摘要：由於城市空間逐漸縮小，土地資源越發稀缺，高層建築的需求越來越廣。一批現代高層建築以全新的面貌呈現在人們面前。
這些建築的結構一般都是不規則的，有些是特別不規則結構。複雜高層與普通結構相比在設計上有許多要特別注意的地方。本文將對複雜高層建築的特點和結構設計的注意事項進行概要介紹。
關鍵詞：複雜高層；不規則；結構設計中圖分類號：s611文獻標識碼：
a 文章編號：前言：伴隨著社會的快速發展，一批現代高層建築以全新的面貌呈現在人們面前。
建築師在建築造型以及建築多功能、多用途等方面通過創新，設計出了眾多體型複雜和內部空間多變的高層建築。這些建築的結構一般都是不規則的，有些是特別不規則結構，結構工程師遇到了前所未有的挑戰。經過多年的研究和工程實踐，盡可能地解決各種結構難題。
從而陸續產生了能適應建築師創新意識的多種複雜高層建築結構體系。儘管當今已建成了大量複雜高層建築結構，並且有一定的試驗和理論研究作為依據，但經受過強**作用檢驗的結構為數不多。因此，在**區採用複雜高層建築結構應儘量減少其不規則性，對房屋高度也要有所控制。
本文將著重介紹最常見的幾種複雜高層建築結構體系及設計要點：一帶轉換層結構多功能的高層建築，往往需要沿建築物的豎向劃分為不同用途的區段，這些建築的豎向結構構件往往不能上下連續，需要設定轉換層，通過轉換構件實現上、下豎向構件的過渡。帶轉換層結構屬於豎向剛度突變及豎向構件不連續的不規則結構體系。
帶轉換層結構設計注意事項：1該體系應有足夠的上、下連續的落地剪力牆或筒體。2對於轉換結構，轉換層高度是影響其抗震效能的主要因素之一，轉換層高度越高，轉換層上下層間位移角及內力突變越明顯，設計時應限制轉換層設定高度。
3轉換層與其上層的側向剛度比對結構抗震效能有一定影響。對轉換層位置較低的帶轉換層的剪力牆結構，控制側向剛度比可以控制轉換層附近的層間位移角及內力。4對轉換層位置較高的帶轉換層的剪力牆結構，僅僅控制轉換層上、下樓層的側向剛度比是不夠的，還應控制轉換層上部與下部結構的等效剛度比。
轉換層上部與下部結構等效剛度比越大，轉換層上下層間位移角及內力突變情況越明顯。二連體結構兩幢或幾幢高層建築之間由架空連線體相互連線，以滿足建築造型及使用功能的要求。連線體的跨度有幾公尺長，也有幾十公尺長;連線體沿建築物豎向有布置乙個的，也有布置幾個的。
連體結構因為通過連線體將不同結構連在一起，體型比一般結構複雜，因此連體結構的受力比一般單體結構或多塔樓結構更複雜。連體結構豎向剛度突變，結構扭轉效應較大，且豎向與水平**組合作用對連線體及其附近主體結構有不利影響。連體結構設計中應關注以下幾個方面的問題：
1較之其他體型結構，連體結構扭轉振動變形較大，扭轉效應較明顯，應引起重視。扭轉效應隨塔樓的不對稱性的增加而加劇。即使對於對稱雙塔連體結構，由於連線體樓板變形，兩塔樓除有同向的平動外，還很有可能產生兩塔樓的相向運動，該振動形態是與整體結構的扭轉振型藕合在一起的。
對於多塔連體結構，因體型更為複雜，振動形態也將更複雜，扭轉效應更加明顯。2連線體部分是連體結構的關鍵部位，其受力較複雜。3連線體結構與兩側塔樓的支座連線是連體結構的另一關鍵問題，連線處理方式一般根據建築方案與布置來確定，可以有剛性連線、鉸接、滑動連線等，每種連線方式的處理方式不同，但均應進行詳細分析與設計。
當連線體結構包含多層樓蓋，且連線體結構剛度足夠，能將主體結構連線為整體協調受力、變形時，可做成強連線結構，兩端剛接、兩端鉸接的連體結構屬於強連線結構。如果連線體結構較弱(如連廊結構)，無法協調連線體兩側的結構共同工作，此時可做成弱連線，即連線體一端與結構鉸接，一端做成滑動支座，或兩端做成滑動支座，此時應重點考慮滑動支座的作法，限復位裝置的構造，並應提供滑動支座的預計滑移量。三豎向收進和懸挑結構因建築造型和功能的需要，高層建築沿豎向收進的情況是經常出現的;懸挑結構的高層建築比較少。
