高层建筑的四大结构体系
目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
一、框架结构体系：
框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。钢筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分为：
①梁、板、柱全部现场浇筑的全现浇框架；
②楼板预制，梁、柱现场浇筑的部分现浇框架；
③梁、板预制，柱现场浇筑的半装配式框架；
④梁、板、柱全部预制的全装配式框架。
优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。
缺点：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。
适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。 二、剪力墙结构体系
在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分隔构件。
优点：由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。
缺点：剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。
超高层摩天楼的结构体系，这些案例集锦带你过把瘾！
本篇文章献给不断探求应用自然法则而不盲从现行规范的结构工程师们！
因为工作以来接触的项目主要是以超高层结构为主，所以今天想跟大家聊一聊超高层的结构体系。超高层建筑的结构体系的话题很大，因为超高层建筑的结构体系多种多样，很难完全包括进去，这里主要以小编所了解到的结构体系进行介绍。
1 超高层建筑的定义
对于超高层建筑的界定，不同国家有不同标准。联合国教科文组织所属的世界建筑委员会1972年召开的国际高层建筑会议，将9层及以上的建筑定义为高层建筑，40层以上（高度在100米以上）定义为超高层建筑。根据我国《民用建筑设计通则》和《高层民用建筑设计防火规范》规定，建筑高度超过24m即为高层建筑，超过100m的均称为超高层建筑。 图1 高层、超高层以及超级高层建筑的分类(@CTBUH)
世界高层建筑与都市人居协会(CTBUH)则将300米以上的建筑定位为超高层建筑（supertall），将600m以上的建筑定位超级高层建筑（megatall）。截止目前为止，全球共有115个竣工的超高层建筑，而竣工的超级高层建筑只有三个，这三个分别是迪拜塔（828m）、上海中心（632m）及麦家皇家钟楼（601m）。 图2 已竣工的超高层建筑排名(@CTBUH)
图3 世界最高建筑的竣工时间(@CTBUH)
小编认为，一栋建筑当它的高度造成在设计、施工以及使用上明显区别于同类较低的建筑时，那么就可以被定义为高层建筑。
2 超高层建筑的设计特点
超高层建筑与中低层建筑相比，结构不仅要承受重力荷载，而且要负担较大的水平荷载（如风荷载、地震作用等）。随着房屋高度的增加，水平荷载往往成为设计的控制因素。
简单来看，超高层建筑可以视为固定在地面上的一根悬臂杆件，在侧向荷载为倒三角荷载时，荷载效应与建筑高度的关系中，轴向力
N 与建筑高度 H 大致成正比，而结构弯矩和位移与建筑高度 H 呈指数关系。
超高层建筑主流结构形式
近几年，我国建了大量超高层建筑，其中核心筒体系用得比较多，基本上每个超高层建筑都有一个核心筒，不管是建筑或是设备使用的需要，结构也刚好利用，从各个工种来说核心筒非常有用。多数超高层建筑都有核心筒在中间，周边配上一些支撑结构，目前以框架、巨型框架和外框筒这三种外周边结构居多。总体来说，现在的结构体系多是一个核心筒一个框架，如果不能满足规范要求，加一个伸臂桁架、腰桁架或是斜撑，从200米到500米基本上都用这种结构。
1、框架+核心筒
无论是哪种结构都是基本的，同时往往在这个基础上还有一个补强措施，在某个层面加上伸臂桁架和腰桁架。巨框架已经具有腰桁架的形式，可能加伸臂桁架，有时还加斜撑。
