高层建筑结构的现状与发展？
1中国高层建筑及其结构
1.1高层建筑概述
建筑物的高度是指建筑物室外地面到屋顶或屋面板的高度，不包括电梯间、水箱和框架的高度。在中国，高层建筑的边界规则并不完全统一。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，高层建筑是指10层以上，28m以上的钢筋混凝土民用建筑。根据《高层民用建筑设计规范》(GB50045-1995)，高层建筑是指10层以上的居住建筑(含首层有商业服务点的建筑)和24m以上的公共建筑。根据所用的结构材料，高层建筑可分为钢结构、混凝土结构和钢-混凝土混合结构三种类型。钢结构具有强度高、重量轻、抗震性能好、施工速度快等优点。
但由于国内钢材供应量大、成本高、施工精度高、耐火性差、舒适性差，限制了钢结构的广泛应用。混凝土结构具有可塑性强、用钢量低、材料使用方便、施工简单、造价低、维护费用低等优点。随着各种高效抗震墙组合结构的应用，混凝土和钢筋的强度等级不断提高，促进了超高层建筑施工中混凝土结构的快速反应。混凝土结构的缺点是自重大，延性差，施工速度慢，构件占地面积大，占地面积大。
钢-混凝土组合结构是指由钢-混凝土组合构件和钢筋混凝土构件组成的结构类型。由于钢-混凝土组合构件形式多样，可以形成混合结构体系。这种结构可以有效地发挥钢构件的作用。钢-混凝土组合构件和钢筋混凝土构件各有特点。与钢结构相比，混合结构具有以下优点:结构整体抗侧刚度明显提高，用钢量减少，成本低，耐火性能好。与混凝土结构相比，混合结构具有占地面积小、占地面积小、施工速度快等优点。混合结构的缺点是钢结构构件的协同工作性能。标准化控制指标需要进一步补充和完善。不同结构体系的结构占地面积见表1。
1.2高层建筑的结构特点及体系
建筑结构必须承受水平和垂直荷载。低层建筑结构通常抵抗竖向荷载，水平荷载(如风荷载)或效应(如地震效应)对低层建筑影响不大。因为低层建筑产生的内力和位移比较小，一般可以忽略。因此，竖向荷载往往是低层建筑设计的控制因素，材料消耗、造价、结构方案的确定主要受竖向荷载的控制。然而，在高层建筑结构中，水平荷载对结构的影响很大，侧向位移已成为结构设计的主要控制目标之一。建筑高度导致完全不同的受力情况，水平荷载和竖向荷载共同作用，两者都是设计时需要考虑的因素。高层建筑构件也会受到各种变形的影响。一般情况下，通常只考虑构件弯曲变形的影响，构件轴向和剪切变形的影响相对较小，可以忽略不计。
在高层建筑中，变形的原因是地基不均匀沉降，主要表现为墙体开裂。由于结构特点的限制，抗侧力体系的选择和组成是高层建筑结构设计中首要考虑和决策的重点。高层建筑的选型在结构抗震概念设计中起着极其重要的作用。结构选型主要包括以下内容:合适的基础和纵横承重结构。影响高层建筑结构选型的主要因素有环境、功能要求、结构材料、施工水平和结构设计理论的发展。建筑所在地的环境条件是选择基础结构、竖向和水平承重结构的基本依据。抗震设防烈度设防标准难以确定的原因是地质条件的复杂性、地震运动的随机性和结构破坏规律的不确定性，因此结构的选择并不容易。为了解决上述问题，提出了三级设防和两阶段设计，并考虑了建筑的重要性。
2高层建筑在中国的产生和发展
自古以来，人类就有越来越高的愿望和需求。从心理需求的角度来说，人工创作可以表达一种崇拜感。人们需要人造物品来表达对人类的崇敬，这种崇敬超出了普通的层面，比如对上帝和强大统治者的崇敬。高度人工创造可以象征权力，表现为金钱、权力、地位。从物质需求来看，身高就是身高。从高处看，视野可以很广很远，让人耳目一新。从东汉到清末，我国建有木结构、砖石结构、石结构、木石结构的混合塔数万座，现存塔约25000座。毫不夸张地说，中华民族建造高层建筑的历史悠久。新中国成立后，我国高层建筑的发展主要分为三个阶段。第一阶段:从新中国成立到20世纪60年代末，这一阶段的建筑以20层以下为主，建筑结构以框架形式为主。第二阶段:七八十年代，1974在北京建成北京饭店，874m和1976在广州建成20层的白云宾馆。20世纪80年代，中国的高层建筑开始蓬勃发展。1980到1983这三年间，1949之后的高层建筑全部完工。第三阶段:从20世纪90年代初开始，我国高层建筑进入飞跃发展阶段。
