高层建筑结构设计重点精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇高层建筑结构设计重点范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

高层建筑结构于传统的多层或平房结构有着基本上的不同，其中具有代表性的特点是水平方向的荷载和垂直方向的荷载要远远大于传统建筑结构类型，所以设计中要重点考虑抗震性能和风荷载，要将高层建筑结构的外观舒适性和功能性在荷载上进行通盘考虑，使高层建筑的结构设计在突出基本特点的同时，形成更为稳定和美观的建筑艺术精品。

2、高层建筑结构的设计要点

2.1高层建筑的构造措施高层建筑结构设计中要重点对剪力、压力、柱体等相关结构和特性进行强化，同时要加强弯力矩的防护，提高拉力的大小，提升构造梁的性能，要注意对薄弱部位的加强，特别重点考虑的构造要点有：延性、温度应力、薄弱层厚度，钢筋锚固长度，抗震结构层次等主要环节，要达到高层建筑结构的设计合理化，就必须做好上述构造方面的设计。2.2高层建筑结构的计算简图计算简图是高层建筑结构设计和高层建筑结构计算时的中要基础，因此，需要选择适宜的高层建筑结构计算简图。在计算简图中要对高层建筑结构的刚节点和铰节点进行重点把握，同时要控制计算简图的误差，使其限定在高层建筑结构设计的允许范围中。在高层建筑结构计算简图的应以中要对构造的重点防护措施进行强化，这样有利于控制高层建筑结构的稳定。2.3高层建筑结构的方案结构方案的经济性、科学性和合理性是整个高层建筑结构设计的关键，要采用高层建筑结构的合理形式和经济形式，这样可以使高层建筑结构得主要性能和要求达到相应的设计。在方案中要注意竖向和水平向的规则，同时，要注意在同一结构单元内不能应用同样结构体系和方式，以避免高层建筑结构出现问题。2.4高层建筑的基础方案在高层建筑结构进行基础设计师要重点考虑高层建筑结构的荷载分布、高层建筑工程的地质条件、高层建筑的施工条件。设计高层建筑结构时要重点考虑到对地基潜力的挖掘，因此，在高层建筑结构设计阶段要对工程地质勘查报告的内容和技术参数进行重点了解，以便形成具有科学性和合理性的高层建筑结构基础方案。

3、高层建筑结构设计的基本要求

3.1高层建筑结构设计的规则性高层建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，应采用规则的设计方案，不应采用严重不规则的结构体系。高层建筑结构设计应该具备多道抗震防线；具有合理的承载力和刚度分布的结构水平和竖向布置，避免因扭转和突变效应造成局部薄弱部位。3.2高层建筑结构设计的平面规则布置高层建筑结构平面布置需要能抵抗竖向和水平荷载，对称均匀，明确受力，传力直接，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑的平面要简单规则，在风力作用下可以适当放宽要求。建筑的抗震设防要求建筑的平面形状宜对称、简单、规则，才能达到减震的目的。

4、高层建筑结构设计问题的防范和处理

4.1高层建筑结构设计中的扭转问题在进行结构设计时，我们需要建筑的三心尽可能汇于一点，即三心合一。高层建筑结构设计的扭转问题就是指建筑的三心在结构设计过程中未达到统一，结构在水平荷载的作用下发生扭转振动的效应。4.2高层建筑结构的受力性能对于高层建筑物最初的方案设计，建筑师考虑更多的是应该是它的受力性能，而不是详细地确定它的具体结构。沉降缝两侧单元层数不同时，由于高层的影响，低层的倾斜往往很大，因此沉降缝宽度可按高层单元的缝宽要求来确定。4.3高层建筑结构设计中的其它问题一是，剪力墙的墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱，或在墙内设置型钢等至少一种措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。二是，对各抗震等级框支梁纵向钢筋的最小配筋率提高了要求，同时增加了最小面积配箍率的要求。三是，严格要求各抗震等级剪力墙在各种情况下的厚度与层高。四是，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。

5、结语

篇(2)

【关键词】高层建筑；结构设计；存在问题；应对策略

近年来，为了提升人们的生活水平，并解决居住压力，越来越多的建筑倾向于高层设计，通过提升高度来解决供需矛盾，但高层建筑设计也需要承担更多风险，如结构高导致压力大、抗震性差等，都给高层建筑结构设计带来了巨大挑战。因此，针对高层建筑结构设计中存在的问题，则需要及时采取相应的对策，以提升建筑结构设计水平。

一、高层建筑结构设计中存在的问题

高层建筑结构设计是近年来随着建筑设计技术的发展及人们生活水平提升而逐步兴起的，就当前的设计情况来说，高层建筑结构设计过程中还存在诸多问题，由此导致高层建筑结构的设计质量及建设质量难以得到有效保证。对此，首先分析高层建筑结构设计中存在的问题，并针对这些问题进行有效解决具有重要意义。

