探討超高層建筑結構的經濟性

劉冒佚

摘 要：就當下超高層建筑的發展狀況進行了分析，結合某超高層辦公樓的建筑需要，提出了超高層建筑結構設計的基本目標，包括提高超高層建筑經濟性和對項目標準性作出準確定位，并對影響建筑結構經濟性的各種因素進行了詳細闡述。在進行超高層建筑結構設計時，要在滿足人們使用需求的基礎上，本著“節能、環保”的原則，并兼顧建筑企業的經濟效益。

關鍵詞：超高層建筑；結構設計；經濟性；建筑進深

中圖分類號：TU973.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.087

隨著我國房地產行業的不斷發展，建筑物的總體高度逐漸超過了《高層建筑混凝土結構設計規程》規定的高度。現階段，150～250 m 的超高層建筑數量不斷增加。該類型建筑物的建設技術發展到今天已經達到了專業的技術水準。但是，當前建筑市場競爭十分激烈，建筑企業要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地，就要對建筑結構的經濟性予以高度重視。

1 超高層建筑結構設計的基本目標

1.1 提高建筑經濟性

在進行超高層建筑結構設計時，首先要保證標準層的使用面積，并在一定程度上提高超高層建筑的實用性，避免出現低使用率現象。以現有某高層辦公樓為例，為了保障高層建筑的實用性，需要有效控制辦公樓面積，即辦公樓面積既不能過大，又不能過小。筆者認為，高層建筑標準層辦公面積應當控制在1 600～1 800 m2之間，最大不能超過2 000 m2。這樣，既能提升項目的建設效率，又能提升城市土地的利用率，進而提升建筑的經濟性。

1.2 對項目標準性作出準確定位

在設計超高層建筑結構的過程中，需要遵循“綠色、環保”的原則。新建超高層建筑結構的設計要避免出現華而不實的建筑風格，并且要將建筑定位為綠色、高效的現代化建筑。同時，需要重點考慮使用者的感受，為他們打造節能、環保、綠色的現代化超高層樓房。在對超高層建筑結構進行設計時，只有樹立上述理念，才能充分發揮城市土地的價值，才能為超高層建筑的使用者創造自然、舒適的生活或辦公環境，這與我國倡導的節能減排政策相符。

2 影響建筑經濟性的相關因素

在對超高層建筑結構進行設計時，需要重點考慮三個因素，即建筑的安全性、實用性和經濟性。這三個因素之間既存在一定的層次關系，同時又相互制約。只有在滿足安全性和實用性的前提下，才能考慮建筑的經濟性。超高層建筑造價可以用直接經濟指標和間接經濟指標來衡量。其中，直接經濟指標包括建筑造價的百分比、單位面積所用材料（水泥、鋼筋等）的數量和單位面積的綜合造價。該指標適用于任何建筑類型。但是，由于超高層建筑的建設周期較長、對投資的回收比較緩慢、建筑豎向面積較大，因此，建議采用間接經濟指標來對其建筑造價作出衡量。間接經濟指標包括豎向構件所占樓層面積的比值、施工的可建性、樓層凈高度和建筑所產生的社會效應等。

對于任何建筑結構體系，都必須滿足S≤R（“S”表示作用效應，即外荷載在結構上產生的彎矩、軸力、剪力等的設計值；“R”表示結構的承載力設計值）這一條件。要想提升建筑的經濟性，就要同時考慮公式兩端的因素。只有這樣，才能達到最佳建筑設計效果。在進行超高層建筑結構設計時，需要考慮以下三方面的內容：①建筑的風荷載。這是需要重點考慮的內容之一。②優化建筑抗側力結構。這是節約建筑材料的重要舉措。對不同材料進行有機結合，可以將材料各自具備的優點充分發揮出來，進而降低建筑造價。③確定建筑結構性能指標，并在保障建筑安全性的基礎上，滿足經濟性需求。另外，建筑設計者還要針對超高層建筑結構的受力情況以及該類建筑在施工過程中的特點，將超高層建筑造價控制在合理范圍內。

