高层建筑结构发展现状及前沿发展方向
2.1.4 新型结构不断涌现
随着我国国民经济的持续发展，人们的消费水平有了较大提高，消费观念也发生了深刻的改变。特别是对住宅---一种最昂贵、最长久的消费品，人们已不仅仅是追求面积、地段、楼层等住宅外在的商品特性，对其内在品质诸如住宅的安全性、功能性、可改造（修复）性、自然通风采光条件、运行能耗、环保性能及周边环境等，也有了越来越高的要求。然而，与空前繁荣的住宅建设不相适应的是，在我国每年竣工的十多亿平方米住宅中，80%以上是砖混结构，而且绝大多数是毛坯房。一方面，用于住宅建设的粘土砖及其制品要消耗可耕地面积达20多万亩，造成了国有土资源的极大浪费，阻碍了国民经济的可持续发展；另一方面，二次装修不同程度地破坏了主体结构，造成人力、物力资源的重复和浪费，影响了居住环境的质量。同时，施工队伍水平的参差不齐和管理混乱使得商品住宅的质量投诉事件不断上升。因此，建设符合时代要求的全装修节能环保型的“绿色建筑”，是时代赋予我们的使命。
2.2 设计工作
我国是多地震国家，并且我国大部分高层建筑结构所在地区恰巧又是地震活动较为频繁的地区，高层建筑集中的地区为东南沿海，如上海、广东、深圳，基本风压也较大。因此高层建筑大多要考虑抗震、抗风问题。 2.2.1 抗震设计工作
主动耗能减震和被动耗能减震是建筑结构的减震最主要的两种形式。被动耗能减震在高层建筑中有被动调谐质量、阻尼器耗能支撑、带竖缝耗能剪力墙和安装各种被动耗能阻尼器等。主动减震比较复杂，其操作是由计算机控制的，结构进行主动控制和混合控制的各种作用过程由调谐质量阻尼器执行，该阻尼器被各种驱动器驱动。结构主动减震基本原理是：各种安装在结构上的驱动装置和传感器，与计算机（控制系统）相连接，传感器装置的震动和结构反应被计算机系统实时进行分析，计算机发出信号并被驱动装置接收，各种与结构反应相反的作用被计算机发出指令时驱动装置对结构不断地施加，以减小结构反应在遇到地震或风的作用下。目前，该技术在很多国家得到应用，特别是高层建筑结构中各种耗能减震控制装置得到使用。在中国这种技术还没有得到大力推广，只有部分高层
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建筑工程中得到应用。二十一世纪人类进入了互联网时代，该技术使计算机、办公电子设备和各种通讯设备不受震动干扰而安全平稳地运行，具有重要现实意义。 2.2.2 防风设计工作
作用在建筑物不同面积上的局部风载，是确定墙和屋盖单元的强度和刚度以及设计其连接件所必需的。建筑物的局部风载往往比总风载受建筑物表面形状的影响更大。现今幕墙已发展为装饰用部件并成为重要的建筑单元，窗区格的尺寸显著增大，要求玻璃设计为结构单元，承受风引起的力、遮荫和温度变形等各种综合作用。玻璃幕墙，特别是高层建筑的玻璃幕墙，不仅需要抵抗大的力还必需设计成能够适应整个建筑结构的各种变形。因此准确得出建筑物局部风载具有很重要的意义，一般只能通过风洞试验才能获得。
对风荷载的动力性质研究发现，一个高、细而柔的结构可因颤振面对风有很大的动力响应。此反应的动态放大取决于阵风频率与结构自振频率的相关程度，以及阵风大小和建筑物尺寸的相对比例。阵风成紊流的风载突然产生的效应比同样大小的荷载但渐渐作用的效应要大得多。因此风载的强度取决于它变化的快慢也取决于结构的响应。 2.2.3 防火设计工作
（一）需设置大型气体灭火系统的高层建筑一般为电信业的枢纽大楼、金融大楼、电力调度大楼、图书馆、档案大楼、广播电视大楼等。其主要特点是保护区域多、单一保护区的几何尺寸大、楼层跨度大。以上高层建筑物内需气体灭火系统保护的主要场所有计算机房、结算中心、数据库房、档案库房、贵重物品库、变配电室和电信业的交换机房、传输机房、数据通信机房、测量室、网管中心、无线机房、电源室及电力业的电力调度室、电力控制中心等。火灾类别主要属于电气火灾和A类火灾。以上建筑物一般由于电气问题而引发火灾，这一类火灾的初期往往产生较大的烟雾，所以选用良好的感烟探测装置来进行早期火灾的探测是十分必要的。火灾的形成与发展是有一定规律的，灭火系统是扑灭初期火灾的一种有效手段。
（二）疏散楼梯设计合理。发生火灾时，电路中断电梯因此不能运转，不能作为疏散楼梯，楼梯最成为主要的疏散通道。高层建筑的楼梯间应该设计成防烟楼梯、封闭楼梯间或者室外楼梯，防烟楼梯和封闭楼梯不但能对火灾起到浓烟和
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有毒气体的隔离作用还能减缓火势蔓延。设置疏散楼梯的数量要符合规定，疏散楼梯应分散布置，这样有利于人员朝多个方向疏散，避免发生火灾时人流拥挤的现象，也可以防止疏散楼梯同时被烟火封堵的情况发生。
