甘望超
北京都市霍普建筑设计有限公司武汉分公司 湖北武汉 430000
摘要：随着城市化进程的不断推进，土地资源利用形势的不断严峻，高层建筑也逐渐成为了建筑行业发展的大势所趋。在本文中，我们首先对高层建筑结构体系类型进行了全面的研究，探究了高层建筑结构体系设计中存在的问题，并结合实际情况提出了高层建筑结构选型的主要方法，以及选型过程中应该注意的问题，从而为我国工程建设活动的顺利开展提供必要的保障。
关键词：高层；建筑结构；选型
一、高层建筑结构体系类型分析
（一）框架结构
框架结构是由竖向构件与水平构件以节点链接的形式组合而成，其结构本身需要承载竖向与水平方向的荷载。这种高层建筑结构体系的平面布置形式相对灵活，能够提供更大的建筑空间，其立面造型也更加丰富，能够更好的满足使用者的实际需求，然而这种建筑结构体系也存在着抗侧能力相对不足的问题，这也决定了其建筑高度不会过高。在水平荷载的影响下，其内力分布的特性是底层柱轴力、剪力、弯矩从下往上的减小，而其变形规律则是柱轴力的侧向位移随着高度不断递增。这里要注意的是，框架结构往往会受到建筑物高度的限制，导致其变形仍然会以剪切变形为主，其底层的变形量最大，一直向上递减[1]。
（二）框架—剪力墙体系
框架剪力墙结构起源于西方发达国家，目前已经在我国得到了较为广泛的应用，这种结构形式有着更加良好的强度和力学性能，同时在高层建筑中应用，能够对高层建筑最为关键的水平荷载加以分担，从而使建筑物的受力形式更加科学，推动建筑安全性和稳定性的全面提升。对于框架剪力墙结构而言，顾名思义，其本身是框架结构与剪力墙结构的综合体，而相应的设计人员也要结合实际情况和建筑物的使用需求，不断调整二者的应用形式，确保其作用得到充分发挥，确保整个建筑物的荷载分布更加均匀。而从建筑物的能建高度上来看，框架剪力墙结构的能建高度比单纯的框架结构要高，而比单纯的剪力墙结构要小[2]。
（三）剪力墙结构体系
在受力主体结构全部都是剪力墙构件组成的情况下，也就形成了剪力墙结构体系。在剪力墙结构体系之中，单片剪力墙往往会承受所有的垂直荷载与水平作用力，而剪力墙体系为刚性结构，其位移曲线往往为弯曲型。而剪力墙体系有着更高的强度和更高的刚度，延性相对良好传力形式更加直接且均匀，有着一定的整体性，抗倒塌能力相对较强，是一种较为良好的结构体系，能建高度也比前两种高层建筑结构体系要高。
（四）简体体系
通过简体结构体系作为抗侧力构件的结构体系我们将其称为简体体系，这种结构体系的内容较多，融合了多种建筑结构形式，包含了单筒结构，筒中筒结构以及其他相应的结构体系，在这之中，筒即是一种空间结构的构件，主要承载的是混凝土结构给予的作用力，在整个体系构建的过程中，其也是最为主要的荷载承受构件。简体体系有着较大的刚度和较大的强度，其构件受力比例相对合理，抗风能力和抗震能力更强，往往更适合应用在大跨度和大空间以及超高层建筑体系中。
二、高层建筑结构选型
（一）建筑材料选择
高层建筑结构的主要目标是抵抗水平力，而抗侧力体系也就成为了评价高层建筑结构体系的关键指标，甚至已经成为衡量其经济性能的关键所在。在高层单位建筑面积的结构材料选择中，用于承载重力的结构材料用量往往与房屋层数呈现出线性增加的关系。在这之中，楼盖结构的材料用量几乎为定值，其本身与结构的层数没有必然联系，而墙柱等竖向承重构件的结构材料用量则应该结合房屋层数的二次方关系曲线加以确定。
选择的抗力体系是否具备经济性和有效性，往往会对结构材料的用量造成更加直接的影响，相应的设计人员应该对材料进行精心挑选，确定最优化的抗侧力体系，从而使结构材料的用量得到全面减少，因此可以说高层建筑结构的优化设计往往能够起到节约建筑结构造价的作用[3]。
（二）结构体系应该能够满足建筑内部空间的要求
