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【摘 要】 高层建筑是近百年来发展起来的一种建筑形式，发展迅速，日新月异，很快成为反映城市经济繁荣和社会进步的重要标志。高层建筑投资人、建设周期民，对其进行优化设计以期获得最优结构方案一直是结构设计人员所努力的方向，不仅对结构受力的合理性、新型结构形式的研究和推广具有十分重要的科学意义，而且具有显著的经济效益。结构体系的优化选择就是针对某一幢高层建筑，在建筑方案已经确定的情况下，运用科学的方法进行比较分析，从而确定一个综合经济效益最佳的结构型式。
【关键词】 高层建筑；结构体系；研究；探讨
引言：
随着国家经济的发展，各行各业对于建筑房屋的需求和人们对建筑的观念改变，使得我国的建筑行业突飞猛进地发展起来。然而高层房屋建筑结构设计方面存在诸多问题，造成设计过程中安全性和经济性不能有效的把握。我们必须重视这些问题，并探寻恰当的解决方法，以促进我国高层房屋建设工作的稳定发展。
1、高层房屋建筑结构的设计特点
高层房屋的建筑结构设计与我国传统的低层和多层房屋的建筑结构设计是不同的。高层房屋不仅在建筑设计方面要求有艺术感的立而效果和流畅合理的平面布置，在结构设计方面也要具各较强的抗震性能和抗风能力。从而就需要了解高层房屋在结构设计时的特点，做好充分的考虑和周密的计算，并做好相应的控制。
1.1控制指标的侧移
建筑高度的增加会导致水平的荷载作用之下的结构侧向产生更大的变形，结构侧移和建筑的高度四次方是成正比的，因此结构强度必须足够大，还要考虑足够抗侧移的刚度，保证结构于水平的荷载作用下所产生的侧移是在规范限定内。当侧移过人的时候，位于建筑物里的人会产生心理不适，建筑物里的电梯轨道、建筑装饰以及填充墙等设施易产生裂缝、变形、损害状况，且侧移过人会导致建筑结构出现开裂甚至损害状况，最终危及结构使用的期限。因此要确保建筑物的正常作用功能，就必须做好控制建筑结构的侧移工作。
1.2水平力
影响高层房屋的建筑结构设计主要因素的是水平力，和控制多层或底层房屋结构的荷载产生的力是不同的。在高层建筑里，水平荷载对房屋的结构设计有十分重要的影响，其中常见的为风荷载，以及地震所产生的水平荷载，这就对高层建筑要求较高的刚度。
1.3轴向变形不容忽视
在外力的作用下所有的建筑结构都会产生剪切变形、弯曲变形、和轴向变形这二种位移。由于一般的结构构件其轴力与剪力产生的影响比较小，因此在低层的房屋建筑结构中经常忽视轴向变形与剪切变形。然而高层房屋建筑结构的轴向变形由于轴力人和建筑层数比较多对高层房屋的结构内力存在较人的影响，再加上建筑高度的升高会给轴向变形带来显著的变化。因此高层房屋的建筑结构设计对剪力墙的截而考虑就要非常慎重。
1.4较高杭震设计
高层房屋建筑结构设计必须考虑建筑结构的抗震性能，以便发生小地震的时候建筑物可以不遭损害、发生中地震时能通过维修来恢复原貌，发生人地震的时候不出现倒塌现象，确保人们的则产以及人身安全。这就需要通过一系列的抗震构造措施来加强高层房屋的抗震性能。
2、高层建筑结构型式
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。而在高层建筑中，抵抗水平力是设计的主要问题，从而抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题。高层建筑按抗侧力体系可分为以下几种型式。
2.1框架结构
框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构。框架结构的优点是：强度高，自重轻，整体性和抗震性好，不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可以获得较人的使用空间，所以它的应用极为广泛。
2.1.1矩形柱框架结构
矩形柱框架結构采用框架梁、矩形柱组成的框架体系作为建筑竖向承重结构，同时承受水平荷载。其特点是：空间大，灵活性好，使用方便。在住宅建筑中房间往往分隔不规则，柱网难以布置，由于整体结构的抗侧、稳定主要靠框架结构本身，柱截面较大，可能会大于隔墙厚度，从而造成柱子外凸，影响家具布置和关观。在受力方面，抗侧力性能较差、刚度较低，在强震下容易产生震害。
