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高层建筑结构设计特点及常见问题分析【摘要】随着我国经济社会的飞速发展，以及城市人口的不断增加，高层建筑物越来越多的被民众所需要。
高层建筑物不仅有着多样的结构，还有丰富的功能。
因此，业主对于高层建筑物的设计和功能的要求也越来越高。
本文是对高层建筑结构的设计特点和问题做了简单的分析，也给了一点的解决措施，为以后高层建筑的设计留作参考。
【关键词】高层建筑；结构设计；设计特点；常见问题；解决措施高层建筑不仅缓解了城市土地紧张的问题，也填补了人们对现代高品质办公和住宅场所的需要。
由于轻质高强材料的研发和新的计算理论，施工技术的发展，特别是计算机结构分析手段的不断提高，更加促进了高层建筑的迅速发展。
建筑高度的增加，风格越来越多样化，给高层结构设计提出的新的课题和挑战。
高层结构设计不仅要满足大众品质的要求，还要跟上时尚的步伐。
1 高层建筑结构设计特点1.1 侧移成为控制指标。
高层建筑的顶点位移限制不仅决定数值大小，还决定了其振动频率，如果层间相对位移过大，会造成结构变形，进而使建筑物受到损坏，所以位移的限制值很重要，需要严格要求。
而在高层建筑的设计过程中，建筑结构产生侧移问题是设计的关键要求，随着高度的产生，建筑的水平荷载能力也在变化，建筑物的侧移幅度也再迅速增加，为了确保高层建筑的的安全，必须把建筑结构水平荷载下的侧移幅度控制在一定限度内。
如果不加以控制，会因侧移产生加大的附加内力，尤其是属相构件。
如果侧向位移增大，偏心家具，当产生的附加内力超过控制数值时，房屋将会侧他。
其次会让居住的人感到不适和恐慌。
建筑的结构主体也会出现裂缝，设止损后。
严重的会是机电设备管道受损，电梯轨道变形无法运行，后果不堪设想。
1.2 高度预防轴向变形。
在采用框架结构的高层建筑中，框架的中柱轴压力要比边柱的轴压力大很多，因此中柱的轴受压变形也大于边柱。
当建筑物很高的时候，这种变形的差异会达到相当大的数值，其结果相当于连续梁中间呈现下沉下陷的状态，使跨中正弯矩值和两端支座弯矩值增大。
浅谈高层建筑结构设计要点与注意事项随着社会的不断发展，高层建筑已经成为现代城市中不可或缺的一部分，其高度和规模不断刷新人们对于建筑设计的认知。
然而，高层建筑的结构设计难度也不断增加，需要建筑师们精心设计和计算，才能确保其安全可靠。
本文将从高层建筑结构设计的要点和注意事项两个方面分别进行探讨。
1.保证建筑的整体稳定性由于高层建筑层数众多，且建筑高度较大，因此建筑的结构稳定性是第一位考虑的问题。
建筑师们在设计建筑结构时需要考虑到建筑的整体重心和重力分布，决定采用何种结构形式来满足建筑体的状态稳定。
且建筑结构要足够坚固，以防止外部自然环境的影响，如风力、地震等。
2.优化结构形式高层建筑设计的另一个要点是优化结构形式。
设计师们需要在满足建筑稳定性的前提下，采用更优越的建筑结构形式，以提高建筑的经济效益和建筑材料的性能。
常见的高层建筑建筑结构形式有框架式建筑、筒体式建筑、悬臂式建筑、拉杆式建筑等多种类型。
3.加强地基的承载能力高层建筑的建造需依托强大的地基承载力，因此积极加强地基的承载能力是非常重要的。
合理的地基设计可以帮助减少同期施工等不可避免的负载，因而降低了对高层建筑的冲击。
1.考虑地震因素建筑结构设计中必须考虑到地震因素。
如地震发生，建筑结构将面临挑战，设计师们必须考虑到这些地震因素并采用更有弹性的建筑材料，以有效地减少这种影响。
2.严格按照设计规格进行施工建筑施工时，必须遵守规格，严格按照设计和规划过程来安排施工。
大量的验收和检测将保证建筑的质量和安全性，从而保证其在施工和之后的使用阶段能够得到保障。
3.注意材料的适用性在高层建筑的设计过程中，材料适用性也需要特别注意。
建筑师们应该选择适宜的材料，包括混凝土、钢筋、玻璃等构件，以提高居住的舒适感并保障安全。