1、建筑抗风结构设计的问题

跟低层建筑结构设计相比，抗风结构设计是高层建筑结构设计中比较重要的一个设计环节，应该对其引起足够重视[1]。众所周知，不同高度的建筑所承受的风力也不同，因为低层建筑周围有树木或者其他建筑的遮挡会相应的减少风力，在高层建筑的上层比较空旷，风就会显得尤其大，由于周围没有遮挡，所以建筑外层会承受大更强的风力，所以在高层建筑结构设计中需要考虑建筑的抗风能力。可以通过两个方面来提高高层建筑的抗风功能，一个就是运用必要的设计手段在建筑外层加设一层保护设备，第二个方法就是运用结构设计减弱高层建筑在大风时的晃动，提高建筑的稳定性。但是在实际的建设中，结构设计者将重点放在了对建筑表面玻璃、装饰物等的保护上，从而忽视了对高层建筑外层整体的防护，如果遇到强风天气，就有可能对建筑是整体外观产生损害，从而造成安全隐患问题的存在。

2、高层建筑消防结构设计的问题

我国高层建筑逐渐成为了建筑行业的主要形式，建筑的高度不断增加，数量也逐渐增加，这就对高层建筑结构设计中的消防结构设计提出了更高的要求，因为一旦发生火险在高层建筑中逃生将会更加困难，不能乘坐电梯只能走楼梯的逃生通道，由于人员的拥挤，就会造成伤亡事件的发生，结果就会造成难以估量的经济和生命财产方面的损失。由于现代建筑结构的复杂性的要求，所以会在建设中使用到比较多的可燃性建筑材料，再加上高层建筑的良好的通风性，如果发生火灾就会发生加速蔓延的现象，增加了救火的难度。而实际的结构设计中还比较缺乏对消防结构设计的重视，消防设施不健全，消防通道的设计也不合理，比如安全出口的警示牌悬挂的不够明显，没有安置灭火器的结构设计等等，另外建筑中的排烟系统也经常被忽视，这些都是造成安全问题的细节事项。

3、高层建筑的抗震结构设计问题

抗震结构是高层建筑结构设计中最重要的环节，但也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节，高层建筑结构设计中的抗震结构设计比较复杂，它需要综合考虑建筑结构、墙体承重、建筑材料选择等方面的问题[2]。我国人民的防震意识普遍比较薄弱，由于我国地壳活动相对比较稳定，所以人们逐渐忽略了地震的危险性和巨大的破坏性，在建筑行业也并没有采取相关的防护措施，有的只是为了应付检查，所以就只是对防震数据进行了简单的分析，在结果不准确的情况下就开始建设施工，建筑完成后远远达不到高层建筑的防震要求和规范标准，形成所谓的危楼，一旦发生地震就会造成建筑的塌陷，威胁人们的生命和财产安全。

二、高层建筑结构设计对策

通过分析高层建筑结构设计中存在的问题可知，高层建筑结构设计水平还有待进一步的提升，针对所分析出的问题，采取相应的对策，对于加强建筑结构设计控制，提升建筑结构设计水平及建设质量具有重要意义。

1、完善高层建筑整体的防风设计

在优化抗风结构设计的过程中，首先要考虑的是水平作用力对建筑物的影响，尤其是在受到风力作用干扰时，一定要保证建筑物所承受的风力荷载在建筑物的极限承受能力之内[3]。在建筑的主体支撑结构上也要加强防风作用的设计，增加建筑的整体的牢固性，比如对高层建筑地基的加固方法，另外还可以使用性质更加稳定的高性能的混凝土进行建筑的结构建设，高层建筑的建筑材料的稳定性提高了，建筑整体的坚固性也会相应的提高。在建筑外层的结构设计上可以结合不同地区风向或风力的主要特点，适当的增加建筑表面的抗风角度，使风力在建筑表面被弱化，降低对建筑的冲击。

2、完善高层建筑的抗震结构设计

在对建筑抗震结构进行设计的过程中，应该经由专业的抗震结构设计人员针对建筑物的特点以及地方的地震发生情况，在满足建筑物抗震结构设计规范的基础上对建筑物的抗震结构进行严格设计[4]。可以借鉴其他国家优秀的高层建筑防震经验，不断加强地基的牢固性，在建筑建设之前进行实地考察，精确地对防震结构进行测算，综合考虑承重结构、主梁设计等方面的结构问题，在整体上提高建筑的防震功能，比如在对剪力墙的结构设计中，需要为它单独增加一面承重墙，在对建筑整体抗震结构进行设计时，应该将建筑的地上部分和地下部分统一的考虑在内，避免遗漏掉地下室等建筑结构。

3、完善高层建筑的消防结构设计

提高高层建筑的消防结构的建设首先需要进行建筑材料的选择，尽量选择不容易燃烧的材料，在发生火灾时可以在一定程度上控制火势增长[5]。其次在结构设计时应该注重对排烟系统的建设，遇到浓烟的状况，能够快速高效的使烟雾排出去，减少对建筑内部人们的伤害。还要对建筑的防火带进行合理设置，根据不同建筑地区的周边环境，在合理的范围内安装防火带，在发生火灾时，能够及时控制大火的蔓延，把损失降到最小。最后是对建筑内部报警装置的设置，安装智能的警报、灭火系统，及时向人们发出警告，增加人员的思想准备和撤离时间，智能灭火装置如果检测到浓烟就会自动进行喷水，及时控制住火灾，减少损失[6]。

结束语：

在未来的发展过程中，高层建筑会越来越多，并成为一种趋势，因此，高层建筑结构设计也就越发受到人们的重视，针对高层建筑结构设计中存在的问题，积极采取有效措施加以应对，是高层建筑结构设计急需解决的重要问题。对此，设计应当充分认识到高层建筑结构设计的重要性，并根据其中的问题，采取相应的设计对策，通过强化设计质量控制，以更好的满足后续的工程建设需求，从而实现高层建筑建设质量的提升。

参考文献：

[1]杨涛，宋志.高层建筑结构设计中存在的问题及改进策略[J].中华建设，2014，02：112-113.

