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[摘要]：随着现今高层建筑的迅猛发展，日渐复杂的高层建筑的形式、使用材料以及力学分析模型越来越难以满足，其结构设计体系也更加的多样化。5.12汶川大地震的突然袭来就使得差不多全部的高层建筑物轰然倒下，据此高层建筑下的结构设计这也就成为了建筑结构工程师设计研究、工作的重点及难点以及新一轮的建筑考验。在本文中，笔者就将结合自身多年来的实际工作经验，概略性的介绍了高层住宅建筑的结构设计特征以及高层建筑的结构设计体系等的基本要点，还提出了简单性的高层建筑结构的防震、抗震设计，供广大同仁参考和借鉴。
[关键词]：高层建筑 结构设计 结构体系 抗震设计
中图分类号：TU311.41 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）32- 0486-01
1、高层建筑结构设计特点
1.1利水平荷载是其决定性因素
利水平荷载已经成为了高层住宅建筑的决定性因素。在建筑的竖向构件中，因为其自身的重量以及楼面使用的荷载，所带来的轴力和弯矩的数值是和所建的建筑高度有着正比关系；然而，对建筑结构来说，水平荷载作用所引起的倾覆力矩以及在竖向构件中，其由此引起的轴力和建筑物的高度二次方有着正比关系；除此之外，对某一特定的高层住宅建筑来说，在大体上，竖向荷载是一个定值，然而，作为建筑的水平荷载上的风荷载作用以及地震作用，其数值是随着建筑结构的动力特性的变化而随之有着比较大幅度的变化。
1.2不能忽视轴向变形
在高层的住宅建筑之中，因为竖向上的荷载数值比较大，其可以在建筑柱中产生比较大的轴向变形，继而建筑会对连续的梁弯矩造成一定的影响，致使连续的建筑梁中间支座处负弯的矩值度减小，同时，跨中正弯矩以及端支座负弯矩值度增大；除此之外，给建筑构件剪力以及侧移造成影响，把建筑的构件竖向变形考虑进去及比较后，会直接得出一个不够安全的结果。
1.3结构延性成为关键的设计指标
高层住宅建筑和比较低的低楼房两者比较起来来说，高层的建筑结构更加柔和一些，在地震的迫害作用之下，高层的变形也更大一些。在建筑进入到设计塑性的变形时期之后，为了使建筑结构仍然保留比较强的变形能力，以免倒塌，尤其是需要在建筑的构造之上运用一定恰当的措施，从而来对结构具备充分的延性做出保障。
2、高层住宅建筑结构体系
2.1建筑框架结构体系
建筑的框架结构体系通过节点间的连接，主要由梁、柱构件来构成建筑的承载结构。框架结构体系设置安排需要比较大的空间容积，能够比较灵活的符合建筑的水平、平面布置。随着建筑结构的高度逐渐增加，由于水平作用，会使得建筑框架结构体系的底部梁柱组件的弯矩以及剪力明显的增加，继而也会使得梁柱的截面尺寸及配筋量逐渐增加，达到一定程度之后，其就会造成建筑的平面布置以及空间处理很大困难，给住宅建筑空间的日常的正规使用带去影响，在建筑材料的用量及造价等方面也慢慢的趋于不合理，因此，在建筑的使用层数上就受到了一定的限制。
2.2剪力墙体系
剪力墙体系通常被应用于建筑的钢筋和混凝土结构之中，由墙体独自来承受整个的水平作用以及竖向的作用荷载。在墙体承受水平力作用的时候，剪力墙体系就等同于一根建筑下部嵌入、固定的悬臂深梁，剪力墙的水平位移矢量包括了弯曲变形以及剪切变形两个主体部分。结构设计的层间位移随着建筑楼层的增高而随之增加这是高层住宅建筑的剪力墙体系主要特征。剪力墙结构体系与框架结构体系相比较起来，不仅刚度大，而且建筑的空间整体性极好，同时用钢量也比较省，建筑结构顶点的水平位移以及层间位移通常情况下，都比较小，完全可以满足高层住宅建筑的抗震设计一定的变形要求。
2.3建筑框架—剪力墙体系
