超高层建筑结构经济型探讨

赵恩京

摘 要：本文分析了结构造价相关因素，并对超高层建筑结构经济型进行全面阐述，由于超高层建筑需要较多的资金投入，在结构造价中占据较大比例，这就需要工作人员充分了解超高层建筑结构受力特点，才能降低结构造价，进而提高企业经济效益。

关键词：超高层建筑；结构；经济型

1 前言

近年来，超高层建筑项目逐渐增加，与普通建筑相比，超高层建筑具有楼层较多、施工时间较长、投资较大等特点，因此，从结构经济型角度对超高层建筑进行分析有着重要作用，能够减少成本投入，进而延长超高层建筑使用寿命。

2 结构造价相关因素分析

在进行结构设计时，工作人员要从安全、经济等方面进行考虑，在确保建筑结构安全的前提下，避免浪费不必要的资金，从而提高建筑结构的经济性。结构造价可以用直接经济指标或间接经济指标进行衡量，由于超高层建筑施工时间较长，需要花费大量的人力、物力，在短期内不能取得良好的收益，因此，工作人员可以通过间接经济指标进行补充衡量，间接经济指标是为直接经济指标服务的[1]，这就需要工作人员根据实际情况进行合理判断，从而确定结构设计是否满足经济性的原则。对于结构体系而言，要想确保结构的经济性，需要满足一定要求，也就是外部条件不能大于结构具备抗力，只有遵循这一要求，才能使结构设计达到预期的效果。首先，在超高层建筑中，风荷载能够对结构进行适当的调整，工作人员可以通过减少风荷载来达到这一目的，这样不但能够提高结构的安全性，还能满足结构经济性的原则。其次，工作人员可以提高抗侧力结构效率来减少对材料的使用，把不同种类的材料进行有效组合一方面能够发挥出材料自身的价值，另一方面能够降低结构整体造价。最后，工作人员要合理设计指标，不仅确保结构安全，还要提高结构的经济性，这样才能对结构造价进行有效控制，把造价控制在规定范围内，进而提高建筑工程经济效益。

3 超高层建筑结构经济型分析

超高层建筑是一個复杂的项目，所涉及的内容众多，需要工作人员对各个方面因素进行有效分析，这样才能提高结构的经济性，下面从几个方面进行阐述。

3.1 建筑体型

建筑体型可以分为几个方面内容：其一，高宽比。在一定条件下，建筑高度与基底倾覆力矩之间有一定关系，由于超高层建筑高度是普通建筑的十几倍，但建筑物宽度只能增加几倍，使得高宽比相差较多，这就需要工作人员对高宽比进行有效控制，确保高宽比的合理性，在确保建筑物安全的情况下，提高建筑物的舒适性，从而增强人们对超高层建筑的满意度。工作人员可以通过增加建筑物的宽度，降低拉压力，一方面能够减少对材料的使用，另一方面能够使结构刚度显著提高。其二，锥形化体型。主要通过高度不断变化对风荷载进行有效控制，首先，在水平荷载作用下，倾覆力矩是半弧形，由于锥形体型符合倾覆力矩的规律，能够充分发挥出结构材料使用性能[2]，例如，东方明珠、埃菲尔铁塔等。锥形化体型的超高层建筑在外形上稍微倾斜，这样能够减少结构框架的侧移，在相同条件下，锥形框架能够建造更高，这是矩形框架所无法比拟的。其三，抗风体型。由于超高层建筑高度较大，所承受风力相对较大，抗风体型建筑对于确保建筑物的安全性有着重要影响，当建筑高度逐渐增加时，风荷载也会成倍增加，因此，在对结构进行设计时，工作人员要在建筑物高区设置洞口，这样能够提高抗风水平，对于提高建筑物的稳定性有着至关重要的作用，例如，上海环球金融中心就是在建筑物上层设置一个梯形的洞口，一方面能够提高抵抗风的能力，另一方面能够提高建筑结构整体安全。

3.2 结构体系

其一，抗侧力结构体系。在一定条件下，当建筑高度逐渐增加时，材料使用量也会不断增加，工作人员可以通过抗侧力结构体系对结构造价进行有效控制，这样不但能够降低建筑物整体造价，还能为企业带来更多的经济效益。在抗侧力结构体系中容易存在剪切变形现象，这会给结构效率带来一定影响，当结构效率达到80%时，才能取得降低结构造价的目的，如果结构效率较低，需要工作人员对框架进行有效调整，使其达到目标值，这样才能体现出框筒结构体系的优势[3]。但这种情况有一定条件，需要工作人员根据具体情况进行全面分析，这样才能减少结构造价。其二，楼盖体系。结构高度也会给结构造价带来一定程度上的影响，例如，当超高层建筑为60层时，楼盖结构高度逐渐增加时，会使得风荷载也不断增加。此外，楼盖跨度会给材料使用量带来较大影响，当楼盖跨度较大时，所使用的结构材料相对较多，所花费的成本也就较多。

3.3 结构材料

结构材料是判断建筑物结构是否具有经济性的主要因素，在对结构材料进行判别时，工作人员要对众多因素进行仔细分析，这样才能对结构造价进行有效控制，结构材料在结构造价中占据重要比例，结构材料费用包括人力费用、设备费用、材料费用等，要想对材料费用进行节省，工作人员可以运用钢结构这一材料，由于钢结构具有较高的稳定性，而且易于运输、成本较低，在超高层建筑中广泛使用钢结构，一方面能够节省运输费用，另一方面施工时间较短，能够提高施工效率，使工程如期完成。钢结构造价包括钢材费用、安装费用等，当工作人员运用钢结构时，要做好防腐措施，由于钢结构容易受到外界因素的影响，易于发生腐蚀，一旦钢结构发生腐蚀，一方面会使得钢结构造价不断下降，另一方面会增加材料费用。最近几年，在超高层建筑中对于钢结构的使用率逐渐提高，在很大程度上促进了钢结构的发展，因此，工作人员要加强对钢结构的重视，充分发挥钢结构的优势，进而提高结构的经济性。

4 结语

要想确保超高层建筑结构的经济性，需要工作人员从几个方面进行分析，如结构体系、结构材料等，这就需要工作人员把经济性原则贯穿于建筑结构中，这样不但能够确保结构的稳定性，还能提高设计整体水平，进而提高经济效益。

参考文献：

[1] 李静.对我国高层建筑结构发展与展望的研究[J].考试周刊，2016（98）：194.

[2] 易成，郑利军.新时期建筑学专业高层建筑设计课程教学思考[J].中国科教创新导刊，2010（32）：14～15.

[3] 姜勇.超高层建筑核心筒优化设计研究[D].西安建筑科技大学，2015.