超高层建筑结构体系的新发展与展望

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摘 要：随着社会经济的不断发展，建筑业中涌现出了很多新型的高层建筑和超高层建筑，这些建筑在满足社会要求的同时，也成为了当下一道迷人的风景线。文章将围绕超高层建筑的结构特点和体系进行讨论，并提出对超高层建筑结构体系的未来发展的展望。

关键词：超高层建筑；结构体系；新发展

引言

随着科技日新月异的发展，高层建筑如雨后春笋般层出不穷，超高层建筑结构体系的研究成为了设计师们关注的重要课题。超高层建筑结构的发展包括了新型材料的应用、新型的结构体系和设计理念，不仅一定程度上解决了人们关心的空间利用问题，也是建筑业未来发展的重要组成部分。在现有超高层建筑特点的基础上，不断创新优化，来满足人们日益增长的需求，更是我们需要加以关注的重要问题。

1 超高层建筑结构特点

在超高层建筑结构的设计中，水平和垂直荷载能力对于高层建筑整体本身是一项重要的考验。建筑结构中会受到风荷载或者地震荷载这样的水平方向的荷载，建筑结构本身不同，水平荷载也会发生较大的变化；而竖直方向的承重对于一个固定建筑来讲是固定的，所以只要将超高层建筑的负荷力控制在一定程度，对于整体建筑结构的完成质量起到决定性的作用。在对抗荷载的同时，也需要考虑到建筑的抗震能力。因为发生地震或者是风荷载作用时，建筑结构发生变形的情况会更为复杂，所以也要关注结构延性的设计，提高整体建筑结构的质量。

2 超高层建筑的结构体系

2.1 框架结构

框架结构在超高层建筑结构体系中是基础结构，也是使用较为广泛的结构。框架结构是由梁和柱等连接组成的。这种框架结构的优点是较为灵活的平面布置和整体空间较大的框架结构。单独的框架结构对于建筑的高度有很大的限制，剪力墙体系也就发挥了改善高度的作用，在建筑物的高度上相比框架有一定的提高。只需在建筑物的适当位置设置一定数量的剪力墙，就可以在很大程度上提高建筑物的承载力，并且满足了规范的要求。剪力墙承受了水平方向的荷载，框架具有承受竖直方向的力的作用，剪力墙和框架通过刚度较强的楼板和连续梁组合到一起，产生相互合作的建筑结构体系。

2.2 剪力墙体系

剪力墙体系具有良好的整体性和空间稳定作用，在高层建筑中比框架结构的抗侧力能力要好。剪力墙具有一定的整体性的结构优势，在水平外力的影响下产生的侧移小，并且力的传递均匀，因此广泛应用于在超高层建筑结构体系中。剪力墙大多是钢筋混凝土的材质，也具有不错的抗震能力。缺陷是结构自重比较大，灵活性不好。

2.3 全剪力墙结构

全剪力墙结构指的是全部由剪力墙组成的结构体系，其中剪力墙承受了所有来自水平方向和垂直方向的外力。全剪力墙建筑结构有着比框架剪力墙结构更高的高度。但是全剪力墙的造价成本比较高，而且内部空间不能随意分割。所以在实际工程里，设计者通常会优先考虑框架剪力墙。当剪力墙处于无法全部落地式的情况下，而建筑的底部又需要较大的空间，设计师就会采用底部框支剪力墙结构的体系。

2.4 避难层的设置

高层建筑里，避难层的设置体现了对人们生命安全的尊重，它的存在是十分必要的。避难层一定程度上起到生命保护的作用，因此对于避难层设计的要求以及规范也是比较复杂的。一旦建筑中发生火灾时，避难层的空间大、通风好，人们可以在避难层进行避难。避难层的设置需要关注很多问题，比如：避难层要有全套的消防设备，设置消防电梯口等，给人们多一个安全保证，人们在遇到危险的时候能够安全逃生。

2.5 筒体结构

筒体结构是高层结构综合演变和不断发展的结果，是框架剪力墙结构和全剪力墙结构发展的产物。筒体在结构中起到抗侧力的作用，包含有多种形式。筒体结构有两种类型：实、空腹体。在筒体结构中，剪力墙集中而拥有较大的自由分割空间，同时具有较强的抗震与抗风能力，这是筒体结构的一大特点。因此筒体结构也是超高层建筑中经常使用的，例如写字楼等。

3 超高层建筑结构体系的未来发展与展望

早期超高层建筑在国内的数量十分稀少，主要分布于经济发达的城市中。随着建筑体系的不断完善以及国内经济水平的整体提升，超高层建筑在众多城市中都兴建起来，侧面表现了我国城市化的速度正逐步加快。超高层建筑结构体系在高速发展的过程中，带给了我们很多思考：超高层建筑的存在伴随着资源消耗和综合污染，大量建设是否真的有必要；超高层建筑的数量是否需要限制，怎样算达到建筑饱和；超高层建筑的运营是否给当地带来了积极的影响等等。这些问题是超高层建筑结构未来发展面临的挑战，需要建筑者甚至运营商去仔细斟酌。

尽管有这些问题和困难的存在，人们对于超高层建筑发展依然十分看好。超高层建筑的存在拓展了人们的生存空间，解决了土地资源的问题，让人们在有限的空间里稳定持续的获取收益。超高层建筑结构体系，经过一系列的标准制约构成了一体化的体系，形成了新型的稳定结构。在超高层建筑结构未来发展的过程中，我们要不断总结建设超高层建筑结构的体系以及特点，在这些总结经验中寻找新的突破点。在很多实际案例中也可以看出来，现在很多超高层建筑结构正在向着更合理有效的受力体系和更符合使用和质量需求的方向发展。我们在创新的过程中不能忽视超高层建筑的耐久性和稳固性的特点，在此基础上完善结构体系，给出全新的发展方向。

4 结束语

超高层建筑的存在不仅解决了土地资源紧张的问题，也是一个国家经济发展水平的展示。我们相信超高层建筑结构体系正在向着更为合理并且不断完善的方向前进。超高层建筑的结构设计是一项全面系统化的工作，对于建筑业的发展起到重要的作用，也是超高层建筑结构体系发展的灵魂工作。新的高层建筑结构设计丰富了建筑业的内容，为人们提供更加舒适可靠的生活工作空间的同时，也会尽最大可能做到环保、节能，这也会是建筑业发展的努力目标。高层建筑设计师也需要不断发现人们对于高层建筑的需求，提高自身的专业水平，用实战经验解决发展中出现的关键问题，促进超高层建筑结构体系的优良发展。

参考文献

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作者简介：姜桂荣，本科，研究方向：工程师，建筑结构。