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摘 要：随着建筑行业的不断发展，高层建筑越来越多，而同时由于建筑层次和复杂程度的增加，在结构设计中提出的要求也越来越高。因而，有必要研究现行高层建筑结构设计中值得注意的问题，通过理论知识的提升，有效的把握住工程结构设计的要点，努力做到让结构更安全、更合理。以此为出发点，本文在分析了高层建筑结构设计中主要存在问题的基础上，提出了高层建筑结构设计的基本原则及控制措施。研究结果对于提高高层建筑结构设计水平具有重要的理论意义。
关键词：建筑工程；结构设计；存在问题；控制措施；
中图分类号：TU972 文献标识码：
0.引言
为适应城市建设和居民住宅發展的要求，我国在十多个大中城市兴建的八层以上建筑物达二百余万平方米。而与此同时，我国高层建筑结构设计施工水平也在不断提高，科研成果不断积累。然而对于高层建筑的一些特殊要求和构造问题，近年来研究相对较少。而结构设计中因考虑得不够细致，使得高层建筑在施工过程中极易出现底层框架的剪力墙结构挑梁裂缝、楼层平面刚度达不到要求标准等问题。而这些问题的出现常常影响了高层建筑的质量，对人民群众的人身财产安全造成了巨大的威胁。以此为出发点，本文在分析了高层建筑结构设计中主要存在问题的基础上，提出了高层建筑结构设计的基本原则及控制措施。研究结果对于提高高层建筑结构设计水平具有重要的理论意义。
1.高层建筑结构设计存在问题分析
（1）底层框架的剪力墙结构挑梁裂缝。在建筑结构设计中有一类底部结构是钢筋混凝土框架的剪力墙结构，而上部是多层砌体。这一类建筑多用于沿街住宅、旅馆、办公楼，它的下层是商店与餐厅等开放式房屋，上面多是多层砌体的小开间住宅。对于这种建筑，有一部分的设计人员为了达到增加使用面积的目的，把二层之上的一些外层挑墙安排在悬挑梁上面。从而使得结构中的底层承载挑梁因为荷载过大出现裂缝。临街的砌体结构里，出现这类问题的建筑极为常见。
（2）楼层平面刚度达不到要求标准。有的结构设计缺少必要的措施便简单的使用楼板变形设计的计算程序。尽管理论上的数学模型可以做到准确无误，但是对于楼板的变形程度却仍然难以准确把握。基于此种设计而实施的结构设计，其结构构件安全与结构整体安全很难得到保障。
（3）对纵向框架的重视程度不够。现代建筑的抗震结构设计，要求按照两个主轴角度进行不同的计算。各角度方向的抗震能力由该方向抗侧力进行承担。作为框架结构的设计的重要内容，横向框架与纵向框架的作用同样重要。而一些设计人员，对于抗震设计在纵向框架方向上的梁柱节点、纵筋、箍筋等达不到构造要求。在梁支座负筋、箍筋、跨中纵筋等位置上配筋都不充足。
（4）边续梁没能与单梁分开设计，二者混淆为一。这类情况发生在阳台边梁设计中比较多。原因可能是因为边梁荷重小，设计人员对此重视程度不够，使得支座上的梁负筋量不够。这就使得受拉区出现裂缝。若边梁较长，问题会更为明显，且阳台边梁是处于室外的，易受恶劣天气的影响，裂缝加大贯通扩张，承载力下降，对于使用安全是极大的隐患。
2.高层建筑在结构设计原则
（1）将最合理的结构设计计算简图应用到特定的高层建筑中。结构简图应当用适合于建筑的构造办法来使建筑达到最安全。按照建筑所在位置的地质条件选择基础设计方案，方案应当使地基能力得到最大限度的发挥，必要时要对地基变形进行检验。一般来讲，同样的结构单元，基础设计方案类型都是一致的。
（2）根据所处地质条件、经济条件、用户需要的不同，选择最合理的结构方案。方案要综合考量到地理条件、施工设计水平、材料能力，并与水、暖、电等诸多方面做好沟通协调工作。