[2]苏定.高层建筑结构设计的问题及对策分析[J].中华民居（下旬刊），2014，10：95-96.

[3]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程，2011，25：88-89.

[4]殷辉.高层建筑结构设计存在问题及对策分析[J].硅谷，2013，21：164+141.

[5]王义文，冯兴传. 高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J]. 城市地理，2014，12：90.

篇(3)

关键词：高层建筑 结构设计 剪力墙 超高 概念设计

在我国城市化进程不断加快的背景下，城市居住用地在不断缩减，而高层建筑因具有占地小、居住人口多、房价相对较低等特点，而在现代城市建设中占据越来越大的比例。随着我国高层建筑建设中工艺和技术研究的不断深入，越来越多的新理念、新方法被应用于高层建筑的结构设计中，促进了我国高层建筑工程整体技术力量、质量、安全性的提高。但是从整体状况而言，国内在高层建筑的结构设计中仍然存在一定的问题，这是必须及时得到处理和解决的。随着高层建筑结构体系的复杂化，需要设计人员在进行高层建筑结构设计时依靠自己掌握的知识、根据具体情况来分析和解决可能遇到的各种问题。

1 高层建筑结构设计的基本特点

与单层或多层建筑的结构设计相比，高层建筑在结构设计中要考虑的因素较多，尤其是如果实现建筑整体美观性和安全性的协调，逐渐成为广大设计师关注的焦点问题。近年来，在国内各地区频繁出现高层建筑建设质量问题，结构设计的不合理是其主要原因之一，设计师难以把握高层建筑结构设计的基本特点，由于设计方案的不合理性，最终导致建筑的整体质量难以保证。高层建筑结构设计的基本特点，主要表现在以下几个方面：

1.1水平荷载具有决定性因素

由于高层建筑的层数一般在15层以上，其自身重量和使用荷载必然会导致结构中竖向构件产生一定的轴力，所以在高层建筑结构设计中必须注意水平荷载的问题，保证建筑的整体高度与弯矩值形成正比。对于水平荷载与建筑结构之间产生的倾覆力距，则应与建筑整体高度的二次方形成正比。

1.2结构延性至关重要

与多层建筑相比，高层建筑结构的柔性相对较大，特别是在地震或地基不规则沉降过程中出现结构变形的几率较大，因此，为了进一步提升高层建筑结构在塑性变形后的变形能力，防止其出现倒塌的问题，必须采取有效的措施增强高层建筑结构的延性。

1.3侧移是主要控制性指标

在高层建筑结构的设计中，侧移是设计师必须考虑的关键性问题之一。随着现代高层建筑层数的不断增加，结构在水平荷载的强大作用下，其出现侧向变形的几率也无形中增加，所以一定要将高层建筑结构的侧移控制在合理的范围内。

2 高层建筑结构设计应注意的几个问题

目前，国内在高层建筑结构设计中虽然积累了一定的经验，并且积极吸取了国外的先进设计理念，但是对于相关问题的把握和控制仍然存在一定的缺陷，这是阻碍我国建筑行业整体设计水平发展的主要因素之一。结合国内高层建筑结构设计的现状，应注意的问题主要有以下几点：

2.1框架柱截面大小的选择

对于框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，即耗能能力越大，延性就愈好。而对于柱净高与截面高度的比值小于4的短柱，在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反S形，耗能能力降低、延性较差，呈剪切破坏。

高层建筑的底部柱，由于对轴压比值有要求，因此往往会将柱截面取得很大，但是由于受到层高的限制就使得框架柱成为了短柱。在实际的结构设计时，要确定截柱面的大小要注意以下几点：框架柱的截面首先必须满足规范轴压比的需要，从而为结构的竖向承载力和底板的抗冲切承载力提供保障。而对于形成的短柱，则可以通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性的效果；采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱；柱的轴压比必须满足规范限制，轴压比过大则结构的延性无法得到保证，过小又会造成结构的经济技术指标较差。

2.2短肢剪力墙的设置问题

在我国建设部组织编制的《高层建筑设计规范》中，对于短肢剪力墙作出了明确的定义，即墙肢截面的高厚比为5-8的墙被统称为短肢剪力墙。根据相关建筑技术部门的研究和实验，对于短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用也提出了具体的要求，因此，在今后的高层建筑结构设计中，设计师应尽量减少或取消短肢剪力墙的设置，以免为建筑的后期设计和竣工质量检验造成麻烦。

