高层建筑结构力学分析方法论文
高层建筑结构设计中的建筑力学分析
高层建筑结构设计中的建筑力学分析高层建筑是现代城市的标志性建筑，它们的结构设计至关重要。
在高层建筑的结构设计过程中，建筑力学分析是一个重要的环节。
建筑力学分析可以帮助工程师评估结构的强度、刚度、稳定性和振动特性等方面，确保高层建筑结构的稳定性和安全性。
本文将探讨高层建筑结构设计中的建筑力学分析。
1. 建筑力学分析的基本原理建筑力学分析是一种利用力学原理分析建筑结构的方法。
它以杆件模型为基础，将建筑结构抽象为一系列杆件和节点，计算它们之间的力学关系。
建筑力学分析不仅需要考虑建筑结构本身的静力学和动力学特性，还需要考虑外部荷载、土壤反力、建筑材料的性质、构造方法等因素的影响。
2. 高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计具有以下特点：（1）建筑高度大，结构自重和风荷载较大：高层建筑自身高度较大，加上地震和风等外部荷载会给建筑施加较大的作用力。
因此，高层建筑结构设计需要考虑结构的刚度和强度。
（2）建筑地基条件较差：高层建筑由于高度和重量较大，地基往往比较脆弱。
因此，地基条件不好的地区的高层建筑结构需要采取特别设计措施，加强建筑物的基础。
（3）建筑结构复杂：高层建筑结构通常是非常复杂的，包括悬挑结构、异形结构、空中花园、顶层大面积采光、幕墙等部分。
这些结构需要在保证结构安全的前提下，兼顾美观和实用性。
（4）建筑材料多样化：高层建筑使用的材料包括钢筋混凝土、钢、玻璃、复合材料等多种材料。
因此，在结构设计中需要考虑材料的强度、刚度和可靠性。
3. 建筑力学分析在高层建筑结构设计中的应用建筑力学分析在高层建筑结构设计中的应用：（1）计算建筑结构的稳定性：建筑力学分析可以计算结构的稳定性，例如杆件屈曲的临界荷载和位移，以确定结构是否稳定。
（2）计算建筑结构的强度：建筑力学分析可以计算结构的强度，例如楼板、柱、梁等部位的承载力，以确保结构的安全性。
（3）计算建筑结构的刚度：建筑力学分析可以计算结构的刚度，例如建筑物的侧向位移和弯曲变形等，以确保结构的稳定性。
现代高层建筑结构力学分析方法
限单元法相 比， 的位移模式曲线拟合度好 、 它 连 但是 目前对采用 时程法仍有不 同看法， 要 续性及通用性强， 系数矩阵稀疏、 计算量小， 且具 采用大型高速计算机， 典型地震波本身不一定 有紧凑 、 收敛， 和稳定等方面 完备 代表 要发生 的真正地震， 因此在研究时程法 同 特征。 因此， 计算结果与试验结果吻合 良好， 不失 时， 简化 的近似方法也应加以进一步研究 。 一些 为一种较好的方法， 在高层建筑中得 到了应用 ， 不管怎样， 当今的趋势， 国在抗 震规 范修订本 各 以三 次 Ｂ样 条子域法为 例分析开 洞剪力墙， 先 或修订 草案 中，正越来越多要 求作直接动力分 将该结 构分为 ｎ 个子域， 作子域分 析， 建立子域 析。 除了 日本和美 国外， 印度和加拿大规范， 在设 刚度矩 阵和荷载列阵， 然后对结构进行整体分 计超 高层建筑时， 要求选 择适当 的地震 波， 进行 析， 获得样 条结点参数， 进而求 出结构的位移 和 直接动力分析。 内力。 ５ 基于最优化理论的结构分析方法 ３ 基于分 区广义变分原理与分 区混合有 限 结构 最优化设计 是把数学 上最优 化理论 元的分析 方法 结合计算机技术应用于结构设计 的一种新型设 有限元， 特别是杂交元和非 协调元 的发展 ， 计方法 。它 的出现， 使设计者能从被动的分析 、 促进 了分区广义变分原理的研究。清华大学龙 检验， 而进入主动“ 设计” 因而对于一定 的空间 。 驭球教授在分区混合广义变分原理 基础上提 出 要求，高层建筑结构的优化设 计应以最小重量 了分区混合有限元法 。基于分区广义变分原理 产生最 大刚度， 框架剪力墙结构中剪力墙的最 的分区混合有 限元法是继位移法、杂交元法之 优数量和最优布置是优化设计在高层建筑结构 后的新方法， 它将弹性体分成 势能区和余能 区， 中应用 的第一个课题 。 势能区采用位移单元， 以结点位移为基本未知 有学者认 为， 在框架剪力墙 高层建 筑中． 剪 量； 区采 用应力单元， 余能 以应力 函数作为基本 力墙 刚度不是愈大愈好， 而是 有一个合适的刚 未知量， 而区交界面通 过引入附加的能量项在 度， 观点现在被愈来 愈多的人所接受 ： 这个 该文 积分意义下满足位移和力的连续条件， 从而保 是在分析剪力墙 刚度与地震作 用相互 内在关系 证 了收敛性， 最后通过取总能量泛函为驻值建 的基础上， 把确定框架 剪力墙 高层建筑结构在 立分区混合有 限元法基本方程。 地震作用下剪力墙合适刚度问题归结为结构优 用 分区混合有限元法＆ｓ 适应性强 、分 区 化设计 问题， ｔ ｇ 建立了确定剪力 墙最优剐度的数 灵活， 能保证 收敛 性， 用于计算框 支剪 力墙和托 学模型： 第一次提出了与 日 人不同的度量指 本 墙梁结构，以及框支剪力墙角 区应力集 中这个 标。 出了以单位建筑面积上剪力墙惯性矩作 提 工程计算中感到棘手的问题， 可见分 区混合有 为高层房屋不致破坏的度量指标， 由于这种观 限元法在高层建筑结构分析中有着 广泛应用 的 点能够 紧紧抓住问题的本质， 目前仍处于研 用 前景。 究和 开发阶段 的建筑结 构优化设 计进行研究 ， ４高层建筑结构弹塑性动力分析方法 从理论上 比较严谨地解决了这个问题， 建立的 从 １７ 年 以来， 建筑 结构弹塑性动力 确定剪 力墙 最优刚度 的数学模型是 合理 的， ９８ 高层 得 分析（ 亦称 时程法） 的研究 和应 用在我 国迅速发 到剪力墙数量是最省的，证明了该方法有广阔 展。 这种方法是将地震波记录直接输入结构， 考 的应用前景。 虑结构的弹塑性性能， 依据结构弹塑性恢复特 结束语 性建立动力方程 用逐 步积分法直接求出地震 目前， 高层建筑结构力学分析还是停 留在 过程中位移 、 速度和加速度的时程变化， 从而能 利用 现有的计算理论 进行被动设 计的阶段， 不 够描述结构在强震作用下， 在弹性和非弹性 阶 能从根本上满足未来高层建筑朝着技术功能先 段的 内力变 化， 结构构件逐 步开裂 、 以及 屈服 、 进和艺术完美相结合的方向发展 。 因此， 对高层 损坏直至倒 塌的全过程 。 建筑 的结构力学分析 需要实践来 改进和 发展 ， 从理论上讲， 这种方 法有不少优 点， 如能够 并 以此促进高层建筑结构的不断完善。 发现结构的薄弱环节， 对结构 的变形 、 延性 的分 析 比较符合实际， 预计 的破坏形态与实际震 害 比较接近等．但这种方法的前提条件 与实 际较 难符合， 需要拟建场地实 际强震 记录， 如 实际上 很难收集到。最近， 国内外研究人工随机地震波 作为输入地震 波取得很大进展 。结构的计算模 型， 用的更多是层模型 。 在考虑楼板变形影 响， 现 采用并 列多质 点计 算模型 的方法也在 研究 中， 也有一些研究考虑 了基础 的平移和转动， 土 将 体 、基础和上部结构共 同考虑 的耦合振动也取 得成果 。 近年来考虑扭转 振动， 向输人双向地 斜 震波 的动力分析法也取得 了进展。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着科学技术的不断发展,功能俱全的高层建筑越来越多。