柳州地王国际财富中心。高303米，矩形底盘44米×44米，高宽比是6.8（高宽比虽然是一个很粗略的指标，但是可以显示设计难度，高宽比越大设计难度越大。我个人认为比较正常的是7左右，7以下难度不大，超过8难度就来了，超过9就非常困难。不过这仅是一个方面的指标，不是绝对的，还要看当地的自然条件，不要将7作为一个分界线），其结构为一个核心筒，加一个外周边的框架，每边4根柱，柳州自然条件比较好，六度区、风也不太大，在高宽比也不太大的条件下，这个结构设计并不困难。加了加强层，当时参加审查时，这个指标的参数非常好，我们建议取消一个，后来取消。
重庆瑞安嘉陵帆影。其外框架是椭圆形，半边错开，建筑高度440米（人可到达楼面高度），高宽比8.6。重庆自然条件好，六度区，风不大，超高层建设条件有利。由于该项目比较高，高宽比较大，采用五道加强层。 深圳京基100。建筑高度441.8米，矩形平面，高宽比9.5，高宽比非常大，设计难度大，加之深圳风很大，七度区，采用框架+核心筒，同时加3道伸臂桁架和5道腰桁架。此外，还加了斜撑。
2、巨型框架+核心筒
巨型框架跨度很大，层高也很多，需要布置第二层桁架。如果巨型框架还不能满足结构要求，可以加斜撑、单撑。上海中心，632米，实际高度是580米，顶上还有一个塔冠。高宽比7.0，上海是七度区，风力比较大，加了6道伸臂桁架。上海中心外面看是三角形，真正结构是圆形，中间一个核心筒，每面2根柱，柱子靠得很近，这样就组成一个矩形桁架。另外还有一个圆弧形的环梁，这是它的结构体系。这个结构由于2根柱比较靠中间，圆弧四个角的跨度很大，而且环梁又是弧形的，弧形有一个问题是受扭，这个是完全解决不了问题的，那么大的跨度要承担很多的竖向荷载，审核之后改进，在若干层以下加了4个角柱减轻跨度，另外把圆弧形的腰桁架改为空间桁架。
复杂高层建筑结构
在现代城市的天际线上，复杂高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠，展示着人类建筑技术的巨大成就。然而，这些令人惊叹的建筑背后，隐藏着无数的工程挑战和精妙的结构设计。
复杂高层建筑的定义并非仅仅取决于其高度，还包括其独特的建筑外形、不规则的平面布局、复杂的功能需求以及特殊的地质条件等因素。例如，一些建筑可能具有扭转的外形，或者在不同楼层存在大幅度的缩进或悬挑；有些可能需要同时满足商业、住宅、办公等多种功能，导致内部空间和结构体系的复杂性增加；还有的建筑可能建在地质条件不稳定的区域，需要特殊的基础设计来确保稳定性。
要理解复杂高层建筑的结构，首先得认识到它们所承受的各种荷载。除了重力荷载，也就是建筑物自身的重量外，还有风荷载、地震荷载等动态荷载。风荷载对于高层建筑来说尤其重要，因为随着高度的增加，风速也会显著增大，从而对建筑的外立面和结构产生巨大的压力。地震荷载则是一种突发的、破坏性极强的力量，要求建筑结构具备足够的抗震能力，能够在地震发生时保持稳定，不发生倒塌或严重损坏。
在结构体系方面，常见的有框架结构、剪力墙结构、框架 剪力墙结构等。框架结构由梁和柱组成，具有较好的空间灵活性，但在抵抗水平荷载方面相对较弱。剪力墙结构则主要依靠墙体来承受水平荷载，具有较强的抗侧力性能，但空间布局相对受限。框架 剪力墙结构则结合了两者的优点，既能提供一定的空间灵活性，又能有效地抵抗水平荷载。
对于复杂高层建筑，往往需要采用更加先进和复杂的结构体系。比如，核心筒 外框架结构就是一种常见的选择。核心筒通常位于建筑的中心部位，由密集的剪力墙组成，能够承担大部分的水平荷载和竖向荷载。外框架则围绕着核心筒布置，提供额外的支撑和稳定性。此外，还有巨型结构体系，如巨型框架、巨型支撑等，通过巨大的构件来抵抗外部荷载，适用于超高层建筑。
为了确保复杂高层建筑结构的安全性和可靠性，需要进行精细的结构分析。这包括静力分析，以确定在各种恒载、活载作用下结构的内力和变形；动力分析，研究结构在地震、风等动态荷载作用下的响应；稳定性分析，评估结构在受压状态下的稳定性等。分析过程中，通常会借助计算机软件进行模拟，但工程师的经验和判断仍然至关重要。
