陳志平

【摘要】近年來，我國建筑行業(yè)的發(fā)展十分迅速，越來越多的現(xiàn)代化建筑工程得到了建設，而在現(xiàn)代化建筑工程中也常見超高層建筑類型。超高層建筑具有顯著的特點，其對建筑結構性能的要求也比較高，為了保證超高層建筑結構性能滿足建設要求，就一定要重視超高層建筑結構設計工作，下面，本文就針對超高層建筑結構設計的關鍵性問題進行分析，希望對其結構設計提供一定的幫助。

【關鍵詞】超高層;建筑結構;結構設計;關鍵性問題

超高層建筑是現(xiàn)階段建筑工程建設的重要類型，其有效的實現(xiàn)了對立體空間資源的利用，并且越來越多的城市都通過超高層建筑的建設來打造城市的名牌，但建筑工程的高度越高，對結構性能的要求就越高，而想要確保超高層建筑具有良好的結構性能，達到建筑工程安全穩(wěn)定使用效果，就需要相關單位一定要重視對建筑結構的設計工作，做好對建筑結構的科學合理設計，這也是超高層建筑建設中需要關注的重點內(nèi)容。

1、超高層建筑結構設計的特點

在新時期環(huán)境下，越來越多的超高層建筑逐漸得到了建設，但這種超高層的建筑對結構性能的要求比較高，這就需要做好其結構設計工作。首先，超高層的建筑由于高度比較高，在水平方向往往會更易遭受自然災害或者風力等影響，且建筑的水平荷載會對建筑的整體造成豎向的軸應力，所以在進行高層建筑的結構設計中，不僅需要對建筑的豎向荷載進行考慮，還要對建筑的水平荷載進行深入分析;同時，超高層的建筑往往具有較大的頂部壓力，這可能會導致建筑結構發(fā)生軸向的變形現(xiàn)象，對建筑梁的彎矩造成影響，所以在對其結構設計中要重視對建筑梁的彎矩設計，防止高層的建筑出現(xiàn)軸向的變形;另外，超高層的建筑還需要具有良好的抗震性，在進行其結構的設計中要做好結構的延性設計，確保超高層的建筑可以對地震災害實現(xiàn)有效抵抗，提高建筑結構的穩(wěn)定性和人民居住的安全性[1]。

2、超高層建筑結構體系的類型

對于超高層建筑結構來說，其結構體系包括諸多的類型，一般比較常見的有框架-核心筒的結構、剪力墻的結構和框架-剪力墻的結構等體系。在框架-核心筒的結構中，其能夠?qū)^大豎向以及水平方向的荷載進行承載，為了確保此建筑結構外觀滿足要求，基于其結構體系還會在兩側進行四道水平方向剪力墻的設置，對上部的大跨度性裝飾的構架進行支撐;在剪力墻的結構中，主要是使用鋼筋的混凝土板進行建筑承重體系的構建，其結構在水平的反向作用下不容易出現(xiàn)變形或者側移等情況;在框架-剪力墻的結構中，主要是將框架結構和剪力墻的結構進行結合而進行建筑結構體系構建，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)超高建筑的靈活布局，還能夠提升其建筑整體抗震能力，但在這種結構體系的使用中，要做好剪力墻數(shù)量的合理控制，如果其數(shù)量太多的話，就會導致建筑成本的增加，而如果數(shù)量太少的話，就會增加建筑的側墻壓力，導致建筑結構的變形現(xiàn)象發(fā)生[2]。

3、超高層建筑結構設計的關鍵性問題

3.1結構超高問題

超高層的建筑具有顯著的特點，在對其結構設計中首先要面對的就是超高問題，一定要根據(jù)相關規(guī)范要求實施設計，對建筑的高度等級進行明確。建筑的高度和抗震能力有著密切關系，一些設計人員在對結構設計中往往由于結構類型的變換而忽視了超高情況，進而導致結構的設計沒有滿足超高條件下的抗震要求。因此，在進行其結構設計中，一定要重視對超高問題的關注和分析，并做好對結構設計的方案審核，確保滿足超高條件下的要求[3]。

