在高层建筑设计中应该考虑哪些问题

剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件，它是薄壁构件，在平面内有很强的抗剪、抗弯刚度，但在平面外它刚度很小，如有较大出平面弯矩容易导致翘曲失稳，而出平面弯矩现有电算程序是未考虑的。因此“高规”7.1.7条要求控制剪力墙的出平面弯矩，当梁轴与剪力墙中心线不在同一平面时就会产生出平面弯矩，此时应按《高规》第7.1.7条要求设置扶壁柱，另一有效措施是将梁与墙的连接作成铰接（仅按构造设置负筋）。转换梁支承在剪力墙上尤需注意，应设较大扶壁柱，且柱两侧应开“计算洞”。
4）悬臂构件问题
“高规”第4.1.3条规定：高层建筑宜具有多道抗震防线，悬臂结构是静定结构只有一道防线，故高层建筑应尽量少挑或不挑。挑出构件应按“高规”3.2.9条规定验算“局部上浮”。
转换框架梁与转换次梁不宜出挑。如必须出挑时如L/h≥1.5,梁端应加斜撑（斜撑下端应支在下层楼盖处）以满足多道抗震防线要求，此时应按悬臂梁及按桁架分别计算，且各自单独应满足强度、刚度、稳定要求。
5）异形柱、短肢墙、普通墙混用问题
这种情况在设计中常会遇到，电算输入时异形柱按“柱”输入，短肢墙、普通墙按“墙”输入，构造要求按规范有关各自条文分别满足。
二）计算问题
1）凡是需要计算确定的构件设计单位均应进行计算并提供计算书。选用标准图时应注明标准图集号（重庆地区不应选用其他“地方标准图”，无法律效力）及所用参数。采用电算的，除电算计算书外，尚应提供原始计算资料（如面荷载、线荷载的计算），原始数据及总信息中参数取值应校对、审查无误后再输入。采用手算的应给出全套计算书，不能只给结果或仅提供部分计算过程。
大跨度梁、板及转换层梁应提供裂缝、挠度计算结果，转换层楼盖尚应提供弯矩、剪力包络图以及附加横向钢筋计算结果。预应力砼结构构件除强度、抗裂度、变形验算外还应验算端部锚固区局部承压强度、及施工阶段承载力等。
2）设计单位应提供超筋超限信息，当出现超限情况时设计人应进行处理、解决，不能置之不理。
3）复杂结构及B级高度结构的计算按“高规”5.1.13条规定进行，对质量与刚度分布不均匀、质心与刚心距离较大的结构抗震计算应考虑耦连计算。
4）计算简图与实际情况应相符合，如：
错层结构计算时，当错层高度超过600，错开的楼层应各自作为单独层参加结构整体计算，不应归并为一层计算。
屋顶为斜屋面时也不应简化为平屋面计算。
当单层厂房砼柱与屋架为铰接时应按排架计算，不应按刚架计算。
地下室周边挡墙，当考虑用柱作支点时，除在整体计算时应考虑岩土侧压力（静止土压力）外，尚应对柱子进行土压力作用下的局部受弯验算，建议不用柱子作挡墙支点（柱子主要承受竖向压力）而用楼盖作支点，挡土墙按单向支承连续板计算等等。
5）岩石地基（中风化或微风化岩层）上筏板计算：当验算地基承载力时可以“平均计算”，即用筏板上各段墙体荷载总和除以筏板面积看是否超出地勘报告提供的地基承载力特征值。筏板厚度按冲切计算确定，而配筋则按局部弯曲计算确定，且应满足最小配筋率要求，当筏板上各部位计算配筋值相差较大时，可取中间值整体配筋，而在局部增加附加钢筋。
当筒体承受荷载很大，采用筏基不满足地基承载力要求时，宜作桩筏基础，主要荷载由桩承受，小部分荷载由筏板下岩基承受。桩宜布置在剪力墙交汇点，筒体转角，不宜布置在“空档”处。（不要追求桩在筏板上“均匀”布置）
6）对电算结果应进行分析，确认其合理有效后方可作为工程设计依据。发现电算结果不合理或局部异常时应进行分析，找出原因予以解决，不能盲目照搬电算结果。
三）设计、审查中常见问题及疑难问题
1）“大规范”（如混凝土规范、抗震规范、荷载规范等）与专门规范（如地基规范、边坡规范、高规、预应力规范等）的规定有出入时，宜按专门规范执行，因为专门规范考虑得更细些。
2）处于露天或潮湿环境的结构构件，应按二a或二b类环境进行设计，设计采用材料，构造等应与所定的设计使用年限相符。
