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摘 要：随着经济社会的高速发展，城市化步伐越来越快，高层建筑建物不断呈现新的特点。文章回顾了高层建筑的发展历史，介绍了高层建筑的结构特点以及设计要求，对高层建筑的发展特征性进行了总结和对未来发展趋势作了相关展望。
关键词：历史;高层建筑;结构;发展与展望
中华文化源远流长，其中最重要的载体之一，就是那些流传保存至今的建筑物。比如，在河北省建于公元1055年的料敌塔，高84米，上下11层，是筒体塔建筑;在河南省建于公元524年篙岳寺塔，高50米，上下15层，采用单筒结构;在山西省建于公元1056年的应县木塔，高60米，上下9层。历经漫长岁月和风雨地质灾害侵蚀，这些建筑物依然保持至今，可见我国在古代，建筑行业取得的技术和艺术水准就已经是首屈一指了。随着第二次工业革命的兴起，工业技术取得了巨大的进步，有力地促进了高层建筑的快速发展，于是在近代欧美等地出现了钢筋混凝土框架结构和钢框架的中高层建筑物。1950年代，科学家研制出了轻质高强材料，使得高层建筑物的抗地震等自然灾害结构体系有了较大的飞跃，自从高层建筑物进入了快速发展时期。建国以来，经历了战争洗礼之后，百业待兴，我国的中高层建筑业开始发展起来。
一、高层建筑结构特点
（一）抗震的特点
中国大陆处于亚欧板块东部，地震带沿太平洋和印度洋这两个大洋板块交界的消亡边界一带分布即著名的环太平洋地震带、地中海～喜马拉雅地震带。中国的高层建筑结构除了要考虑竖向和风荷载的正常使用之外，还应考虑到可能存在的地震威胁与影响，具有抗震结构功能。因此，要科学合理地进行高层建筑的抗震设计，在设计过程中时刻贯穿抗震设防的设计理念。其抗震设计主要包括两个部分，一个是计算设计，一个是概念设计。计算设计是在设想的条件下完成的，属于理论分析，多作为设计师分析评估的手段。地震具有复杂性、多边性，理论分析的误差大，可能会造成弹塑性阶段之后的结构出现局部开裂。因此，概念设计变得更加重要，计算设计逐渐满足不了高层建筑物结构的设计。
（二）减轻建筑物的自重
据统计，高层建筑物超过百分之八十五的竖向荷载都是建筑物的自重。高层建筑物面临的重大挑战之一，就是解决自身重量过重的影响。减轻高层建筑物自重主要通过使用轻质材料，它具有如下好处，一是提高建筑物的抗震性能;二是更加经济合理，减少了建筑材料的实用，降低了建筑成本;三是能提高建筑物的保温和隔热的效果，冬暖夏凉;四是更加轻便，利于改造。
（三）水平荷载
水平荷载具有的风荷载，是空气流动对高层建筑产生的压力;水平荷载的抗震作用，是地震引起的作用于建筑物上的动荷载。风荷载和抗震作用随着建筑物结构动力性的不断变化而随着变化。高层建筑结构的突出特点，是水平荷载和竖向荷载对结构产生倾覆力矩和轴力，与建筑物高度的平方成正比例关系。因此，高层建筑中，水平荷载起到了关键性的作用，也要求有竖向荷载的结构设计。
二、高层建筑结构的要求
（一）高层建筑物结构设计的原则
首先，高层建筑结构设计布置方案要根据工程的实际情况，加强构造的连接，要充分考虑经济适用、抗风、抗震等要素。比如，高层建筑物的抗风设计应保证结构整体的抗风性能，使得整个结构有足够的韧性、强度和延性。
其次，高层建筑的结构设计要做到实用、安全、经济。要采用新技术、新材料、先进设备、新技术和新工艺， 应该与施工材料、设备紧密结合。