4.定期检查和维护高层建筑施工完毕后，也需要周期性检验和维护。
建筑师们需定期检查建筑的稳定性、结构的安全性，以及检查建筑材料的损坏情况等。
检验和维护为持续的高质量保障提供了保障，并提高了建筑的使用价值。
论高层建筑结构设计及应注意的问题摘要：社会经济的不断发展，城市化进程的不断加快，以及工程和相关领域科学技术水平的提高，使得高层建筑的发展越来越快。
本文从结构设计特点、分析方法及其需要注意的问题等方面做了阐述，以供参考。
关键词：高层建筑；结构设计；抗震；abstract: it is the continuous development of the social economy, accelerating urbanization, and the improvement of science level of engineering and the related fields that make the development of the high-rise building faster and faster. this article expounds the structure design features, analysis methods and the problems that needs to be pay attention, providing for your reference.keywords: high-rise building;structure design;anti-seismic;中图分类号：tb482.2文献标识码：a 文章编号：随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。
另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
1 高层建筑结构设计特点1.1水平荷载是决定因素首先，对具有一定高度的高层建筑来说，虽然，竖向荷载大体上是定值，但是作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而发生较大幅度变化的。
高层建筑结构设计问题分析【摘要】随着城市建设的迅速发展，高层建筑在城市中应运而生并变的异常普遍。
特别是在我国的城市发展中，超高层建筑有时也成为反应城市经济繁荣和社会进步的标志。
本文对高层建筑结构设计的特点进行论述，并对结构设计中的相关问题进行深入的分析研究，为相关工程提供参考与借鉴。
【关键词】高层建筑；结构设计；特点；问题前言高层建筑存在诸多问题，高难度，高技术，高风险都需要大量技术工作人员去解决，高层建筑结构设计是一个复杂、长期、循环往复的过程，结构设计工程师在设计的过程不仅要严格执行新规范中相应的构造要求，还要结合实际情况，进行结构分析并且制定多种方案进行比较分析，只有这样才能从根本上消除设计质量的隐患。
一、高层建筑结构设计的特点分析研究1、水平荷载成为决定因素。
水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，与楼房高度的两次方成正比，高层建筑楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值，仅与建筑高度的一次方成正比。
对某一定高度楼房来说，它的竖向荷载大体上是定值，但是其水平荷载却不是定值，它随结构动力特性的不同而有较大幅度变化。
2、结构延性是重要设计指标。
与低层建筑相比，在地震作用下高层建筑的结构的变形会更大一些。
为了避免高层建筑倒塌，使其具有较强的变形能力，特别需要在其构造设计上采取一定的措施，来保证结构具有足够的延性。
3、轴向变形不容忽视。
在高层建筑中，因为其竖向荷载很大，所以它能够在柱中引起较大的轴向变形，使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外它还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。
