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摘要：超高层建筑即将成为我国城市建筑的主角,那么关于超高层建筑的结构设计方面就需要作出有价值的思考与突破，我国现代高层建筑的设计核心即结构设计。因此，研究其存在的问题并尽快解决是其关键所在。本文主要介绍超高层建筑的特点及其结构设计存在的问题，并且以某工程为例，就其加固设计谈一下个人的观点和认识，以供参考。
关键词：超高层建筑；结构设计；加固设计；对策
超高层建筑的结构设计势必要首先考虑建筑物所承受的水平方向的载力，这是为了抗击地震以及暴风等自然环境对超高层建筑的影响，再就是考虑承受垂直方向的载力。超高层建筑和低层建筑相比，主要有以下几方面特点:首先要具备一定程度的抗震能力，要能够承受与大自然风力基本相等的水平压力；再次要足以承受E的重力负荷。由于现代建筑物的高度越来越高，因此水平位移越来越大，当水平位移达到一定程度的时候，就很可能威胁到整个建筑物的安全性和稳固性。因此，对超高层建筑建设的专业程度要求更高。
一、超高层建筑结构设计的关键性问题及其对策
超高层建筑的结构设计是一项非常复杂且系统的工程项目，它不仅要求设计的结构具有可行性，也就是所说的结构设计科学合理，在现实中可以通过工程达到良好效果。
（一）结构方案确定问题
在对超高层建筑进行方案设计时，设计人员需要非常充分地考虑到结构方案，并且确保结构方案对整体超高层建筑方案的设计充分配合，但是，在设计超高层建筑结构方案时也要确保结构方案的实施具有良好可行性。同时还要力求创新，唯有如此才能确保整体建筑工程社会效益和经济效益的双赢。
（二）建筑受力问题
就一般情况而言，设计师一开始进行超高层建筑的方案设计时，一般只会考虑到建筑的使用要求以及空间形态，而很少从建筑结构受力方面来考虑，因此就很可能引起建筑设计方案在结构受力方面考虑上不足的问题，从而造成建筑在结构受力性能上存在问题。因此，对于设计师而言，在进行超高层建筑物的结构设计时，首先要确认自己所选用的结构体系在水平和竖向有足够的承载能力，同时也要确保和地基基础的承载能力不会出现明显的冲突而导致建筑的低可靠性。
（三）建筑抗震性能问题
对于超高层建筑来说，地震的水平作用影响就尤为明显了，因此设计人员做好超高层建筑结构的抗震设计就十分有必要了。在结构设计中，抗震设计必须要以性能化设计为前提，在这样的情况下，再按照抗震性能目标和水准的要求，在完全保证变形能力、承载力都满足结构安全要求的基础上，设计人员通过对部分位置、关键构件或整个结构的增强或加固，以达到预期的抗震性能目标，从而确保建筑整体抗震设计安全目标的实现。在抗震设计中，设计人员一定要首先按照相关的规范要求，来确定框架梁、核心筒剪力墙、核心筒剪力墙连梁、外围框架柱等关键构件的抗震设计与其性能目标，通过弹性计算分析，依次复核设计值、标准值以及极限值，来分析关键构件的抗剪、抗弯承载力是否能够达到所需要的相应要求，然后设计师要对各项不规则进行一一审查，以确保建筑结构抗震的科学、合理、可靠，保证建筑结构的安全[1]。
（四）建筑超高问题
（五）建筑扭转问题
刚度的中心、整体结构的重心和几何形心是超高层建筑结构设计的三个核心。超高层建筑结构的扭转问题其关键在于设计师进行设计的时候没有把刚度的中心、结构重心以及几何形心进行重合,从而造成了建筑物在水平压力下出现扭转现象这一问题的出现。这就告诫设计者，他们在设计时一定要尽量注意平面布局图的合理性与可实用性,可以在一定程度上避免或预防建筑物的扭转问题，保证在超高层建筑中刚度中心、整体结构的中心和几何形心三个核心的重合[2]。
（六）嵌固端问题
