身份证号码33032719761128XXXX
摘要：在高层建筑设计中，采用先进的结构理论与精确的计算方法固然十分重要，但在方案阶段正确进行高层建筑结构体系的选型也是不容忽视的。根据工程实践经验，如果高层建筑结构体系选型不当，那么任凭再用先进的结构理论和精确的计算方法，也较难做出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计。正确处理高层建筑结构体系的选型问题，对于高层建筑结构设计而言，具有至关重要的意义。
关键词：高层建筑；结构体系；分析
随着我国经济的不断发展，建筑行业也快速发展，自从改革开放以来，我国已经建成的高层建筑已经超过万栋，建筑面积已经超过2亿平方米，其中具有代表性的建筑是上海金茂大厦，高度为420.5米，广州中天广场，高度为322米，深圳的地王大厦，高度为325米。随着城市化进程的不断加快，高层建筑的不断增多，土建工作设计人员应该在对建筑结构充分对高层建筑特点了解的基础之上，不断的改进技术，不断的采用经济适用、合理安全的方式保证建筑结构的稳定性和安全性。
1高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计的特点可以从水平荷载、结构延性、侧向位移、轴向变形等方面分析。
1.1水平荷载
在高层建筑结构设计中水平作用是决定因素，因为高层建筑相对于普通建筑而言，需要更强的技术性和专业性。因为高层建筑需要考虑的因素较普通建筑多，如需要考虑建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，它仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。从另一方面考虑，通常情况下，高层建筑的竖向荷载是定值而水平荷载会随建筑结构而有所不同。所以，水平荷载是高层建筑结构设计的决定因素。
1.2结构延伸
在高层建筑的结构选择和设计过程中，要在保证高层建筑的足够承载力的基础上，注重刚度的加强，以抵抗侧向力。因为随着建筑层级的增多，每一层建筑都会在水平力作用下产生的一定的侧向力，从而发生侧向位移。此外也要注重通过各种措施减轻建筑自重。因为减轻自重不仅可以更好的做到建筑防震，还能够减轻对地基和桩基的压力，通常情况下采用高强度材料可以有效的实现高层建筑的自重的减轻。所以，结构延伸是高层建筑结构设计的重要指标。
侧向位移伴随楼层设计的越来越高，同时水平载荷作用下产生的结构侧移会随之不断增加，最终结构定点处的侧移正比于建筑物高度的四次方。因此为了保障建筑物的安全性，必须做好结构侧移的控制。
1.3轴向变形
随着建筑物高度的增加，竖向载荷也会不断加大，这就可能使柱中产生很大的轴向变形，进而对连续梁弯矩造成不良影响，连续梁中间支座处的负弯矩会因此变小，跨中部分的正弯矩值和端支座处的负弯矩值会受影响而变大，因此，下料的实际长度要将轴向变形的具体数值考虑在内。
2高层建筑结构分析
2.1高层建筑结构分析的基本假定
高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(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。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。下面是常见的一些基本假定：
2.1.1弹性假定
目前工程上实用的高层建筑结构分析方法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。
2.1.2小变形假定
小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。
但有不少人对几何非线性问题(P—A效应)进行了一些研究。一般认为，当顶点水平位移△与建筑物高度H的比值A／H>1／500时，P—A效应的影响就不能忽视了。
2.1.3 刚性楼板假定
许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大，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简体结构提供了条件。一般来说，对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是，对于竖向刚度有突变的结构，楼板刚度较小，主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况，楼板变形的影响较大，特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显，可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。
2.2 高层建筑结构静力分析方法
2.2.1 框架一剪力墙结构
框架一剪力墙结构内力与位移计算的方法很多，大都采用睦梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式亦不相同。框架一剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。
2.2.2 剪力墙结构
剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。
剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法，此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用，但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。
2.2.3 简体结构
筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类：等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化，以便用连续函数描述其内力；另一种是作几何和物理上的连续处理，将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板，以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。具体应用有连续化微分方程解法、框筒近似解法、拟壳法、能量法、有限单元法、有限条法等。等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件，以便应用适合杆系结构的方法来分析。这一类方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子结构法等。具体应用包括等代角柱法、展开平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子结构法。比等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系，其中应用最广的是空间杆一薄壁杆系矩阵位移法。这种方法将高层结构体系视为由空间梁元、空间柱元和薄壁柱元组合而成的空间杆系结构。空间粱柱每端节点有6个自由度。核心筒或剪力墙的墙肢采用符拉索夫薄壁杆件理论分析，每端节点有7个自由度，比空间杆增加一个翘曲自由度，对应的内力是双弯矩。三维空间分析精度较高，但它的未知量较多，计算量较大，在不引入其它假定时，每一楼层的总自由度数为6Nc+7Nw(Nc、Nw为柱及墙肢数目)。通常均引入刚性楼板假定，并假定同一楼面上各薄壁柱的翘曲角相等，这样每一楼层总自由度数降为3(Nc+Nw)+4，这是目前工程上采用最多的计算模型。
3结语
高层建筑的结构设计是一项繁杂的系统工程。基于高层建筑的特殊性，其结构概念设计至关重要，其直接关系到建筑整体工程的质量，进而影响着整个项目工程的投资效益，甚至与人民的生命财产安全息息相关。
参考文献：
[1]梅光有．浅谈高层建筑结构基础设计中存在的问题与解决措施[J]．城市建设理论研究（电子版），2014（6）
[2]才向群．高层建筑地基基础方案的优选探讨[J]．中国高新技术企业，2015（22）
[3]徐春卯．超高层建筑结构设计的关键性问题思考[J]．科技创新与应用，2015（13）
[4]秦俊林．高层建筑结构桩基础设计探讨[J]．科技创新与应用，2015（12）