【正文】 側(cè)向鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由 H 型周邊環(huán)梁、桁架支撐環(huán)梁、 H 型弧形豎向肋梁、鋼管支撐與底部樹狀支撐組成；屋面鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為橢圓形，由橢圓長(zhǎng)軸方向的一榀管桁架和橢圓短軸方向的三榀管桁架以及其間的網(wǎng)殼圓管桿件組成。由一個(gè)或數(shù)個(gè)筒體作為主要抗側(cè)力構(gòu)件而 形成的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)，它適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。筒體通常放在建筑外圍，由間距很密的柱子與截面很高的梁組成，筒體內(nèi)設(shè)置了一些柱子以減小樓板和梁的跨度，這些柱子僅用來承受豎向荷載，不考慮其承受水平荷載。整體像一個(gè)懸臂筒體一樣，剛度和承載力很大。 （ 2）筒中筒結(jié)構(gòu) : 筒中筒結(jié)構(gòu)，如下圖 所示。內(nèi)筒可集中布置電梯、樓梯、豎向管道等。 圖 筒中筒結(jié)構(gòu)示意圖 （ 3）桁架筒結(jié)構(gòu)： 用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成桁架，布置在建筑物周邊，形 成桁架筒結(jié)構(gòu)。剛度大，比框筒結(jié)構(gòu)更能充分利用材料。自下而上逐漸減少筒體數(shù)量的處理手法，使高層建筑結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)合理。 應(yīng)用實(shí)例 北京銀泰中心（ Beijing Yintai Centre） 位于建國(guó)門外大街 2 號(hào)，地處北京中央商務(wù)區(qū) (CBD)核心地帶，北臨長(zhǎng)安街，東接三環(huán)路，踞國(guó)貿(mào)橋“金十字”西南角。其建設(shè)與規(guī)劃，經(jīng)國(guó)務(wù)院總理辦公會(huì)審批，曾連續(xù)多年列為北京市重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。建筑高度 米 ，占地面積： 31,305平方米 北京銀泰中心擁有的 凱悅酒店 及度假村集團(tuán)在 大中華地區(qū) 首家精品酒店—— 北京柏悅酒店，是凱悅集團(tuán)在 中國(guó)投資 并全盤管理的第一個(gè)項(xiàng)目， 與一般建筑不同，北京銀泰中心把酒店服務(wù)式公寓和酒店 統(tǒng)一設(shè)置在整個(gè)建筑群的中央主樓，完美詮釋“王者必居天下之中”的居住理念。銀泰中心東西兩棟智能 5A 甲級(jí)寫字樓 ，東側(cè)寫字樓已由 中國(guó)人民財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)股份有限公司 （ PICC）整幢購(gòu)買。 巨型結(jié)構(gòu) 巨型結(jié)構(gòu)，如下圖 所示。 圖 巨型框架結(jié)構(gòu)示意圖 特點(diǎn) 巨型框架具有很大的承載能力和側(cè)向剛度。因此，這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。地上10 層，地下 3 層，高 492m，是目前中國(guó)第一高樓、世界第三高樓。 該樓為鋼與鋼筋混凝土的混合結(jié)構(gòu)，為筒中筒結(jié)構(gòu)。六層以上的內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒，外筒為型 鋼混凝土巨型柱、鋼管混凝土巨型斜撐和鋼帶狀桁架組成的巨型結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒之間通過伸臂桁架連接。因此，首先需要了解高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。其根本原因就是側(cè)移和內(nèi)力隨高度的增加而迅速增長(zhǎng)。 H內(nèi)力或位移4fH?? （ ）2M f H? （ ）N f H? （ ） 圖 結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系 因此，當(dāng)建筑物達(dá)到一定高度或?qū)訑?shù)之后，內(nèi)力和位移均急劇增加。 側(cè)移成為設(shè)計(jì)的控制指標(biāo) 在高層建筑結(jié)構(gòu)中，除了像多層和低層房屋一樣進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算外，還必須控制其側(cè)移的大小，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，避免側(cè)移過大。 淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用 17 軸向變形的影響在設(shè)計(jì)中不容忽視 在一般房屋結(jié)構(gòu)分析中，通常只考慮構(gòu)件彎曲變形的影響，而忽略構(gòu)件軸向變形和剪切變形的影響，因?yàn)橐话銇碚f其構(gòu)件的軸力和剪力產(chǎn)生的影響很小。 （ 2）水平荷載的影響 水平荷載作用下，使豎向結(jié)構(gòu)體系一側(cè)構(gòu)件產(chǎn)生軸向壓縮，另一側(cè)構(gòu)件產(chǎn)生軸向拉伸，從而產(chǎn)生整體水平側(cè)移。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取適當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。 （ 2）結(jié)構(gòu)的抗震性能決于其“能量吸收與耗散”能力的大小，即決于結(jié)構(gòu)延性的大小?？赏ㄟ^加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)，采取恰當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造措施來保證。 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大 當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、剛度分布不均勻時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下容易產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)作用，扭轉(zhuǎn)作用會(huì)使抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移發(fā)生變化，影響各個(gè)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件 及其他構(gòu)件的內(nèi)力與變形。