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摘要：随着我国建筑行业的不断发展，超高层建筑物在我国日益增多，对超高层建筑的设计发展产生了巨大影响。超高层建筑物的结构设计仍存在很多问题及提升空间，因此研究超高层建筑物结构设计的关键具有重要意义。本文就超高层建筑结构体系开展阐述，从结构特点、结构体系的选择等入手，探讨超高层建筑结构设计的关键。
关键词：超高层建筑；结构设计；关键性问题
目前国内经济与科技水平正在不断进步，作为现代化社会的重要建筑体系，超高层建筑逐渐获得人们的关注。然而建设超高层建筑是一个复杂的过程，一方面需要保证结构安全性，另一方面保证设计使用的科学性与合理性。因此需要注意以下问题，提高超高层建筑的整体质量水平。
1高层建筑结构特点
超高层建筑结构的设计应注意两个方面：一是超高层建筑在水平方向的荷载，二是超高层建筑在垂直方向的荷载。在着手开展结构设计时，首要注意的是外界因素产生的水平方向的荷载对超高层建筑的影响[1]。对于高层建筑，风荷载与地震力对其的影响至关重要，这是因为风荷载是超高层建筑的主要控制荷载，气流经过高耸结构物会产生明显的三维风荷载效应，即顺风向、横风向和扭转风荷载，从而引起结构在三个方向上的振动。竖向荷载对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用，水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比，对一定高度建筑来说，水平荷载的风荷载和地震作用的数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化，因此抗风设计及抗震设计是超高层建筑结构设计的核心部分。
2超高层建筑结构体系的选择
2.1结构体系分类
（1）框架结构体系，框架结构是指利用梁柱组成水平和垂直两个方向的框架体系，使其可以同时承受水平和垂直荷载。高层建筑采用框架结构的优点是平面布置灵活，有较大的建筑空间，建筑立面处理比较方便。然而这种结构也具有一定的缺点，其横向刚度小，易发生侧移；（2）剪力墙结构体系，是指钢筋混凝土构成的承重体系。其优点是整体结构性好，刚度大，受到水平方向的荷载作用下不宜变形，无梁柱外露，较为美观，多运用于高层建筑中；（3）框架-剪力墙结构，将框架结合和剪力墙结构的优点结合，不仅增加了建筑布局的灵活性，同时加强了超高层建筑的抗震能力，满足不同建筑功能的需求[2]。
2.2选用原则
按照合理、经济和安全等原则选择合适的超高层建筑体系，同时以建筑物的要求、建筑物的高度和建筑施工的环境等作为依据，使其具有较好的承受压力的能力。
2.3材料分析
钢筋混凝土料是超高层建筑建设过程中应用最多的材料，其选用以超高层建筑结构的设计要求为主要依据，从而较好地发挥材料的最佳性能。钢筋混凝土材料具有耐久性和结构刚度大、耐火性较好等优点，导致钢筋混凝土材料更多地被应用于建筑领域。除此之外需要注意结构厚度问题，合理地选择钢筋混凝土的材质。
2.4体系选择
在其结构设计中主要采用钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构以及全钢结构。高钢体系兴起于19世纪末期，目前已经在世界各国展开应用。使用高钢作为高层建筑结构体系的选择之一，其优点是承载能力高、自重轻，与钢筋混凝土结构相比大概轻30%~50%，较好的延展性能，结构所占面积和空间也小，这种结构的抗震性能普遍偏好，但也存在抗火性能差、造价高的缺点。多适用于公共建筑、商业建筑、多层建筑以及住宅等，尤其适用于40层以上的超高层建筑。在开展超高层建筑结构体系的选用时，首要需要注意其安全及经济性，同时依据超高层建筑的高度和施工环境来选择，确保其具有较强的承压能力。
