摘要：隨著我國經濟和社會的快速發展，高層建筑的數量日益增多。這些高層建筑大多采用鋼筋混凝土剪力墻或剪力墻一簡體結構。本文結合具體實例。介紹了分析判斷計算結果的主要幾項內容及可采取的相應優化措施，以提高設計的準確性和工作效率。
　　關鍵詞：高層建筑；結構設計；判斷
　　
　　對高層鋼筋混凝土結構設計而言，在設計前期，通過建筑師與結構工程師的密切配合，正確運用結構概念設計理論，優選結構體系，并進行總體結構布置，可以初步得出一個性能良好、造價經濟的結構方案，為后續結構設計打好基礎。然而，初步設計方案的優劣還需通過對分析軟件的計算結果進行研究和判斷，來確定結構設計是否合理，以及是否需要進一步優化。
　　1高層建筑結構設計特點
　　1．1水平荷載成為決定因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
　　1．2軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。
　　1．3側移成為控制指標。與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
　　2高層建筑的結構體系
　　2．1框架－剪力墻體系。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
　　2．2剪力墻體系。當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
　　2．3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。
　　3工程主要計算結果的分析
　　3．1墻柱軸壓比簡圖
　　該計算簡圖是SATWE后處理中的一項圖形輸出文件，主要反映各豎向構件在重力荷載代表值作用下的軸壓比數值，此項數值應滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》(以下簡稱《高規》)6．4．2及7．2．14的限值要求。此項數據能反映墻柱平面分布是否均勻，豎向承載力及延性性能是否足夠。如果各個墻柱的軸壓比大小分布比較均勻，表明墻柱在平面中布置較合理；如相差懸殊，宜調整墻柱平面布置，或可適當減小軸壓比較小的墻柱截面，以求經濟。本結構的墻柱軸壓比計算結果均未超過限值(在0．45—0．56之間，限值為0．6)，且分布較均勻，對東、西兩端個別長墻(軸壓比較小)開洞減小墻截面尺寸。
　　3．2結構設計信息輸出文件
　　該文件是設計參數輸出文件，前面5部分分別是輸入的結構分析控制參數、各層的樓層質量和質心坐標、風荷載等有關信息，以供設計者對原設計參數檢查核對，設計者應著重分析后幾項數據。文件第七部分輸出內容“相鄰層抗側移剛度比”是反映結構抗側剛度沿豎向分布是否均勻連續的重要數據。根據《高規》4．4．2條的要求：“抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70％或其上相鄰三層側向剛度平均值的80％，”即此部分內容中RaTx1、RaTy1數據如果均大于1，則抗側剛度沿豎向分布均勻連續，為豎向規則結構，說明豎向構件布置較合理；如有不滿足的，此層為薄弱層，即為豎向不規則結構，說明豎向構件布置可進行優化。如層高不可變時，可增大薄弱層構件的截面尺寸和增加豎向構件的數量，或者在結構總剛度滿足要求的前提下適當減小上部豎向構件的截面尺寸和數量。當然結構不易調整時也可不調整�？砂础陡咭帯�3．3．13條規定在水平地震作用計算時“對于豎向不規則結構的薄弱層水平力地震系數尚應乘以1．15的增大系數”。同時按《高規》5．5條規定對薄弱層進行彈塑性變形驗算。滿足要求即可。本結構此部分內容中RaTx1、RaTy1數據均大于l，則為豎向規則結構，說明豎向構件布置較合理。文件第十部分輸出的“樓層抗剪承載力及承載力比值”是反映整體結構抗剪承載力豎向分布是否均勻的內容，應滿足《高規》4．4．3條的規定，否則應對不滿足樓層豎向構件按前述方法進行調整。第七和第十兩部分內容都是控制結構豎向規則性的重要數據，應嚴格控制。文件第九部分輸出的“結構整體穩定驗算結果”是反映整體結構在風荷載和地震作用下的穩定性和重力二階效應的內容。輸出結果如不滿足《高規》強制性條款5．4．4條的規定。應調整并增大結構的抗側剛度。來提高結構的剛度與重力荷載之比(剛重比)。另外，對于是否應考慮重力二階效應，《高規》5．4．1條給出了判斷條件，這項結果中給出了判斷結論，如果需要考慮，可修改SATWE前處理——分析與設計參數來補充定義中設計信息的相應項，考慮二階效應后計算的位移仍應滿足《高規》4．3．1條的規定。本結構的計算結果是x(長向)向剛重比等于6．06、Y向(短向)剛重比等于3．6l，都滿足規范要求，但Y向相對偏弱，可適當加強Y向抗側構件，減小x向抗側構件。
　　在高層建筑結構設計中，首先運用概念設計理論選定建筑適合的結構體系及結構構件布置，然后應用分析軟件對初步結構方案進行計算，按上述幾個方面內容對計算結果進行分析研究，可判斷出原結構設計不合理之處，這樣對建筑結構方案可進行有針對性的修改和優化，使結構設計更趨向合理和經濟。
　　參考文獻：
　　徐至鈞.趙錫宏.超高層建筑結構設計與施工[M]機械工業出版社2007
　　周云.高層建筑結構設計[M]武漢理工大學出版社2006
　　程懋堃.高層建筑結構構造資料集[M]中國建筑工業出版社2005