摘要：在建筑工程中，高层建筑工程的结构在垂直方向的载荷远超于多层建筑。而垂直载荷指的是高层建筑受到自重的影响在垂直方向产生的载荷量。同时，由于高层建筑工程的结构主体较为庞大，风力的接受面积较大，高层建筑还会受到水平载荷力的影响。相关的设计师必须在设计阶段做好高层建筑的结构设计，最大化地提升高层建筑物的稳定性和居住性能。基于此，本文章对高层建筑结构设计研究，以供相关从业人员参考。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；策略
引言
随着经济的不断快速发展，我国城市化进程的推进速度也在不断加快，对建筑物提出的建设要求越来越高。建筑行业虽然整体发展形势相对比较良好，但是由于当前我国土地资源已经处于非常紧张的状态。高层建筑的兴起逐渐成为城市发展中非常重要的一部分，现代高层建筑在设计以及建造过程中，由于层数比较多，同时高度也比普通建筑物要高，所以必须要保证建筑物的结构具有非常良好的稳定性和安全性。这样不仅能够为高层建筑的质量提供保证，而且还能够减少对土地资源的大量消耗。
1高层建筑结构设计的原则
高层建筑结构在设计的时候需要遵循一些原则，这样可以保证建筑安全、稳固。首先在进行建筑结构设计时，需要考虑建筑中单位面积承受的载荷范围，并以此为依据将建筑结构的断面尺寸确定下来；其次，对于建筑结构中类似门窗与墙体之间的连接部位，需要确定其连接部位的安全系数；在结构设计中，还需要注意结构的外观，建筑结构需要在安全、稳固的基础上保证结构外观能够达到现代人的审美要求；最后，需要考虑结构体型组合及立面等方面，对于结构中的转头、收头、交接部位的接头进行设计的时候，需考虑建筑结构的整体性，这样才能使结构中的各个部位能够协调、统一。设计人员在建筑结构设计过程中需要有成本意识，要从工程的角度思考材料采购、维修、管理等环节的工作内容，在这个基础上对建筑结构进行设计，才能保证设计方案与实际相符，具有可操作性。
2高层建筑结构设计重点
2.1平面布局设计
在高层建筑设计中，概念设计是重中之重。结构平面布置应力求简单、规则，避免刚度、质量和承载力分布不均匀，是抗震概念设计的基本要求。设计环节中，因平面荷载分布不均匀或平面布置不合理，做不到三心合一的要求，在荷载作用下便会导致一定的扭转现象出现。平面不规则的建筑物在地震时容易产生不规则振动，产生较大的震害，所以要控制建筑平面布置的规则性，比如平面长宽比、局部外伸突出尺寸等不宜超过规范限制。因此设计人员要采用较为规则的建筑形体，并保证其质量分配的均匀性。在一般状况下，不建议采用T或L形来作为建筑形体。角部重叠和细腰形的平面图形，在中央部位形成狭窄部分，在地震中容易产生震害，尤其在凹角部位，因为应力集中容易使楼板开裂、破坏，不宜采用。
2.2重力荷载
相较于普通建筑，高层建筑极具特殊性，除了总高很突出，还要迎接重力荷载方面的挑战。尤其是伴随建筑总高的持续增大，重力荷载及地面受力也会越来越大。在力的综合作用下，轴压力及竖向压力也愈发大，以致增大设计的难度。一方面，风效应会随楼层的增高而增大，基于风的作用，合力点势必增高，令自然风效应产生更大的作用效应。另一方面，在结构设计环节，应考虑结构自重，以确保建筑物足够的稳定性。但重心位置与结构自重紧密相连，楼层愈高，相应的重心愈高、结构自重愈大，其成为风力作用下的显著薄弱环节，所以在设计中应认真考虑重力荷载。
2.3抗风性设计
高层建筑抗风安全性设计，最有效的手段是采用有利于减小风荷载的建筑立面，风荷载计算关键在于准确确定风荷载大小，同时需要坚实稳定的地基来承载上部荷载，对软弱地层要采取换填、地基处理或桩基础等方案，保证基础的安全性和稳定性，尽量避免因水平作用力而对建筑结构产生不利影响。