建筑框架—剪力墙体系这种体系就是把框架体系和剪力墙体系两种结构共同组合在一起而形成的建筑体系。住宅的竖向作用荷载各自由框架以及剪力墙一起来承担，水平作用方向上的主要是由抗侧刚度比较大的剪力墙来承担。这种结构不仅具备框架结构布局、设置灵活及使用方便的特征，而且具备比较大的刚度以及极强的抗震能力，因而，被广泛的使用于高层住宅建筑以及高层办公建筑及旅馆建筑之中。因为建筑框架及剪力墙的协调共同工作，高层住宅建筑的受力情况以及内部本身力的分布均得到了极大的改善。
2.4筒体体系
随着建筑的层数及高度的不断增大，高层住宅的建筑结构需要承担的水平地震迫害作用也随之的大大增加，像是已经被广泛使用的框架体系、剪力墙结构体系以及框架—剪力墙等等结构体系明显的变得不够合理、不够经济，甚至是不可行。此时，可以在平面内，把剪力墙围合成一个箱形的形状，变成一个竖向设置的可以空间整体受力的框状筒，继而，形成一个具有良好、有效的抗风以及抗震性能的建筑筒体结构体系。
3、高层住宅建筑结构之抗震设计
3.1缩减地震的能量输入
在预料之内的地震迫害作用之下，为了使得建筑结构的抗震、变形能力能够满足结构变性要求，设计者必须进行一定的定量分析，积极、正确的使用基于位移矢量的建筑结构抗震设计。除了验算构件的承载力外，在大地震的作用之下，要控制结构层间位移角限值或位移延性比；按照构件变形与结构位移两者间的关系，确定构件的变形值；与此同时，要按照截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。选择坚硬的场地土来进行高层住宅建筑的建造，能够明显降低地震能量输入，从而减轻破坏程度。
3.2积极使用、推广隔震以及消能减震设计
目前，“延性结构体系”是被我国以及世界各个国家、地区普遍使用的传统的高层建筑抗震结构体系，它主要是对建筑结构物的刚度做到适当的控制，但是，在地震的时候，建筑结构构件会被容许进入到非弹性状态，并且具备比较大的延性，以便最大化的消耗地震能量，降低地震的反应，才能使得建筑结构物做到“裂而不倒”。有种十分有效、具有前途的抗震手段是采用软垫隔震和摆动、悬吊隔震等措施，从而改变建筑结构的动力特征，降低地震的迫害能量输入，降低地震的迫害反应。提升建筑结构的阻力，使用高度延性的构件，不仅可以提升建筑结构的耗能能力，还可以缩小地震的迫害作用，降低楼层的地震剪力。伴随着社会技术的快速发展，各种各样的建筑物以及构筑物也对其抗震和减震要提出了越来越多更高的要求。总之，在将来的建筑结构设计之中，地震控制体系和传统意义下的抗震体系相互比较起来，其所具备无可替代、举足轻重的优越性，也必将获得越来越广泛、关键的应用。
3.3应该设立、布置多道的抗震防线
对于高层住宅的建筑结构设计来说，应该多设置几道抗震防线。在强烈的地震作用迫害之下，当首道抗震防线构件遭到严重的破坏之后，后续备用的第二道甚至第三道防线能够继续抵挡地震的强烈冲击，这样可以使得高层建筑物倒塌的几率降低，幸免于灾难。高层住宅建筑结构设计形式应该使用包括联肢、多肢以及高层壁式的框架剪力墙，剪力墙—框架简体和筒中筒形式的等等多道抗震保护、防线结构体系。最需要着重强调的是，高层建筑的设计绝对不能误入单单凭着计算的误区，仅仅凭着现今的高层住宅建筑结构设计的计算水准来看，如果设计的结构出现严重的不规则情况，整体性、统一性就会很差，这样是很难保证建筑结构的抗震以及抗风性能，特别是抗震性能。所以，这就要求建筑设计师和建筑结构工程师一起合作切实把握好结构初步设计这个重要环节。
结论：
高层住宅建筑必将是建筑发展的主要潮流，建筑工作者必须紧跟时代技术前沿，掌握更先进的高层建筑的结构设计知识。所以，对于新一轮的结构形式以及更为合理的建筑力学模型的研究，是建筑结构设计者们的目标和方向。
参考文献：
[1]徐晋.建筑结构设计的常見问题研究[J].中国新技术新产品，2011，（10）.
[2]周志敏.有关高层建筑结构设计的研究[J].中国新技术新产品，2011，（02）.