高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。
下面是店铺为大家整理的高层建筑结构设计论文，供大家参考。
高层建筑结构设计论文范文一：探究高层建筑结构边节点抗震性能1试验概况1.1试验构件设计和制作边节点试验构件取用承重框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体，即“T字形”试件。
为有效保证试件的浇筑质量和垂直度，并与工程实际相符，全部试件均采用钢模板、立模浇筑。
边节点构件柱子的截面尺寸为200mm×200mm，梁的截面尺寸为150mm×250mm，纵向受力钢筋采用HRB400级，箍筋采用HPB235级。
柱子的配筋率为1.13%，梁的配筋率为0.9%，所有构件配筋率和钢筋的强度相同。
为防止柱头破坏，柱上、下两端箍筋加密;节点核心区按照抗震要求对箍筋进行了加密处理。
本次试验共包括7根试件，详细的试验构件概况如表1所示，构件的尺寸和配筋图示，节点核心区采用柱混凝土的构件，施工缝留设在梁下部;节点核心区采用梁混凝土的构件，分别在梁上和梁下留设两道施工缝，施工缝处浇筑时间间隔为2天(48小时)。
1.2试验方法和加载装置采用低周反复试验方法进行研究，加载制度为力—位移混合控制加载，在开始加载到构件屈服前采用力控制;构件屈服后，改用屈服位移的整数倍为级差作为回载控制点，每一位移下循环3次。
在实际框架结构中，当作用水平荷载时，上柱反弯点可视为水平可移动铰，相应的下柱反弯点可视为固定铰;而节点两侧梁的反弯点可视为水平可移动铰。
这样可以有两种加载方案：一种是在柱端施加水平荷载或位移，这时梁能够左右移动而上下受到约束，产生剪力和弯矩。
这种边界条件比较符合实际结构中的受力状态;另一种是将柱保持垂直状态，在梁的自由端施加反复荷载或位移，此时边界条件变为上下柱反弯点为不动铰，梁反弯点为自由端。
本次试验采用的是柱端加载的方式，即采用在柱顶施加轴向力和水平力的方式进行试本次试验在东北电力大学结构试验室进行，采用美国MTS公司生产的MTS液压式伺服加载系统进行试验，采用MTS动态数据采集系统进行数据采集。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇
高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。
第一篇摘要：随着我国人口急剧上升，土地资源稀缺问题愈加明显，为了提升土地利用率，开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来，复杂高层与超高层建筑得到广泛应用，它即满足了城市发展的需要，也实现了有限土地资源的有效利用。
因此，本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨，用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词：复杂高层；超高层；建筑结构；设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加，政府对高层建筑的质量提出更高要求，尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此，在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时，要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行，为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比，复杂高层与超高层建筑具有特殊性，不仅建筑高度不可比拟，还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升，地面受力与重力荷载会逐渐上升，在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加，从而加大超高层建筑的困难性。
其次，复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点，主要体现在两个方面：①楼层越高风效应就越大，在风的作用下其合力作用点的位置就越高，由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中，建筑的结构自重是企业必须考虑的问题，因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关，随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高，从而结构自重不断加大，成为强力作用下的薄弱环节，比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关，通常楼层越高其风力效果越强，因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是，人们对风作用的舒适度有一定的感知，若风振作用过强则会令人产生不适感，从而降低居住品质。
结构力学及其应用于建筑论文
结构力学及其应用于建筑论文
结构力学是研究物体受力作用下的变形及其后果的科学。
它既注重分析受力物体的变形行为，也需要评估受力物体的强度和稳定性。
它研究的对象包括建筑结构、机械零件、设备等，其应用广泛用于工程建设中。
本文主要针对建筑结构，介绍结构力学在建筑领域中的应用。
建筑结构在受力作用下容易发生变形，因此，在设计建筑结构时，必须通过结构力学的原理来预测建筑的变形行为。
由于不同的建筑结构受力行为很不一样，所以，在设计一个建筑结构之前，要根据建筑的特征，按照相应的结构力学的原理，来进行计算和分析，以确保建筑结构的可靠性和安全性。
另外，结构力学也可以用于验算框架结构的支座及支承体系。
将要支撑负载的支撑体系以及支撑和负载之间的接触面设计，就可以使用结构力学来进行分析计算。
这种结构力学分析可以帮助设计者确定支撑体系的足够强度，从而确保结构的安全性。
最后，结构力学还可以用于研究建筑结构的几何形态。
结构力学分析可以帮助我们更深入的了解建筑结构的构造和变形，以便更好的满足建筑设计的要求。
总结而言，结构力学在建筑领域中的应用十分广泛。
它可以用来预测建筑结构的变形行为，计算支撑体系的强度，以及研究建筑结构的几何形态等。