2.3结构的超高问题

在高层建筑的结构设计中，超高问题是较为突出的，根据我国《建筑抗震规范》中的相关规定，必须对建筑的整体高度进行严格控制。我国高层建筑的限制高度一般分为：A级和B级两个标准，对于高层建筑的处理措施与设计方法的要求也有所改变。在高层建筑的实际设计工作中，设计师应根据建筑类型合理确定其高度，并且在通过相关部门的审核后，方可组织施工。

3 加强高层建筑结构设计的措施

在我国高层建筑数量增多、规模扩大，以及工艺和技术要求不断提高的背景下，在今后的高层建筑结构设计中，一定要不断采取新的理念和方法，全面提高设计方案的合理性、可行性与经济性，这也是促进我国建筑行业发展的先决条件。针对国内高层建筑结构设计的现状，应采取一下加强措施：

3.1进行合理的概念设计

在国外的高层建筑结构设计中，概念设计较为流行，而国内则较少采取此方法。所谓的概念设计是指在通过科学的构想来完善设计工作，促进设计方案更趋合理化、人性化。在我国的高层建筑结构设计中，应用概念设计方法时，必须考虑到结构的平面布置与刚度宜，以保证高层建筑的平面布置简单、规则，减少凸出或凹进等复杂结构。另外，在概念设计中尽量减少扭转对于结构的危害性也是十分重要的，可以从以下两方面入手：进一步增加结构自身抵抗扭转的性能；尽量减少或控制因地震作用而引起的建筑结构扭转问题。

3.2选择合理的结构体系

总结国内的高层建筑工程实践经验不难发现：在高层建筑结构设计中，如果结构体系的选择不合理，而仅是依靠所谓的先进理论和计算方法进行设计，难以保证建筑结构的安全性、经济性与可靠性，而且会留下较多的安全和质量隐患。由此可见，在高层建筑结构设计中，选择合理的结构体系是至关重要的，而且设计师应该重点分析的问题之一。目前，国内的高层建筑中主要采用：抗震墙结构、框架结构、简体结构、板柱-抗震墙结构、框架-抗震墙结构，以及部分框支抗震墙结构等，每一种结构体系都具有其自身的优点的缺点，适用的环境也有一定的差异，所以设计师一定要结合工程项目的实际要求进行合理的结构体系选型。

3.3科学进行计算

在高层建筑结构设计中，科学进行各类数据的计算是设计师必须掌握的专业技能。根据高层建筑结构的实际情况，设计师要选取相应的计算模型。在进行概念设计时，要注意简化计算流程，以保证设计工作的时效性。目前，在国内高层建筑结构设计的计算中，各种专业的计算机软件和工具已经得到了广泛的应用，设计师仅需将各种实地测量数据输入到系统中，就可以在短时间内获取所需的各种专业数据，大大提高了设计师的工作效率和设计方案的准确性。

近年来，我国高层建筑的建设有了迅猛的发展，而且成为促进国内建筑行业发展的重要建设项目。但是从高层建筑结构设计的整体质量而言，存在的弊端和问题相对较多，必须引起国家建筑主管部门和相关单位的高度重视。在未来的高层建筑结构设计中，广大设计师一定积极运用先进的设计理念和方法，在提高相关数据计算精确度的基础上，全面提高设计方案的质量，为工程项目的建设提供专业的工艺和技术依据。

参考文献：

[1] 刘伟琼.关于高层建筑结构设计探析[J].中国新技术新产品.2011.03.

[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术.2009.24.

[3]王冲璐.某高层住宅设计思路及体会[J].山西建筑.2004.30.

[4]霍炬.浅谈高层住宅建筑结构形式及设计[J].建筑节能.2006.04.

[5]范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材.2008.06.

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关键词 高层建筑；结构设计；结构分析

中图分类号 TU973 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0094-01

当前高层建筑结构设计工程师面临的一个首要问题就是怎样才能设计出安全、舒适、经济、美观，并能满足人们精神及物质生活要求的高层建筑。因此，对高层建筑结构设计要点的熟练掌握，是高层建筑结构设计人员的必备基本素质。笔者将多年从事高层建筑结构设计的经验做了一个总结，提出了高层建筑结构设计中一些需要注意的问题，并对高层建筑结构设计的体系作了分析，以供参考。

1 高层建筑结构设计的特点分析

1.1 水平荷载是高层建筑结构设计当中的决定因素

高层建筑所承受的楼面荷载及其自身重量于竖向构件当中的弯矩及轴力数值与高层建筑的实际高度成正比；高层建筑结构中倾覆力矩的产生与水平荷载相关，结构的轴力也由竖向构件所引起，倾覆力矩及轴力都与高层建筑本身的实际高度成正比；对于具有特定高度的建筑来说，竖向荷载在一般情况下是一个定值；而高层建筑结构中的水平荷载数值由结构动力的特性决定，随动力特性变化而变化，尤其是水平荷载当中的风荷载。

1.2 轴向变形在高层建筑结构设计当中是不可忽视的因素

如高层建筑所承受的竖向荷载值较大，可引起柱中出现轴向变形的现象，且幅度较大，从而影响连续梁的弯矩，对连续梁中部的支座处负弯矩值产生了减小作用，而对端支座的负弯矩值及跨中正的弯矩值则是产生了增大作用。较大的竖向荷载值还会影响预制构件下料的长度；在这样的情况下，就需要以轴向变形作为依据的计算值，调整下料长度。此外，竖向荷载值对构件侧移及剪力产生的影响也不可忽视，因其与构件竖向的变形相比较考虑，会产生与不安全结果不相符合的现象。

