摘要： 對目前較為普通的高層建筑結構體系的優缺點、適用性、經濟性等方面的比較，并論述如何選擇合理的結構體系方案，具有較高的參考價值。

　　關鍵詞：高層建筑;結構體系;經濟合理性

　　Abstract: at present are normal of the high-rise building structure and the advantages and disadvantages of the system, applicability, economy, and other aspects of the comparison, and discusses how to select the reasonable structure system plan, is of high reference value.

　　Keywords: high building; Structure system; Economic rationality

　　中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：

　　隨著經濟社會的不斷發展，城市規劃設計中的高層建筑越來越廣泛。為了更好的使設計建筑結構設計工作在現實生活中得到合理的運用，這就需要設計師從概念設計為基礎進行設計。而本文主要是探討高層建筑的結構體系以及如何進行結構體系的選擇。

　　1、高層建筑的結構體系

　　目前國內的高層建筑目前最廣泛基本結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構、鋼結構等五種體系。

　　(1)框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。優點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，房間隔墻可以隨意拆改，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內造價較低，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重;并且框架柱尺寸過大，不適合民用住宅，在地震區不宜做太高。

　　(2)剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”。其優點是：剛度大，空間整體性好。由于承重結構為片狀的混凝土墻體，房間不見柱子的棱角，感覺更美觀，比框架結構更適合用于住宅、旅館等房屋。在歷史地震中，剪力墻結構表現了良好的抗震性能，震害較少發生，而且程度也較輕微。缺點是：混凝土用量多，自重大，總高度通常無法超過150m。混凝土墻體為高強度承重墻體，房間不能拆改。

　　剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。

　　在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形，因此，在地震區不宜采用這種框支剪力墻結構。

　　(3)框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構優點是：既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。缺點是：混凝土用量多，自重大，總高度不宜超過150m。

　　(4)筒體結構體系。由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構;有時為了滿足建筑高度要求在結構中的框架柱內添加型鋼鋼材，或在柱子外側包裹型鋼鋼材，此類建筑常用于超高層民用建筑和地標建筑，其優點是：可以有效減小混凝土柱子的尺寸，減少結構自重，并加強柱子的抗震和承重性能，因為綜合了框架剪力墻結構和鋼結構的優點，此類結構在150米~300米的建筑中廣泛使用，缺點較少。

　　(5)鋼柱、鋼梁承重，叫做鋼結構。常用于廠房、超高層公建和大跨度房屋(例如體育場)。

　　優點是自重輕，施工快。可以修建到300多米甚至更高的高度。因為是柔性結構，地震破壞力對它影響較小。缺點是鋼材害怕腐蝕，建筑保養困難，而且保養費用昂貴。鋼材最怕高溫，火災是鋼結構房屋的天敵。

　　1.2高層建筑結構體系選擇

　　鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，并積極采用新技術、新工藝和新材料,提高建筑的安全適用性、技術先進性、經濟合理性。高層建筑結構設計時應重視結構選型和構造，擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。

　　(1)增加抗彎結構體系的有效寬度。這里很有效的，因為增加寬度可以直接減小傾覆力，并且當其它條件不變時，側移按寬度增加的三次方的比例減小然而，必須使加寬了的結構體系中的豎向構件連接良好，才能真正達到上述效果。

　　(2)增大承受荷載最有效的構件的截面。例如，加大較低樓層柱子和連接大梁的翼緣截面，就能夠直接減小側向位移和增加抵抗力矩，而不會增大上層樓面的質量，否則，抗震問題將更加嚴重。

　　(3)使大部分豎向荷載直接由主要抗彎構件承受。這將使主要的抗傾覆構件受到預壓而有助于傾覆拉力作用下的房屋穩定。

　　(4)在豎向結構分體系中，合理布置實心墻或者斜撐構件，可以最有效地抵抗每層樓的局部剪力。完全用抗彎的豎向構件來抵抗這些剪力通常不經濟的，因為使柱及梁有足夠的抗彎能力，比用墻或斜撐需要更多的材料和施工工作量。

　　(5)每層樓蓋應足以起水平隔板的作用。這可以使各抵抗外力的構件共同工作，而不是單獨工作。

　　(6)將大型豎向和水平構件聯結成巨型框架。諸如，在兩個或更多的電梯井間每隔若干層用重型樓蓋結構體系或非常大的梁式析架連接起來。

　　所有高層建筑基本上都是支承在地面上的豎向懸臂結構。當合理使用上述原則時，由墻、核心筒、框架、筒式結構和其它豎向結構分體系可以得到所希望的結構方案，從而真正實現建筑的安全適用性、經濟合理性。

　　參考文獻

　　[1] GB50011-2010 建筑抗震設計規范

　　[2] JGJ3-2010高層建筑混凝土結構技術規程

　　[3] 趙西安,高層建筑結構實用設計方法,同濟大學出版社,1998