随着社会经济的迅速发展，城市人口逐渐增加，城市用地紧张，高层建筑随之越来越多。
建筑高度不断的增加，就导致其设计难度也逐渐提升。
本文笔者就高层建筑结构设计中常出现的一些问题做了分析探讨。

　　 关键词：高层建筑；结构设计；水平荷载；结构体系
　　 中图分类号：TU97文献标识码： A
　　
　　住宅建设跟随社会的进步逐步演变，已经成为适应自然、改造自然的产物，同时它也是针对家庭生活需要所构筑的生活空间。
跟随改革开放的步伐，我国的综合实力不断的提高，其中房地产事业的蒸蒸日上，使得建筑产业成为推动社会发展的支柱产业之一。
当代社会中，经济的蓬勃发展与宝贵的土地资源是高层建筑物如雨后春笋般生长的重要原因，这就要求设计人员有着精湛的技术应对现实的发展需要。

　　一、高层建筑结构特点分析
　　1.重点把握好结构延性
　　建筑中的构件和结构屈服后，能够有足够的塑性变形能力，这种变形的性能通常用延性比来表示。
延性结构的建筑通常是合理抗震设计的代表。
随着结构塑性铰的增加，结构出现屈服，在地震作用小的情况下，肌肉股性能增加较快。
在面对较大的破坏力时，仍然具备很好的变形能力，从而就提高了结构的修复和避免倒塌的可能。
在高层结构设计中，水平作用对结构的影响很大，高层结构的竖向构件刚度要大，这样就能保证结构位移的规范，周期参数等参数能够符合要求。
这样对于结构的延性设计也是有很大的帮助。

　　2.重视轴向的变形
　　高层建筑结构的分布和内力数值发生变化的一个显著原因是轴向变形造成的。
在采用框架体系和框--墙体系的高楼中，由于连续梁弯矩的影响，边柱的轴向压缩变形小于中柱的轴向压缩变形，而框架中柱的轴压应力通常也要大于边柱的轴压应力。
对于侧移和构件剪力的影响，应该与考虑竖向杆件轴向变形的剪力相比较，在不考虑竖杆件轴向变形时，结构顶点侧移减小一半以上，各构件水平剪力的平均误差可能要达到百分之三十以上。

　　3.水平载荷至关重要
　　水平荷载使结构发生弯矩，垂直荷载使结构发生的轴向力与建筑物的高度保线型关系。
从受力上看，垂直荷载方向是一定的，只是跟随建筑物的增高梁发生一些变化，但是水平荷载能够来源于每一个方向。
当是均布荷载的时候，弯矩和建筑物高度所体现出的线型关系是二次方的变化；从侧移特性来讲，竖向荷载产生的侧移相对较小，水平荷载当是均布荷载的时候，侧移高度体现出的关系是四次方变化。
例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。
在高层建筑中，竖向荷载的作用与多层建筑相似，竖向构件内的轴力随着层数的增加而增大，可以近似的认为轴力与层数成线性关系，但是由于高层建筑结构层数较多，轴力值很大，再加上沿着高度积累的轴向变形，使得高层建筑结构的内力值与分布产生显著的改变，在设计当中就必须考虑结构构件的竖向变形对于构件的变形和内力的影响。
，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形。

　　4.控制侧移
　　高层建筑结构设计当中的结构侧移是一个非常重要的因素，随着楼层的增加，水平荷载作用下的结构侧向变形也就随之增大。
为了能够保证人们良好的居住和工作条件，高层建筑进行结构设计时，就要求拥有足够的抗侧难度，使结构在水平荷载下产生的侧移能够被控制在某一个限度内；同时，也要是结构具有能够可靠的承受荷载作用产生内力的强度。

　　二、高层建筑结构分析与设计
　　竖向抗侧力构件（框架、剪力墙、筒体等）通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系是高层建筑结构设计时的基本假定方法。
但是要完全精确的按照三维空间结构分析是非常困难的。
笔者在此列举一些常见的假定：
　　（1）小变形假定。
小变形假定是各种方法普遍采用的基本假定。
对于几何非线性问题（P－Δ效应，笔者认为，当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值 Δ/H > 1/500时，P－Δ效应的影响就不能忽视了。

