梁嘉
武汉市给排水工程设计院有限公司，湖北 武汉，430034
摘要：随着我国经济的不断发展，我国建筑业也在不断发展。城市的高层建筑越来越多，一些高层建筑中也有一些超高层建筑。随着时代的不断发展，超高层建筑的结构设计发生了很大的变化。虽然我国在超高层建筑结构设计方面取得了一些成绩，但在具体的发展过程中还存在一些问题。目前，超高层建筑的结构设计已经成为高层建筑设计的核心内容，这说明了超高层建筑结构设计的重要性。如果不及时解决一些问题，将严重阻碍超高层建筑的发展。从超高层建筑结构的特点出发，分析了超高层建筑结构体系的选择，分析了超高层建筑结构设计中存在的问题及对策。
关键词：超高层建筑；结构设计；关键性；问题
导言：如今，随着我国经济的快速发展，建筑业迎来了春天，超高层建筑不断涌现，我国现代建筑中的超高层建筑越来越多，与此同时，超高层建筑的结构设计也发生了很大的变化。超高层建筑结构设计是现代高层建筑施工的核心。然而，我国超高层建筑结构设计还存在许多问题。因此，研究超高层建筑结构设计中的关键问题具有重要意义。介绍了高层建筑结构的特点，阐述了超高层建筑结构体系的选择原则，提出了高层建筑结构设计中存在的问题及对策，希望通过本文的讨论起到引玉的作用。
1超高层建筑结构体系
1.1体系的分类及选用原则
超高层建筑结构体系的选择是根据建筑功能、建筑高度、抗震要求、防水防火要求来确定的，在选择过程中需要坚持经济、可靠、安全、合理的原则。在实际设计过程中，一般分为框架剪力墙结构、框架结构、剪力墙结构、框筒结构、筒中筒结构、梁筒结构等体系类型。相比之下，全钢结构、钢管混凝土结构、钢筋混凝土结构和钢骨混凝土结构是常用的结构体系。因此，在超高层建筑施工过程中，钢筋和混凝土是主要的结构材料。此外，钢筋混凝土的施工技术也得到了很大的发展，其稳定性、安全性、结构性能和力学性能都得到了有效的保证。因此，钢筋混凝土结构体系能够满足本工程的经济性和安全性要求。但仍需根据工程本身的特点调整结构体系的细部，确保结构体系稳定、安全及结构本身的承载力。
1.2超高层建筑结构材料分析
钢筋混凝土材料本身具有结构刚度大、耐久性强的特点，其养护费用相对较低。在钢筋混凝土的设计过程中，钢筋混凝土可以得到充分的发挥。因此，在超高层建筑的设计和施工中，钢筋混凝土也是广泛使用的材料。同时，不同的钢筋混凝土材料也有不同的力学性能，因此在材料的选择上，要根据设计要求和结构力学性能要求来确定建筑结构材料，特别是材料本身的质量问题。
1.3超高层建筑结构体系的选择
首先，结构框架体系主要由梁、柱组成，在水平和竖向上形成框架结构体系。该系统既能承受水平荷载，又能承受竖向荷载。在实际应用中，可灵活调整建筑平面布置，且建筑空间相对较大，因此该结构体系的立面处理相对简单方便。同时，这种结构体系还具有侧向刚度小的特点，因此随着层数的增加，发生侧向位移的概率也会增大，因此非结构施工失效的概率也会随之增大。
其次，剪力墙结构体系的主要受力体系是钢筋混凝土。另外，剪力墙又称抗震墙和防风墙。从整体结构来看，剪力墙结构性能好，刚度大，在水平荷载作用下，该结构体系很难发生变化。同时，承载力也能满足大多数超高层建筑结构的力学要求，而且在设计过程中不会出现外露的梁柱，所以建筑整体美观性较好。但是，剪力墙本身不易拆除或破坏，很难达到大空间。
