淺談超高層建筑結構設計的關鍵性問題

李志輝

摘要：目前，我國城市建設發展迅速，越來越多的超高層建筑拔地而起，隨著城市內部用地資源日益緊張，超高層建筑業逐漸受到人們的關注，其不僅可以緩解城市土地資源緊張的局面，還能夠滿足人口數量不斷增長下的居住需求。但需要注意的是，超高層建筑相比于普通高的結構形式，不管是在工藝技術，還是在質量安全等方面都面臨很大的挑戰。下面文章主要對超高層建筑結構設計問題進行分析，并提出具體的設計策略。

關鍵詞：超高層;高層建筑;結構設計;設計問題

引言

隨著建筑樓層數量的增多結構設計方面也有了很大變化，超高層建筑結構設計是高層建筑設計的核心內容，其中應用很多先進的知識和技術工藝，設計人員必須具備先進的設計理念，這樣才能滿足超高層結構設計的復雜、專業要求，在設計過程中不僅要關注結構的安全性、穩定性，還要保證建筑的實用性、經濟性。由于超高層建筑多屬于寫字樓、辦公樓或居民用房，人流比較集中、密集，只有保證建筑結構設計的合理性，才能實現超高層建筑物的正常使用。

1超高層建筑結構的概念和特征

對于超高層建筑不同國家的定義也有所不同，其主要是指建筑高度大于27米的住宅建筑或建筑高度大于24米的非單層民用建筑。而從實踐操作上來看，超過一定建筑高度的建筑物即可稱之為高層建筑。超高層建筑結構設計的核心內容是通過側構件提高整體結構的延性，因為超高層建筑結構在使用過程中會受到各方面的荷載作用，不僅要考慮垂直方向的重力荷載，還要考慮水平方向的風荷載等等，超高層結構主要考慮抵抗水平力的作用。從當前來看保證超高層建筑抗側能力是非常重要的，只有做好這方面的設計才能提高整體建筑物的舒適性。因此，在設計過程中，設計人員要充分考慮各種結構方案的效果，在此基礎上選擇最佳的優化方案，滿足建筑功能性、安全性、經濟性等各方面要求。

2超高層建筑結構設計問題

2.1超高問題

超高建筑結構設計受到建筑本身的特點的影響，超高問題較為關鍵，只有對樓層高度進行深入的分析，才能有針對性的開展結構設計。但是由于在設計過程中，設計人員無法對高層建筑結構整體質量進行綜合分析，對后期施工或使用安全等方面都缺乏認識，一味的按照建設方自己的意愿，在樓層上不斷地增加高度以謀取更高的經濟利益，都有可能給建筑結構設計帶來一定風險。超高問題的出現不僅是建筑企業違反結構設計規范要求的一種行為，也會是建筑本身的穩定性、抗震性能下降，在遇到一些自然災害的時候，比如：暴雨、地震、強風，高層建筑就容易受到威脅，嚴重的還會發生坍塌。

2.2抗震設計問題

建筑結構設計中抗震設計是非常重要的組成部分，由于我國地理環境各有不同，超高層建筑結構設計需要滿足結構延性要求，這就需要設計人員能夠遵守多道設防的設計原則。但是需要注意的是，地震災害發生多具有不確定、不可測特點，建筑自身重力下聯合荷載是高層建筑物倒塌的主要原因，如果在建筑結構設計中選用的建筑材料、技術工藝不能滿足高質量、高強度的要求，就很可能造成建筑結構設計問題。

2.3建筑框架設計存在問題

很多建筑設計人員在進行超高層建筑結構設計的時候容易忽視縱向結構對工程質量的影響，高質量的建筑框架不僅包括垂直框架的設計，還包括縱向框架的設計，這樣才能從根本上保證結構質量安全，如果設計人員在設計的時候過于偏重其中一方，那么就會導致框架設計的不合理，給工程后期施工和使用埋下隱患。

3超高層建筑結構設計問題的相關對策

3.1緩解超高問題帶來的影響

超高層建筑結構設計中超高問題是必然存在的，由于結構設計中可能會反復的進行設計方案的修改，在一定的程度上影響著設計師的思路和重心，從而忽略超高層的超高問題。我國對于建筑物高度有明確的規定，設計人員在此過程中應該重視結構體系與高度的一致性，為了解決超高問題下結構設計，應該做好設計方案的反復審核，從而保證建筑的質量和安全。

3.2提高超高建筑抗震荷載設計

抗震設計是結構設計的一項重要內容，超高層建筑結構設計對抗震有著明確的規定，為了滿足地理環境、使用條件等多方面要求，需要根據不同地區建筑物抗震荷載設計進行分類。從外，上面我們也有提及到抗震荷載設計需要遵循多道設防原則，這樣才能進一步超高層建筑物的抗震性能。與此同時，在結構設計過程中，應該優先選擇一些輕質高強度材料，以滿足建筑物強度和結構變形等要求，從經濟因素、質量因素多方面人手，應用減振裝置形成隔震層，提高結構的延伸性，在遇到地震災害的時候，建筑物可以形成震動反射避免發生損壞或坍塌。

3.3基礎結構設計

超高層建筑結構設計過程中基礎結構設計是非常重要的，特別是超高層建筑物都比較高，在設計過程中為了提高基礎的穩定性經常會設計一些多層的地下室，這樣雖然能夠很好的保證超高層建筑的穩定性，但是對基礎結構也提出較高的要求。為了保證基礎結構設計的科學合理，需要對建筑物地下埋深進行合理設計，避免超高層建筑物出現傾斜等設計問題，為了保證超高層建筑基礎有效埋深，設計人員需要從地質情況就、結構高度、荷載分布等方面綜合考慮，選擇合理、有效的基礎方案，保證結構基礎嵌固端的剛度、強度符合標準要求。

4結語

綜上所述，隨著超高層建筑數量的增多，其安全性、經濟性也受到更多的關注，超高層建筑結構設計是否合理直接影響建筑物的安全和質量。設計人員在進行超高層建筑設計的時候，應該充分考慮超高層建筑的特點，合理選擇建筑結構體系類型，在此基礎上選擇合適的抗側力結構體系，重視超高問題、荷載問題的影響，保證建筑結構的抗震性、穩定性，從而提高超高層建筑的整體水平。