3高层建筑结构设计的问题分析及对策
3.1扭转问题
超高层建筑结构设计的核心是刚度的中心、几何形心和结构重心，设计关键就是在设计的时候将刚度的中心、结构重心[3]和几何形心重合，然而，超高层建筑物结构的扭转问题主要就是在开展结构设计时，超高层建筑物没有使得三者合一导致其在水平压力下出现扭转。为了避免结构设计中出现的扭转问题，应在结构设计中选择合理的平面布局，尽量将超高层建筑物的核心统一，避免建筑物的扭转，从而保证了在超高层建筑的安全性。
3.2受力性能问题
在建筑方案设计阶段，设计师偏向关注于建筑空间的使用与外观美感，反而很少注意建筑物的具体结构特征，从而导致超高层建筑物结构设计的受力性能存在一定问题。因此，在开展超高层建筑物的结构设计时，首先要弄清楚结构体系中向下作用力和地基承载力之间的关系，其次注意在方案选择阶段时，还需要对超高层建筑的主要承重部位的布局和数量开展整体设计。
3.3超高问题
现阶段超高承重的问题在超高层建筑群中普遍存在，因此，我国对超高层建筑的抗震能力方面有着严格要求，并且对超高层建筑的高度颁布了相关规定。在设计过程中需要认真审核结构设计方案，避免其中存在的超高问题，在结构设计的过程中，设计人员应该重视由于结构类型的更换而导致超高层建筑物高度超限的问题。
3.4嵌固端的设置问题
在国内大部分超高层建筑都会配置两层以上地下室，因此在结构设计中一般将嵌固端设置在地下室顶板的位置，其主要目的是为了保证整体结构的稳定性，同时减弱对地震效应的影响。然而结构设计师一般会忽略嵌固端的设置问题带来的后期影响，通常在施工阶段发现地下室顶板不满足嵌固端设置要求，导致结构方案的修改，留下安全隐患。由于超高层建筑的结构嵌固端对高层建筑基础具有一定的要求，确保其基础需具有一定的埋置深度。因此，结构设计师要明确嵌固端设置的问题，精确计算模型，考虑日后存在的嵌固端不满足的问题，避免在施工过程中因嵌固端的设置而修改设计方案。
4基础设计
超高层建筑中最为关键的设计就是基础设计，建筑物所承受的各种荷载都需通过基础传送给地基，因此基础设计对超高层建筑物结构整体设计具有非常重大的影响。超高层建筑的主要特点是楼层数多，上部结构荷载大且集中，因此基础埋置必须满足深度大，基地稳定和变形性能的具体要求，同时需要考虑由于上部荷载不统一或地形问题产生的地基不均匀沉降，避免日后建筑物出现倾斜的状况发生。超高层建筑物的基础通常采用桩形、筏形或者复合基础，其选型设计应根据工程地质条件、施工条件、上部结构情况、抗震设防和周围环境条件等因素综合考虑。在桩基的采用方面，埋置的深度也必须按照相关的设计要求严格开展，确保超高建筑物适合设置地下室结构。除此之外，在基础设计前应该预先在拟建高层建筑物的范围附近设置地下连续墙作为挡土支护。对于超高层建筑的楼层中心范围应该主要采用深埋的基础设计，保证超高层建筑物的中筒和相邻的墙体直伸到基础内，而一些外墙等结构可以采用人工挖孔桩的方法。
总结
总而言之，超高层建筑的结构设计是一个复杂的设计过程，其设计的好坏直接影响着超高建筑物的质量与使用。现阶段我国超高层建筑的快速发展，促使对超高层建筑结构设计的要求日益增高，同时也促进结构设计师不断提升自己的专业水平，及时总结经验，避免超高层建筑物结构设计中的关键性问题，另外在设计超高层建筑的工作中，设计人员应加强对结构体系的选型，考虑钢管结构、深基坑支护结构等一系列问题，加强对专业技术人才的培养，从而促进我国超高层建筑行业的进一步发展。
参考文献
[1]锅怀祥.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].中华民居.2014 (09)
[2]徐春帅.超高层建筑结构设计的关键性问题思考[J].建筑科学.2015 (13)
[3]卓瑜,林新阳.超高层建筑结构设计的若干问题[J].广东土木与建筑. 2001(03)