1.3 侧移是高层建筑结构设计中的控制指标

高层建筑与低矮的楼房不一样，高层建筑结构设计工作中，关键的影响因素为结构侧移；随建筑本身实际高度的增大，水平荷载之下的建筑结构侧移的变形会迅速增大。可以发现，在水平荷载的作用下，需要对结构侧移进行控制，使其保持在一定的限度之内。

1.4 结构延性为高层建筑结构设计的重要指标

高层建筑的结构要比低矮楼房的结构更柔，在地震的作用下，出现的变形幅度会更大，减少了倒塌的现象。在高层建筑的构造方面可采取相应的措施，使之进入到塑性变形的阶段后，仍具有足够延性，保持较强变形能力。

2 高层建筑结构设计体系分析

2.1 剪力墙-框架体系的设计

在高层建筑结构中的框架体系刚度及强度均不能达到要求时，常常需要在高层建筑的平面内适当的位置，建立剪力墙以代替结构中的部分框架，将剪力墙-框架结构体系应用于结构设计当中[3]。当建筑物承受来自水平方向的压力时，剪力墙及框架可以通过刚度足够强的连梁及楼板共同组成相互协同结构工作体系。在剪力墙-框架设计体系中，承受来自垂直方面荷载的主体为框架体系，水平剪力的承受主体为剪力墙；在剪力墙-框架体系中，位移曲线为弯剪型。结构侧向的刚度由于剪力墙的作用而增大，建筑在水平方向上的位移得以减小；框架所承受的水平方向上的剪力出现明显下降的趋势，竖向的内力分布变得均匀。

2.2 剪力墙结构体系的设计

剪力墙结构体系是指由平面的剪力墙结构组成的建筑主体受力结构。在剪力墙结构体系当中，全部的水平力及垂直荷载由单片的剪力墙所承受。剪力墙结构体系是一种刚性的结构，位移曲线是一种弯曲型结构。剪力墙结构体系的刚度及强度均相对较高，具有一定延性，在传力时具有直接及均匀的优点，整体性好，且抗倒塌的能力较强，不失为一种优良的建筑结构体系，其可建的高度一般大于剪力墙-框架体系。

2.3 筒体结构体系

筒体结构体系指的是以筒体作为抗侧力的构件建筑结构体系，筒体结构体系主要包括筒体-框架、单筒体、多束筒及筒中筒等其他多种形式。可将筒体分为空腹筒及实腹筒两个大类。筒体为空间受力的结构构件与三维竖向的结构单体，由曲面墙或平面墙围成；也可由窗裙梁、密排柱及开孔钢筋外墙等构成。筒体结构体系的强度及刚度均相对较高，在大空间、大跨度等特殊类型的高层建筑中被广泛应用

3 高层建筑结构设计的基本假定分析

由剪力墙及简体框架组成了高层建筑主体结构，组成的方式为平楼板水平连接。因此，在三维空间中精确及完善的分析高层建筑结构设是存在难度的，特别是不同的实用分析方法，要引入不同程度的简化计算模型。以下四种假定是高层建筑结构设计中比较常见的计算模型。

3.1 小变形基本假定

在一般情况下，小变形基本假定在高层建筑结构设计分析中被应用得最多。很多从几何方面入手的研究人员对P—效应进行了详细研究，并得出以下注意事项：在建筑高度与顶点的水平位移的比值大于0.2%的情况下，需高度重视建筑结构受到P—效应影响的程度。

3.2 刚性楼板基本假定

在分析高层建筑结构设计时，存在的问题主要是过于注重平面内刚度，而忽视了平面外刚度。采用刚性楼板基本假定的分析法不仅能将结构的位移自由度减少，计算的方法简化，而且能为筒体结构空间薄壁的杆件理论创造良好的计算及使用条件。在一般的情况下，在剪力墙结构体系及框架结构体系当中运用刚性楼板基本假定是可行的。但是，就竖向刚度结构出现突变的情况而言，受到楼板变形的影响较大，如有些楼板的层数不多、刚度不大及抗侧力构件的间距过大等情况，尤其是结构底部及每层顶部内力的影响更为显著。对于以上问题，要采取一些适当的调整措施进行解决。

3.3 弹性基本假定

目前，在高层建筑结构设计的分析方法当中，弹性基本假定

计算方法被运用的范围较广。尤其在垂直荷载的计算当中，因高层建筑结构长时间处于弹性的工作阶段，实际工作情况与弹性基本假设的情况相吻合。但如果遭到较严重的自然灾害，如较大强风及地震等，建筑结构会因较大的位移幅度而产生裂缝，从而进入到弹塑性的工作阶段。在这样的情况下，为了能使高层建筑结构状态得到真实的反应，只能在结构设计中运用弹塑性分析方法。

3.4 计算图形基本假定

高层建筑结构设计中三维空间的分析方法主要为计算图形基本假定。二维协同分析没有将侧力构件中公共的节点在外位移纳入到分析的范围当中；侧力构件外的刚度及扭转刚度并没有受到高度重视。分析精通杆的三维空间中每一节点时，自由度只有六个，不足以完成分析，使用计算图形基本假定分析法，可以弥补这一缺陷。

4 结束语

高层建筑的快速发展增加了对其力学及结构分析模型等方面的诸多要求。因此，寻找新的结构设计形式与正确的力学分析模型，是当前高层建筑结构设计工作人员的主要奋斗目标；只有找到新型建筑结构设计形式与正确的力学分析模型，才能使高层建筑获得更好的发展。

参考文献

[1]都凤强.高层建筑结构设计的实践探讨[J].科技创新导报,2009,21(8):942-943.

