，已不能按杆系考虑，也就是已不符合平截面假定，但许多分析软件仍然把连梁按杆系计算，其计算偏差当然是很大了。
按“强墙弱梁”和“强剪弱弯”原则进行连梁设计时，虽然《高规》对连梁设计有具体要求，但这个“弱”要到什么程度，还是取决于设计者的理解和经验。
本工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线’和“强墙弱梁”的要求。
七、结束语
关键词：复杂高层；超高建筑结构；设计要点
结构设计并不是一项简单的设计工作，其能效发挥与不确定因素的控制效果是相互关联的，尤其是复杂高层的层高特点，会直接造成设计难度的进一步增加，因此这就需要从建筑需求入手，开展有针对性的设计工作，并将相应影响因素纳入重点考量范畴中，一旦结构设计环节缺少对结构布置的合理性规划，不仅后续建筑施工流程难以正常推进，建筑质量更会受到直接影响，而建筑结构缺少稳定性，也会导致其使用寿命不断缩短，因此，这就需要不断强化对复杂高层及超高层建筑结构设计的研究，充分掌握其设计要点。
一、复杂高层及超高层建筑结构设计要点
1.强化对概念设计的重视
在当今社会，设计可以说是建筑施工的灵魂，尤其是复杂高层及超高层建筑，结构设计的优化性也就显得至关重要。目前，我国的设计师也将工作重心放在了高层结构设计上，在实际设计环节根据对设计项目的研究及总结，也逐渐形成了一定的规范化标准，其中最为主要的就是强化概念设计。首先，复杂高层及超高层由于层高较高，这就对结构的稳定性提出了更要的要求，在实际设计环节应当以此为关键点，在结构设计中不断加强对结构受力的均匀性设计，使其更加符合应用的规范化标准。
其次，设计内容中应该涵盖着对应力高效传递的优化研究项目，使其能够在应用过程中实现力的快速分解及传递；第三，在结构设计环节，应当确保其标准内容能够直接体现在结构整体上，实现对结构的完善性规划整理；第四，当今社会的各个领域中都倡导应用绿色能源，减少浪费及污染问题，而这一理念也应当在结构设计中得以灌输，只有这样才能有效提升复杂高层及超高层建筑的环保性能；第五，在推进设计工作时应当在结合工程实际情况的基础上，将建筑材料与结构进行有机结合，使二者能够更加具有协调性，从而从根本上提高材料利用率，使其能够在后续应用中承受高强度的结构荷载力。总体来说，为了将以上几点落实到设计主w中，需要建筑以及结构工程师的密切配合，在互相交流经验及工程项目研讨过程中，不断对设计图纸进行优化调整，使其更加具有参考价值。
2. 科学选择结构抗侧力体系
为了在复杂高层与超高层建筑结构设计中，能够充分体现出安全性问题，我国相关设计师总结出，提高结构抗侧力体系的科学性是基础。选择该体系的过程中，应当注重以下几点：结构体系的合理选择应当根据具体的建筑高度来确定，我国相关工作人员在近年来的工作中总结出了不同结构抗侧力体系与不同高度建筑之间的关系。
例如，在建筑高度小于等于100m 的时候，该体系最佳组合为框架、框架剪力墙及剪力墙；当建筑物的高度在100～200m之间的时候，最佳体系为剪力墙和框架核心筒；当建筑物高度在200～300m之间时，该体系最佳组成为框架核心筒、框架核心筒伸臂；如果该建筑高度小于600m时，该结构抗侧力体系的最佳构成应该为筒中筒伸臂、巨型框架、桁架、斜撑及组合体；在进行设计的过程中，应注重以上提及的相关结构抗侧力构件能够保持高度的连接，最好能够形成一个统一的整体。
3. 高度重视建筑抗震设计
复杂高层与超高层建筑当中，其抗震设计应当在建筑功能充分发挥的基础上进行确立，同时该环节也是确保建筑拥有较高安全性的重要部分。抗震方案在高层建筑当中，最重要的一点就是科学选择建筑材料；实现有效减少地震过程中的能量增加。在这项工作当中，验收承载力是使用建筑构件最主要的方式，并且应当有效控制地震情况下建筑结构的层间位移限值；在实际高层建筑的过程中，结构抗震手段的应用应当在位移的基础上建立，并定量分析相关设计方案，促使地震发生时结构的变形弹性能够对建筑产生一定程度的保护作用；精确分析地震发生时建筑构件会产生的变形及位移在建筑结构中的体现具有重要意义，这样一来，能够对构建变形值进行有效的确立；针对性设计应当体现在建筑构件的生产要求及建筑界面的应变分别当中，同时应当注重场地的坚固性，这也是有效降低地震发生时能量输入的重要方式。
4. 坚持高程建筑结构设计经济理念
复杂高程和超高层建筑是一项较大的项目，在结构设计和施工过程中，会面临很多成本输出问题。因此，在建筑结构设计过程中，应该坚持经济型设计理念。对于结果设计方案，应该坚持优化处理，避免在建设过程中由于结构冗长而造成成本浪费的问题。
二、复杂高层与超高层建筑结构设计中确保计算和设计的准确性
1. 合理选择分析软件、合理计算结果
现阶段，复杂高程与超高层建筑结构计算软件的种类很多，侧重点也有所不同，在结构设计过程中，设计人员首先应该明确不同的软件的作用，然后根据实际需要合理选择合适的计算软件。与此同时，还应该对具体的设计计算结果进行科学分析，从力学理念和工程设计经验方面进行合理判断，确保计算结果的合理性和准确性。
2. 重视荷载与作用方面的考虑
对于复杂高层与超高层建筑的结构设计，由于高层建筑很容易受到风载荷的影响，因此在高层建筑，尤其是超高层建筑结构设计中，应该重点考虑风载荷的影响。例如，在某大楼设计过程中，不仅需要考虑相关设计规范，而且还进行了相关风洞试验，从而提高建筑物的抗风载能力。在具体的试验过程中，设计了一个以 1：500 为比例的模型在半径为 600m 的风场环境中进行试验，验证建筑在不同风况下的受力情况。
现阶段，对于地震灾害的预测，在技术方面还有一定的限制，很难准确预定地震灾害。有些发达国家对于地震的研究十分深入，但是依然无法准确预估地震发生的时间和地点。因此，在高层建筑设计过程中，应该加强抗地震力的设计。与此同时，还应该重点考虑建筑主楼、裙楼在地震力作用下的不同反应。
综上所述，随着科学技术水平的不断提高，人们生活质量不断上升，我国城市建设过程中复杂高层与超高层建筑增加，在对这类建筑进行设计的过程中，应当充分考虑到抗震设防烈度、结构方案及类型等因素。经过我国建筑行业近年来积累的经验，总结出复杂高层与超高层建筑结构设计要点包括概念设计、结构抗侧力体系及抗震设计等内容。新时期，我国建筑行业相关工作人员只有在实践中不断加强对这些方面的重视，才能够促进我国建筑业不断进步。
参考文献：
【关键词】：超高层；结构设计；特点；要点
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
引言
超高层建筑的建造，其所以如此之快，除了有的城市为了有一个高大的形象建筑之外，主要还是超高层建筑能在有效面积的土地上，得以发挥最大的使用效益。也尽管建造超高层需要的费用比一般高层建筑高出很多，但在我国的城市建设中，随着日益快速发展的需要，为土地使用率的提高，必然会使超高层建筑以更快的速度发展。
一、超高层建筑设计的特点
1、超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证遇到火灾时人员疏散的安全。由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼而使用，而对于更高的多功能使用的超高层建筑，它不只每15层设一个避难层兼设备层即可，还需要设有机电设备层。对于这些安放有设备的楼层设计除考虑实际的荷载之外，更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响。
2、超高层建筑的平面形状多为方形或近似，对于矩形平面其长宽比也是在2以内，尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。
3、超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面为框架-核心筒或筒中筒，基本没有一般高层建筑中所采用的梁板筏基。同时，由于基底压力大要求地基承载力很高，除了基岩埋藏较浅可选择天然地基外，一般均采用桩基。
4、房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。
二、超高层建筑结构设计要点
1、平面设计
从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。