因此，结构力学不仅是建筑工程中的一门重要的科目，也是运用到建筑设计中的重要工具。
超高层建筑结构力学分析与设计研究
超高层建筑结构力学分析与设计研究一、引言超高层建筑作为当代城市发展的重要标志和建筑技术的突破，对于结构力学分析与设计研究提出了更高的要求。
本文旨在探讨超高层建筑在结构力学方面的特点以及相关的研究和设计方法。
二、超高层建筑的特点1. 高度超高层建筑一般指高度超过300米的建筑物。
其高度超过传统建筑的限制，使结构受力分布不均匀、变形较大。
因此，超高层建筑的结构力学分析与设计需要考虑和解决高层结构的垂直荷载、水平荷载和地震动力等因素。
2. 纤细性与传统建筑相比，超高层建筑的高宽比相对较大，呈现出纤细、颗粒状的特点。
这种特点给结构力学的分析与设计带来了困难，需要考虑材料受力、变形以及风振效应等问题。
三、超高层建筑结构力学分析方法1. 成果导向的实验研究通过实验手段对超高层建筑的关键节点、承载结构进行受力分析，获得结构的强度、刚度、稳定性等基本参数。
使用模型试验、场地振动试验等方法进行结构行为分析，为工程设计提供重要的依据。
2. 数值模拟与计算分析采用计算方法开展超高层建筑的结构力学分析也是研究和设计的一种有效手段。
有限元法、计算流体力学、风洞试验等方法可以通过数值模拟对超高层建筑的结构受力与变形进行精确计算和分析，帮助工程师深入了解结构的力学性能。
四、超高层建筑的结构设计方法1. 结构抗震设计超高层建筑常常位于地震活跃区域，因此结构的抗震性能是必须要考虑的重要因素。
采用静力分析、动力响应分析等方法，确保超高层建筑在地震发生时能够安全、稳定地承受并减小地震作用。
2. 结构变形控制设计由于超高层建筑的纤细性和高度特点，其变形控制设计至关重要。
采用刚度控制设计、相邻振型设计、阻尼控制设计等方法，减小结构变形对建筑物的不利影响，保证超高层建筑的安全性和舒适性。
3. 结构材料选择与使用超高层建筑结构的材料选择直接影响其力学性能和耐久性。
钢材、混凝土、玻璃等材料被广泛应用于超高层建筑的结构设计中，根据具体的受力情况和设计需求，科学合理地选择和使用材料，提高超高层建筑的结构性能。
高层建筑结构研究论文
高层建筑结构研究论文随着城市化进程的加速，高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征，更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而，高层建筑的结构设计和安全性面临着诸多挑战，因此对高层建筑结构的研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑结构的特点高层建筑与低层建筑在结构上有明显的区别。
首先，高层建筑的高度较大，导致其竖向荷载显著增加。
这就要求结构体系具备足够的强度和刚度来承受这些荷载。
其次，风荷载和地震作用对高层建筑的影响更为突出。
在强风或地震作用下，高层建筑容易产生较大的水平位移和振动，从而影响结构的安全性和使用功能。
此外，高层建筑的结构自重较大，对基础的要求也更高，需要确保基础能够提供足够的承载力和稳定性。
二、高层建筑结构体系常见的高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁和柱组成，具有布置灵活、空间大等优点，但抗侧刚度较小，适用于层数较少的高层建筑。
剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载，其抗侧刚度大，但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点，既能提供较大的空间，又具有较好的抗侧性能，是目前应用较为广泛的结构体系之一。
筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式，具有良好的整体性和抗侧能力，适用于超高层建筑。
三、高层建筑结构的分析方法在对高层建筑结构进行设计和分析时，需要采用合适的方法。
目前常用的分析方法包括静力分析、动力分析和非线性分析等。
静力分析是基于结构在恒载、活载和风载等静力作用下的响应进行计算，是结构设计的基础。
动力分析则考虑了结构在地震作用等动力荷载下的振动特性，包括振型分解反应谱法和时程分析法。
振型分解反应谱法是一种简化的动力分析方法，通过计算结构的振型和振型参与系数，并结合反应谱来确定结构的地震响应。
时程分析法则直接输入地震波，对结构在整个地震过程中的响应进行模拟，能更准确地反映结构的动力特性，但计算量较大。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速，高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征，更是解决城市人口密集、土地资源紧张的有效手段。
然而，高层建筑的结构设计面临着诸多挑战，需要综合考虑多种因素，以确保其安全性、稳定性和经济性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑与低层建筑在结构设计上存在显著差异。
首先，高层建筑所承受的风荷载和地震作用明显增大。
随着高度的增加，风的影响愈发显著，风振效应可能导致结构的疲劳和破坏。
地震作用也会随着高度的增加而放大，对结构的抗震性能提出了更高的要求。
其次，高层建筑的竖向荷载较大。
由于层数众多，建筑物自重以及活荷载的累积效应不容忽视，这对结构的竖向承载能力和基础设计带来了考验。
再者，高层建筑的结构体系更为复杂。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
不同的结构体系在力学性能、适用高度、经济性等方面各有优劣，需要根据具体情况进行选择和优化。
二、高层建筑结构设计的主要考虑因素（一）安全性安全性是高层建筑结构设计的首要原则。
这包括结构在正常使用条件下的承载能力、稳定性，以及在极端情况下（如强烈地震、大风）的抗倒塌能力。
在设计过程中，需要依据相关的规范和标准，进行详细的力学分析和计算，确保结构能够承受各种可能的荷载组合。
（二）稳定性高层建筑的高宽比通常较大，容易产生失稳现象。
因此，在结构设计中需要通过合理的布置构件、增加抗侧力构件的刚度等措施，提高结构的整体稳定性。
（三）经济性在满足安全性和稳定性的前提下，应尽量降低工程造价。
这需要在结构选型、材料选用、构件尺寸优化等方面进行综合考虑，以达到经济合理的设计目标。
（四）使用功能高层建筑往往具有多种功能，如办公、居住、商业等。
结构设计应满足不同功能区域的使用要求，如大开间的办公区域需要采用较为灵活的结构体系，而住宅区域则更注重房间的规整和隔音效果。
（五）施工可行性设计方案应便于施工，考虑施工过程中的技术难度、施工周期和成本等因素。
高层建筑结构设计分析论文
