浅谈超高层建筑结构设计要点 孙研

浅谈超高层建筑结构设计要点孙研
摘要：相对于传统建筑物而言，超高层建筑进行结构设计过程需要考虑的注意
事项更加的复杂，只有对可能存在的问题进行充分的考虑才能够有效的保障建筑
物的安全性以及舒适性。

在进行设计的过程中不仅要结合以往的工作经验，同时
还要充分考虑新材料的特点以及新时代施工工艺对工程质量造成的影响。

关键词：超高层，结构设计；要点
一、超高层建筑与高层建筑结构设计的对比
1、从房屋高度上，超高层建筑的房屋高度在100m以上直至有几百米甚至上
千米的设想，而一般高层建筑的房屋高度则是在100m以下。

2、超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层；由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层，而对于这些安放有设备的楼层设计除考虑实际的荷载之外，
更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响，为提高结构的整体刚度，可用来设
置结构加强层。

这与一般高层建筑设计是不相同的。

3、超高层建筑的结构类型选择上相对要广，除钢筋混凝土结构外，还有全钢结构和混合结构。

而一般高层建筑结构除了特殊条件需要者外，多为钢筋混凝土
结构。

4、超高层建筑的平面形状多为方形或近似，对于矩形平面其长宽比也是在2
以内，尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。

而一般高层建筑平面
形状选择余地要大。

5、超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面为框架-核心筒
或筒中筒，基本没有一般高层建筑中所采用的梁板筏基。

另外，超高层建筑基本
不采用复合地基，而一般高层建筑则有采用。

二、超高层建筑结构设计中的关键点
1、抗风性
在超高层建筑中，抗风性能是重中之重，耳与抗风性有关的就是风载荷，超
高层的建筑高度都是比较高的，受风力的影响都是很大的，同时也就会受风载荷
的影响。

所以，在超高层的结构设计中一定要把握好抗风性，设计人员在进行设
计的时候一定要进行充分的考虑，特别是超高层的顶端部位，要提高抵抗风载荷
的能力，超高层的上部是承受风压最大的地方，在设计之初就要对风压有一个全
面的了解，可以从风压规范图上了解，如果没有的话，就可以根据当地最大的风
压值来进行规范，根据这个值来进行计算，用所得到的数据运用到超高层的结构
设计当中去。

抵抗风力还有一个办法就是通过建筑的梁柱或者钢筋结构，在设计
的时候提高他们的强度以及抗压能力。

这时候有一点需要注意的是，群体建筑会
比单体建筑更容易受到风压的影响，因为在群体建筑当中，每栋的建筑高低会有
所不同，这样就会造成风压发生变化，在一些特殊的情况下，就会使一些建筑的
抗风性发生一些变化，使抗风能力得到降低，所以，设计人员在进行设计的时候，一定要做风洞实验，通过这种方法来检验超高层建筑在群体建筑当中的抗风性。

2、抗震性
在超高层的建筑中，还有一个重要因素需要注意，那就是抗震性，该性能在
建筑当中是不可忽视的一部分，特别是对于超高层的建筑。

超高层建筑作用不仅
仅是为人民提供服务，方便人们生活，他还要有着保护人们生命安全的作用。

就
目前的设计技术而言，要想在超高层的结构设计中提高抗震性还是比较困难的，
但是，我们可以通过一系列方法把抗震性做到最好。

比如：可以采用SRC与钢材
支撑相互结合的方法、全钢结构等等，全钢结构的主要优点就是比那种混合的结构自重轻，可以大幅度的降低地震带来的危害，使地震载荷减小。

要想使超高层的抗震性达到规范的标准，可以增加一定数量的钢支撑点，使超高层的支撑能力更强，这样能够在地震来临的时候提供更多的强度。

3、地基基础
超高层建筑在进行建设的时候，首先就是要把地基打好，地基在整个建筑当中有着关键性的作用，只有把地基打好了，整个建筑才能够完好无损的耸立在地面上。

所以，在对超高层结构设计的时候，必须把地基的结构设计好，根据当地的土壤情况设计出符合当地自然情况的地基，地基建设好了，超高层建筑才会更加的稳固。

4、超限高层
楼层在设计的时候，会有一定的楼层限制，当楼层数超过规范的数值以后，它就属于超限高层。

由于超限高层要比超高层要高，在抗震、抗风、抗压能力上要求更高，对设计水平同样要求很高。

在进行设计的时候，要掌握一定的设计依据，对于一些比较薄弱的地方要加强它的抗震能力，特别是在一个超高层的建筑中，要根据超高层的具体高度适当的调整框架剪力，从而让抗震能力得到大大的提升。

5、选择适宜的抗侧力的结构体系
选择适宜的抗侧力的结构体系是保障建筑物安全性的必要措施之一，体系选择必须遵循以下原则：a.应当根据超高层建筑的实际高度选择适宜的抗侧力结构体系，具体方案参照表一；b.应当保证抗侧力结构体系的整体性，例如采用纵横的墙体结构应保证墙体尽可能形成一个桶装体系，采用伸臂桁架体系时要最大程度保证核心筒和框架柱形成一个有机的整体，采用环形桁架时需要使其与框架柱形成一个有机的整体或者直接采用交叉式的网格筒体；c.如果必须采用不同的抗侧力结构体系进行组合，则需要对每一个体系为建筑物做出的贡献进行计算，同时要清晰各自抗震防线；d.对于建筑中不同结构体系的受力情况进行分析；e.建筑物的混凝土厚度与强度的等级尽可能保持不变，如果必须发生变化也要保证两个因素其中之一是固定不变的；f.加强层要尽可能的选用刚度有限的，从而更好的预防加强层发生突变从而导致两个相接壤楼层部位出现薄弱的情况；g.在进行结构体系选择的过程中除了考虑安全性因素之外还必须兼顾施工单位的工期，其中的钢结构工期相对较短，钢筋混凝土结构相对较长，而内置型的钢筋混凝土构件所需的施工工期要更久。

表一高度不同建筑物采用的抗侧力体系
6、防火防灾的重要性显现，建筑物的重要性等级升高
超高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效，凸显出防火放防灾的重要作用。

且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大，给救援工作带来了困难。

为此，在进行超高层结构的设计时务必要强化结构设计的可靠性，强化建筑的整体性能质量。

结束语
总的来说，随着我国经济的发展，超高层建筑业也越来越多。

因为这些超高层建筑往往会在城市的中心区，人口比较密集，所以在对这些超高层建筑进行结构设计时，要充分考虑到它的安全性同时也要兼顾实用性。

但是从目前的网络分析数据来看。

超高层建筑依然存在因重视结构计算的准确性，而忽视了结构设计的可操作性，导致出现多种问题。

所以，这就要求设计工作人员应该清楚的认识
到当前形势，并且根据自身具体情况进行分析计算与设计，这样才能从容的应对
在高层建筑结构设计中出现的诸多问题。

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