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摘要：隨著我國經濟的高速發展以及建設用地的面積限制，我國建筑市場逐漸向著高層建筑的設計方向邁進。高層建筑相比較于低層建筑來講具有更加強大的功能，而且在外觀上看高層建筑更加美觀大方，因此高層建筑逐漸受到人們的青睞。但是隨著樓層高度的增加，其建筑的整體設計也變的逐漸復雜，高層建筑的設計施工受到關注。由于國家相關規定的限制，高層建筑在結構設計時要符合工程情況，嚴格遵守國家規定。本文對高層建筑結構設計的特點進行綜述，并對高層建筑的基礎設計所需要注意的問題進行了簡單介紹。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構體系

與低層建筑相比較，高層建筑能夠降低建設用地面積，降低城市用地投資，這對于寸土寸金的城市來講，無疑能夠有效的減少城市建設的壓力；同時高層建筑也為企業帶去了良好的經濟效益。自改革開放以來，隨著我國綜合國力的提高，高層建筑的數量急劇增加，同時由于我國的鋼產量和混凝土使用量居于世界首位，也為高層建筑的建設提供了條件。本文就高層建筑的結構特點進行分析，并簡要介紹了高層建筑基礎設計的問題。

一、高層建筑的結構設計特點

與低層或者多層建筑結構設計相比較，高層建筑的結構設計更加重要，隨著樓層高度增加所需要考慮的方面也逐漸增加，建筑結構體系的不同、建筑物的平面布置、高度、施工工藝、工程期限以及建設成本等等都有不同的要求。以下對高層建筑的結構設計特點進行簡要分析。

1、高層建筑的水平荷載成為設計重點

世界上的任何一座建筑，不管它有多高，都同時承受以重力為代表的垂直方向的荷載以及由于風力所產生的水平方向的荷載，同時還要具有抵抗地震的能力。在低層建筑或者多層建筑中，由于樓高較小，通常是垂直方向的豎向荷載作為結構設計的重點，水平方向的荷載產生的內力位移較小，對整個建筑結構的設計所產生的影響也就小，一般只要滿足垂直方向的荷載要求，就能保證整個建筑的安全。而對于高層建筑來講，雖然豎向荷載仍然對建筑結構存在著影響，但是隨著樓層高度的增加，水平方向的荷載逐漸占據重要比重。由于建筑物本身的重力以及樓面使用荷載對豎向結構的構件所產生的軸力和彎矩數值，僅僅是與樓房的高度一次方成正比，而水平方向的荷載對建筑結構產生的傾覆作用以及由此對豎向結構的構建所產生的軸向力數值，卻和建筑物高度的二次方成正比。除此之外，水平方向的風力產生的荷載以及地震的作用，作用數值隨著結構動力特性的變化所產生的變化幅度也較大。

2、要注意軸向變形

在低層建筑或者多層建筑中，一般對其結構分析只考慮彎矩這一項的數值大小即可，而軸力項的大小對于建筑的整體設計產生的影響很小，可以不用考慮在內，另外剪切項的數值更小可以忽略不計。但是高層建筑的情況就不同了，因為樓層高度的增加，軸力項數值急劇增加，同時隨著樓層高度增加而產生的軸向變形也變得愈加明顯，這樣一來便會明顯的改變高層建筑的內力數值和分布。對于采用框架結構體系和框架-剪力墻結構體系的高層建筑來講，結構框架的中柱的軸壓力往往要大于結構邊柱的軸壓力，并且結構中柱的軸向壓縮變形和軸壓應力也往往要大于結構邊柱。當建筑的高度不斷增加時，這種軸向變形的差距也會逐漸增加，所產生的后果就相當于連續梁的中支座發生沉陷，導致降低連續梁中間支座部位的負彎矩，端支座的負彎矩和跨中正彎矩加大。

3、側移成為控制的主要指標

不同于低層建筑和多層建筑，高層建筑設計中的重要控制指標是結構的側移。因為隨著樓層建筑高度的不斷增加，在水平方向所產生的作用力影響之下導致的建筑結構的側向變形也急速增加。除此之外，隨著高層建筑整體體量的增大，對建筑材料的要求也在不斷增加。在對高層建筑進行結構設計的時候不僅考慮到建筑強度的大小，能夠承載水平方向的風力所帶來的負荷；同時也要滿足抗推剛度的大小，保證水平方向的作用力遂產生的結構側移量能夠很好的被控制在一定的范圍之內，從而保證人們能夠正常的居住和工作。

4、對結構延性（抗震設計）的要求更高

由于樓層高度的不斷增加，當發生地震時，高層建筑的安全系數要低于低層或者多層建筑，高層建筑的結構變形也會更加嚴重。因此，在對高層建筑進行結構設計的時候，要保證樓層的承載重量以及結構剛度要隨著樓層高度的增加而逐漸減小，并且要保證這種變化的平衡。通過對樓層結構的變形進行合理的設計，保證高層建筑的結構延性得到增加，從而提高高層建筑的變形力。同時在高層建筑的結構設計時要將建筑對地震的抵抗性能考慮在內，避免出現不規則的設計。5、盡量減輕高層建筑的自重比在高層建筑的結構設計中，減少高層建筑的自重比所產生的影響要遠遠的大于對多層或者低層建筑自重比的減輕所產生的影響。減少高層建筑的自重比能夠很好的抵抗地震所產生的作用效能，這樣設計不僅能夠使得高層建筑水平方向的作用更容易控制還能增加一定的經濟效益。

二、高層建筑結構基礎設計的問題

高層建筑的基礎設計關系到上部建筑結構的存在，在整個建筑設計中占據重要位置。同低層建筑和多層建筑相比，高層建筑的結構基礎除了承載上部分建筑的垂直方向作用力之外，還要能夠承受來自水平方向的位移和傾覆力。而這一切的要求都要通過增加建筑基礎的埋置深度來實現。所以，在高層建筑的基礎設計上，埋深是非常重要的內容。另外，就是建筑的地基土以及基坑回填土對于建筑基礎的約束。在這方面國家有嚴格的規定，在建筑設計時，我們一定要對基坑回填作出要求，從而滿足對建筑基礎的約束。

當前高層建筑在城市建設中發展迅速，但是高層建筑的整體設計要求要遠遠高于低層及多層建筑，在高層建筑設計的過程中要綜合考慮全面，認真遵守設計規范要求，才能建造出優質的高層建筑。

參考文獻：

[1]周浩.高層建筑結構設計特點及心得[J].建筑節能：190-191

[2]吳曉琳.淺析高層建筑結構設計與特點[J].中國高新技術企業，2009（11）：127-128

作者:景琦 單位:山西華鼎建筑設計有限公司