0　引言
現代高層建筑起源于美國，已有 100多年的歷史，美國的高層建筑在質量、層數及數量上一直居于世界領先地位，其中代表建筑是1931年建成的紐約帝國大廈 (高 381ｍ，102層 )、1972年建成的紐約世界貿易中心姊妹樓 ( 417ｍ和 415ｍ，110層 )和1974年建成的芝加哥西爾斯大廈 ( 412ｍ，110層 )。近幾年來，亞洲國家和地區的高層建筑發展非常迅速，而且廣泛采用新的結構體系和建筑形式，逐步成為世界建造高層建筑的新重心。其中，日本、中東、馬來西亞、新加坡、泰國是高層建筑發展迅速的國家。我國高層建筑起源于 20世紀初的上海，近年來國內的高層建筑以極為迅速的態勢在各地鋪開，高度及層數不斷突破。據統計，我國高層建筑在數量上已超過萬棟，高層建筑的類型涉及住宅、旅館、辦公、金融、商業綜合樓等多種類型。到目前為止，層數達 30層～ 60層，高度為 120ｍ～ 200ｍ的高層建筑已經聳立在全國各個大、中城市，我國最高的 101層 49 2ｍ的上海環球金融中心已經建成。
1　高層建筑結構的設計特點
高層建筑與普通建筑或低層建筑相比有很大差別，不僅僅表現在體量上的差別，它們之間最主要的差別在于以下方面對于低層：建筑來說，它們所受的外部作用主要是以重力為代表的豎向荷載。因此，設計低層建筑結構時，最主要的控制目標是結構的強度。另外，由于低層建筑對其結構體系的空間工作性能要求很低，所以低層建筑所采用的結構體系主要是平面結構。然而，在高層建筑中，結構處于豎向荷載和水平荷載的共同作用下工作。隨著建筑物高度的增加，高寬比的加大，盡管豎向荷載對結構設計仍產生重要影響，但水平荷載對結構產生的內力愈來愈大，將成為結構設計時的主要控制因素，起著決定性的作用，成為確定結構體系的關鍵性因素。因此，結構的設計是由水平荷載控制的。在水平荷載中，地震作用是動力作用，而風力作用則包含靜力作用和動力作用。高層建筑對風的動力作用比較敏感，風振作用成為結構分析中不容忽視的因素。在地震區，高層建筑往往受地震作用控制，所以計算地震對結構的動力反應是高層建筑分析的重要內容。

2. 高層建筑的結構體系

1)框架結構體系。從結構體系上看，早期多采用框架結構。
由于它平面布置靈活，空間大，能適應較多功能的需要，因此成為高層建筑的主要結構形式。但是，框架結構的側向剛度較小，在一般節點連接情況下，當承受側向的風力或地震作用時，將會有較大的變形。因此，限制了這種結構形式的建造高度和層數。
2)剪力墻結構體系。為了滿足更高層數的要求，結合住宅、公寓和賓館對單開間的需求，出現了較高層數的剪力墻結構。剪力墻結構具有良好的側向剛度和規整的平面布置，按照功能要求，設置自下而上的現澆鋼筋混凝土剪力墻，對抵抗側向風力和地震作用是十分有利的，因此，它允許建造的高度遠遠高于框架結構。
剪力墻結構的不足之處在于，平面布置的靈活性較差，使用上也受到一定限制。因此，它的適用范圍較小，僅適用于住宅、公寓和賓館等建筑。目前全國各地的大量高層住宅建筑，絕大多數均采用剪力墻結構。
3)框架—剪力墻結構體系。建筑功能要求有較大的靈活性，但同時又能滿足風和地震作用的考驗，取框架和剪力墻結構兩者之長，形成框架—剪力墻結構?？蚣芙Y構具有布置靈活的優點，而剪力墻結構具有良好的抗側力能力，結合后的結構體系可滿足一般建筑功能要求，在適當位置設置一定數量的剪力墻，既是建筑布置需要，又是結構抗側力需要。因此，框架—剪力墻結構體系的適用范圍和適應的高度較寬，是一種較好的結構體系，已廣泛應用。