3）非嵌岩柱下基础断面应足够大才能固定柱子，一般E2I2/E1I1=5~8（I1、I2分别为柱子和基础截面的惯性矩）可根据柱底弯矩、剪力大小确定。当不满足以上条件时应在基础两主轴方向加连系梁或在桩顶加承台，承台挑出长度＜0.8h（承台厚度），h≥1.0M。连系梁或承台下的土层应夯填密实。当为嵌岩基础及桩顶已是岩层时可不受此条件限制，但柱子纵筋应插于桩周纵筋之内。（当桩较小时个别钢筋也可插入桩顶承台内锚固）
当桩支承剪力墙，而部分墙体超出桩范围采用承台支承时，应验算承台板的抗剪、抗弯承载力，如超出范围过长宜采用地基梁支承方式。
4）剪力墙下采用桩基加托梁方式支承时，托梁因在地下可不考虑抗震，其配筋除按计算外，尚应按高规10.2.8条框支梁“非抗震设计”的规定配置，如符合深受弯构件条件可按深受弯构件计算、配筋。
托梁与桩之间计算时应按铰接，梁按连续梁或简支梁计算。
5）对“地基规范”10.1.6条的要求，当岩层为砂岩、泥岩等时，应在委托详勘时要求地勘单位探明场地在桩底下3d或5M深度范围内有无不良地质现象存在，而对于岩溶地区则应按10.1.6条要求逐桩检测。
6）当建筑地基内有人防洞室或轨道交通隧道等而又需保留时，基础的处理视洞室埋置深度而定，当埋藏较浅时若采用跨越式结构处理，此时跨越结构与洞室应完全脱开，互不干扰。当洞室埋藏较深时可验算洞顶、洞壁岩层的强度，必要时洞室可加衬砌进行整体考虑。
7）桩上部在土层中时一般应在两个方向设连系梁，当厂房跨度较大时，可在开间方向设连系梁，而在跨度方向加大承台长度或加强地坪刚度。连系梁配筋按“措施”3.11.3条9款按柱最大轴力的0.05（6度地区）配置受拉钢筋。此时钢筋应沿梁周边均匀布置（不应仅集中于上、下边）且锚固长度≥laE。如连系梁兼作托墙梁时，梁应按拉弯构件配筋，此时上、下边钢筋主要抗弯，而腰筋则主要起抗拉和抗扭作用。
8）墩基础在“技术措施”3.11.1条5款有规定：L＜6M或L/D＜3时按墩基计算。墩基实际上即短桩，由于它较短一般不计侧阻力，如岩层埋藏浅墩基嵌入岩层中，则其计算与嵌岩桩相同。
9）采用人工换填垫层、强夯等地基设计时应注明所要求的地基承载力特征值、压实系数及检测、验收要求。
10）异形柱框架结构当层数不超过四层时，可不设钢筋砼抗震剪力墙。
11）多层框架结构局部有转换时，可不按框支结构考虑，抗震等级一般仍按框架结构选取，仅转换梁、柱抗震构造措施等级提高一级，其钢筋可按计算及“抗规”6.3.3条、6.3.8条要求配置。

一、二级剪力墙的轴压比往往超标。各种剪力墙应分别按“高规”7.2.14条、7.1.2条4款和7.2.5条规定执行。采用短肢墙时其构造应符合7.1.2条各款规定。
梁边与柱边相平时由于保护层厚度大于40MM，应采取加细钢丝等防裂措施。
基础、承台、筏板等配筋往往不满足最小配筋率要求；楼板、梯跑等的分布筋有时不满足最小含钢率的要求，等等。
二　砖混结构
1）底框-抗震墙结构应严格遵守“抗规”7.1.8条的规定
该条中“上下对齐”是指上部墙体中心线与下部剪力墙或框支梁中心线重合，“基本对齐”是指虽然中心线不重合，但上部墙体外边缘不超出下部剪力墙或框支梁外边缘。从数量上讲，不满足“对齐或基本对齐”的墙体不超过墙体总量的1/3（以面积计）。另外抗震墙的设置，上下刚度比等均应符合7.1.8条规定。
现在很多底框-抗震墙结构，纵向剪力墙特别少或很不均匀，如底层是商店或车库时，在开门那面一点墙也没有，而背面剪力墙较多，虽然按计算刚度似乎满足要求，但是地震作用时扭转很大，应当在开门那面设置剪力墙或柱子加翼缘成扶壁柱。
2）当底框-抗震墙结构的计算软件尚不成熟时，可采取分阶段计算方法，先计算上部砖混结构，然后将计算所得底部内力作为荷载加在下部框架-抗震墙上进行计算。
3）底框-抗震墙结构的层高，“抗规”规定不应超过4.5M，应尽量满足，对于底层地坪标高不一致造成局部层高超过规定的，可以取平均值不超过4.5M，局部最高不超过5.1M，但对超高部分应采取加强措施，如柱子配筋加强，加强柱顶托墙梁，地坪下加设柱间连系梁等。
