摘要：隨著經濟的快速發展，高層建筑已成為城市建設中的一道亮麗風景線。科技的進步、技術的提高，以及新型材料的相繼出現，為高層建筑創造了豐富的前提條件。本文就高層建筑結構的設計特點進行了分析，闡述了現有各種結構承重體系及其特點，以及結構體系的發展趨勢，以供參考交流。
關鍵詞：高層建筑;結構體系;框架;剪力墻
Abstract: with the rapid development of economy, high building has become one of the urban construction beautiful scenery line. The progress of science and technology, improve the technology, and new type materials arise, for high-rise building created a rich the prerequisite. This paper the design characteristics of high-rise building structure is analyzed, the existing structure bearing system and its characteristics, and the trend of the development of the structure system, in order to offer reference exchange.
Keywords: high building; Structure system; Framework; Shear wall
中圖分類號： [TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
0高層建筑結構的定義及發展概況
超過一定層數或高度的建筑稱為高層建筑。高層建筑的起點高度或層數，各國規定不一，且多無絕對、嚴格的標準。在我國新《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJl3—2010)里規定：10層及10層以上或高度超過24m的結構稱為。當建筑高度超過100m時，稱為超高層建筑。
早在公元前就有高層建筑。于公元前280年建造的石結構的亞歷山大港燈塔，高100多米;我國建于公元523年的河南登封縣，高40米;建于公元1056年的山西應縣，高67米多，均保存至今。
現代高層建筑由美國興起，1883年在芝加哥建造了第一幢磚石自承重和鋼框架結構的保險公司大樓，高11層。第二次世界大戰后，出現了世界范圍內的高層建筑繁榮時期。1962—1976年建于紐約的兩座大樓，各為110層，高411米。近幾年來，亞洲國家和地區的高層建筑發展也非常迅速，而且廣泛采用新的結構體系和建筑形式，逐步成為世界建造高層建筑的新重心。
我國近代的高層建筑始建于20世紀20～30年代。20世紀70年代末期起，大量的高層建筑已聳立在國內各大城市的版圖上，高度及層數也不斷得到突破。
1高層建筑結構的設計特點
高層建筑結構不同于低層多層建筑結構的設計。在低層建筑結構中，水平荷載產生的內力和位移都很小，通常可以忽略。所以低層建筑結構承受的外部作用主要是以自重為代表的豎向荷載。而高層建筑結構要同時承受豎向荷載和水平荷載。設計中必須重點考慮高層建筑遇到巨大風力和偶然的地震力時所產生的水平側力。因為隨著建筑物高度的增加，高寬比的增大，盡管豎向荷載對結構設計仍產生重要影響，但水平荷載對結構產生的內力和位移不斷增大，將成為結構設計時的控制因素。由于高層建筑高度較大，地震作用對它的影響也較大。因此，高層建筑結構設計的關鍵是抗側力結構設計和良好的抗地震性。除此之外還得嚴格控制高層建筑體型的比例，以保證其穩定性。使建筑平面、體型、立面的質量和剛度盡量保持對稱和勻稱，使整體結構不出現薄弱環節。
2常見的高層建筑結構體系
2.1框架結構體系
