淺談我國高層建筑結構的現(xiàn)狀及發(fā)展

王嘉旭

摘? ? 要：在土地資源日益貧乏的今天，高層建筑的出現(xiàn)勢必會成為城市建設的主流發(fā)展方向?；诖?，本文對高層建筑結構的現(xiàn)狀和發(fā)展進行了全面分析，以期促進高層建設的順利開展。

關鍵詞：高層建筑結構;現(xiàn)狀;發(fā)展方向

1? 引言

隨著科技的不斷進步，建筑施工得到了完善，這為高層建筑的發(fā)展提供了物質基礎和技術條件。同時高層建筑的出現(xiàn)，也為我國帶來了新的研究方向。我們需要進一步了解其現(xiàn)狀和發(fā)展，進而為建造更多優(yōu)秀的高層建筑不斷努力。

2? 高層建筑的發(fā)展歷史

結合古今中外發(fā)展歷史不難看出，高層建筑在我國歷史發(fā)展中占有較為重要的位置，如我們所熟知的料敵塔，其就是高層建筑的代表之一，其修建于北宋時期，經(jīng)過千年的洗禮，仍屹立不倒。之后隨著社會的發(fā)展，西方文化逐漸滲入到我國，我國很多建筑在保留自身特色的基礎上，融入了西方文化特征，建立了很多不同立面和平面形式的高層建筑，如花園大酒店，這為高層建筑的發(fā)展帶來了動力。

發(fā)展至今，高層建筑在建筑高度上又進行了一次革新，如阿聯(lián)酋迪拜塔、上海國際飯店、廣州白云賓館等，這些建筑高度已達到400米以上，最高的已達到800米，其逐漸成為城市建設的主要風向標。此外，隨著技術和經(jīng)濟的發(fā)展，很多新型建筑材料被廣泛應用到高層建筑施工中來，這些材料的應用，改變了傳統(tǒng)承重墻的厚度，加大了木梁木柱的限高，使得建筑結構更具靈活性、多變性和實用性。

3? 高層建筑結構發(fā)展的特點

3.1? 建筑高度的不斷增加

通過對近幾年我國及國際上高層、超高層建筑數(shù)量的統(tǒng)計可以看出，我國同美國在高層建筑數(shù)量上已經(jīng)持平，均在33棟左右，這說明我國高層建筑已處于世界前列。高層建筑的出現(xiàn)，為人們生活帶來了改變，緩解了土地危機。而且在建筑材料和制作工藝方面，也達到了較高的發(fā)展水平，其經(jīng)濟性、實用性等優(yōu)勢也在逐漸突顯。

3.2? 結構體系的復雜化

隨著各國文化的融合，人們的審美發(fā)生了改變，這使得高層建筑設計不再局限于建筑外觀的美觀性上，而是在美學理念的基礎上，在保證建筑結構質量的前提下，不斷增強建筑的實用性和經(jīng)濟性。例如，在我國絕大部分地區(qū)，必須采取抗地震，防臺風等建筑保障。種種問題的疊加，使得我國高層建筑的結構體系復雜程度也趨于世界前列。另外，在內部結構上，隨著人們需求的不斷增多，空間利用率、環(huán)境設施、光照等因素也成為人們重點考慮內容，設計者們需要通過不同角度的綜合考量，來不斷加強結構設計的合理性和科學性，提高高層建筑質量。

3.3? 混合材料結構為主

如今的建筑材料商，仍會以鋼筋混凝土結構為主，這主要是因為，鋼筋混凝土結構具有較強的耐久性和承壓能力，并對于保證高層建筑質量和安全有著重要意義。同時該材料的成本相對較低，實用性高，所以在未來發(fā)展中，混凝土也將被廣泛應用在高層建筑中。

4? 高層建筑發(fā)展現(xiàn)狀分析

4.1? 建筑結構設計方法的完善

隨著社會環(huán)境的不斷變革，技術水平的不斷提高，人們對于建筑的要求也越來越嚴格，這也促使了建筑結構設計向著多元化、更高層次的發(fā)展。在高層建筑結構設計中，最為主要的內容就是抗震設計和彈塑性力學性能設計。在抗震設計中，需要結合當?shù)匾酝膶嶋H情況，合理規(guī)劃建筑的抗震等級，以保證在地震災害發(fā)生時建筑的穩(wěn)固性，減少損失的形成。與此同時，還要對結構的連接情況和受力情況予以重點分析，以削弱力的傳導效果，從而在地震災害中，實現(xiàn)力的抵消，保證建筑的安全穩(wěn)定性。而在彈性受力性能的研究中，需要不斷尋求與實際情況相符的本構關系，并加以完善，以增強建筑的美觀性、實用性、安全性和可靠性。

