姜久強

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

1 高層建筑的結構特點

1.1 應重視軸向變形。在采用框架-剪力墻或是框架體系的高層建筑中，邊柱的軸壓應力是要小于中柱的軸壓應力的，所以邊柱的軸向壓縮變形也是要更小的。房屋越高，這種軸向變形的差異值就會越大，這樣就會導致連續(xù)梁中間支座沉陷，其負彎矩值就會很小，而相對的跨中正彎矩值以及端支座負彎矩值就會很大。在高層建筑中，豎向載荷通常較大，就會引起較大的軸向變形，連續(xù)梁中間支座的負彎矩就會變小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值就增大了。同時也會對預測構件的下料長度以及構件側移和剪力產生一定的影響，所以必須充分的考慮到結構的軸向變形值。

1.2 結構延性是設計時重要參考參數(shù)。和樓層較低的結構相比，高層建筑的結構具有更好的柔和度，地震時所發(fā)生的變形也會更大。所以怎樣才能保證結構具有更好的延性呢？當其進入塑性變形階段后，結構不會坍塌，就必須要有很強的變形力，在構造上就應制定一些相對的措施。

1.3 水平荷載是決定性的因素。在多層以及低層的房屋結構中，通常都是以重力為代表的豎向荷載決定著結構設計。但是在高層建筑結構設計中，豎向荷載也會對結構設計產生影響，而起著決定性作用的還是水平荷載。主要原因是高層建筑的自重以及在豎向構件上使用的荷載所引起彎矩和軸力的數(shù)值，都只是與建筑高度的一次方成正比，然而因水平荷載所產生的傾覆力以及軸力，都是與樓房高度的平方成正比的；另外對一個高層建筑來說，豎向荷載基本上是固定的，而包括了地震作用和風荷載的水平荷載，卻是隨著結構動力特性的變化而變化的。

2 選擇合理的高層建筑結構體系及分析

2.1 剪力墻結構。所謂的剪力墻結構體系就是指采用建筑物墻體作為抵抗水平荷載以及承受豎向荷載的體系。一般這種結構體系都是系于鋼筋混凝土結構中的，這樣水平的和豎向的荷載就全由墻體來承受了，剪力墻的開洞情況是影響其變形狀態(tài)與受力特性的最重要的因素。一般情況下，根據其受力特性的差異，一般可將單片剪力墻分為單肢墻、聯(lián)肢墻、框支墻、小開口整體墻以及特殊開洞墻等類型。一般我們采用平面有限單元法對剪力墻的結構進行計算，這種方法不但適用于多種類型的剪力墻的結構計算，同時其計算的準確度也更高。

2.2 框架結構體系。一般情況下，框架結構體系主要是用于鋼筋混凝土結構和鋼結構中，梁和柱通過節(jié)點組成了承載結構，框架所形成的建筑空間布置的十分靈活，并且還有很大的室內空間，使用起來更為方便。計算框架-剪力墻結構體系的位移和內力的方法有很多，而我們通常還是采用連梁連續(xù)化假定這種方法的。通過框架與剪力墻水平進行位移以及轉角相等的位移協(xié)調，我們就可以建立相關的微分方程了。當然我們所采用的未知量以及考慮的因素都是差異的，解答的具體形式就也是有差異的了。而計算框架-剪力墻結構時，我們首先還是應將這種結構轉化成等效的壁式框架結構，從而更好的利用桿系結構矩陣位移的方法進行求解。

2.3 筒體結構。通常我們可將單個筒體分為框筒、實腹筒以及桁筒。框筒就是框架通過減小肢距，從而形成的空間薄壁筒體；而實腹筒就是由平面剪力墻所形成的空間薄壁筒體；如果是由桁架組成的筒壁，那么就是桁筒了。對于筒體結構進行結構分析的方法一般有三大類：等效離散化方法、等效連續(xù)化方法以及三維空間分析，其中主要的等效離散化和等效連續(xù)化兩種方法。等效離散化這種方法就是把連續(xù)的墻體離散成為等效的桿件，這樣就能更好的采用適合桿系結構的方法進行分析了，核心筒的構架分析法以及平面構架子結構法構成了這種方法；而等效連續(xù)化這種方法就是把結構中的離散桿件進行等效的連續(xù)化處理的方法。主要有兩種處理方法：首先應只在幾何分布上對其連續(xù)化，這樣能更好的使用連續(xù)函數(shù)描述它的應力，其次就是要在物理和幾何上對其連續(xù)處理，將離散桿件看作是等效的正交異性彈性薄板，這樣就能很好的應用分析彈性薄板的種種方法了。

3 高層建筑結構相關的問題分析

3.1 結構的規(guī)則性問題。我國的新版的結構設計規(guī)范與舊版的是有一定的差異的，最主要就是體現(xiàn)在新規(guī)范中增加了更多的限制條件。如果建筑結構的周期比和位移比超規(guī)范規(guī)定時，那么結構的抗側剛度就是要大于結構的抗扭剛度的，結構就會有較大的扭轉效應。對一些高層建筑結構來說，由于功能上的需求，下部基層的空間都是較大的，而上部又都是客房或是辦公室，有很多的隔墻，這就導致了上下層的剛度有較大的差異，而在這個剛度發(fā)生變化下一層的位置處就應為薄弱層，并且要進行內力放大的處理。

3.2 結構的高度問題。在我國的《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中明確的規(guī)定了，設計時必須要充分的考慮到適用性與經濟性的原則，同時也明確了幾種較為常見的結構體系最大的適用高度。而這個適用高度也是現(xiàn)階段我國的科研水平、施工水平以及經濟發(fā)展水平所能達到的，與整個土木工程行業(yè)中的規(guī)范體系是較為協(xié)調的。但是在實際的施工建設中，還是有很多高層建筑的高度超過了這個適用高度。在相關的各類規(guī)范中，對于結構高度的要求還是較為嚴格的，所以也經常出現(xiàn)因為結構變更而導致了施工圖紙審查不合格，從而大大的增加了工程的施工工期，并且也浪費了很多的人力、物力和財力。

3.3 短肢剪力墻的設置問題。在我國新的《高層建筑混凝土結構設計規(guī)范》中，把對墻肢截面高度和厚度比為5：8的就定義為短肢剪力墻了，并且根據過往的實際的施工經驗以及現(xiàn)階段所進行的實驗數(shù)據，在高層建筑結構設計中應用這種短肢剪力墻結構還是有很多的限制和要求的。因此，在進行高層建筑的結構設計時，應盡量的少采用甚至是不采用這種短肢剪力墻結構，避免為后續(xù)的設計工作帶來不必要的麻煩，同時保證整個項目工程的施工質量。

通過以上的論述，我們對高層建筑的結構特點、選擇合理的高層建筑的結構體系及分析以及高層建筑結構相關的問題分析三個方面的內容進行了詳細的分析和探討。我國高層建筑的建設工作的發(fā)展是十分迅速，然而高層建筑結構設計的質量卻并不十分理想。在高層建筑結構設計的過程中，設計師們往往更重視結構計算的準確性，同時卻也忽略了結構方案的實際情況，所以最后選擇的結構方法不一定是最合理的。在今后的發(fā)展過程中，我們要遵循高層建筑的設計原則和設計理念，選擇最為經濟合理的高層建筑結構體系，做好高層建筑的建設工作，同時也保證我國的高層建筑行業(yè)得到更健康的發(fā)展。

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