摘要：随着经济的发展，高层建筑日渐普遍，其结构设计也越来越引起人们的重视。本文根据高层建筑结构的主要特征、高层建筑的结构体系，就高层建筑的结构设计的要点发表一些自己的见解。
关键词：高层建筑；设计；原则；要点
引言
改革开放后我国经济得到了迅猛发展，促使一座座高层建筑拔地而起，在过去的二三十年以来，我国高层建筑呈现出了惊人的增长态势，无论是建设规模还是建设速度都是世界上及其罕见的。于此同时，充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系变得越来越迫切了，只有这样，才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则，这些都需要我们在进行建筑结构设计工作时予以特别注意。
一、高层建筑结构的主要特征
1.轴向变形较大
高层建筑的竖向荷载很大，会引起较大的轴向变形，从而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，会得出偏于不安全的结果。
2.结构侧移影响关键
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。
3.水平荷载影响较大
由于自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比。同时，对某一定高度楼房来说，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，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
4.抗震要求较高
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。
二、高层建筑的结构体系
1.框架结构体系
由梁、柱构件组成的结构称为框架。整幢结构都由梁、柱组成，架再由连系梁连系起就称为框架结构体系，有时称为纯框架结构。它是高层建筑中常用的结构形式之一。其优点是建筑平面布置灵活、易获得大空间、建筑立面易处理、结构自重轻、造价较低；缺点是本身柔性较大、抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下结构构件破坏比较严重。
2.剪力墙结构体系
利用建筑墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构称为剪力墙结构体系。墙体同时也作为维护及房间分格构件。剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度。其优点是刚度大、空间整体性好、具有良好的抗震性能，并且在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足；其缺点是剪力墙间距不能太大、平面布置不灵活、自重较大、不能满足公共建筑的使用要求。
3.框架--剪力墙结构体系
框架--剪结构的优点是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架--剪结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，比框架结构的刚度和承载能力又都大大提高了，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件的损坏，这样无论在地震区还是非地震区，这种结构形式都可用来建造较高的高层建筑。
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4.筒体结构体系
随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。一般包括中央布置剪力墙薄壁筒的框筒结构、将筒的四壁做成桁架的桁架筒结构、由内、外两个筒体组合而成的筒中筒结构等。
5.多筒体系—成束筒及巨型框架结构
当采用多个筒体共同抵抗侧向力时，成为多筒结构。
（1）成束筒结构
在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。
（2）巨型结构体系
巨型结构是由若干个巨柱以及巨梁组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间，可以布置小框架形成多层房间，也可以形成具有很大空间的中庭，以满足建筑需要。除以上介绍的五种目前应用最广泛的结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳结构、悬索结构、膜结构、网架结构等。
三、高层建筑的结构设计的要点
由于高层建筑结构的主要特征及结构体系的类别，高层建筑在设计时必须注意以下要点：
1.注重风荷载作用下的结构分析与设计
在高层建筑中，竖向荷载对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。对一些较柔的高层建筑，风荷载是结构设计的控制因素，随着建筑物高度的增高，风荷载的影响越来越大。高层建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的侧向荷载是风荷载，在荷载组合时往往起控制作用。因此，高层建筑在风荷载作用下的结构分析与设计要予以特别关注。
2.考虑减轻自重
竖向荷载设计应减轻自重。高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。
3.注意结构的规则性。
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结构体系方案，以达到建筑具有必要的承载能力、刚度和变形能力；避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力；对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强等要求。因此，高层建筑的结构体系尚宜符合下列要求：结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位；宜具有多道抗震防线。
4.规则结构的主要特征
规则结构一般指：体型（平面和立面）规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
结语
随着我国城市建筑向高层化的不断发展及人们生活追求水平的不断提高，对建筑设计者所提出的要求也愈来愈高，这就要求建筑设计者要能够与时俱进，不断充实完善自己的专业知识水平，做到不被社会所淘汰并且为我国建筑行业做出自己的贡献。
参考文献：
[1]李天等.浅析高层建筑结构设计与特点[J].科技创新导报.2012（04）：107
[2]张毅.浅谈高层建筑结构的设计与分析[J].中国高新技术企业.2014（03）：92
论文作者:陈晓
论文发表刊物:《基层建设》2015年32期
论文发表时间:2016/10/19
标签：结构论文; 荷载论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 体系论文; 构件论文; 建筑论文; 《基层建设》2015年32期论文;