[3]董燕，胡执标.浅谈高层建筑结构关键设计问题[J].科技创新导报， 2011，（11）.
[4]赵国，周伟.浅谈对高层建筑结构设计的几点认识[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（04）.
[5]卢怀江.浅议高层建筑结构的若干关键设计[J].建筑设计管理，2009，（08）.
[关键词]：高层建筑 结构设计 结构体系 抗震设计
中图分类号：TU311.41 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）32- 0486-01
1、高层建筑结构设计特点
1.1利水平荷载是其决定性因素
利水平荷载已经成为了高层住宅建筑的决定性因素。在建筑的竖向构件中，因为其自身的重量以及楼面使用的荷载，所带来的轴力和弯矩的数值是和所建的建筑高度有着正比关系；然而，对建筑结构来说，水平荷载作用所引起的倾覆力矩以及在竖向构件中，其由此引起的轴力和建筑物的高度二次方有着正比关系；除此之外，对某一特定的高层住宅建筑来说，在大体上，竖向荷载是一个定值，然而，作为建筑的水平荷载上的风荷载作用以及地震作用，其数值是随着建筑结构的动力特性的变化而随之有着比较大幅度的变化。
1.2不能忽视轴向变形
在高层的住宅建筑之中，因为竖向上的荷载数值比较大，其可以在建筑柱中产生比较大的轴向变形，继而建筑会对连续的梁弯矩造成一定的影响，致使连续的建筑梁中间支座处负弯的矩值度减小，同时，跨中正弯矩以及端支座负弯矩值度增大；除此之外，给建筑构件剪力以及侧移造成影响，把建筑的构件竖向变形考虑进去及比较后，会直接得出一个不够安全的结果。
1.3结构延性成为关键的设计指标
高层住宅建筑和比较低的低楼房两者比较起来来说，高层的建筑结构更加柔和一些，在地震的迫害作用之下，高层的变形也更大一些。在建筑进入到设计塑性的变形时期之后，为了使建筑结构仍然保留比较强的变形能力，以免倒塌，尤其是需要在建筑的构造之上运用一定恰当的措施，从而来对结构具备充分的延性做出保障。
2、高层住宅建筑结构体系
2.1建筑框架结构体系
建筑的框架结构体系通过节点间的连接，主要由梁、柱构件来构成建筑的承载结构。框架结构体系设置安排需要比较大的空间容积，能够比较灵活的符合建筑的水平、平面布置。随着建筑结构的高度逐渐增加，由于水平作用，会使得建筑框架结构体系的底部梁柱组件的弯矩以及剪力明显的增加，继而也会使得梁柱的截面尺寸及配筋量逐渐增加，达到一定程度之后，其就会造成建筑的平面布置以及空间处理很大困难，给住宅建筑空间的日常的正规使用带去影响，在建筑材料的用量及造价等方面也慢慢的趋于不合理，因此，在建筑的使用层数上就受到了一定的限制。
2.2剪力墙体系
剪力墙体系通常被应用于建筑的钢筋和混凝土结构之中，由墙体独自来承受整个的水平作用以及竖向的作用荷载。在墙体承受水平力作用的时候，剪力墙体系就等同于一根建筑下部嵌入、固定的悬臂深梁，剪力墙的水平位移矢量包括了弯曲变形以及剪切变形两个主体部分。结构设计的层间位移随着建筑楼层的增高而随之增加这是高层住宅建筑的剪力墙体系主要特征。剪力墙结构体系与框架结构体系相比较起来，不仅刚度大，而且建筑的空间整体性极好，同时用钢量也比较省，建筑结构顶点的水平位移以及层间位移通常情况下，都比较小，完全可以满足高层住宅建筑的抗震设计一定的变形要求。
2.3建筑框架—剪力墙体系
建筑框架—剪力墙体系这种体系就是把框架体系和剪力墙体系两种结构共同组合在一起而形成的建筑体系。住宅的竖向作用荷载各自由框架以及剪力墙一起来承担，水平作用方向上的主要是由抗侧刚度比较大的剪力墙来承担。这种结构不仅具备框架结构布局、设置灵活及使用方便的特征，而且具备比较大的刚度以及极强的抗震能力，因而，被广泛的使用于高层住宅建筑以及高层办公建筑及旅馆建筑之中。因为建筑框架及剪力墙的协调共同工作，高层住宅建筑的受力情况以及内部本身力的分布均得到了极大的改善。