（二）施工條件的控制
1. 施工人员的把关。高层建筑结构特点对施工人员有着严格的要求，在施工过程中要坚持以人为本，实行好质量控制措施，同时与责任制相结合。在施工前，要检查施工人员的施工资质，对相关的施工人员进行技术交底，做好施工培训，并划分清楚责任分工;在施工时要安排好监工，确保工程保质保量，能够按照相关规范进行;在施工后，要及时进行验收，严格把关，对出现的问题进行处理。
2. 施工方案的选择。施工方案的选择要善于借鉴国内外先进的施工经验和方法，取长补短，从而提高高层建筑结构的施工质量。要综合考虑施工的各种条件，安排好施工流程，对出现新的情况或者问题，及时修改和完善。
3. 施工材料设备的选择。高层建筑材料设备的选择应该比国家质量规范标准更加严格。要对材料供应方的资质进行严格审核，并且严格审查材料的使用认证。要根据高层建筑的工程量特点来确定施工设备的分类使用的。
三、中国高层建筑结构的发展
建国以来，特别是改革开放以来，高层建筑物的发展经历了一个高速阶段，其特点主要表现为以下几个方面。
（一）建筑高度不断增加
现如今，我国的城市规模达到世界前列，超高层建筑的数量也是数一数二。超高层建筑给我们的成就感不仅是视觉上的观赏美感，随着经济建设的发展，其占地面积、实用性、能源材料等方面的优势将逐渐凸显。超高层建筑的发展一定程度上解决了我国巨大的人口数量带来的压力，也减轻了城市供地矛盾，它绝对不单单是高度上的突破。证明了我国在高层建筑结构领域，不管是建筑材料、设备，还是建筑技艺等都达到了世界领先水平。高层建筑物的发展、崛起，是我国高科技科技进步的一大象征，将会成为我国经济发展与城市建设的一个推动力。
（二）混合材料结构成为主流
钢筋混凝土的混合结构有着极大的优势：一个是技术优势，钢筋混凝土的混合具有经济耐用性能，这一点已经在多年的实践中得到证实;一个是成本优势，我国有着丰富的廉价劳动力资源，人力成本大大降低，而且混凝土资源丰富，价格低廉，原料成本也大大降低。钢筋混凝土的混合结构混合作业看似复杂却更具实用性。在高层建筑的发展中，钢筋混凝土的混合结构应用在中国建筑行业里很好的选择，将会延续，因为它更“接地气”，更符合我国现阶段的经济社会发展需求。 （三）复杂的结构体系
随着国际化程度加深，建筑行业的包容性越来越大，各种建筑技艺不断融合。国际化趋势越来越明显，加上业主们的审美和需求不一，给高层建筑结构的设计工作带来了难度。结构体系的经济实用型是根本，在此基础上考虑美学外观造型。实用性方面，在我国绝大部分地区的高层建筑都必须考虑抗震、防台风等技术保障，光照、环境设施、空间利用率等问题也要充分考虑到。审美需求和技术难度叠加，我国高层建筑的结构体系也有着世界首屈一指的复杂程度。
（四）新型结构体系快速发展
每个城市都有标志性建筑，这些雨后春笋般涌现的高层建筑美化了城市，也启迪了结构体系朝着更科学合理、符合审美方向发展。比如，巨型结构应用在高层建筑物中的例子较多，整幢结构的空间桁架用巨梁、巨型支撑、巨柱等巨型杆件组成，在角柱的相邻立面支撑交匯。
四、中国高层建筑物结构的未来趋势
（一）施工技术的发展速度越来越快
高层建筑的层数越来越高，艺术造型花样繁多，对抗震等自然灾害的要求也越来越高，对高层建筑的施工技术的快速发展有着迫切的现实要求。比如，高层建筑的高施工要求，现着重解决钢筋、混泥土、模板等方面的技术难度，已经逐步达到了一流标准化水平。
