试析高层建筑结构选型要点曾志明

试析高层建筑结构选型要点曾志明

曾志明

安徽省人防建筑设计研究院东莞分部

摘要：随着人口不断增长以及城市化进程的不断加快，城市发展正面临着前所未有的挑战。其中土地资源作为不可再生资源严重限制了城市发展。在这样的时代背景下，各国的城市发展都在向着高层建筑扩张，以期望能够最大程度上提高土地的利用效率，对于建筑公司而言，高层建筑施工最重要的就是高层建筑结构选型，这是高层建筑的基本要素和原始设计，与高层建筑的质量和功能，甚至是城市的协调度都有着密切的关联。

关键词：高层建筑；结构选型；决策；影响因素

随着全球经济的快速发展，土木工程与结构工程都取得了巨大的成就，在此鼓舞下世界各地特别是发达国家都在开始筹备建造更高更先进的超大型发展结构的建筑物。比如，在高层建筑领域，世界各国都在不断地创造纪录，已经无法绝对定义高层建筑物的高度。在特大跨度桥梁领域，洲际跨海等的国际竞赛正在激烈地进行当中，近些年来，随着我国经济建设的不断加强以及国家整体实力的逐步提升，想要建造更高更先进的建筑物已不再是梦想。

1、高层建筑结构选型的要求及基本原则

1.1、结构选型的要求

建筑结构是由建筑物的基本受力骨架而形成的人类活动的空间，满足了人们对生产生活的需求和对建筑物的美观要求。然而，结构选型并非单纯的结构问题，而是一个需要综合考量的科学问题。一个出色的建筑物，建筑与结构必定是有机融合的统一体。一个好的结构形式选取，不但要考虑建筑的使用功能，还要考虑是否安全合理以及施工的可行性，另外，还应考虑造价上的经济合理性和艺术上的造型美感。因此，建筑师要充分掌握有关结构选型的知识，只有这样才能有利于与结构工程师的沟通，兼顾设计与造价，对决定建筑总体方案和造型都有很大的帮助。

1.2、结构选型的基本原则

要具备必要的承载力和刚度，以及变形能力；要避免由于局部破坏而造成整体结构破坏；针对可能薄弱的地方应该采取强化措施；结构选型与布置合理，防止局部突变和扭转；应具备多道抗震防线。

2、高层建筑结构选型体系分析

从高层建筑的建筑风格和种类，还有施工难度来讲，高层建筑大体上可以分为三个层次，每个层次在建筑选型上都有自己独有的特点，接下来就对几种类型的高层建筑结构选型进行简述。

2.1、一般性高层建筑结构选型分析

一般性高层建筑的施工难度相对来说比较低，且它的设计理念也没有那么复杂，在结构选型方面，框架体系和筒体体系，还有剪力墙体系是一般性高层建筑的主要结构体系，这三种体系可以和一般性高层建筑的功能、环境等整合，如框筒体系。

2.2、复杂性高层建筑结构选型分析

复杂性高层建筑的施工难度一般来讲相对比较高，且它的设计理念也是比较先进的。复杂性高层建筑和城市的全面发展及功能设计的匹配度相对较高，往往是具有城市代表性的建筑，在结构体系方面，使用了大量的复杂的体系，比如，悬挑结构体系以及平面不规则结构体系等。

2.3、新式高层建筑结构选型分析

随着建筑美学的不断发展与施工技术的不断进步，新式高层建筑体系这种新式建筑应运而生，实现了大量概念化的建筑结构，这种新式建筑往往是城市文化和精神的集中表达对象。这一类型的建筑的施工难度非常高，同时也充满了建筑美学设计的亮点，在建筑结构体系上，采用的是高难度的巨型框架体系以及脊骨体系等。

3、高层建筑结构选型意义分析

高层建筑是在城市发展下必然产生的事物，然而，随着人们对生活品质要求的不断提高，以及现代化城市发展理念的不断进步，结构选型已然成为了高层建筑的必修课程。接下来从宏观到微观的层面来对高层建筑结构选型的意义进行简单的论述。

