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摘要：为了进一步减少建筑的占地面积，超高层建筑逐渐兴起，并且随着人们工作生活的需求，超高层建筑在人们生活中占有越来越重要的作用，伴随着我国科学技术的不断创新与进步，超高层建筑逐渐表现出其特有的存在特色，正是由于超高层建筑特有的存在形式，使人们更加注重超高层建筑合理的结构设计，本文以现有的超高层建筑作为研究基础，指出了超高层建筑结构设计的特点及相关的结构设计体系。
关键词：超高层建筑；结构设计；策略探讨
世界人口的数量每年以极快的速度在不断的增长，用地面积需求量急剧增加，超高层建筑以其占地面积小且应用范围广泛的特点受到人们的关注，同时超高层建筑的建筑体系也在不断创新与发展，为了进一步提高超高层建筑使用的安全性能，相关的技术人员更加注重对超高层建筑进行合理的结构设计，一个稳定的超高层建筑的存在不仅可以在一定程度上节省用地面积，同时也可以证明一个国家真正的经济实力。
一、超高层建筑结构设计的特点
1、注重超高层建筑的水平承重能力
与高层建筑及一般的建筑相比，超高层建筑因其特有的存在高度，在进行结构设计时应该更加注重建筑物结构的承重力，随着自然环境的不断恶化，不管是地震及风灾发生的频率都在不断的增加，所以在对超高层建筑进行结构设计时，应该更加注重超高层建筑的水平承重能力，使超高层建筑可以有效的抵抗风力对其带来的安全隐患，在超高层建筑当中，建筑物的自重与楼面的过度负载都与建筑的结构弯矩和轴力有关，一般来说超高层建筑的水平承重力与建筑物的弯矩及轴力有直接关系，水平承重力越大相对的建筑物的弯矩及轴力就越大，超高层建筑建筑施工完成之后，其竖直方向上的承重力相对不会改变，但是水平方向的承重力会因受到地震、风力作用等自然灾害的影响而发现改变，危机人们的生命及财产安全，由此可见超高层建筑的水平承重力的结构设计在整个超高层建筑的结构设计中占有极其重要的地位，相关的设计人员对超高层建筑进行结构设计时要特别注重对超高层建筑水平方向承重力的合理设计[1]。
2、注重建筑应对变形问题的能力
超高层建筑的楼层较高，也就是说竖直方向要承受的重力极大，一旦建筑物竖直方向承受过大的重力就会引起建筑物的轴向变形，建筑物的轴向变形会直接影响连续梁的弯矩的大小，轴向变形引起连接梁中弯矩的减小，正弯矩不断扩大的同时，负弯矩的数值却在不断的减小。所以相关的设计人员在对超高层建筑进行结构设计时，要根据建筑的实际请扩控制轴向变形的数值大小，并且根据构件长度的变化不断调节轴向变形的数值，一旦建筑物的轴向发现变形不仅会影响施工中下料的长度同时也会影响建筑物构件的剪力大小及发生位移变化，也就是说轴向变形会直接影响整个建筑物的安全性能[2]。
3、注重建筑的抗震性能
在对超高层建筑进行结构设计时，相关的设计人员应该更加注重对建筑物的抗震性能的控制，抗震性能的高低直接影响着整个建筑物是否可以安全稳定的使用，在建筑物的抗震性能方面进行结构设计时，可以适时地对建筑物的一些关键部分进行抗震性能的加强，在提高建筑物抗震性能的同时也可以增加建筑物抗变形的能力，继而加强整个建筑物的稳定性，在对超高层建筑进行抗震性能的机构设计时，不仅要考虑地震因素的影响，同时也要综合考虑风力作用、地形变化及其他影响因素的共同作用。超高层建筑抗震性能的提高可以有效的保障即使建筑物发生了塑性形变，仍然可以抵抗地震对建筑物带来的影响，避免因地震而出现的大量建筑物坍塌的现象，为人们的生命财产安全提供了基本的保障，另外在对超高层建筑进行结构设计时，要注意加强建筑物结构延性，根据当地实际的生活环境，制定相应的建筑物抗震性能提高的措施，进一步满足人们的正常工作生活需求[3]。
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二、超高层建筑的结构体系
1、框架结构体系