（二）设计方法不断创新
随着高层建筑结构设计的要求越来越高，单纯的手工计算已被淘汰，计算机程序进行计算已经普及开来。现在国内普遍采用的是三维空间结构分析计算程序，它具有如下特点：其一，包括层模型动力分析和静力分析等的弹塑性，在大量的研究工作中，在应用手工工程设计的程序快速发展;其二，弹性动力时程分析，它的分析方式为，通过输入各类地震波，由此计算出建筑物的内力数值和结构位移数值;其三是剪力结构，将进行钢筋混凝土等转换层和刚性层的模型试验，以便了解它的抗震性能。另外，为使得高层建筑物结构设计更加完善，还需对复杂体型的高层建筑进行风洞试验。
（三）高强度新材料使用增多
采用高强度的新材料的好处，是在建筑物高度的增加以后，可以解决面积与建筑面积比例悬殊问题。高强度厚钢板具有良好的可焊性，造价低，譬如耐火钢材FP钢，其防火的保护层面厚度不大，但具有抗火的功能。高强度混凝土材料研制和改善进程加快，强度和韧性俱佳，能减轻建筑物的自重，也有利于见减小建筑结构构件的尺寸，达到建筑物轻质高强的目的。目前国内外已经开始使用高强度厚钢板，复合材料也逐渐用于高层建筑的结构开发中，逐步减少或者摒弃对防火材料的依赖。这些将对高层建筑物得结构带来深远的影响。
（四）建筑高度出现新的突破
随着材料创新、设计方法创新、施工技术创新，高层建筑的施工手段日益高超，高层建筑物不断突破极限高度，在质量、高度、数量方面都在不断进步。
五、结语
高层建筑是城市发展与人类需求的产物，在近几十年获得了快速的发展。随着科学技术的创新与突破，施工技术日渐成熟，高层建筑施的未来发展还有很大的潜力，还有很长的路要走。
参考文献
[1] 邢涛.谈现代高层建筑设计要点及发展趋势[J].山西建筑，2014（13）.
[2] 曹旭敏.高层建筑设计问题常见弊病及其诊治措施[J].建筑知识：学术刊，2014（B04）.
关键词：历史;高层建筑;结构;发展与展望
中华文化源远流长，其中最重要的载体之一，就是那些流传保存至今的建筑物。比如，在河北省建于公元1055年的料敌塔，高84米，上下11层，是筒体塔建筑;在河南省建于公元524年篙岳寺塔，高50米，上下15层，采用单筒结构;在山西省建于公元1056年的应县木塔，高60米，上下9层。历经漫长岁月和风雨地质灾害侵蚀，这些建筑物依然保持至今，可见我国在古代，建筑行业取得的技术和艺术水准就已经是首屈一指了。随着第二次工业革命的兴起，工业技术取得了巨大的进步，有力地促进了高层建筑的快速发展，于是在近代欧美等地出现了钢筋混凝土框架结构和钢框架的中高层建筑物。1950年代，科学家研制出了轻质高强材料，使得高层建筑物的抗地震等自然灾害结构体系有了较大的飞跃，自从高层建筑物进入了快速发展时期。建国以来，经历了战争洗礼之后，百业待兴，我国的中高层建筑业开始发展起来。
一、高层建筑结构特点
（一）抗震的特点
中国大陆处于亚欧板块东部，地震带沿太平洋和印度洋这两个大洋板块交界的消亡边界一带分布即著名的环太平洋地震带、地中海～喜马拉雅地震带。中国的高层建筑结构除了要考虑竖向和风荷载的正常使用之外，还应考虑到可能存在的地震威胁与影响，具有抗震结构功能。因此，要科学合理地进行高层建筑的抗震设计，在设计过程中时刻贯穿抗震设防的设计理念。其抗震设计主要包括两个部分，一个是计算设计，一个是概念设计。计算设计是在设想的条件下完成的，属于理论分析，多作为设计师分析评估的手段。地震具有复杂性、多边性，理论分析的误差大，可能会造成弹塑性阶段之后的结构出现局部开裂。因此，概念设计变得更加重要，计算设计逐渐满足不了高层建筑物结构的设计。
