李麗萍(福建永昌建筑工程有限責(zé)任公司，350600)

超高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性探討

李麗萍
(福建永昌建筑工程有限責(zé)任公司，350600)

對于超高層建筑，不僅需要重視結(jié)構(gòu)的安全性能，還應(yīng)該對超高層建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性進行研究，節(jié)約建設(shè)成本。本文結(jié)合福建省超高層建筑的建設(shè)情況，介紹了超高層建筑的經(jīng)濟性影響因素，并提出了相應(yīng)提高建筑經(jīng)濟性的措施，為福建省超高層建筑建設(shè)提供理論指導(dǎo)。

超高層建筑；經(jīng)濟性；影響因素；措施

0 前言

在近幾十年來，中國建筑行業(yè)取得了飛速的發(fā)展，在超高層建筑建設(shè)方面也展現(xiàn)了卓越的實力。福州市作為福建省的省會城市，在近幾十年來也建設(shè)了不少超高層建筑，例如：福州市世貿(mào)儷園（178米）、福建省電力調(diào)度指揮中心（166米）、福建省廣播電視中心（149米）等，都屬于超高層建筑。超高層建筑在建設(shè)過程中不僅要保證建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性能，還應(yīng)該采取適當(dāng)措施提高超高層建筑的經(jīng)濟性。本文對超高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性進行探討，旨在為福建省超高層建設(shè)提供指導(dǎo)，從而節(jié)約建設(shè)成本，增大建設(shè)經(jīng)濟效益。

1 超高層建筑結(jié)構(gòu)的特點

超高層建筑指的是總層數(shù)在40層以上或建筑高度在100米以上的建筑物。超高層建筑的建筑高度相比一般建筑要高很多，因此也造成了超高層建筑在設(shè)計、施工過程中與一般建筑有很大的區(qū)別。超高層建筑的特點體現(xiàn)在以下幾個方面：（一）超高層建筑豎向荷載大。建筑結(jié)構(gòu)的豎向荷載主要有自重荷載和樓面荷載。建筑結(jié)構(gòu)的自重主要由建筑材料和建筑體積決定。對于超高層建筑，建筑材料用量大，因此建筑的自重荷載很大。同時超高層建筑層數(shù)多，容納的人流量和物品也更多，因此樓面荷載也比一般建筑大得多。豎向荷載大導(dǎo)致超高層建筑在設(shè)計時對于基礎(chǔ)的要求很高。（二）抗側(cè)移能力弱。超高層建筑由于高度大，受到的風(fēng)荷載作用大，對建筑底部會產(chǎn)生很大的彎矩。同時超高層能力抗震能力弱，在設(shè)計時不僅需要考慮豎向地震作用還需要考慮橫向地震作用。在進行設(shè)計時不僅需要控制建筑頂部的最大側(cè)向位移，還需要對不同樓層之間的最大層間位移進行控制。（三）超高層建筑需要高空作業(yè)。在超高層建筑施工過程中，需要高空作業(yè)，要建立完備的安全生產(chǎn)系統(tǒng)，還需要用到大型的起吊和升降器械，因此施工難度、施工風(fēng)險和施工成本都比一般建筑施工要大。

2 超高層建筑經(jīng)濟性影響因素

超高層建筑由于工程量大，建筑設(shè)計和施工過程復(fù)雜，因此影響經(jīng)濟性的因素很多，本文從設(shè)計階段和施工階段兩方面進行分析。

2.1 設(shè)計階段

超高層建筑結(jié)構(gòu)由于建筑高度大，受力復(fù)雜，因此必須經(jīng)過詳細的設(shè)計后才可以展開建設(shè)工作。超高層建筑設(shè)計階段分為：建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、給排水設(shè)計等。（一）對于建筑設(shè)計，主要是對建筑的外觀、平面布置等進行設(shè)計。建筑設(shè)計直接影響到建筑整體的受力，對緊接著的結(jié)構(gòu)設(shè)計會產(chǎn)生影響。當(dāng)建筑設(shè)計不合理時，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力增大，內(nèi)力傳遞不合理等，為了滿足設(shè)計要求則必須通過增大構(gòu)件截面尺寸、鋼筋用量等措施是構(gòu)件滿足承載力要求，這樣會使建設(shè)成本增大，對建筑經(jīng)濟性不利。（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是保證超高層建筑滿足承載力要求和正常使用要求的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該考慮經(jīng)濟性，進行合理的結(jié)構(gòu)選型，不同的結(jié)構(gòu)體系下的建設(shè)方案所消耗的成本也不同。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，如果選擇結(jié)構(gòu)類型不合理，會導(dǎo)致部分構(gòu)件沒有完全發(fā)揮承載力作用，造成資源浪費，增大成本。（三）給排水設(shè)計：超高層建筑在進行給排水設(shè)計時的關(guān)鍵是如何滿足上部樓層用戶的水壓問題。給排水管網(wǎng)設(shè)計不合理，會導(dǎo)致管網(wǎng)系統(tǒng)材料和資源的浪費，對于節(jié)約建設(shè)成本不利。