高层建筑结构设计分析论文1 结构分析及设计分析1.1分析三种重要的体系1.1.1 剪力墙体系剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。
剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切，其中依据轧受力特性的不同，单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。
类型不同的剪力墙，对应的也会有不同的截面应力分布，所以，在对位移和内力进行计算时，也应该对不同的计算和设计方法进行使用，将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。
此种方法能够比较准确地完成计算，能够应用到各类剪力墙之间，然而，也有一定的弊端存在于这种方法中，其有着较多的自由度。
所以，在具体的应用时，较为普遍地应用了开洞墙这一类型。
1.1.2 筒体结构筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系，其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载，筒体主要承受水平荷载，变性特点类似于框架剪力墙，但抗侧刚度较大。
依据不同的计算机模型处理手段，有三种类型的分析方法：主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法，其中三维空间方法的精确性会更高。
1.1.3 框架—剪力墙体系框架—剪力墙结构，是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。
此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较多，然而，连梁连续化假定方法会经常被使用，在对位移协调条件进行计算时，应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计，将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。
然而，应该考虑需求和因素量会存在的差异，所以，也会有着不同形式的解答方式。
1.2具体的设计与分析1.2.1 合理地确定水平荷载每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载，对于抵抗地震的能力也应该具备。
高层建筑中，尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响，然而，水平荷载却占据着重大的比重。
随着不断增多的高层建筑层数，在高层建筑的结构设计中，水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。
首先，由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能，对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中，并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力；其次，就高层建筑结构而言，地震作用和竖向荷载，也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。
高层建筑结构设计有关问题分析论文
高层建筑结构设计有关问题分析【摘要】对高层建筑结构设计,从受力方面、结构选型、地基与基础设计、结构计算分析及抗震分析方面阐述了高层建筑结构容易出现的问题,同时提出高层建筑结构设计应注意的问题,仅供参考。
【关键词】高层建筑；结构设计；问题分析1 高层建筑结构受力方面问题分析1.1 水平荷载相对于竖向荷载显得更为重要：结构需同时承受竖向和水平荷载,低层结构以抵抗重力为代表的竖向荷载为主,而水平荷载所产生的内力、侧向位移很小。
对高层结构来说,随着建筑高度的增加,水平荷载随建筑高度的增高迅速增大。
如把建筑物视作一简单的竖向悬臂构件,构件中由竖向荷载产生的轴力与高度(h)成正比;水平作用产生的弯矩与高度(h)的平方成正比;水平作用产生的侧向位移则与高度(h)的四次方成正比。
对某一高度确定的建筑,结构竖向荷载的大小基本稳定,而水平方向上风载和地震作用的数值大小往往会随高层建筑结构的动力特性不同而存在较大幅度的变化。
可见,水平荷载对高层建筑结构的影响大,侧向位移成为结构设计的主要控制目标之一。
1.2 控制结构侧移是关键因素：与低层建筑结构的设计不同,高层建筑结构的侧移是其结构设计过程中的关键决定性因素。
随着建筑高度的不断增加,水平侧向荷载下的结构侧移变形会快速增大。
侧向位移过大将使结构产生附加内力,特别是对竖向构件,附加偏心力超过一定限值时,将会引起整个结构的倒塌破坏;同时,在风荷载作用下,如果侧向位移过大,将会引起居住者工作者的不适,在地震作用下,如果侧向位移过大,更会让人感到不安和惊慌。
1.3 结构轴向变形的影响显著：对于高层建筑结构,由于层数多、高度高,轴力很大,从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著高层建筑结构中,一般竖向荷载的数值较大,在柱中会引起较大范围的轴向压缩变形,对结构体系中的连续梁弯矩大小产生显著影响。
高层建筑的轴向变形的差异会达到一个比较大的数值,从而引起跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大,连续梁中间支座处的负弯矩值减小。
高层建筑结构力学常见问题及分析方法研究
学术论坛/A c a d e m i c F o r u m106（云南工商学院，云南 昆明 651701）摘要：高层建筑结构力学分析已经成为行业关注的焦点。
文章对高层建筑的概念、特点及设计要点进行了阐述，从力学分析和适用范围的角度分析了高层建筑的常见结构，结合当前高层建筑力学分析常见的水平荷载所造成的的影响较大、“框－剪”体系中连系梁刚度减弱等问题，研究了常微分方程求解器法、有限条法和样条函数等科学开展高层建筑力学分析的有效方法，以供参考。
关键词：高层建筑；结构力学分析；分析方法；常微分方程求解器随着城市化的不断发展，越来越多人的涌入城市，使得城市的饱和度逐渐加大，在此种局面下，土地资源显得尤为珍贵。
为了尽量提高土地利用率，传统的楼房建筑已经失去了优势，取而代之的是层出不穷的高层建筑。
新的问题随之而来，如何保证高层建筑的稳定性，提高广大城市居民工作、生活的舒适及安全性，需要运用科学的方法对不同结构类型高层建筑的力学原理展开分析并得出精确结论。