4、侧移成为控制指标。
与低层建筑不同，结构侧移是高层建筑结构设计中的关键因素。
水平荷载下结构的侧移变形随着建筑高度的增加而增大，与建筑高度的四次方成正比。
因此，在水平荷载作用下，应将结构的侧移控制在一定的限度范围内。
二、高层建筑结构体系的特点分析研究1、框架结构体系。
高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析摘要：高层建筑结构设计阶段，在满足安全性、耐久性的前提下，对结构设计的优化，有利于实现建筑结构设计的经济性。
基于此，本文笔者根据多年工作经验对高层建筑结构设计存在的问题及优化措施进行简要分析。
关键词：高层建筑；结构设计；优化；一、高层建筑结构设计中的常见问题1.抗风问题因为高层建筑的楼层较多并且高度较高，所以，相对其他建筑，高层建筑更容易改变风的流动性与空气的动力效应。
由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小，在风荷载较大的情况下，很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构，降低建筑物的稳定性。
因此，进行高层建筑结构设计时，需要对结构进行抗风设计，防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患[2]。
2.抗震问题高层建筑抗震结构设计一直以来都是建筑结构设计中的一个难点。
因为地震属于自然因素，而每个地区的抗震设防烈度不同，计算得出的数据也并不是所有地区都适用，并且计算地震结构设计数据时，存在许多不确定性因素，加之一些设计人员的灵活性不足，不能很好地完善抗震结构设计。
3.消防问题针对高层建筑结构消防设计，在我国相关规范中有明确规定。
由于高层建筑楼层比较多，发生火灾时，高层建筑难以疏散住户，对控制火势不利，并且排烟系统设计难度大等，都是高层建筑防火结构设计急需攻克的问题[3]。
二、高程建筑结构设计常见问题的优化措施1.科学设计建筑平面针对高层建筑结构中出现的扭转问题，在建筑结构设计中，相关设计人员应以地基具体形状和建筑物功能需要等为依据，科学合理地设计建筑物外形，尽可能采取长方形、圆形等相对常规的建筑平面，提高建筑结构的稳定性。
2.提高建筑抗风荷载作用的能力为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求，对高层建筑结构进行抗风设计时，必须充分做好以下工作：1）优化基础，只有高层建筑的基础部分稳定性较强，才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。
因此，明确混凝土的级配标准成为高层建筑基础设计最基本的工作。
多高层建筑结构体系的特点摘要：多高层建筑的基本结构体系有框架结构，剪力墙结构，框架-剪力墙结构，筒体结构以及巨型结构，他们既有各自的特点，相互之间又存在一定的联系。
本文聚焦于这些基本结构各自的适用条件以及受力性能，从整体结构的高维视角进行分析，并对这几种结构的内在机理和相互联系及发展演进进行阐述。
关键词：多高层结构体系，发展演进，受力特征，性能特点。
一、框架结构的特点：框架结构的特点是其平面空间可以自由布置，但是由于框架结构在平面模式下运行，只能在自身平面内具有较大的抗侧力，因此要在另一垂直平面上设置框架以抵抗除自身平面方向的力矩。
为了防止框架结构发生连续倒塌，通常不应使用单跨框架。
但是由于框架结构是稀疏的长细立柱组成，受到水平力时容易发生较大挠曲，一方面可以通过结构的变形来消耗地震过程中的能量，令其具有一定的抗震能力，但是由于框架结构属于柔性体系，当遇到较大地震时，侧向变形倒塌会在变形程度超过了其变形能力时发生。