4)筒體結構。筒體結構是近年來發展起來的新體系，它的出現滿足了高層建筑更高層數的要求，包括單筒體、筒體—框架、筒中筒、多束筒等多種形式。筒體結構具有很好的整體性和抗側力性能，在平面布置和滿足功能要求方面也有明顯的優勢，為眾多高層和超高層建筑結構所采用。
3　高層建筑結構的分析方法
1基于常微分方程求解器的分析方法。
   1） 對高層建筑結構分析 ,現在國內外學者已經開發研制了相當有效的常微分方程求解器 (ｏｒｄｉｎａｒｙｄｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｌｖｅｒ)，功能很強，尤其自適應求解，可以滿足用戶預先對解答精度所指定的誤差限。我國清華大學包世華教授和袁駟教授在高層建筑結構分析中應用此方法，解決了高層建筑結構考慮樓板變形時靜力計算、動力計算和穩定計算。這些問題若完全用離散化方法求解，其計算量都極其巨大，用微分方程求解器法求解，因其方程組數目少，顯示出極大的優越性，在高層建筑結構分析中成功地運用此方法，具有獨到之處。
4、框架－剪力墻結構中，框架剪力的調整
在三維空間程序 TBSA 計算中采用了樓板平面內剛度無限大的假定，即認為樓板在自身平面內是不變形的。但是在框架-剪力墻結構中。作為主要側向支承的剪力墻間距很大，實際上樓板是會變形的，變形的結果將會使框架部分的水平位移大于剪力墻的水平位移，相應地，框架實際承受的水平力大于采用剛性樓板假定的計算結果。更為重要的是，剪力墻的剛度大，承受了大部分的水平力。因而在地震作用下，剪力墻會首先開裂，剛度降低，從而使一部分地震力向框架轉移，框架受到的地震作用會顯著增加。另外，由內力分析可知，框架剪力墻結構中的框架，受力情況不同于純框架結構中的框架，它下部樓層的計算剪力很小，到底部接近于零。顯然直接按照計算的剪力進行配筋是不安全的，必須予以適當的調整，使框架具有足夠的抗震能力，使框架成為框架剪力墻結構的第二道防線。具體設計時對于底層大底盤結構應對裙房部分和上部主體部分分別進行調整；還有結構沿豎向變化很大，平面不規則的結構在調整時應加以分析，例如筆者在作西寧水井巷辦公樓項目設計時，該工程地下 2 層，地上 25 層。第 25層為水箱間，該層為斜塔式，垂直高度為 11 米左右，地面以上至水箱間樓板的高度為 96m。西寧設防烈度為 7 度，框架和剪力墻的抗震等級均為 2 級，21 ～ 22 層山墻兩端跨各縮進3.90m，23 層平面又有縮進，而且該工程高寬比超限，為此，剪力墻布置的比較多，建筑面積不大，相對來說柱子顯得不多，到了 21 層平面雖縮進的不多，但柱子減少很多，如果整個一次調整，21 層以上配筋超限很多，顯然不合理，因此采用分別調整。
 5、施工模擬問題
    高層建筑的豎向荷載絕大部分是結構自重，而結構的自重是在施工過程中分層施加的，因而柱和剪力墻已在施工過程中逐漸完成了軸向變形，這就有了模擬施工的計算方法；但是，建筑物開始使用后，豎向荷載全部加上長期作用。由于柱子軸壓比大，徐變變形明顯大于剪力墻，所以內力又重新調整，情況又趨向一次加載的計算結果。所以在設計時僅對頂部樓層配筋異常的梁用兩種計算結果進行了調整，加大與柱相連梁端負鋼筋，減小與剪力墻相連一側負鋼筋。
結語：近年來，由于建筑功能和城市規劃的需要，加之建設用地的緊張，高層建筑的層數在不斷增多。另一方面，層數日漸增多的高層公共建筑為滿足不同用戶的需要和適應現代社會高效率、快節奏的要求，而發展為高層綜合大廈。