第三，框架-剪力墙结构体系将框架结构与剪力墙结构相结合，既保证了结构的力学性能，又提高了建筑布局的灵活性，具有良好的抗震性能。但要严格控制剪力墙的应用比例。如果比例过高，将影响建筑的性能和经济性。如果比例过低，会导致建筑物侧墙压力过大而产生变形问题。
2高层建筑结构设计的问题分析及对策
2.1扭转问题
超高层建筑结构设计的核心是刚度中心、几何质心和结构重心。然而，超高层建筑的扭转问题是超高层建筑在结构设计时，其刚度中心、几何质心和结构重心没有结合在一起，使得超高层建筑在水平压力作用下发生扭转。为了更好地解决超高层建筑结构设计中的扭转问题，结构设计人员在设计超高层建筑结构时，应选择合理的平面布置，以保证超高层建筑的三个核心能够重叠。
2.2受力性能的问题
对于超高层建筑的结构设计方案，建筑师在最初的结构设计中很少考虑超高层建筑的具体结构特点，而过度考虑超高层建筑的空间结构，这使得超高层建筑的力学性能存在一定的问题。因此，在超高层建筑结构设计中，应明确选定结构体系中的向下作用力与地基承载力之间的关系。同时，在结构设计方案选择阶段，还需要对超高层建筑主要受力部位的布置和数量进行总体设计。
2.3超高的问题
因为在超高层建筑结构设计过程中会反复修改设计图纸，正是因为这种情况，很多设计师才会忽视超高层建筑的问题。我国对建筑物的高度有明确的规定。设计人员在设计过程中对结构体系进行了修改，对建筑物的超高不关心。因此，很多设计人员反复修改设计图纸，但仍然无法通过相关部门的审核。要解决这一问题，必须重新设计整个设计图，并考虑超高问题。只有这样，我们才能设计出符合要求的设计。
2.4注重重力荷载的传递路径
在结构设计过程中，还应注意重力荷载的传递路径，它直接影响到楼板的布置、结构体系的选择和施工方案。首先，根据室内设计的需要，考虑楼层的布局。第二，考虑到施工周期和施工成本，超高层建筑重力荷载传递可选择楼板与钢框架梁组合。超高层建筑中常见的转换层有梁式、桁架式、空腹式、斜柱转换式和转换承重墙。如果建筑结构中存在多种荷载传递路径，设计者需要利用软件进行模拟，以保证其合理性和真实性。
2.5嵌固端的设置问题
由于超高层建筑高度很大，设计多层地下室是非常必要的，这样才能保证超高层建筑的稳定性。超高层建筑的预埋端一般设置在地下室底部。很多设计人员在设计过程中并没有过多考虑预埋端，容易为后续施工埋下隐患，从而影响整个超高层建筑的稳定性。
2.6基础设计
在超高层建筑结构设计过程中，有必要科学合理地设计基础结构，因为只有保证最基本的设计，才能顺利进行后续施工。对于建筑物的埋深，应进行科学合理的设计，以保证超高层建筑不出现倾斜，这些问题的设计是最基本的设计。俗话说，经济基础决定上层建筑，但在超根据地质条件、结构高度和荷载分布情况，综合考虑超高层建筑地基的有效埋深，选择经济合理的基础方案。一般来说，在超高层建筑中设置多层地下室，以保证结构基础的埋入端的刚度，避免水平力作用下地基的较大水平位移对结构稳定性的影响。
结束语
总之，随着超高层建筑数量的逐渐增多，其安全性越来越受到人们的重视。超高层建筑结构设计的合理性直接关系到超高层建筑的质量。因此，设计人员应在明确超高层建筑特点和可能采用的结构体系类型的基础上，对设计中的关键环节进行分析，选择合适的抗侧力结构体系，避免超高层问题的发生，应加强重力荷载和地震荷载的计算，以保证结构的稳定性，提高结构的抗震性能，进而提高超高层建筑的整体质量。
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