在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下，遵循对称、均匀、周边、拐角的原则，在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置，主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。对结构薄弱部位如楼电梯周围，内庭院周围均设置了120mm厚楼板，采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚
2、基础设计
超高层建筑一般多设二层或更多层的地下室，其基础的埋置深度均能满足稳定要求。而对于基岩埋藏较浅无法建造多层地下室不能满足埋置深度要求的，则可设置嵌岩锚杆来满足稳定要求。
（1）天然地基基础。对于基底砌置在砂、卵石层的建筑，多是采用等厚板筏形基础。但也有工程采用箱形基础。
（2）桩基基础的设计。超高层建筑的桩基础，由于基底压力大，要求的单桩竖向承载力较高，因此，均采用大直径钻孔灌注桩或有条件的工程场地采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。桩端持力层的选择应考虑层厚较大和密实的砂、卵石层或中风化、微风化基岩，以减少桩端沉降变形。
3、核心筒外墙的连梁设计
核心筒外墙的连梁纵筋计算超筋是非常普遍的情况，《高规》对连梁超筋有专门的处理措施，而且研究文献也不少，但计算模型的选取也是重要因素之一。《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，即连梁属于深弯梁和深梁的范畴，其正截面承载力计算时，已不能按杆系考虑，也就是已不符合平截假定，但许多分析软件仍然把连梁按杆系计算，其计算偏差当然是很大了。按“强墙弱梁”和“强剪弱弯”原则进行连梁设计时，虽然《高规》对连梁设计有具体要求，但这个“弱”要到什么程度，还是取决于设计者的理解和经验。本工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线”和“强墙弱梁”的要求。
4、转换层设计
高层建筑应保证大空间的需求的房间具有足够的刚度，从而防止转换层沿竖向的刚度变化过大，应建立严格的转换层上部和下部结构的侧向刚度比例。高层建筑的转换层抗震的结构设计中，转换层结构的侧向刚度不小于上一层结构侧向高度的百分之七十，并且根据高层建筑的指数设计的规范要求。控制转换层结构的下部与上部的等效侧向刚度比宜接近于1。同时还应保证一定比例剪刀墙的落地，加大落地厚度，从而提高剪刀墙混凝土的强度等级，减小洞口的尺寸，从而尽量使纵横墙形成筒体。整体结构的分析过程，应对转换层的薄弱部位的楼板平面的变形对建筑结构受力的印象程度。并通过剪刀墙的布置方式的调整，从而使相应的结构与刚性相接近，避免了扭转，实现平面布置的规范。合理地加强框支剪力墙转换层以下竖向构件的配筋率，按相关规定确保整体稳定和结构抗倾覆；同时，使用现浇钢筋混凝土楼板来达到增强结构整体性的目的。保证核心筒内部楼板厚为150mm，并且是双层双向的配筋以及相关围护材料为新型轻质材料，从而有利于减小地震反应，减轻建筑自身重量。
5、电梯设计
超高层建筑内主要竖向交通由多部高速电梯承担着人的竖向动线运动。由于甲级办公楼行业规定，电梯等候时间和电梯的运输能力(5分钟内运送人员占总人数的比例：HC5)是另一个重要指标，对其产生直接影响的是电梯的速度、数量和载客人数。另外，电梯的数量和大小又直接影响着建筑面积的大小。
此外，超高层内按照《高层民用建筑设计防火规范》规定，还需布置消防电梯，电梯数量按照标准层单层面积决定。除了客运、消防关系着电梯的设计外，整栋建筑中的所有货运流线，也需通过建筑的竖向交通解决。因此，超高层建筑肩负着整栋建筑的客运流线、货运流线、消防疏散三个重要的方面。
三、新技术的推广和应用
为执行国家建筑技术经济政策，积极推广建设部推广的建筑十大新技术，根据本工程的实际情况，在保证工程总造价不超出投资限额的情况下积极推广使用建筑新技术和新材料。
1、使用高强度钢筋。采用高强度钢筋，充分利用钢筋的抗拉性能，减少钢筋用量，减小构件配筋率，节约工程造价，总体经济效益明显。
2、竖向钢筋接驳采用埋弧对焊或机械连接，可保证钢筋的连接接头的质量。
3、采用高强和高性能混凝土。下部楼层柱及剪力墙混凝土强度等级采用C55；地下室底板、外侧墙及后浇带采用微膨胀抗渗混凝土，以增加混凝土的抗裂性能，取得较好的防水效果。
4、砌体采用新型轻质墙砌体材料，减轻结构自重，减少地震作用，降低基础造价。
结语
超高层建筑自身特点大大增加了超高层建筑的不稳定因素，因此，不能将超高层建筑视为普通建筑的拉伸和重叠，以免影响到建筑的使用效果。在实际设计过程当中，要根据超高层建筑的特点开展相应施工环节的加强，减少安全隐患，确保超高层建筑整体质量，确保我国建筑行业的健康发展。
参考文献
【1】秦荣.高层与超高层建筑结构[M].北京：科学出版社，2012.
【2】范跃虹，黄宗襄，林振声.超高层和大型公共建筑设计、施工与研究[M].上海：同济大学出版社，2012.
作者简介姓名:（出生年—），性别，籍贯，职称，研究方向：
作者姓名:郑红，
出生年月：1975年11月，
性别：女
籍贯：汗族
职称：工程师，
研究方向：建筑结构设计，
学历：本科，
摘要：本文重点分析当前我国高层住宅建筑中几种建筑结构，以最佳适用性原则为基准分析几种结构设计的方法和特点，从而分析住宅适用性最佳的建筑结构设计。
关键词：高层住宅建筑结构适用性原则
受地域价值、土地价格的影响，土地稀缺已成为不争的事实。在这样的背景下，高层住宅建筑的诞生自然在情理当中。对于政府出台有关超高层建筑响应的政策，个人认为，高层建筑对城市建设的整体发展无疑起到了有力的推动作用。那从人类居住的适用性、经济性原则来看那种结构设计更符合人类安居的基本原则！
一、高层建筑结构设计体系与技术应用概述
当前，高层、超高层建筑不断涌现。建筑师设计了众多复杂体型和内部多变的高层建筑，我国高层建筑的复杂程度已位居世界前列。高层建筑除了要满足建筑使用功能的要求，还越来越重视建筑个性化，在建筑艺术造型方面体现创新。例如：336.9米高的天津津塔主要的抗侧力体系采用“钢管混凝土柱框架、核心钢板剪力墙体系、外伸刚臂抗侧力体系”组成，具有较高的抗 侧刚度和延性，是目前世界上应用钢板剪力墙的最高的高层建筑；据不完全统计，在高度超过200米的超高层建筑中，有大约50%为混合结构。上海环球金融中心及金茂大厦均为钢筋混凝土核心筒，外框为型钢混凝土柱及钢柱；北京国际贸易中心三期为筒中筒结构，外部为型钢混凝土框筒，内部为型钢混凝土巨型柱与斜撑及钢梁组成的筒体，74层，高330米，为我国8度抗震设防地区最高的高层建筑。
1、高层建筑结构设计中基于抗震设计技术的应用
由于高层、超高层建筑具有超高超大、功能复杂、造型新奇的特点，规模和复杂程度在国际上可谓少见。许多建筑突破了我国现行相关技术标准与规范的要求。目前来看，减震控制技术研究与应用在我国高层建筑中有了较大进展。隔振技术较为成熟，在工程中有一定应用，主要用于高烈度的多层、小高层建筑，如北京通惠家园地铁枢纽建筑，甘肃陇南将橡胶隔振垫用于砖混结构楼房。目前，多项采用隔振技术的房屋建筑正在设计建造中。
消能减震技术近年来在新建高层建筑工程中开始得到应用，如北京银泰中心主塔楼、上海世贸国际广场、深圳大梅沙酒店等采用了黏滞流体阻尼器，主动控制技术在我国超高层建筑中首次得到应用是上海环球金融中心第90层两台各重250吨的质量阻尼器，它将有效地减小建筑结构在风和地震时的反应。
2、高层建筑结构设计中基于抗风设计技术的应用
随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已经成为控制结构安全性和实用性的关键因素。我国目前的建筑荷载规范尚不能完全满足实际工程的需要，应增加横风向响应和等效静力风荷载、干扰效应、居住者舒适度判据等内容。
3、高层建筑结构设计中基于消防设计技术的应用
一个常识是，按照设计标准，高于24米的建筑属于高层建筑，高于50米的建筑属于超高层建筑。曾有城市安全部门做过一个试验，让一名身强体壮的消防员从第33层跑到第1层，用了35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩，所需时间肯定会更长。而火借风势，30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来，在高层、超高层建筑中人们跑到楼外逃生的可能性几乎为零。因此，基于超高层建筑结构体系中抗高温、防火方面的设计成为最重要的一个指标（以下以北京国贸三期工程为例）。