　　 （2） 刚性楼板假定。
大部分高层建筑结构的分析均假定楼板在自身平面内的刚度是无限，而平面外的刚度则忽略不计。
这一假定大大减少了结构位移的自由度，简化了计算方法。
并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。

　　 （3）弹性假定。
目前工程上实用的高层建筑结构分析均采用弹性的计算方法。
在垂直荷载或一般风力作用下，结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况。
但是在遭受地震或强台风作用时，高层建筑结构往往会产生较大的位移，出现裂缝，进入到弹塑性工作阶段。
此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的，应按弹塑性动力分析方法进行设计。

　　三、高层建筑中主要的钢结构体系
　　 （1）钢框架剪力墙结构体系
　　该体系大部分是在钢框架内采用内埋钢支撑的预制钢筋混凝土墙板或是带竖缝的钢筋混凝土抗震墙板。
它可以和室内横隔墙结合布置形成房屋的主要抗侧力构件, 抗侧移刚度大。

　　 （2）钢框架支撑结构体系
　　该体系主要是抵抗一些震微弱或者中震抗侧移刚度，可以承受侧向的水平力。
抵抗小震或中震抗侧移刚度,足以承受侧向水平力。
这种体系在钢框架中可以连接成支撑芯筒以获得较大的抗侧移刚度。
有时还沿房屋进深和纵向布置或者沿房屋进深方向布置钢支撑。

　　 （3）筒中简结构体系
　　一般筒中简结构体系形式有三种:实腹筒、桁架筒及框筒。
该体系由一个或多个简体为主抵抗水平力。
筒体结构的空间受力性能比较好。
不论哪一种简体,在水平力作用下都可看成固定于基础上的箱形悬壁构件,相对于单片平面结构而言，它更具有更大的抗侧刚度与承载力，同时也具备良好的抗扭刚度。
简中筒结构是一种能抵抗较大的水平力的有效结构体系，但是由于它需要密柱深梁，若使用钢筋混凝土结构时，造价相当的高，并且其延性也一般。

　　四、高层建筑抗震分析及设计
　　在地震的作用下结构功能的好坏至关重要。
所以，在高层建筑的设计中，有必要对结构的弹塑性变形能力着重分析。
其中我国高层建筑抗震分析与设计中常见的问题如下。

　　1.高度问题。
针对越来越高的建筑物，首先设计中的态度必须端正科学。
建筑的高度每增加一层其内部众多的因素也会随之变化，甚至是质变。
如：一些参数本身超出现有规范的适宜范围，如延性要求、材料性能、安全指标、荷载取值等，在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏形态会发生很大的变化。

　　2.轴压比与短柱问题。
钢筋混凝土结构的高层建筑中，通常增加柱的截面面积来控制柱的轴压比，但是柱的纵向钢筋确实构造配筋。
柱塑性变形的能力较小，那么其结构的延性就相对较差，遭遇地震时，耗散及吸收地震的能量比较少，这样建筑的结构就特别容易被损坏。

　　3.材料选用和结构体系的问题。
我国高层建筑当中，钢筋混凝土结构及混合结构占据多大部分，如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外也都还没有经受较大地震作用的考验。
依据现在我国建筑钢材的品种、类型和钢结构的加工制造能力，应尽可能采用钢管混凝土（柱）结构、钢骨混凝土结构或钢结构，以减小柱断面的尺寸，并改善结构的抗震性能。

　　4.在一些烈度区采用构造措施和较低的抗震措施。
有专家指出在设防烈度下采用弹性设计，特别是高烈度区要有严格的抗震构造措施抗和震措施来保证结构的安全。

　　五、结束语
　　高层建筑逐步的成为建筑业的一种趋势，建筑设计者们应该结合当代经济及社会的状况为出发点，建立一个合理的、宏观的结构设计理念，合理确定建筑设计标准、经济性措施和原则，提高建筑结构设计的水平，确保高层建筑的质量，使得其朝着安全经济可靠的方向发展。

　　参考文献
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　　[2]范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材，2008,(06).