高层建筑结构类型特点的探讨

　　摘 要：随着社会的不断进步与发展，高层建筑越来越广泛，高层建筑的结构设计成为高层建筑过程中关注的重要内容。文章对高层建筑结构的特点进行解析，并且提出进行高层建筑结构设计优化的策略，旨在提高高层建筑的设计水平以及施工水平。 论文答辩

　　关键词：高层建筑；结构类型；特点；优化 

　　近年来，随着房地产事业的不断发展，房屋建筑越来越多。建筑设计是一个复杂的领域，建筑立面效果的要求、建筑内部的设计是否合理等都是房屋建筑设计需要考虑的内容。建筑是一种凝固的艺术，建筑设计对于整个建筑物的质量有很大影响，建筑设计包括多方面内容，及外观设计、内部结构设计、室内设计等，房屋结构设计是整个建筑物的根本，建筑结构设计过程中要考虑到安全性、经济性、美观性等多个要素，从而使得建筑结构能够具有更好的使用效果。近年来由于土地逐渐减少，而人们对房屋的需求越来越大，建筑中的高层设计越来越多，科学合理的建筑结构设计是当前高层建筑设计过程中关注的重要内容，通过科学合理的设计，可以提高高层建筑对空间和资源的利用率，使得建筑结构更加经济、安全、合理。 

　　1 高层建筑结构类型 

　　高层建筑在进行结构设计的时候，一般采用的结构抗侧力体系有：框架体系、框架一剪力墙、剪力墙体系及筒体体系等。 

　　1.1 框架结构 

　　框架结构是比较常见的一种高层建筑的结构，框架结构是由梁、柱构件通过节点连接而成，可以形成较大空间的建筑物，采用这种结构设计的房屋整体性强，延性较好，施工方便，承受竖向荷载能力较强，框架结构以剪切型变形为主，在水平荷载作用下，框架的侧移曲线为剪切型。缺点是：抗震能力比较弱。 

　　1.2 剪力墙结构 

　　剪力墙主体结构的高层建筑可以承受建筑物竖向和水平荷载，这种结构抗侧移刚度大，空间整体性好，在受到水平方向的力的时候侧向的变形比较小，层间位移下小上大，对于中上部的楼层，出现的位移角比较大。这种结构的建筑遇到地震的时候，非结构构件的损坏不大。剪力墙以弯曲型变形为主在水平荷载作用下，剪力墙结构的侧移曲线为弯曲型。这种缺点是：平面布置不够灵活，对高层建筑的大空间要求不能很好地满足。 

　　1.3 框架一剪力墙结构 

　　框架一剪力墙结构指的是：框架结构与剪力墙结构共同组成的一种建筑结构形式，框架结构体系具有空间大、平面布置灵活等优点，但侧向刚度差，剪力墙结构体系则相反，抗侧力强度和刚度均很大，但平面的布置不够灵活，将这两种结构进行融合，可以实现良好的互补，共同承受竖向和水平荷载，使得建筑物的结构的承载力更强，更加稳固。但是框架与剪力墙在水平荷载作用下的受力和变形性能是不相同的，因此必须要通过各层楼板或连梁使它们变形协调一致，才能使得框架与剪力墙共同发挥出相应的作用。 

　　1.4 筒体结构 

　　这种结构在很多高层建筑中也比较常见，利用电梯井、楼梯间和管道井等四周的墙体围成筒状所形成的结构形式，就是筒体结构，实腹筒体结构的承受力更强，具有很好的抗弯、抗剪和抗扭刚度，可以对整个单元的水平荷载产生一定的抵抗。除了实腹筒体结构之外，还有一种框架筒体，框架筒体通常是利用建筑物的周边布置密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。如果建筑物的高度很高，而且对建筑物的刚度以及敞开空间的要求比较大，则可以采用筒中筒结构，一般是实腹筒和框架筒体组合而成的。 

　　2 高层建筑结构结构设计的要求 

　　2.1 抗震性要足够高 

　　抗震是高层建筑面临的一大难题，地震时建筑物的破坏程度，主要取决于主体结构变形的大小，因此在高层建筑的结构设计过程中，结构的变形计算与控制要充分地考虑到抗震的要求。在进行高层建筑设计时应根据我国的实际情况而定，在多地震的时候，采用保证建筑的正常使用功能的弹性变形验算；在罕遇地震作用下则可以采用防止结构倒塌的弹塑性变形验算。 

　　2.2 要具备足够高的灵活性 

　　建筑结构的灵活性是建筑产品的一个重要内容，对于高层建筑而言，其灵活性较高——指的是在一定条件下能够对建筑结构进行改变，从而使得结构更加多变。当前高层建筑的结构设计一般都是一种柔性设计，因此使得建筑物在使用的时候可以根据用户的要求进行相应地改进，提高建筑物的使用范围。 

　　2.3 高层建筑结构布置应该要规则、均匀 

　　规则和均匀是高层建筑结构设计的两个重要要求，规则指的是建筑的体型要保持一定的规则性，即使在设计的时候要变化，也应该是有规则的渐变。均匀指的是高层建筑结构的上下体型、刚度、承载力及质量分布均匀，即使出现变化，这些变化也应该是均匀的。结构宜设计成刚度下大上小，自下而上逐渐减小的形式。体型尺寸的变化也应该下大上小逐渐变化，不能出现太剧烈的突变，以防高层建筑在地震力作用下出现受力不均而坍塌。 

　　3 高层建筑结构设计的优化 

　　高层建筑结构设计过程中，从理论上来讲，高层建筑结构设计的优化主要体现在两个方面，一个是房间布置的结构优化，另一个是房屋工程结构总体的优化。对整个工程的结构进行总体优化是一种全局性的优化，对整个高层建筑的协调性、安全性等性能都有影响，包括多方面内容，及合理的结构选型、受力构件合理的布置、对高层建筑进行整体受力分析、造价分析等。在高层建筑结构设计优化的过程中，应该要按照从实际出发的原则，对高层建筑结构的基本情况进行了解，针对具体的项目进行各种优化方法。在现代高层建筑设计理念下，高层建筑设计师应该要有大胆创新的理念，在满足高层建筑基本性能的基础上，对各种新的结构形式进行挑战。 

　　4 高层建筑结构设计应该注意的问题 

　　在进行高层建筑结构设计的时候，应该注重一些基本的问题，主要有以下几个方面：第一，要注意对高层建筑的防震缝伸缩缝以及沉降缝的设计，使其保持足够的宽度。第二，高层建筑的平面应尽量规则，刚度应该要保持对称，以防建筑物出现显著的扭转。第三，凸出屋面的塔楼受高振型的影响，会产生显著的鞭梢效应，破坏严重，所以在高层建筑结构设计的时候要尽量控制突出部分。第四，高层部分和多层部分之间的连接构造。第五，设计过程中要考虑沿竖向楼层质量与刚度突变的问题。 发表文章

　　5 结语 

　　综上所述，高层建筑是当前比较常见的一种建筑形式，高层建筑的结构与一般建筑相比较而言存在一定的差距，在结构设计的过程中，应该要考虑到影响建筑结构的因素，加强建筑结构设计的优化，从而使得高层建筑的结构有更强的稳定性和承载力。 

　　参考文献 

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　　[3] 杜学春，何磊，王德贵.高层建筑结构布置探析[J].商品与质量，2009（12）. 

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