摘要:我國自改革開放以來,社會得廣東深圳專業醫用儀器產品工業產品設計深圳國資管理體制變革到了不斷的發展和進步。
隨著人民物質生活水平的不斷提高，人們對房屋建設的要求也越來越高。
本文先列出了高層建筑結構設計的幾個特點，并對這些結構特點進行了一定的分析。
最后還對高層建筑進行了一個經濟性的分析，希望能給讀者帶來一些幫助。

　　關鍵廣東深圳專業醫療產品設備工業產品設計工業設計教學改革新思維詞：高層建筑、建筑結構、結構特點
　　中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：
　　
　　
　　1. 前言
　　我國自進入20 世紀 90 年代以來，社會與經濟得到了蓬勃的發展，隨著城市建設的日新月異，高層建筑在城市中得到了空前的發展。
如今，高層建筑已成為城市的標志，代表著城市的發展速度和社會經濟的繁榮。
筆者以高層建筑的結構特點為出發點，對高層建筑結構設計是否具有經濟性進行了一廣東深圳專業醫療設備器械外觀工業產品設計工業設計專業《工程制圖》教學改革探討定的分析。

　　
　　2. 高層建筑結構設計的特點
　　 2.1 高層建筑設計的決定性因素——水平荷載
　　由于樓房的自重和使用荷載在豎向構件中所引起的彎矩和軸力的數值廣東深圳專業醫用儀器研發工業產品設計房屋結構設計中的建筑結構設計優化與樓房高度成一次方正比；由風及地震等因素產生的水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力與樓房高度的兩次方成正比，使得水平荷載成為高層建筑設計的決定性因素。

　　
　　根據上圖得出：
　　
　　豎向荷載產生的軸向壓力N=w*H
　　 1/2qH2
　　水平荷載產生的傾覆力矩M=｛1/3Qh2
　　
　　2.2 軸向變形的影響在高層建筑設計中不可忽視
　　由于高層建筑豎向荷載數值很大，而墻、柱中的承受壓力有限，當墻、柱超過自己的承受壓力時就會引起較大的軸向變形，這會對連續梁彎矩產生非常大的影響，使得連續梁中間支座處的負彎矩值減小。

　　
　　豎向荷載產生的軸向結構變形對其內力及變形的影響如下圖：
　　
　　
　　
　　水平荷載產生的結構軸向變形對其內力及側移的影響：
　　水平荷載作用下，使豎向結構體系一側構件產生軸向壓縮，另一側構件產生軸向拉伸，從而產生整體水平側移。

　　
　　具體如下圖：
　　
　　
　　
　　2. 3 高層建筑中側移成為設計的控制指標
　　結構的側移與結構的使用功能和安全有著密切得分關系。
側移過大不僅會對人們的人身安全造成很大的威脅，還會使填充墻和主體結構出現裂縫或損害，嚴重影響其使用壽命。
因此在修建高層建筑時必須選擇可靠的抗側力結構體系，使結構不僅具有較大的承載力，而且還應具有較大的側向剛度。

　　結構頂點的側移Ut與結構高度H的四次方成正比：
　　 (1/8EI)Qh4 水平均布荷載
　　Ut=｛
　　 （11/120EI)Qh4 水平倒三角形荷載
　　2.4 結構延性成為高層建筑結構設計的重要指標
　　延性表示構件和結構屈服后，具有承載能力不降低、具有足夠塑性變形能力的一種性能。
結構的抗震性能取決于其“能量吸收與耗散廣東深圳專業醫療器械設備外觀工業產品設計醫療器械臨床使用安全管理及設備維修保養”能力的大小，即取決于結構延性的大小。
而為了保證結構具有較好的抗震性能，除承載力和剛度外，還需要有較好的延性。
可通過加強結構抗震概念設計，采取恰當的抗震結構措施來保證。

　　延性系數u=：△u/△y
　　
　　
　　3. 對高層建筑結構特點的分析
　　3.1軸向變形不容忽視
　　根據結構力學的知識可知，所建筑的樓層越高，則發生軸向變形的可能性就越大。
通常在建筑低層建筑時，因為軸力項影響因素很小，所以一般只需要考慮彎矩項而沒多大的必要去考慮剪切項。
然而當我們在修建高層建筑結構時，我們就必須考慮全面，不能馬虎。
因為在修建高層建筑時，修建的層數越多，則高層建筑的高度就會越高，那么高層建筑的軸力值就會很大，這樣就會使得沿著高度積累的軸向變形十分顯著。
眾所周知，軸向變形會使高層建筑結構的內力數值與分布產生顯著的改變，為了保證高層建筑的修建質量，我們應該充分考慮軸向變形在高層建筑結構中的影響。
高層建筑的施工工人都知道，在施工的過程中會逐漸增加豎向荷載的結構自重，而并不是把所有的豎向荷載一次性地施加在組織結構上。
所以，在我們修建高層建筑時，要清楚地知道軸向壓縮變形在施工過程中是分階段完成。
那我們在考慮軸向變形時，要充分考慮施工過程分層施加豎向荷載這一因素，而不是簡單地把各樓層的豎向荷載相加減。
不然，就會出現很多的安全隱患，不僅危及到施工人員的生命安全，還會使自己修建的建筑成為一個危樓。
同時我們還應該考慮到上層架梁會在豎向荷載作用的拉力下，出現過大彎廣東深圳專業醫療器械儀器工業產品設計美國和歐盟的醫療器械監管矩和剪廣東深圳專業歐格斯霧化器產品設計公司享受工業設計的魅力力等情況。
另外，隨著修建的樓層不斷增加，會導致水平荷載作用下結構的側向變形迅速增大，這也是我們不得不考慮的問題。

