吕颖杰
61042519840514**** 中交第四公路工程局有限公司
摘要：我国的建筑行业在国民经济以及相关建筑技术的发展下得到了飞速的发展。在进入国民经济发展的关键时期之后，在人们生活水平不断提升、城市化工作快速推进的影响下，建筑工程开始在高度上得到了发展，也就促进了诸多高层建筑的发展，这种建筑类型的出现对于缓解人地关系紧张等有着一定的作用。而在高层建筑中最为关键的就是结构体系的设计工作，建筑结构体系的发展以及应用对于高层建筑自身的功能、社会效益以及成本投入方面都有着十分显著的影响。本文从高层建筑结构体系研究意义角度入手，分析高层建筑结构选择的影响因素，最后对高层建筑结构体系分类进行研究，希望对今后的高层建筑结构体系的发展有所帮助。
关键词： 高层建筑；结构体系；建筑技术
1高层建筑结构体系研究意义
就目前工程界的研究以及争论焦点看来，高层建筑选择何种的结构以及如何解决结构应用中的问题就成为了其研究的热门问题。同时在随着高层建筑的不断发展，也已经成为了城市化的重要指标之一，在高层建筑发展的影响下，人们在地面之上的分布也开始呈现出空间化的分布特点。但是高层建筑因为自身的功能综合化以及其中设施种类繁多，使得在建筑设计中需要将结构体系等诸多因素完全考虑其中，建筑结构作为建筑物的“脊梁”，是高层建筑得以存在的基础，一旦在结构体系的选择上出现了失误，带来的就是政体结构设计及构件设计全部决策出现偏差，不单单会提升施工难度，同时对于建筑物自身的安全性也会带来巨大的影响。通过本次研究，在深入分析影响建筑结构体系应用体系的基础上，将目前存在高层建筑结构应用的中的问题予以总结，同时提出对应的解决对策。在丰富高层建筑结构选用问题解决理论的同时，也可以为今后高层建筑结构应用提供一定的理论指导。
2高层建筑结构选择的影响因素
2.1建筑物自身功能需求
在建筑设计的过程中需要考虑的第一因素就是建筑功能。由此出发便可以将建筑的尺寸、规模和相互关系予以大致确定，才可以选择符合其功能需求以及空间环境需求的结构体系，并做到相应的结构构件高度调低，在提升空间使用效率的同时结构的维护费用降低的同时将全生命周期的建筑费用予以降低，此外通过对建筑结构裸露以及进行艺术加工，就可以将建筑空间艺术形象和结构形式结合在一起来展示建筑美感。
2.2施工技术水平因素
建筑施工环节的使用的技术以及生产手段对于建筑结构形式将会产生很大的影响。举个例子，目前在建筑结构体系中出现了一种全新的薄壳结构，因为主要是承受来自曲面内部的薄膜内力，再加之其空间作用的帮助，因此在强度以及刚度上都具备着很大的优势。但是如果在施工中依然使用现浇方式，就会导致在曲面模板上出现材料消耗巨大但是其施工速度较慢的问题，而这个问题随着装配式薄壳施工方式的出现得以解决。这正是施工技术对于建筑结构选择有所影响的最好体现。
2.3经济因素的影响
在选择建筑结构体系的过程中，需要考虑的经济因素主要包括如下三个方面：第一，除了结构方案实施时的一次性投资费用之外，还需要将全生命周期的投资予以考虑。第二，除了以货币作为核算指标的结构建设成本之外，还需要将建材、人力资源以及资源的节约考虑其中。第三，针对那些较早投入使用的生产性建筑，可以通过资金的较快回收来实现经济效益的提升，还需要将一次性初始投资和建设速度之间的关系予以考虑。
3高层建筑结构体系分类
3.1框架结构体系
