对超高层建筑结构设计中几个问题的实践与思考

摘要：随着社会的发展，建筑工程得到很大的发展，我国的超高层建筑结构设计技术位于世界前列。但是就目前的情况来看，超高层建筑结构设计中还存在很多的问题，直接影响到工程的质量，因此需要引起我们的重视，基于此本文分析了超高层建筑结构设计的相关方面。

关键词：超高层；建筑结构；设计；问题

中图分类号：TU3 文献标识码： A

1、超高层建筑结构受力特点

超高层建筑结构受力特点最主要是在两个部分，第一个就是高层建筑自己本身受重力影响而产生的对于建筑基础的负荷，另一部分就是来自于建筑外部所施加的作用力，不同类型的框架结构，有着不同的架构形式，因而导致其优缺点各有不同。

（一）框架结构。框架结构的主要受力部分是建筑的支柱和梁，结构基础是用来承受整体受力的，三个结合起来构成了高层建筑的承重结构，楼板则是用于力的传递。其主要特点是建筑内部的空间是比较大的，建筑的立面处理是相对容易的，楼板的平面布置也是灵活方便的，受力特点主要是在侧向刚度比较小，但是如果建筑的层数比较多，在受到水平方向的负荷时候侧移量比较大，很不利于建筑的稳定性，因此，框架结构有其相对的局限性。

（二）剪刀结构。剪刀结构的特点是整个建筑所受到的所有力，包括自己本身的承重和外部水平方向或是垂直方向的载荷，全部是有建筑墙体所承重的承受的，因此，剪刀结构在力的传导方面来说直接、均匀，不会产生什么冲突。此外，剪刀结构在整体强度和刚度上有着十分卓越的表现。其的整体性和延展性能很强，在受到较大的外部力量的时候，例如地震等，结构侧向位移是易于控制的，不容易倒塌的。但是，剪刀结构在其建筑的平面布置来说相对死板，因此，剪刀结构的适用范围只能在住宅和宾馆等建筑。

（三）框架―剪刀结构。框架―剪刀结构是在框架结构和剪刀结构中，选取各自的优点所在，融合并延伸而所得的。在垂直方向的力的传导上，其轴向负荷和变形主要是由框架与剪刀结构共同来承受的，而水平方向的传递方面，则是通过剪刀结构来承受的，这主要是因为剪刀结构具有比较高的抗侧力和强度。框架―剪刀结构不但在力的传导过程中比较均匀和直接，而且在整体性和抗侧力方面都优于框架结构，因此在高层建筑中比较普遍。

（四）筒体结构。筒体结构则是在近几年所兴起来的一种建筑结构，主体结构是以筒体为基础的，其建筑结构的强度和刚度远远优秀于传统的建筑结构。在高层建筑中，运用筒子结构能够极大地提高整个建筑的受力性，在其他方面也是有着比较大的优点。因为筒子结构在力的承重和分配上更加合理，因此主要应用在超高层建筑的结构设计方面上，尤其是大空间和大跨度的高层建筑。

2、超高层建筑结构设计原则

2.1、基础方案要合理

建筑结构设计作为高层建筑施工项目的基本前提和必要基础，其工作成效会对整个高层建筑的施工成效造成重大影响，因此，建筑结构的设计单位，必须按照项目工程的实际施工情况和施工现场的地质环境，设计出科学、合理、符合建筑结构施工实际需求的设计方案。与此同时，在设计建筑结构基础方案的时候，要配置相应的施工现场地质条件的调查报告，促使建筑物的地基发挥其最大潜能，推动建筑施工项目获得最大的成果。此外，建筑结构设计单位，需要从整体上把握建筑物的实际情况，准确掌握建筑物的最大负和基本结构框架，在此基础上，制定出适合的施工方案，促使建筑结构设计单位的利益达到最大化状态。

2.2、计算简图要适当

在设计建筑结构施工简图的时候，需要经过大量的数据分析，详细了解施工现场的情况和施工设计要求，在此基础上，提高简图设计工作的有效性，从而为高层建筑施工的安全、可靠性奠定良好的基础。对此，要求在建筑结构设计单位，要重点注意建筑物结构节点问题，此处的接点与传统理念下的铰节点或者是钢节点有所区别。建筑结构设计单位，在全面掌握建筑物结构节点的基础上设计简图，有利于提高简图的计算精确性，减少误差。