国贸三期。该工程总建筑面积54万平方米，主塔楼总高330米，地上层数为74层，地下为4层，钢结构截面大、单件重、连接复杂，总用钢量达5万多吨，抗震等级8级，设计难度和施工难度为世界超高层建筑结构领域所罕见，是目前北京的第一高楼。美国“911”事件后，施工承建方：“中建一局集团建设发展有限公司”对国贸三期设计方案作了相应调整。为了保证建筑物未来的安全性，在经过论证和修改后，该楼的建筑方案采用了4万吨钢筋、18万立方米混凝土与5.5万吨钢结构组合形成的钢骨型钢混凝土结构，并采用耐燃时间高达3小时的防火涂料对钢结构进行防火处理。这样设计的结果是，大楼能够有效地减少飞行器撞击所带来的损害，提高大楼自身的耐火性能。而按照此前的设计方案，该大楼全部由钢结构组成，一旦遇到同样问题，钢结构会因高温快速熔化，导致主楼快速坍塌。
另外，针对火灾，为了确保人员安全，国贸三期主塔楼分别在14层、28层、39层、55层和74层设计了5个避难层，避难层四周采用防火材料和加固结构，装有防火隔烟系统。将来大厦投入使用后，避难层非但不能改作他用，不能加锁关闭，而且还可能会放置一些食品和水，并随时更新。
二、高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
1、竖向荷载
结构恒荷载，是根据材料自重计算得到的。它占高层建筑竖向荷载的大部分。结构设计时务必做到不漏项。楼面（屋面）活荷载标准值及其组合值系数，按《荷载规范》取用。需注意：当使用荷载较大或者有特殊情况时，应该按实际情况采用。《荷载规范》所列的楼面活荷载中未包括二次装修荷载和隔墙自重。固定隔墙应按恒荷载考虑，隔墙可以灵活布置时，按活荷载考虑。
2、 风荷载的计算
风荷载是高层建筑主要侧向荷载之一。结构抗风分析（包括荷载、内力、位移、加速度）是高层建筑设计计算的重要因素。
由流体力学中的伯努利可知风压与风速关系：
风的形成：空气从气压高的地方流动到气压低的地方。风的强度。（通常由风速或换算为风压来表示)基本风压：
当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的30年一遇10min平均最大风速v0为标准，按v02/1600确定的风压值
主体结构垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积:
式中ωk—风荷载标准值(kN/m2)；
βz—高度z处的风振系数；
μs—风荷载体型系数；
μz—风压高度变化系数；
ω0—基本风压(kN/㎡)。
3、γRE——构件承载力抗震调整系数
构件类别
梁 轴压比小于0.15的柱 轴压比不小于0.15柱
剪力墙
各类 构件
节点
受力状态 受弯 偏压 偏压 偏压 局部承压 受剪、偏拉 受剪
γRE 0.75 0.75 0.80 0.85 1.0 0.85 0.85
当仅考虑竖向地震作用组合时，各类结构构件的承载力抗震调整系数均应取为1.0 。
三、高层建筑住宅产业化下带来设计和承建行业全新的挑战
随着住宅产业化形势的不断发展，随着我国超高层住宅的响应政策的出台，未来，无疑会给本土设计行业及承建方带来了巨大的挑战。随着经济社会的发展，作为二三线城市出现的一幢幢拔地而起的超高层建筑。这种建筑不仅对开发商是一种全新的挑战，对房地产这条产业链上的设计行业、承建行业也将带来全新的改变。
1、未来住宅产业化下高层建筑结构设计技术亟待提升
相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格；超高建筑物中每隔一定距离须加设避难层；在施工设计上的要求更加严格，尤其是对消防、防震、防风的指标要求很高，例如对玻璃等建筑材料的选择格外严格，同时由于高处的湿度、风力影响等特殊要求，也给设计、施工带来了很高的难度。
而在诸多设计中，超高层住宅对结构设计的要求更是严格，它必须按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系。此外，还提到，超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC）、钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。这其中，对材料的使用更是异常严格，计算必须正确，配筋必须合理，栓钉必须可靠。
由于超高层住宅建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免地存在，在结构设计中一方面考虑异型柱的使用，另一方面在户型设计中要充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用。再有，高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”（ Core ）。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。
2、高层建筑结构抗震、风设计专业性人员缺失、经验严重缺乏
近年来，虽然国内外对高层和超高层建筑钢结构、混凝土结构和钢混凝土结构的抗震设计理论均进行了一些研究，也已取得了一批较深入和较实用的研究成果。但是，由于地震作用、各类结构体系的空间作用、弹塑性性能以及“大震”作用的破坏机理等方面的复杂性，使得对超高层建筑抗震设计理论还需要从许多方面进行深入研究。这种复杂性在我国各大城市尤其突出。超高层建筑的出现，无疑将我国的抗震研究工作推上了一个全新的领域。“之前虽然很多建筑设计公司也将抗震作为建筑设计中的重要部分，但随着超高层建筑的出现，不得不迫使建筑设计和承建行业以及相关的地震研究机构发生变革。”因为我国的建筑历史上没有超高层住宅的经验还尚浅，尤为二三级城市，政府出台的相关超高层政策对我国的建筑设计行业、建筑业、地震研究等有关地产的所有产业都将起到划时代的推进，它将被载入史册。随着高速发展的中国住宅产业化进程不断推进，太需要这方面的经验了。
四、我国高层建筑设计未来的展望
由于高层住宅不但在结构设计、基础工程设计、主体结构设计、建筑设备安装工程设计方面，给排水工程、通风空调系统、建筑消防(防火及排烟)等方面都在一定程度上提高了难度和复杂程度。同时还在环保方面，餐厅含油污水处理、厨房废气处理、柴油发电机房噪声治理等方面也有较高的要求。这无疑都给设计行业和建筑行业带来了一个全新的挑战。随着我国高层住宅的响应政策的出台，将在很大程度上对设计行业和建筑行业带来革命性的变局。因为高层建筑技术人员的缺乏和经验的匮乏，很多设计公司和建筑公司将很有可能在我国新一轮城市高层及超高层建筑项目改造的大潮中面临淘汰或者转战异地的可能。
高层建筑的高度特点带来了诸多技术上的难题。就拿消防来说，就目前，机动消防车辆的消防能力不可能跟上高层特别是超高层建筑的发展，因此，高层建筑的消防设计应立足于建筑内部的消防系统建设，在智能化的前提下努力完善火灾探测、报警、扑救等自动功能。而这对设计单位或者承建单位而言都提出了更高的要求。如果没有专业技术的支持，没有超强的综合运作能力，是很难完成的。所以，个人以为，超高层建筑的问世，必将给我国的设计行业，尤其是承建行业带来全新的格局。尽管目前还达不到洗牌的程度，但也将是一场残酷的淘汰赛。而要改变这样的局面，求变将是唯一的出路。
依旧以国贸三期工程为例，国贸三期属于超高层建筑，构件有大型化、异型化的特点，致使施工技术和施工精度要求都非常高。工程的施工遇到并解决了许多普通超高层钢结构施工中没有出现过的问题，尤其是针对倾斜结构的安装、钢板墙的安装、腰桁架的安装等一系列施工技术，是对我国复杂高层钢结构施工技术的有力补充，同时对国内建筑结构设计行业的持续发展起到了积极作用。
【参考文献】：
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[2]欧李波；对高层超高层建筑结构的施工技术探讨；《建设科技》2009年9期
[3]唐建成；浅谈高层建筑中钢结构的设计与施工；《科技信息》2008年34期
关键词： 超高层建筑结构；经济性；安全性
中图分类号：TU97文献标识码： A
最近几年来，我国的经济建设取得了举世瞩目成绩，各地超高层建筑层出不穷。据相关部门统计，我国每5天就有一座超高层建筑封顶，按照这个速度，我国未来10年内，将以1318座超高楼的成绩超越美国，成为全球第一。