就是借由梁、柱等方面形成一个平面性质的框架，并将之作为主要的承重结构，随后使用梁将这些平面框架进行连接，这时候形成的就是空间结构体系。这种结构体系自身的优点就是建筑平面在布置上较为灵活，既可以将之划分为空间较大的会议室、餐厅等，同时也可以在有需要的时候将空间进行隔断，这也就是其空间布局较为灵活的原因。此外在建筑的外墙部分中则是使用非承重性质的构件，如此一来就是的立面设计上较为灵活。但是这种类型的结构体系自身的刚度较低，导致其抗侧力能力相对较差。受到较大水平荷载力的时候，就会产生较大的位移，同时容易在地震荷载作用的影响下发生破坏，当前这种结构体系只适用于15层之下的建筑中，并且也可以达到较好的经济平衡性要求。
3.2剪力墙结构体系
这种类型的结构体系就是将高层建筑的墙体作为竖向荷载的承受以及水平荷载抵抗的结构体系，并且墙体自身也是维护以及用作房间分割的构件。剪力墙彼此之间的距离一般维持在3到8米之间，使用现浇混凝土形成的剪力墙结构自身的整体相对较好，并且建筑工程自身的承载力要求比较容易满足，受到水平荷载力影响产生的侧向变形相对较小，可以使用在较高的高层建筑中。此外这种类型的建筑结构自身也具备着较好的抗震性能。但是因为剪力墙彼此之间间距的限制，导致在平面的布置上相对笨重。洞口也不宜开得过大，同时自重也相对较重，无法满足一些公共性质的高层建筑使用要求，同时成本投入较大也是其缺陷之一。
3.3筒中筒结构体系
这种类型的结构体系中基本上都是由一个或者是多个筒体作为主抵抗水平力。使用频率较高的三种形式就是实腹筒、框筒以及桁架筒。筒体结构与其他的建筑结构相比最为显著的特点就是其空间受力性能。无论在高层建筑中使用的是哪一种筒体形式，在水平力的角度上都可以将之视为在基础上予以固定的箱形的悬壁挂件，和之前的单片化的平面结构相比在抗侧刚度以及承载力方面的表现更为优秀，同时也具备较为良好的抗扭刚度。但是这种类型的建筑结构需要密柱深梁。并且如果使用的钢筋混凝土材料结构的时候，其延展性就会显著降低，同时其成本投入也是相对较高的。
3.4框架—剪力墙结构体系
这种类型的建筑结构是将框架和剪力墙进行组合之后产生的结构体系。是一种剪力墙作为承受水平荷载的主要构件，框架和剪力墙协同进行工作的建筑结构体系。在此类型的建筑结构体系中，因为剪力墙自身的刚度较大，基本可以承担70%到80%的水平力，就成为了抗侧力的主体部分，如此一来整体建筑结构的侧向刚度就得到了显著的提升。而框架则是主要负责竖向的荷载力，提供了较为广阔的使用空间，只需要承担少部分的水平力即可。正是因为有了剪力墙的加入，与单纯的框架体系相比在刚度以及承载力都有了显著的提升。同时在地震作用的影响下层间的形变也会有所降低，如此也就将非结构构件的损坏程度予以降低，因为这一性质的存在使得这种结构在地震或者是非地震区都可以适用于较高的高层建筑建设。同时中间部分的剪力墙还可以将之设计成筒体结构，在内部进行布置之后，外围柱子的布置就可以拥有很强的灵活性。在内筒中使用滑模形式的施工方式，外部的框架柱子开间以及跨度相对较大同时断面较小，十分符合现在的高层建筑建设需求。
结论
高层建筑的持续发展，对于提升人们的生活水平以及促进城市化有着显著的帮助，因此其结构体系的选择以及应用就成为了重中之重。所以我们需要充分熟知这些高层建筑的基本功能以及建筑结构上的一些特殊性，最终的目标是保证结构强度和稳定性，从而为整个建筑提供有效支撑。
参考文献
[1]庄莉,冷斌.某高层结构超限设计分析及对策研究[J].江苏建筑,2020(05):61-63.
[2]戴雪.高层建筑结构设计问题研究[J].建材与装饰,2020(17):68+70.
[3]张树辉,侯世谨.浅析我国高层结构的发展现状和趋势[J].四川水泥,2019(02):333.