3 超高層建筑標準層進深分析

使用空間的進深主要是指從外窗到房間內側墻邊之間的距離。以現有某超高層辦公樓為例，在確定建筑進深時需要注意以下幾點：①建筑進深越大，產生的分層組合就越多，靈活性越好；相反，建筑進深越小，產生的分層組合就越少，靈活性越差。②房間進深越大，每個樓層的辦公面積就越大，建筑的使用率越高；反之，房間的進深越小，辦公共面積就越小，建筑的使用率越低。③如果房間進深較大，辦公內區距離外窗的距離就比較遠，空氣流通較差，室內空氣質量得不到應有的保障，也不能很好地自然采光。這就導致建筑內區整個辦公環境較差。相反，如果房間進深較小，則可為建筑內人員提供良好的辦公環境。④建筑進深越大，樓房外柱到內筒之間的跨度就越大，框架梁的高度越高，在相同層數的高層建筑中，室內凈高度就越低。⑤選擇建筑進深時，需要綜合考慮上述內容。

4 超高層建筑的經濟性

通常情況下，建筑平面設計得越簡單，單位面積建筑的造價就越低；建筑周長和面積越小，其設計就越具經濟性。因此，對于超高層建筑結構設計，應在滿足建筑需求的基礎上，盡可能地將建筑周長和建筑面積縮小。

4.1 流通空間

在布置建筑平面時，應遵循經濟性原則，即在滿足使用需求的基礎上，盡量縮小流通空間。這是因為樓梯、過道、門廳、電梯間等空間過大時，會縮小實際應用空間，同時還會耗費一定的采光、打掃和裝飾費用，從而降低建筑企業的經濟效益。需要注意的是，在布置建筑平面時，不能只顧追求經濟效益而忽略了建筑的美觀性和舒適性。

4.2 層高

在建筑面積一定的情況下，層數越高，建筑造價就越高。比如，隨著建筑層數的增加，墻體的粉刷和裝飾費用會相應增加，制冷空間、樓梯間、衛生設備、上下水道等耗費的費用也會增加。另外，如果樓層高度增加，建筑物總高度也隨之增加，從而使建筑基礎造價上升。

4.3 柱網設置

在常規的建筑中，柱網一般設置為8.4 m×8.4 m。如果所設計的柱網過大，就會導致建筑梁高升高、配筋加大，建筑造價隨之增加，且在一定程度上會影響建筑樓層的凈高度。因此，最好將進深控制在12 m以內，這樣的建筑結構較為合理。在柱外側，可以考慮懸挑，這樣不僅能夠保證建筑的完整性，還能增強建筑的空間感。

4.4 建筑物的體積和面積設計

一般情況下，建筑物的體積和面積越大，其工程造價越高。因此，在設計建筑結構時，應當盡量減小面積比例，并采用科學的方式增加有效面積。也就是說，盡量減小建筑物的結構面積和建筑面積，從而保障建筑的經濟性。

4.5 建筑結構

建筑結構是整個建筑物的骨架。按照材料劃分，建筑結構可以分為砌體結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構等。建筑材料的選擇對工程質量、建筑物耐火抗震效果和使用壽命等有著直接的影響，且在很大程度上影響著施工費用和工程造價。圖1所示為某超高層建筑剖面。

5 結束語

總而言之，在對超高層建筑結構進行合理設計時，需要綜合考慮多種因素，比如流通空間、層高、柱網設置、建筑物的體積和面積、建筑結構等。同時，專業人員需要積極配合建筑結構方案的設計工作。只有這樣，才能保障建筑質量和實用性，

這對實現超高層建筑的經濟性目標具有重要意義。

圖1 某超高層建筑剖面圖

參考文獻

[1]程先勝.超高層建筑應用塑料門窗五金配件技術要點分析[J].中國建筑金屬結構，2013（07）：66-69.

[2]劉芳.高效率與低能耗并存的超高層建筑設計探討——陸家嘴東方匯經中心超高層建筑設計[J].中外建筑，2014（08）：120-121.

〔編輯：劉曉芳〕