高层建筑的平面布置会因为其使用功能不同而产生相应的变化，在一般情况下，小空间平面的布置方案更适合适用在住宅或者旅馆的客房部门，而办公室要求大小空间都有，商务用的建筑体系则要求满足大空间的平面布置方案，对于舞厅和宴会厅而言，则要求内部无柱的大空间。在结构方案设计之中，应该考虑到建筑使用功能对内部空间的需求，结合其他条件进行考虑，确保其更加经济适用，提升建筑结构体系的有效性，通过框架结构进行建筑平面布置，其灵活性较高，能够确保内部空间的有效性，而剪力墙结构建筑平面布置则会受到一定的约束，只能进行小空间布置，框架剪力墙结构体系的平面布置形式相对灵活，能够产生相对较大的使用空间，且建筑物室内的通风性和采光更加良好，筒中筒建筑体系的平面布置形式更加灵活，内部使用空间更大，而框筒束体建筑平面布置往往会受到密排柱网的影响，其内部空间相对较大[4]。
（三）结构体系选择的原则
地震地区的高层建筑体系，在进行结构体系确定时不仅要考虑到建筑物材料的使用量，建筑内部空间与外部空间的协调性以及房屋建筑高度要求，还要考虑到抗震的实际需求，必须具备更加明确的计算简图和地震力传递路线，要有更多道抗震防线，防止因为部分结构或者构建失效导致整个体系受到影响，使整个建筑结构的抗侧能力或者承载能力难以达到既定的要求。建筑结构必须有对应的承载能力，良好的延性以及耗能潜力，从而使结构体系在遇到地震之后不会出现倒塌的情况。建筑物结构的强度与刚度的分布要更加均匀，应该能够结合建筑体系的实际要求进行分布，防止出现局部地区强度和刚度过高或者过低的情况。总而言之，在进行建筑方案确定的同时，应该考虑到高层建筑所处地点的地质条件、水文条件、抗震要求、房屋高度、地基基础情况和施工条件，并根据建筑结构体系的经济指标和技术指标选择更加合适的建筑结构体系。
三、高层建筑结构选型应该注意的问题
在进行高层建筑结构设计之中，必须考虑到结构选型以及建筑本身的重量问题，确保水平荷载对建筑物造成的影响得到有效控制。相应的设计人员应该从这方面出发，深入分析和探究建筑体系本身存在的多种应力，并从结构选型上对高层建筑结构的受力形式加以优化。高层建筑物最需要处理的荷载就是水平荷载，这种荷载容易导致建筑物出现水平位移，而这也就要求设计人员能够对当地的气候情况和地震情况进行深入调研，结合地方设计标准规范的需求，做好结构选型优化处理工作，从而为建筑物综合建设质量的提升提供必要的保障。
水平荷载作用下，建筑结构的侧向位移往往会随着建筑物的高度的提升而不断提升，其数值与建筑物高度的4次方成正比关系，再加上新材料与新设计理念的应用，其侧向位移也在不断提升，如果说对侧向位移缺乏有效地控制，轻者会导致居住人员存在着不安全感，重者会导致建筑装饰材料开裂情况的产生，严重时甚至会引起房屋侧塌，对使用者的人身生命财产安全造成不良的影响。
四、结束语
综上所述，高层建筑目前已经成为了建筑工程行业发展的核心所在，能够满足日益紧张的城市用地需求，然而这也就要求建筑结构设计人员能够从实际情况出发，深入分析不同高层建筑对结构选型的不同要求，确保建筑结构选型能够满足不同使用者的本质需求，从而为高层建筑使用的安全性与可靠性提供必要的保障，为后续工程建设活动的顺利开展奠定更加坚实的基础。
参考文献
[1]宫栋,周彤.浅析高层建筑结构选型影响因素[J].农家科技（下旬刊）,2018,(3):190.
[2]陈双.浅析高层建筑选型及结构设计[J].建筑工程技术与设计,2017,(27):520-520.
[3]王超.浅析高层建筑结构选型[J].建筑工程技术与设计,2016,(27):880-880.
[4]韩永亮.浅析高层建筑结构选型[J].城市建设理论研究（电子版）,2014,(20):21-21.