這類複雜結構體系豎向剛度突變，高振型影響較大，懸挑結構還受豎向**作用的影響，且對高層建築主體部分會附加較大的傾覆力矩。對於這類結構設計要注意以下幾方面：1結構體型收進會造成結構豎向剛度的不連續，在體型收進處結構的層間位移會有突變，豎向構件的內力也會明顯增大，對結構抗震不利。
當體型收進較大時，結構的突變會比較嚴重，內力放大較多，應盡量避免;設計中應加強豎向構件的配筋，保證在**作用下不喪失豎向承載能力。2在大底盤多塔樓結構中，塔樓的首層是內力突變的部位，應特別加強，尤其注意避免這一層的剛度再小於上一層的剛度，造成薄弱層。3結構收進如果造成偏心，底部結構會因扭轉效應的影響而內力加大，底部結構的周邊構件應加強配筋;裙房頂板應適當加厚，配筋也應加強。
4懸挑結構是結構的上部體型大於下部體型，上部結構剛度和質量大於下部結構，扭轉效應顯著，同樣屬於豎向不規則的結構。因懸挑結構結構冗餘度低，這樣的結構在設計時應該予以足夠的重視。懸挑結構根部的梁與懸挑梁的受力情況類似，不應進行調幅。
四帶加強層結構高層建築框架一核心筒或巨型外框一內筒結構中，有時需要布置若干個加強層，以提高整體結構側向剛度，使其滿足設計要求。帶加強層結構體系對抗風是十分有效的，但是在加強層及其附近樓層，結構的剛度和內力均發生突變，在設定加強層後核心筒牆肢沿高度彎矩圖發生急劇變化，在加強層的上、下幾層彎矩大幅度增加，核心筒牆肢的剪力在加強層的上、下幾層同樣有較大幅度的增加。外圍框架柱在**作用下所受內力的突變柱的軸力在加強層的下層突然增大，柱的彎矩和剪力在加強層的上、下均急劇增加這些均對結構抗震產生不利影響。
在確定加強層結構方案時，需重點研究加強層的數量、伸臂結構形式和剛度以及周邊帶狀析架的設定等問題。五平面不規則結構平面不規則結構體系在**作用下扭轉效應較大，部分樓蓋整體性及承載力較差，結構的某些部位應力集中、非線性變形較大、易形成薄弱部位。扭轉不規則，是結構平面不規則中最重要的控制指標，它主要有兩項結構扭轉特性指標：
扭轉變形指標和扭轉剛度指標，需作專門的分析和計算。a.扭轉變形指標：
判別結構扭轉不規則的扭轉變形，是質量、剛度、平面分布確定後結構固有特性。控制結構扭轉變形的實質是，控制結構扭轉變形要小於結構平動變形，控制**作用下結構扭轉振動效應不成為主振動效應，避免結構扭轉破壞。b扭轉週期指標：
結構扭轉振型及週期是其扭轉剛度、扭轉慣量分布大小的綜合反映。任何情況下，當扭轉振型發展成為整個結構第一振型時，結構扭轉剛度小，轉動慣量大，扭轉振動成為主振型，對結構抗震抗風均十分不利，都是不允許的。大量震害表明，**作用下扭轉不規則結構容易產生扭轉脆性破壞。
高層建築結構應調整結構布置來盡量滿足扭轉規則性要求，其主要方法是:1在允許情況下，將較長的建築物(主體結構長度大於60m)通過伸縮縫兼防震縫將其切割成若干個規則子結構，既可有利於減少水平溫差收縮影響，又可有利於避免結構整體扭轉，減少結構扭轉變形。2盡量加強周邊主體結構，同時適當弱化內部主體結構，提高結構抗扭剛度，有利於縮短扭轉週期，減少扭轉變形。
3對於一些建築功能特殊要求的複雜高層建築結構，突破扭轉不規則指標時。一方面可採用基於效能的抗震設計或其他設計方法來予以加強，實現預定效能的抗震設防目標，另方面仍應對不規則性加以適當控制，避免因實際結構工作效能太差，**作用不確定性而引起破壞。結語：
（1）jgj3--2010高層建築混凝土結構技術規程【s】．（2）劉慶林，傅學怡．體型收進斜撐轉換結構研究應用【j】．土木工程學報，2006，(2)．（3）劉華新、孫志屏、孫榮書： 《抗震概念設計在高層建築結構設計中的應用》， 《遼寧工程技術大學學報》，2007(2) ．（4）於險峰： ((高層建築結構抗震設計》， 《中國新技術新產品》，2010(1)．（5）《高層建築鋼—混凝土混合結構設計規程》cecs230：
2008．注：文章內所有公式及圖表請用pdf形式檢視。
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