1 高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能對(duì)于一個(gè)建筑物的最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。對(duì)于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加，豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素，其原因有兩個(gè):其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;其二，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對(duì)建筑物的效應(yīng)不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時(shí)，在風(fēng)荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中，問(wèn)題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見(jiàn)，高層建筑的結(jié)構(gòu)受力性能與低層建筑有很大的差異。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)郡三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡(jiǎn)單平面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場(chǎng)地的限制，高層建筑不可能全部采用簡(jiǎn)單平面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)泣盡可能使 結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱狀態(tài)。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移和振動(dòng)周期建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問(wèn)題包含兩方面:()1合理158高層建筑的自振周期汀1)宜在下列范圍內(nèi):框架結(jié)構(gòu):T1(=0.1一0.51N)框一剪、框筒結(jié)構(gòu):lT=(0.80一0.1)2N剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu)T:1邢.40一0.1)0NN為結(jié)構(gòu)層數(shù)。結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi):第二周期:犯二(13一1巧T)1;第三周期:竹《115一In)TI。.32共振問(wèn)題當(dāng)建筑場(chǎng)地發(fā)生地震時(shí)，如果建筑物的自振周期和場(chǎng)地的特征周期接近，建筑物和場(chǎng)地就會(huì)發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對(duì)預(yù)估的建筑場(chǎng)地特征周期通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù)選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系，擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場(chǎng)地特征周期的差別，避免共振的發(fā)生。.33水平位移特征水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說(shuō)明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時(shí)，由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時(shí)并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長(zhǎng)、地震力小并不安全;其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外，不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型;框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型;框一剪結(jié)構(gòu)和框一筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。4 位移限值、剪重比及單位面積重度4.，位移限值在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的輸出結(jié)果中，結(jié)構(gòu)的側(cè)移(包括層間位移和頂點(diǎn)位移)是一個(gè)重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值大小從一個(gè)側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)的整體剛度是否合適，過(guò)大或過(guò)小都說(shuō)明結(jié)構(gòu)剛度過(guò)小或過(guò)大(或者體現(xiàn)結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度是否均衡)，以致要引起設(shè)計(jì)者對(duì)其中的結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)的豎向及平面布置合理性的再思考。現(xiàn)行規(guī)范中將頂點(diǎn)位移與層間位移并重對(duì)待，經(jīng)實(shí)踐探索并參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，得出的結(jié)論為:高層建筑尤其是超高層建筑，頂點(diǎn)位移限值決定的不僅是其數(shù)值大小而且還有其振動(dòng)頻率，人的舒適感覺(jué)與振動(dòng)頻率有關(guān)而與振動(dòng)幅度(絕對(duì)位移)關(guān)系不大，即擺動(dòng)頻率不太高時(shí)就可滿足人們的舒適度;其次，防止結(jié)構(gòu)由于變形過(guò)大而可能遭受損壞或破壞的控制因素是層間相對(duì)位移，而其限值在現(xiàn)行規(guī)范中似偏嚴(yán)，可予放松。同一結(jié)構(gòu)用不同的計(jì)算程序計(jì)算，如果其層間位移數(shù)值差異很大，則有可能是其“層間位移”內(nèi)涵不同所致，有的是指樓層形心位移，有的則專指考慮樓層轉(zhuǎn)動(dòng)后的最大角點(diǎn)位移，后者通常比前者要大，形心位移對(duì)規(guī)則建筑有意義，而角點(diǎn)位移則更能反映結(jié)構(gòu)樓層的真實(shí)位移，因此角點(diǎn)位移是結(jié)構(gòu)工程師必須關(guān)注的一個(gè)數(shù)值。.42剪重比及單位面積重度結(jié)構(gòu)的剪重比 (也即水平地震剪力系數(shù)從即四心是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大小的一個(gè)指標(biāo)，其大小主要與結(jié)構(gòu)地震設(shè)防烈度有關(guān)，其次與結(jié)構(gòu)體型有關(guān)，當(dāng)設(shè)防烈度為7、8、9度時(shí)，剪重比分別為aoZl，.0024，.004;0 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期<35.。的結(jié)構(gòu)剪重比則分別丈.00160.，0犯，0.0640單位面積重度，產(chǎn)‘從儀Nlm勺是衡量結(jié)構(gòu)構(gòu)件(下轉(zhuǎn)79頁(yè))萬(wàn)方數(shù)據(jù)差的精度優(yōu)于國(guó)際一流大港的標(biāo)準(zhǔn)2c0m，并達(dá)到了集裝箱船到港，42小時(shí)內(nèi)必須離港的世界一流大港的標(biāo)準(zhǔn)