（三）留设足够建筑物间距。在规划高层建筑物时，应该考虑到发生火灾时对周围建筑物的影响，留设足够的间距。高层建筑与相邻建筑的间隔距离应当保证在发生火灾时不会对相邻建筑物造成破坏，如果是建筑倒塌，应当保证间距足以隔离火势，避免引起周围建筑物起火，以免引起更大的火灾和造成更大的损失。
（四）合理设置防火分隔设施。在高层建筑内应该按合理的间距设置防火分隔设施。在水平方向，设置防火卷帘、防火门、防火墙等防火分隔设施在水平方向上将各楼层分割成多个分区，从而在楼层水平方向阻止火灾的蔓延；在竖直方向，楼板常常被充当防火分隔设施，但是在建筑中电梯井、竖向管道、楼梯间等的竖向井道部位，相应的防火分隔设施必须被设置。
（五）设置避难层。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，“建筑高度超过100m的公共建筑，应当设避难层（间）”，还规定：“避难层的设置，自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层。”用于发生火灾时为人员提供临时避难场所。当有火灾等紧急情况发生时，高楼上的人员可先就近到避难层暂时躲避，等待救援。避难层应设消防电梯出口、消防专用电话、并应设有消火栓和消防卷盘。避难层的建筑装修材料应采用非燃烧体。
2.3 计算分析工作
随着高层建筑的快速发展，结构层数越来越多，高度越来越大，平面布置和立面体形越来越复杂，从而使结构计算分析的重要性越来越明显，用计算机进行计算分析已成为高层建筑结构设计不可或缺的手段。计算机技术和结构分析软件的普及，一方面使结构计算分析的精度提高，另一方面为比较准确地了解结构的工作性能提供了强有力的技术手段。因此，合理地选择计算分析方法，确定计算模型和相关参数，正确使用计算机分析软件，检验和判断计算结果的可靠性等对高层建筑结构至关重要。本节将阐述高层建筑结构计算分析的基本原则和要求，主要包括结构分析模型及简化、计算参数确定、重力二阶效应及结构稳定、作用效应组合、弹塑性变形验算方法等内容。
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2.4 试验研究工作
建筑试验的任务是基于结构的受力和破坏的基本原理，使用各种仪器表和试验设备，对结构物受力后的性能进行观测，通过测量的数据，如变形、应变、温度、振幅、频率和裂缝的宽度等，来了解并掌握结构的力学性能，对结构或构件的承载能力和使用性能做出评估；本文将重点介绍结构的静力加载试验。
建筑结构试验可以根据不同的试验目的将其分为研究型试验和生产型试验。研究试验主要用在科研上，生产型试验则不同于研究型试验，生产型试验通常具有直接的生产目的和具体的工程对象。
2.5 存在的问题与不足
由于高层建筑来的施工条件恶劣、施工技术复杂，对于工程施工周期长、施工技术要求高的高层建筑必须要有健全的建筑施工技术管理机制，这样才能够有效的保证工程施工的顺利进行。但是在我国相应的建筑施工技术管理机制并没有很好的应用到一些高层建筑施工中，主要表现在：首先，分工上并不是十分的明确，在建筑施工技术人员的分工，有的工程技术人员无事可做，有的却承担多完成不了的工程施工技术工作，从而导致整个工程的工期延期或者拖延；其次，施工技术人员分工责任不明确，在施工技术出现问题时，没有相应的人员对其进行及时的解决。
一、消防安全制度不健全，消防安全责任落实不到位。施工现场管理人员不重视，思想麻痹大意，缺少现场监督与检查，对操作人员缺乏消防安全教育，人员素质参差不齐，务工人员消防安全意识不强等极易导致建筑工地发生火灾事故，极易造成重大损失和人员伤亡。
二、施工现场临时用电设备多，电气线路私拉乱扯现象较严重，用电设备线路老化。尤其在后期装饰阶段，随着施工承包队伍的增多，如果管理不善，极易引起电气火灾事故。如2009年2月5日上午9时许，武汉汉正街批发市场民房楼发生的火灾就是因为线路老化引起的。
三、由于高层建筑施工中承包单位较多，民工的流动性较大，给现场消防安全管理带来了很大难度，火灾隐患不易被及时发现。民工临时宿舍人员也较密集，个别再建工程间作宿舍和仓库，不注意用电安全，一旦发生火灾，容易产生群死群伤事故。
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四、施工现场缺少可靠的灭火器材，如干粉式灭火器设置不足或灭火器已失效。临时用水管线水压低、水量小，无法满足高层建筑消防要求。
五、施工现场道路不通畅，发生火灾后，消防车不畅通，无法靠近火场，阻碍了灭火行动。
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