之前的地震中，破坏最多的是填充墙，发生地震时，由于填充墙和框架组成了一个共同的受力系统，刚度越大，受力越大，所以填充墙承担了大部分的地震力，使填充墙在较小地震作用下也会发生大小不同的损坏。
框架结构抵抗地震的一般构造原则包括避免在较强地震荷载下塌方，增大延性耗能的强柱弱梁设计；提高此体系各个构件共同受力的强节点弱构件设计；以及使钢筋混凝土梁等构件中使梁尽量出现正截面受弯破坏，防止受剪破坏，以使构件尽量发生延性破坏的强剪弱弯设计。
二、剪力墙结构体系的特点：随着人口逐渐向城市聚集，能够承载更多人的高层建筑成为了城市建筑所追求的结构体系，于是剪力墙结构在1960年左右开始应运而生。
剪力墙结构可以看作将框架结构中的柱子加宽形成墙体，并在内部用竖向连贯的墙体分割空间，同时承担力的作用。
一面墙体，在竖向受力时，其内墙近似轴向受压，但是外墙偏心较大，因为墙体宽度小，长度大，所以垂直于长度方向，其截面惯性矩大，垂直于宽度方向，截面惯性矩小，为了防止因截面惯性矩不足，发生墙体倒塌，因此墙体需要在垂直的两个方向上都进行布置，形成空间结构。
试论当前高层建筑结构设计特点及相关问题摘要：高层建筑结构及其功能日益增加，高层建筑结构设计中遇到的问题也越来越多，本文对高层建筑结构设计特点进行分析，对高层建筑结构设计中存在的问题进行探讨。
关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；中图分类号：tu318文献标识码： a 文章编号：1、引言随着社会经济的快速发展，以及社会化进程的加快，为了满足社会需求，高层建筑工程日益增多，高层建筑的功能也发生变化，建筑高度不断增加，建筑结构设计特点越来越复杂，高层建筑结构设计已经成为结构工程师进行设计工作的重点内容。
然而高层建筑的结构设计方面也存在诸多问题，为了避免这些问题的发生，需要对高层建筑设计特点进行分析研究。
本文对此展开讨论，以期对于高层建筑工程质量的提高起到一定的促进作用，不足之处，敬请指正。
2、高层建筑结构设计特点2.1 水平荷载是结构设计的决定性因素水平荷载是高层建筑结构设计特点的一个决定性因素，其重要性主要表现在以下两个方面：一方面，高层建筑的楼房自重以及楼面使用荷载会引起轴力和弯矩的数值变化，其数值与楼房高度成正比关系，水平荷载作为影响高层建筑结构设计的重要因素，会对高层建筑的结构产生较大的倾覆力矩，相当于竖构件中的轴力和楼房高度的关系，也是成正比；另一方面，对高层建筑来说，竖向荷载是固定的数值，水平荷载是变量，其数值大小会根据高层建筑结构动力特点的差异而产生较大区别，影响较大的水平荷载主要有风荷载和地震作用。
2.2 高层建筑的轴向变形量高层建筑的竖向荷载数值较大，对于高层建筑有较大影响，具体表现在高层建筑柱中引起较大轴向变形，从而导致连续梁弯矩发生变化，其中间支座处的负弯矩值变小，跨中正弯矩以及端支座负弯矩的数值变大；竖向荷载还会对预制构件产生较大影响，具体表现在构件的下料长度上，长度随着数值的变化而发生变化；除此之外，高层建筑的轴向变形量和构件剪力以及侧移量也有较大关系。
2.3 高层建筑侧移量成为控制目标高层建筑不同于低层楼房，其结构侧移量成为高层建筑进行结构设计时着重考虑的关键问题，建筑的高度越来越高，水平荷载对其产生的侧移变形量也越来越大，因此在进行高层建筑的结构设计时需要把侧移量放入可控制的限度之内。
多高层建筑结构设计的特点及应注意的问题
【摘要】随着我国经济的发展和人口的增多，高层建筑成为了城市建设设计中重要的一部分。
高层建筑具有现代化的气息，本文对多高层建筑结构设计的特点及其中存在的问题进行了分析，对如何做好多高层建筑的设计提出了看法。
【关键字】多高层、建筑结构设计
1、前言
虽然我国建筑业近年来蓬勃发展，但是不可否认其中还存在许多问题，如何研究问题、解决问题、促进我国建筑业的发展成为了建筑领域现阶段的重要研究课题。
2、多高层建筑的设计理念
在高层建筑结构设计中，建筑结构的构件必须要具备一下几个方面的优势性能：刚度、承载力、延性、稳定性等。