（3）高层建筑的结构应当有独立的保护措施。而相关研究显示，保护措施主要包括“三强三弱”，所谓三强是指：强剪切力、强压力、强柱体。而三弱则是指：弱弯变、弱拉力、弱梁体。当然，这里的弱是相对的，在质量上则是容不得有半点马虎的。
3.高层建筑结构设计控制措施分析
（1）主梁在有次梁的地方加上附加筋
面对这种状况，一般要先加箍筋。附加筋应当有但不一定是绝对要加的，相关技术规范里说明：梁截面、梁下部集中荷载处，应由横向钢筋进行荷载力承担。比如水箱之下的垫梁，可以不用设计附加筋。这要根据梁截面相应高度来做具体安排。而不可统一规定。若主梁与次梁的截面差距不大，次梁的荷载负担较重时，应当加附加筋。而当主梁的高度达到一定程度，次梁的截面不大，荷载负担小时，主梁就可以不用设置附加筋。另外一种情况是，若主梁与次梁的截面都很大，而荷载压力相对较小，设置附加筋也就没什么必要了。
（2）根据实际需要选择平面和立面的形式
①在高层建筑中的结构设计安排上，要尽量把建筑的刚度中心、几何中心、结构中心安排到一点上。如果没有达到这个要求，在设计施工与使用过程中就会出现相当大的麻烦，最主要的就是扭转问题。所谓的扭转问题是指在建筑结构中，因为水平荷载力的原因，发生的振动扭转效应。扭转问题再加上水平风载的作用，会对建筑结构发生较大的危害。
②在选择立面和平面形式时高层建筑平面应当避免过分复杂的形式，尽量采用对称、简单、规则的形式。大量数据结果都显示，建筑结构中的不对称、内凹、外凸，使得建筑的稳定性、抗震性产生损害，荷载力也会降低。在不对称的建筑结构里，凹凸拐角处，会因为受应力太过于集中而发生损坏，这是应当要尽量避免的。国外的某幢建筑的平面布置图，建筑共15层，它的设计立面、平面布置极不连续，不均匀，在地震发生时，发生的偏心扭转极为严重，最终因柱子开裂、钢筋扭曲而使得楼梯间、电梯井结构扭转区域等发生严重的损毁。
而处于同样地震中的另一栋建筑，因抗震设计合理仅出现了极小的墙体裂缝，其原因就是因为合理的平面立面设计、结构布置对称使得房屋本身的扭转作用小，抗震能力得到了大幅的提高。
③完全对称的建筑结构里边，同样需要注意凸起部分的比例，比例尽量不要太大，如果比例过大，要采取完善的补救手段。在竖向布置方面，尽量做到刚度的连续与均匀，而不要出现结构上的软弱层同刚度突变。软弱层同刚度突变是因为剪力墙被切断所致。如果因为设计需要，一定要切断某处的剪力墙，那么相邻的剪力墙一定要加强。总而言之，过于推崇建筑形式的新颖设计，是要以建筑的使用安全性为代价的。因而绝对不能以牺牲建筑的使用安全性胡乱提高建筑设计形式。
（3）高层建筑中的结构设计对于水平位移方面的要求
相关研究显示，建筑的水平位移是无法避免的。但是在实际设计中水平位移数值在满足高层的安全要求时并不能代表建筑的结构设计是合理的。而在实际结构设计中要把周期与地震力因素考虑进去。一般来讲，剪力墙的结构位移线应当是弯曲型而不能为剪切型。框架结构的建筑则相反，其位移曲线应为剪切型。若二者结构相结合，则其位移曲线也应互相结合。
4.结束语
上述问题是建筑结构设计者在工程设计时易于忽略之处，尤其设计者很容易单纯地追求建筑的空间格局与奇特的个性，而对平面、立面结构问题重视不够，造成建筑的稳定性下降。对于结构设计者来讲，要把提升设计质量当成终身奋斗的目标，才可以确保结构设计工作的高质量完成。
参考文献
[1] 李勇.高层建筑结构设计探讨[J].科技与生活，2012，22
[2] 徐建平.关于层间隔震建筑结构设计应用[J].中国科技博览，2011，3（4）.
