摘要：高層建筑是我國目前樓房建筑較為主流的趨勢，本文主要闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，介紹了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體系，最后又分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)的問題，建筑商應(yīng)該要遵循這樣的特點(diǎn)，避免出現(xiàn)類似的問題，建造出更多更好的高層建筑。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)體系。

　　一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　1、水平荷載度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。高層建筑的樓面使用荷載以及自身的重量在豎向的構(gòu)件中引起的彎矩和軸力的數(shù)值，是與高層建筑物本身的高度成正比的。但是高層建筑物的水平荷載對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的傾覆力矩，和由于此在豎向的構(gòu)建中所引起的軸力，和高層建筑物的高度二次方是成正比的關(guān)系。另外，對(duì)于一定高度的建筑物來說，豎向的荷載基本是一個(gè)固定的數(shù)值，但是其水平荷載的地震和風(fēng)荷載的作用，數(shù)值卻是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而會(huì)產(chǎn)生一定幅度的變化。

　　2、軸向的變形情況不能忽略。在高層建筑的過程中，豎向荷載的數(shù)值通常都是很大的，并且能夠在柱中引起較大程度的軸向變形，從而就會(huì)影響連續(xù)梁彎矩，就會(huì)產(chǎn)生連續(xù)梁中間支座位置的負(fù)彎矩值減小的后果，同時(shí)又會(huì)使得端支座的負(fù)彎矩值和跨中正彎矩值增加，同時(shí)還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)建的下料長度產(chǎn)生一定的影響，折舊要求要根據(jù)軸向的變形計(jì)算值，對(duì)應(yīng)該下料的長度做出相應(yīng)的調(diào)整。另外，還會(huì)影響構(gòu)建的側(cè)移和剪力，而與構(gòu)件的豎向變形相比較考慮，就會(huì)得出較為不安全的結(jié)果。

　　3、結(jié)構(gòu)側(cè)移成為關(guān)鍵因素。與多層建筑相比，高層建筑的結(jié)構(gòu)側(cè)移已經(jīng)成為了主要的控制指標(biāo)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性的因素。隨著樓房層數(shù)、高度的逐漸增加，水平的荷載結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形就會(huì)得到迅速的增大，因此，在水平荷載的作用下，結(jié)構(gòu)側(cè)移應(yīng)該被控制在一定的限度范圍之內(nèi)。

　　4、結(jié)構(gòu)延性是高層建筑的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。與較低樓房的建筑相比，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則更柔一些，如果在地震中，其變形需要更大一些。因此為了能夠使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后還能夠保持具有強(qiáng)勁的變形能力，避免高層檢出出現(xiàn)倒塌的情況，就需要在構(gòu)造上采取特別的且適當(dāng)?shù)拇胧�，以保證高層建筑的結(jié)構(gòu)能夠具有足夠的延性。

　　二、高層建筑結(jié)構(gòu)體系

　　1、框架結(jié)構(gòu)體系。既是指主要通過梁、柱等構(gòu)件，利用其各個(gè)節(jié)點(diǎn)將其進(jìn)行連接所構(gòu)成的承載結(jié)構(gòu)�？蚣艿慕Y(jié)構(gòu)體系能夠較為靈活的配合建筑的平面安排和布置所需要的較大空間。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)高度的增加，其水平作用就會(huì)導(dǎo)致框架底部梁柱構(gòu)件的剪力和彎矩出現(xiàn)明顯增加的情況，從而會(huì)加大梁柱的截面的配筋量和尺寸。在一定的程度上，會(huì)對(duì)建筑的空間處理和平面布置帶來較大的困難，從而影響到建筑空間的正常有效使用，而其在材料的選取和造價(jià)等方面也就會(huì)變得不夠合理，因此就會(huì)影響其使用層數(shù)。

　　2、剪力墻體系。剪力墻一般都是用在鋼筋混凝土的高層建筑結(jié)構(gòu)中，由墻體完全承受豎向荷載和水平的作用。在剪力墻承載水平力的作用時(shí)，它就相當(dāng)于是一根下部嵌固的深梁懸臂。剪力墻的水平位移主要就是由剪切變形和彎曲變形兩部分所構(gòu)成。而高層建筑中的剪力墻最大的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)層間位移隨著樓層的增加而增加。剪力墻結(jié)構(gòu)要比框架結(jié)構(gòu)的空間整體性好且結(jié)構(gòu)剛度較大，同時(shí)還擁有用鋼量小、抗震能力強(qiáng)特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)層間位移和水平位移通常也是較小的。因此，其最能夠滿足對(duì)抗震設(shè)計(jì)變形所需要的要求。

　　3、剪力墻——框架體系。既是指將剪力墻和框架兩種結(jié)構(gòu)相互組合，進(jìn)而形成一種新的體系。那么高層建筑的豎向荷載是由剪力墻和框架共同進(jìn)行承擔(dān)的，但是其水平的作用則主要就是由擁有較大的抗側(cè)剛度的剪力墻來進(jìn)行承擔(dān)。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅僅具有剪力墻較強(qiáng)的抗震能力和較大的剛度，同時(shí)還具有框架結(jié)構(gòu)的使用方便和布置靈活的特點(diǎn)，因此能夠被廣泛的應(yīng)用在高城的旅館建筑和辦公建筑當(dāng)中。而高層建筑的水平力也主要是由剪力墻和框架共同進(jìn)行承擔(dān)，正是因剪力墻和框架的共同協(xié)同工作，其內(nèi)力分布和受力狀況都得到了較好的改善。