1 高层建筑概念、特点、设计要点简述1.1 高层建筑概念简述根据2018版《建筑设计防火规范》GB 50016-2014中的规定，高层建筑是指建筑高度超过27 m的住宅建筑和建筑高度超过24 m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑等。
根据这一定义，当前许多城市内超过10层楼高的建筑均可以被笼统地划归为“高层建筑”。
1.2 高层建筑的特点高层建筑的主要特点如下：第一，占地面积小。
以沈阳市浑南区泰奕上园小区为例，其内一栋楼共分为两个单元、27层高，每个单元设四户，共216户。
按平均每户住3人计算，一栋楼能够满足648人的居住需求，是传统7层高双户型住房建筑的3倍，总占地面积不足其一半。
第二，投资较少，工期短。
第三，在一些商住两用或商用高层建筑群中，如果互相之间距离较近，可以设置高层连接通道，大量减少出行时间，提高出行效率。
1.3 高层建筑的设计要点随着高度和层数的增加，建筑的整体重量也随之增大，其竖直向下的压强等均会远远超过矮层建筑，本文重点阐述高层建筑力学分析，从结构层面开展要点分析：第一，建筑呈现“高”“瘦”的特点，因此遭遇极端自然现象（如大风、地震等）时，建筑在水平方向会产生一定的横向力；第二，高层建筑的宽高比需要经过严格计算，并不是凭空“捏造”而来；第三，建筑平面、立面以及整体质量、刚度必须保持匀称状态，各项数值均需控制在合理范围内，否则会在局部出现薄弱环节，威胁整体质量安全；第四，由于楼层较高，一些节点部位受到地震、强风甚至骤然扩大的温度变化影响时会出现位移、形变等情况，需要特别注意。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速，高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征，更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而，高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的工作，需要综合考虑众多因素，以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑由于其高度较高、自重较大、水平荷载影响显著等特点，使得其结构设计与低层建筑有很大的不同。
首先，高层建筑所承受的竖向荷载远大于低层建筑。
除了自重外，还包括大量的人员、设备和家具等荷载。
这就要求结构具有足够的强度来承受这些竖向压力，以避免出现过大的变形和破坏。
其次，水平荷载成为了高层建筑结构设计的控制因素。
风荷载和地震作用对高层建筑的影响非常显著。
在强风或地震作用下，高层建筑会产生较大的水平位移和内力，因此需要结构具有良好的抗侧力性能。
再者，高层建筑的结构体系更为复杂多样。
常见的结构体系如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等，每种结构体系都有其特点和适用范围，设计时需要根据具体情况进行合理选择。
二、高层建筑结构设计的原则在进行高层建筑结构设计时，需要遵循一系列的原则，以确保设计的合理性和可靠性。
安全性是首要原则。
结构设计必须能够承受各种可能的荷载组合，包括正常使用情况下的荷载以及极端情况下的风荷载、地震作用等，确保在其使用寿命内不会发生倒塌或严重破坏。
适用性原则要求结构在正常使用过程中，具有良好的变形性能和舒适度，不出现过大的振动或裂缝，满足建筑的使用功能。
经济性原则也是不可忽视的。
在保证结构安全和适用的前提下，应通过合理的设计和优化，降低工程造价，提高建筑的经济效益。
耐久性原则则要求结构具有足够的抗腐蚀、抗老化能力，以保证其在长期使用过程中的性能稳定。
三、高层建筑结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层建筑结构设计的关键环节。
需要根据建筑的高度、使用功能、地质条件、施工条件等因素，综合考虑选择合适的结构体系。
高层建筑结构力学分析
高层建筑结构力学分析在建筑工程的设计中，高层建筑的结构力学分析一直是一个非常重要的环节。
设计者需要考虑因风、地震等外部力量对建筑的影响，以及建筑自身的结构特性和物理特征，从而设计出能够承受各种力量的高层建筑。
本文将介绍高层建筑结构力学分析的基本知识和应用。
一、高层建筑的结构特征高层建筑是指高度超过一定标准的建筑物，一般指高度超过45米或者15层以上的建筑物。
高层建筑在结构上有其独特的设计原则和特点，如：1.高层建筑的结构呈现立体框架结构，常采用钢结构或混凝土结构，以满足承载大风、大地震等外部力量，同时也能满足自身稳定和可靠性的要求。
2.高层建筑还需要考虑抗倒塌的安全因素，其结构设计需要考虑垂直方向的力，如重力、风荷载和地震荷载等因素。
3.建筑物的设计必须考虑到建筑物自身的物理特性，如楼层高度、边距和梁柱布局等。
二、高层建筑的结构力学分析高层建筑的结构力学分析是基于建筑物对不同类型力量的承载能力进行计算、评估和优化的一门学科。
其主要目的是为了确定建筑物各种力的作用程度和承载能力，以确保高层建筑在各种极端条件下的安全性。
1.钢结构的分析方法钢结构是高层建筑最常用的一种结构，其分析方法主要是基于节点刚度矩阵的理论。
首先，根据建筑物的结构特征和负载特点，建立钢结构的节点刚度矩阵。
然后，通过矩阵运算得到建筑物的整体刚度矩阵，并计算出结构各个部分的内力和位移。
2.混凝土结构的分析方法混凝土结构也是高层建筑常用的结构，其分析方法则主要是采用有限元法或分析法。
有限元法是在一定的边界条件下，将结构离散成有限个小单元，分别计算每个小单元的刚度和内力，并最终得出整个结构的刚度和内力。
而分析法则是直接根据建筑物的物理特性和荷载特点，推导出建筑物的刚度和内力，然后进行计算和分析。
三、高层建筑结构力学分析的应用高层建筑结构力学分析的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1.高层建筑的建设和设计对于任何一个高层建筑，结构力学分析都是一个必须的环节，在建筑物建设前期，设计者需要进行结构计算和模拟，确定建筑物的结构方案，以保证建筑物的安全性和可靠性。
浅析高层建筑结构力学分析方法
浅析高层建筑结构力学分析方法发布时间：2021-01-11T12:35:30.723Z 来源：《基层建设》2020年第25期作者：文竹[导读] 摘要：面对逐渐增多的超高层建筑，不仅要关注建筑的设计性、实用性，更要从技术层面关注到施工的合理性，经济性和安全性，所以分析超高层建筑结构施工特点，对关键技术进行解析，对提高施工安全性和工程质量具有重要意义。
大连市建筑设计研究院有限公司辽宁大连 116021摘要：面对逐渐增多的超高层建筑，不仅要关注建筑的设计性、实用性，更要从技术层面关注到施工的合理性，经济性和安全性，所以分析超高层建筑结构施工特点，对关键技术进行解析，对提高施工安全性和工程质量具有重要意义。
基于此，以下对高层建筑结构力学分析方法进行了探讨，以供参考。