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生整體失穩(wěn)的破壞情況。 淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用 19 4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選定結(jié)構(gòu)體系需要注意的問題 相對(duì)于多層建筑，高層建筑的受力特點(diǎn)：一是柱子、墻體的軸向變形及截面剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形的影響；二是因風(fēng)力或地震的水平荷 載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力和位移變形常為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為關(guān)鍵。 結(jié)構(gòu)的平面形狀及立面型式 高層建筑結(jié)構(gòu)要抵抗豎向和水平荷載作用，高層建筑結(jié)構(gòu)中的抗側(cè)力成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題，因此，平面形狀宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，避免過多的外凸、內(nèi)凹。平面和體型的選擇必須在綜合考慮使用要求、建筑美觀、結(jié)構(gòu)合理及便于施工等各種因素后確定。比高層建筑更細(xì)柔的高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)并不采用 H/B來控制，而是通過計(jì)算確定附加彎矩等不利因素從而采用相應(yīng)的措施，安全性同樣能得到保證。產(chǎn)生的變形對(duì)構(gòu)件內(nèi)力的影響也是不一樣的。另外，衡量填充墻、裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂的損壞與否，用△ u/h 來控制也不是最妥當(dāng)，如非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)之間是剛性連接，則應(yīng)主要看其主拉應(yīng)力是否超出材料的開裂強(qiáng)度和破壞強(qiáng)度；若非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)是柔性連接且連接材料具有較好的變形能力，則△ u/h 超出限值也并不會(huì)破壞 。一般而言，隨著建筑物高度的增加，傾覆力矩也將迅速增大，高寬比大的結(jié)構(gòu)其安全性和經(jīng)濟(jì)性較差，所以高寬比限值原則上是需要的。一般而言，隨著建筑物高度的增加，傾覆力矩也將迅速增大，高寬比大的結(jié)構(gòu)其安全性和經(jīng)濟(jì)性較差，所以高寬比限值原則上是需要的。控制頂點(diǎn)位移 u/H 的主要目的是保證居住、工作的人有舒適感和防止房屋在罕遇地震時(shí)倒塌，但人的舒適感主要與結(jié)構(gòu)的自振周期和頂點(diǎn)的加速度有關(guān)，而與頂點(diǎn)位移并沒有十分直接的關(guān)系，所以用控制 u/H 來保證人的舒適度根據(jù)并不充分。使結(jié)構(gòu)具有足夠的延性是抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，控制房屋在罕遇地震時(shí)倒塌與否的條件是結(jié)構(gòu)極限變形能力而不是 u/H 限值?？刂茖娱g位移△ u/h 的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂和損壞，但目前的限中沒有明確△ u 的定義，上下兩層的水平位移差與層轉(zhuǎn)角的含義又不同，下層轉(zhuǎn)動(dòng)引起的上層剛性位移對(duì)構(gòu)件內(nèi)力并不產(chǎn)生影響，彎曲產(chǎn)生的變形和剪切建筑更為突出，因此宜盡量采用簡(jiǎn)單規(guī)則的平面 ，立面型式也應(yīng)避免過多外挑內(nèi)收。再如近年建成的同濟(jì)大學(xué)圖書館等，這類懸掛結(jié)構(gòu)只有中央電梯井落地，樓面全部懸挑，從整體上來看是豎向懸臂結(jié)構(gòu)，缺少第二道防線，所以在抗震設(shè)計(jì)時(shí)宜慎重采用。大量震害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明，建筑物平面布置不對(duì)稱、剛度不均勻、高低錯(cuò)層連接、屋頂局部凸出或 沿高度方向剛度突變等都容易造成震害。建筑平面愈復(fù)雜，在凹凸拐角等處愈易造成應(yīng)力集中而遭到破壞。如果凸出部分較長(zhǎng)，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的措施。剛度突變及軟弱層常常是由于切斷淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用 21 剪力墻所致。 淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用 22 5 結(jié)論與展望 基于現(xiàn)在世界在不斷的變化， 社會(huì)上人口的增加，用地越來越緊張。建筑的體型將更加復(fù)雜和多樣化、智能化、生態(tài)化、摩天化、動(dòng)人化。在高層建筑的設(shè)計(jì)中，也將更多地采用計(jì)算機(jī)分析和繪圖，并編制出集建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣為一體的集成化程序，使高層建筑的設(shè)計(jì)更加趨近于完善和快捷。高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板的開發(fā)與生產(chǎn) [A].1999. [2] 徐偉、胡曉依、劉勻。 2020 版 . [3] 摩天大樓“熱 ”的冷思考，中國(guó)工程咨詢網(wǎng) . [4] 張完善，劉六 .校園環(huán)境與學(xué)風(fēng)建設(shè) .城市日?qǐng)?bào)， 2020 年 3 月 5 日，第 2 版 . [5] 趙西安 .我國(guó)高層建筑的最近發(fā)展 [M].史佩棟等 .北京 :中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ,2020. 淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用 24 附 錄 以下內(nèi)容可放在附錄之內(nèi)： (1) 正文內(nèi)過于冗長(zhǎng)的公式 推導(dǎo)； (2) 方便他人閱讀所需的輔助性數(shù)學(xué)工具或表格； (3) 重復(fù)性數(shù)據(jù)和圖表； (4) 論文使用的主要符號(hào)的意義和單位； (5) 程序說明和程序全文。如果省略， 則 刪