魏亞超

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1 超高層建筑結(jié)構(gòu)設計的特點

超高層建筑結(jié)構(gòu)首要考慮建筑物承受水平方向的荷載，其主要目的是抗擊地震以及暴風等自然環(huán)境對高層整體建筑結(jié)構(gòu)的影響。其次考慮承受垂直方向的荷載也是非常必要的。只有橫縱兩方面的協(xié)調(diào)，才能共同完成抗重力與抗測力工作。

2 超高層建筑結(jié)構(gòu)體系

2.1 體系的分類以及選用原則

超高層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、防火和經(jīng)濟、可靠、合理、安全的原則，將超高層建筑結(jié)構(gòu)體系分為框架結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框-筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系以及筒中筒結(jié)構(gòu)體系。在超高層建筑結(jié)構(gòu)設計中主要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和全鋼結(jié)構(gòu)。目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國超高層建筑的主要應用材料。在進行超高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選用時，首要考慮其安全及經(jīng)濟性，其次要依據(jù)超高層建筑的高度和施工環(huán)境來選擇，同時要求超高層建筑的結(jié)構(gòu)應具有較強的承壓能力。

2.2 超高層建筑的結(jié)構(gòu)材料分析

鋼筋混凝土材料之所以成為我國目前超高層建筑建設中使用最為廣泛的材料，是因為鋼筋混凝土在適應超高層建筑結(jié)構(gòu)設計的前提下，能夠全面發(fā)揮其性能，并且鋼筋混凝土耐久性較強，結(jié)構(gòu)剛度較大，在維護過程中成本費用較低，因此鋼筋混凝土作為建筑材料被廣泛應用于建筑領域。為了更好的發(fā)揮鋼筋混凝土的性能，在選擇的時候要注意其材質(zhì)問題。

2.3 超高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇

①框架結(jié)構(gòu)體系，框架結(jié)構(gòu)是指利用梁柱組成縱橫兩個方向的框架結(jié)構(gòu)體系，它可以同時承受水平荷載和垂直荷載。主要的優(yōu)點是建筑平面布置較為靈活，有較大的建筑空間，并且建筑立面處理比較方便，被廣泛的應用于超高層建筑中。但是這種結(jié)構(gòu)也有一定的缺點，就是橫向剛度較小，當樓層層數(shù)較高時就容易發(fā)生側(cè)移，易造成非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件破壞而影響使用。②剪力墻結(jié)構(gòu)體系，是指鋼筋混凝土構(gòu)成的承重體系，剪力墻又被稱為抗風墻或抗震墻。剪刀墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是整體結(jié)構(gòu)性較好，剛度大，在水平方向的荷載作用下不宜變形，承載力也毋庸置疑，并且房間內(nèi)無梁柱外露，較為美觀。此結(jié)構(gòu)在高層建筑中被大量運用，其缺點就是剪力墻不能被輕易的破壞或拆除，不利于形成大的空間。③框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，毫無疑問這種結(jié)構(gòu)就是將框架結(jié)合和剪力墻結(jié)構(gòu)的長處集于一體，在此情況下超高層建筑的結(jié)構(gòu)不僅滿足了建筑布局的靈活性，而且增強了超高層建筑的抗震能力，可以滿足不同建筑功能的需求，但是剪力墻過多則會影響建筑的經(jīng)濟性和使用性能，過少則會增大建筑物側(cè)墻的壓力而出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設計的問題分析及對策

3.1 扭轉(zhuǎn)問題

超高層建筑結(jié)構(gòu)設計的核心是剛度的中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心，然而，超高層建筑物結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題主要就是在進行結(jié)構(gòu)設計時，沒有將超高層建筑物剛度的中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心進行重合，使得超高層建筑在水平壓力下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。為了更好地解決超高層建筑物結(jié)構(gòu)設計中出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)問題，結(jié)構(gòu)設計人員在進行超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設計時，應該選用合理的平面布局圖，從而保證超高層建筑物的三個核心能夠重合。

3.2 受力性能的問題

對于超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設計方案，建筑師在最初進行結(jié)構(gòu)設計時，一般很少考慮超高層建筑的具體結(jié)構(gòu)特征，而過多考慮的是超高層建筑物的空間結(jié)構(gòu)，從而使得超高層建筑物結(jié)構(gòu)設計的受力性能存在一定的問題。因此，在進行超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設計時，應該明確所選擇結(jié)構(gòu)體系中向下作用力和地基承載力之間的關系。同時，在進行超高層建筑物結(jié)構(gòu)設計方案選擇階段時，還需要對超高層建筑的主要承重部位的布局和數(shù)量進行總體設計。

3.3 超高的問題

由于我國對超高層建筑的抗震能力具有相關的要求，使得我國超高層建筑物的結(jié)構(gòu)高度也具有嚴格的規(guī)定。因此，在進行超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設計的過程中，建筑設計人員會由于結(jié)構(gòu)類型的更換，而忽略建筑物存在的超高問題，從而導致結(jié)構(gòu)施工圖不能通過審核。需要對超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設計方案重新進行設計和審核，以解決超高層建筑物結(jié)構(gòu)設計中的超高問題。

3.4 嵌固端的設置問題

現(xiàn)在，我國很多超高層建筑物結(jié)構(gòu)設計都會配置兩層以上地下室，使得超高層建筑物的嵌固端一般都設置在地下室頂板的位置。對于嵌固端的設置問題，高層建筑物結(jié)構(gòu)設計師一般會忽略這類問題帶來的后期影響。從而使得在進行超高層建筑物的施工過程中，會由于嵌固端的設置問題而經(jīng)常進行設計方案的修改，進而給超高層建筑物埋下了安全隱患。

4 結(jié)語

在設計超高層建筑的工作中，應注意建筑的結(jié)構(gòu)體系、鋼管結(jié)構(gòu)、深基坑支護結(jié)構(gòu)等一系列問題。面對超高層建筑結(jié)構(gòu)這一至關重要的問題，建筑行業(yè)要加大對超高層建筑結(jié)構(gòu)設計的研究，加強對專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，從而促進我國超高層建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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