4.2? 數(shù)值模擬在建筑結構設計中的應用

由于建筑結構體積較大，投資的資金成本較多，科研人員想要進行實際的結構模型試驗是很難的，但是數(shù)值模擬技術的出現(xiàn)，為科研工作帶來了較大便利。數(shù)值模擬的優(yōu)勢在于：首先，不僅能夠對較為復雜的建筑結構進行模擬，還可以對細節(jié)部位的受力情況實行準確模擬;其次，針對多種荷載情況，對不同的材料以及邊界條件實行有效模擬，并通過函數(shù)計算實現(xiàn)荷載、接觸、分線性材料等的合理劃分;再次，分析結果的精確度更高，顯示也更加形象;再者，對于單位結構設計的合理性、空間尺寸的封閉性以及空間位置的合理性能夠進行全面細致的檢查，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并加以改善，進而強化高層建筑的整體效果。最后，實現(xiàn)了動力分析、可靠度概率設計、結構優(yōu)化設計等相關內容。但是其劣勢在于建模程度較為復雜，涉及的專業(yè)知識較多，工作量較大。

5? 高層建筑未來的發(fā)展趨勢

5.1? 裝配式建筑應用

傳統(tǒng)的建筑工程主要采用的是現(xiàn)場澆筑的施工方式實現(xiàn)的，這種方式雖然在保證建筑穩(wěn)固性上有著顯著效果，但是會消耗較多的人力、物力，存在的質量問題也相對較多，進而對環(huán)境造成較為嚴重的影響。在現(xiàn)今發(fā)展中，該種建筑形式已經(jīng)無法適應現(xiàn)今發(fā)展的需求。為了更好的適應我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的內容，在國家和政府的大力支持下，裝配式建筑結構體系迎來了新的發(fā)展契機。裝配式建筑作為符合現(xiàn)階段發(fā)展需求的一種建筑方式，其具有的特征為：

1）標準化、模數(shù)化;2）合成材料較少，環(huán)保性能高;3）建設工期較短，施工難度較低;4）施工準確性較高。同時伴隨裝配式剪力墻結構、裝配式框架結構等的應用，提升了裝配式建筑內部結構空間的靈活性和多變性，更好地滿足了人們現(xiàn)今對建筑的需求和要求。

5.2? BIM技術的應用

由于建筑工程的周期相對較長，涉及的內容較多，這使得建筑工程設計與施工往往會存在分離的情況，進而影響了建筑工程質量，阻礙了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的提高。尤其在圖紙和技術交底工作中，由于信息丟失或者傳輸不及時等情況導致的質量問題頻頻發(fā)生，為建筑企業(yè)帶來了較大的損失。不過BIM技術出現(xiàn)后，為建筑行業(yè)信息化的發(fā)展帶來了更大空間和機遇，且在在技術作用下，更好的實現(xiàn)了各環(huán)節(jié)之間的銜接，促進了施工作業(yè)的順利開展。

BIM技術是通過三維數(shù)字技術的應用來提升各環(huán)節(jié)的施工質量和施工效率的，并通過該技術的應用實現(xiàn)了信息模型的建立，幫助工作人員更好的完成工程策劃、設計、施工、運營和管理工作，確保每個環(huán)節(jié)的施工質量，減少危險的發(fā)生。具體來說，BIM技術的特點有：

首先，信息的集成性和聯(lián)動性，能夠將建筑結構中相關聯(lián)的結構參數(shù)進行統(tǒng)一的修改和完善;其次，協(xié)調性和統(tǒng)一性。通過信息平臺的建立，實現(xiàn)了各環(huán)節(jié)、各部門之間的信息傳遞，完成信息數(shù)據(jù)的實時共享，進而為圖紙、方案等的修改和優(yōu)化奠定了堅實基礎，并且也加大了施工作業(yè)的監(jiān)控力度，確保實際施工與設計內容的符合性;最后，參數(shù)化設計。通過BIM技術的應用為工作的協(xié)調以及工作效率的提升帶來了較大幫助。工作人員在構建的信息模型中，任何時間的參數(shù)修改都可以被直觀的體現(xiàn)出來，并形成聯(lián)動修改效果，幫助工作人員全面掌握修改內容及其后續(xù)施工作業(yè)的標準要求，以此提高工程質量。

6? 結語

通過本文的深入研究，讓我們認識到高層建筑作為城市現(xiàn)代化的標志，對經(jīng)濟建設與發(fā)展起到了重要的推動作用。相信在日后的研究中，高層建筑將更加完善，且符合城市化發(fā)展的需要。

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