建筑资质合作下我国超高层建筑结构发展

超高层建筑结构抗侧力体系是决定超高层建筑结构是否合理和经济的关键。建筑资质合作决定了合作双方是否能够合理的分工合作。此外，随着建筑高度的不断增加，建筑功能越来越复杂，对结构抗侧力体系的效率要求也越来越高，对结构体系的创新也越来越迫切。超高层建筑结构抗侧力体系的发展除了从传统的框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒、框筒结构逐步向框架-核心筒-伸臂、巨型框架、桁架支撑筒、筒中筒、束筒等结构体系转变外，还衍生出交叉网格筒、米歇尔( Michell) 桁架筒以及钢板剪力墙等新型结构体系，并进化出了多种体系杂交混合使用。结构材料也从纯混凝土结构、钢结构向钢-混凝土混合结构转变。

结构体系呈现主要抗侧力构件周边化、支撑化、巨型化和立体化的特点。建筑业态综合化、高度不断突破、消防疏散等因素也促使其由单幢超高层建筑朝若干超高层建筑塔楼组成的“空中城市”以及连体结构发展。

当建筑高度超过300m，建筑体型复杂以及建筑高宽比大于6时，风荷载往往成为超高层建筑结构控制水平荷载。横风向荷载不容忽视，建筑顶部舒适度不易满足，风洞试验、风荷载动力响应优化以及附加阻尼装置成为结构抗风设计的主要手段。

建筑高度大于200m、高宽比较大、建筑体型复杂或地形和环境复杂时宜进行风洞试验或数值风洞模拟确定风荷载。数值风洞模拟结果受到数值模型本身和数值迭代算法等诸多因素影响，分析结果离散性较大，一般用于建筑方案设计阶段，用来探讨建筑体型变化对结构抗风性能的影响及优化建筑体型。常用的风洞试验方法有测压模型试验、测力天平试验、气弹模型试验和高雷诺数试验等。测压模型试验通过测压计测得作用于模型上风压力分布，一般用于确定主体结构上的风荷载和围护结构上的风荷载。测力天平试验通过测力仪测得作用于模型底部的整体弯矩，进而估算建筑物的风荷载和响应，不能用于局部结构和围护结构设计。

如高度超过500m的超高层建筑或高宽比大于10 的重要结构，宜通过气弹模型试验评估风致动力响应和风荷载。对表面为连续曲面不带尖角的建筑，如上海中心、迪拜哈利法塔等，其绕流状态随雷诺数有较大的变化，需通过高雷诺数试验，验证小比例边界层风洞模型试验的结果是否可以用于实际结构的设计。风洞试验中的地面粗糙度应结合实际周边地形和建筑物分布来设置。金茂大厦在90 年代初设计时考虑了将来陆家嘴区域规划中周边上海IFC 等拟建高层建筑的影响，与自身单栋塔楼相比其横风向响应增大33%。

随着改革开放的深入，设计市场也开始对外开放，一批国外设计事务所进入中国，他们带来了新的设计理念和技术。本土设计师在与境外同行合作设计过程中开阔了视野，也得到了提高。这个时期建筑高度进一步提升，结构形式更为多样，出现了钢结构和钢-混凝土混合结构的高层建筑，代表性建筑有上海新锦江大酒店、希尔顿大酒店、北京京广中心，京城大厦、深圳发展中心、南京金陵饭店等一批有影响的高层建筑。我国已经形成了比较完善的高层建筑结构设计、施工的规范和标准体系，对保证工程质量起了巨大的作用。

超高层建筑承受的风荷载效应较大，对抗风设计而言，减小风荷载比增大结构刚度和强度更加有效。因此超高层建筑抗风设计首先考虑减小风荷载，在建筑方案前期工程师就参与配合，与建筑师一起通过优化建筑形体和结构动力特性来减小风荷载，其对提高超高层建筑结构安全、经济性以及大楼使用品质大有益处。此外，由于横风向响应比顺风向响应对风向角更为敏感，因此超高层建筑的朝向优化往往更有实际效益。大量工程实例表明，超高层建筑的风向角折减效应能达到15% ～ 25%。