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关于高层建筑结构设计中要点分析【摘 要】文章分析了高层建筑结构的设计特点，以高层建筑结构设计理论为基础，以现行的国家相关规范标准为根据，对高层建筑结构经济性进行了深入的分析研究，得出了一些具有实用价值的结论，对高层建筑的优化设计具有很大的实用意义。 【关键词】高层建筑；结构体系；分析方法 引言 随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高，业主及建筑师的创新艺术使得钢筋混凝土高层建筑发展被广泛应用。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求，下面就结构设计中的要点进行探讨。 1 结构的设计过程 结构设计一般分为三个阶段，结构方案．计算和施工图设计阶段。方案阶段包括：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来初步确定建筑的结构形式( 例如。砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，筒体结构，混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承霞体系和受力构件。 结构计算阶段包括：首先，荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如，风荷载，雪荷载．施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等)和内部荷载(例如．结构的自鼋荷载，使用荷载．装修荷载等等) 上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力。扭矩轴心压力及拉力等等。最后．构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如，轴压比．剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等) 来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 施工图设计阶段包括，根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先要符合结构计算的要求，同时还要符合规范中的构造要求，最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解。这样设计出的结构，才会是合理的结构。 2 高层建筑的结构体系 2.1 框架结构体系 从结构体系上看，早期多采用框架结构。由于它平面布置灵活，空间大，能适应较多功能的需要，因此成为高层建筑的主要结构形式。但是，框架结构的侧向刚度较小，在一般节点连接情况下，当承受侧向的风力或地震作用时，将会有较大的变形。因此，限制了这种结构形式的建造高度和层数。 2.2 剪力墙结构体系 为了满足更高层数的要求，结合住宅、公寓和宾馆对单开间的需求，出现了较高层数的剪力墙结构。剪力墙结构具有良好的侧向刚度和规整的平面布置，按照功能要求，设置自下而上的现浇钢筋混凝土剪力墙，对抵抗侧向风力和地震作用是十分有利的，因此，它允许建造的高度远远高于框架结构。剪力墙结构的不足之处在于，平面布置的灵活性较差，使用上也受到一定限制。因此，它的适用范围较小，仅适用于住宅、公寓和宾馆等建筑。目前全国各地的大量高层住宅建筑，绝大多数均采用剪力墙结构。 2.3 框架―剪力墙结构体系 建筑功能要求有较大的灵活性，但同时又能满足风和地震作用的考验，取框架和剪力墙结构两者之长，形成框架―剪力墙结构。框架结构具有布置灵活的优点，而剪力墙结构具有良好的抗侧力能力，结合后的结构体系可满足一般建筑功能要求，在适当位置设置一定数量的剪力墙，既是建筑布置需要，又是结构抗侧力需要。因此，框架―剪力墙结构体系的适用范围和适应的高度较宽，是一种较好的结构体系，已广泛应用。 2.4 筒体结构 筒体结构是近年来发展起来的新体系，它的出现满足了高层建筑更高层数的要求，包括单简体、简体―框架、筒中筒、多束筒等多种形式。筒体结构具有很好的整体性和抗侧力性能，在平面布置和满足功能要求方面也有明显的优势，为众多高层和超高层建筑结构所采用。 3 抗震分析与设计在高层建筑的应用 在罕遇地震作用下，抗震结构都会部分进入塑性状态。为了满足大震作用下结构的功能要求，有必要研究和计算结构的弹塑性变形能力。当前国内外抗震设计的发展趋势，是根据对结构在不同超越概率水平的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性分析成为抗震设计的必要的组成部分。我国现行抗震规范GB 50011―2001要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下(小震)，按反应谱理论计算地震作用。用弹性方法计算内力及位移。对于重要建筑或有特殊要求时，要用时程分析法补充计算，并进行罕遇地震作用下(大震)的变形验算。 4 高层建筑结构的分析方法