2.1.2异形柱框架结构
异形柱框架结构是指全部或部分柱截而为L形、T形、十字形，截而高与肢厚之比小于或等于4的框架结构，介于短肢剪力墙与矩形框架之间的一种结构体系。异形柱结构避免了框架柱在室内凸出，少占建筑空间，使建筑更加关观，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性，并且明显提高了结构抗侧刚度。近年来异形柱结构在建筑业界尤其是在住宅设计中得到了广泛应用。
研究表明，异形截面柱与相同截面面积的矩形柱构成的框架比较，框架的总抗侧刚度约增加20%，建筑顶点水平位移约减少8%.这说明采用异形柱对结构整体受力性能影响不大，对加强结构空间整体性、提高结构抗风、抗震性能是有利的。但也有不足之处，异形柱比普通矩形柱的变形能力低，易发生脆性破坏。
2.2剪力墙结构
剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。
2.3剪力墙与其他结构型式组合的几种结构体系
2.3.1框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构是指框架与剪力墙组合而成的结构体系，既能灵活布置空间大小，又具有较大的侧向刚度，广泛用于层数较多、总高度较高的建筑，能够满足较多的建筑功能要求。对于地震区建筑，框架-剪力墙结构具有两道抗震防线即剪力墙与框架。此外，框架一剪力墙结构仍然存在一些不足，由于功能要求，剪力墙布置位置可能会受到限制，不可避免地造成刚心、质心不重合，产生偏心扭矩。同时，其侧向刚度还是偏小，房屋建造高度受到限制。框架一剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为剪弯型（图1）。 2.3.2異形柱框-剪结构
钢筋混凝土异形柱框一剪结构兼有框架结构空间布置灵活和剪力墙结构刚度大、抗震性能好的优点。这种结构具有许多显著的优点：柱的平面布置可灵活多变，在建筑平面隔墙交叉点布置异形柱，根据结构抗侧力的需要，柱的数量可按需而定，墙肢民短由计算确定，受建筑功能的限制较少，可满足业主对人开间建筑的需要。近年来，在住宅、办公楼等建筑中应用日见增多。
2.3.3框支剪力墙结构
当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。其主要特点是：侧向刚度在底层楼盖处发生突变，在地震作用下可能会由于底层框架刚度太弱、强度不足、侧移过大、延性不足而出现破坏，甚至导致结构倒塌，造成严重后果。
2.4筒体结构
筒体结构是将剪力墙或密集框架柱集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是：剪力墙集中而获得较人的自由分割空间，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和框架柱组成竖向箱形截面的框筒，形成整体，整体作用抗荷，适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载人的高层建筑。筒体结构分筒体-框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。
2.5巨型结构
巨型结构是现代高层或超高层建筑的一种崭新体系，是指整幢结构用巨柱、巨梁和巨型支撑等巨型杆件组成空间析架，相邻立而的支撑交汇在角柱，形成巨型空间析架结构。此类结构能够充分发挥材料性能，具有巨人抗侧刚度及整体工作性能，可以满足许多具有特殊形态和使用功能的建筑平立面要求，是一种非常合理的高层及超高层结构形式，已越来越多应用于工程实际中，前景广阔。
3、结束语
高层房屋的建筑结构设计比较复杂，因此我们要因地制宜的实行全过程的管理和控制。以使整个高层房屋建筑结构设计安全可靠、经济合理，工程建设顺利进行。
参考文献：
[1]汪大绥，周建龙，包联进.超高层建筑结构经济性探讨[J].建筑结构，2012，05：1-7.
