超高層建筑結構設計的關鍵性問題探究

李飛 盧奧奇

摘要：隨著高層建筑的發展超高層建筑逐漸走進人們的視野，并且這些建筑不再是大城市獨有標志。超高層建筑能夠充分利用有限的土地資源，發揮建筑豎向功能，提升城市規劃水平。超高層建筑結構設計已經成為非常重要的一個領域。超高層建筑結構設計過程需要應用多種先進知識和技術，設計師需要具備先進的設計理念和扎實的理論基礎。設計師既要考慮到安全性問題，也要考慮到實用性問題。基于此，對超高層建筑結構設計的關鍵性問題進行研究，以供參考。

關鍵詞：超高層建筑;結構設計;關鍵性問題

引言

在社會經濟體制和建筑業持續發展的背景下，超高層住宅逐漸引起社會各界的關注。根據實際情況，超高層住宅的結構設計必須采用比傳統建筑結構體系設計更先進的知識和技術。因此，設計人員在開展這類設計工作時，必須不斷提高結構設計專業知識，確保他們始終掌握先進的設計思路，從而為超高層建筑結構設計的有效發展奠定堅實的基礎。

1超高層建筑結構設計的主要特性

超高層建筑整體結構設計的特性主要有以下幾個方面：①相對高層建筑更高，其建筑水準荷載比較建筑整體會帶來相應豎向軸應力，同時在水平面上遭受自然災害、風力等因素干擾。基于此，高層建筑整個結構設計中，不但要考量建筑豎向荷載，同時也需加大建筑水平荷載考量。②高層建筑頂部壓力非常大，在建筑完工交付使用中，會產生軸向走樣的現象，進而干擾建筑梁彎矩。所以如何確保高層建筑的安全，需要在結構設計中重點關注建筑梁彎矩，防止類似建筑軸向走樣的現象出現。③關注整個高層建筑的抗震性需求。在高層建筑結構設計中務必重點關注結構延展性，確保高層建筑可以對抗地震災害，進一步確保人民的人身與財產安全。

2超高層建筑結構設計的關鍵問題

2.1抗震能力不足

在超高層建筑面臨的安全隱患中，地震災害屬于最重要的安全隱患之一。一旦發生地震，其損害將是不可估量的。因此雖然很多超高層建筑建設的地區不處于地震帶上，但是絕不能因此就忽略相應的安全防護。超高層建筑的抗震設計設計應優于高層建筑，但在實際情況中，有很多超高層建筑的抗震設計是對高層建筑的照搬。但由于超高層建筑的高度更高，其受到的地震影響必然會高于高層建筑。因此照搬高層建筑抗震設計，將會留下一定的安全隱患。在超高層建筑的抗震設計中，需要考慮其結構設計更加復雜的特點，并基于此進行有效的抗震設計。

2.2消防工程的設計

由于超高層建筑高度較高、人員流動大、管線設備復雜，發生火災等事故隱患較大，一旦發生火災，人員疏散和救火都是相當困難的，這直接威脅到了人們的生命財產安全。超高層建筑功能復雜，大多作為公寓、辦公、賓館使用。影響消防防火有以下因素：一是超高層建筑電類設備較多，發生短路等現象幾率較大。二是人流量大，人員集中，垂直疏散距離相對較遠，超高層建筑里人員較多，將所有人員疏散到地面少則幾十分鐘，多則數小時。三是超高層建筑火災的撲救難度相對較大，消防設施條件有限，因建筑超高導致消防車輛無法及時滅火。四是車庫存車多，儲油量大這些會間接導致火災的發生或擴大火災的影響力。

2.3扭轉問題

就現階段超高層建筑項目施工活動開展的實際情況來看，扭轉問題使其結構體重相對較為常見的問題，如若結構設計工作人員未能夠在設計工作開展的過程中做好扭轉問題的處理工作，那么超高層建筑結構整體的性能都將會遭受影響。結合實際情況來看，超高層建筑結構設計的核心為建筑物的幾何重心、剛度重心以及結構重心。但是，現階段多數超高層建筑結構設計工作人員往往并未能將這三類重心進行整合，從而導致超高層建筑結構出現扭轉這類負面問題。通常情況下，建筑結構在出現扭轉問題時，建筑結構中受力較大的豎向構件就以及發生脆性破壞，并且在水平力的影響下，這類脆性破壞將會變得更為嚴重，為此，在結構設計工作開展階段，設計工作人員就應做好建筑結構抗扭轉措施的設計工作，以此來從基礎上提升超高層建筑結構的抗扭剛度。

3超高層建筑結構設計的關鍵問題解決措施

3.1完善結構設計規劃

能夠明確建筑結構今后使用的安全性的前提是復雜高層與超高層建筑結構設計規劃。因此，在結構設計實踐中，有關技術人員需加強建筑結構設計的關注度，進一步綜合建筑工程周邊的具體狀況，完善成品結構設計規劃。①復雜高層與超高層建筑結構設計人員務必重點關注概念設計，在設計準備期務必遵循結構設計規則性與整個建筑均衡性等原則，確保建筑結構的每個部位可產生有效的支撐作用。②不但要優化復雜高層與超高層建筑結構設計，同時也要求結構設計人員更多地與現場施工人員進行交流，進一步從外觀效果、施工效果方面完成針對建筑結構設計規劃的完善，規避建筑結構以后發生轉換的難題。③計算機技術在結構設計規劃中起到了關鍵作用，因此具體有關人員務必主動使用高效的計算機軟件，來合理完成對結構設計規劃的完善。

3.2提升結構設計的科學性

結構設計標準不僅是復雜高層建筑設計者必須遵守的標準，也是確保復雜高層建筑和超高層建筑科學設計的關鍵。在結構設計實踐中，有關規劃人員需要加強以下方面，進一步完善復雜高層超高層住宅的科學設計。首先，根據地震荷載標準，判斷超高層建筑結構的自振周期在6s～9s范圍內。因此，在地震荷載標準的影響下，提出在復雜高層建筑和超高層住宅的結構規劃中，應控制線性坡度的縮短時間約10s。并在分析這一技術標準時，必須全面整合建筑周圍的具體條件，確保鑒定結論符合建筑結構的科學要求。二是風荷載標準，最后復雜高層建筑和超高層住宅受到地震及其風強度的嚴重影響，使相關設計師遵循現有風荷載標準，對建筑結構規劃進行綜合評價，進一步控制建筑變形，提高建筑住宅的安全性。

結束語

總之，在超高層建筑規劃實踐中，相關結構設計人員必須加強對建筑結構設計標準、相關建筑結構規范及其居住舒適性的分析，以進一步確保規劃人員能夠設計具有科學結構、抗震性能更強、合理性更高的超高層建筑結構設計，確保超高層建筑的壽命和安全性，為人們的生活、生活和工作創造舒適安全的環境。

參考文獻：

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