3.2結構受力性能問題

在對超高層的建筑結構實施設計中，往往設計人員在設計中對超高層的建筑結構特征缺乏考慮，對建筑空間結構則過于關注，這就會導致空間設計和受力設計存在不匹配的情況，使建筑結構的受力性能出現(xiàn)問題。因此，對其建筑結構的設計中，一定要對結構的實際特征進行考慮，對其結構體系向下的作用力以及地基的承載力等進行分析，確保兩者之間的合理性，同時還要明確建筑結構主要的承重部位，對其布局以及數(shù)量實施合理設計。

3.3重力荷載傳遞問題

在超高層的建筑中，由于其層級較多、結構復雜，其重力荷載往往會出現(xiàn)多種途徑的傳遞，這對整體結構性能會造成影響，這也是結構設計中需要面臨的研究難題。在對其結構設計中，一定要對重力荷載具體傳播的路徑進行全面的掌握和分析，根據(jù)實際情況進行樓板布置和結構體系的合理選擇。在樓板方案設計中按照建筑內(nèi)部裝飾、設備的分布等情況實施綜合性考慮，按照實際結構進行最佳位置的選擇。同時還要對施工的周期以及施工的成本等進行考慮，在對建筑的重力荷載分析中可以選擇單向或雙向?qū)Ш煞绞竭M行傳遞。另外，在超高層的建筑轉換層的設計中，可以使用梁式、空腹和桁架式等方式，如果結構中存在多種情況荷載轉換的路徑，還可以借助軟件模擬功能來進行仿真設計，確保設計的合理性[4]。

3.4嵌固端問題

嵌固端是超高層的建筑需要重點考慮的部分，嵌固端直接關系到建筑主體的穩(wěn)定性。在超高層的建筑中，為了充分實現(xiàn)最大化的土地資源利用效果，往往需要設置相應的地下室空間，而這對建筑基礎的埋深就提出了很高的要求，所以要做好對嵌固端位置的合理設置。在進行嵌固端的確定中，要嚴格按照相關規(guī)范進行設計，對嵌固端相關參數(shù)進行準確把握，正是因為嵌固端涉及到的參數(shù)比較復雜，也導致此部分設計中常常出現(xiàn)問題，因此一定要重視嵌固端問題。比如，在進行嵌固端設計中，可以通過剪切的剛度法對側向的剛度實施計算，對地上一層以及地下一層剪切的剛度比進行計算，后根據(jù)上層的結構側向剛度比下層結構側向剛度一半還要小的標準，來判斷結構設計的合理性，如果合理就可以將地下室的頂板當作建筑結構嵌固端使用[5]。

3.5 抗側力的結構問題

在超高層的建筑中，由于建筑高度比較高，側面積比較大，其所需要承受的側力往往也比較大，如果忽視結構的抗側力，對建筑主體的穩(wěn)定性就會造成很大的影響，因此一定要做好對建筑結構抗側力的設計。首先，要按照超高層的建筑高度進行抗側力的結構體系選擇，若建筑高度不超過100m，就可以使用框架的結構或者框架和剪力墻的結構，若建筑高度于100-200m的范圍內(nèi)，就可以使用剪力墻的結構或者框架和核心筒的結構;然后，如果一定要通過組合結構進行抗側力的結構體系設計，就要對各個單獨的體系實施計算，對其不同受力的情況實施分析，并對抗震的防線進行確定;另外，如果是核心筒和鋼框架混合的結構，因為其抗側力的體系具有較大自重差，所以施工設計中要按照先核心筒后框架施工的順序進行，且將高差控制于4-8層的范圍內(nèi)。

結語：

綜上所述，由于超高層的建筑具有顯著的特點，為了確保其建筑結構的功能性，在進行結構設計中，一定要嚴格按照相關設計原則，全面掌握結構設計的關鍵性問題進行設計工作的開展，這對超高層建筑整體性能的保障以及長期使用具有重要意義。

參考文獻：

[1]魏亞超.淺談超高層建筑結構設計的關鍵性問題[J].建材與裝飾，2018，No.531（22）：121-121.

[2]張良平，楊文參.某超高層建筑結構設計中幾個關鍵問題的思考[J].建筑結構，2019（7）：00056-00059.

[3]莊聰穎.高層建筑結構設計中的問題與設計方式研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（6）.00030-00031.

[4]李波.超高層建筑結構設計的關鍵問題分析[J].建材與裝飾，2019，（14）：127-128.

[5]孫德良.高層建筑結構設計的問題與對策研究[J].環(huán)球市場，2016，（031）：00253-00253.