4）底框-抗震墙结构中的托墙梁（包括框架梁和次梁）均应符合“抗规”7.5.4条的规定。
5）底部框架-抗震墙设在地下室时，（即转换层楼板位于地坪层时）其上部砖混结构的层数和构造措施可按普通砖混结构采用，但转换层楼板不宜小于140厚，此时应注意，转换层楼板应在同一平面内（高差300以内），即不宜作成阶梯状，若高差＞300时应在变高处设置横向剪力墙。
6）砖混结构中局部使用混凝土框架（如房间大、跨度大时）是可以的，但宜位于中部，此时结构仍定性为砖混结构。但当存在局部框支情况时，其构造应参照“抗规”7.5节的有关规定执行，且适当加强周边构造柱和圈梁。
7）楼梯间不宜设在房屋尽端和转角处。
8）注意砌体局部受压的验算，特别是跨度较大的梁（如L≥6米），悬臂较长的梁，荷载较大的梁，几根梁交汇于一处等情况均应验算局部承压。
9）注意小墙垛的验算，墙垛长度≤490时宜全作成砼垛，不应采用在构造柱两边贴＜240长的小垛的作法，施工质量很难保证，受力也不好。
三 钢结构
1）钢结构设计应该达到规定的深度，能够指导施工，该图示的应图示，该说明的应说明。
2）钢结构结构体系应明晰，传力途径、支承关系应清楚。
计算模型与实际构造应符合，不能计算按铰接而实际构造是刚接，或计算是刚接而构造达不到刚接要求。
3）钢结构设计包括构件设计和连接（节点）设计，现在不少设计只考虑了构件而轻视连接，连接无计算，构造不满足规范要求，其实连接很重要，节点承载力应大于构件的承载力。如：
使用缀板柱时，缀板刚度应满足“钢规”8.4.1条要求；柱间支撑节点板设计应满足“抗规”9.2.3条4款，节点连接强度不应小于支承杆件塑性承载力1.2倍的要求；柱足螺栓不能仅满足构造要求，应进行计算等等。
4）有些设计概念不清：桁架结构将部分荷载作用在节间上，使杆件成压弯构件或拉弯构件（应采取措施将荷载转到节点上，或按压弯或拉弯构件设计）；铰接排架柱足不采取刚接，使结构体系成了可变体系；钢屋架与砼柱按刚接考虑，而构造达不到刚接要求。
5）当钢结构柱足弯矩大，采用桩基时应能抵抗柱足弯矩，当用直径较小的钻孔桩时不能采用单桩承台；采用挖孔桩时，桩上部配筋应能承受柱足弯矩，必要时可加承台。
6）钢结构的柱脚应用砼包裹以防锈蚀，“钢规”8.9.3条要求包裹范围要高出地面150。当柱脚底面在地面以上时，柱脚底面应高出地面不小于100。
柱脚螺栓在基础中的埋置深度应符合规范要求，埋置深度应从一次浇注砼面算起（二次浇注深度不应计入）。
7）采用门式刚架轻型房屋钢结构。应符合规程规定，严格控制使用范围，对吊车起重量大于20T的，不管什么工作级别均应采用普通钢结构，而不应采用门式刚架轻型钢结构。
8）维护结构应该考虑阵风系数，特别是玻璃幕墙，因是脆性材料，且一旦破碎坠落危害很大更是不能忽视，至于墙皮系统其阵风系数已包含在风荷载的体型系数中，不再另行考虑。（“钢规”P182条文说明3.5.1条2款指明墙架构件不属于维护结构，故不考虑阵风系数，但该处体型系数为1.0）。
9）构件设计应考虑最不利荷载下承载力的验算，风吸作用往往被忽视，且风荷载可任意方向，不光左右吹，还可上下吹，特别是风从下往上吹常被忽视，“高规”3.2.9条规定：檐口、雨蓬、遮阳板等构件计算“局部上浮”时其风载体型系数不宜小于2.0。
10）网壳结构验算稳定，属承载能力极限状态范畴，应该采用设计荷载。
11）外装饰的钢结构其维修、保养是应注意的问题，它牵涉结构安全及使用寿命，但该钢构件往往被装饰材料所封闭，不好检查及维修，因此在设计时就应考虑到此问题，一是从材料上选用耐锈耐腐蚀的材料（如耐候钢，不锈钢等）；其二是从室内设检查孔，检查门定期检查。干挂石材幕墙应采用能拆换、便于维修的构造。在设计说明中应对检查维修提出要求。
12）檩条的计算除承受屋面荷重外，尚应考虑施工或检修集中荷载（1KN）。在电算时输入此荷载，或进行手工验算，另外檩条计算风荷载时间，不应忽视风的吸力。
13）栏杆杆件不应轻视，应按荷载规范4.5.2条要求，核算栏杆、立柱、予埋件等。