　　4、簡體體系。隨著高層建筑的高度和層數(shù)的增加，高層建筑結(jié)構(gòu)所能夠承受的水平地震作用也會(huì)大大的增加，框架、剪力墻和剪力墻——框架等結(jié)構(gòu)就明顯變得不經(jīng)濟(jì)、不合理，同時(shí)也更加不可行。此時(shí)，就可以將剪力墻在平面內(nèi)圍合成一個(gè)箱型，從而形成一個(gè)框筒，而這個(gè)框筒就是一個(gè)書香不知的空間受力體，從而也就能夠形成一個(gè)具有良好的抗震、抗風(fēng)性能的簡體結(jié)構(gòu)體系。

　　三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

　　1、要倡導(dǎo)節(jié)約。我國當(dāng)前還屬于是一個(gè)發(fā)展中的國家，而倡導(dǎo)節(jié)約也一直是建筑設(shè)計(jì)中不變的基本理念。而目前我國規(guī)范中對(duì)于高層建筑的構(gòu)造要求也與國外相差無幾，而我國的很多高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)符合了國際市場的標(biāo)準(zhǔn)，但是也并不是代表我國的高層建筑結(jié)構(gòu)的安全度就值得信賴了，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行規(guī)范。但是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，還要做到節(jié)約，盡可能的降低消耗，降低建筑成本。根據(jù)客觀形勢的變化要求，我國可以將高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度的水平適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行提高，這樣在原有的基礎(chǔ)上，并不會(huì)造成較大的或者是更多的投入，但是卻適宜我國長遠(yuǎn)和總體性的發(fā)展。

　　2、注重建筑物的受力性能。對(duì)于一個(gè)高層建筑的最初的設(shè)計(jì)方案而言，建筑師更多的則是考慮建筑的空間組成特點(diǎn)，并不是能夠具體或是詳細(xì)的明確建筑的結(jié)構(gòu)。而高層建筑的地面對(duì)其空間形式的水平方向穩(wěn)定和豎向穩(wěn)定都是十分重要的。而由于建筑物主要是由一些重且大的構(gòu)件所組成的，因此建筑物的結(jié)構(gòu)就必須要能夠?qū)⑵渥陨淼闹亓總鬟_(dá)至地面，建筑結(jié)構(gòu)的荷載則總是向下作用于地面，然而建筑物的設(shè)計(jì)的一個(gè)最為基本的要求就是要搞清楚，建筑物所選擇的體系中向下的作用力和地基面的承載力之間的相互關(guān)系，因此在建筑的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行的階段，就一定要對(duì)主要的承重墻和承重柱的分布和數(shù)量進(jìn)行總體的設(shè)想和設(shè)計(jì)。

　　3、提倡使用概念的設(shè)計(jì)。所謂的概念設(shè)計(jì)則主要是指不經(jīng)過數(shù)值的計(jì)算，尤其是在一些很難做出精確性的分析，或者是在規(guī)范的過程中很難規(guī)定的問題，就要依據(jù)建筑物整體的結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的工程經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)現(xiàn)象、震害、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理和力學(xué)關(guān)系所獲得的基本的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)原則。從整體的角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震細(xì)部措施和總體布置進(jìn)行空管的控制。而對(duì)于概念性近似估算方法的引用，可以在簡述方案的設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行迅速且有效的對(duì)結(jié)構(gòu)的體系進(jìn)行比較、構(gòu)思，并做出最終的選擇，相比較于手算而言則更加容易。所得到方案也往往是定性正確且概念清晰的，這也能夠避免在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段的后期出新一些不必要的繁瑣、復(fù)雜的運(yùn)算，往往具有較好的、叫可靠的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，概念的設(shè)計(jì)也是對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析所輸出數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行判斷的主要依據(jù)。經(jīng)過近十幾年來我國高層建筑建設(shè)的迅速發(fā)展，高層建筑的建造數(shù)量和建造速度在世界的建筑史上都是很少有的。但是從我國高層建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來看，卻并不容樂觀，大多數(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為了追趕時(shí)尚、追趕潮流，因此在高層建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該要做出更為長遠(yuǎn)的規(guī)劃。

　　四、小結(jié)

　　經(jīng)過近幾年的發(fā)展，我國的高層建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展，但是在發(fā)展的過程中，我們還是應(yīng)該遵循高層建筑的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)理念，選擇最有效的高層建筑結(jié)構(gòu)體系，建設(shè)好我國的高層建筑，令其更加符合甚至是超越國際市場上的標(biāo)準(zhǔn)，為我國的高層建筑業(yè)謀得更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 任旭，《高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討》，《工業(yè)建筑》，2006(36)

　　[2] 趙華，《高層建筑結(jié)構(gòu)選型的復(fù)雜性研究》，《山西建筑》，2008(34)

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