3中国高层建筑发展的特点
我国高层建筑结构的发展可以概括为:结构越来越复杂，层高越来越高，以混合结构为主，出现了一些新的结构体系。随着国民经济的发展，高层建筑不仅要满足建筑的功能要求，而且越来越注重建筑的个性化，这就使得高层建筑的平面和立面具有特殊性。特别是近年来，各种新的复杂形状和复杂结构体系不断涌现。许多形状复杂的高层建筑超过了现行设计规范的要求。借鉴以往的工程经验和震害数据，需要进一步研究。特别是很多项目都采用了国外设计师的作品，但一些来自非地震区的国外建筑师缺乏抗震设计经验，有些建筑方案特别不规范。据不完全统计，截至2008年底，我国共有150米的高层建筑200多座，其中300米以上主要分布在东南沿海地区，北方也有不少高层建筑已经建成或正在设计中。
主要是钢-混凝土混合结构。在中国，最常用的是钢与混凝土的混合结构。据不完全统计，我国150多座高层建筑中，混合结构和组合结构约占1/5。混合结构在200m以上的高层建筑中约占2/5，在300m以上的高层建筑中约占3/5。比如上海环球金融中心和金茂大厦都是钢筋混凝土核心筒，以钢筋混凝土柱和钢柱为外框。再比如北京国际贸易中心三期工程，是钢筋混凝土框架筒，外中筒结构。内管高330米，由钢筋混凝土巨柱和斜钢梁组成。它是中国最高的建筑。钢-混凝土混合结构由于能有效地将钢和混凝土组合构件结合起来，具有钢结构技术优势和相对较低的混凝土成本，得到了极大的发展。
另一方面，国内现场施工的人工成本比国外低，采用混合结构比采用纯钢结构更有经济优势。因此，钢-混凝土结构是符合中国国情的超高层建筑体系。随着超高层建筑的发展，最近出现了一些新的建筑。北京国贸三期主楼高330m，采用钢-混凝土框架-核心筒结构，内层采用钢-混凝土巨型组合柱和钢-混凝土支撑结构体系。在建的天津金塔高337m，主要由钢管混凝土柱框架、核心钢板剪力墙体系和悬臂刚臂侧抗体系组成。具有较高的抗侧刚度和延性，是世界上最高的钢板剪力墙高层建筑。广州西塔采用外跨网格结构体系，具有较强的抗侧刚度和抗扭刚度，能抵抗风荷载和地震。巨型结构广泛应用于超高层结构中。它们由必要的外部立面和对角线支撑，并由桁架和巨型柱的外部框架形成。
4高层建筑在中国的前景
4.1减震与隔离技术
结构消能技术是实现减震控制目的的重要手段。在过去的两年里，它已经在中国新的建设项目中得到应用。然而，中国的研究工作与世界先进水平还有很大差距。隔震技术已在高层建筑中得到应用，但仍存在隔震支座拉力等技术问题，需要进一步研究。主要研究内容包括:调整隔震设计的应用范围，橡胶隔震垫以外的滑动平移旋转支座的应用设计方法和措施，消能减震的细化和改进。各种速度和位移阻尼器的设计方法、适用范围、基本设计原则和控制指标。在结构控制方面，除了必要的理论研究外，还应加强产品研发，提高产品性能和质量。中国迫切需要一种高性能、高质量的新型结构振动控制装置。
4.2抗风技术研究
随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载的敏感性越来越高。在许多领域，抗风研究和设计已经成为控制结构安全和性能的关键因素。高层建筑的水平风响应、等效静风荷载、干扰效应、行人风环境和居民舒适度等方面的研究有待进一步加强。
4.3绿色建筑
中国绿色建筑的范围应该包括节能建筑、环保建筑和生态建筑。节能建筑通过提高围护结构的保温性能，利用自然能源，将建筑能耗降低到规定的水平。环保建筑首先要有自然采光墙体和保温隔热功能，选择环保材料和环保涂料。生态建筑应充分利用环境。其特点及相关自然因素(如阳光、空气、水等。)使之适合人类居住，减少各种不利因素，保证当地生态系统的健康运行。
5结论
现代社会，高层建筑蓬勃发展，高层建筑的发展引起了专家们的关注，并对规划、设计、建设和使用产生了很大的影响。在今后的建设中，我们将加强高层建筑的隔震减振控制技术，加强抗风技术，发展绿色建筑。
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