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摘要：近年来，经济快速发展，城市化建设不断加快，高层建筑对塑造城市的美丽形象具有突出贡献，人们经常把它与现代化的大都市紧密联系在一起。如今，随着经济社会的飞速发展，我国的建筑行业迎来了快速发展阶段，高层建筑在现代建筑中越来越多。与此同时，现在的高层建筑正朝着建筑功能、用途的多样性，造型的新颖性、体型的复杂性和空间的多变性方向发展，这样也给结构设计带来了不小的挑战，虽然我国的高层建筑在结构设计方面已经积累了很多工程经验，但是在高层建筑结构设计方面仍然存在一些问题值得研究和探讨，因此本文就在高层建筑结构设计中需要注意的关键性问题如荷载及作用的分析、高层结构设计中遇到的问题和注意事项、高层建筑基础设计等问题进行简要阐述，希望通过本文能给结构设计人员提供参考。
关键词：工用与民用建筑；高层框架；结构设计
1引言
社会时代的快速发展使人们对建筑工程的质量提出了更加严格的要求，无论是建筑的实用性、美观性和安全性都需要达到一定的标准。当前许多建筑工程的规模逐渐扩大，这也暴露出了许多质量问题，很多设计师仅仅考虑消费者的要求，并没有按照相关规定进行建筑结构设计，这将建筑设计中扭曲的一面暴露出来。面对工用与民用高层建筑结构设计时，设计师需要将美好的蓝图与实际情况充分结合起来，面对复杂的结构设计更需要进行严密的分析，尽可能减少高层建筑结构设计中的质量问题。1高层建筑结构的特征高层建筑有着不同于多层或单层建筑的结构特点和功能特点，这对高层建筑的结构设计有着直接影响。高层建筑结构复杂、层数多，建造材料种类繁多，且使用时多为人员集中场所，加上内部系统复杂，使得高层建筑的结构安全成为重点。我国高层建筑目前多为钢筋混凝土结构，就结构体系而言一般分为四种，框架结构体系高层建筑，采用柱、梁和基础结构构成基本框架，在此基础上完成建设，该结构空间设计灵活，但抗侧能力较差；剪力墙结构体系高层建筑，该结构由于采用混凝土剪力墙，增加了建筑抗剪强度和刚度，但建造相对复杂；框架剪力墙高层建筑，该结构是当前高层建筑最常用的结构形式，其包含了上述两种结构体系的优点，避免了单一结构的缺点。就是用功能而言，对于不同的高层建筑，使用功能也会有很大不同，有住宅高层、商用高层以及商住一体高层，建筑设计标准各不相同，如何选择高层建筑结构体系，优化结构设计，保障建设施工，成为高层建筑建设的重中之重。
2工用与民用建筑高层框架结构设计的探讨
2.1高层建筑的超高引起的建筑高宽比设计探讨
随着我国建筑物高度的不断增加，高度超限问题是目前高层建筑结构设计中普遍存在的问题，通常高层建筑由于建筑场地及建筑功能的限制，建筑平面尺寸一般不大，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.3.2条对建筑的高宽比限值进行了规定，这就使得建筑的高度和宽度的比成为高层结构设计中必须考虑的重要指标和控制性因素。主要控制指标建筑位移与建筑宽度的三次方成反比，与建筑高度的四次方成正比，底部倾覆力矩是建筑高度的二次方，所以增加建筑宽度，减少建筑高度，控制高宽比对高层建筑结构设计的经济性的提高是非常有利的。当建筑高宽比无法改变的情况下，当高宽比不大于2时，此时结构为剪切变形，此时建议增加剪力墙抗侧构件的作用；当高宽比为2-5时，此时结构为弯剪变形，此时建议平衡框架和剪力墙之间的比例，适当加大外围框架的作用；当高宽比大于5时，结构为弯曲变形，此时需要增加外围框架的刚度，通过外围框架剪切变形来协调剪力墙弯曲变形顶部位移大所带来的影响。
2.2多层钢筋混凝土框架结构设计
在许多工用和民用建筑中都会采用多层钢筋混凝土框架结构，这种结构主要是由梁和柱进行铰接或者是刚接组成的承重体系。