2.1.总体设计原则
总体上来说，建筑结构的构件要遵循这样的原则：强剪弱弯、强节点弱构件、强柱弱梁、强底层墙。
其次，对于在设计和施工中，对可能产生结构相对薄弱的地带或者部位，一定要采取各种合理的强化措施来提高此部位的抗震性能，从而达到整个建筑抗震的均衡性。
再次，在设计中，面对纵向载荷的重要构件，为保证整个建筑体的纵向受力平衡，就要尽量避免在此设置主要的耗能构件。
2.2.最大限度地设置抗震防线
在一个巨大的建筑体中，抗震系统是根据建筑系统的设计而设计的。
所以，整个抗震结构体系不是单一存在的，而是由多个抗震延展性能较好的分体系合理构成，各体系通过合理的连接，才构成了建筑体的抗震体系。
例如：剪力墙―框架的设计结构，是由剪力墙和延性框架两个部分构成的，而在剪力墙体系中，则由多肢或者双肢剪力墙组成。
为了抵抗地震以及余震的伤害，一道地震防线难以抵挡强大外力的破坏的，所以在抗震体系的设计中，要尽可能地多设置外部和内部的冗余度，设置合理科学而具有完整体系的分布屈服区。
同时，在同一楼层中，采用主要耗能构件屈服后，则需要其他的侧力构件保持足够的弹性，以最大限度保持“有效屈服”。
在设计中，一定要避免同一建筑平面出现抗震力出现极度反差的两个地段，避免在设计中出现不合理的加强或者在施工中出现以大带小的现象。
2.3.对于可能出现受力薄弱的地段，要采取合理的措施补强
在判断建筑设计中的薄弱地段时，最基本的判断方式就是量化构件的实际承载能力，而构件在地震的过程中，基本上不存在强度的安全储备。
在设计和施工中，一定要使得设计计算的弹性和楼层的实际承载能力的比值在总体上保持一个大致的变化范围，倘若有突发位置的比值发生数值巨变，那么就会使得塑性由于内力的重新分布而导致集中产生。
在设计中，一定要避免因为加强局部而造成整个建筑体的承载力和刚度产生极度的不协调的情况出现。
3、多高层建筑的设计特点
3.1、设计主要因素是水平力
在进行低层和多层房屋结构时，一般控制着结构设计的是竖向荷载，主要是重力。
但是在高层建筑结构设计中，虽然竖向荷载对结构设计具有很大影响影响，但起决定性作用却是水平荷载。
主要原因是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。
3.2、抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计，不仅要对正常使用时的风荷载、竖向荷载加以考虑，还要保证结构具有良好的抗震性能，确保小震不坏、大震不倒。
3.3、侧移成为控指标
不同于低层或多层建筑，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比。
3.4、要重视轴向变形
采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力通常比边柱的轴压应力要打，中柱的轴向压缩变形要比边柱的轴向压缩变形大。
假如房屋很高，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
3.5、降低高层建筑自重比多层建筑更为重要
充分考虑地基承载力或桩基承载力，假设在同样地基或桩基的条件下，减低房屋自重实际上是指在保持原有基础造价以及处理措施的基础上，能够多建层数，在软弱土施工的工程项目经济效益尤为明显。
地震效应随建筑的重量增大而增大，所以降低房屋自重可以有效提高结构抗震能力。
4、多高层建筑设计中的几个问题及解决方法
4.1目前国内高层建筑基础设计为直接采用标准的计算机程序，对各种荷载效应组合和相同的基础或桩基础承载力的特点设计，风荷载和地震作用主要引起高层建筑边角竖向结构较大轴力,将此短期作用与永久作用同等对待, 加大了边角竖向结构的基础，相应重力荷载长期作用下中部竖向结构基础未得以增强，导致一些高层建筑的地下室出现底部侧壁裂缝现象的典型的八字裂缝典型盆式差异沉降。