（二）减轻建筑物的自重
据统计，高层建筑物超过百分之八十五的竖向荷载都是建筑物的自重。高层建筑物面临的重大挑战之一，就是解决自身重量过重的影响。减轻高层建筑物自重主要通过使用轻质材料，它具有如下好处，一是提高建筑物的抗震性能;二是更加经济合理，减少了建筑材料的实用，降低了建筑成本;三是能提高建筑物的保温和隔热的效果，冬暖夏凉;四是更加轻便，利于改造。
（三）水平荷载
水平荷载具有的风荷载，是空气流动对高层建筑产生的压力;水平荷载的抗震作用，是地震引起的作用于建筑物上的动荷载。风荷载和抗震作用随着建筑物结构动力性的不断变化而随着变化。高层建筑结构的突出特点，是水平荷载和竖向荷载对结构产生倾覆力矩和轴力，与建筑物高度的平方成正比例关系。因此，高层建筑中，水平荷载起到了关键性的作用，也要求有竖向荷载的结构设计。
二、高层建筑结构的要求
（一）高层建筑物结构设计的原则
首先，高层建筑结构设计布置方案要根据工程的实际情况，加强构造的连接，要充分考虑经济适用、抗风、抗震等要素。比如，高层建筑物的抗风设计应保证结构整体的抗风性能，使得整个结构有足够的韧性、强度和延性。
其次，高层建筑的结构设计要做到实用、安全、经济。要采用新技术、新材料、先进设备、新技术和新工艺， 应该与施工材料、设备紧密结合。
（二）施工條件的控制
1. 施工人员的把关。高层建筑结构特点对施工人员有着严格的要求，在施工过程中要坚持以人为本，实行好质量控制措施，同时与责任制相结合。在施工前，要检查施工人员的施工资质，对相关的施工人员进行技术交底，做好施工培训，并划分清楚责任分工;在施工时要安排好监工，确保工程保质保量，能够按照相关规范进行;在施工后，要及时进行验收，严格把关，对出现的问题进行处理。
2. 施工方案的选择。施工方案的选择要善于借鉴国内外先进的施工经验和方法，取长补短，从而提高高层建筑结构的施工质量。要综合考虑施工的各种条件，安排好施工流程，对出现新的情况或者问题，及时修改和完善。
3. 施工材料设备的选择。高层建筑材料设备的选择应该比国家质量规范标准更加严格。要对材料供应方的资质进行严格审核，并且严格审查材料的使用认证。要根据高层建筑的工程量特点来确定施工设备的分类使用的。
三、中国高层建筑结构的发展
建国以来，特别是改革开放以来，高层建筑物的发展经历了一个高速阶段，其特点主要表现为以下几个方面。
（一）建筑高度不断增加
现如今，我国的城市规模达到世界前列，超高层建筑的数量也是数一数二。超高层建筑给我们的成就感不仅是视觉上的观赏美感，随着经济建设的发展，其占地面积、实用性、能源材料等方面的优势将逐渐凸显。超高层建筑的发展一定程度上解决了我国巨大的人口数量带来的压力，也减轻了城市供地矛盾，它绝对不单单是高度上的突破。证明了我国在高层建筑结构领域，不管是建筑材料、设备，还是建筑技艺等都达到了世界领先水平。高层建筑物的发展、崛起，是我国高科技科技进步的一大象征，将会成为我国经济发展与城市建设的一个推动力。
（二）混合材料结构成为主流