关键词：高层建筑；结构力学；分析方法引言进入到二十一世纪，人们生活水平逐渐提升，其对高层建筑的需求量逐渐增大，同时对其施工提出全新的要求，以满足自身的需求。
受高层建筑自身的性质因素影响，施工工程量较大，涉及的环节较多，整体上较为复杂，导致施工难度增大，尤其是在高层建筑结构施工过程中，如果出现问题将造成工程整体质量受到影响，因此需要加强重视力度，灵活应用先进的技术，保证工程全面开展。
1高层建筑结构随着现在城市建筑建设的不断发展超高层建筑、不规则结构体系不断增加，特别是在城市规模不断发展的情况下，城市土地寸土寸金，超高层建筑更加受到欢迎。
超高层建筑一般高度都超过60米，超高层建筑结构具有一定的复杂性，施工过程中要综合考虑多方面因素，包括施工活载、吊车荷载、混凝土浇筑期、收缩徐变效应等多种因素。
现阶段对于超高层建筑结构施工的研究主要采取施工仿真模拟计算分析，根据超高层建筑结构设计的不同和超高层建筑使用要求的不同，依据经济、安全、合理的设计原则可以将超高层建筑分为框架结构体系、剪力墙结构体系、框架一剪力墙结构体系、框架一核心筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
高层建筑结构设计论文(共6篇)
高层建筑结构设计论文(共6篇)第一篇1高层建筑结构受力性能高层建筑的抗水平力构件应沿房屋周边布置，也可提供较大的抗倾覆力矩。
2高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性2.1高层建筑设计尤其是在高层建筑抗震设计中，应当非常重视概念设计这是因为高层建筑结构的复杂性，发生地震时的不确定性，人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性，高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性，材料性能与施工安装时的变异性以及其他不可预测的因素，致使设计计算结果（尤其是经过实用简化后的计算结果）可能和实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
因此在设计中，虽然分析计算是必须的，也是设计的重要依据，但往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标。
2.2重视概念设计从某种意义上讲，概念设计甚至比计算更为重要[3]。
概念设计是通过无数的事故分析，历年国内外震害分析，模糊试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。
而这些原则、规定与方法往往是基础性、整体性、全局性和关键性的。
有些概念设计的要求，为整个设计设置了两道防线，保证了建筑物的安全、可靠。
合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证。
汶川特大地震发生后，通过对震后建筑进行分析与研究，发现结构布置方案合理、符合概念设计要求的建筑物的破坏形式都是比较理想的，这给我们结构设计人员很大的启示和鼓舞。
今后结构设计中充分利用概念设计确定结构方案，并采取相应的抗震构造措施，还是能大大降低地震对建筑物的损坏程度的。
3改善短柱抗震性能的措施当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时，按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可；确定为短柱后，就应当尽量提高短柱的承载力，减小短柱的截面尺寸，采取各种有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。
3.1使用复合螺旋箍筋高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的，柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。
高层建筑结构力学的探讨
高层建筑结构力学的探讨在现代城市的天际线上，高层建筑如同一座座巍峨的巨人拔地而起。
它们不仅是城市繁荣的象征，更是建筑技术和结构力学的杰作。
高层建筑的出现，改变了我们对空间的利用方式，也对结构力学提出了更高的要求。
要理解高层建筑结构力学，首先得明白结构所承受的各种力。
重力是最基本的，它使得整个建筑有向下的趋势。
除此之外，还有风荷载，这在高层建筑中是一个不可小觑的力量。
随着高度的增加，风速也会增大，风对建筑表面的压力和吸力会给结构带来巨大的挑战。
地震力也是必须考虑的因素，尤其是在地震多发地区，建筑需要具备足够的抗震能力来保证人员的生命安全和建筑物的稳定性。
在高层建筑的结构设计中，框架结构是较为常见的一种形式。
框架由梁和柱组成，能够有效地承受竖向和水平荷载。
框架结构具有较好的灵活性，可以根据建筑的功能需求进行空间布局。
然而，当建筑高度不断增加时，单纯的框架结构可能无法满足要求，这时候就需要引入剪力墙结构。
剪力墙就像是一面巨大的墙壁，能够有效地抵抗水平荷载，提高结构的整体刚度。
筒体结构在高层建筑中也有着广泛的应用。
筒中筒结构由内筒和外筒组成，内外筒通过楼板连接在一起，共同工作，能够承受巨大的水平和竖向荷载。
这种结构形式在超高层建筑中表现出色，能够提供良好的稳定性和抗风抗震性能。
除了结构形式的选择，材料的性能也对高层建筑的结构力学有着重要影响。
高强度的钢材和高性能的混凝土是常见的建筑材料。
高强度钢材具有良好的抗拉和抗压性能，能够减轻结构的自重，同时提高结构的承载能力。
高性能混凝土则具有更高的强度和耐久性，能够保证结构在长期使用中的安全性。
在结构分析和计算方面，工程师们需要运用各种复杂的数学模型和软件。
有限元分析是一种常用的方法，它可以将结构离散成多个小单元，通过计算每个单元的受力情况来得到整个结构的响应。
通过这种方法，工程师们可以准确地预测结构在各种荷载作用下的变形和内力分布，从而优化结构设计。
然而，高层建筑结构力学不仅仅是理论上的计算和分析，还需要考虑实际施工中的问题。
高层建筑结构论文
高层建筑结构论文随着城市化进程的不断推进，高层建筑在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
高层建筑的结构设计是确保其安全稳定运行的关键。
本论文旨在探讨高层建筑结构设计的重要性，并分析其中涉及的关键因素。
一、介绍高层建筑概念的引入使城市发展进入了一个新阶段。
与传统的低层建筑相比，高层建筑面临着更多的挑战，包括地基承载、结构抗震性、风荷载等。
因此，高层建筑的结构设计变得尤为重要。
二、地基承载分析高层建筑的地基承载能力直接决定了建筑的稳定性。
地基承载分析包括对不同土壤类型的勘察与测试、地基处理方案的制定等内容。
合理的地基承载设计可以减轻结构负荷，确保建筑的稳定与安全。
