摘要：隨著國民經濟的快速發展。人民生活水平的不斷提高。功能俱全的高層建筑越來越多，而建筑師為了建筑立面美觀和藝術上創新，常常使得建筑平面形狀和立體的空間形狀復雜不規則，建筑體型日趨多樣化。本文針對日益復雜的高層建筑結構設計和選型問題進行了分析。

　　關鍵詞：職稱論文發表建筑期刊,高層建筑,結構選型,結構設計

　　隨著高層建筑高度、規模、投資的逐漸增大，復雜性的逐漸增強，結構選型所面臨的對象及其所處環境、需考慮解決的問題及所用的知識日趨復雜，結構選型的難度與重要性增大、時間增長，耗費的人力、財力、物力增加。高層建筑結構體系的選型通常要遵循一定的原則，它不僅要考慮到建筑設計、結構設計、建筑施工的要求，而且要從建筑設備安裝、結構選材方面進行考慮。最后還需考慮各種結構體系的綜合經濟指標。選型不當帶來的后果嚴重且難以修復，選型風險增大，傳統的結構選型設計思想與方法將面臨新的困難和挑戰。因此，分析現代高層建筑發展給結構選型帶來的新困難與新要求，重新認識結構選型設計問題的本質與規律，進一步明確結構選型的必要性與復雜性，既是現代高層建筑蓬勃發展的要求，又是進一步完善結構選型問題的需要。

　　一、高層住宅的結構體系

　　1、剪力墻結構體系

　　剪力墻是高層住宅最常用的結構體系，采用剪力墻結構可以減少非承重隔墻數量，一般用鋼量比框剪結構少，而且室內無外露梁柱，用戶比較喜歡。剪力墻結構體系是以一系列剪力墻縱橫相交，即作為承重結構，又作為分隔隔墻。墻體具有較大剛度。同時又由于墻體縱橫交錯.比框架結構中的剛度大得多。這就提高了高層建筑抵抗風荷載和水平地震力的能力。但由于剪力墻之間形成了諸多小開間，雖然結構的整體性較強，但墻體的平面布局收到嚴格限制，故而此種結構類型較適用于高層住宅。

　　2、框架-剪力墻結構體系

　　當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架， 便形成了框架一剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻。

　　3、筒形結構體系

　　凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單筒體、筒體一框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體。空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。

　　4、其他結構體系

　　高層住宅的新結構體系大部分是探索性的，如筒中筒結構的發展、或者束狀筒的組合，外筒桁架交錯，以中心并筒懸掛式結構以及很高的桁架梁的體系等。

　　二、高層建筑結構選型與建筑設計

　　在結構的功能要求被確定以后，即可根據功能要求進行結構的選型。例如對于高層建筑，在選型上可以考慮框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、框筒結構以及筒中筒結構等，在用材上可考慮鋼結構、鋼筋混凝土結構、組合結構等。對于大多數建筑物，工程造價中約有50%-70%用于結構工程，而且結構工程的施工工期也約占建筑物施工總工期的50%-70%。因此搞好結構工程對于建筑工程建設的質量控制、投資控制和進度控制有十分重要的作用。搞好結構工程的關鍵在于結構選型，如果選型不當，即使結構計算很精確，也有可能給結構的安全使用及耐久性帶來無法彌補的缺陷，所以結構選型對于結構的全壽命優化有著舉足輕重的作用。在非地震區的高層建筑，水平荷載以風荷載為主。所以非地震區高層建筑選型宜選用有利于抗風作用的建筑體型，也就是宜選用風壓體型系數較小的建筑體型，比如圓形、橢圓形等。流線型的建筑體型以及由下往上逐漸變小的截錐形體型的體型系數相對較小，有利于抗風。在進行結構平面布置時，宜使用結構平面形狀和剛度分布盡量均勻對稱，以減輕風荷載作用下扭轉效應對結構內力和變形的影響，并應限制結構高寬比，防止傾覆和失穩。地震區高層建筑的體系選型，實際上屬于抗震概念設計范疇，它是在總結震害規律及工程經驗的基礎上，以宏觀概念為指導，正確地解決高層建筑的總體方案，選擇合理的結構體系，以達到合理抗震。通常應選擇對抗震有利的地段，選用整體性較好的基礎，立體結構應具有合理的地震作用傳遞途徑，擁有多道抗震防線，具有必要的剛度和強度，具有合理的剛度和強度分布，避免豎面側移剛度的突變。另外亦宜選擇風壓體型系數較小的形狀并限制高寬比。對于低層、多層或高層建筑，其豎向和水平結構體系設計的基本原理是相同的。但隨著高度的增加，由于以下兩個原因，豎向結構體系成為設計的控制因素：較大的豎向荷載要求有較大的柱、墻和井筒;更重要的是，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多，必須精心設計。高層建筑的豎向結構體系從上到下一層層地傳遞累積的重力荷載，因此要求較大的柱或墻截面來承受這些荷載。同時，這些豎向結構體系還必須把風荷載或地震作用等側向荷載傳給基礎。可是，與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性的，而是隨建筑物的增高而迅速增大。例如，在其它條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底上的傾覆力矩近似地與建筑物高度的平方成正比，而建筑物頂部的側向位移與其高度的4次方成正比。地震的效應甚至更加顯著。當低層或多層建筑的結構按恒載及活荷載設計時，柱、墻、樓梯或電梯井就自然能承受大部分水平力，問題主要是抗剪。高層建筑并非如此。這是因為在高層建筑中，主要問題是抗彎和抵抗變形，而不僅僅是抗剪。為了使高層建筑足以抵抗相當大的側向荷載和側移，常常不得不進行專門的結構布置，柱、梁、墻和板的截面總是要大一些。

　　三、高層建筑結構設計中應注意的問題

　　1、高度

　　《高層建筑混凝土結構技術規程》規定了各種常見結構體系的最大適用高度。隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發生質變，即有些參數本身超出了現有規范的適宜范圍，因此對于超高限建筑物，應當采取科學謹慎的態度。

　　2、材料的選用

　　在地震多發區，采用何種建筑材料或結構體系較為合理是工程技術人員非常重視的問題。在結構體系或柱距變化時。需要設置加強層及轉換層，要慎重選擇其結構模式，盡量降低其本身剛度，以減少不利影響。在高層建筑中，建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土結構或鋼結構，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能。

　　綜上所述，隨著高層建筑進一步的發展，滿足高層建筑的形式、材料、力學分析模型都將日趨復雜且多元化。為了革新高層建筑，體現其魅力，追求新的結構形式和更加合理的力學模型將是土木工程師們的目標和方向。

　　參考文獻：

　　張連生.劉德龍.高層建筑混凝土剪力墻設計要點[J]吉林勘查設計2007(1)

　　胡文湛.淺談高層建筑結構分析與設計[J]江西建材2006(1)