关键词：超高层；建筑结构设计；关键问题
引言：
在当前时代下，超高层建筑已经成为了一种发展必然趋势，超高层建筑也因此受到了越来越多的关注。在保证超高层建筑安全性能的基础上，满足人们的舒适度与审美要求是结构设计时应该考虑到的，所以，进行超高层结构设计，要贯穿以人为本核心理念，坚持与时俱进，重视结构设计，从而满足人们的各项需求，推动我国建筑业的和谐发展。
1 超高层建筑结构设计要点
超高层是指上层建筑物高度在200m以上的建筑体，与普通建筑不同的是，超高层建筑由于其特殊性，在设计与建造过程中，应该考虑更多的因素，才能使得超高层建筑被合理设计出来。
1.1 舒适度和体验感
超高层建筑是为人而服务的，所以建筑物的设计应该满足一个原则，那就是以人为本的核心理念。建筑物不仅要安全合理，还要满足人们的需求与审美，才能够使建筑物更好地为人们服务。在进行超高层结构设计的时候，可以先对当下主流建筑群体做简单调查，来推断出人们的需求和喜好，根据人们的需求和喜好再去设计建筑物。在设计的时候，要注意考虑舒适度和体验感以及建筑物的安全质量，从三方面出发，保证建筑物在安全的基础上既美观又舒适，全面满足人们对于建筑物提出的各项要求。
1.2 与时俱进
社会是随着时间的推移而逐渐发展的，建筑业也是如此。不同的时间段，人们有着不同的需求。而对于超高层结构建筑设计而言，必须也要随着时代的发展而进行创新，让超高层结构建筑能随时满足人们的生活需要。在当代比较有代表性的结构设计理念属概念设计，利用概念设计来对当前超高层建筑进行设计，不仅可以提高建筑设计的规则性，还可以保证建筑与建筑之间有作用力。我国当前追求“绿色、生态、环保”的概念，所以在建筑结构中也要有所体现，通过合理设计来促进超高层建筑向着科学性和可持续发展性方向前进。这样综合考虑下来，设计理念清晰，设计图纸科学合理，最终会带动超高层建筑合理设计，贴近人们生活的需求，尤其是绿色生态概念，会带动建筑材料的环保与节能，形成良性需求，促进良性循环，最终推动整个建筑业行程绿色生态发展的态势。因为概念设计具有与时俱进的特点，所以使用概念设计对超高层建筑进行设计时，可以提高超高层建筑的整体质量，促进超高层建筑的发展。
1.3 计算荷载数据
相比其他普通建筑，超高层建筑在设计时对数据的要求更加严谨。荷载，指的是结构或构件产生内力和变形的外力。荷载数据的准确与否，直接影响着超高层建筑的安全性与稳定性。对于超高层建筑来说，普通的自然荷载有风、雪、地震等不同作用，还有结构自重、积灰荷载、车辆荷载、家具荷载等各种力，影响着超高层建筑的安全、稳定。为了确保超高层建筑的安全与稳定，就必须对这些影响因素进行准确的数据分析。尤其是一些因素存在变量，比如风荷载，楼层越高，建筑物所承受的风荷载越大。所以在设计超高层建筑时，必须要根据建筑的高度来考虑风荷载因素的影响力，才能超高层建筑更加安全稳定。
2 设计超高层建筑时存在的问题
2.1 抗震结构设计问题
我国大部分地区都不位于地震带上，地震灾害发生频率并不算太高，但是在设计超高层建筑时，则必须要把地震的因素考虑进去。当前，地震因素仍然是影响超高层建筑的主要因素之一。超高层与高层建筑结构设计存在一定的差异，但部分设计超高层建筑人员，将超高层建筑等同于常规高层建筑，将常规高层建筑的设计模式套到了超高层建筑上，这必然会引起超高层建筑的安全与稳定问题。超高层建筑结构具有承重复杂性，在设计超高层结构时，必须要将这项因素考虑其中，从而保证超高层建筑的结构安全，在此基础上，对超高层建筑的抗震结构设计进行完善。
2.2 抗风设计问题