此外设计人员要将能耗原理结合起来，以此来布置建筑支撑、梁柱以及剪力墙等结构[2]。最后，设计人员要设法将结构刚度以及承载力提升，对风荷载以及其他承载力进行周密的计算，保障应对复杂多变的风荷载状况，提升设计结构的准确性，保障建筑的抗风性能，在基本风压较大地区，更应慎重对待。
3高层建筑结构设计中的突出问题
3.1超高问题
对高层建筑结构进行设计过程中，必须重视超高问题。充分地考虑楼层的实际高度给整个建筑物的施工质量造成的影响，再对建筑结构展开有效地设计。对于高层建筑工程而言，超高问题在设计中是极为常见的。因此，相关工程设计人员有必要根据建筑物的实际建设要求，全方位地考虑后期使用过程中可能出现的安全问题，确保工程后续使用的安全性。
3.2建筑结构设计人才管理混乱
随着社会经济不断快速地发展，建筑行业的发展势头比较良好，同行业之间存在的相互竞争也比较激烈。但是与此同时，设计单位的设计人才管理水平不一，使得设计单位的设计水平具有非常明显的差异性，进一步的表现为设计师的个人职业素养和专业技术水平等，都存在着非常明显的层次上的不同，甚至部分设计人员根本就不是结构专业毕业的人员。
4高层建筑结构设计问题的应对策略
4.1选择科学的设计方案
科学地选择设计方案是我国高层建筑结构设计的重要前提。为了确保高层建筑结构设计符合相关的应用要求，相关设计师需根据实际情况，选择最佳的结构设计方案，综合分析各个影响因素。第一，确保高层建筑结构设计方案与国家相关建筑设计文件制度、标准规范，尽可能规避对高层建筑予以超高建设；第二，设计师在设计高层建筑结构过程中，还要认真勘察施工现场附近的环境，并综合分析现场的实际条件，特别对工程涉及的地下水位、地质条件、基础土层、周边建筑、风雪荷载等因素予以充分地考虑，结合现场情况，选择最合适的建筑结构设计方案，为工程后期投入施工环节打下良好的基础。
4.2现代高层建筑结构设计荷载取值合理性选择
现代高层最直接表现出来的特点就是层数多，单元重复性强，故一点点的荷载效应就会产生重复积累性的变化，从而导致结构整体的浪费，笔者曾经参与这样一个项目：一个接近百米的高层办公楼，因业主需要，设计单位需要在施工图阶段考虑夹层荷载，设计完成后业主因和之前的项目作出成本比较后，认为该高层办公楼建设成本过大，需要进行优化。
结束语
总之，建筑结构设计工作与建筑工程的安全性和稳定性有着非常紧密的联系，所以结构设计人员要坚持设计原则，不断优化结构设计方案，并且还需要参阅国家的安全规范文件，保证设计方案合乎规范要求。在针对高层建筑，在进行结构设计时，应特别注意要点内容的设置，以提升建筑物的整体综合性能，满足其使用功能、环境建设要求。唯有满足以上设计要求，方能在科学设计的指导下，建造出高质量的建筑。与此同时，还应注意设计与施工的安全性，以支撑结构设计，严格控制建筑工程质量，满足工程预期要求，保护人们的人身财产安全。
参考文献
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[2]凌潇.试论高层建筑结构设计相关问题及对策[C].《建筑科技与管理》组委会.2019年12月建筑科技与管理学术交流会论文集.《建筑科技与管理》组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2019:109-110.
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[4]何招平,徐国伟.高层建筑结构设计的问题及对策[J].居舍,2019(30):96+100.
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