焦世伟
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摘要：超高层建筑投资巨大，结构造价占较大比例。基于超高层建筑结构的受力特点，对影响超高层建筑结构造价的若干因素进行探讨，如建筑体型、结构体系、结构材料等。此外，施工方案和施工周期也间接影响结构造价。最后，对部分已建或在建的高度300m以上超高层建筑的结构用钢量进行初步统计和分析，以期找到一些规律。结构造价受多因素影响，需要相互平衡，合理优化的结构设计是降低结构造价的必由之路。
关键词：超高层建筑；经济性；探讨
引言
随着国家经济的发展，超高层写字楼越来越多。我国土地资源稀缺，如何在有限的土地上建设高层办公楼，其使用率和经济性成为建设方及社会关注的一个重点。本文对高烈度区的200m高度写字楼的平面外形、柱距及核心筒占有效率与结构经济性 的关系进行分析，并给出初步成果，希望可以给读者有实用意义的参考。
超高层写字楼标准层面积的确定受诸多因素影响。作为一个开发项目，外部要受到投资额度和市场需求的影响；设计方面，用地的大小、形状、规划红线的划定、容积率和建筑高度的限制等都直接或间接地影响到建筑平面的规模。很明显，建筑层数越多，容纳的人员就越多，要求平面相应设置的垂直交通体和服务空间也越多。这样就引发一个问题，以多大的标准层面积去与垂直体量及服务空间所占面积相匹配？也就是标准层面积多大合适？从平面有效利用率原则分析探讨适度的标准层平面规模，作者接下来进行重点阐述。
1.超高层建筑结构的特点
1.1竖向荷载大
由于超高层建筑的层数较多，高度也就随之增加。因此超高层建筑结构的竖向荷载较大。建筑结构的自重主要是由建筑材料与建筑的体积决定。对于超高层建筑来说，使用材料数量多，其承受的力量也大。而且超高层建筑内部容人量大，其中还包括一些物品等，这就需要承载很大的重量。
1.2抗侧移能力弱
超高层建筑的高度较高，极易受到风荷载作用的影响，对建筑底部也会产生很大的弯矩。而且超高层建筑的抗震性比较差，在设计过程中还应考虑到抗震功效。另外，超高层建筑在设计时还应控制建筑底部的最大侧向移位，对各个建筑之间的最大层间位移进行控制。
1.3高空作业较多
由于超高层建筑高度较高，时常需要在高空作业，不仅需要建立安全的生产体系，在这个过程中还需要具备相应的机械设备，比如大型的起吊、升降器械等。其施工难度以及施工成本都很大。
2.影响超高层建筑经济性的因素
超高层建筑在施工时工程量较大，且施工过程较复杂。对于经济方面来说，具有诸多的因素影响其成本。以下主要从建筑的设计阶段与施工阶段进行分析。
2.1设计阶段
超高层建筑在设计过程中，需要考虑到外观、平面布置等方面。因为建筑设计的好坏直接影响着建筑的受力，对建筑的结构的承载力产生影响。在建筑设计过程中，假如出现不合理的现象，则会增大建筑的结构受力，导致内力传递不合理的发生，为了满足施工设计需求，则必须通过增大构建截面尺寸、钢筋用量等措施来满足建筑承载力的需求。这就极易造成建筑材料的增加，导致施工成本的提高。在对超高层建筑的结构设计时，建筑结构设计对建筑的承载力有着直接影响。因此，在进行建筑的结构设计时，要考虑到建筑的经济性，需要进行合理的结构选型。结构的不同消费的成本也有所不同。因此，在进行结构设计时，假如选择不合理的结构选型，那么就会使其无法发挥作用，从而导致浪费的成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建筑排水设计也是至关重要的内容，在设计过程中，需要满足上部楼层用户的水压问题。不合理的排水设计方案，会直接影响其作用的发挥，最终导致材料的浪费，增加了施工的成本。总之，影响超高层建筑经济性影响不仅仅只有以上几种设计的不合理所致，另外还包括消防设计、人员流通设计等，不论是建筑当中哪些部分的设计不合理，都会对建筑结构经济性带来不利的影响。
2.2施工阶段
在建筑的施工过程中，也会存在着一些问题影响超高层建筑的经济性。其中有施工的质量、施工的进度、施工成本的控制等。比如，当建筑的质量出现问题时，就需要进行维修，这样就会增加施工材料的费用，从而造成成本的增加。
3.保障超高层建筑经济性的措施
3.1合理的外观设计与平面布置
建筑外观的设计时不仅要考虑到美观的效果，还要注重建筑外观的成本影响。因此，在进行建筑外观设计时，应注意到这几点：一是注意到建筑的横向对称，其主要是为了避免风荷载给建筑带来影响，假如结构设计出现不对称的现象，就会极易产生扭矩。另外，还应注意到纵向保持刚度均匀，保证其不发生突变。当发生突变时，就会造成很大的层间位移，这时则需设置加强和转换层，从而导致成本的增加。二是在平面布置时，应注意到建筑设计的各个方面，其中包括排水、建好组消防等，这样才能使建筑设计符合建筑施工的实际需求，从而避免资源浪费的现象，从而提高超高层建筑的经济效益。
3.2选择适当的结构选型
在超高层建筑的结构选型过程中，需要选择最为适当的结构类型。其中有框架核心结构、核心筒结构等。不同的结构类型都有各自的优点与缺点。因此，在结构选型时，要考虑到各个因素，选择最符合建筑施工需求且经济性较高的。
3.3科学的结构设计
结构设计直接影响着超高层建筑的经济性，因此，在建筑的结构设计时，应当与相关的部门进行交流与沟通。对于结构设计方面，应符合建筑的的荷载要求，使结构设计能够在实际施工中发挥重要作用，防止结构设计的不合理而导致资源的浪费。
3.4加强和相关部门的沟通合作
结构设计不单纯是设计单位的工作，高品质的结构设计的产生和设计方案的有效实施，作为多部门紧密协调配合的成果。然而控制工程结构设计经济性时一定要增强部门之间的紧密沟通与合作。工程结构设计进行前一定要充分的配合成本预决算部门，严格根据成本计划实现结构设计概念，如此一来真正实现成本控制。完成工程结构设计后，后续的施工工作也需要多部门协调配合，设计者要与施工管理人员一起探究怎样行之有效的实施设计方案。这样可以良好的解决设计理念在现实中出现的问题，通过部门之间的紧密沟通合作来一同展开成本管控，保证结构设计的经济性。
3.5科学合理地应用限额设计
现如今人们对建设工程结构设计的经济性提出了越来越高的要求，也就是对工程的限额设计具有更加严格的要求，其主要目的就是可以更好地避免在后期建设过程中出现超预算现象，从而更好地保证了工程各项施工工序的顺利开展。这就要求在对工程结构进行设计的时候，工作人员一定要充分了解和掌握工程施工资金的投入情况，只有这样才能更好地保证限额设计的科学性和合理性，进一步保证工程结构设计的经济性。
结语
总而言之，超高层建筑的施工不仅要考虑到质量，还应考虑其经济性。影响超高层建筑经济性的因素有很多，其中有建筑设计的不合理、以及施工阶段等原因。要想使超高层建筑的经济性得到保障，应保证合理的建筑设计，选择适当的结构类型，并进行科学的结构设计，只有这样才能使超高层建筑结构经济性得到保证。
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论文作者:焦世伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/9
标签：高层建筑论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 经济论文; 成本论文; 不合理论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;