探討復雜高層與超高層建筑結構設計要點

常國強

摘 要：針對當前復雜高層與超高層建筑結構設計中存在的問題，闡述了建筑結構設計方案的選擇，包括結構方案的選擇和結構類型的選擇，并分析了建筑結構設計要點，以期為復雜高層與超高層建筑的建設提供一定的理論依據。

關鍵詞：復雜高層建筑；超高層建筑；結構設計；結構類型

中圖分類號：TU973.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.101

隨著我國市場經濟發(fā)展進程的不斷加快，復雜高層與超高層建筑工程的項目建設需求越來越大。然而，其建設設計過程的復雜程度也在不斷加深，尤其是結構設計。做好結構設計工作是保障建筑物使用安全性和經濟性的關鍵。對于復雜高層建筑或者是超高層建筑，要根據它們所承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。

1 建筑結構設計方案的選擇

1.1 結構方案和結構類型的選擇

在設計復雜高層與超高層建筑結構的過程中，結構方案選擇的合理性是決定其建設質量的關鍵。對于復雜高層與超高層建筑結構方案的選擇，如果沒有根據實際工程情況進行，就很容易導致建設后期中的調整。這就在一定程度上增加了復雜高層與超高層建筑結構的設計難度，從而為建筑設計單位帶來較大的修改工作量和經濟損失。因而，復雜高層與超高層建筑的設計單位在結構方案的選擇過程中，應充分結合相關的建筑結構專業(yè)知識，并將其應用到設計當中。

對于結構類型的選擇，設計人員不僅要將工程建設地的巖土工程地質條件考慮在內，還要將抗震設防烈度的要求考慮在內。這樣才能降低工程建設企業(yè)復雜高層與超高層建筑工程的造價。由此可以看出，在選擇結構設計類型時，需要認真考慮工程的造價和施工的合理性。

1.2 結構方案和結構類型的選擇要點

結構方案和結構類型的選擇應注重復雜高層與超高層建筑的概念設計。由大量的設計實踐經驗得出，在復雜高層與超高層建筑的結構設計過程中，要盡可能地提升建筑結構的均勻性和規(guī)則性，保證建筑工程結構的傳力途徑直接而清晰，尤其是結構豎向和抗側力的傳力途徑。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和科學技術的不斷進步，如何實現可持續(xù)發(fā)展的建設目標已經成為研究人員重點關注的問題。

2 建筑結構設計要點

2.1 抗震設防烈度

復雜高層與超高層建筑抗震設防烈度的設計是保證建筑物使用安全的重要設計內容。對于復雜高層與超高層建筑的結構設計要求，設計人員要根據其承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。然而，由于建筑物高度是不同的，這就意味著在進行結構設計時，要依據實際工程情況進行有針對性的設計。一般情況下，復雜高層與超高層建筑高度均超過300 m，那么在結構設計時，就不適合將其設計在抗震設防烈度為“八”的區(qū)域，而更適合設計在抗震設防烈度為“六”的區(qū)域。由此可以看出，在設計復雜高層與超高層建筑結構時，要綜合考慮抗震設防烈度的具體情況。這樣做，不僅可以有效減少建設誤差，還可以保障居民的生命財產安全。此外，提高復雜高層與超高層建筑結構設計中的抗震技術水平，能夠在一定程度上增強建筑物的經濟性和安全性。因此，設計人員應從細節(jié)出發(fā)，秉承“以人為本”的設計理念。只有這樣，才能有效保障人民群眾的生命財產安全。

2.2 結構舒適度

確保復雜高層與超高層建筑水平振動舒適度是樹立“以人為本”重要結構設計理念的基礎。從結構設計的一般方法來說，復雜高層與超高層建筑的結構是相對柔軟的。因而，在進行結構設計的過程中，不僅要保證結構設計的安全性，更要滿足建筑物使用人群對舒適度的要求。這就意味著要對高層建筑的高鋼規(guī)程和混凝土規(guī)程作出明確的設計要求。這一過程是使高層建筑物的結構設計達到順風向和橫風向頂點的最大加速度的重要設計內容。

結構舒適度分析是復雜高層與超高層建筑結構設計的重要組成部分。具體內容包括以下兩方面：①對混凝土結構的建筑來說，其設計的阻尼比最好取0.05；②對于鋼結構以及混合結構的建筑來說，其設計的阻尼比要根據工程項目的實際情況控制在 0.01～0.02之間。此外，從復雜高層與超高層建筑的建設用途來看，公共建筑的水平振動指標限值與公寓類建筑的指標限制存在較大的差異，因此，設計人員要根據建筑使用功能的不同進行差異性設計，比如可以通過優(yōu)化TMD技術或TLD技術來實現。這樣一來，就可以在復雜高層與超高層建筑水平振動舒適度不合格的情況下，進一步提升建筑物的舒適度水平。

2.3 施工過程

可行性是對復雜高層與超高層建筑結構進行設計時必須要考慮的問題，否則，即使設計得再合理、先進技術應用得再多，也無法滿足實際建設要求。因此，設計人員在設計的過程中，要充分考慮鋼材的傳力效果以及復雜節(jié)點部位鋼筋的可靠性、施工建設的可操作性。這也是設計人員在對復雜高層與超高層建筑進行結構設計的過程中必將會涉及到的問題。要想解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點處主筋相交的問題，可采用以下四種設計方法對其進行有針對性的設計：①將鋼筋與其表面的加勁板進行焊接處理；②將鋼筋繞過型鋼；③通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋；④在型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復雜高層與超高層建筑的建設要求越來越高，因此，可以采取一些特殊的施工工藝，這也是保證建筑結構穩(wěn)定的有效措施。

3 結束語

總而言之，復雜高層與超高層建筑的結構設計要點是將結構方案和結構類型、抗震設防烈度、結構舒適度以及施工的具體過程考慮在內，同時，還要將提高建筑構件的材料利用效率和結構設計的可行性作為設計重點。這是因為上述內容是提升復雜高層與超高層建筑質量的重要保障。由此可以看出，復雜高層與超高層建筑結構設計所有過程的實現都離不開設計人員對工程建設項目的全面了解。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