2.3、结构措施要完善

除了基础方案要合理性、计算简图要适当这两点之外，还有一条特别重要的建筑结构设计原则，就是结构措施要完善。很多建筑结构设计单位，往往会忽略这点原则的重要性，使得设计方案不尽完美。针对结构措施要完善这点，建筑结构设计单位，在开展设计工作的时候，需要注意结构组件的延展性问题。同时，设计单位还应该加强对薄弱环节的关注力度，将“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的原则，观察落实到整个建筑结构的设计工作中，从而增强高层建筑结构设计的可靠性。

3、超高层建筑建筑结构设计的相关问题分析

3.1、结构的超高问题

超高层建筑结构设计规范、抗震规范当中对结构总高度给出了限制，尤其是近年来修订的新规范标准对超高问题上将限定高度氛围了A级和B级两种，A、B二级高度不论是在结构设计方法还是在处理措施上都存在较大差异。但调查发现，在实际工作当中很多工程师并没有重视此类问题，以至于导致在施工图审查时无法通过，从而严重影响了工期、施工进度及建筑物的整体规划，付出了巨大代价。

3.2、短肢剪力墙的设置问题

钢筋混凝土结构设计规范当中明确提出：“短肢剪力墙墙肢界面高厚比为5：8”，同时根据大量的试验与数据分析结果，在超高层建筑设计中限制了短肢剪力墙的应用范围。所以，在超高层建筑结构设计当中工程师应该尽量不去采用短肢剪力墙，从而避免短肢剪力墙的设计给后续工作带来不必要的问题。

3.3、嵌固端的设置问题

超高层建筑一般都具有2层及2层以上的地下室结构，其嵌固端的设置位置一般在地下室顶板。但是在实际的结构设计工作当中，很多结构设计师并没有对嵌固端的设置上没有引起重视，其实在嵌固端的设计上需要注意以下几个方面：嵌固端上下层刚度比限制、嵌固端楼板设计及嵌固端上下层抗震等级设计等，在对嵌固端结构进行计算时其设计位置、抗震缝设计、嵌固端协调性等问题。但如果在超高层结构设计当中忽视了其中任何一个问题，都会对后期的设计工作产生巨大影响，因此为了避免后期工作当中陷入大量修改的境地必须要对此慎重对待。

3.4、结构的规则性问题

新修订的《钢筋混凝土结构设计规范》在结构规则上的内容出现了较大变化，同旧规范相比新规范添加了较多的限制条件，如结构平面规则性、嵌固端上下层刚度比等。其中还采用强制性的条文对结构的规则性问题进行了具体说明，即建筑物不得采用严重不规则的设计方案。正因如此，在超高层建筑结构设计上，工程师必须要对新规范所标定的各类限制条件进行分析，确保后期设计工作有条不紊的开展。

3.5、结构材料选用

超高层建筑不同于一般建筑物，在结构材料的选用上必须要紧密结合以下三点：轻便、稳固、延性。钢筋混凝土、纯钢材料都可以作为超高层从建筑结构构建的主要使用材料；而在外墙维护上应该尽量多选用复合板材，如玻璃幕墙、铝合金幕墙等。其次，在楼层面的选用上最好以钢板、混凝土面层为主，必要时还应该在承重结构表面喷涂防火材料。

总之，城市土地资源日趋紧张，城市建筑结构也不断的变化，为了进一步提高土地利用效率，高层建筑和超高层建筑越来越多的出现在城市中，并深入到人们的日常生活当中去。结构设计是超高层建筑建设的重要组成部分，并直接关系到未来高层建筑的使用、护养维修等各方面，因此需要引起我们的重视。

参考文献

[1]邱仓虎，刘建平，张宇华，谢诗溶，杜文博.对超高层建筑结构设计中几个问题的实践与思考[J].建筑结构，2012，07：22-26.

[2]夏云鹏.对超高层建筑结构设计中几个问题的实践与思考[J].中华民居（下旬刊），2014，05：184.

[3]范俊梅.高层建筑结构设计中的几个问题分析[J].山西建筑，2009，15：54-56.

[4]赵东晓. 高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].商品混凝土.2012（09）.