三、结构抗震性设计由于地震是高层建筑最常见的灾害风险之一，结构抗震设计是保障建筑安全的关键。
该设计包括结构材料的选择、结构给荷设计、地震时的动力性能分析等。
通过采用适当的结构抗震设计手段，可以提升高层建筑的抗震性能，降低地震给建筑造成的损害。
四、风荷载分析高层建筑容易受到风力的影响，因此风荷载分析是高层建筑结构设计的重要环节。
该分析包括对建筑物表面风压的计算、风能的分布特性等。
准确的风荷载分析可以为建筑提供稳定的结构支撑。
五、材料选用高层建筑的结构设计涉及到多种建筑材料的选用。
这些材料不仅需要具备高强度、耐久性，还需要具备适应高层建筑特殊环境的特性。
常见的高层建筑结构材料包括钢材、混凝土等。
在材料选用过程中，考虑到成本、可行性和可持续性等因素至关重要。
六、结论高层建筑的结构设计是确保建筑物稳定运行的重要因素。
通过地基承载分析、结构抗震性设计、风荷载分析以及适宜的材料选用，可以有效降低高层建筑的风险，为人们提供安全、舒适的居住与工作环境。
综上所述，高层建筑结构设计是一门复杂而关键的学科。
了解并掌握高层建筑结构设计的要点，可以为城市的可持续发展和人们的生活质量提供重要支持。
高层建筑结构设计与分析论文
浅议高层建筑结构设计与分析【摘要】随着社会和经济的蓬勃发展，特别是城市建设的发展，要求建筑物所能达到的高度和规模不断地增加。
城市中的高层建筑成为反映这个城市经济繁荣和社会进步的重要标志。
本文分析了高层建筑结构设计的特点，提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法【关键词】高层建筑结构；结构体系；静力分析方法1 高层建筑结构设计特点1.1 水平荷载成为决定性因素。
建筑物自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑物高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力，是与建筑物高度的二次方成正比；另外，对某一定高度建筑物而言，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
1.2 轴向变形不容忽视。
高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
1.3 侧移成为控制指标。
与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
1.4 结构延性是重要设计指标。
相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
2 高层建筑的结构体系2.1 框架结构体系。
一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构。
框架结构可形成灵活布置的建筑空间，使用较方便。
但随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，增加到一定程度后，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用。
高层建筑结构施工的力学分析
高层建筑结构施工的力学分析摘要：随着城市经济不断发展，高层建筑物层出不穷，随之而带来的问题就是对高层建筑物的设计问题，本文将对高层建筑物结构施工中的力学问题进行分析，保障施工的合理安全。
关键词：高层建筑结构；施工力学；力学分析通过对高层建筑结构施工的调查研究，我们发现随着高层建筑物的增加，越来越需要我们对高层建筑物的结构施工进行深入的研究，尤其是在施工力学的分析方面。
1 高层建筑结构施工力学简述一般情况下，高层建筑在结构设计上的模型是采用建造好的结构，使其在使用的载荷下受力，以此作为计算模型的主要依据。
但在实际操作中，即使是相同的结构，它们在施工中也会在力学状态的作用下产生差异。
我们都知道，高层建筑结构具有层数高、规模大的特点，使得整个施工过程变得较为复杂。
在施工中，没有建设完整的建筑结构会受到来自不断变化的施工载荷的影响。
因此在对建筑结构进行分析时，以一个已经建设好的模型进行力学分析显然是不科学的。
我们来举个例子，在高层钢筋混凝土结构中，作为梁板系统，随着建设楼层高度的增加，新楼层中的新增加的支撑是在之前建造的底部楼层上，整个楼体结构的抗水平部分没有形成，还会发生材料刚度以及强度的变化，楼体负荷情况也在发生着变化，而这些变化都是由一个未形成的框架以及支撑进行，很容易发生危险。
这就需要施工力学对高层建筑结构进行分析，以先行的预算分析确保施工安全。
作为一门新兴起来的学科，施工力学有着它特有的特点，它与经典的力学不同，它所分析的对象，是随着时间改变而在不断变化的，因此，它所分析的对象（包括质量阵、刚度阵、阻尼阵）在结构方程上都为时间的函数。
它的目的主要在于反应高层建筑结构在施工工程中不断变化的实际力学的状态，以此来保障施工的安全。
在对建筑物进行施工力学的分析时，我们要按照建筑的实际施工顺序都其受力过程进行模拟分析，在分析的过程中及时发现问题，对实际的施工过程起到指导监督的作用。
同时，施工力学的分析也包括了对建筑物的拆除工作，按照合理的顺序进行拆除，确保人员和财产不受到伤害，也是施工力学分析的一部分。
高层建筑结构力学分析方法
高层建筑结构力学分析方法摘要：随着科学技术的飞速发展，我国建筑行业迎来新的机遇与挑战，发展极为迅速。
随着经济的快速发展和时代的进步，城乡一体化不断推进，我国各行各业都面临着机遇和挑战，建筑行业也不例外。
随着城市规划发展的细致化，高层建筑越来越多，但我国的高层建筑还存在诸多不足，尤其是高层建筑结构力学分析方法还不够成熟。
我国比较重视经验，相对于国外重视实验和研究不同，所以在高层建筑结构力学分析方法的理论层面研究仍落后于国外。
分析常微分方程求解器、有限条法和样条函数法的分析方法，探讨分区混合有限元、高层建筑结构弹塑性动力和最优化理论的结构分析方法，以提升高层建筑结构力学的研究。
关键词：高层建筑；结构力学引言我国建筑行业之所以发展迅速，离不开国家经济建设的大力支持和政策的扶持，才有今天的局面和规模。
尤其我国高层建筑的发展非常快，建筑物的数量和高度都在不断增加。
对于建筑物而言，稳定性是最重要的，随着建筑物的高度越来越高，建筑物的侧向位移和内力会逐渐增加，当侧向位移和内力超过了建筑的承载力就会发生偏移。
因此，提前计算好建筑的承载力是非常重要的，需要用到高层建筑结构力学分析方法。
1常微分方程求解器阐述在建筑结构力学误差极限的处理过程中，建筑结构力学分析工作人员借助常微分方程求解器法能够制定出符合实际客户需求的建筑结构力学分析方案，这就使得在实际的建筑结构力学分析应用过程中，建筑结构力学分析工作人员往往会利用常微分方程求解器法对客户做出预先解答分析方案，在有效地提升预先解答精度的基础上，实现降低建筑结构力学误差极限的目的。
