浅谈高层建筑结构体系设计

摘要：现今社会由于城市化不断的发展，城市中可提供建筑所用的占地越来越少。根据此情况，高层建筑将会越来越多的出现在城市的建设中，因此高层建筑的质量与结构也会、渐渐的成为人们关注的焦点。所以本文对高层建筑的安全性、高层结构体系等关键问题进行了叙述。

关键词：高层建筑 建筑结构体系

根据现今社会的城市建设的突飞猛进，城市内的高层建筑物可谓是眨眼而起。对然高层建筑迅速的拔地而起，但是其中的诸多质量隐患也随之而产生。随意为了更好的保证施工质量就要把整体建筑解剖开来，一步步的从各部分结构开始完善。

1、高层建筑体系的分类

1.1 框架结构体系

1.1.1 定义

房屋竖向称重结构全部由剪力墙组成。与多层框架结构体系相似，高层建筑中框架结构体系也由纵横框架所组成，形成空间框架结构，以承受竖向荷载和水平作用。与其他高层建筑结构体系相比，框架结构具有布置灵活，造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅、休息厅、餐厅和贸易厅等的布置。同时，经过合理设计，框架结构可以具有较好的延性和抗震性。但框架结构构件断面尺寸较小，结构的抗侧刚度较小，水平位移较大。在地震力作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏，因此其建设高度受到限制，一般在非地震区不宜超过60m，在地震区不宜超过50m。

1.1.2 其受力特点

在竖向荷载的作用下，剪力墙是受压的薄壁柱；在水平荷载的作用下，剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱。特别要注意的是，首先剪力墙结构属于刚性结构，对于高宽比较大的建立墙体，侧向变形呈弯曲形。其次剪力墙结构水平承载力合侧向刚度均很大，侧向变形较小。

1.1.3 优缺点

优点：剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小；房间墙面和天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。缺点：结构自重较大；建筑平面布置局限性大，较难获得打的建筑空间。

1.2 剪力墙结构体系

剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内隔墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，剪力墙技能承受竖向荷载，又能承受水平力。一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽达十几米或更大，高达几十米以上。而它的厚度则很薄，一般为160～300mm，较厚的可达500mm。

剪力墙的主要作用是承受平行于墙体平面的水平力，并提供较大的抗侧力刚度，它使剪力墙受剪且受弯，剪力墙也因此而得名，以便与一般仅承受竖向荷载的墙体相区别，在地震区，该水平力主要有地震作用产生，因此，剪力墙有时也称抗震墙。

1.3 框架剪力墙

1.3.1 定义

为了充分发挥框架结构平面布置的灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点，当建筑物需要有较大空间，且高度超过了框架结构的合理高度时，可以采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。

框架剪力墙结构体系是由框架和剪力墙共同作用为承重结构的受力体系。它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，既可以使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高层建筑提供足够的结抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用。

框架剪力墙结构布置的关键是剪力墙的数量和位置。从建筑布置的角度看，减少剪力墙数量则可以使建筑布置灵活。但从结构角度看，剪力墙往往承担了大部分的侧向力，对结构抗侧刚度有明显的影响，因而剪力墙数量不能过少。

1.3.2 受力变形的特点

框架剪力墙结构体系以框架为主，并布置一的那个数量的剪力墙，通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。其中剪力墙承受大部分水平荷载，框架只承担较小的一部分。

1.3.3 优点

兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于10到20层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。

1.3.4 框架剪力墙结构中剪力墙的数量和布置

首先、剪力墙的数量不宜过多，保证满足位移限值就好。其次、剪力墙的布置不要过长；不可少于3道，最好做成筒体；对称布置；在从横向数量接近；应贯通全高，上下刚度连贯而均匀。对于高层建筑结构体系的分类，还有其他的一些种类，这里我们就不一一介绍了。

2、高层建筑体系的选型

为了保证工程的总体质量的关键在于结构的选型。对于地震高发区的高层建筑来说，实际上它是属于抗震概念设计范畴，它是在总结地震输出和工程的抗震基础上来指导如何正确的解决和施工的总体方案。所以选择合理的结构体系，才能达到合理的抗震效果。

(1)由于社会的城市化发展导致城市的人口不断的上升、人群居住密集、生活用地缺乏，据此为了更充分的利用城市生活用地的资源，于是高层建筑物不断的出现在城市的建设中。(2)高层建筑结构的复杂性:1)高层建筑不同于其他的民用建筑，他的挺行庞大，投资高，施工期长，所以搞策划你个建筑结构体系优化的必要性和效益则更加明显。对其来说，首先是形式的优化，其次才是布局和好、构件的优化。2)根据目前社会的发展，高层建筑要考虑的影响因素逐渐变得复杂，对于选型的方式也非常的庞大，其结果由于人为的因素影响同样会提高。

3、结语

高层建筑结构的选型和结构的布置，在结构抗震中占有非常重要的地位,它直接影响到结构的安全性、经济性和实用性；总体来说高层建筑结构选型，不仅仅包含竖向承重结构选型还包含有水平承重结构选型以及下部结构选型;结构布置包括结构平面布置、结构竖向布置及变形缝设置。因此对于选型的复杂，在设计中就要全方面的对比、总结最后选取最合理的结构体系。

参考文献

[1]沈蒲生.高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2]刘海卿,康珍珍,张丙军.高层建筑结构选型影响因素分析[J].科学技术与工程,2006(6).

[3]宋领法,曹晓莉.高层建筑结构设计中若干问题的探讨[J].中州煤炭,2000(3),10.