浅谈我国高层建筑结构的现状及发展

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　　摘    要：在土地资源日益贫乏的今天，高层建筑的出现势必会成为城市建设的主流发展方向。基于此，本文对高层建筑结构的现状和发展进行了全面分析，以期促进高层建设的顺利开展。
　　关键词：高层建筑结构;现状;发展方向
　　1  引言
　　随着科技的不断进步，建筑施工得到了完善，这为高层建筑的发展提供了物质基础和技术条件。同时高层建筑的出现，也为我国带来了新的研究方向。我们需要进一步了解其现状和发展，进而为建造更多优秀的高层建筑不断努力。
　　2  高层建筑的发展历史
　　结合古今中外发展历史不难看出，高层建筑在我国历史发展中占有较为重要的位置，如我们所熟知的料敌塔，其就是高层建筑的代表之一，其修建于北宋时期，经过千年的洗礼，仍屹立不倒。之后随着社会的发展，西方文化逐渐渗入到我国，我国很多建筑在保留自身特色的基础上，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层建筑，如花园大酒店，这为高层建筑的发展带来了动力。
　　发展至今，高层建筑在建筑高度上又进行了一次革新，如阿联酋迪拜塔、上海国际饭店、广州白云宾馆等，这些建筑高度已达到400米以上，最高的已达到800米，其逐渐成为城市建设的主要风向标。此外，随着技术和经济的发展，很多新型建筑材料被广泛应用到高层建筑施工中来，这些材料的应用，改变了传统承重墙的厚度，加大了木梁木柱的限高，使得建筑结构更具灵活性、多变性和实用性。
　　3  高层建筑结构发展的特点
　　3.1  建筑高度的不断增加
　　通过对近几年我国及国际上高层、超高层建筑数量的统计可以看出，我国同美国在高层建筑数量上已经持平，均在33栋左右，这说明我国高层建筑已处于世界前列。高层建筑的出现，为人们生活带来了改变，缓解了土地危机。而且在建筑材料和制作工艺方面，也达到了较高的发展水平，其经济性、实用性等优势也在逐渐突显。
　　3.2  结构体系的复杂化
　　随着各国文化的融合，人们的审美发生了改变，这使得高层建筑设计不再局限于建筑外观的美观性上，而是在美学理念的基础上，在保证建筑结构质量的前提下，不断增强建筑的实用性和经济性。例如，在我国绝大部分地区，必须采取抗地震，防台风等建筑保障。种种问题的叠加，使得我国高层建筑的结构体系复杂程度也趋于世界前列。另外，在内部结构上，随着人们需求的不断增多，空间利用率、环境设施、光照等因素也成为人们重点考虑内容，设计者们需要通过不同角度的综合考量，来不断加强结构设计的合理性和科学性，提高高层建筑质量。
　　3.3  混合材料结构为主
　　如今的建筑材料商，仍会以钢筋混凝土结构为主，这主要是因为，钢筋混凝土结构具有较强的耐久性和承压能力，并对于保证高层建筑质量和安全有着重要意义。同时该材料的成本相对较低，实用性高，所以在未来发展中，混凝土也将被广泛应用在高层建筑中。
　　4  高层建筑发展现状分析
　　4.1  建筑结构设计方法的完善
　　随着社会环境的不断变革，技术水平的不断提高，人们对于建筑的要求也越来越严格，这也促使了建筑结构设计向着多元化、更高层次的发展。在高层建筑结构设计中，最为主要的内容就是抗震设计和弹塑性力学性能设计。在抗震设计中，需要结合当地以往的实际情况，合理规划建筑的抗震等级，以保证在地震灾害发生时建筑的稳固性，减少损失的形成。与此同时，还要对结构的连接情况和受力情况予以重点分析，以削弱力的传导效果，从而在地震灾害中，实现力的抵消，保证建筑的安全稳定性。而在弹性受力性能的研究中，需要不断寻求与实际情况相符的本构关系，并加以完善，以增强建筑的美观性、实用性、安全性和可靠性。
