简述高层建筑结构体系
摘要：随着新时代的到来，高层建筑已经成为当代建筑领域不可或缺的一部分。众所周知，随着建筑物的增高，我们的施工难度也在成比例的上升。我们需要考虑的因素也就随之增多。在高层建筑中，我们不仅仅需要维持结构的稳定性，而且我们需要考虑更多的不确定因素，像风荷载，地震作用，以及他的竖向交通等等。当存在高层建筑群的时候，在旁边新建的高层或者普通建筑物就需要考虑土方工程对其建筑群结构的影响。那么，在这样复杂的条件下，怎样的结构体系才符合实际的需求。
关键词：高层结构;高层结构的抗震设计;结构设计.
引言：在现在的生活中，高层建筑羽超高层建筑的发展正日益兴旺，相比较下，与传统结构不大相同的，高层建筑与超高层建筑在结构上是有着明显的差别。例如：普通的砖混结构与高层建筑结构的差别，不仅仅表现在设计上，更重要的是其结构的差别。因为考虑因素的增加，因此结构的复杂性也随之增长。由于人们的居住需求与审美的改变，这就使得高层建筑变得更加复杂化。
1、高层建筑结构
高层建筑结构受力特点最主要是在两个部分，第一个就是高层建筑自己本身受重力影响而产生的对于建筑基础的负荷，另一部分就是来自于建筑物外部所施加的作用力，其中，这些作用力主要是水平方向，例如地震力、风力等等。高层建筑结构体系主要是包括四大结构，不同类型的框架结构，有着不同的架构形式，因而导致其优缺点各有不同。
（一）框架结构。框架结构的主要受力部分是建筑的支柱和梁，结构基础是用来承受整体受力的，三个结合起来构成了高层建筑的承重结构，楼板则是用于力的传递。其主要特点是建筑内部的空间是比较大的，建筑的立面处理是相对容易的，楼板的平面布置也是灵活方便的，受力特点主要是在侧向刚度比较小，但是如果建筑的层数比较多，在受到水平方向的负荷时候侧移量比较大，很不利于建筑的稳定性，因此，框架结构有其相对的局限性。
（二）剪刀结构。剪刀结构的特点是整个建筑所受到的所有力，包括自己本身的承重和外部水平方向或是垂直方向的载荷，全部是有建筑墙体所承重的承受的，因此，剪刀结构在力的传导方面来说直接、均匀，不会产生什么冲突。此外，剪刀结构在整体强度和刚度上有着十分卓越的表现。其的整体性和延展性能很强，在受到较大的外部力量的时候，例如地震等，结构侧向位移是易于控制的，不容易倒塌的。但是，剪刀结构在其建筑的平面布置来说相对死板，因此，剪刀结构的适用范围只能在住宅和宾馆等建筑。
（三）框架—剪刀结构。框架—剪刀结构是在框架结构和剪刀结构中，选取各自的优点所在，融合并延伸而所得的。在垂直方向的力的传导上，其轴向负荷和变形主要是由框架与剪刀结构共同来承受的，而水平方向的传递方面，则是通过剪刀结构来承受的，这主要是因为剪刀结构具有比较高的抗侧力和强度。框架—剪刀结构不但在力的传导过程中比较均匀和直接，而且在整体性和抗侧力方面都优于框架结构，因此在高层建筑中比较普遍。
（四）筒体结构。筒体结构则是在近几年所兴起来的一种建筑结构，主体结构是以筒体为基础的，其建筑结构的强度和刚度远远优秀于传统的建筑结构。在高层建筑中，运用筒子结构能够极大地提高整个建筑的受力性，在其他方面也是有着比较大的优点。因为筒子结构在力的承重和分配上更加合理，因此主要应用在超高层建筑的结构设计方面上，尤其是大空间和大跨度的高层建筑。
2、高层结构的设计特点
高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置立面体形、楼层高度机电管道的设置施工技术的要求施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有:
2.1水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2侧移成为控指标与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层
结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H 的4次方成正比(s = qH4/8E1):p)。另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗侧移刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。
2.3 抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。
2.4 减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要
高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。
2.5轴向变形不容忽视
采用框架体系和框架_剪力墙体系的高层建筑中,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时,此种轴向变形的差异将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁中间支座沉陷,从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
2.6概念设计与理论计算同样重要
抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高.分析的原则不断完善,但由于地震作用的复杂性和不确定性,地基土地影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当建筑结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。