超高建筑的特征为楼层高、建筑面积大、由于施工周期长，投资大，而这其中的结构造价往往就占了30%-35%，因此，针对超高建筑的结构造价，有利于降低投资成本。同时，也有助于推动全球可持续发展和绿色建筑的发展。本论文将从结构设计角度，对超高层建筑结构造价及安全性进行研究。
一、各种超高层建筑体型的安全性和经济性研究
1、高宽比型
在其它条件相同的情况下，超高建筑于风荷载作用下的建筑物基底倾覆力矩和建筑高度的平方成正比例，同时，其顶产的侧向位移和高度的四次方也成正比。超高层建筑的高宽比比普通建筑多出许多，其面临的最大问题便是抵抗水平力和侧移能力，因此，在超高层建筑的设计中，适当地增加宽度的方法能提高其安全性。
2、锥形化体型
锥形化体型的超高建筑，可通过截面在伸高过程中的收缩来降低风荷载作用下的漩涡脱落及横风向效果，同时提高结构抵抗水平力效率，从而有效地抵抗倾覆力矩和提升结构抗侧力的刚度。因此，锥形化体型的设计本身便具有抗风荷载力的安全性，属于具有较强安全性的设计，巴黎埃菲尔铁塔和上海东方明珠电视台都要是这样的结构，实现了建筑的美观性和安全性。
3、抗风体型
超过150m的建筑，都会受到风力的影响，因此，风荷载是超高层建筑主要的安全控制因素。在设计的过程中，可以采取“御风”体型或者“扭转”体型的设计来增加风荷载。
（1）“御风”体型
可通过建筑物高区立面开设洞口的方式来降低迎风面面积，将有助于降低基底风荷载和倾覆力矩，从而提升建筑的安全性。上海环球金融中心和大连绿地中心便采取了这个设计方案。这种“开瓶器”造型的“御风”型的设计，有效地提升了超高建筑的安全性。
（2）扭转体型
沿高度采取不断扭转的建筑体型有助于降低横风向引起的风荷载，同时还能降低涡洲脱落间的相关性和横风向动力响应。比如芝加哥螺旋塔便有效地令顶部加速度降低了80%；上海中心大厦的120°体型，有效地降低了60%的风荷载。而且这样的设计本身还能降低建筑结构的造价，上海中心大厦便合理地节省了6000万美元的结构造价。属于同时具有安全性和经济性的完美设计。
4、其它设计方案
除了以上设计方案，还可以通过流线形平面、钝化建筑角部以及沿高度逐步退台或者立面设置导流槽等的优化措施降低风载横风作用，在取得安全性的同时，获得较好的经济收益。
二、合理结构体系有助于提升超高建筑的安全性
1、抗侧力结构体系
超高层建筑水平荷载作用下倾覆力矩和高度关系证明：结构材料将随建筑的高度非线性剧增。这就需要提升上抗侧车结构体系效率，从而有效地降低结构造价。
西尔斯大厦起初的设计方案为框筒结构体系的效率值为61%，在引进建筑内部密柱深梁框架成为束筒体系后，达到了78%的效率值，大大降低了结构造价。上海金茂大厦则通过巨柱伸臂抗侧力结构体系，也达到了70%，都比框筒体系要优化。
2、楼盖体系
超高层建筑的楼盖体系结构高度也会极大影响结构造价。比如说50层的建筑，如果每层楼盖结构的厚度增加30CM，那么总楼层的高度就增加了18M，从而有效地增加了风荷载作用和抗震力。不过，楼盖跨度也会影响承重结构材料用量，从而增加建筑成本。因此，对楼盖结构高度必须经过精心的计算，从而满足安全性和经济性的共同需要。
三、优化施工方案降低施工周期
超高建筑的施工周期也是影响造价的一个关键因素，因此在施工的设计中，也要充分考虑这个因素。在天津津塔的设计中，塔楼结构体系为“钢管混凝土柱框架＋核心钢板剪力墙体系 (SPSW) ＋外伸刚臂抗侧力体系”。起初的设计由框架柱承担中竖向荷载，由于SPSW不承担竖向荷载，因此，必须要在主结构封顶后才能安装，这样的话，将让整个施工周期延长半年，与业主的预期相差太远，后来通过施工顺序的调整，采取了SPSW延迟主体结构15层，也就是当主体结构中的混凝土浇铸到16层后，便同步进行1层的SPSW。这个过程中为避免SPSW于竖向荷载时产生屈曲，加强了钢板剪力墙的方案，即增加用钢500吨，尽管这样令施工费用增加了600万元，但是却有效缩短了施工周期，节省了高达千万元的利息，总投资成本不升反降，安全性能更强，满足了业主的要求。
四、结语
在超高层建筑的总投资中，结构造价占了较大比例，因此，我们在对超高层的结构设计中，应该由概念设计着手，对建筑体型、结构体系、材料及施工方案等多方面预以综合的考虑，从而提升其经济性和安全性。通过以上分析，我们发现，建筑形体的优化往往能对结构的经济性起到重大的作用。
在对超高层建筑的结构设计时，我们应该充分重视风洞试验，从而改变国内超高楼设计中“重震轻风”的倾向。而风洞试验作为复杂体型建筑设计中对风荷载的重要依据，是十分重要的环节，能帮助我们确定横风向荷载及交应，从而提升超高层建筑的安全性。
参考文献：
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[3]吕 杨.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].城市建设，2012（34）
(1)高层建筑结构计算简图的合理化原则计算简图是计算高层建筑结构设计的基础，其合理性能直接关系到高层建筑的结构的安全性。由此可见在进行高层建筑结构设计时要坚持计算简图合理化原则，且高层建筑实际结构的节点不是单一的，故必须要将简图的误差控制在规范的范围内。
(2)高层建筑结构基础方案的合理化原则高层建筑的地质条件是高层建筑结构基础方案的设计参考依据。其结构基础方案的合理化要求对高层建筑的结构类型、施工条件、荷载分布情况、与邻近既有建筑物的关联性等因素进行综合考虑。高层建筑结构设计基础方案通常情况下要确保其能够最大程度发挥地基的潜力，高层建筑设计必须要具备相应的地质勘察报告。
(3)高层建筑方案的合理化原则高层建筑结构方案的合理化指的是高层建筑结构设计方案必须要与结构体系的结构形式的要求保持充分的一致性，同时要满足经济性的要求。结构体系的具体要求要保证具有简单性、受力明确性等，综合考虑工程设计的需求、施工材料、地理条件、施工条件等，同时还要兼顾建筑的暖气、水和电额的相互协调。
2高层建筑及超高层建筑结构抗震设计目标分析
高层建筑的抗震设计在整个建筑设计中具有重要的作用。在设计时要考虑到重现期大约为7度的地震，建筑物只能出现的损伤都可以忽略，在进行结构设计时要使结构的反应状态基本处于弹性反应状态。对于重现期与9度的地震水准较为接近的地震，在设计时要对最大地震的震动进行预计，并设计为在真正遇袭情况下能有效防止倒塌情况，并能够证实以下几点:
(1)对于结构中的所有的延性的构件，要保证其非弹性变形必须低于其变形能力;
(2)对于非延性破坏模式的结构部件，要求其对于力的需求要大于等于其名义上的强度;(3)对于超高建筑物或者较为复杂的建筑物的设计上，对于起到控制作用的构件还需要保证其在受到中等震级地震的振动下仍能够保持其自身一定的弹性。
3设计要点分析
(1)重视概念设计对于超高建筑结构设计以及复杂建筑结构设计上，要重视其结构概念的设计，在设计时要尽量提升建筑结构的规则性和均匀性;要确保结构的传力途径清晰和直接，尤其是结构的竖向和抗侧力传力的途径;在设计上包保证结构具有较高水平的整体性设计;设计时要将节能减排的置入，以建立合理的耗能机制，创建绿色建筑;在设计时要充分考虑到结构与建筑结构材料的利用率，确保形成较为完整的结构受力整体。这一设计过程的实现，得力于建筑师以及结构工程师之间的良好沟通交流，以更好的实现建筑和结构之间的统一。
(2)选择科学、合理的抗侧力体系大量研究表明，在设计时选择较为合理的结构抗侧力体系，能有效保证高层建筑以及复杂高层建筑的安全性。在选择时要注意结合建筑物的实际高度对结构体系进行选择;在进行建筑设计时要尽可能的确保结构抗侧力构件之间相互联结和组合;对建筑设计中可以根据多重抗侧力结构体系的具体情况进行设计，要综合分析每种结构体系的优点及适用性，对各种体系的贡献度进行合理的评估与评判。
(3)注重抗震设计在满足建筑的功能性的基础上，高层建筑和超高层建筑的重要设计环节就是抗震设计，该设计是建筑安全性较为重要的一步。在对高层建筑进行抗震结构设计时，建筑材料的选择一定要慎重，保证质量。大量研究表明，在地震时要减少能量的输入能够有效减少地震对高层建筑的损害。
要做到以下几点:
(1)在对建筑构件的承载力进行验收时要对建筑结构在地震作用下的层间位移限值实施较为有效的控制。
(2)在对高层建筑的具体工程项目进行设计时，要积极采取基于位移的结构抗震方法，对设计方案要进行定量的具体分析，确保结构的变形延性能够满足地震的预期要求。
(3)综合分析建筑构件的变形以及建筑结构的位移之间存在的精确大关系，有效确定构件的具体变形值。
(4)结合建筑物的实际情况，如建筑界面的应变分布以及建筑界面的具体大小具有针对性的分析，并结合其具体构建要求进行设计。