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【关键词】高层建筑；结构设计；问题；对策

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

前言

近几年来，随着人们对住房面积和建筑审美的需求，城市中的高层建筑越来越多，其结构越来越多样化，相应的高层建筑设计也就越做越复杂。高层建筑结构设计与多层建筑结构相比较，结构设计与建筑施工的其他工作相比占有更重要的地位，不同结构体系在细节设计中都有不同的设计特点。一个合格的高层建筑结构设计不仅仅是要保证高层建筑的安全，而且还要保证建筑结构的合理性和经济性。在高层建筑结构设计中，高层建筑应该做到结构功能同外部条件相一致，结构的功能要与经济性相协调。为了更好地做好结构设计，应当用概念设计来检测计算设计的合理性。其中结构计算的主要指标有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等，这些指标都应当满足高层建筑结构设计的规范要求，还要注意高层建筑构造设计的细节问题。

高层建筑结构设计的特点

2.1高层建筑结构设计中的水平力

在多层建筑的结构设计里，通常是以重力为主要代表的竖向荷载来控制结构设计。但是，对于高层建筑来说，即使竖向的荷载依然是建筑结构设计中的一个非常重要的因素，但是起着决定性作用的却是水平荷载。这是由于建筑的自身重量与楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力与弯矩的数值，其值的大小仅与建筑高度大小成正比；而水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩，以及在竖向构件中所造成的轴力，与建筑物的高度大小的平方成正比。并且对于一定高度的建筑而言，竖向荷载的大小基本上是一个定值，而水平荷载的数值是随着结构动力性的不同而有一定的差异的。

2.2结构侧移是结构设计的控制指标

在高层建筑结构设计中结构侧移是其关键因素，这一点是与多层建筑不同的。随着建筑物层数的增加，水平荷载下结构的侧移变形问题变得越来越严重，对于水平荷载作用下的侧移应当控制在一个特定的限度里。

2.3抗震设计要求高

高层建筑结构设计的抗震设防设计除了需要考虑竖向荷载和风荷载以外，建筑结构还必须具备较好的抗震能力，在结构设计中应当做到小震不坏、大震不倒。

2.4轴向变形

在高层建筑中，由于竖向的荷载数值非常大，可以在柱中产生非常大的轴向变形，因而会使连续梁中间支座处的负弯矩值的大小变小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值的大小增大；还会在一定程度上影响预制构件的下料长度，根据轴向变形的计算值的大小，对下料长度进行相应的调整；另外还会影响到构件剪力和侧移。

2.5结构延性

与低层建筑与多层建筑相比，高层建筑的结构更柔一些，当出现地震的情况，高层建筑的变形会更大一些。为了使高层建筑在进入塑形变形阶段以后仍然具备较强的变形能力，为了避免建筑倒塌，应该特别需要在建筑构造中采用恰当的方法，以保证高层建筑的结构具有一定的延性。

高层建筑结构设计的基本要求

基础设计在设计的时候应当最大限度地发挥出建筑地基的潜力，在必要的时候还可以对地基变形进行验算。基础设计应该有详尽的地质勘探报告，在一般情况来说，同一个结构单元最好不要采取两种不同的基础类型。

在高层建筑构造设计中，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境以及施工条件等情况进行整体分析，并且要与建筑、水、电、暖等专业进行充分协调，同时在此基础之上对建筑结构进行选型，确定结构方案，在必要的时候还应该对多方案进行比较、择优。

在高层建筑构造设计中，为了保证建筑结构安全应当选择恰当的计算简图。计算简图中应当有相应的建筑构造措施作保证。实际的建筑构造节点一般不可能只是纯粹的铰接点或刚接点，但是必须要与计算简图的误差在构造设计的许可范围之内。

在高层建筑构造设计中，要坚持“强剪弱弯、强柱弱梁、强压弱拉”的原则；要注意构件的延性；注意钢筋的锚固长度；加强薄弱部位；把温度应力的影响考虑在内。

在高层建筑构造设计中，考虑均匀、规整、对称的原则；考虑抗震的多道防线；避免出现薄弱层。

高层建筑结构设计的问题及对策

4.1结构的超高问题

在有关抗震规范以及高层规程中，对于建筑结构的总高度有着明确、严格的限制，特别是在新出台的规范中，针对以前的超高问题，不仅仅将原来的高度限制采用A级高度之外，还增加了B级高度，无论是处理措施还是设计方法都有了不少改变。而在实际的建筑工程设计中，有过由于未考虑结构类型转变的问题，致使施工图在审查时没有通过，要求必须重新调整结构设计或者召开专家会议进行进一步论证的案例，这对建筑工程的工期、造价等方面的影响非常大。因此，在高层建筑构造设计时必须严格按照相关规定，控制建筑总高度，以避免不必要的损失。

