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有关高层建筑结构设计若干问题探讨 　　摘要：我国高层建筑的发展在近十余年里可谓突飞猛进，其建设速度和建造数量世界少有。高层结构的设计对于建筑的质量来说十分重要，其中，高层建筑的结构选型、基础设计以及抗震设计更是其中的几个重点。此外，本文亦对带转换的高层结构设计进行了探讨。 　　关键词：高层结构设计；地基设计；转换层设计 　　中图分类号： TU391 文献标识码： A 　　前言 　　随着经济的快速发展以及社会的不断进步，建筑正逐步朝着高层化的方向迈进。数量不断增多、结构高度不断创新高、建筑体量不断增大是我国目前高层建筑发展的几个趋势。因此，如何做好高层建筑的设计工作，对促进社会经济进步与发展及保证生命财产安全有着重要意义。 　　一、高层建筑结构的选型高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构。竖向荷载主要使结构产生轴向力，该部分效应与建筑物高度大体为线性关系，此外，竖向荷载亦会在结构有水平侧移时产生二阶效应，进而产生附加轴力和附加弯矩；而水平荷载则主要使结构产生弯矩。从受力特性看，竖向荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加；而水平荷载可来自任何方向。当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，一般情况下，高层结构中水平荷载对结构产生的影响要远远大于竖向荷载的影响。对结构关键受力构件，水平荷载是结构设计的主要控制因素。因此，结构除应具有抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉、压应力的强度外，还应具备足够的刚度，以将结构随着高度增加所引起的侧向变形在允许范围内。 　　基于高层建筑上述的受力特点，设计中在满足建筑功能和抗震性能要求的前提下，应选择切实可行的结构类型，使之具有良好的结构性能和经济效应，并方便施工。高层建筑上常用的结构类型主要有钢结构、钢筋混凝土结构以及混合结构。钢结构具有整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等优点，并且钢结构构件截面相对较小，可以尽量保证结构净高。与钢结构相比，现浇钢筋混凝土结构具有结构刚度大，空间整体性好，造价低等优点，可以组成多种结构体系，以适应各类建筑的要求，在高层建筑中得到广泛应用。其突出缺点是结构自重大，抵抗塑性变形能力差。而混合结构，则是钢结构和钢筋混凝土结构优点的一个综合，在高层特别是超高层结构中应用广泛，能更好地适应现代高层建筑的各种需求。因此，高层建筑采用何种结构形式，应根据结构所在地区、建筑功能要求以及造价和工期要求等合理选取。 　　二、地基和基础的设计中所注意的问题 　　1、基础与上部结构变形协调，减少不均匀沉降。 基础介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布，对调整不均匀沉降、减少整体和局部挠曲至关重要。在高层结构基础设计中，筏板基础以及桩筏基础是最常用的基础形式，它们能很好地与上部结构连接为一个整体，并与上部结构变形协调，尽可能减小结构的不均匀沉降，并避免由于沉降对上部结构产生的不利影响。 　　2、内力分析中，应尽可能考虑基础与上部结构和地基土的共同作用基础与上部结构和地基土三者之间的共同作用是客观存在的，而在实际工程设计中由于地基的复杂性和计算软件的限制往往无法充分考虑。因此，在设计中，除应尽量选取符合实际的基础模型，选择合理的计算参数外，在构造和配筋上亦应把握基础的薄弱部位并进行加强以保证结构的整体安全。 　　三、高层建筑转换层设计 　　1、转换层设计的原则 带转换层复杂高层建筑结构由于竖向布置及刚度变化，在地震作用下受力复杂。在设计带转换层的结构时应注意以下几点：（1）布置竖向构件时，应尽可能多的使上部竖向构件向下延续，特别是核心筒的剪力墙应上下贯通，落地剪力墙的布置宜均匀对称。（2）布置竖向构件时，应尽量保证水平转换构件传力直接，尽量避免二次或多次转换。如上下柱网确实无法对齐时，尽量采用箱形转换，慎重采用传力复杂，抗震不利的平厚板转换。（3）应尽量强化转换层及转换层下部结构的侧向刚度，将转换层与相邻上层的侧向刚度比值以及转换层下部结构与转换层上部结构的比值控制在合理范围内。具体要求可参照高规JGJ3-2010相关内容。（4）应尽量强化和提高转换构件抗震承载能力和延性，避免罕遇地震作用下关键转换构件破坏，同时应注意保证转换层上部1-2层不落地剪力墙的承载能力和延性。（5）对转换梁及转换柱等关键转换构件，应采用多种有限元分析软件对其进行分析，找出薄弱部分并进行加强，以保证其抗震性能。 　　2、设计要点 　　（1）尽量实现低位转换 　　由于带转换层的高层结构设计较为复杂，结构在竖向刚度突变，而且转换层附近的楼层刚度、变形、内力等都有着较大突变，因此转换层处结构较为薄弱，不利于建筑物的抗震。在进行带转换层的高层结构进行抗震设计时，应