龚著科
广东都市建筑规划设计有限公司， 广东珠海 519000
摘要：伴随着城镇化进程的加速推进，愈来愈多的高楼大厦平地而起，原本矮小破旧的建筑物被各种各样的高层建筑所替代。当高层建筑的相对高度越来越高时，其侧向位移和内力也会随之增加，这对高层建筑的结构体系以及材料的使用量和工程预算等各方面都具有至关重要的影响。伴随着高层建筑的普遍化，大众渐渐对建筑结构里有关于力学的问题开始重视起来了。本文主要是对建筑物结构力学分析中常见的问题进行探讨，为具体的力学结构分析带来理论保障。
关键词：建筑结构；高层建筑；结构力学
一、建筑结构力学分析中常见的问题
1、水平荷载产生的影响比较大
伴随着建筑物层高的不断增加，其水平荷载产生的位移及内力也伴随着不断增加，这种改变对工程材料的使用量、建筑结构实施方案的确立和工程预算等都具有根本性的影响。因为建筑结构力的作用，会对下一层原材料造成挤压，下一层原材料的负荷增长，又会使原材料出现水平方向的偏移，这种往下的作用力，也会作用到下一层，使其内力发生改变。在对建筑进行施工时，必须对其水平荷载造成地力展开深入分析，依据各种原材料的受压水平和弹性系数的差异，挑选合适的工程材料，变更、提升建筑结构实施方案，在能确保承重的前提下，尽量地降低工程的造价成本，提升工程施工的工作效率。
2、框－剪体系中连系梁刚度变弱
力作用到物件上便会让物件造成内力和偏移，在持续地力的作用下，物件会出现连续性的偏移，受压物件的内力和偏移的测算通常是依照弹力测算的办法来进行的，在这个操作过程中，对整体构造使用的弹力刚度应相同。在剪力墙这种特殊的构造中，假如依照弹力办法去测算框架和剪力墙中间的连系梁的话，测算获得的弯矩和剪力一定会相对较大，进而为截面的设计构思造成难题。这类测算的偏差会对截面的设计构思造成相应的影响，使建筑物的受压测算造成偏差。所以，在对这类特殊的构造进行计算时，必须对连系梁刚度展开适宜的折减，折减指数通常小于0.55。
3、等效抗弯刚度
等效弯曲刚度就是指当高层建筑构造体系因为水平荷载所造成的端点偏移和某个悬臂杆件在同样水平荷载作用下造成的端点偏移相同时，两者的弯曲刚度也同样。在以后的简易分析方法和测算自振频次的操作过程中，会采用等效弯曲刚度，在建筑物结构力学剖析测算的操作过程中，因为很多建筑结构具有相应的相似度，所以为了能提升测算和剖析的工作效率，偶尔会对测算操作过程进行简易操作，同样等效弯曲刚度的悬臂杆件能够展开模型的转换，简易测算操作过程，提升测算工作效率。
4、侧向位移限值
因为建筑材料相互间的挤压和各类其余外力作用，极易造成侧向位移的情形，所以说这种情况其实具有一定的普遍性。针对某些较为细微的侧向位移，实际上对建筑的总体构造不易造成大的影响，直接忽略也未尝不可。在工程建筑管控中，侧向位移是有相应的限制值的，如果超过了这个限制值，建筑结构便会变得不稳定。超过限制值的侧向位移是高层建筑测算时务必高度重视的问题，建筑物务必具有充分的刚度，以防由于侧面位移过大而造成建筑结构变得不稳定，导致建筑物结构裂开、倒塌或者次要结构遭到毁坏等状况。不同高度的建筑物的侧向位移限制值是有所不同的，楼层越高侧向位移的限制值就越低。要减少楼层的侧向偏移的出现，就需对高层建筑的顶点偏移和各层层间的相对性侧向偏移量进行测算限定。
5、剪力墙结构设计
根据总体测算剪力墙、开口剪力墙、双肢剪力墙和组合剪力墙，都能够运用薄板模型展开模拟，该模型沿厚度方向分布均匀荷载，并在薄板平行面中展开分析。这类区域能够细分化为有限数目的几何图形样式。在有限元中，将划定为三边形和四边形的简易样式称作元素，而且这类元素经过节点和公用边衔接。在进行分析的区域内，这类元素相互间的衔接称作有限元网格。