　　3.2 側移成為控制指稱
　　在列舉高層建筑結構設計的特點時也提到過結構頂點的側移Ut與結構高度H的四次方成正比。
所以，高層建筑與低層建筑有很大的不同。
由于低層建筑所修建的高度不高，就沒有多大必要去考慮建筑結構側移；而修建高層建筑則不然，高層建筑一般都高達數十甚至數百米，那么建筑的結構頂點就會產生很大的側移，所以結構側移己成為高層建筑結構設計中的關鍵因素。

　　水平均布荷載：由于高樓的使用功能和安全，與結構側移的大小密切相關。
為了保證居民有一個良好的居住條件和工作環境，當我們在對高層建筑進行結構設計時，我們不得不要求結構具有足夠的強度和足夠的抗側剛度，以便能夠可靠地承受風荷載，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一安全的限度之內。

　　3.3 結構延性是高層建筑設計的重要性質
　　延性在物理中，是指材料的結構、構件或構件的某個截面從屈服開始到達最大承載能力或到達以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。
延性較好的結構或構件在沖擊和振動荷載作用下，能夠吸收較大的能量，同時能產生一定的變形而不致破壞。
例如，鋼結構材料延性好，可抵抗強烈地震而不倒塌；而磚石結構變形能力差，在強烈地震下容易出現脆性破壞而倒塌。
為此，磚石砌體結構房屋需按抗震規范要求設置構造柱和抗震圈梁，約束砌體的變形，以增加其在地震作用下的抗倒塌能力。
鋼筋混凝土材料具有雙重性，如果設計合理，能消除或減少混凝土脆性性質的危害，充分發揮鋼筋塑性性能，實現延性結構。
為此，抗震的鋼筋混凝土結構都要按照延性結構要求進行抗震設計，以達到抗震設防的三水準要求：小震下結構處于彈性狀態；中震時，結構可能損壞，但經修理即可繼續使用；大震時，結構可能有些破壞，但不致倒塌或危及生命安全。
這就是為什么在修建高層建筑時優先選擇鋼筋混凝土材料了。

　　
　　 4. 建筑結構經濟性分析
　　建筑結構經濟性，是指在進行高層建筑修建時，注重經濟性的建筑內容設計，這其中包含著非常廣泛的內容。

　　隨著時代的發展，人們對居住環境的要求越來越高。
現在人們在選擇居住環境時，已經打破了傳統的只強調改進建筑材料保溫性、改善建筑體形系數、提高建筑材料的氣密性等一系列節能降耗措施，而更加注重所在環境的組織空間、組織技術和結構設置。
隨著社會資源的不斷減少，人們越來越重視能源與資源的利用率，以及建筑是否能夠循環再利用。

　　建筑結構的經濟性就是只以最少的成本來獲得最大的效用。
現在修建高層建筑最普通最常用的原則就是少費多用的原則。
“少費多用”原則的含義是，用最有效的方式或方法，以最小化的量的材料、資源來投資，來獲取最大的回報。
“少費多用”原則不僅順應目前的發展形勢，而且在建筑方面，該原則是一條最重要、最有效的設計方式。

　　在眾多的實踐中，“少費多用”原則對空間結構及建材應用的創意最具有代表性。
依照“少費多用的原則”所建立的結構體系(geodesic dome)被世人稱為人類迄今為止最輕、最高效、最為有力的空間圍合手段。
不僅在選擇造型、尺寸、材料方面具有很大的靈活性，而且造價低廉、營造方便。

　　對應高層建筑結構設計，實施“少費多用”原則時，就要求設計人員從方案階段就應介入，在保證安全的前提下，配合建筑方案充分優化結構方案，不僅要注重三維空間的挖掘，還應堅持對平面面積的充分利用。
比如說現在好多建筑室內就不修建墻體而是用幾個柱子代替。
這樣，沒修這座墻所剩下的空間就能夠用來放衣柜或者擺放一張小床。
這樣既節省了修建這堵墻所需要的花費，又能夠充分地利用屋內的空間。
真正能將“少費多用”的原則具體體現，還需要設計人員的努力和付出。

　　
　　5. 結術語
　　本文不僅對高層建筑結構的特點做了一個比較具體的分析，還對建筑結構的經濟性進行了一個具體的分析。

　　參考文獻：
　　[1]肖峻，高層建筑結構分析與設計[J]，中化建設，2008
　　[2]趙西安．現代高層建筑結構設計[M]．北京：科學出版社，2004.
　　[3]于險峰．高層建筑結構設計特點及其體系[J]．建筑技術，2009.
　　[4]梅洪元．中國高層建筑創作理論發展研究[R]．高層建筑與智能建筑國際學術研討會，2002.