4.2短肢剪力墙的设置

根据新规范的相关规定，把墙肢截面的高厚比在4到8之间的墙定义为短肢剪力墙，经过大量的实验数据以及实际工程经验，对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用添加了非常多的限制，所以，在高层建筑构造设计中，结构设计工程师应当尽可能少地采用最好是不采用短肢剪力墙。

4.3嵌固端的设置

现在的高层建筑通常都配置两层或者两层以上的地下室和人防，嵌固端一般会设置在地下室的顶板上，也有可能是设置在人防的顶板上，所以，在嵌固端的设置位置这个问题上，结构设计工程师通常会忽视由于嵌固端的设置问题所带来一些需要注意的地方，例如：嵌固端楼板的设计、在结构整体计算时的嵌固端的设置、嵌固端上下层的刚度比的限制、结构抗震缝的设置与嵌固端位置的协调性、嵌固端上下层的抗震等级的一致性等问题，如果忽视其中一个方面就极有可能导致在后期设计时的工作量全部放在结构设计的修改上，甚至是为建筑的安全埋下伏笔。因此，在高层建筑结构设计中应当把与嵌固端的设置相关的问题考虑进去，以免设计后期的麻烦。

4.4高层建筑结构的规则性

新出台的规范在高层建筑结构的规则性上与以前的规则有较大的不同，新规则在这方面增加了比较多的限制条件，不像以前那么宽松，例如：嵌固端上下层的刚度比信息、平面规则性信息等内容，并且，新的规范还采用了强制性的条文明确规定：高层建筑不应当采取严重不规则的结构体系。所以，结构设计工程师必须严格注意新规范中的这些限制，以避免在后期施工图的设计工作中形成被动的局面。

总结

近几年来，我国的高层建筑的建设步伐越来越快。为提高结构设计的质量，结构设计人员应当不断地学习，提高自身能力，吸取以往设计失败的教训，结合建筑施工实践，通过工程经验的积累，并精心设计才能做出安全、先进、经济的高层建筑的结构设计。

【参考文献】

[1]胡丽荣.概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J].黑龙江科技信息,2010,6(27):90-92.

[2]包乐琪 郭玉霞 陈绪坤.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富向导,2011,5(14):69-71.

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【关键词】高层建筑；施工技术；分析；策略

高层建筑可以有效的解决用地紧张的问题，而且具有美化城市、优化街区的作用，极富特色、包含深意的高层建筑更是能够以其标志性而成为城市的名片。高层建筑的基础较深：地基的埋设要保证大于整体建筑高度的1/12，而桩基应保证大于高层建筑高度的1/15，并且要保证高层建筑必须有一层地下室；高层建筑的施工技术比多层建筑的施工技术要求高；高层建筑的运输设备比多层建筑的垂直运输设备要求高；高层建筑的施工条件要比多层建筑的复杂：高层建筑一般在市区，周围的建筑物非常密集，施工条件很差，对材料的运输、基础工程的施工、设备的正常运行都带来很大困难。

一、高层建筑的结构体系分析

结构体系的合理选择是高层建筑结构设计的重要环节，抗震能力与抗风能力是结构体系选择的主要出发点，下面就目前常用于高层建筑的结构体系展开具体分析。

（一）框架结构体系

框架结构体系由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成，梁和柱的弯曲变形，以及柱的轴向变形则是框架结构侧向位移的两种主要形式。梁和柱的弯曲变形可使框架产生剪切型侧移曲线，并且框架的侧向位移的会随高度上升而逐渐减小 ；柱的轴向变形则可使框架产生弯曲型侧移曲线，框架的侧向位移的会随高度上升而逐渐变大。采用框架结构体系的高层建筑具有更为低廉的工程造价，更轻的建筑自重，并且，建筑界对于框架结构体系具有相当丰富的设计与使用经验。为根据建筑使用者的不同功能需求合理设计建筑平面结构，常常利用隔断墙技术来对高层建筑平面空间进行安排设计。然而，框架结构较大的柔性严重影响了它的抗侧向载荷能力，风力作用和地震作用常常会使采用框架结构设计的高层建筑产生过大的侧向位移，从而破坏建筑结构。

（二）剪力墙结构体系

剪力墙结构又称抗震墙结构，是指利用钢筋混凝土剪力墙承受全部竖向与侧向载荷。墙体沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置的剪力墙结构具有较高的强度与刚度，并且具有良好的延性与抗震能力。然而，采取剪力墙结构设计的高层建筑往往自重过大，建筑平面空间布置难度大。此外，侧向载荷可使剪力墙产生随建筑高度增加而增加的侧向位移。