2.4筒体体系
随着建筑的层数及高度的不断增大，高层住宅的建筑结构需要承担的水平地震迫害作用也随之的大大增加，像是已经被广泛使用的框架体系、剪力墙结构体系以及框架—剪力墙等等结构体系明显的变得不够合理、不够经济，甚至是不可行。此时，可以在平面内，把剪力墙围合成一个箱形的形状，变成一个竖向设置的可以空间整体受力的框状筒，继而，形成一个具有良好、有效的抗风以及抗震性能的建筑筒体结构体系。
3、高层住宅建筑结构之抗震设计
3.1缩减地震的能量输入
在预料之内的地震迫害作用之下，为了使得建筑结构的抗震、变形能力能够满足结构变性要求，设计者必须进行一定的定量分析，积极、正确的使用基于位移矢量的建筑结构抗震设计。除了验算构件的承载力外，在大地震的作用之下，要控制结构层间位移角限值或位移延性比；按照构件变形与结构位移两者间的关系，确定构件的变形值；与此同时，要按照截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。选择坚硬的场地土来进行高层住宅建筑的建造，能够明显降低地震能量输入，从而减轻破坏程度。
3.2积极使用、推广隔震以及消能减震设计
目前，“延性结构体系”是被我国以及世界各个国家、地区普遍使用的传统的高层建筑抗震结构体系，它主要是对建筑结构物的刚度做到适当的控制，但是，在地震的时候，建筑结构构件会被容许进入到非弹性状态，并且具备比较大的延性，以便最大化的消耗地震能量，降低地震的反应，才能使得建筑结构物做到“裂而不倒”。有种十分有效、具有前途的抗震手段是采用软垫隔震和摆动、悬吊隔震等措施，从而改变建筑结构的动力特征，降低地震的迫害能量输入，降低地震的迫害反应。提升建筑结构的阻力，使用高度延性的构件，不仅可以提升建筑结构的耗能能力，还可以缩小地震的迫害作用，降低楼层的地震剪力。伴随着社会技术的快速发展，各种各样的建筑物以及构筑物也对其抗震和减震要提出了越来越多更高的要求。总之，在将来的建筑结构设计之中，地震控制体系和传统意义下的抗震体系相互比较起来，其所具备无可替代、举足轻重的优越性，也必将获得越来越广泛、关键的应用。
3.3应该设立、布置多道的抗震防线
对于高层住宅的建筑结构设计来说，应该多设置几道抗震防线。在强烈的地震作用迫害之下，当首道抗震防线构件遭到严重的破坏之后，后续备用的第二道甚至第三道防线能够继续抵挡地震的强烈冲击，这样可以使得高层建筑物倒塌的几率降低，幸免于灾难。高层住宅建筑结构设计形式应该使用包括联肢、多肢以及高层壁式的框架剪力墙，剪力墙—框架简体和筒中筒形式的等等多道抗震保护、防线结构体系。最需要着重强调的是，高层建筑的设计绝对不能误入单单凭着计算的误区，仅仅凭着现今的高层住宅建筑结构设计的计算水准来看，如果设计的结构出现严重的不规则情况，整体性、统一性就会很差，这样是很难保证建筑结构的抗震以及抗风性能，特别是抗震性能。所以，这就要求建筑设计师和建筑结构工程师一起合作切实把握好结构初步设计这个重要环节。
结论：
高层住宅建筑必将是建筑发展的主要潮流，建筑工作者必须紧跟时代技术前沿，掌握更先进的高层建筑的结构设计知识。所以，对于新一轮的结构形式以及更为合理的建筑力学模型的研究，是建筑结构设计者们的目标和方向。
参考文献：
[1]徐晋.建筑结构设计的常見问题研究[J].中国新技术新产品，2011，（10）.
[2]周志敏.有关高层建筑结构设计的研究[J].中国新技术新产品，2011，（02）.
[3]董燕，胡执标.浅谈高层建筑结构关键设计问题[J].科技创新导报， 2011，（11）.
[4]赵国，周伟.浅谈对高层建筑结构设计的几点认识[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（04）.
[5]卢怀江.浅议高层建筑结构的若干关键设计[J].建筑设计管理，2009，（08）.