四　其他
1）设计文件（图纸、计算书、更改通知书等）应当签署齐全。注册师应当参加工程设计中某项工作（设计、校对、审核、工种负责、工程负责等）才能在设计文件上署名，不能只署名而不参与具体工作。
2）设计总说明中应当注明设计使用年限。
3）装修工程图纸应取得主体工程设计单位的安全认可（出具认可书面文件或在装修图纸上签名盖章）。
4）更改设计时，应在图纸首页说明更改原因、更改范围、更改内容等。

结构部分
设计、审查依据：
建筑结构荷载规范 GB50009-2001（简称“荷载规范“）
混凝土结构设计规范 GB50010-2002（简称“砼规”）
建筑抗震设计规范 GB50011-2001（简称“抗规”）
砌体结构设计规范 GB50003-2001（简称“砌规”）
钢结构设计规范 GB50017-2003（简称“钢规”）
建筑地基基础设计规范 GB50007-2002（简称“地规”或“地基规范”）
建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002（简称“边坡规范”）
高层建筑混凝土结构技术规程 JBJ3-2002（简称“高规”）
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102：2002（简称“门规”）
施工图设计文件审查要点 （简称“审查要点”）
全国民用建筑工程设计技术措施 结构 2003（简称“措施”）

一 钢筋混凝土结构
一）概念设计问题
1）平面设计
“抗规”3.4.1条规定“建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案”，这对高层建筑尤为重要，“高规”4.1.2、4.13条对此作出了原则规定，4.3.5、4.3.6条更作出了定量的规定。
目前设计中常出现的“细腰建筑”就是典型的平面不规则建筑，该型建筑用在低层和多层问题不大，但用在高层问题就多了，不能将多层建筑的设计手法用在高层建筑设计上。
“细腰建筑”虽然建筑使用功能较好，但对结构抗震却非常不利，且在“细腰”处设置疏散楼梯间，当发生灾害时，此“细腰”或与“细腰”连接的廊道一旦破坏，后果极为严重。该型建筑违反“抗规”3.4.1条和高规4.1.2、4.1.3、4.3.6条规定，大多也不满足“高规”4.3.5条规定。由于楼板（传递水平力的主要构件）不满足4.3.6条规定，它不能把房屋所承受的水平荷载有效传到各抗侧力构件上去，用现有电算程序算出的结果不能真实反映实际情况。
因此重申：高层建筑设计应严格遵守“抗规”、“高规”有关平面布置要求的规定，特别是核心筒（楼电梯筒）周围应布置足够宽度的楼板，筒周边墙体特别是疏散楼梯间墙体不应对外临空。
高层建筑中“细腰建筑”等平面特别不规则结构属“超限”高层结构，如一定要采用时应通过“超限高层结构”工程抗震设防专项审查后方能采用。
2）框支剪力墙结构高位转换配筋问题
根据抗震设计“强柱弱梁”的原则，高位转换的框支结构其柱子配筋从嵌固点到转换层楼面均应同时满足计算要求和“高规”10.2.11条的构造规定。当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，尚应符合“高规”4.8.5条的规定。“框支梁”是指转换层上的框架梁，其配筋应按计算和“高规”10.2.8条规定执行（当“框支梁”抬的墙较短或抬柱子，不属“偏心受拉”构件时，可不执行该条第2款规定）。转换层的非框架梁如抬有墙或柱时，其配筋按计算和按“高规”10.2.8条的“非抗震设计”要求构造规定执行，转换层以下各层框架梁则按计算要求和“高规”6.3.2条规定配筋。
3）剪力墙出平面弯矩问题

12）附加横向钢筋（箍筋、吊筋）的设置应按计算确定，构造按03G图示执行，这对转换层特别重要，不能笼统一句说明了事，更不能简单一句说明（如：主次梁相交处在主梁上设2Φ×吊筋）让施工单位处理。（除非主次梁关系明确，附加钢筋按构造设置）。