与超高层建筑的其他结构体系相比，超高层建筑对框架结构的选择存在一定的局限性，也就说受截面区域及地区实际环境的影响，框架结构的实用性不大，框架结构的选择不仅违背了建筑物经济性发展的原则，同时也无法达到国家规定的多道设防的标准，所以导致了后期剪力墙结构体系的出现，超高层建筑中的剪力墙结构体系因符合国家多道设防的标准所以得到了人们的广泛认可，另外剪力墙结构体系可以在一定程度上增加超高层建筑的承重力，增加了建筑物的刚度，可以有效的减少因轴向变形引起的超高层建筑坍塌事件的发生，大大提高了超高层建筑的整体使用性能，为了进一步提高超高层建筑水平承重力及垂直承重力，相关的设计人员在进行建筑的结构体系设计时更加注重剪力墙结构体系的应用，剪力墙结构体系受建筑物水平承重力的影响，可以更好的与建筑物的楼板与连续梁结合起来，共同组成了一个整体的结构体系使超高层建筑的结构体系更加规范更加科学。
2、剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是整个建筑物结构体系中最常用也是应用范围最广的结构体系，剪力墙结构体系可以很好的结合其他结构体系的作用，并代替其他结构体系作为超高层建筑中最主要的结构体系来使用，不管是超高层建筑所承受的水平方向的承重力还是垂直方向的承重力，大部分都由剪力墙承受，即使剪力墙结构体系受到外界环境因素的影响而发生位移时，其呈现出的曲线形式仍然是弯曲型，在超高层建筑的剪力墙体系中，剪力墙所呈现的刚度与强度也正好符合超高层建筑整体结构体系的需求，因此剪力墙结构体系的选用不仅可以有效的减少建筑施工过程中的坍塌事件，同时也可以促进剪力墙结构体系在超高层建筑中应用及发展[4]。
3、避难层结构体系的设计
因超高层建筑的楼层较高，所以一旦发生火灾等危险，极易给人们的生命财产安全带来危害，所以在对超高层建筑进行结构体系的选择时，避难层的设计是极其重要的，避难层的合理设计与施工可以在火灾发生时给人们提供一个避难的场所避免人们受到火灾的伤害，但是超高层建筑内人群数量庞大，所以在对避难层进行设计时要注意到这个问题，设计一个空间相对较大的避难层，大型避难层的设计不仅可以容纳更多的受害人群，同时也可以提供一个通风性能较好，利于人群互相的场所，按照相关的设计规范的要求，避难层的设计楼层一般保持在十五层以下，同时在避难层的周边要设置一些必需的消防设备及消防电梯，可以帮助人们进行快速逃生[5]。
4、简体结构体系
作为超高层建筑中一种有效的抗侧力结构，建筑物的简体结构体系是现有建筑的最主要的结构体系，简体结构不管是在抗推刚度方面还是水平承重力方面都有极大的作用，但是简体结构具有一定的剪力滞后效应，这种效应极大的阻碍了简体结构水平承重力作用的发挥，为了进一步完善简体结构体系，使其使用性能更加完善，相关的设计人员在对简体结构体系进行选择时，要注意减少剪力滞后效应产生的影响，使简体结构体系可以更好的发挥其抗推刚度，提高超高层建筑的安全性能。
5、钢管混凝土结构体系
钢管混凝土是利用把混凝土填入钢管当中来提高混凝土的强度，使其更加适用于高层建筑的设计施工，同时也可以有效的提高超高层建筑的承重能力，把混凝土填入钢管当中，是混凝土利用钢管的稳定性及约束性来增加自身的抗压能力及抗变形能力，可以大幅度提高超高层建筑的延性。
结束语
随着超高层建筑使用范围的扩大，希望相关的设计人员对超高层建筑的结构设计问题重视起来，不断提高自身的结构设计水平，进而保证超高层建筑的整体使用性能，更好的促进我国经济的进步与发展。
参考文献：
[1]郭怀祥.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].中华民居（下旬刊），2014，09：357-358.
[2]肖自强，张建明.论超高层建筑结构设计[J].工程建设与设计，2010，08：25-32.
[3]单纯勇.超高层建筑结构设计探析[J].企业改革与管理，2014，12：178.
[4]李桢章.超高层建筑结构设计[J].广东土木与建筑，1995，02：25-32.
[5]吴立明.高层建筑结构设计的影响因素[J].城市地理，2014，18：97.
论文作者:陈孟,徐江
论文发表刊物:《基层建设》2015年11期
论文发表时间:2016/11/2
标签：高层建筑论文; 结构论文; 建筑物论文; 体系论文; 结构设计论文; 性能论文; 弯矩论文; 《基层建设》2015年11期论文;