超高層建筑結構體系的新發展與展望

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，建筑業中涌現出了很多新型的高層建筑和超高層建筑，這些建筑在滿足社會要求的同時，也成為了當下一道迷人的風景線。文章將圍繞超高層建筑的結構特點和體系進行討論，并提出對超高層建筑結構體系的未來發展的展望。

關鍵詞：超高層建筑；結構體系；新發展

引言

隨著科技日新月異的發展，高層建筑如雨后春筍般層出不窮，超高層建筑結構體系的研究成為了設計師們關注的重要課題。超高層建筑結構的發展包括了新型材料的應用、新型的結構體系和設計理念，不僅一定程度上解決了人們關心的空間利用問題，也是建筑業未來發展的重要組成部分。在現有超高層建筑特點的基礎上，不斷創新優化，來滿足人們日益增長的需求，更是我們需要加以關注的重要問題。

1 超高層建筑結構特點

在超高層建筑結構的設計中，水平和垂直荷載能力對于高層建筑整體本身是一項重要的考驗。建筑結構中會受到風荷載或者地震荷載這樣的水平方向的荷載，建筑結構本身不同，水平荷載也會發生較大的變化；而豎直方向的承重對于一個固定建筑來講是固定的，所以只要將超高層建筑的負荷力控制在一定程度，對于整體建筑結構的完成質量起到決定性的作用。在對抗荷載的同時，也需要考慮到建筑的抗震能力。因為發生地震或者是風荷載作用時，建筑結構發生變形的情況會更為復雜，所以也要關注結構延性的設計，提高整體建筑結構的質量。

2 超高層建筑的結構體系

2.1 框架結構

框架結構在超高層建筑結構體系中是基礎結構，也是使用較為廣泛的結構。框架結構是由梁和柱等連接組成的。這種框架結構的優點是較為靈活的平面布置和整體空間較大的框架結構。單獨的框架結構對于建筑的高度有很大的限制，剪力墻體系也就發揮了改善高度的作用，在建筑物的高度上相比框架有一定的提高。只需在建筑物的適當位置設置一定數量的剪力墻，就可以在很大程度上提高建筑物的承載力，并且滿足了規范的要求。剪力墻承受了水平方向的荷載，框架具有承受豎直方向的力的作用，剪力墻和框架通過剛度較強的樓板和連續梁組合到一起，產生相互合作的建筑結構體系。

2.2 剪力墻體系

剪力墻體系具有良好的整體性和空間穩定作用，在高層建筑中比框架結構的抗側力能力要好。剪力墻具有一定的整體性的結構優勢，在水平外力的影響下產生的側移小，并且力的傳遞均勻，因此廣泛應用于在超高層建筑結構體系中。剪力墻大多是鋼筋混凝土的材質，也具有不錯的抗震能力。缺陷是結構自重比較大，靈活性不好。

2.3 全剪力墻結構

全剪力墻結構指的是全部由剪力墻組成的結構體系，其中剪力墻承受了所有來自水平方向和垂直方向的外力。全剪力墻建筑結構有著比框架剪力墻結構更高的高度。但是全剪力墻的造價成本比較高，而且內部空間不能隨意分割。所以在實際工程里，設計者通常會優先考慮框架剪力墻。當剪力墻處于無法全部落地式的情況下，而建筑的底部又需要較大的空間，設計師就會采用底部框支剪力墻結構的體系。

2.4 避難層的設置

高層建筑里，避難層的設置體現了對人們生命安全的尊重，它的存在是十分必要的。避難層一定程度上起到生命保護的作用，因此對于避難層設計的要求以及規范也是比較復雜的。一旦建筑中發生火災時，避難層的空間大、通風好，人們可以在避難層進行避難。避難層的設置需要關注很多問題，比如：避難層要有全套的消防設備，設置消防電梯口等，給人們多一個安全保證，人們在遇到危險的時候能夠安全逃生。

2.5 筒體結構

筒體結構是高層結構綜合演變和不斷發展的結果，是框架剪力墻結構和全剪力墻結構發展的產物。筒體在結構中起到抗側力的作用，包含有多種形式。筒體結構有兩種類型：實、空腹體。在筒體結構中，剪力墻集中而擁有較大的自由分割空間，同時具有較強的抗震與抗風能力，這是筒體結構的一大特點。因此筒體結構也是超高層建筑中經常使用的，例如寫字樓等。

3 超高層建筑結構體系的未來發展與展望

早期超高層建筑在國內的數量十分稀少，主要分布于經濟發達的城市中。隨著建筑體系的不斷完善以及國內經濟水平的整體提升，超高層建筑在眾多城市中都興建起來，側面表現了我國城市化的速度正逐步加快。超高層建筑結構體系在高速發展的過程中，帶給了我們很多思考：超高層建筑的存在伴隨著資源消耗和綜合污染，大量建設是否真的有必要；超高層建筑的數量是否需要限制，怎樣算達到建筑飽和；超高層建筑的運營是否給當地帶來了積極的影響等等。這些問題是超高層建筑結構未來發展面臨的挑戰，需要建筑者甚至運營商去仔細斟酌。

盡管有這些問題和困難的存在，人們對于超高層建筑發展依然十分看好。超高層建筑的存在拓展了人們的生存空間，解決了土地資源的問題，讓人們在有限的空間里穩定持續的獲取收益。超高層建筑結構體系，經過一系列的標準制約構成了一體化的體系，形成了新型的穩定結構。在超高層建筑結構未來發展的過程中，我們要不斷總結建設超高層建筑結構的體系以及特點，在這些總結經驗中尋找新的突破點。在很多實際案例中也可以看出來，現在很多超高層建筑結構正在向著更合理有效的受力體系和更符合使用和質量需求的方向發展。我們在創新的過程中不能忽視超高層建筑的耐久性和穩固性的特點，在此基礎上完善結構體系，給出全新的發展方向。

4 結束語

超高層建筑的存在不僅解決了土地資源緊張的問題，也是一個國家經濟發展水平的展示。我們相信超高層建筑結構體系正在向著更為合理并且不斷完善的方向前進。超高層建筑的結構設計是一項全面系統化的工作，對于建筑業的發展起到重要的作用，也是超高層建筑結構體系發展的靈魂工作。新的高層建筑結構設計豐富了建筑業的內容，為人們提供更加舒適可靠的生活工作空間的同時，也會盡最大可能做到環保、節能，這也會是建筑業發展的努力目標。高層建筑設計師也需要不斷發現人們對于高層建筑的需求，提高自身的專業水平，用實戰經驗解決發展中出現的關鍵問題，促進超高層建筑結構體系的優良發展。

參考文獻

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作者簡介：姜桂榮，本科，研究方向：工程師，建筑結構。