除此之外，建筑结构力学分析工作人员将常微分方程求解器法应用在建筑物的建筑结构力学分析工作当中，能够有效完成建筑物结构楼板变形时所产生的动力、稳定性以及静力计算分析方案的目的，通过计算获取的建筑物结构楼板变形时的动力、稳定性以及静力数值从而有效实现数据化建筑结构力学分析以及处理的目的。
与此同时，建筑结构力学分析工作人员在利用常微分方程求解器法时，能够有效的减少建筑结构力学分析工作时的诸如动力、稳定性以及静力等方面的数据处理量，不仅提升建筑结构力学分析运算效果，为建筑结构力学分析方案提供准确的数据支撑，还能够实现对建筑物结构的实时优化调整的目的。
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高层建筑结构力学分析方法探究
摘要：目前，高层建筑结构力学分析还是停留在利用现有的计算理论进行被动设计的阶段，不能从根本上满足未来高层建筑朝着技术功能先进和艺术完美相结合的方向发展。
因此，对高层建筑的结构力学分析需要实践来改进和发展，并以此促进高层建筑结构的不断完善。
本文分析了现代几种高层建筑结构力学的分析方法，包括常微分方程求解器法、有限条法和样条函数法、基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法、弹塑性动力分析方法以及最优化理论的结构分析方法。
关键词：高层建筑结构力学分析方法随着建筑业的高速发展，我国高层建筑数量也越来越多。
高层建筑的侧移和内力随着结构高度增加而急剧增加，当高层建筑达到一定高度时，侧向位移很大，所以水平荷载产生的侧移和内力是确定结构体系、材料用量和造价的决定因素。
高层建筑结构的设计是靠刚度支配而不是结构材料的强度，而刚度的大小取决于结构体系。
因此，如何选择经济而有效的结构体系，并对它进行有效的力学分析是高层建筑结构设计的重点。
就现代高层建筑的结构力学的一些分析方法进行了论述。
1.基于常微分方程求解器的分析方法。
现在国内外学者已经开发研制了相当有效的常微分方程求解器，功能很强，尤其自适应求解，可以满足用户预先对解答精度所指定的误差限。
我国清华大学包世华教授和袁驷教授在高层建筑结构分析中应用此
方法，解决了高层建筑结构考虑楼板变形时静力计算、动力计算和稳定计算。
这些问题若完全用离散化方法求解，其计算量都是极其
巨大，用微分方程求解器法求解，因其方程组数目少，显示出极大的优越性，在高层建筑结构分析中成功地运用此方法，具有独到之处。
袁教授利用有限元技术，并借助能量泛函的变分，将控制的偏微分方程半离散化为用结线函数表示的常微分方程组，然后用高质量的常微分方程求解器直接求解，即有限元线法。
这是一种具有吸引力和竞争性新方法，该方法解一般力学计算问题已取得了良好结果。
相信通过逐步的实际检验证，这种方法将会更加完善。
2.基于有限条法和样条函数法的分析方法。
半解析法是解析与离散相结合的方法，它以数学力学的方法大大减少有限元方程组的阶数，能避免有限元“过分”计算，而且能防止有限元法中经常遇到计算污染(即病态方程组)，引起计算结果恶化。
在高层建筑中，经常会遇到几何形状和物理特性沿高度方向比较规则的情况，这样的结构体系，采用有限条法很有效。
有限条法只需沿着某些方向采用简单多项式，其它方向则为连续、可微、且事先满足条端边界条件的级数。
在采用有限条法时，合理地选择结构计算摸型，等效连续体的物理常数和条元的位移函数是提高精度、简化计算的三个关键，对此国内外已有一些研究，关于分条模式和位移函数，提出了一些研究成果。
样条函数是分段多项式的一种，与一般有限单元法相比，它的位移模式曲线拟合度好、连续性及通用性强，系数矩阵稀疏、计算量小，且具有紧凑、收敛，完备和稳定等方面特征。
因此，计算结果与试验结果吻合良好，不失为一种较好的方法，在高层建筑中得到了应用，以三次b样条子域法为例分析开洞剪力墙，先将该结构
分为n个子域，作子域分析，建立子域刚度矩阵和荷载列阵，然后对结构进行整体分析，获得样条结点参数，进而求出结构的位移和内力。
3.基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法。
有限元，特别是杂交元和非协调元的发展，促进了分区广义变分原理的研究。
清华大学龙驭球教授在分区混合广义变分原理基础上提出了分区混合有限元法。
基于分区广义变分原理的分区混合有限元法是继位移法、杂交元法之后的新方法，它将弹性体分成势能区和余能区，势能区采用位移单元，以结点位移为基本未知量；余能区采用应力单元，以应力函数作为基本未知量，而区交界面通过引入附加的能量项在积分意义下满足位移和力的连续条件，从而保证了收敛性，最后通过取总能量泛函为驻值建立分区混合有限元法基本方程。
用分区混合有限元法具有适应性强、分区灵活，能保证收敛性，用于计算框支剪力墙和托墙梁结构，以及框支剪力墙角区应力集中这个工程计算中感到棘手的问题，可见分区混合有限元法在高层建筑结构分析中有着广泛应用的前景。
4.高层建筑结构弹塑性动力分析方法。
从1978年以来，高层建筑结构弹塑性动力分析的研究和应用在我国迅速发展。
从理论上讲，这种方法有不少优点，如能够发现结构的薄弱环节，对结构的变形、延性的分析比较符合实际，预计的破坏形态与实际震害比较接近等。
但这种方法的前提条件与实际较难符合，如需要拟建场地实际强震记录，实际上很难收集到。
最近，国内外研究人工随机地
震波作为输入地震波取得很大进展。
结构的计算模型，用的更多是层模型。
现在考虑楼板变形影响，采用并列多质点计算模型的方法也在研究中，也有一些研究考虑了基础的平移和转动，将土体、基础和上部结构共同考虑的耦合振动也取得成果。
近年来考虑扭转振动，斜向输入双向地震波的动力分析法也取得了进展。
但是目前对采用时程法仍有不同看法，要采用大型高速计算机，典型地震波本身不一定代表要发生的真正地震，因此在研究时程法同时，一些简化的近似方法也应加以进一步研究。
不管怎样，当今的趋势，各国在抗震规范修订本或修订草案中，正越来越多要求作直接动力分析。
除了日本和美国外，印度和加拿大规范，在设计超高层建筑时，要求选择适当的地震波，进行直接动力分析。
5.基于最优化理论的结构分析方法。
结构最优化设计是把数学上最优化理论结合计算机技术应用于结构设计的一种新型设计方法。
它的出现，使设计者能从被动的分析、检验，而进入主动“设计”。
因而对于一定的空间要求，高层建筑结构的优化设计应以最小重量产生最大刚度，框架剪力墙结构中剪力墙的最优数量和最优布置是优化设计在高层建
筑结构中应用的第一个课题。
目前，高层建筑结构力学分析还是停留在利用现有的计算理论进行被动设计的阶段，不能从根本上满足未来高层建筑朝着技术功能先进和艺术完美相结合的方向发展。
因此，对高层建筑的结构力学分析需要实践来改进和发展，并以此促进高层建筑结构的不断完善。
参考文献：[1]周坚.高层建筑结构力学.机械工业出版社，2006-01.[2]高层建筑结构方案优选.中国建
筑工业出版社，1996-06.。