在建筑高层施工中主要将多层钢筋混凝土框架的设计图纸作为参考依据，只有充分按照设计图纸进行施工，才能够减少后期施工问题的出现。此外，工用与民用建筑设计中除了多层钢筋混凝土框架结构，常用的还有现浇式框架结构，这种结构的整体性更好，能够在很大程度上减少混凝土浇筑量，也具有较高的稳定性。
2.3做好整体结构稳定性设计
整体结构稳定性是复杂高层与超高层建筑结构设计的核心原则，在复杂高层与超高层的结构设计时一定要从整体的角度着眼，综合分析所有的影响因素，做好整体结构与局部结构、底层结构与高层结构、主体结构与分体结构之间的协调和连续。通过科学的分析与计算，合理布置剪力墙、梁柱结构、框架结构以及钢筋配置等。保证满足其功能多样性、造型复杂性等要求的同时，做好复杂高层与超高层建筑整体结构稳定性的设计。总体而言要做到以下几点：①复杂高层与超高层建筑的地下部分埋深一定要足够，保证在发生地震时建筑不会发生位移或者倾斜等问题；②根据地质条件以及建筑特征选择合适的桩基施工技术，提高其抗拔性能，避免因地质因素造成建筑物变形；③采用大底盘的方式可以有效提升复杂高层和超高层建筑的整体稳定性。
2.4对结构扭转进行合理设计
①结构抗侧力合理布置，在高层建筑结构设计的过程中，要依照均匀、分散、对称的原则进行设计，尤其是在进行结构扭转设计的过程中，更要注意严谨遵循这些原则。在设计过程中，为了更好地控制结构扭转的现象，要对结构的质量中心和刚度中心之间的距离进行必要的控制，如果两者之间的距离太大，则会出现高层建筑整体抗侧力分配不均匀的问题，一旦出现如地震、强风等影响，会造成高层建筑整体扭曲的现象。②平面刚度均匀性增强，在高层建筑结构设计过程中，要对平面的刚度均匀性进行有效的增强，使其更好地保证设计的合理和稳定。平面刚度的设计在整个结构设计中发挥着降低扭转破坏程度的作用，如结构平面刚度分布不均，在结构发生扭转时，抗侧刚度弱的一侧就会出现很大位移，导致结构发生扭转破坏，因此在设计过程中，要在合理的位置设置剪力墙。在剪力墙的设置过程中，要综合分析整体建筑高层的情况，进行对称、合理的布置，以最大限度地减小扭曲发生的程度，保证整个建筑平面刚度均匀性，发挥出最佳的设计效果。③抗扭刚度结构性增强，在高层建筑结构设计过程中，为最大地减少扭转发生的不利影响作用，结构的侧向刚度应均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度应自上而下逐渐增强，且应避免抗侧力构件的侧向刚度和承载力突变。一般情况下，增加刚度有2种途径，第一种，对抗侧力的刚度的提升，第二种，对剪力墙进行刚度的提升。其中，在进行剪力墙刚度提升的过程中，大多数设计会使用以下几种方法。第一，在设计过程中，对整个高层建筑的四周进行刚度的保障，并在四周设置L形剪力墙的设计，保证四周的稳定。第二，对剪力墙的厚度进行必要的提高，提升剪力墙的刚度。第三，增加剪力墙梁的高度，在增加的过程中，巧妙地使用楼层中窗下的位置，进行连梁的设计，能有效提升整个结构的抗扭刚度。
结语
建筑行业对我国经济发展有着较大的推动力，其中建筑设计在整个建筑工程中占据着十分重要的地位，只有做好建筑的结构设计，才能够保证建筑最终的可使用性，一旦工程进入施工阶段，设计就无法更改，因此，设计师需要根据实际的建筑情况和准确的数据进行建筑框架结构设计，以此减少人力、物力及资金的浪费。除此之外，为了提高工用与民用建筑高层框架结构设计的合理性、科学性，设计师需要不断提升自己的专业能力，强化自己的技能，为我国城市化发展作出贡献。
参考文献：
[1]张光洁.论民用建筑结构设计的问题及解决措施[J].中国标准化，2018（22）：63-64.
[2]赵丽萍.论民用建筑结构设计的问题及解决措施[J].住宅与房地产，2016（15）：21.
[3]朱立光.基于工业与民用建筑多层框架结构设计的探讨[J].绿色环保建材，2018（5）：89.