襄阳市建筑设计院 湖北襄阳 441000
摘要：随着我国的建筑行业在快速的发展，社会在不断的进步，论述了高层建筑结构选型的复杂性与重要性，从总体结构体系与下部结构两个方面探讨了高层建筑的结构形式特点，并对高层建筑结构的设计要点作了总结，以期合理解决高层建筑结构体系的选型问题。
关键词：高层建筑；结构体系；设计要点
引言
目前，房屋建筑工程快速发展，在设计中可根据建筑的类型、性质与用途选择适宜的结构体系，同时在设防地区还应重视并做好抗震设计，保证设计满足与抗震有关的所有要求和限值，进而从根本上保证抗震设计质量。
1保证建筑结构设计安全的意义
在现代建筑工程项目中，建筑结构设计是最基础且最重要的内容，提升结构设计水平，有利于增强建筑结构安全稳定性，为公众提供优质的生活空间。针对现代建筑工程项目来说，保证结构设计安全性至关重要。①优质的建筑结构设计，可增强整体结构的承载负荷力与外界环境抵御能力，营造舒适、整洁且安全的生活空间；②保证结构设计安全性，有助于维护施工安全，降低发生突发安全事故的概率，保证工程综合效益最大化；③优化建筑结构设计，确保结构设计安全，可让工程建设质量标准满足现代化标准要求，维系经济的稳定增长。
2对高层建筑结构选型的思考
2．1从总结构体系的角度对建筑进行分析
高层建筑的结构体系一般有：框架结构、框架—剪力墙结构和异型柱框架结构。下面对它们分别进行分析：1）框架结构：其构件主要包括框架梁、柱和楼板。柱网的布置灵活多样和方便获取较大的使用空间是其主要特点。因为其延性相对不错，所以填充墙一般可以选用轻质的隔墙以减轻建筑结构的自重。造价低的框架应该要进行纵横双向的布置，以便最终形成双向抗侧力体系。但是内凸的框架则会影响建筑的使用功能，而且横向侧移的刚度相对较小，导致抗震性能相对较差。地震中的填充墙损坏非常严重，所以其修复费用也相当高。其适用高度范围一般为：60m（6度设防）。2）框架—剪力墙结构：此结构体系的特点是利用电梯间，将之作为钢筋混凝土的核心筒来抵抗绝大部分的水平荷载。框架柱的作用主要是承受竖向荷载，框架结构布置灵活，能够满足大空间的房屋需求，还有相对较大的刚度与相对较强的抗震能力。但是框架—剪力墙也存在一些缺点：因为功能要求剪力墙所布置的位置会受到很多限制，所以一般都不能避免的产生钢心、质心不重合的结果，造成偏心扭矩，并且容易对内凸框架柱的使用产生一定的影响。其所适用的一般范围是130m以下（6度设防）。3）异型柱框架结构：这是一种新派生的结构框架形式。它所具备的特点除了框架结构以外，同时还很好的处理了建筑平面与墙同宽的异型柱的使用问题。但是就拿异型柱和框架柱进行一个比较，异型柱的刚度与承载能力要好很多，而且其规范与要求也比框架结构更高。所以这种结构多用于多层建筑（比如：别墅）。高层建筑仅适用于8层小高层，适用高度范围一般都是24m（6度设防）。4）剪力墙结构：一般来说，剪力墙所承受竖向荷载和水平荷载的能力相对较强。它的主要特点是整体性好且侧向刚度大，水平力作用下侧移小，能够方便房间内部的布置。能够通过在合适的位置开结构洞，以便形成若干断肢剪力墙，用来调整整体的刚度。并且还可以采用轻质填充墙来减轻结构的自重以及工程造价。其缺点为：尚不能提供较大空间房屋的结构且延性很差、造价很高。其实用高度的范围一般是140m以下（6度设防）。5）筒体结构：框架—核心筒结构一般是由实体的核心筒与外框架组成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在一般单位设计中，都会把电梯间和一些服务用房集中在核心筒内，其他需要相对较大空间的办公用房与商业用房等等一般都会布置在外框架的部分。因为核心筒是由两个方向的剪力墙所形成的封闭的空间结构。此结构相对于框架—剪力墙结构的整体性与抗侧刚度要更强一些。且其钢心和质心的偏差很小。其适用的高度范围一般都是150m以下（6度设防）。
2.2施工能力方面
施工水平对结构的选择方式也有一定的影响，假如选择的建筑机构形式很新颖，现有的施工技术不足以支持，那么就会导致工程的施工进程被耽误。不同的施工工艺也会影响整个建筑的建造速度、工程的资金投入、结构受力等方面。随着社会的不断发展进步，科学技术水平在不断的提升，这对建筑行业的发展也产生了积极的促进作用。举个例子来说，随着现浇技术的不断发展进步，在建筑结构选型方面得到了更加广泛的应用。工具式的移动模板施工方式以及装配式的施工方式的出现让很多的薄壳结构建筑数量猛增，有效的缩短了工程的建设周期和施工资金投入。我们普遍认为施工条件中的很多方面都可以促进高层建筑结构的更新，但是与此同时也可以成为建筑发展进步的羁绊，所以在进行结构选型的时候，一定要先思考下设计思路的可行性和可靠性。
2.3地理环境方面
在对高层建筑进行建设的时候，第一点就是要做好对地质地基的考察，主要考察方向是对地基的基础组成以及该地区的地质灾难发生的特点和间隔。地基的基本组成材料不同也会对地基的整体可靠性和稳定性产生影响，在泥土质地的地基和砂土质地的地基上进行建筑建设的话，一般需要选择那些更加结实牢靠而且更加轻便的建设结构方法也就是钢结构，这样可以有效的降低部分的承压量。不然的话高层建筑的自身重力就可以将地基压塌，对建筑的使用寿命会产生影响；对于岩石地基来说可以选择混凝土钢筋结构，虽然该结构的构建需要很长的施工时间，但是不需要投入很多的维护资金。
3高层建筑结构设计要点
1）水平荷载成为决定高层建筑结构设计的决定因素。第一，由于房屋的自重与楼面所使用的荷载在竖构件里面所引起的轴力与弯矩只和房屋的高度成正比。而水平荷载对于结构产生的倾覆力矩，还有因此而在竖构件中所引起的轴力，其与房屋高度的二次方成正比。第二，对某一定高度的房屋来说，竖向荷载在一定程度上是一个定值，但是由于水平荷载与地震的作用，它的数值伴随着结构动力特性的不同而产生相对较大的幅度的变化。2）轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。3）侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。4）结构延性是重要设计指标。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。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，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
结语
综上可知，随着现代化进程的不断深入，为了解决住房紧张的问题，节省城市的土地资源，有大多数的建筑企业开始向高层建筑项目方向发展。但是又由于高层建筑起步比较晚，在一些方面仍然存在很多不足。本文根据对高层建筑结构选型方法及影响因素的研究，提出了一些符合实际的改善策略，希望会对我国高层建筑结构选型有一定的效果，进而在建筑领域持续健康的发展。
参考文献：
［1］肖峻．高层建筑结构分析与设计［J］．中化建设，2008（12）：81．
［2］刘海卿，康珍珍，张丙军．高层建筑结构选型影响因素分析［J］．科学技术与工程，2006（6）：92．
［3］贺杨，张永胜．高层建筑结构优化设计［J］．山西建筑，2012，38（5）：34-35．
论文作者:张军
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/21
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