剪力墙的强度十分强，不允许像地下内侧壁那样进行私人打孔等操作，不然会毁坏房屋建筑的整体化结构设计，并进一步危害其可靠性。剪力墙是建筑结构中的主要阻力要素。剪力墙的作业处理与普通墙的处理方式大不一样，剪力墙地里侧由混凝土加强筋相结合构成，整体化构造牢固，补强量和墙体强度各有不同。通常情况下，矮层工程建筑不用增加剪力墙，这是因为它们在增加力时会更稳固，而高层建筑（特别是顶端）更易于遭受风和地震灾害的影响，剪力墙是不可或缺的构造。
6、钢结构和钢筋混凝土建筑结构的位移与内力分析
在实际的建筑结构中，钢结构的分析并不相当于钢筋混凝土建筑结构的分析，钢结构体系是由梁、柱结构件、钢斜撑、厚钢板墙和两力杆等组成，有所不同的构造相互间可生成不同的构造体系，所以其研究方法比较繁杂。在展开建筑物结构力学分析的环节中不可以将二者相提并论，要注意二者的实际区别，对其展开结构力学分析，这样才可以确保建筑物结构力学分析的精确性，降低建筑结构中因受压情况出现的各类偏移。这类偏移越大，对建筑结构的稳固性的影响也就越大，甚至会影响到整幢建筑物的安全系数。
二、建筑结构力学中比较常见的分析方法
1、依托于常微分方程求解器的分析方法
依托于常微分方程求解器的分析方法是目前高层建筑结构力学分析方法中非常高效的一种分析方法，这个办法的偏差较低，推算出来的结论的准确度较高。在运用这个办法对建筑结构力学进行测算时，能够了解到楼板变成时的动、静力测算和平稳测算等，有着较高的准确度，合乎专业市场的需要，并且测算量较离散化办法大大减少。
2、依托于有限条法和样条函数法的分析方法
有限条法和样条函数法是在碰到特殊条件状况时，会选用的建筑结构力学分析方法，当碰到几何图形形状及物理特征沿高度方位比较标准的状况，能够运用有限条法开展建筑结构力学分析，这样的计算方法能够提升计算结果的准确性。
3、依托于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法
分区广义必须留意处理弹性的问题。操作基本原理是将弹性合理区划为余能区，势能区两个方面。对于势能区运用的位移单位被看作基础的变量。应力单元在余能区的作用效果则运用盈利函数开展变量表示。当二者的交汇处超过内力和位移的相应规定，能够运用分区混合有限元实现基本方程的测算。该方法具有适用性强而且方法灵便的优势。
4、建筑结构弹塑性动力分析方法
弹塑性动力分析方法又叫做时程法，可以对不确定性的结构变形开展预测分析，可以大大减少建筑结构发生问题的概率，确保建筑结构的偏移在可以控制的范畴以内。不过现阶段这个办法的执行性比较差，相应的数据资料无法搜集，所以难以保证分析地精确性，也就渐渐被大家所舍弃，在具体的建筑结构力学分析中极少运用到这个分析方法。
5、依托于最优化理论的结构分析方法
结构最优化设计是目前较新的、可用面最广泛的新式分析方法，这个分析方法将迅猛发展的电子信息技术融入到了建筑结构力学分析的实际操作中来，将原来被动的分析和检测转换成为主动的设计。
结语：现阶段，我国的工程建筑结构力学的分析还处在进一步的发展壮大的过程中，还普遍存在着上述提到的一系列的问题，这些问题必须要我国有关的工程建筑结构力学专业人才展开切实的研究和分析才可以帮助工程建筑结构力学体系的不断完善和发展壮大，在实行建筑结构构思的整个过程中必须要依据市场对功能模块和造型艺术的要求，实行合乎结构力学和建筑艺术的构思。在工程建筑结构力学的分析阶段必须要求责任人依据建筑结构的具体情况挑选合适的结构力学分析方法。对高层建筑实行精确、合理的结构力学分析，不但有益于结构设计方案的明确，并且能为高层建筑结构材料的使用、工程造价等各方面带来理论依据，进而能够更好地推动高层建筑工程使用期限和经济收益的提升。
参考文献：
[1]曲哲，张令心.日本钢筋混凝土结构抗震加固技术现状与发展趋势[J].地震工程与工程振动，2013，33(4):160－161.
[2]陆兢.钢框架在三向地震作用下的弹塑性时程分析[J].华南理工大学学报（自然科学版），2002，46(10):120－122.
[3]金莉华，李宗富.力学分析在结构设计实例中的运用[J].四川冶金，2007，29(3):55－56.