框架結構由梁、柱構件組成，是早期多采用的結構體系。框架結構構件類型少，可以在構建工廠標準化生產，也可以在施工現場采用定型模板進行現澆制作，整體性好和抗震性能較好。并且框架結構平面布置靈活，空間大，能適應較多功能的需要。
在框架結構建筑中，外墻可使用非承載構件，使立面設計靈活多變;內墻采用輕質隔墻，可以按需要選擇拆除以適應更多樣的空間需求。并且這些輕質隔墻和外墻的采用，大大降低了建筑物自重，節省了材料。因此成為高層建筑的主要結構形式。但是，框架結構的抗側移剛度較小，在一般節點連接情況下，當承受側向的風力或地震作用時，將會有較大的剪切變形。因此，限制了框架結構的使用高度。總之，在修建高度不大的高層建筑物時，框架結構體系性能表現良好。
2.2剪力墻結構體系
剪力墻結構體系是利用現澆配筋墻體作為承受豎向荷載和水平荷載的結構。剪力墻結構具有較高的抗側剛度，對抵抗水平風力十分有利，并且現澆的墻體也可以作為房屋的分隔構件，因此，它適用于小開間的高層建筑，比如賓館、住宅樓等。而且建造的高度遠遠高于框架結構。剪力墻結構的主體都是現澆的鋼筋混凝土，整體性很好，縱觀世界各地的歷次地震危害情況可知，剪力墻的地震破壞相對比較輕，所以適合在地震區推廣建造。
值得注意的是，剪力墻結構的高層住宅樓中，部分中間隔墻是剪力墻。這個不同于框架結構中的非承載輕質隔墻，是絕對不能拆除的，因為它也屬于承重結構體系的一部分。因此，剪力墻結構體系的空間使用限制很大，不能符合公共建筑的使用要求，而且整體的現澆鋼筋混凝土墻體也造成整個建筑物自重的增大，使建材用量增加，地震力增大，上部結構和基礎設計將變得困難。
2.3框架——剪力墻結構體系
框架一剪力墻結構體系，即在框架結構中沿縱橫方向布置適當數量的剪力墻，可以兼有兩者的優點，取長補短。大部分的水平荷載(80%～90%)是由剪力墻來承擔的，提高了結構體系的抗側剛度。框架結構除了承受豎向荷載外，也可以承受小部分的水平荷載，并且提高了空間使用的靈活性。框架結構受到水平荷載的變形表現為剪切變形，而剪力墻部分則為彎曲變形，兩部分通過樓板協同工作時，變形必須協調統一，這樣變形就變成彎剪型。各層間的變形會區域均勻，減小了頂部總側移量。總之框架一剪力墻結構體系在剛度，抗側力能力，抗震性能，空間使用上都優于單純的框架結構體系及剪力墻結構體系。
2.4 簡體結構體系
如果將框架結構中的柱距減小密集布置，梁的高度放大就形成密柱高梁的框筒。將剪力墻圍成筒狀就形成空間薄壁筒。用框筒或者空間薄壁筒來承擔水平荷載的空間結構就為簡體結構。一個或者多個筒體結構連接就可以稱為簡體結構體系。常見的類型有實腹筒、框架筒體結構、束筒結構、筒中筒結構等。
筒體結構體系不同于其他結構體系的特點是它的空間受力性能，因為它可以看作是固定于基礎上的箱型懸臂構件，要比單片的框架或者剪力墻的平面結構具有更大抗側剛度和承載能力，并具有較好的抗扭性能。所以更適合用來建造超高層(層數大于40層，建筑高度大于100米)的建筑物。
常見的筒體結構體系如下圖所示：
3高層建筑結構體系的發展方向
隨著全球經濟的不斷發展，建筑科技領域的不斷創新，高層建筑及超高層建筑的發展越來越快。
隨著新材料新技術的不斷更新和采用，一般常見的框架結構、剪力墻結構、框架一剪力墻結構已經不能滿足人們對高度的期望。而新型的筒體結構體系、巨型結構體系和混合結構體系等將越來越廣泛地應用在高層及超高層建筑的實際工程中。
這些新型的結構體系從建筑設計角度來看，能滿足各種特殊使用功能的平面及立面設計要求，可以將設計師的天才想象力變成現實;從結構設計角度來分析，簡體結構體系、巨型結構體系和混合結構體系都具有強大的抗側剛度整體性和承載能力并能采用新型材料，結構體系既合理又經濟。
隨著各種新技術新材料新科技的不斷產生和高效施工方法的出現，未來的高層建筑結構將向著更合理的結構設計體系和考慮環保、節能、舒適、多功能等可持續發展觀念的人性化設計方向發展，適應人們對空間的利用觀念的變化，展現出更為強大的生命力。
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