（三）框架—剪力墙结构体系

针对框架结构强度、刚度不足的问题，通常需要用剪力墙结构代替高层建筑中的部分框架结构，这就是框架—剪力墙结构。框架—剪力墙结构兼备了框架结构平面布置简洁，以及剪力墙结构强度、刚度好的双重优点。框架—剪力墙结构高层建筑对水平载荷与竖直载荷的承受有着明确分工，框架结构是竖直载荷的主要承受者，剪力墙结构则是水平载荷的主要承受者。此外，当水平载荷过大时，框架与剪力墙结构还能与楼板、连梁相配合，共同承受应力，避免建筑结构的损坏。框架—剪力墙结构可有效减小侧向应力对框架结构的影响，控制高层建筑的水平位移，增大高层建筑的可建高度。采取框架—剪力墙结构设计的高层建筑也有较为出色的抗震能力，地震发生时剪力墙结构是侧向应力的直接承受者，并能将所受载荷有效传递给框架结构，此时框架结构的延性便能发挥作用，避免地震造成高层建筑结构损坏。框架—剪力墙结构高层建筑的均匀受力对其抗震能力也能起到一定的提高作用。

二、高层建筑结构设计问题分析及对策

（一）高层建筑结构存在着超高的问题

基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为 A 级高度，并且增加了 B 级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。

（二）高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在 5～8 的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。

（三）高层建筑结构设计嵌固端的设置

一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计 ；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的 ；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。

（四）高层建筑结构的规则性

在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。

三、高层建筑结构设计中的要点分析

（一）重点考虑有关抗震的设计要求

抗震设计是高层建筑需要重点考虑的问题，建筑在正常使用的时候存在竖向载荷和风载荷等，为了符合抗震设计所有要求，高层建筑必须要有良好的结构抗震性能 。

使高层建筑能够在小地震中不坏，中度地震可维修，大地震保持不塌，从而避免大量在抗震设计中一般采用材料在非抗震设计时的许可强度值，但是必须要引入承载力抗震调整系数γRE来提高其承载力。对于轴压比小于0.15的偏心受压柱，其承载力抗震调整系数与梁相同。

（二）高层建筑基础设计要求

无论高层建筑还是普通建筑，基础设计都是至关重要的。要保证建筑物的基础有足够的抗压强度和足够的稳定性，将地基的变形限制在允许的范围之内，地基的压强设计值P不大于地基的许用承载力设计值F，即P=[（F+G）/A] ≤ F

式中 F—上部结构传至基础顶面的竖向力设计值

G—基础自重和基础上的土重设计值

A—基础底面面积

F—地基承载力设计值（是经深度、宽度修正后的地基承载力）

地基的变形计算值 不大于地基的允许变形值 max。由于基础需要长期在地下容易受到潮湿的环境，有时甚至会受到地下水的浸渍。基础应该采用具有高耐久性的材料，并且在混凝土中应该适当加大钢筋保护工作。要将建筑物整体的刚度和相邻建筑物的影响综合考虑，做到安全、经济并有足够的强度。

（三）减轻高层建筑结构的自重

在高层建筑的结构设计中，如何减轻自重是个十分有意义的问题。单从地基的承载能力或桩基的承载能力来考虑，同样的桩基或者地基，在不加基础造价或处理措施的情况下，减轻建筑物的自重，将会有显著的经济效益。同样，减轻建筑物的自重对建筑物提高自身的抗震性能是一个十分有效的办法，比较轻的自重就会使建筑物在地震上下振动时的惯性大幅减弱，从而减弱对基础造成的冲击。高层建筑的重心比较高，由于地震的作用，在建筑物低层会作用很大的倾覆力矩。由于惯性的作用，在竖直方向上，构件会产生比较大的附加轴向力。所以，在保证设计要求的前提下，减轻建筑物自重就显得尤为重要。

四、结论：

如今摩天大楼在世界主要城市已经随处可见，高层建筑的结构设计也给工程设计人员带来新的挑战。在高层建筑结构设计中，工程设计人员必须综合考虑各项设计原则和实际因素，确保高层建筑物的结构设计安全，消除设计安全隐患。

参考文献：

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关键词：高层建筑；高层建筑结构设计；问题

1高层建筑结构设计的意义及依据

1.1概念设计的意义

高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。

1.2概念设计的依据

高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质，设计和构造处理原则，计算程序的力学模型和功能，吸取或不断积累的实践经验。

2高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有；

2.1水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向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、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，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，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

2.2侧移成为控制指标

与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2.3抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

2.4轴向变形不容忽视

高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制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，会得出偏于不安垒的结果。

2.5结构延性是重要设计指标

相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使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高层建筑结构体系的选型

建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙，柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础，利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中，具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，造价低廉，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足；钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，成本低廉，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢-混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，施工速度快，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小偏心受压构件。

根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承受水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中，需要注意考虑剪力墙的位置，设计合理的剪力墙的数量，以及满足框架的设计要求。

4高层建筑结构设计问题分析及对策

4.1高层建筑结构存在着超高的问题

基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。

4.2高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5～8的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。

4.3高层建筑结构设计嵌固端的设置

一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。

4.4高层建筑结构的规则性

在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。

5结束语

高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求越来越高，分析了高层建筑的结构特征，高层建筑结构设计的原则，阐述了高层建筑结构体系的选型问题，并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策，可以为高层建筑结构设计提供参考和依据。

参考文献：

[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.