在超高层建筑设计上，风荷载是一个比较突出的问题，随着楼层的增加，风荷载的量值也增加，给超高层建筑带来不稳定的危险。当下超高层建筑在设计时，一般采用高层建筑的设计理念，这也就导致了超高层建筑在设计时上层无法考虑到空气动力效应特点，在风荷载的作用下，安全隐患增加，超高层建筑危险性增加。
2.3 超高层建筑降低整体自重的必要性
超高层建筑因高度大，周期长，极易造成结构偏柔引发剪重比指标不满足规范要求，常规处理方式为增加结构刚度。但对于超高层建筑，特别是针对基本周期大于6S的超高层建筑，受工程造价及建筑使用制约，无法有效增加结构刚度。此时，往往只能通过减轻结构自重来进行处理。在超高层建筑中，影响结构自重的最关键变量为大量的填充墙，如何通过采用轻质墙体材料，减轻结构整体自重，不仅仅对于结构各项指标的满足，对于降低工程造价都有非常有利的影响。
3 如何优化超高层建筑结构设计
3.1 加强抗震功能
建筑势必要建立在安全的基础性上，才能为人们提供服务。所以必须要加强超高层建筑的抗震功能，提高超高层建筑的安全性。不仅是超高层结构设计上要注意这点，在选材用料时，也可以采用多种方法提高超高层建筑的抗战效果。比如，可以应用型钢结构，对比混合结构，型钢结构重量较轻，可以降低地震给建筑物带来的危害，提高超高层建筑物的安全性。根据相关规范标准，超高层建筑也可以增设一定数目钢筋作为支撑点，提高自身的支撑能力，以便更好地应对各种灾害。
3.2 加强抗风性设计
超高层建筑中应着重考虑的一点就是抗风性。由于超高层建筑楼层较高，受风力影响较大，会产生不同的风荷载。因此在对超高层建筑进行设计时，一定要把握建筑的抗风性，给予重视与关注，尤其是超高层建筑的顶部，因为超高层建筑的顶部是承受风压最大的地方，所以需要借助其他方法来帮助建筑物提高抗风性。可以通过加强建筑梁柱或钢筋结构的设计，提高超高层建筑的抗风性。抗风性的设计，应该贯穿着超高层建筑设计的头尾。在设计初期，根据超高层建筑具体情况，结合本地最大风压指标，设计风压规范图，通过分析其所得到的数据，才能展开对超高层建筑抗风性的设计。
3.3 通过新型墙体材料降低结构自重
笔者通过所参与的超高层建筑设计，对于当地新型墙体材料做过相关调研。本地主要的墙体砌筑材料为蒸压加气混凝土砌块及煤矸石空心砖，容重较大，对于超高层建筑，若使用常规材料，其自重较大，由此将引发工程造价的大幅度提升，同时因超高层建筑的长周期特性，引起剪重比无法满足规范要求，同时增加刚度也受成本及建筑使用制约。针对此问题，笔者调研了项目当地的各类新型墙体材料，在满足设计耐火极限、隔声量的同时，极大地节约了工程造价，同时也满足了剪重比要求。具体内容如下：
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结束语：
随着科学技术的不断发展，建筑业在近几年的进步可谓是神速，尤其经济水平提高，人们对精神层次的追求也越来越高，所以超高层建筑的兴起，不仅对结构技术提出了高要求，而且水平审美亦然，须得面面俱到，才能够使超高层建筑满足人们的需求。
参考文献：
[1]李金钢.超高层建筑结构设计的技术要点及相关问题研讨[J].住宅与房地产.2018(08)
[2]黄祖华.研究超高层建筑结构设计的技术要点及相关问题[J].建材与装饰.2018(32)
[3]单灵凤.浅谈超高层结构设计的注意事项[J].城市建设理论研究(电子版).2018(04)
论文作者:刘洋
论文发表刊物:《建筑实践》2019年 24期
论文发表时间:2020/4/26
标签：高层建筑论文; 荷载论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑物论文; 高层论文; 建筑论文; 《建筑实践》2019年 24期论文;