建议重力荷载和风荷载组合,承载力特征值可适当增加了 1.1倍到 1.2倍, ，重力荷载与地震作用组合时，承载力特征值可按现行《建筑抗震设计规范》予以提高。
因此,高层建筑基础设计应减少长期的基础变形和变形差异以中性负荷为主,计算地面变形,基于地面荷载作用效应使用正常使用极限状态下的荷载效应准永久组合,不计入风荷载和地震作用。
4.2. 高层建筑结构基础嵌岩时，宜在基础周边及底面设置砂质或其他材质褥垫层，垫层厚度可取50mm—100mm，不宜采用肥槽填充混凝土做法。
筏板基础平面尺寸应根据地基土的承载力,上部结构的布局和载荷分布因素决定,偏心距的计算可以被取消。
平板式筏厚度可以根据计算确定的冲切承载力,仍不平衡力矩效应应被视为在部分额外的剪切厚度不应小于400mm。
筏板基础应该是双向钢筋网片配置,分别在板上表面和底部,钢筋间距不小于150mm,不应该大于300mm; 受力钢筋直径不宜小于12mm。
梁板式筏基梁宽小于柱宽时，可将肋梁在柱边加腋，并满足构造要求。
墙柱的纵向钢筋贯通基础梁，并从梁上皮起满足锚固长度的要求。
梁板式筏基的梁高取值应包括底板厚度在内，梁截面应满足正截面受弯及斜截面受剪承载力，并应验算基础梁顶面柱下局部受压承载力。
梁高不宜小于平均柱距的1/6。
4.3.杆件轴向变形的影响问题
施加预应力的杆件要产生轴向变形,其中的徐变收缩变形很难准确计算,差别可能很大,但一般考虑长期变形为短期变形的2倍,人们往往能够接受。
种种条件有利时,长期变形值可以再少取一些。
杆件轴向变形引起整个超静定结构的内力变化,要认真分析。
当轴向变形很大时,一般是在施工时采取让杆件可以自由变形的措施。
张拉后,等一段时间再做成整体连接,但这样处理比较麻烦。
另外是估计杆件的轴向变形值,在截面设计时考虑进去。
更多的情况是,轴向变形值较小时可以不必过多考虑。
而确定张拉阶段是这一问题的关键,最不利的情况是单层框架状态时张拉。
5、结合实例分析多高层建筑的设计
某员工宿舍，建筑共九层，总高33.5米,综合长度是85.96米。
第一层为员工食堂，从二层到六层为员工的宿舍，七层到九层作为公司高级员工的住所。
结构设计中,按七度区设防,特征周期是0.35S，地震加速度是0.15进行抗震设计，主体采用现浇钢筋混凝土的框架结构。
在结构分析时，将整个的建筑结构主要分成两个单元，并且通过设缝将单元的长度均为42.7米。
因本工程室内的墙体比较多，导致了边柱与中柱都要承受很大荷载。
在建筑的底层柱上应用的是C40
的混凝土材料，中柱的横截面积大约在950*1000。
在最开始试算时，第一个周期为扭转周期。
依照技术规程之中所规定的内容：结构扭转为主要内容的第一自振周期是Tt和平动为主第一自振的周期T1的比值，A高度的高层建筑这个比值不可以大于0.9。
在最开始的试算之中，Tt和T1的比值，均超过规范要求大于0.9，在之后的试算之中。
通过以下措施进行调整。
将底层的角柱横截面积调整为850*800，同时将底层中柱的横截面积调整成950*950，底层边柱的横截面接调整成900*950，通过结构试算,第一个周期为平动周期，且Tt/T1的比值为0.87，满足规范要求，使整个结构顺利完成。
但是一旦框架柱的横截面积过大，就会对下面的一些楼层平面在使用功能上有一定的影响，比如房间与卫生间的框架柱截面太大，就会对使用功能造成一系列影响。
对于此工程来说，如果在一些适当的位置进行剪力墙的假设，使底层的角柱截面调整成500*500，而底层中柱和边住的横截面积调整成600*600，并将其进行计算，会使经济上的指标有一定的提高。
6、结束语
现如今，我国多高层建筑的设计多种多样，不断创新，所以我们面临的挑战也逐渐增大。
不同的建筑类型在设计过程中应该使用不同的设计方法，根据实际的施工方案提出可行性分析，保证建筑的美观和质量，促进我国建筑行业的发展。
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