其實在設(shè)計過程中還涉及到超高層建筑的消防設(shè)計、人員流通設(shè)計等，任何設(shè)計的不合理都會導(dǎo)致建設(shè)成本增加，對建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性不利。

2.2 施工階段

在施工階段的經(jīng)濟性影響因素主要是施工效率的問題。在超高層建筑施工過程中，應(yīng)該根據(jù)實際情況，考慮施工質(zhì)量、施工進度和施工成本等綜合評價制定合適的施工方案。在施工中施工方案不合理，會導(dǎo)致施工過程中材料、器械的浪費；還會由于施工進度安排不合理造成工作人員窩工等現(xiàn)象。這些都對超高層建筑經(jīng)濟性有不利影響。

3 超高層建筑經(jīng)濟性措施

在超高層建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計施工時，必須要采取相應(yīng)的措施，節(jié)約成本，提高超高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性?？梢詮囊韵聨讉€方面著手：

3.1 建筑外觀和平面布置合理

建筑外觀在進行設(shè)計時即要考慮到美觀，也應(yīng)該考慮到建筑外觀對成本所帶來的影響，可以按照以下幾個原則進行設(shè)計：（一）建筑外觀在橫向應(yīng)該保持對稱。這是考慮到風(fēng)荷載的影響，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計不對稱時會產(chǎn)生扭矩，對結(jié)構(gòu)承載力要求提高。在縱向應(yīng)該保持剛度均勻，不要發(fā)生突變。當(dāng)豎向剛度發(fā)生突變時，會產(chǎn)生較大的層間位移，需要設(shè)置加強層和轉(zhuǎn)換層，這樣會增大建設(shè)成本。在對建筑屋面進行設(shè)計時，應(yīng)該結(jié)合風(fēng)載體型系數(shù)，進行選型，選擇視覺效果美觀，風(fēng)荷載影響小的設(shè)計方案。（二）平面布置時，應(yīng)該將給排水、建筑消防、人員流通等因素結(jié)合在一起，集中進行設(shè)計，避免某一項設(shè)計對另外的設(shè)計工作帶來不便，增加設(shè)計成本和建設(shè)成本。還應(yīng)該對空間合理利用，充分發(fā)揮超高層結(jié)構(gòu)的價值，從而提高經(jīng)濟效益。

3.2 適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)選型

結(jié)構(gòu)選型應(yīng)該適當(dāng)，超高層建筑結(jié)構(gòu)有框架核心筒結(jié)構(gòu)、核心筒結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)等。不同的結(jié)構(gòu)類型適用的情況和優(yōu)缺點各不相同，在結(jié)構(gòu)選型時應(yīng)該根據(jù)功能需要并考慮經(jīng)濟性進行選擇。

3.3 科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑設(shè)計相關(guān)，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時遇到問題可以與建筑設(shè)計單位進行溝通交流。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該滿足以下要求：首先應(yīng)該進行合理的荷載統(tǒng)計，在設(shè)計時充分發(fā)揮構(gòu)件的性能，按照規(guī)范要去進行構(gòu)件截面尺寸、配筋的設(shè)計。對于基礎(chǔ)設(shè)計時，選擇合適的基礎(chǔ)類型，充分發(fā)揮樁和地下持力層的作用，避免設(shè)計富余。

4 總結(jié)

超高層建筑的經(jīng)濟性應(yīng)該予以重視。在實際建設(shè)過程中，進行合理的外觀設(shè)計和平面布置；選擇恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)類型；在設(shè)計過程中充分發(fā)揮材料和構(gòu)件的承載能力；施工時采取適當(dāng)?shù)氖┕し桨高M行施工等措施，對于提升超高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性具有顯著作用。

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