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摘要：随着人类生活水平的不断提高，他们对自己的居住环境有了更高的要求，促进了高层建筑物的发展。高层建筑物的发展使城市面貌焕然一新，建筑物功能的多样化和复杂化也给高层建筑物设计者带来了严峻的挑战。高层建筑物的发展，更好的促进了混凝土结构的发展，但是由于建筑物的设计越来越复杂，体积变得越来越大，工期变得越来越短，这样就要求设计者对建筑物的特点和结构进行细致的分析，并采取有效的措施进行解决。
关键词：高层建筑；混凝土结构设计；要点分析
引言
高层混凝土结构受力复杂， 然而习惯性的传统设计往往会给结构工程师造成一种错觉， 以为结构设计就是规范+计算机程序计算，忽略了对结构整体方案的把握。一个合格的结构工程师应具有清楚的结构设计概念，丰富的实际经验，正确的判断力，而规范和计算机程序只是实现设计的技术手段。一个结构工程师在每一项设计开始时， 就应凭借自身拥有的对结构体系及其受力、变形特性的整体概念和判断力，用概念设计去帮助建筑师实现业主所需要的建筑空间。在设计过程中，利用自己的力学概念，通过合理、有效地不断调整构件设计，提高结构设计安全度，提高经济效益及设计效率。
1 高层建筑混凝土结构设计的特点
1.1结构应具有良好的延性。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。
1.2侧向力的把握。在建筑结构、侧向力已成为结构形变，同时内部结构发生变化的主要影响因素，如无论是民用建筑还是在高层建筑，所有在自重、雪活荷载和负荷、负荷力，再加上风、地震和力水平影响都会作用在结构上，水平荷载内力和位移逐渐增加，因此水平荷载和地震力是主要的控制因素。
1.3建筑结构的刚度适宜性。随着建筑的高度的不断增长、侧向位移较大的高层建筑越来越多。因此，在高层建筑设计中，不但结构强度的要求非常重要，也不能忽视结构的适用性，确保了结构的合理振动频率、控制水平层位移。
2 高层建筑混凝土结构设计要点
2.1 结构的平面布置
高层建筑结构设计所遵循的基本原则是形状规则、简单，结构刚度、强度尽量满足使用要求，受力均匀。高层建筑混凝土结构平面布置、设计上需要注意以下几个问题：
（1）要尽量减少扭转对结构平面的影响。平面布置时，要充分考虑到地震作用，注意地震作用下的偏心因素。其中最重要的是评估楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移。具体规定是，A 级高度的高层建筑，其位移值不应大于该楼层平均值的 1.2 倍，不应大于该楼层平均值的 1.5 倍；B 级高度的高层建筑、混合结构高层建筑以及复杂高层建筑不应大于该楼层平均值的 1.2 倍。
（2）抗震设计时的高层结构平面布置。高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。然而当建筑物平面形状复杂，我们又无法通过简单的办法将其平面形状和结构布置调整，从而形成较规则的结构时，这时我们就应该设置防震缝，以便将其划分为几个较简单的结构单元。
2.2 抗震等级的设计
高层结构的抗震等级的设计要结合当地的地震发生状况，按照百年一遇、两百年一遇的标准来设计，在可能的情况下，还要提高抗震等级。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当本区域的抗震防烈度为6到8度时，抗震等级还要在这个基础上再提高一度。在进行高层建筑的抗震设计时，其钢筋混凝土结构构件所采用的搞震等级，主要考虑到设防烈度、结构类型和房屋高度，因这三个因素不多而采用不同的抗震等级。
一般来说，高层建筑都是有地下室的，当高层建筑把地下室顶层作为其嵌固端时，这时地下室的抗震强度就应该与整体结构完全相同，否则仍然会对整体建筑有着较大的影响。如果不是这样，那么地下室的搞震等级可以稍微降低一下需求，根据每个地区的具体情况采用三级或四级。总而言之，高层建筑钢混结构设计要从竖向和平面的结构设计、抗震等级多方面的角度来分析，严格执行国家的相关规定。
3高层建筑物结构分析
3.1结构分析过程中的基本假定
高层建筑物的结构是由剪力墙、框架和筒体通过水平楼板衔接形成的空间结构体系，在对建筑物的位移和内力进行计算时，必须引入相关的计算假定来简化计算模型。模型的简化程度一般由计算工具、原则和要求决定。一些结构分析中常用的假定如下。
3.1.1结构材料工作状态假定
对建筑物结构的位移和内力采用线弹性假定分析，可使构件和结构处在相应的弹性工作状态，但是对于连梁和框架梁等构件，一般假定为由于局部发生塑性变形而导致内力重新分布。建筑物结构在进行地震薄弱层计算时，一般假定为弹塑性分析方法。
3.1.2小变形假定
在建筑物结构分析过程中普遍采用的基本假定。但是一些人对建筑物结构的非线性问题（P-△效应）进行了研究，研究发现，当建筑物高度P与顶点水平位移△的比值△/P>1/500时，P-△效应的影响就不能被忽略了。
3.1.3刚性楼板假定
在对高层建筑物的位移和内力计算时，一般将楼板假定为具有无限的刚性，且平面外的刚度忽略不计。如果将建筑物的楼板假定为刚性，那么在进行设计时，就要采取相应的措施，有效的保证楼板平面内的整体刚度。
3.2建筑物结构的静力分析方法
3.2.1框架-剪力墙结构
对高层建筑物中框架-剪力墙结构进行水平内应力计算时，一般采用两步进行，首先求出水平力在剪力墙和框架之间的分配，然后在分别计算它们的内力。框架-剪力墙结构的计算方法一般将结构有效的转化为壁式框架，随后选用杆系结构矩阵法发进行求解。
3.2.2筒体结构
筒体结构应该按照空间结构进行计算，其方法一般选用矩阵位移法求解，最后通过计算机程序实现。此外，在高层建筑物的设计阶段，也可以使用一些简单的计算方法对其进行估算。其简化的方法主要有a，平面展开矩阵位移法。b，有线条分析法。c，等效弹性连续体法求解。d，空间薄壁柱-杆系矩阵位移法。
4 结语
实际上结构设计不仅仅是一门技术，更是一门艺术，结构设计没有绝对最佳的标准模式，只有通过不断地探索、比较，去寻求相对的最优。因此，我们每一个结构设计工程师都应不断地追求尽善尽美的设计思想，不只盲目照搬规范和依赖计算机程序作设计，用自己的结构设计概念、经验、判断力和创造力为业主和社会设计出更好的建筑。
参考文献：
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程[M].北京：中国建筑工业出版社，2002
[2] 原长庆.高层建筑混凝土结构设计[M].哈尔冰：哈尔滨工业大学出版社，2008
[3] 付平位.高层建筑钢筋混凝土的结构设计[J].科教纵横，2011
论文作者:花志祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/28
标签：结构论文; 建筑物论文; 高层建筑论文; 位移论文; 结构设计论文; 假定论文; 高层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;