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摘要：随着经济社会的不断发展，高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。人们对建筑的要求也逐渐的提高，从而给建筑结构设计工作提出了更高的要求和新的挑战。为了满足城市发展以及人们在建筑物使用方面的需求，满足结构设计安全，经济，适用的基本要求。研究高层建筑结构设计问题具有非常重要的现实和理论意义。文章围绕高层建筑结构设计的作用展开，分析高层建筑结构设计中存在的主要问题。并探索其解决对策，以促进我国高层建筑结构设计技术的进一步发展。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策
一、高层建筑结构的特征
高层建筑的结构设计，作为一个庞大复杂的系统，一方面要满足抗震，抗风等在承载力方面安全性能的要求，另一方面，也要满足结构体系选型及构件布置的科学性和合理性。
高层建筑结构不但承受着由于外界的风，地震产生的水平方向的荷载，同时也承受着竖向荷载。一般而言，低层建筑一般受竖向荷载控制，水平荷载对高层建筑影响较大。水平力作用下随着建筑高度增加，高层建筑位移增加较快，而水平位移过大不但影响人的舒适度，且更容易对结构构件造成损害。因此高层建筑结构设计应以抗侧力设计为核心。
二、常见问题及其解决策略分析
2.1概念设计
概念设计是运用人的思维和判断力，从宏观上决定结构设计中的基本问题，首先要对结构功能有比较透彻的了解。掌握结构受力规律和真实情况，用正确的概念指导工作，就能掌握重点，冲破由于对问题的错觉或狭隘经验所产生的障碍和束缚。同时，才能使结构设计更好的符合客观实际，创造出优秀的设计成果，避免在设计中发生原则性错误。
概念设计很广，要考虑的方面很多。不仅仅要分析总体布置上的大原则，也要顾及到关键部位的细节。具体来说，要做好结构布置方案，以创造对抗震的有利条件。分析抗震力的性质和竖向荷载的传递路径及内力重分布的趋向，有效布置结构构件。预计结构的破坏过程和破坏机制，以加强结构的关键部位和薄弱环节。注意建筑结构的连接整体性，做到大震不倒，中震可修，小震不坏。
具体到一个结构单元，应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼、电梯间;减少地震作用下的扭转效应。竖向体型尽量避免外挑,内收也不宜过多、过急,结构刚度、承载力沿房屋高度方向宜均匀、连续分布,避免造成结构的软弱或薄弱的部位。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力。根据具体情况,结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。
2.2地基与基础设计
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。重视结构基础设计工作，必须根据项目地质及水位状况，上部结构类型等条件，做好基础选型，基础方案经济性对比工作。力求最大程度发挥所选基础形式的特点，兼顾施工便利，做到经济与技术同步，使用也安全协调。
2.3结构计算分析
2.3.1嵌固端设置
高层建筑一般将嵌固端设置在人防顶板或地下室顶板等位置。在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的问题，比如:在结构整体计算时嵌固端的设置、嵌固端上下层抗震等级的一致性、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端楼板的设计等，然而忽略其中任一方面都会对后期设计工作埋下安全隐患。
2.3.2周期折减系数
高层结构中设置了非承重的砌体填充墙时,在结构计算时应考虑其对主体结构的影响。《高层建筑混凝土结构技术规程》对结构的计算周期折减系数的取值有建议区间，不同的结构类型和填充墙的多少决定了周期折减系数的取值，不能一概而论。如框架结构周期折减系数规范建议取值0.6~0.7，如果填充墙确实较少的大开间结构，折减系数可适当取高，甚至超过0.7。另外对结构计算自震周期进行折减周期的折减应考虑到门窗洞口的设置对周期的影响,。
2.3.3活荷载不利布置
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，高层建筑结构内力计算中，当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑楼面活荷载不利布置引起的结构内力的增大。当活荷载不大于4kN/m2时，此设置往往容易遗漏，从而造成后期工作的反复。从方便实际操作出发，建议所有设计均考虑活荷载不利布置。
2.3.4考虑多塔之间的互相干扰
一段时间以来,大底盘、多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而使结构出现不安全的隐患。因此我们平时做此类建筑的结构设计师，应考虑大底盘与塔楼的相互影响;同时,各塔楼宜分开再进行单独计算,比较多塔与单塔的计算结果,确认合理的计算结果作为设计依据。
2.3.5连梁超筋问题
连梁超筋是剪力墙结构设计中一种常见现象。计算剪力不满足剪压比要求从而导致了连梁超筋。一般可以通过设置双连梁来减小连梁刚度，或者设置对角斜筋来增强连梁抗剪能力来解决连梁超筋问题。
2.4其他
平时进行结构设计工作时，应重视研究项目当地的规范及相关文件规定，我国幅员辽阔，不少地方有当地的规范或相关主管部门的文件规定，特别是一些严于国家规范的规定，应引起设计人员的注意。如前期没有做深入的了解，很可能为后面的设计工作造成颠覆性影响。
三、结语
综上所述，高层建筑结构设计是一个复杂、长期、循环往复的过程，结构设计工程师在设计的过程不仅要严格执行规范中相应的构造要求，还要结合实际情况，进行结构分析判断，任何在这过程中的遗漏或错误,都有可能会带来时间和精力上的巨大浪费,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。因此,在每个结构设计过程中,我们都应该重视各个细节的研究,特别是一些容易遗漏的环节，并且要对结构设计进行优化,最终达到既经济合理,又安全耐久的结构设计结果。
参考文献
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