摘要：城市中的高層建筑是反映這個(gè)城市經(jīng)濟(jì)繁榮和社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志，當(dāng)人們談起舉世聞名的摩天大樓時(shí)，往往和芝加哥、紐約這樣的國(guó)際大都市聯(lián)系在一起，足以說(shuō)明高層建筑對(duì)城市社會(huì)形象的貢獻(xiàn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，特別是城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑在城市中應(yīng)運(yùn)而升。

　　一、高層建筑的特點(diǎn)

　　在相同的建設(shè)場(chǎng)地中，建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積，這樣可以部分解決城市用地緊張和地價(jià)高漲的問題。設(shè)計(jì)精美的高層建筑還可以為城市增加景觀，如馬來(lái)西亞首都的石油大廈和上海的金茂大廈等。但高層建筑太多、太密集也會(huì)對(duì)城市帶來(lái)熱島效應(yīng)，玻璃幕墻過(guò)多的高層建筑群還可能造成光污染現(xiàn)象。

　　在建筑面積與建設(shè)場(chǎng)地面積相同比值的情況下，建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，將這些空閑地面用作綠化和休息場(chǎng)地，有利于美化環(huán)境，并帶來(lái)更充足的日照、采光和通風(fēng)效果。例如在新加坡的新建居住區(qū)中，由于建造了高層建筑群，留下了更多地面空間，可以更好地建設(shè)城市綠化和人們休閑活動(dòng)空間。

　　高層建筑中的豎向交通一般由電梯來(lái)完成，這樣就會(huì)增加建筑物的造價(jià)，從建筑防火的角度看，高層筑的防火要求要高于中低層建筑，也會(huì)增加高層建筑的工程造價(jià)和運(yùn)行成本。

　　二、高層建筑的風(fēng)荷載的計(jì)算

　　對(duì)一些較柔的高層建筑，風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素隨著建筑物高度的增高，風(fēng)荷載的影響越來(lái)越大。高層建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的側(cè)向荷載是風(fēng)荷載，在荷載組合時(shí)往往起控制作用。因此，高層建筑在風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)引起了研究人員和工程師們的重視。

　　基本風(fēng)壓值wo系以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地lOm高統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇10rain平均最大風(fēng)速vo為標(biāo)準(zhǔn)，按WO 1／2pv確定的風(fēng)壓值。它應(yīng)根據(jù)《荷載規(guī)范》中附表D．4采用，但不得小于0．3kN.對(duì)一般的高層建筑，用《荷載規(guī)范》中所給的wO乘以1．1后采用；對(duì)于特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，其基本風(fēng)壓值應(yīng)按年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用。

　　風(fēng)荷載體型系數(shù)確定風(fēng)荷載體型系數(shù)us是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，它不但與建筑的平面外形、高寬比、風(fēng)向與受風(fēng)墻面所成的角度有關(guān)，而且還與建筑物的立面處理、周圍建筑物密集程度及其高低等有關(guān)。當(dāng)風(fēng)流經(jīng)建筑物時(shí)，對(duì)建筑物不同部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果，即產(chǎn)生壓力和吸力�？諝饬鲃�(dòng)產(chǎn)生的渦流，對(duì)建筑物局部則會(huì)產(chǎn)生較大的壓力或吸力。

　�、僬麄�(gè)迎風(fēng)面上均受壓力，其值中部最大，向兩側(cè)逐漸減小。沿高度方向風(fēng)壓的變化很小，在整個(gè)建筑物高度的言一號(hào)處稍大，風(fēng)壓分布近似于矩形。②整個(gè)背風(fēng)面上還受吸力，兩側(cè)大、中部略小，其平均值約為迎風(fēng)面風(fēng)壓平均值的75％左右。沿高度方向，風(fēng)壓的變化也很小，更近似于矩形分布。③整個(gè)側(cè)面，在正面風(fēng)力作用下，全部受吸力，約為迎風(fēng)面風(fēng)壓的80％左右。

　　風(fēng)荷載體型系數(shù)一般可按下述規(guī)定采用：

　�、賵A形和橢圓平面建筑，風(fēng)荷載體型系數(shù)取0．8.②正多邊形及截角三角形平面建筑風(fēng)荷載體型系數(shù)US由下式計(jì)算：

　　三、高層建筑結(jié)構(gòu)體系組成部分

　　隨著層數(shù)和高度的增加，水平作用對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載。高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低，與其所采用的結(jié)構(gòu)體系密切相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能。

　　框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系一般用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由梁和柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)，框架形成可靈活布置的建筑空間，使用較方便。鋼筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分為：①梁、板、柱全部現(xiàn)場(chǎng)澆筑的現(xiàn)澆框架；②樓板預(yù)制，梁、柱現(xiàn)場(chǎng)澆筑的現(xiàn)澆框架；③ 梁、板預(yù)制，柱現(xiàn)場(chǎng)澆筑的半裝配式框架；④梁、板、柱全部預(yù)制的全裝配式框架等。

　　隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來(lái)困難，影響建筑空間的正常使用，在材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理。因此在使用上層數(shù)受到限制。

　　框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在水平力作用下將產(chǎn)生較大的側(cè)向位移。

　　其中一部分是結(jié)構(gòu)彎曲變形，即框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生整體彎曲，由柱子的拉伸和壓縮所引起的水平位移；另一部分是剪切變形，即框架結(jié)構(gòu)整體受剪，層間梁柱桿件發(fā)生彎曲而引起的水平位移。當(dāng)高寬比H／B≤4時(shí)，框架結(jié)構(gòu)以剪切變形為主，彎曲變形較小而可忽略，其整體位移曲線呈剪切型，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而減小。

　　由于框架構(gòu)件截面較小，抗側(cè)剛度較小，在強(qiáng)震下結(jié)構(gòu)整體位移和層間位移都較大，容易產(chǎn)生震害。此外，非結(jié)構(gòu)性破壞如填充墻、建筑裝修和設(shè)備管道等破壞較嚴(yán)重。因而其主要適用于非抗震區(qū)和層數(shù)較少的建筑；抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)除需加強(qiáng)梁、柱和節(jié)點(diǎn)的抗震措施外 不需注意填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等，以避免框架變形過(guò)大時(shí)填充墻的損壞。

　　剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。根據(jù)施工方法的不同，可以分為：

　　全部現(xiàn)澆的剪力墻；全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻；內(nèi)墻現(xiàn)澆、外墻為預(yù)制裝配的剪力墻。

　　在承受水平力作用時(shí)，剪力墻相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁。剪力墻的水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)，以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲形，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而增加，．3簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)為空間受力體系。筒體的基本形式有三種：實(shí)腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墻圍成的筒體稱為實(shí)腹筒。在實(shí)腹筒的墻體上開出許多規(guī)則的窗洞所形成的開孔簡(jiǎn)體稱為框筒，它實(shí)際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的簡(jiǎn)體。如果簡(jiǎn)體的四壁和斜桿形成的桁架組成，則成為桁架筒。