　　4.2  数值模拟在建筑结构设计中的应用
　　由于建筑结构体积较大，投资的资金成本较多，科研人员想要进行实际的结构模型试验是很难的，但是数值模拟技术的出现，为科研工作带来了较大便利。数值模拟的优势在于：首先，不仅能够对较为复杂的建筑结构进行模拟，还可以对细节部位的受力情况实行准确模拟;其次，针对多种荷载情况，对不同的材料以及边界条件实行有效模拟，并通过函数计算实现荷载、接触、分线性材料等的合理划分;再次，分析结果的精确度更高，显示也更加形象;再者，对于单位结构设计的合理性、空间尺寸的封闭性以及空间位置的合理性能够进行全面细致的检查，及时发现其中存在的问题，并加以改善，进而强化高层建筑的整体效果。最后，实现了动力分析、可靠度概率设计、结构优化设计等相关内容。但是其劣势在于建模程度较为复杂，涉及的专业知识较多，工作量较大。
　　5  高层建筑未来的发展趋势
　　5.1  裝配式建筑应用
　　传统的建筑工程主要采用的是现场浇筑的施工方式实现的，这种方式虽然在保证建筑稳固性上有着显著效果，但是会消耗较多的人力、物力，存在的质量问题也相对较多，进而对环境造成较为严重的影响。在现今发展中，该种建筑形式已经无法适应现今发展的需求。为了更好的适应我国可持续发展战略的内容，在国家和政府的大力支持下，装配式建筑结构体系迎来了新的发展契机。装配式建筑作为符合现阶段发展需求的一种建筑方式，其具有的特征为：
　　1）标准化、模数化;2）合成材料较少，环保性能高;3）建设工期较短，施工难度较低;4）施工准确性较高。同时伴随装配式剪力墙结构、装配式框架结构等的应用，提升了装配式建筑内部结构空间的灵活性和多变性，更好地满足了人们现今对建筑的需求和要求。
　　5.2  BIM技术的应用
　　由于建筑工程的周期相对较长，涉及的内容较多，这使得建筑工程设计与施工往往会存在分离的情况，进而影响了建筑工程质量，阻碍了生产效率和经济效益的提高。尤其在图纸和技术交底工作中，由于信息丢失或者传输不及时等情况导致的质量问题频频发生，为建筑企业带来了较大的损失。不过BIM技术出现后，为建筑行业信息化的发展带来了更大空间和机遇，且在在技术作用下，更好的实现了各环节之间的衔接，促进了施工作业的顺利开展。
　　BIM技术是通过三维数字技术的应用来提升各环节的施工质量和施工效率的，并通过该技术的应用实现了信息模型的建立，帮助工作人员更好的完成工程策划、设计、施工、运营和管理工作，确保每个环节的施工质量，减少危险的发生。具体来说，BIM技术的特点有：
　　首先，信息的集成性和联动性，能够将建筑结构中相关联的结构参数进行统一的修改和完善;其次，协调性和统一性。通过信息平台的建立，实现了各环节、各部门之间的信息传递，完成信息数据的实时共享，进而为图纸、方案等的修改和优化奠定了坚实基础，并且也加大了施工作业的监控力度，确保实际施工与设计内容的符合性;最后，参数化设计。通过BIM技术的应用为工作的协调以及工作效率的提升带来了较大帮助。工作人员在构建的信息模型中，任何时间的参数修改都可以被直观的体现出来，并形成联动修改效果，帮助工作人员全面掌握修改内容及其后续施工作业的标准要求，以此提高工程质量。
　　6  结语
　　通过本文的深入研究，让我们认识到高层建筑作为城市现代化的标志，对经济建设与发展起到了重要的推动作用。相信在日后的研究中，高层建筑将更加完善，且符合城市化发展的需要。
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