又如柱子箍筋，哪些部位加密应由设计人员确定，应由设计单位确定的事不应留给施工单位。
13）梁箍筋的配置应满足计算要求及构造规定，不能笼统地配Φ×100/200，特别是对中部有集中荷载的梁，加密区短了控制不住。
14）框架核心筒抗震等级的确定应从安全和节约两方面考虑，核心筒的墙体其重要性要大于框剪结构的墙体，因此抗震等级要高一级，当房屋高度在130M以下时，框架核心筒的筒体墙可视为“核心筒”，也可视为“剪力墙”，从节约角度，可按剪力墙考虑，但房屋高度大于130M时，则只能按“核心筒”考虑。
15）剪力墙厚度应满足“高规”7.2.2条要求，特别是底层地坪标高不一致，基顶埋置较深时容易超过规定，应当将墙加厚或进行稳定性验算。
16）剪力墙只要一个方向墙长满足＞8d要求即是普通墙，另一方向应设计成翼墙或端柱，尽量避免作一字型墙。（有些普通剪力墙墙肢按抗剪计算和按轴压比控制200厚就够了，仅由于高厚比需要而加厚，导致墙长与墙厚之比小于8时，仍可视为普通剪力墙）。
短肢剪力墙结构是指短肢剪力墙较多（即短肢剪力墙负荷的楼面面积与全部楼面面积之比超过50%时）的结构。此时应布置一定数量的筒体和普通剪力墙与短肢剪力墙共同受力，不允许采用全部为短肢墙的剪力墙结构。
17）剪力墙开洞形成小墙肢时，按高规7.2.5条配筋，箍筋按计算且全高加密，而且应满足剪力墙水平筋配筋要求（“审查要点”3.6.3条5款）
18）剪力墙（含短肢墙）的角窗对抗震不利，当设置角窗时从抗震和节能考虑，其主悬挑梁挑出长度不宜超过1.2米，梁高不宜小于500，角窗总宽度不宜大于3米，并应采取加强措施：墙肢应加翼缘或扶壁柱或墙肢加厚；按双悬挑梁复核（即不考虑主次梁关系，各自按悬臂梁复核）；楼板加厚、配筋加大且双层双向拉通配筋；楼板在悬臂梁根部连线处加设暗梁。
19）连梁钢筋按计算和“高规”7.2.26条规定配置，连梁两端剪力墙的水平筋应伸入连梁作为连梁腰筋的一部分，此水平筋数量如不满足7.2.26条规定的数量时可另加附加腰筋。
不宜将楼面主梁支承在连梁上，严禁将抬有墙体或柱的转换大梁支承在连梁上。
20）较薄的剪力墙（如200厚）单侧布置出平面的梁时应注意负筋的锚周长度，往往满足不了0.4laE的要求，应按铰接计算仅按构造布置负筋。无端柱或翼缘的剪力墙端部不应布置两方向相交的梁受力复杂且梁的负筋、墙暗柱的纵筋钢筋密集，难以保证浇注砼质量，此时应调整梁的布置，或加长墙肢，将两方向梁的支座错开。
21）“无缝设计”可采用设置后浇带或膨胀加强带方式来实现，设置后浇带时钢筋应该断开，考虑到钢筋接头位置错开的要求，后浇带宽度不宜小于2米，能作后浇跨更好。
22）冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋主要适用于一般楼板，对转换层楼板，嵌固层楼板等因板较厚，钢筋按构造设置时，可采用HPB235钢筋。抗震设计时要求构件延性好，此时钢筋应采用延性好的HPB235、HRB335钢筋，不应采用冷加工钢筋，如剪力墙的水平分布钢筋、柱子和梁的箍筋等。
23）设计人往往忽视有些构造要求，应按规范规定执行，如：
抗震设防时框架梁的配筋，其支座配筋率不应超过2.5%；梁端底面和顶面纵向钢筋的比值一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3；箍筋的直径、间距的规定等。
框支梁上部、下部（任何截面）的最小配筋率，抗震设计时对特一、一和二级分别不应小于0.6%、0.5%、0.4%；箍筋的直径、间距规定等。
梁的抗扭腰筋往往未按计算结果配置，有时数量相差甚多（抗扭筋如计算值很大时说明梁断面小了，应调整断面）。抗扭腰筋在支座锚固应满足锚固长度要求，当梁腹板高度大于450MM时应设构造腰筋，其作用是抵抗砼收缩，构造腰筋同样应有足够的支座锚固长度。
剪力墙（含短肢剪力墙）应设约束边缘构件或构造边缘构件，有些设计往往漏设，或虽设了但不满规范的要求，特别是纵筋的最小配筋率和箍筋的配置。