[2]范重，孔相立，刘学林，王义华，刘先明.超高层建筑结构施工模拟技术最新进展与实践[J].施工技术，2012，14：1-12+76.
[3]毛志兵.高层与超高层建筑技术发展与研究[J].施工技术，2012，23：4-10+22.
【关键词】 高层建筑；结构体系；研究；探讨
引言：
随着国家经济的发展，各行各业对于建筑房屋的需求和人们对建筑的观念改变，使得我国的建筑行业突飞猛进地发展起来。然而高层房屋建筑结构设计方面存在诸多问题，造成设计过程中安全性和经济性不能有效的把握。我们必须重视这些问题，并探寻恰当的解决方法，以促进我国高层房屋建设工作的稳定发展。
1、高层房屋建筑结构的设计特点
高层房屋的建筑结构设计与我国传统的低层和多层房屋的建筑结构设计是不同的。高层房屋不仅在建筑设计方面要求有艺术感的立而效果和流畅合理的平面布置，在结构设计方面也要具各较强的抗震性能和抗风能力。从而就需要了解高层房屋在结构设计时的特点，做好充分的考虑和周密的计算，并做好相应的控制。
1.1控制指标的侧移
建筑高度的增加会导致水平的荷载作用之下的结构侧向产生更大的变形，结构侧移和建筑的高度四次方是成正比的，因此结构强度必须足够大，还要考虑足够抗侧移的刚度，保证结构于水平的荷载作用下所产生的侧移是在规范限定内。当侧移过人的时候，位于建筑物里的人会产生心理不适，建筑物里的电梯轨道、建筑装饰以及填充墙等设施易产生裂缝、变形、损害状况，且侧移过人会导致建筑结构出现开裂甚至损害状况，最终危及结构使用的期限。因此要确保建筑物的正常作用功能，就必须做好控制建筑结构的侧移工作。
1.2水平力
影响高层房屋的建筑结构设计主要因素的是水平力，和控制多层或底层房屋结构的荷载产生的力是不同的。在高层建筑里，水平荷载对房屋的结构设计有十分重要的影响，其中常见的为风荷载，以及地震所产生的水平荷载，这就对高层建筑要求较高的刚度。
1.3轴向变形不容忽视
在外力的作用下所有的建筑结构都会产生剪切变形、弯曲变形、和轴向变形这二种位移。由于一般的结构构件其轴力与剪力产生的影响比较小，因此在低层的房屋建筑结构中经常忽视轴向变形与剪切变形。然而高层房屋建筑结构的轴向变形由于轴力人和建筑层数比较多对高层房屋的结构内力存在较人的影响，再加上建筑高度的升高会给轴向变形带来显著的变化。因此高层房屋的建筑结构设计对剪力墙的截而考虑就要非常慎重。
1.4较高杭震设计
高层房屋建筑结构设计必须考虑建筑结构的抗震性能，以便发生小地震的时候建筑物可以不遭损害、发生中地震时能通过维修来恢复原貌，发生人地震的时候不出现倒塌现象，确保人们的则产以及人身安全。这就需要通过一系列的抗震构造措施来加强高层房屋的抗震性能。
2、高层建筑结构型式
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。而在高层建筑中，抵抗水平力是设计的主要问题，从而抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题。高层建筑按抗侧力体系可分为以下几种型式。
2.1框架结构
框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构。框架结构的优点是：强度高，自重轻，整体性和抗震性好，不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可以获得较人的使用空间，所以它的应用极为广泛。
2.1.1矩形柱框架结构
矩形柱框架結构采用框架梁、矩形柱组成的框架体系作为建筑竖向承重结构，同时承受水平荷载。其特点是：空间大，灵活性好，使用方便。在住宅建筑中房间往往分隔不规则，柱网难以布置，由于整体结构的抗侧、稳定主要靠框架结构本身，柱截面较大，可能会大于隔墙厚度，从而造成柱子外凸，影响家具布置和关观。在受力方面，抗侧力性能较差、刚度较低，在强震下容易产生震害。
2.1.2异形柱框架结构
