超高层建筑建筑结构设计的关键问题探讨

超高层建筑 建筑结构设计的关键问题探讨

杨立文

黑龙江省龙基城市规划设计研究有限公司 黑龙江哈尔滨 150001

摘要：随着我国社会经济的逐步发展，我国城市建设中的超高层建筑越来越多，建筑高度也有了新的突破。超高层建筑建设过程非常复杂，就其性质而言，在建设超高层建筑时，必须确保超高层建筑的安全。基于此，本文分析了超高层建筑建筑结构设计的关键问题。

关键词：超高层建筑建筑；结构设计；关键问题；探析

一、超高层建筑建筑结构设计原则

1.1舒适度和体验感

因为超高层建筑为人服务，所以建筑设计必须遵循以人为本的核心理念。一座建筑不仅要安全合理，还要满足人们的需求和审美，这样建筑才能更好地为人们服务。在超高层建筑设计中，你可以对当前的主流建筑做一个简单的调查，推断出人们的需求和偏好，然后根据人们的需求和偏好来设计建筑。在设计中，我们不仅要关注建筑的舒适度和体验，还要关注建筑的安全和质量。它从三个方面入手，确保建筑的美观和舒适，充分满足人们对建筑的要求，确保安全。

1.2与时俱进

随着时间的推移，社会逐渐发展，建筑业也是如此。人们在不同的时期有不同的需求。超高层建筑的设计必须随着时代的发展不断创新。只有这样，超高层建筑才能随时满足人们的生活需求。目前代表性的结构设计理念属于概念设计，采用概念设计方法对既有高层建筑进行设计，不仅可以提高建筑设计的规律性，还可以保证建筑之间的互动。目前，我国正在追求野生动物、生态、环境保护的理念，因此应该在建筑结构上体现出来。合理的设计可以促进高层建筑向科学可持续发展的方向发展。这样，清晰的设计理念和科学合理的设计图纸最终会导致高层建筑的合理设计接近绿色生态理念，对人们的生活需求，尤其是对建筑材料的保护形成积极的需求。促进节能、良药推广、流通，最终形成整个建筑行业的绿色生态发展趋势。由于概念设计具有与时俱进的特点，将概念设计应用到超高层建筑的设计中，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

与其他传统建筑相比，高层建筑对数据的要求更为严格。载荷是由结构或构件的内力和变形产生的外力。荷载数据的准确性直接影响高层建筑的安全稳定。对于高层建筑，典型的自然荷载包括风、雪、地震等、结构重量、灰荷载、车辆荷载、家具荷载以及其他影响高层建筑安全稳定的力。为保证高层建筑的安全稳定，需要对这些因素进行准确的分析。特别是，一些因素具有变量，例如风荷载。楼层越高，建筑物上的风荷载就越大。因此，在设计超高层建筑时，为了使超高层建筑更安全、更稳定，应根据建筑物的高度考虑风荷载的影响。

2. 超高层建筑建筑结构设计的关键问题分析

2.1风荷载作用下的结构失效

风荷载是高层建筑结构中主要的水平荷载，在结构设计中成为控制荷载。结构的失效模式是随时间变化的载荷（包括静态和动态特性），主要是由于结构或构件的内力超过允许值导致主加强筋屈服。如果结构的内力或构件超过允许值，则主加劲肋屈服。当结构或构件的变形超过允许值时，框架、剪力墙和承重墙就会出现裂缝或较大的残余应变。结构不稳定性或其组成部分；长期的风致振动会导致结构疲劳损坏。气动弹性失稳是结构对风载荷的响应。结果，空气动力学加剧了结构的气动弹性不稳定性。然而，目前高层结构动力可靠性的研究主要集中在两种失效模式：结构倒塌或构件失效和门窗、装饰构件等非结构构件的损坏。过度的结构变形和破坏。上述两种失效模式可能是由于某个关键点（或层）的位移响应（或线性和非线性应力响应）超过了安全极限。通过控制这种位移响应，可以保证结构的安全。

2.2.抗震结构设计的问题

在高层建筑的结构设计中，抗震设计非常重要。建筑物的抗震设计不当，会对使用者的生命财产造成极大威胁。特别是在超高层建筑的情况下，地震过程中存在很多不确定因素，目前的结构设计过程没有充分考虑地震以及如何有效避免其破坏。但是，在设计过程中，如果没有对高层建筑的抗震数据进行准确的分析，不能根据抗震原理进行相应的设计，那么高层建筑的抗震性能就会很低。

2.3超高的问题

建筑物上的地震和风荷载与建筑物的高度以及结构的材料和结构系统有关。 10层以上的住宅建筑或高度28m以上的建筑，其他高度超过24m的建筑称为高层建筑，高度100m以上的建筑称为高层建筑建筑物。在我国，考虑到建筑物的稳定性，对建筑物各种结构体系的最大适用高度都有相关规定，但在实践中，很多建筑物都超过了结构体系的最大适用高度。例如上海环球金融中心的高度为492m，大大超过了复杂结构体系规定的最大应用高度。如广州东塔、上海金茂大厦等超高层建筑。解决超高层建筑问题，我国应加强对适用超高层建筑高度的研究，出台更全面的建筑高度标准和规定，严格审查和监督结构设计和高度设计。

三、超高层建筑建筑结构设计的有效措施

3.1强化合理的概念设计

概念设计在国外高层建筑结构设计中经常使用，而在国内很少使用。所谓概念设计，就是通过科学思维对设计工作进行改进，使设计规划更加合理、人性化。在我国高层建筑的结构设计中，概念设计方法的应用应考虑结构的布局和刚度，以保证高层建筑的简单、规则的布置，减少复杂的结构，如作为颠簸。减少扭转损伤在概念设计中也很重要。有两种方法可以开始。一是进一步提高结构本身的抗扭能力，二是尽量减少或控制地震引起的建筑结构的扭转。

3.2选择适宜的抗侧力的结构体系

根据超高层建筑的实际高度，选择合适的抗侧力结构体系，保证抗侧力结构体系的完整性。例如，垂直和水平墙体结构要求墙体形成圆柱形系统，而桥梁桁架系统则要求芯管和框架柱形成一个有机整体。如果使用环形桁架，它们必须与框架柱集成或直接使用交叉网格管。如果需要组合不同的抗侧力结构系统，则必须计算每个系统对建筑物的影响。同时，需要明确抗震能力。建筑物各种结构系统的应力。建筑物的混凝土厚度和强度等级应尽可能保持恒定。如果您需要更改这两个因素中的任何一个，则不应更改。

3.3建筑平面设计

平面设计是高层建筑结构设计的重要组成部分。在布置高层建筑时，需要通过最大限度地拉开火源之间的距离来进行隔离。对于拥挤的区域，您应该制定疏散计划，提供停车位，并提供紧急疏散空间。在高层建筑满足基本功能要求的前提下，多层重复建筑布局采用一体化设计，可满足主体结构、设备管线、配电区和配电区的需求。

结语：

总之，超高层建筑的结构设计是一个非常复杂的过程，必须考虑很多因素，因为每一个小缺陷都可能导致无法抗拒的问题。在建筑设计中，需要考虑其复杂性，分析易出问题的地方，使设计方案在施工中真正发挥重要作用，为人们的生产活动创造一个安全、舒适的环境。

参考文献：

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