浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题

魏亚超

（身份证号：640103198907051210 宁夏银川 750021）

1 超高层建筑结构设计的特点

超高层建筑结构首要考虑建筑物承受水平方向的荷载，其主要目的是抗击地震以及暴风等自然环境对高层整体建筑结构的影响。其次考虑承受垂直方向的荷载也是非常必要的。只有横纵两方面的协调，才能共同完成抗重力与抗测力工作。

2 超高层建筑结构体系

2.1 体系的分类以及选用原则

超高层建筑一般是按照建筑使用功能、建筑高度不同以及建筑抗震防水、防火和经济、可靠、合理、安全的原则，将超高层建筑结构体系分为框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系、框-筒结构体系、束筒结构体系以及筒中筒结构体系。在超高层建筑结构设计中主要采用钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和全钢结构。目前，钢筋混凝土结构是我国超高层建筑的主要应用材料。在进行超高层建筑结构体系的选用时，首要考虑其安全及经济性，其次要依据超高层建筑的高度和施工环境来选择，同时要求超高层建筑的结构应具有较强的承压能力。

2.2 超高层建筑的结构材料分析

钢筋混凝土材料之所以成为我国目前超高层建筑建设中使用最为广泛的材料，是因为钢筋混凝土在适应超高层建筑结构设计的前提下，能够全面发挥其性能，并且钢筋混凝土耐久性较强，结构刚度较大，在维护过程中成本费用较低，因此钢筋混凝土作为建筑材料被广泛应用于建筑领域。为了更好的发挥钢筋混凝土的性能，在选择的时候要注意其材质问题。

2.3 超高层建筑结构体系的选择

①框架结构体系，框架结构是指利用梁柱组成纵横两个方向的框架结构体系，它可以同时承受水平荷载和垂直荷载。主要的优点是建筑平面布置较为灵活，有较大的建筑空间，并且建筑立面处理比较方便，被广泛的应用于超高层建筑中。但是这种结构也有一定的缺点，就是横向刚度较小，当楼层层数较高时就容易发生侧移，易造成非结构性构件破坏而影响使用。②剪力墙结构体系，是指钢筋混凝土构成的承重体系，剪力墙又被称为抗风墙或抗震墙。剪刀墙结构的优点是整体结构性较好，刚度大，在水平方向的荷载作用下不宜变形，承载力也毋庸置疑，并且房间内无梁柱外露，较为美观。此结构在高层建筑中被大量运用，其缺点就是剪力墙不能被轻易的破坏或拆除，不利于形成大的空间。③框架-剪力墙结构，毫无疑问这种结构就是将框架结合和剪力墙结构的长处集于一体，在此情况下超高层建筑的结构不仅满足了建筑布局的灵活性，而且增强了超高层建筑的抗震能力，可以满足不同建筑功能的需求，但是剪力墙过多则会影响建筑的经济性和使用性能，过少则会增大建筑物侧墙的压力而出现变形的现象。

3 高层建筑结构设计的问题分析及对策

3.1 扭转问题

超高层建筑结构设计的核心是刚度的中心、几何形心和结构重心，然而，超高层建筑物结构的扭转问题主要就是在进行结构设计时，没有将超高层建筑物刚度的中心、几何形心和结构重心进行重合，使得超高层建筑在水平压力下出现扭转的现象。为了更好地解决超高层建筑物结构设计中出现的扭转问题，结构设计人员在进行超高层建筑物的结构设计时，应该选用合理的平面布局图，从而保证超高层建筑物的三个核心能够重合。

3.2 受力性能的问题

对于超高层建筑物的结构设计方案，建筑师在最初进行结构设计时，一般很少考虑超高层建筑的具体结构特征，而过多考虑的是超高层建筑物的空间结构，从而使得超高层建筑物结构设计的受力性能存在一定的问题。因此，在进行超高层建筑物的结构设计时，应该明确所选择结构体系中向下作用力和地基承载力之间的关系。同时，在进行超高层建筑物结构设计方案选择阶段时，还需要对超高层建筑的主要承重部位的布局和数量进行总体设计。

3.3 超高的问题

由于我国对超高层建筑的抗震能力具有相关的要求，使得我国超高层建筑物的结构高度也具有严格的规定。因此，在进行超高层建筑物的结构设计的过程中，建筑设计人员会由于结构类型的更换，而忽略建筑物存在的超高问题，从而导致结构施工图不能通过审核。需要对超高层建筑物的结构设计方案重新进行设计和审核，以解决超高层建筑物结构设计中的超高问题。

3.4 嵌固端的设置问题

现在，我国很多超高层建筑物结构设计都会配置两层以上地下室，使得超高层建筑物的嵌固端一般都设置在地下室顶板的位置。对于嵌固端的设置问题，高层建筑物结构设计师一般会忽略这类问题带来的后期影响。从而使得在进行超高层建筑物的施工过程中，会由于嵌固端的设置问题而经常进行设计方案的修改，进而给超高层建筑物埋下了安全隐患。

4 结语

在设计超高层建筑的工作中，应注意建筑的结构体系、钢管结构、深基坑支护结构等一系列问题。面对超高层建筑结构这一至关重要的问题，建筑行业要加大对超高层建筑结构设计的研究，加强对专业技术人才的培养，从而促进我国超高层建筑行业的发展。

参考文献

[1]王民伟，刘士充.浅谈超高层建筑结构体系[J].经营管理者，2012（14）.

[2]肖自强，张建明.论超高层建筑结构设计[J].工程建设与设计，2010（8）.