异形柱框架结构是指全部或部分柱截而为L形、T形、十字形，截而高与肢厚之比小于或等于4的框架结构，介于短肢剪力墙与矩形框架之间的一种结构体系。异形柱结构避免了框架柱在室内凸出，少占建筑空间，使建筑更加关观，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性，并且明显提高了结构抗侧刚度。近年来异形柱结构在建筑业界尤其是在住宅设计中得到了广泛应用。
研究表明，异形截面柱与相同截面面积的矩形柱构成的框架比较，框架的总抗侧刚度约增加20%，建筑顶点水平位移约减少8%.这说明采用异形柱对结构整体受力性能影响不大，对加强结构空间整体性、提高结构抗风、抗震性能是有利的。但也有不足之处，异形柱比普通矩形柱的变形能力低，易发生脆性破坏。
2.2剪力墙结构
剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。
2.3剪力墙与其他结构型式组合的几种结构体系
2.3.1框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构是指框架与剪力墙组合而成的结构体系，既能灵活布置空间大小，又具有较大的侧向刚度，广泛用于层数较多、总高度较高的建筑，能够满足较多的建筑功能要求。对于地震区建筑，框架-剪力墙结构具有两道抗震防线即剪力墙与框架。此外，框架一剪力墙结构仍然存在一些不足，由于功能要求，剪力墙布置位置可能会受到限制，不可避免地造成刚心、质心不重合，产生偏心扭矩。同时，其侧向刚度还是偏小，房屋建造高度受到限制。框架一剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为剪弯型（图1）。 2.3.2異形柱框-剪结构
钢筋混凝土异形柱框一剪结构兼有框架结构空间布置灵活和剪力墙结构刚度大、抗震性能好的优点。这种结构具有许多显著的优点：柱的平面布置可灵活多变，在建筑平面隔墙交叉点布置异形柱，根据结构抗侧力的需要，柱的数量可按需而定，墙肢民短由计算确定，受建筑功能的限制较少，可满足业主对人开间建筑的需要。近年来，在住宅、办公楼等建筑中应用日见增多。
2.3.3框支剪力墙结构
当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。其主要特点是：侧向刚度在底层楼盖处发生突变，在地震作用下可能会由于底层框架刚度太弱、强度不足、侧移过大、延性不足而出现破坏，甚至导致结构倒塌，造成严重后果。
2.4筒体结构
筒体结构是将剪力墙或密集框架柱集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是：剪力墙集中而获得较人的自由分割空间，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和框架柱组成竖向箱形截面的框筒，形成整体，整体作用抗荷，适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载人的高层建筑。筒体结构分筒体-框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。
2.5巨型结构
巨型结构是现代高层或超高层建筑的一种崭新体系，是指整幢结构用巨柱、巨梁和巨型支撑等巨型杆件组成空间析架，相邻立而的支撑交汇在角柱，形成巨型空间析架结构。此类结构能够充分发挥材料性能，具有巨人抗侧刚度及整体工作性能，可以满足许多具有特殊形态和使用功能的建筑平立面要求，是一种非常合理的高层及超高层结构形式，已越来越多应用于工程实际中，前景广阔。
3、结束语
高层房屋的建筑结构设计比较复杂，因此我们要因地制宜的实行全过程的管理和控制。以使整个高层房屋建筑结构设计安全可靠、经济合理，工程建设顺利进行。
参考文献：
[1]汪大绥，周建龙，包联进.超高层建筑结构经济性探讨[J].建筑结构，2012，05：1-7.
[2]范重，孔相立，刘学林，王义华，刘先明.超高层建筑结构施工模拟技术最新进展与实践[J].施工技术，2012，14：1-12+76.
[3]毛志兵.高层与超高层建筑技术发展与研究[J].施工技术，2012，23：4-10+22.