【关键词】地震 房屋 高层建筑 结构 基础隔震 技术
中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：
前言
随着科学技术的不断向前发展以及人们对地震危害程度认识的不断增加，基础隔震等相关先进的技术已经广泛的应用到了高层建筑的结构设计以及施工过程当中。基础隔震等相关技术在高层建筑结构当中的运用从很大的程度上保证了高层建筑在地震发生时刻的安全性能，同时也在很大的程度上保证了人们的生命财产安全。
高层建筑结构设计中的相关问题
由于高层建筑所建设的高度比较高并且承重力比较大，因此在对高层建筑的结构进行设计的过程当中，需要进行特殊的处理。本文就笔者所参加建设过的一个实际高层建筑为了，来探讨高层建筑结构设计过程当中需要注意的问题以及高层建筑结构当中基础隔震技术的应用。某工程为一幢四十层的商业办公楼，整栋建筑地面高度为96.5m，所有楼层均为办公用楼，里面也有餐饮以及超市等服务类的行业，地下还有三层为停车库。整栋楼的总高度大概为105m左右。为了保证本高层商业建筑在遇到自然灾害尤其是地震灾害的过程当中，能够确保建筑的整体安全性能以及居住在楼内的人的生命以及财产的安全，本高层商业建筑在进行结构的设计过程当中都考虑了一些比较特殊的情况，并且也将比较先进的基础隔震技术运用到了高层建筑结构设计以及施工的过程当中。如图2-1为本高层商业建筑在进行结构设计以及基础隔震等处理过程当中的相关图片。
图2-1 高层商业建筑地基隔震图
高层建筑结构设计当中的特殊性
由于高层建筑在投入使用之后可能会受到地震灾害的影响，因此高层建筑在进行设计的过程当中必须将一些比较特殊的设计因素考虑到设计的过程当中去，这样才能最大限度的保证整个高层建筑的使用寿命以及在遇到地震之后还能继续使用。笔者所参加的实际高层商业建筑在进行结构设计的过程当中主要考虑到了以下三个方面的特殊性：第一，高层建筑的水平荷载。高层建筑由于楼体的高度比较高，因此整栋楼所附加给地基的水平荷载是非常大的，因此在对高层建筑的结构进行设计的过程当中，水平荷载是必须考虑的一个非常重要的因素。第二，高层建筑的轴向变形。在对高层建筑的结构进行设计的过程当中，除了高层建筑的水平荷载是一个决定性的影响因素之外，高层建筑在投入使用之后所发生的轴向变形也是一个不可忽视的影响因素。第三，高层建筑在进行结构设计的过程当中，要将侧移当做一个非常重要的控制指标来看待。高层建筑在进行结构设计以及建设的过程当中，都与多层楼房的建设在很大的程度上存在着不同，这主要就体现在侧移上面。由于高层建筑的高度比较的高，那么水平荷载下面的结构所发生侧移的可能性就随之增大。因此为了从根本上保证高层建筑在投入使用之后的安全性能，高层建筑在对结构进行设计的过程当中，一定要注意将水平荷载的侧移范围控制在一定的范围之内。第四，高层建筑在进行结构设计的过程当中，还需要将结构延性作为一个非常重要的设计指标。高层建筑最大的特点就是整体高度比较高并且承担的荷载比较的大，因此为了确保高层建筑在遇到地震自然灾害之后能够继续使用，并且能够产生一定的塑性变形，因此在对高层建筑进行设计的过程当中，一定要将结构延性这个指标考虑进去。上述四个方面，就是笔者所参加高层商业建筑在进行结构设计的过程当中所需要考虑的一些比较特殊的问题，并且同样也是其他高层建筑在进行结构设计的过程当中需要考虑的设计方面的几个特殊问题。总之，在对高层建筑进行结构设计的过程当中，只有认真的将上述四个方面的关键问题考虑进去，高层建筑的安全性能才能得到有效的保证。
高层建筑隔震体系的特殊性
高层建筑除了在结构设计过程当中具有一定的特殊性之外，其隔震体系方面也具有一定的特殊性，这与多层建筑的隔震体系在很大的程度上存在着不同。高层建筑隔震体系的特殊性主要体现在以下几个方面：第一，上部结构不能满足刚体运动的假定是高层建筑隔震体系在进行设计的过程当中需要引起注意的一个问题。上部结构的反应不要简简单单的以第一振型来确定，而是要在进行隔震体系设计的过程当中充分的考虑到高振型所产生分量对整个隔震体系的影响。第二，倾覆力矩在水平地震力当中由于比较的大，因此高层以及超高层建筑在面对地震以及台风等自然灾害的过程当中，由于受到的外部力比较的大，那么拉应力很有可能会出现在隔震支座当中。因此，怎样最大限度的减小以及避免隔震支座当中所产生的拉应力已经成为高层以及超高层建筑在进行隔震体系设计过程当中所必须考虑的一个关键性的问题。第三，高层以及超高层建筑在遇到地震以及台风作用的过程当中，建筑本身所具有的自震周期都会在不同程度上进行延长。为了确保自震周期对高层建筑所产生的不利影响，那么高层建筑在进行隔震体系的设计过程当中，需要将高层建筑本身的基本周期来采取一定的措施进行延长，这样才能最大限度的使得高层建筑的隔震效果达到最佳。
高层建筑结构基础隔震体系的组成
上述小节已经对高层建筑在进行结构设计的过程当中需要注意的问题以及高层建筑隔震体系所需要注意的问题等两个方面都进行了较为详尽的分析与介绍。高层建筑要想从根本上提高自身隔震的效果，以此来确保高层建筑能够在遇到自然灾害的过程当中能够继续使用，那么高层建筑的隔震必须形成一个比较完整的体系。
高层建筑的隔震体系主要分为三个部分：第一，上部结构；第二，隔震层；第三，下部结构。隔震体系分为上述三个部分主要是因为，高层建筑在进行设计以及施工的过程当中，在高层建筑的基础以及上部结构之间增加了一个隔震层，以此来起到隔震的效果。当高层建筑所在地发生地震之后，震源所释放出来的能量则会传递到下部结构当中，下部结构在接受到地震所传来的能量之后，则会迅速的将能量传递给隔震层，此时隔震层则发挥了巨大的隔震作用。隔震层当中放置了一些隔震装置，当震源所释放出来的能量由下部结构传递到隔震层之后，隔震层当中所布置的装置将会将能量削弱并对其能量进行吸收。这就使得高层以及超高层建筑抵抗地震的能力得到了显著的增强。现阶段，大部分高层以及超高层在对地基进行隔震处理的过程当中，都采用了这种方法进行了隔震，并且起到了很好的效果。随着科学技术的不断向前发展以及人们对高层建筑隔震技术的不断研究，高层建筑的隔震能力将会越来越强。
结束语
综上所述，本文主要对高层建筑在进行结构设计过程当中所需要注意的几个方面的问题；高层建筑在进行隔震处理的过程当中需要考虑的几个关键性的因素以及高层建筑隔震体系的组成以及作用原理等三个方面进行了较为详尽的分析介绍。随着社会的不断向前进步，高层建筑的数量将会不断的增多，因此如何确保高层建筑能够在遇到地震之后能够继续使用，我们需要继续对高层建筑的地基隔震处理技术进行不断的研究。
【参考文献】
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关键词：建筑； 结构设计； 成本控制
一、加强建筑结构设计的成本控制的重要性
建筑结构是建筑的主体和支撑，建筑成本主要包括土石方、地基处理、建筑结构、围护及装饰施工、设备安装等五部分费用；不足投资费用1%的结构设计可造成对整个住宅投资成本75%以上的影响程度，这一数据足以说明结构设计对控制建筑造价成本的决定性影响作用，是建筑成本确定与控制的重点。
由于结构造价在建筑总造价中所占比例很大，因此，一个好的设计能带来非常可观的经济效益。当然结构安全更是重中之重，其目标就是保证居住使用的安全，在接近实际受力情况的基础上，充分运用各种方法把结构设计得尽量合理，最大程度地达到规范所要求的设计目标，做到建筑安全与经济的完美结合。
概括来说，就是“安全性、适用性、耐久性”。
二、建筑层高对成本的影响与控制
1、建筑层高对成本的影响
建筑高度不是结构可以左右的，是建筑定位，使用功能所确定的，所以，在结构设计角度对于层高的设计，只能在不改变净高的程度上进行结构优化，比如采取屋面反梁、无梁楼盖等措施。对于时下人工劳务费快速增长，时间成本、融资成本高启的大背景下，合理布置次梁，降低制模难度在一定程度上也变相的节约了成本。
（1）对于地面以上部分
减少层高可以减少所有结构柱、剪力墙等竖向构件的长度和体积；减少建筑的总高度、降低结构的总荷载，间接降低结构成本；降低上部结构所承受的地震力、风荷载，间接降低结构成本。
（2）对于地面以下部分
减少层高可以减少地下室土方开挖及运输的数量、基坑支护的面积、基坑支护的单价；减少地下室底板及侧壁的截面及配筋；减少抗拔桩、抗拔锚杆的费用；减少基坑降水的数量及费用。以深圳某项目为例，该项目地下室拟建4层
