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1現代高層建筑的結構分析

1.1常微分方程求解器分析。在高層建筑結構分析中利用有限元技術，并借助能量泛函的變分，將控制的偏微分方程半離散化為用結線函數表示的常微分方程組，然后用常微分方程求解器直接求解。這種方法，能夠有效的解決高層建筑結構中考慮樓板變形時的靜力計算、動力計算和穩定計算。

1.2有限條法和樣條函數法分析。在高層建筑中，幾何形狀和物理特性沿高度方向比較規則的結構體系，采用有限條法合理地選擇結構計算模型，等效連續體的物理常數和條元的位移函數，沿著某些方向采用簡單多項式，而其它方向則為連續、可微、并且事先滿足條端邊界條件的級數。

2高層建筑結構分析的基本假定

2.1彈性假定。彈性假定計算法只有在結構處于彈性的狀態下才能使用，目前這種分析方法使用也非常普遍。但這種方法并不適合于當建筑物遭到某些外在的因素的影響，如滑坡、地震、臺風等，其位置發生了改動。因為這時的建筑物處于塑性狀態，也就是隨時都有改變的可能，所以只能采取塑性假定法計算。

2.2小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對幾何非線性問題（P-$效應）進行了一些研究。一般認為，當頂點水平位移$與建筑物高度H的比值$/H>1/500時，P-$效應的影響就不能忽視了。

2.3剛性樓板假定。這一假定大大減少了結構位移的自由度，簡化了計算方法。并為采用空間薄壁桿件理論計算筒體結構提供了條件。

2.4計算圖形的假定。高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形有三種：一維協同分析。在水平力作用下，將結構體系簡化為由平行水平力方向上的各榀抗側力構件組成的平面結構。根據剛性樓板假定，同一樓面標高處各榀抗側力構件的側移相等，由此即可建立一維協同的基本方程。二維協同分析。二維協同分析雖然仍將單榀抗側力構件視為平面結構，考慮了同層樓板上各榀抗側力構件在樓面內的變形協調。三維空間分析。三維空間分析的普通桿單元每一節點有6個自由度，按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應考慮截面翹曲，有7個自由度。

3高層建筑結構靜力分析方法

3.1剪力墻結構。剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。但因其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。

3.2筒體結構。筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續化的方法的主要工作原理就是在離散桿件中做連續化處理，一種用連續函數描述它的內力，一種是將離散桿件在幾何和物理的基礎上替換成一種彈性薄板。具體的操作方法就是能量法、有限條法和微分方程解析法等。第二種等效離散化方法無非就是將連續墻體離散作為等效桿件，通過這種間接的方法將其化為我們熟悉的桿系結構法。通常會采用平面框架結構法、展開平面框架法以及核心筒框架分析法等。三維空間分析法就是利用空間桿－薄壁桿系的位移法。空間干系由空間元柱、薄壁元柱和空間梁元構成。目前使用最廣泛的就是第三種方法，因為它的精確度高，自由度大，使用起來也不是很費時。

對現代高層建筑的結構與設計的分析，是建設施工中主要前期環節，重要性在文章的上述中已經很明確了。總而言之，建筑的規劃設計以及施工的科學性和合理性，確保整個建筑的安全和實用，是我們現當代建筑師們必須在動工前考慮的首要因素，既關系到整個建筑的進程，也關系到高層建筑的技術性問題。因此，在目前新形勢下，我們要做的就是不放棄任何學習先進建筑技術的機會，尋求建筑的創新和它本身價值的平衡性，開創現代化下的新高層建筑的局面。

作者：馮博文