由于我国现有的部分超高层建筑物在结构设计时都配置了地下室,那么超高层建筑的嵌固端自然而然就被设置在地下室的顶板位置。超高层建筑的结构嵌固端对高层建筑基础也是有一定要求的,那就是其基础需要具有一定的埋置深度，其目的是为了保证建筑物整体结构的稳定性，并且在减弱地震反应方面也起着一定的作用。而设计师在嵌固端设置的问题上面一定要表现出高效的工作状态，不要因为在施工过程中因嵌固端的设置再来修改设计方案，以此来避免日后麻烦。
（七）建筑结构抗侧刚度设计与控制
前面已经提到了建筑物的抗震性，而为了提高建筑的抗震性能，那么具有足够的结构侧向刚度就必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以来保障建筑物的安全性和抗震性，还可以在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况和极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度，设计师应该重点从其结构体系和刚度需求进行[3]。
二、超高层建筑结构加固设计
1、工况概述
某超高层楼房采用的是框架剪力墙结构形式，其抗震设防烈度为Ⅶ度，投用后一年，铝合金以及梁柱钢筋开始出现锈蚀现象，而且混凝土保护层也出现了不同程度的开裂、露筋问题。综合考虑，本工程采用加大截面法来加固梁柱构件。
2、加固计算分析与设计
第一，确定截面。设计过程中需充分考虑刚度和加固需求，按以下公式进行计算：K=Ko+0.8Kn。其中，Ko以及Kn和K分别代表的是原截面刚度、后补混凝土刚度以及计算刚度。结合本工程项目，其构件包含三类：即氯离子渗透较深，保护层需要剥离；氯离子浅渗透，钢筋锈蚀不严重；受压区的高度截面不足。其中，前两种类型的构件检测强度相对较低，需对混凝土进行剥离。原截面的刚度设计时仅考虑混凝土强度已经现有的截面削弱刚度，以此来求得Kn
以及加固截面参数。
第二，计算承载力。通过加固分析，可得到各加固构件内力值。现阶段各结构计算分析过程中，尚没有加固构件录入信息，计算承载力时仅能采用手算方式。本工程采用的是Excel方式进行计算，受压区新增混凝土以及纵筋强度设计值、受拉区新增纵筋抗拉强度设计值均应乘以0.85的系数。该种计算方法可以适用于外包混凝土加固，然而对于那些构件截面削弱相对较大、混凝土强度有所降低的情况，该种方法计算结果并不确切，为此在计算混凝土需剥离柱时，需进行特殊处理。比如，受压区新增混凝土时计算方式与普通的偏心构件一致；如果受压区跨越新旧混凝土，取新增混凝土强度设计值的85%与原混凝土强度设计值的较小值作为受压区混凝土强度设计值。本工程项目因梁处在楼层上部位置，腐蚀程度相对较轻，所以只需将保护层去除即可，部分加固如下图所示。
第三，加固分析。本工程项目中的柱加固施工时，原混凝土强度最低只有C19，不考虑地震组合轴力设计值为8303kN，剥离混凝土后截面仅剩下700×700，承载力设计值仅4655kN。为此，类柱施工之前，应当进行多层支撑方案优化设计，这有利于确保施工质量及其安全可靠性。
结语
总而言之,因为超高层建筑结构设计直接影响着超高建筑物的质量与使用,所以就显得尤为重要。因此设计人员在超高层建筑的设计过程中,要时刻注意建筑的结构体系、钢管结构、深基坑支护结构等各方面问题。关于超高层建筑结构设计这一至关重要的问题,建筑行业势必要加大超高层建筑结构设计研究的力度,同时要加强对建筑行业专业技术人才的培养,从而促进我国超高层建筑行业的进步与发展，以此达到社会效益和经济效益双赢的目的。
参考文献：
[1]王民伟,刘士充.浅谈超高层建筑结构体系[J].经营管理者,2012,(14):385-385.
[2]周鼎.关于超高层建筑结构设计中关键性问题的几点思考[J].城市建筑,2015,(15):84-85.
[3]张文灏.超高层建筑结构设计的关键性问题思考[J].建材与装饰,2015,(29):5-6.