超高层建筑结构设计的关键性问题探究

李飞 卢奥奇

摘要：随着高层建筑的发展超高层建筑逐渐走进人们的视野，并且这些建筑不再是大城市独有标志。超高层建筑能够充分利用有限的土地资源，发挥建筑竖向功能，提升城市规划水平。超高层建筑结构设计已经成为非常重要的一个领域。超高层建筑结构设计过程需要应用多种先进知识和技术，设计师需要具备先进的设计理念和扎实的理论基础。设计师既要考虑到安全性问题，也要考虑到实用性问题。基于此，对超高层建筑结构设计的关键性问题进行研究，以供参考。

关键词：超高层建筑;结构设计;关键性问题

引言

在社会经济体制和建筑业持续发展的背景下，超高层住宅逐渐引起社会各界的关注。根据实际情况，超高层住宅的结构设计必须采用比传统建筑结构体系设计更先进的知识和技术。因此，设计人员在开展这类设计工作时，必须不断提高结构设计专业知识，确保他们始终掌握先进的设计思路，从而为超高层建筑结构设计的有效发展奠定坚实的基础。

1超高层建筑结构设计的主要特性

超高层建筑整体结构设计的特性主要有以下几个方面：①相对高层建筑更高，其建筑水准荷载比较建筑整体会带来相应竖向轴应力，同时在水平面上遭受自然灾害、风力等因素干扰。基于此，高层建筑整个结构设计中，不但要考量建筑竖向荷载，同时也需加大建筑水平荷载考量。②高层建筑顶部压力非常大，在建筑完工交付使用中，会产生轴向走样的现象，进而干扰建筑梁弯矩。所以如何确保高层建筑的安全，需要在结构设计中重点关注建筑梁弯矩，防止类似建筑轴向走样的现象出现。③关注整个高层建筑的抗震性需求。在高层建筑结构设计中务必重点关注结构延展性，确保高层建筑可以对抗地震灾害，进一步确保人民的人身与财产安全。

2超高层建筑结构设计的关键问题

2.1抗震能力不足

在超高层建筑面临的安全隐患中，地震灾害属于最重要的安全隐患之一。一旦发生地震，其损害将是不可估量的。因此虽然很多超高层建筑建设的地区不处于地震带上，但是绝不能因此就忽略相应的安全防护。超高层建筑的抗震设计设计应优于高层建筑，但在实际情况中，有很多超高层建筑的抗震设计是对高层建筑的照搬。但由于超高层建筑的高度更高，其受到的地震影响必然会高于高层建筑。因此照搬高层建筑抗震设计，将会留下一定的安全隐患。在超高层建筑的抗震设计中，需要考虑其结构设计更加复杂的特点，并基于此进行有效的抗震设计。

2.2消防工程的设计

由于超高层建筑高度较高、人员流动大、管线设备复杂，发生火灾等事故隐患较大，一旦发生火灾，人员疏散和救火都是相当困难的，这直接威胁到了人们的生命财产安全。超高层建筑功能复杂，大多作为公寓、办公、宾馆使用。影响消防防火有以下因素：一是超高层建筑电类设备较多，发生短路等现象几率较大。二是人流量大，人员集中，垂直疏散距离相对较远，超高层建筑里人员较多，将所有人员疏散到地面少则几十分钟，多则数小时。三是超高层建筑火灾的扑救难度相对较大，消防设施条件有限，因建筑超高导致消防车辆无法及时灭火。四是车库存车多，储油量大这些会间接导致火灾的发生或扩大火灾的影响力。

2.3扭转问题

就现阶段超高层建筑项目施工活动开展的实际情况来看，扭转问题使其结构体重相对较为常见的问题，如若结构设计工作人员未能够在设计工作开展的过程中做好扭转问题的处理工作，那么超高层建筑结构整体的性能都将会遭受影响。结合实际情况来看，超高层建筑结构设计的核心为建筑物的几何重心、刚度重心以及结构重心。但是，现阶段多数超高层建筑结构设计工作人员往往并未能将这三类重心进行整合，从而导致超高层建筑结构出现扭转这类负面问题。通常情况下，建筑结构在出现扭转问题时，建筑结构中受力较大的竖向构件就以及发生脆性破坏，并且在水平力的影响下，这类脆性破坏将会变得更为严重，为此，在结构设计工作开展阶段，设计工作人员就应做好建筑结构抗扭转措施的设计工作，以此来从基础上提升超高层建筑结构的抗扭刚度。

3超高层建筑结构设计的关键问题解决措施

3.1完善结构设计规划

能够明确建筑结构今后使用的安全性的前提是复杂高层与超高层建筑结构设计规划。因此，在结构设计实践中，有关技术人员需加强建筑结构设计的关注度，进一步综合建筑工程周边的具体状况，完善成品结构设计规划。①复杂高层与超高层建筑结构设计人员务必重点关注概念设计，在设计准备期务必遵循结构设计规则性与整个建筑均衡性等原则，确保建筑结构的每个部位可产生有效的支撑作用。②不但要优化复杂高层与超高层建筑结构设计，同时也要求结构设计人员更多地与现场施工人员进行交流，进一步从外观效果、施工效果方面完成针对建筑结构设计规划的完善，规避建筑结构以后发生转换的难题。③计算机技术在结构设计规划中起到了关键作用，因此具体有关人员务必主动使用高效的计算机软件，来合理完成对结构设计规划的完善。

3.2提升结构设计的科学性

结构设计标准不仅是复杂高层建筑设计者必须遵守的标准，也是确保复杂高层建筑和超高层建筑科学设计的关键。在结构设计实践中，有关规划人员需要加强以下方面，进一步完善复杂高层超高层住宅的科学设计。首先，根据地震荷载标准，判断超高层建筑结构的自振周期在6s～9s范围内。因此，在地震荷载标准的影响下，提出在复杂高层建筑和超高层住宅的结构规划中，应控制线性坡度的缩短时间约10s。并在分析这一技术标准时，必须全面整合建筑周围的具体条件，确保鉴定结论符合建筑结构的科学要求。二是风荷载标准，最后复杂高层建筑和超高层住宅受到地震及其風强度的严重影响，使相关设计师遵循现有风荷载标准，对建筑结构规划进行综合评价，进一步控制建筑变形，提高建筑住宅的安全性。

结束语

总之，在超高层建筑规划实践中，相关结构设计人员必须加强对建筑结构设计标准、相关建筑结构规范及其居住舒适性的分析，以进一步确保规划人员能够设计具有科学结构、抗震性能更强、合理性更高的超高层建筑结构设计，确保超高层建筑的寿命和安全性，为人们的生活、生活和工作创造舒适安全的环境。

参考文献：

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[3]张百振，范志昂.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].绿色环保建材，2018（11）：67+70.