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　　高层建筑结构分析
　　广东中美建筑设计院有限公司吴大理
　　摘要：高层建筑结构设计应选择合理的结构体系，才能保证良好的稳定性能。本文根据高层建筑结构的特点，对高层建筑设计与高层建筑结构进行了分析。
　　关键词：高层建筑，结构，设计
　　高层结构要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。低层结构的水平荷载对结构影响通常较小，但在高层建筑中，水平荷载和地震作用将成为控制因素。随着高度的增加，位移增加很快。但是过大的侧移会使人感觉不舒服，从而影响使用，会造成非结构构件和结构构件的损坏。所以必须将结构的侧移控制在一定的范围之内，于是抗侧力结构设计成为关键。
　　一、高层建筑结构设计
　　在高层建筑的设计中，通常采用钢和钢筋混凝土两种材料。钢筋混凝土结构造价低，材料来源丰富，可浇注成各种复杂断面形状，可组成多种结构体系，可节省钢材，承载能力也不低(特别是近年来高强混凝土和超高强混凝土的研制应用，大大提高了混凝土承载力)，经过合理设计，可获得较好的抗震性能。因此在发展中国家包括我国，大都采用钢筋混凝土建高层建筑。但它主要缺点是构件断面大，占据面积大，自重大。而钢材强度高，韧性大，易于加工;高层钢结构具有结构断面小，自重轻，抗震性能好，钢结构构件可在工厂加工，能缩短现场施工工期，施工方便。但是高层钢结构用钢量大，造价很高，而且耐火性能不好，需要用大量防火涂料，增加了工期和造价。在发达国家，大多数高层建筑采用钢结构，在我国，随着建筑物高度的增加，也有采用钢结构的高层建筑，由于钢筋混凝土和钢结构均各有所长，又各有所短，所以更为合理的结构是同时采用钢和钢筋混凝土材料的组合结构，这种结构可以使两种材料互相取长补短，取得经济合理，技术性能优良的效果，通常钢与钢筋混凝土组合于一个结构中有两种方式：
　　1、用钢材加强钢筋混凝土构件，钢材放在构件内部，外部由钢筋混凝土包住，称为钢骨混凝土构件，它可以充分利用外包混凝土的刚度和耐火性能，又可以利用钢骨减小构件断面和改善抗震性能;也可以在钢管内部填充混凝土，称为钢管混凝土，自90年代初，第一座部分柱子采用钢管混凝土柱的福建泉州市邮局大楼建成以来，已经有几十座建成或在建的钢管混凝土高层建筑，由于钢管混凝土有效地利用了钢材的抗拉强度和混凝土的抗压强度，大大提高了钢管混凝土柱的抗压和抗剪承载力，减小了柱截面有利于抗震，而且由于管内混凝土的吸热作用，增加了柱子的耐火时间;另外，对于高强混凝土的采用提供了可靠的保证，因为外钢管可防止内部混凝土的脆性破坏。
　　2、部分抗侧力结构用钢结构，另一部分采用钢筋混凝土结构，形成组合结构。通常是钢筋混凝土做的内筒或剪力墙，钢材作框架梁柱。
　　二、高层建筑结构分析
　　结构设计是一项集结构分析，数学优化方法以及计算机技术于一体的综合性技术工作，是一项对国家建设有重大意义的工作，同时，亦是一门实用性很强的工作。对于经济实力还不发达中国，对于目前设计人员按传统设计法造成财产大量浪费的现状，推行能实现资源合理分配、利用，节约建筑造价的结构优化设计方法是势在必行的，同时也是刻不容缓的。那么，概念设计和结构选型就毋庸质疑地被放在了一个极其重要的地位之上。概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
　　任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。随着楼房层数的增多，水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。在高楼结构中，竖向荷载在竖构件中引起的轴向力N，水平荷