超高層建筑結構的經濟性分析

牛雪珊

摘要： 在分析超高層建筑發展現狀和超高層辦公樓建筑需求的基礎上，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的經濟性和準確定位工程標準，并對超高層辦公樓的結構設計提出了建議。詳細闡述了影響建筑結構經濟性的若干因素。超高層建筑結構設計在滿足人們使用需要的基礎上，遵循“節能環保”的原則，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

隨著我國房地產業的不斷發展，建筑物的整體高度逐漸超過《高層建筑混凝土結構設計規范》規定的高度。目前，150-250米的超高層建筑數量在不斷增加。今天，這類建筑的施工技術已達到專業技術水平。然而，目前的建筑市場競爭非常激烈。建筑企業要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地，就必須高度重視建筑結構的經濟性。

1 超高層建筑結構的特點

1.1 豎向荷載大

由于超高層建筑的層數較多，高度也就隨之增加。因此超高層建筑結構的豎向荷載較大。建筑結構的自重主要是由建筑材料與建筑的體積決定。對于超高層建筑來說，使用材料數量多，其承受的力量也大。而且超高層建筑內部容人量大，其中還包括一些物品等，這就需要承載很大的重量。

1.2 抗側移能力弱

超高層建筑的高度較高，極易受到風荷載作用的影響，對建筑底部也會產生很大的彎矩。而且超高層建筑的抗震性比較差，在設計過程中還應考慮到抗震功效。另外，超高層建筑在設計時還應控制建筑底部的最大側向移位，對各個建筑之間的最大層間位移進行控制。

1.3 高空作業較多

由于超高層建筑高度較高，時常需要在高空作業，不僅需要建立安全的生產體系，在這個過程中還需要具備相應的機械設備，比如大型的起吊、升降器械等。其施工難度以及施工成本都很大。

2 超高層建筑經濟性影響因素

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

2.1 設計階段

超高層建筑結構由于建筑高度大，受力復雜，因此必須經過詳細的設計后才可以展開建設工作。超高層建筑設計階段分為：建筑設計、結構設計、給排水設計等。（1）對于建筑設計，主要是對建筑的外觀、平面布置等進行設計。建筑設計直接影響到建筑整體的受力，對緊接著的結構設計會產生影響。當建筑設計不合理時，會導致結構受力增大，內力傳遞不合理等，為了滿足設計要求則必須通過增大構件截面尺寸、鋼筋用量等措施是構件滿足承載力要求，這樣會使建設成本增大，對建筑經濟性不利。（2）結構設計：建筑結構設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鍵。結構設計時應該考慮經濟性，進行合理的結構選型，不同的結構體系下的建設方案所消耗的成本也不同。在進行結構設計時，如果選擇結構類型不合理，會導致部分構件沒有完全發揮承載力作用，造成資源浪費，增大成本。（3）給排水設計：超高層建筑在進行給排水設計時的關鍵是如何滿足上部樓層用戶的水壓問題。給排水管網設計不合理，會導致管網系統材料和資源的浪費，對于節約建設成本不利。其實在設計過程中還涉及到超高層建筑的消防設計、人員流通設計等，任何設計的不合理都會導致建設成本增加，對建筑結構經濟性不利。

2.2 施工階段

在施工階段的經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，應該根據實際情況，考慮施工質量、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象。這些都對超高層建筑經濟性有不利影響。

3 當前高層建筑物施工技術要點

3.1 高層建筑物混凝土的施工技術要點

高層建筑物混凝土的施工技術是當前高層建筑施工技術的要點之一。在進行建筑工程的施工時，混凝土的施工技術直接影響著整體工程的施工質量。建筑的一個施工特點就是施工時間長，混凝土在此過程中會由于多種原因而產生變化，這樣就會對高層建筑的質量產生不良的影響。比如說建筑的時間跨度非常大，可能經歷夏天和冬天兩個季節，在這兩個季節當中，天氣的變化特別大，對混凝土的強度有著很大的差別，而混凝土的強度差別又是有混凝土以及水和沙土的配比決定的，所以就要時刻準備根據天氣變化對混凝土進行重新配比。所以說，在進行施工時，一定要根據施工的實際情況選擇好混凝土的等級，要對混凝土做好質量檢驗工作，確保混凝土的強度符合要求。并且在施工的過程中，一定要對原材料等進行好嚴格的控制，合理的配比，以達到保證建筑整體施工的目的。

3.2 高層建筑鋼筋結構的施工技術要點

高層建筑鋼筋結構的施工技術也是是當前高層建筑施工技術的要點之一。在進行建筑工程的施工時，鋼筋結構的施工技術同樣影響著整體工程的施工質量。一般來說，鋼結構的施工時根據建筑本身來決定的。在建筑施工的過程中，鋼筋結構從吊裝到監控到焊接到安裝再到拆除的一整套程序都有嚴格的質量把關。在較高的建筑進行建筑施工時，整個框架都需要是全鋼結構的，然后鋪設鋼板和用混凝土進行澆筑，這樣就可以使整個建筑結構變得堅固。如果在對鋼筋框架進行搭建的過程中出現了問題的話，輕則出現鋼筋外露鋼筋彎曲等問題，重則會導致整個樓體傾斜或者是坍塌的危險，同時對施工人員的安全也是一種威脅，足可見鋼筋搭建的施工技術有多么的重要。同時在施工過程中，要不時的對鋼筋的數量以及質量等進行抽檢，對不合格的部分一定要及時改正，這才能使鋼筋的質量得到保證。

4 保障超高層建筑經濟性的措施

4.1 合理的外觀設計與平面布置

建筑外觀的設計時不僅要考慮到美觀的效果，還要注重建筑外觀的成本影響。因此，在進行建筑外觀設計時，應注意到這幾點：一是注意到建筑的橫向對稱，其主要是為了避免風荷載給建筑帶來影響，假如結構設計出現不對稱的現象，就會極易產生扭矩。另外，還應注意到縱向保持剛度均勻，保證其不發生突變。當發生突變時，就會造成很大的層間位移，這時則需設置加強和轉換層，從而導致成本的增加。二是在平面布置時，應注意到建筑設計的各個方面，其中包括排水、建好組消防等，這樣才能使建筑設計符合建筑施工的實際需求，從而避免資源浪費的現象，從而提高超高層建筑的經濟效益。

4.2 選擇適當的結構選型

在超高層建筑的結構選型過程中，需要選擇最為適當的結構類型。其中有框架核心結構、核心筒結構等。不同的結構類型都有各自的優點與缺點。因此，在結構選型時，要考慮到各個因素，選擇最符合建筑施工需求且經濟性較高的。

4.3 科學的結構設計

結構設計直接影響著超高層建筑的經濟性，因此，在建筑的結構設計時，應當與相關的部門進行交流與溝通。對于結構設計方面，應符合建筑的的荷載要求，使結構設計能夠在實際施工中發揮重要作用，防止結構設計的不合理而導致資源的浪費。

5 結束語

經濟的發展必然會使人們的生活水平不斷提升，人們對高層建筑的需要也會提出更高的要求，同時對高層建筑所附帶的其他功能也提出了更加挑剔的要求。這就要求我國的高層建筑施工單位不斷的引進先進的人才，引進先進的技術，掌握好施工工作的要點，做好質量的控制工作。這樣才能夠競爭如此激烈的建筑行業取得優勢，占據一席之地。

參考文獻

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