[3] 刘军.浅析高层建筑结构设计的问题及方法[J].城市建设理论研究，2012（1）.
关键词：建筑工程；结构设计；存在问题；控制措施；
中图分类号：TU972 文献标识码：
0.引言
为适应城市建设和居民住宅發展的要求，我国在十多个大中城市兴建的八层以上建筑物达二百余万平方米。而与此同时，我国高层建筑结构设计施工水平也在不断提高，科研成果不断积累。然而对于高层建筑的一些特殊要求和构造问题，近年来研究相对较少。而结构设计中因考虑得不够细致，使得高层建筑在施工过程中极易出现底层框架的剪力墙结构挑梁裂缝、楼层平面刚度达不到要求标准等问题。而这些问题的出现常常影响了高层建筑的质量，对人民群众的人身财产安全造成了巨大的威胁。以此为出发点，本文在分析了高层建筑结构设计中主要存在问题的基础上，提出了高层建筑结构设计的基本原则及控制措施。研究结果对于提高高层建筑结构设计水平具有重要的理论意义。
1.高层建筑结构设计存在问题分析
（1）底层框架的剪力墙结构挑梁裂缝。在建筑结构设计中有一类底部结构是钢筋混凝土框架的剪力墙结构，而上部是多层砌体。这一类建筑多用于沿街住宅、旅馆、办公楼，它的下层是商店与餐厅等开放式房屋，上面多是多层砌体的小开间住宅。对于这种建筑，有一部分的设计人员为了达到增加使用面积的目的，把二层之上的一些外层挑墙安排在悬挑梁上面。从而使得结构中的底层承载挑梁因为荷载过大出现裂缝。临街的砌体结构里，出现这类问题的建筑极为常见。
（2）楼层平面刚度达不到要求标准。有的结构设计缺少必要的措施便简单的使用楼板变形设计的计算程序。尽管理论上的数学模型可以做到准确无误，但是对于楼板的变形程度却仍然难以准确把握。基于此种设计而实施的结构设计，其结构构件安全与结构整体安全很难得到保障。
（3）对纵向框架的重视程度不够。现代建筑的抗震结构设计，要求按照两个主轴角度进行不同的计算。各角度方向的抗震能力由该方向抗侧力进行承担。作为框架结构的设计的重要内容，横向框架与纵向框架的作用同样重要。而一些设计人员，对于抗震设计在纵向框架方向上的梁柱节点、纵筋、箍筋等达不到构造要求。在梁支座负筋、箍筋、跨中纵筋等位置上配筋都不充足。
（4）边续梁没能与单梁分开设计，二者混淆为一。这类情况发生在阳台边梁设计中比较多。原因可能是因为边梁荷重小，设计人员对此重视程度不够，使得支座上的梁负筋量不够。这就使得受拉区出现裂缝。若边梁较长，问题会更为明显，且阳台边梁是处于室外的，易受恶劣天气的影响，裂缝加大贯通扩张，承载力下降，对于使用安全是极大的隐患。
2.高层建筑在结构设计原则
（1）将最合理的结构设计计算简图应用到特定的高层建筑中。结构简图应当用适合于建筑的构造办法来使建筑达到最安全。按照建筑所在位置的地质条件选择基础设计方案，方案应当使地基能力得到最大限度的发挥，必要时要对地基变形进行检验。一般来讲，同样的结构单元，基础设计方案类型都是一致的。
（2）根据所处地质条件、经济条件、用户需要的不同，选择最合理的结构方案。方案要综合考量到地理条件、施工设计水平、材料能力，并与水、暖、电等诸多方面做好沟通协调工作。
（3）高层建筑的结构应当有独立的保护措施。而相关研究显示，保护措施主要包括“三强三弱”，所谓三强是指：强剪切力、强压力、强柱体。而三弱则是指：弱弯变、弱拉力、弱梁体。当然，这里的弱是相对的，在质量上则是容不得有半点马虎的。