钢筋混凝土的混合结构有着极大的优势：一个是技术优势，钢筋混凝土的混合具有经济耐用性能，这一点已经在多年的实践中得到证实;一个是成本优势，我国有着丰富的廉价劳动力资源，人力成本大大降低，而且混凝土资源丰富，价格低廉，原料成本也大大降低。钢筋混凝土的混合结构混合作业看似复杂却更具实用性。在高层建筑的发展中，钢筋混凝土的混合结构应用在中国建筑行业里很好的选择，将会延续，因为它更“接地气”，更符合我国现阶段的经济社会发展需求。 （三）复杂的结构体系
随着国际化程度加深，建筑行业的包容性越来越大，各种建筑技艺不断融合。国际化趋势越来越明显，加上业主们的审美和需求不一，给高层建筑结构的设计工作带来了难度。结构体系的经济实用型是根本，在此基础上考虑美学外观造型。实用性方面，在我国绝大部分地区的高层建筑都必须考虑抗震、防台风等技术保障，光照、环境设施、空间利用率等问题也要充分考虑到。审美需求和技术难度叠加，我国高层建筑的结构体系也有着世界首屈一指的复杂程度。
（四）新型结构体系快速发展
每个城市都有标志性建筑，这些雨后春笋般涌现的高层建筑美化了城市，也启迪了结构体系朝着更科学合理、符合审美方向发展。比如，巨型结构应用在高层建筑物中的例子较多，整幢结构的空间桁架用巨梁、巨型支撑、巨柱等巨型杆件组成，在角柱的相邻立面支撑交匯。
四、中国高层建筑物结构的未来趋势
（一）施工技术的发展速度越来越快
高层建筑的层数越来越高，艺术造型花样繁多，对抗震等自然灾害的要求也越来越高，对高层建筑的施工技术的快速发展有着迫切的现实要求。比如，高层建筑的高施工要求，现着重解决钢筋、混泥土、模板等方面的技术难度，已经逐步达到了一流标准化水平。
（二）设计方法不断创新
随着高层建筑结构设计的要求越来越高，单纯的手工计算已被淘汰，计算机程序进行计算已经普及开来。现在国内普遍采用的是三维空间结构分析计算程序，它具有如下特点：其一，包括层模型动力分析和静力分析等的弹塑性，在大量的研究工作中，在应用手工工程设计的程序快速发展;其二，弹性动力时程分析，它的分析方式为，通过输入各类地震波，由此计算出建筑物的内力数值和结构位移数值;其三是剪力结构，将进行钢筋混凝土等转换层和刚性层的模型试验，以便了解它的抗震性能。另外，为使得高层建筑物结构设计更加完善，还需对复杂体型的高层建筑进行风洞试验。
（三）高强度新材料使用增多
采用高强度的新材料的好处，是在建筑物高度的增加以后，可以解决面积与建筑面积比例悬殊问题。高强度厚钢板具有良好的可焊性，造价低，譬如耐火钢材FP钢，其防火的保护层面厚度不大，但具有抗火的功能。高强度混凝土材料研制和改善进程加快，强度和韧性俱佳，能减轻建筑物的自重，也有利于见减小建筑结构构件的尺寸，达到建筑物轻质高强的目的。目前国内外已经开始使用高强度厚钢板，复合材料也逐渐用于高层建筑的结构开发中，逐步减少或者摒弃对防火材料的依赖。这些将对高层建筑物得结构带来深远的影响。
（四）建筑高度出现新的突破
随着材料创新、设计方法创新、施工技术创新，高层建筑的施工手段日益高超，高层建筑物不断突破极限高度，在质量、高度、数量方面都在不断进步。
五、结语
高层建筑是城市发展与人类需求的产物，在近几十年获得了快速的发展。随着科学技术的创新与突破，施工技术日渐成熟，高层建筑施的未来发展还有很大的潜力，还有很长的路要走。
参考文献
[1] 邢涛.谈现代高层建筑设计要点及发展趋势[J].山西建筑，2014（13）.
[2] 曹旭敏.高层建筑设计问题常见弊病及其诊治措施[J].建筑知识：学术刊，2014（B04）.