摘 要：随着城市建设的快速发展，城市中出现了高层建筑。目前，城市建设中高层建筑的比例不断增加，建筑结构设计的变化也在增加。许多新兴的结构设计解决方案都呈现在城市建设中 建筑物的类型和功能变得越来越复杂，高层建筑的结构系统也越来越多样化。高层建筑的设计已成为高层建筑结构设计的难点和关键。
关键词：结构体系;结构设计;高层建筑
1 高层建筑结构体系的特点
（1）框架结构体系。框架结构系统通常用于钢结构和钢筋混凝土结构。梁和柱通过节点形成承载结构。框架形成灵活布置的建筑空间，具有大的室内空间并且便于使用。由于框架梁和柱的横截面小，抗震性能差，刚度低，建筑高度有限。剪切变形，即层间横向位移随着层数的增加而减小，框架结构主要用于抗震。高层建筑中的强化低层建筑。在考虑抗震设防要求的建筑物中，高度一般控制在70米以下。
（2）剪力墙结构体系。使用建筑物墙壁作为承受垂直载荷和抵抗水平载荷的结构称为剪力墙结构系统。这种剪力墙结构适用于建造较高的高层建筑。剪力墙结构系统采用钢筋混凝土结构，墙体承受所有水平和垂直载荷。根据不同的施工方法，可分为：全部现浇剪力墙;所有剪力墙都装有预制墙板;内壁浇铸到位，外壁是预制剪力墙。
（3）框架—剪力墙结构（框架—桶结构）系统。剪力墙的一部分设置在框架结构中，以将框架和剪力墙结合在一起;长度互补;并共同抵抗水平荷载，构成框架—剪力墙结构体系。如果剪力墙布置成圆柱体，则它也可以称为框架—圆柱体结构系统。框架—剪力墙结构不仅具有框架结构柔韧，延性好的特点，而且具有剪力墙结构刚度大，承载力大的特点。它是一种更好的防侧力系统，广泛用于高层建筑。适用的高度与剪力墙结构大致相同。
（4）气缸的结构。单个圆筒可分为实心圆筒，框架管和圆筒。平面剪力墙构成一个薄壁的空间圆柱体，是一个坚固的网状物;框架通过减小四肢之间的距离，即框架圆柱形成一个气密的柱框架;如果圆柱体的壁由空间桁架组成，则形成圆柱体。
（5）巨型结构。巨型结构通常由两层结构组成。第一层结构超越了地板分区，形成了几个楼层的巨型横梁，巨柱（超级框架）或巨型桁架构件（超级桁架）。凭借这种巨型结构，它可以承受水平和垂直载荷。第二级结构仅承受垂直载荷并将载荷产生的内力传递给第一级结构。常见的巨型结构是巨型框架结构和巨型桁架结构。
2 高层建筑结构设计的原则
（1）选用适当的计算简图：结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
（2）选择合适的基础方案：基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。
（3）合理选择构方案：一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总而言之，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行綜合分析，并与建筑、电、水、暖等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。
（4）正确分析计算结果：在结构设计中普遍采用计算机技术，但是由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时，由于结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。
（5）采取相应的构造措施：结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的执行段锚固长度;考虑温度应力的影响力。
3 高层建筑结构设计的特点
（1）轴向变形不容忽视：高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
（2）结构延性是重要设计指标：相对于底层建筑而言，高层建筑的结构更柔和一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
（3）水平荷载成为决定因素：一方面，因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比;另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度变化。
4 高层建筑结构的相关问题分析
（1）超高结构问题：在抗震规范和高规格中，对结构的总高度有严格的限制，特别是在以前的超高问题的新规范中，除了原始极限高度设置为A级高度。人们认为B级的高度增加了，治疗措施和设计方法也发生了很大变化。在实际工程设计中，由于结构类型的变化导致问题被忽略，导致施工图审查失败，需要重新设计或需要开展示范和其他工作的专家会议，整体建设周期，成本等。规划的影响相当大。
（2）短肢剪力墙的设置：在新规范中，墙与截面高度比为5-8的墙被定义为短肢剪力墙，短肢剪力基于实验数据和实践经验。墙在高层建筑中的应用已经施加了相当大的限制。因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽量少使用或不使用短肢剪力墙，以避免以后设计工作中出现不必要的麻烦。
（3）安装固定端的问题：因为高层建筑一般有两个或两个以上的地下室和人防，嵌入式的一端可能放在地下室的屋顶上，也可能放在民用的位置因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽略了嵌入式端部安装需要注意的一系列方面，如：嵌入式端板的设计，限制嵌入端上下层的刚度比，嵌入端上下层的地震水平。一致性，整体计算中嵌入式结构的设置，结构抗震接头的协调以及嵌入式端部位置的协调，忽略其中任何一个都可能导致大量修改或埋藏安全后期设计工作中的危险。
5 结束语
结构的规则性问题：新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
参考文献：
[1] 孔雅莎.建筑结构设计杂谈[J].建筑结构，2006（3）.
[2] 熊煜.建筑结构设计中若干问题分析[J].山西建筑，2009（25）.