比较结果可以看出，单主体结构成本一项普通梁板结构比无梁楼盖结构节省146万元，但综合考虑土方、基坑支护、抗浮措施三项成本后，采用无梁楼盖比普通梁板结构更合理，综合成本可降低约670万元。
2、结构超限对成本的影响与控制
（1）总体造价分析
相对高层建筑而言，超高层建筑设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格，因此设计、工程管理费用可能增加；配套设施建设费或会因建筑物层数不同而收费基准有异。超高层建筑造价增加主要体现在以下四个方面：项目整体设计与建筑标准；基础及结构；屋面及外立面。
（2）施工难度、成本分析，施工周期的长短
结构超限不仅仅是结构高度的超限，还有高宽比、平面、立面的规则性等方方面面。高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制的一个重要的指标。在设计初期，结构方案制定
时有效的避免结构超限问题，至少不要因结构专业的方案错误导致结构超限。有案例是遇到过因为结构师设缝位设缝，导致结构超限的案例，一定要在设计过程中避免。如图四、图五所以，塔楼高度174.6m，宽度16.1m，高宽比达到10.8，这在结构经济性方面要付出较大代价。
图三
三、建筑结构设计成本优化措施
1、合理选择建筑材料
建筑结构的设计要充分利用建筑材料。建筑材料的合理选择，既可以满足使用功能、提高工程质量的要求，又达到可以节省资金，降低成本的目的。因此，需要在熟悉建筑材料的性质、性能和各项技术指标的基础上，了解不同类型建筑材料的价格，按照灵活、经济、适用的原则选用材料。建筑材料的选择以安全适用、成本合理、施工方便为基本原则，应就地取材，减少运输费用，降低成本。
2、合理选择结构形式
建筑物地面以上的结构形式对工程成本同样有很大影响。不同的建筑结构形式各有优劣，应比较各种结构的布置方案、受力体系及经济性能，结合实际，因地制宜，综合考虑以上因素，尽量采用适合本地区的经济合理的结构形式，建设出低成本、高质量、高标准的民用建筑。砖混结构的成本仅为钢筋混凝土框架结构成本的60%～70%，其钢筋混凝土用量少，适用于7层以下的建筑物。
3、选择最适宜的基础形式
建筑基础形式的投资成本占工程结构总价的1/3之多，因此可以说合理的选择基础形式是直接影响工程成本的主体因素。同时合理的建筑工程基础形式还会有效的缩短建设工期，使基坑维护的工序变得更加便捷、高效。目前， 我国的建筑物逐渐走向多层、高层、甚至超高层。这些建筑物对于地基的要求也是越来越高。基础结构的造价与项目建设的地质条件密切相关， 它的工期一般情况下占整个项目工程的25%～30%，造价通常占整个造价的10%～25%，由此可见基础工程的重要性。所以在进行结构设计的时候应该重视地质勘察工作，控制基础的埋深与截面面积， 通过经济性对比，选择合适的基础型式。
表二中桩为塔楼抗压桩，以微风化花岗岩为持力层，桩端阻力特征值为12000kPa，桩长30～40m。计算结果可以看出，桩径越大，单位承载力成本越低，不同的项目应根据实际情况采用合理的桩径。
4、选择合理的构件截面
构件截面尺寸与其配筋率在一定范围内是相互对立的。一般来说，同一结构构件，当其截面尺寸减小时，其配筋率就增大，钢筋用量增加；相反，当其截面尺寸增大时，可以适当减少构件的配筋，但增加了混凝土的用量，增加了建筑物的总荷重。楼层的层高是影响建筑成本的主要因素之一，而对层高影响的主要因素就是梁高。梁高与使用功能之间的矛盾突出。考虑现浇楼盖共同工作，考虑T形截面的刚度；梁两端的嵌固弯矩对梁变形有利；施工支模起拱可以抵消荷载作用下的变形。柱设计时尽量少采用异型柱，柱截面混凝土强度等级宜沿高度有所变化。
图三所示结构平面为一座174.6m的超高层住宅建筑的标准层平面，为了满足建筑功能需求，两端只能布置框架柱，且截面控制到最小，这对结构整体抗扭刚度影响极大。根据计算结果，柱内设十字型钢，控制柱截面800x600，满足了轴压比控制要求，同时为使用者取得了良好的视野效果。
结束语：总而言之，优化建筑结构设计不仅能够改善空间效果和增加使用面积，还能有效降低工程成本，从而使经济效益显著提高。本文对建筑结构设计的成本控制进行探究，对提升建筑结构设计水平，优化成本效益和实现优质发展有重要的意义。
参考文献：
[1]卜志勇.论建筑工程设计项目管理及控制[J].科技传播，2012（12）：59-60
关键词：建筑；结构；设计
前言：
建筑工程是围绕在人们周围，与人们工作生活息息相关的各类建筑。随着经济水平的提高，城市规划越发完善，各种建筑拔地而起，城市面貌日新月异，然这一切还有赖于建筑结构设计。建筑结构设计是建筑工程的基础，是施工前的必要准备，对设计人员的专业能力有一定要求，建筑工程的质量直接关乎人们的生命财产安全，因此建筑结构设计也备受人们重视。
1建筑工程设计简介
建筑工程是围绕在人们周围，与人们工作生活息息相关的各类建筑。但大多建筑设计都包括给排水设计供暖供电设计结构功能设计等。每一部分设计都影响到建筑后期的施工以及投入使用状况。建筑结构设计时首先应考虑安全性问题，承重墙、承重柱、横梁等支撑系统不仅要起到承担建筑物自身重量和荷载重量的作用，还要对外界环境有一定抵抗能力，尤其是在板块运动活跃地带，建筑要有一定的抗震能力。建筑结构设计前要先对施工环境有一定了解，施工地点的气候状况土壤软硬度以及施工场地附近建材情况等。建筑工程设计是建筑工程施工的必要前提，设计在满足大众需求的同时最好具有安全性、经济性、耐久性。
2浅谈建筑结构设计的特点
2.1浅谈建筑结构的水平荷载
水平荷载是建筑结构尤其是高层结构设计中必须考虑的一个问题。对于建筑结构来说，在设计的过程中应该对其结构承载力进行重视。建筑结构的承载力对于建筑本身来说，具有不容小觑的作用。其水平的荷载力能够在实际的日常生活中应对突发的地震以及大风因素对建筑的破坏与侵蚀等。与一般建筑以及超高层建筑的自重以及楼面的负载所导致的建筑结构的弯矩和轴力不同的是，建筑结构的水平荷载力对于建筑的弯矩以及轴力影响较大，虽然一般在我们的思想中，对一定高度的高层建筑来说，其水平以及竖直的荷载力的作用可能分不清楚。
在建筑结构设计中，往往必须考虑水平荷载与竖向荷载的组合作用。需要注意的是，建筑的竖直荷载力、尤其是高层建筑的荷载力都是一个相对稳定的数值，只有建筑结构的水平荷载力会由于上到各种各样的因素，诸如地震、海啸等因素的影响，会导致建筑结构不断水平荷载力因外界的因素变化而变化，因此对于建筑结构的安全十分的重要，也就使得建筑结构的水平荷载力设计在建筑结构的设计中具有非同小可的作用，需要我们进行重视，否则一旦建筑结构的水平荷载力出现问题，则会造成严重的经济财产的损失，甚至出现人员的伤亡。
2.2结构的变形问题
结构的变形是建筑结构在使用过程中常见问题之一。而建筑结构的变形问题则是建筑结构设计中需要重视的另一个问题。对于建筑尤其是超高层的建筑结构中，竖向荷载力的因素虽然建筑结构中没有水平荷载力的变化大，但是柱体在受到的竖向荷载力一旦过大，则也会引发一些建筑结构的问题。一旦柱体所承受的竖向荷载力超过一定的界限，则会使得建筑结构的轴向发生变化，导致建筑结构轴向的变形问题。
3.建筑结构设计应注意的因素
3.1对于建筑结构的选型要合理
在建筑结构设计中，对于建筑结构的选型也是相当重要的，只有选型正确，才能让建筑物能够承受自己的重力，不致于出现超负荷的状况。只有建筑的承受力达到标准，那么建筑因为水平力的作用而发生的侧移就在可控的范围内，才能保证建筑的安全。因此，要对建筑物的使用的空间和功能要求进行考虑，才能选择正确的建筑结构型式。不同的建筑结构的选型，会导致建筑在空间和高度上的不同。只有能够正确的进行建筑选型，那么才能保证建筑结构的受力均匀，对抗震和抗风等情况也有明显的效果。
3.2计算控制好轴向的承受力
对于一些层数比较低的建筑，其建筑的结构设计中可以简化对轴向的承受力的计算。在进行这样的建筑设计时，一般只要对建筑的弯矩受力进行考虑就可以，因为其轴力在该建筑中的作用不是很大。但是，对于高层建筑的情况就不同了，尤其注意在建筑结构设计中对轴向的承受力的计算和控制。高层建筑物一般其高度都是比较高的，所以所需的轴向的承受力也相应的增加，同时因为高度的增加而导致的轴向会更容易出现变形的情况，因此对轴向的承受力的设计更是要严格的把控。因为建筑的高度，从而导致了轴向力变大和负弯矩值减小，那么对下料的长度也会有影响。所以必须对建筑的轴向承受力进行精确的计算，然后做合适的调整，才能保证建筑的结构设计的完整和安全性。
3.3加大对结构延性的关注度