3.高层建筑结构设计控制措施分析
（1）主梁在有次梁的地方加上附加筋
面对这种状况，一般要先加箍筋。附加筋应当有但不一定是绝对要加的，相关技术规范里说明：梁截面、梁下部集中荷载处，应由横向钢筋进行荷载力承担。比如水箱之下的垫梁，可以不用设计附加筋。这要根据梁截面相应高度来做具体安排。而不可统一规定。若主梁与次梁的截面差距不大，次梁的荷载负担较重时，应当加附加筋。而当主梁的高度达到一定程度，次梁的截面不大，荷载负担小时，主梁就可以不用设置附加筋。另外一种情况是，若主梁与次梁的截面都很大，而荷载压力相对较小，设置附加筋也就没什么必要了。
（2）根据实际需要选择平面和立面的形式
①在高层建筑中的结构设计安排上，要尽量把建筑的刚度中心、几何中心、结构中心安排到一点上。如果没有达到这个要求，在设计施工与使用过程中就会出现相当大的麻烦，最主要的就是扭转问题。所谓的扭转问题是指在建筑结构中，因为水平荷载力的原因，发生的振动扭转效应。扭转问题再加上水平风载的作用，会对建筑结构发生较大的危害。
②在选择立面和平面形式时高层建筑平面应当避免过分复杂的形式，尽量采用对称、简单、规则的形式。大量数据结果都显示，建筑结构中的不对称、内凹、外凸，使得建筑的稳定性、抗震性产生损害，荷载力也会降低。在不对称的建筑结构里，凹凸拐角处，会因为受应力太过于集中而发生损坏，这是应当要尽量避免的。国外的某幢建筑的平面布置图，建筑共15层，它的设计立面、平面布置极不连续，不均匀，在地震发生时，发生的偏心扭转极为严重，最终因柱子开裂、钢筋扭曲而使得楼梯间、电梯井结构扭转区域等发生严重的损毁。
而处于同样地震中的另一栋建筑，因抗震设计合理仅出现了极小的墙体裂缝，其原因就是因为合理的平面立面设计、结构布置对称使得房屋本身的扭转作用小，抗震能力得到了大幅的提高。
③完全对称的建筑结构里边，同样需要注意凸起部分的比例，比例尽量不要太大，如果比例过大，要采取完善的补救手段。在竖向布置方面，尽量做到刚度的连续与均匀，而不要出现结构上的软弱层同刚度突变。软弱层同刚度突变是因为剪力墙被切断所致。如果因为设计需要，一定要切断某处的剪力墙，那么相邻的剪力墙一定要加强。总而言之，过于推崇建筑形式的新颖设计，是要以建筑的使用安全性为代价的。因而绝对不能以牺牲建筑的使用安全性胡乱提高建筑设计形式。
（3）高层建筑中的结构设计对于水平位移方面的要求
相关研究显示，建筑的水平位移是无法避免的。但是在实际设计中水平位移数值在满足高层的安全要求时并不能代表建筑的结构设计是合理的。而在实际结构设计中要把周期与地震力因素考虑进去。一般来讲，剪力墙的结构位移线应当是弯曲型而不能为剪切型。框架结构的建筑则相反，其位移曲线应为剪切型。若二者结构相结合，则其位移曲线也应互相结合。
4.结束语
上述问题是建筑结构设计者在工程设计时易于忽略之处，尤其设计者很容易单纯地追求建筑的空间格局与奇特的个性，而对平面、立面结构问题重视不够，造成建筑的稳定性下降。对于结构设计者来讲，要把提升设计质量当成终身奋斗的目标，才可以确保结构设计工作的高质量完成。
参考文献
[1] 李勇.高层建筑结构设计探讨[J].科技与生活，2012，22
[2] 徐建平.关于层间隔震建筑结构设计应用[J].中国科技博览，2011，3（4）.
[3] 刘军.浅析高层建筑结构设计的问题及方法[J].城市建设理论研究，2012（1）.