3.1、高层建筑结构选型与城市整体规划

高层建筑它象征了经济的繁荣昌盛，也是城市文化和城市精神的集中体现，它能够直观的为人们展现城市的内涵和实力，例如，纽约的帝国大厦和台北101高塔，还有上海的金茂大厦等，因此，它的结构选型不单单是简单的功能表述，更是从城市的全面规划出发，有选择性的对建筑的功能进行分区，并与区位和高层建筑想要传达的内容相结合，在结构选型上进行一定的调整，从而有力地、全面地展现高层建筑的象征意义。

3.2、高层建筑结构选型与高层建筑建设

高层建筑结构选型是高层建筑建设的一项基础工作，在图纸的设计阶段，工程师不但要考虑高层建筑所承担的使命，还要从建筑环境以及施工技术等方面出发，进行全方位的的设计。根据现代高层建筑的发展历史进程来看，在外部，高层建筑追求的是大规模和高度，然而，在内部，强调的是功能分区的综合理念和多元化。另外，高层建筑身为潜在的城市标志性建筑受到了社会大众的广泛关注，社会舆论参与到高层建筑结构选型中，进一步影响了高层建筑建设。

4、高层建筑结构选型要点

从高层建筑结构选型的本质上来看，它是考虑高层建筑施工的影响要素，这些要素不但包含了客观环境的局限性，同时还包含了建筑公司的主观原因，下面就对主观原因及客观原因分别进行分析。

4.1、客观因素

4.1.1、环境

环境是对高层建筑结构选型影响最大的因素，它包含了两个层次，第一，是高层建筑的建设环境对建筑安全和质量的影响，在这一层次上，不单单要考虑地质条件和地下水以及土质情况，同时还要考虑高空空气对流情况和地形、区域地质灾害等因素，从各个方面考察论证是否符合高层建筑的发展条件，另外，要根据地理条件，进行妥当的高层建筑结构选型。第二，是高层建筑与周围环境的和谐度，这是由人文理念的环境定义出发，充分考虑高层建筑结构选型和城市文化的和谐发展。

4.1.2、建筑功能

建筑功能是高层建筑结构选型的主要推动力。这是站在高层建筑的业主的角度而言的，也就是高层建筑的所有者对高层建筑的使用方式。根据不同的使用方式，就要因地制宜地选取合适的结构选型，不能千篇一律地使用一样的结构选型，致使高层建筑的功能失去效果，从而导致成本的增加以及高层建筑资源的浪费。

4.1.3、结构材料

结构材料是保障结构选型的重要因素，根据地理条件以及功能分区的不同，选择混凝土结构或者是钢架结构。结合结构材料的特性，进行高层建筑结构选型。

4.2、主观因素

施工水平。施工水平对高层建筑物的结构选型有着直接的影响，这一要素影响主要体现在了复杂高层建筑的结构选型以及新式高层建筑的结构选型。因为高层建筑的设计人员和施工人员之间有一定的理念和认知差异，设计人员的意图经常无法充分展现，结构选型也给施工人员的施工过程带来了一定的麻烦，大大提升了安全事故风险，成本和工期也随着这一问题而大大增加，致使概念性或高难度的高层建筑结构选型无法顺利完成。

结束语

随着城市化发展与土地资源的减少，高层建筑必定会在全球范围内得到巨大的发展，在此种机遇下，就要对高层建筑的结构选型的体系进行分析，从高层建筑结构选型的重要性角度对高层建筑结构选型要点进行论述，从城市与建筑的发展和以人为本的理念出发，有利于了解并分析高层建筑的结构，也会有助于建设高效的高层建筑结构选型。

参考文献：

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[2]王文媛.高层建筑结构选型影响因素及选型要点[J].建材发展导向，2014（3）：11-12.

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