在建筑的结构设计中，其中一个重要的组成因素就是结构的延性。随着经济的发展，导致了环境的破坏，一些自然灾害也频频发生。其中比较常发生在我国的一种自然灾害就是地震，一旦发生地震，人们的生命财产都会受到威胁。因此，如果在建筑结构设计上考虑到加强抗震的功能，那么对人身安全也是一种保护。对于比较高的建筑，其在发生地震时，建筑的结构非常容易发生变形，那么如果在之前的建筑结构设计中有很好的考虑到建筑的延性，那么就能减少建筑的倒塌。在地震的级数比较大时，如果建筑物的延性设计比较高，那么可以给人们争取更多的时间逃离建筑内部。在现在建筑中，主要是由混凝土建构而成，一般是非弹性的状态，而延性又有很好的伸缩性，这样即使发生地震，延性也能吸收震动的能量，从而保证了建筑的安全。因此，必须加强对建筑结构的延性，这样才能使建筑更有伸缩性。
3.4重视水平和侧移方面的设计
对于建筑的水平的承载力的设计和侧移的设计，是建筑结构设计中不可忽视的一部分。在现在建筑结构设计中，一般建筑要重视垂直方向的轴向承受力，而在高层建筑中会更加重视水平承载力。因此，在进行建筑的结构设计中，特别是对高层建筑的建造，一定注重对其水平的承载力进行精密的计算。同时因为高度的关系也影响到侧移的大小，因此对结构侧移的设计直接关系到建筑的稳固性。随着建筑高度的不断的增加，在进行建筑结构设计时要保证结构的强度和抗侧移的能力，即使发生侧移，也能在可控范围内。因此，必须注重对建筑结构的水平和侧移的承受力，才能保证建筑的安全性。
3.5现浇钢筋混凝土楼板的裂缝问题
钢筋混凝土结构在工作过程中一般是允许带裂缝工作的，但裂缝问题也是现浇钢筋混凝土楼板所要考虑的问题。楼板的设计需要根据其跨度的不同分别采用单向板或双向板进行计算。部分设计者在进行楼板的钢筋配置设计时，他们的思考角度都只是从单向板的角度进行思考以及计算，因此其忽略了其他的一些因素，从而导致这些设计者所计算出来的结果与实际的情况不符，从而在实际的应用上会出现一些问题，使得建筑结构混凝土楼板产生裂缝等问题，严重威胁建筑结构的使用寿命，同时这些问题也会成为威胁百姓们生命财产安全的隐患。
4结束语：
建筑结构的设计是一项系统且各个环节紧密联系的工作。建筑结构的设计过程中要考虑诸如荷载力变形地基等因素，这些因素都会在建筑的过程当中直接或间接的影响到建筑的质量安全因此为了促进我国建筑行业的发展，提高我国建筑工程的质量，就需要对这些因素进行重视。
参考文献
关键词：建筑工程；结构设计；优化；基本原则
1.高层建筑混凝土结构
在我国城市建设中常用的建筑结构主要有钢混结构、组合结构、智能建筑、新型材料结构等几种，下面我就逐一进行分析。
1.1钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构式目前建筑工程中涉及最广的建筑形式，它有着刚度大、整体性好、耐久性强、维修简单、成本低廉的特点。我国目前的钢筋混凝土技术在不断发展，高强混凝土、纤维混凝土、轻型混凝土都在建筑工程中被广泛应用，并且施工水平已经达到了国际先进水平，这更加加大了钢筋混凝土结构的适用性，使其发展成为了房屋建筑工程的首选结构形式。
1.2组合结构
组合结构的诞生不仅是一场技术革命，更使整个建筑行业像前迈进了一大步，结合结构使建造超高层建筑的设想成为可能。组合结构不仅有传统钢筋混凝
土的所有优点，并且在材料使用上相对节省，这对提高施工进度，降低施工成本都起到不可替代的作用。组合混凝土在施工中使混凝土本身经过三轴受压的状态，使自身的承载能力得到提高，并且组合结构混凝土可以取代很多钢结构和混凝土结构的应用，这直接降低了建筑物的自重，为超高层建筑的设计提供了理论支持。
1.3新型结构
传统的高层建筑分为框剪结构、剪力墙结构、框架结构三种，而随着建筑结构学研究的不断深入，诞生了以筒体为结构的新型结构形式。筒体结构主要分为筒中筒体系、框筒体系、和多束筒体系。新型结构筒体与传统平面结构有很大的不同点，首先它的抗位移能力和承载力要大于传统结构，它将水平力看成固定在基础上的悬臂结构。所以这种结构形式在功能性强、应用范围广的建筑施工中多有使用。
1.4智能建筑
智能建筑是高科技的产物，它在施工技术、工程材料、工程检测方式上都与传统建筑有着很大的区别，但就目前发展来看，智能建筑是未来建筑发展的主体。智能建筑的几大优点集合在建筑结构、内部系统、适用范围等方面。它直接为使用者提供了一个安全、快捷、舒适的使用环境。
2.高层建筑结构设计的基本原则
建筑结构在设计中必须以实用、便于施工、安全可靠为设计点进行设计，通常情况下要满足以下几大原则：
2.1结构安全
建筑的结构必须满足在使用年限中可以承受的各种情况，一旦在使用过程中出现了不可抗拒力的破坏，建筑的结构必须保证稳定性，不至于直接倒塌。
2.2可施工性
不论任何设计，必须在设计的过程中将施工问题首先进行考虑，如果设计标准与实际施工背道而驰，在好的建筑设计业不可能转化为实体建筑，来为我们服务。
使用寿命。当建筑物投入使用后，建筑物的必须满足设计年限中的使用要求，不能再无外力扰动的情况下出现裂缝、变形等质量问题。
3.高层建筑混凝土结构设计易出现的问题
在高层建筑结构的设计中需要考虑的问题很多，尤其是高层建筑中的钢筋混凝土结构的设计。
3.1结构选型问题
在新执行的规范中对建筑的结构选型设计增加了很多限制性，首先限制了结构的规则性然后对建筑设计中出现的超高问题和抗震问题加以深化，对于高层建筑结构设计的规则性，在新出台的建筑规范章程的相关规定中，变动挺大，新的规范标准在结构设计方面增加了一系列的限制条件。比如，新的规范制度用强制
性的条文规定了“建筑物不应该采用严重不规则的建筑设计方案”。所以，在进行高层建筑结构设计时，相关人员应注意遵守新规范制度中的限制性条件，对于设计中的不符合规定问题根据实际情况及时的调整，避免为后期设计工作留下隐患。
3.2地基和基础设计中的问题
在柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中，往往会忽视建筑物沉降带来的附加应力的影响，而产生沉降变形以及共同受力，如果没有考虑其产生的附加应力，会使底板偏于不安全，还可能导致地下室底板承载能力不足而引起其开裂，在采用天然地基状况下，会带来更为显著的影响。
3.3结构分析计算的问题
在计算机使用非常广泛的今天，计算机带给了人们极大的便利，工作效率大大提高的同时，社会日常工作和生活对计算机的依赖程度越来越深。在建筑结构设计中，深化计算机的应用，合理地使用计算机，使建筑物更安全舒适、更美观经济是建筑设计人员任重而道远的责任。我们在设计中及与其它设计单位交往的过程中发现，虽然采用了CAD，但在结构施工图中出现了许多概念性的错误和计算错误，有些错误可能会导致严重的后果。在实际工程中，我们应该重视抗震概念设计和构造设计的问题，避免过分依赖计算机，这样才能设计出更经济，更安全舒适、更美观经济的建筑。
4.高层建筑混凝土结构优化设计的对策
在高层建筑中筒体结构的抗震能力最好。假设发生6。7级地震时，只要在设计中针对楼面钢梁或型钢混凝土梁与筒体交接处及筒体四角墙内设置结构柱，
就会有效缓解地震影响。如果当地震达到8-9度抗震时，我们在设计中要在钢混凝土梁与筒体交接处及简体墙内设置型钢柱。这些设计都能有效增加建筑的抗
震性能，并对设计结构提供优化。
论文关键词：高层概况发展体系施工
论文摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研，分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题，为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。
高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。
超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。来源于/
一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展
我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》。
1、钢材的国产化
国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。
2、钢结构设计国产化
