高层结构设计体系选型与优化研究

【摘 要】对于同一个设计，不同的结构工程师可能采用不同的结构体系，选用不同的结构材料来实现同一设计目标，使得最终的经济性能不同，甚至相差很大。因此就非常有必要对结构材料、结构体系以及基础形式等进行比选和优化。

【关键词】高层；优化；设计

结构体系是指结构在抵抗竖向荷载和水平荷载时的传力途径及构件的组成方式。竖向荷载由水平构件和竖向构件传递到基础，而水平荷载则由抗侧力体系传到基础。在高层建筑中，抗侧力体系的选择与组成是高层建筑结构设计的首要考虑及决策重点。

1. 高层建筑按结构材料划分

1.1 钢筋混凝土结构体系。

钢筋混凝土结构合理利用了钢筋和混凝土两种材料的协同受力性能特点，广泛应用于各种工程结构中。它具有取材丰富，造价较低，耐久性和耐火性较好，维护费用低，结构造型灵活，整体性能好等优点。由于这些优点使得钢筋混凝土结构成为我国传统的结构形式，在我国的高层建筑中占主导地位。

1.2 钢结构体系。

钢结构具有强度高，抗震性能好，构件截面小，工厂化生产程度高，施工方便，建设周期短，大跨度、大空间、多用途等特点。同时它也具有结构材料较昂贵，造价较高，钢材易于锈蚀，日后维护费用高，防火性能较差，设计施工技术较复杂等缺点。

1.3 钢一混凝土混合结构体系。

钢一混凝土混合结构将钢构件和钢筋混凝土构件两者并用，互相取长补短，既充分利用了钢构件具有的材料强度高，截面尺寸小，能提供较大跨度空间的优点，也利用了钢筋混凝土墙体或筒体具有的较大的抗侧刚度和较高的抗震承