截止2003年3月，我国已建和在建的高层建筑钢结构有60余幢，按其结构类型划分，钢框架-RC核心筒占4314%，SRC框架-RC核心筒占1617%，二者合计6011%；钢框架-支撑体系占1813%；巨型框架占813%；纯钢框架占617%，筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明，目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。
鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究，所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。
国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。
钢结构设计分两个阶段，即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式，无构件图、节点图和钢材表等，对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此，建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题，国内应多做一些理论和试验研究工作，比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低，在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面，国际上研究和应用较多，国内应加快进行此方面的研究。
二、高层及超高层结构体系
对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
三、钢结构制作与安装1、钢柱的安装
钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。
100m高的超高层钢柱一般分为8～12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。
矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。
钢柱标高的控制一般有二种方式：
(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。
(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。
2、框架梁的制作与安装
高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。
框架梁应按设计编号正确就位。
为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。
由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。
框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。
框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端。
关键词： 高层建筑；结构设计；布置原则；设计
中图分类号：TU972 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）10-
目前，基于有限的土地面积，随着社会人口的加速增长，会导致居住的形式纵向发展。从建筑方面出发，今后整个行业的发展趋势是高层或超高层。近年来，城市现代化建设使得我国高层建筑也如雨后春笋般拔地而起。所以，如何优化设计高层建筑，就显得十分重要。本文将从以下几个方面进行阐述： 结构平面的设计与布置； 结构立面的设计与布置； 如何选择合理的结构体系以及建筑基础的设计与布置等。
1.结构立体的设计与布置
结构立体设计时，刚度宜上小下大，自上而下地逐渐增大。结构竖向刚度变化是否均匀，主要影响因素是每层剪力墙的合理布置。框支剪力墙结构是竖向刚度有突变的典型实例。框支层为薄弱层，变形较大，层易发生地震破坏。为避免软弱层引起震害，需布置一定的落地抗震墙，将转换层以上的剪力，均匀地转移到其上，故在结构设计时，不允许将全部或大部分剪力墙设计成框支。均匀、规则是结构竖向布置最基本的原则。均匀，是指刚度、体型、承载力及质量等自上而下分布、变化均匀。规则，主要是指体型规则，若有变化，亦应是有规则的渐变。对于收进的尺度应当限制，经常会发生上下楼层收进使得体型较小，若体型尺度有变化，应下大上小逐渐变化。过大突变不应发生。
2.结构平面的设计与布置
为减轻水平作用下的扭转效应，应尽量使建筑物的质心和刚心重合，所以设计平面形状宜对称、简单、规则。平面凸出部分不宜过长，过长会加大端部往构件的位移，偏心越大其扭转效应越大，导致应力集中引起破裂。减少结构的扭转效应：
2.1减少地震作用引起的扭转。
布置均匀的平面刚度，可减少地震作用下的扭转，剪力墙的布置是影响平面刚度均匀的主要因素。剪力墙、井筒等的对称布置有利于减少地震作用引起的扭转。平面上质量偏心和质量分布的均匀性也需注意，它们也会引起扭转，质量集中于平面边缘，更会加大扭转。
2.2抵抗结构扭转的能力一定要加强。
加强结构抗扭刚度的重要措施，是合理布置剪力墙，或将框筒结构布置于周边等。从建筑要求与使用功能方面出发，高层、超高层的平面布置应力求简单、规则、对称。对于地震区、带或地震重点防御区的抗震建筑，简单、规则、对称的原则尤为重要。因条件所限，遇到严重不规则的结构时，应分割成若干简单、规则的独立单元。
3.结构体系的合理选型
高层、超高层建筑结构设计最具重要意义的是选型问题，即结构体系选型是否合理。结构体系不同，其所具有的刚度和强度也不同。所适用的高层建筑高度也有所不同。高层建筑结构体系，从结构形式出发，可以分为以下几类： 框架―抗震墙结构、抗震墙结构、框架结构、板柱―墙剪力结构、部分框支剪力墙结构、筒体结构等。根据建筑要求、建筑功能与场地类别以及抗震等级等的不同，高层建筑结构体系的选择也不同。一般地，框架―抗震墙结构既具有框架结构布置灵活、应用方便的特点，又具有较强的抗震性能和较大的刚度等优点，故适用于酒店建筑和公共建筑等。由于抗震墙结构的承载力、刚度较大，空间的整体性能较好，用钢量较省，且在水平力作用下侧移小，故它比较适用于隔墙较多的旅馆建筑及高层住宅等建筑。框架结构具有较大的室内空间，布置灵活，但由于其刚度较低，抗震性能差，修复费用较高等缺点多用于层数少、高度低的公共建筑。这在建筑抗震设计规范中有明文规定。通常抗震墙结构和框架―抗震墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求； 抗侧移刚度较大、空间的受力性能较好是筒体结构的优点，当建筑物的高度较大、层数较多、设防烈度较高，且上述几种结构体系都难以满足设计要求时，应选择筒体结构。
4.建筑基础的设计与布置
根据高层建筑的层数、结构类型、荷载及地基承载力，可以首先考虑筏形或箱形基础； 若地基承载力或变形不能满足设计要求时，可以选择桩基或复合地基。倒肋形、倒无梁楼盖式是筏形基础的常见类型。倒肋形楼盖式筏基，用料省，刚度好，但费模板，施工麻烦。倒无梁楼盖式的筏基，用料多，板厚大，刚度差，但便于地下空间的应用，施工方便。箱形基础传力均匀，整体性好，刚度大，当地基极软，沉降十分严重不均匀时，宜选用。桩基础承载力大，抵御复杂荷载能力强，能良好地适应各种地质条件，当浅层地基比较松软且承载力差，而坚实土层埋藏较深的时候，宜选用桩基础。
5.结语
（1）在高层建筑结构的平面设计与布置中，应做到平面形状对称、规则、简单，尽量使刚心和质心重合，且平面刚度亦应布置均匀，平面凸出部分不宜过长。2）结构竖向布置设计最基本的原则是规则、均匀。即结构的体型、刚度、承载力及质量分布宜由下至上有规则、均匀地渐变，且不应发生过大的突变，同时应当限制收进尺度。3）高层建筑的结构体系应根据其不同的适用高度、建筑要求、使用功能、场地环境类别以及抗震等级等内容进行合理的选择，结构设计师们在设计高层建筑时应当根据具体情况进行合理地选择。4）在进行建筑基础的设计与布置时，应选择整体性好，能够满足地基承载力和变形要求，并能有效地调节不均匀沉降的基础形式，如筏形基础或箱形基础； 当以上基础形式不能满足要求时，可以考虑采用桩基或复合地基。
参考文献
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