復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

黃濤（江西省商業(yè)建筑設(shè)計院）

復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

黃濤（江西省商業(yè)建筑設(shè)計院）

伴隨近些年我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平的提升和城市化建設(shè)進程的加快，使得城市用地面積也在不斷的縮短，一些復(fù)雜高層和超高層建筑物的建設(shè)數(shù)量與類型在不斷的增多。而隨著建筑物樓層的增加和復(fù)雜度的提升，使得人民群眾對此類建筑結(jié)構(gòu)安全性、持久性與可靠性的要求也在隨之不斷增多。因此，本文以復(fù)雜高層建筑與超高層建筑為切入點，對此類型建筑物當前建設(shè)期間建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點問題展開分析。

復(fù)雜高層；超高層；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計要點

引言

伴隨近些年我國政治經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展速度的提升，一些大中型城市中超高層建筑的建筑的建設(shè)數(shù)量也在不斷的增加，且隨著城市中城市建設(shè)進程的加快，使得城市對超高層建筑和復(fù)雜高層建筑的需求總量和類型也在不斷的增加。雖然超高層和復(fù)雜高層建筑物的建設(shè)，不僅能夠提升城市中土地資源的利用率，還可以將城市土地的使用效能最大限度的發(fā)揮出來。但這兩種建筑物建設(shè)數(shù)量的增加，也使得建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度和復(fù)雜程度隨之不斷的提高。因此，為了提升建筑物的經(jīng)濟性與安全性，掌握此類型建筑的設(shè)計要點十分重要。

1 提高對概念設(shè)計的重視度

為了確保高層與超高層建筑物本身結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，設(shè)計人員就需要不斷的提高設(shè)計方案的可靠性，通過不斷與相關(guān)專業(yè)設(shè)計理念相結(jié)合，提升建筑物概念設(shè)計的質(zhì)量和水平。對此，高層建筑設(shè)計人員需要從以下幾方面入手：①盡量提升整個建筑結(jié)構(gòu)的均勻性與規(guī)則性。②設(shè)計出直接且清晰的傳力途徑，尤其是抗側(cè)力和結(jié)構(gòu)豎向這兩部分的傳力途徑，更是要明確的規(guī)劃出來。③針對高層建筑施工和使用要求，制定出科學合理的能源消耗機制。④在整個建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成十分良好的空間受力，提高對施工材料的利用率。在進行概念設(shè)計的過程中，相關(guān)人員還應(yīng)該要確保設(shè)計結(jié)構(gòu)整體性不受損害。因此，在設(shè)計超高層和高層建筑結(jié)構(gòu)期間，相關(guān)單位和負責人應(yīng)當按照工程項目的實際施工情況，選擇出最佳施工方案，以便在工程出現(xiàn)施工問題時，及時調(diào)整設(shè)計圖紙。此外，因為此類型建筑的設(shè)計難度和任務(wù)量較大，對于在結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，設(shè)計者需要不斷提高自己的專業(yè)水平，用概念設(shè)計理論武裝自己，從而做好概念設(shè)計工作。

2 選擇適合的建筑結(jié)構(gòu)形式

對于超高層和復(fù)雜高層建筑來講，在選擇適合的結(jié)構(gòu)類型，對提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平和質(zhì)量具有極高的作用。因此，設(shè)計人員在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，其需要對施工現(xiàn)場巖土工程項目的地質(zhì)條件進行全面考慮，在結(jié)合這些地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足建筑物抗震強度的設(shè)計要求。只有這樣，才能夠有效的提升此類型建筑物整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，降低建筑工程的整體造價。此外，在選擇建筑工程項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計類型時，相關(guān)人員需要對件組合工程本身施工設(shè)計的合理性與設(shè)計造價等進行充分考慮。

3 強化抗震設(shè)計，提升建筑物的安全性

為了能夠進一步的提升此類型建筑物本身結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，做好結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計十分表。對此，工程設(shè)計人員需要從以下幾方面入手：①選擇合適的建筑施工材料。對高層與超高層建筑來講，一些高強度、材質(zhì)均勻、輕質(zhì)的建筑材料可以達到很好的施工效果。②要確保不同構(gòu)件連接間的連續(xù)性、延展性和整體性，以便能夠很好的消耗地震災(zāi)害出現(xiàn)時產(chǎn)生的能量，減輕地震反應(yīng)，從而有效的減少地震對高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的破壞，降低損失。③提高對抗震結(jié)構(gòu)方法和質(zhì)量設(shè)計的重視度。在進行抗震設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要先準確的計算出地震荷載力，在此基礎(chǔ)上，從構(gòu)件和結(jié)構(gòu)等方面不斷的提升建筑結(jié)構(gòu)本身的安全性能。因為地震災(zāi)害的作用方向具有一定程度的隨機性，所以，為了能更好的將建筑物的剛心與形心重合起來，還可以選擇一些具有抗側(cè)力能力的結(jié)構(gòu)設(shè)計體系。④提高構(gòu)件強度，通過使用型鋼混凝土、鋼結(jié)構(gòu)混凝土等強度較大的構(gòu)件機構(gòu)來不斷的提升建筑工程結(jié)構(gòu)本身的抗震性能與抗變形能力。⑤為了能夠確保此類建筑工程本身的安全性，在進行抗震設(shè)防烈度設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)當要以建筑物本身能夠承受的強度標準來進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。這樣一來，不僅可以減少建筑設(shè)計誤差，在一定程度上為居民的生命健康安全提供一定的保障，還能夠保障建筑物本身的安全性和經(jīng)濟性。

4 做好抗風設(shè)計，減少安全隱患

伴隨我國城市建筑物建設(shè)高度的增加，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的風載標準值也隨之不斷的增加。因為樓層建設(shè)高度越高，其受風力因素帶來的風荷載業(yè)就會越大。風力因素對此類型建筑建筑物的危害主要有破壞主體結(jié)構(gòu)、造成隔墻開裂等問題，且當高層建筑物本身的震動程度達到了一定限值時，居住者就會產(chǎn)生不舒適的感覺。因此，做好高層建筑物的抗風設(shè)計，減少安全隱患，提高居住的舒適度十分必要。對此，設(shè)計人員可以從以下幾個方面來進行建筑物的抗風設(shè)計：①確保結(jié)構(gòu)抗風設(shè)計需要滿足建筑物結(jié)構(gòu)剛度和強度的設(shè)計要求，用結(jié)構(gòu)玻璃替代原來的玻璃幕墻進行維護，確保建筑物不會因為受到風力作用的影響出現(xiàn)變形、倒塌和開裂的情況。②在設(shè)計超高層建筑物的結(jié)構(gòu)體系時，還需要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計展開風洞試驗，分析風力因素會對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生的危害，從而有效的提高建筑物結(jié)構(gòu)本身的抗風載能力。③在對建筑結(jié)構(gòu)進行抗風設(shè)計時，為了確保其結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足居民的舒適度要求，設(shè)計人員可以使用一些可以對結(jié)構(gòu)震動加速具有限制能力的設(shè)計方案，有效的減輕居住者的不舒適感。

5 選擇適當?shù)目箓?cè)力結(jié)構(gòu)體系

由于不同類型高層建筑其對抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計要求也具有一定的差異，所以，在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗側(cè)力體系時，設(shè)計人員需要充分的考慮建筑物結(jié)構(gòu)的高度。與此同時，在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計標準允許的基礎(chǔ)上，設(shè)計人員應(yīng)該要盡可能將不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連接到一起，從而使建筑物能夠構(gòu)建處的抗側(cè)力體系具有一定的整體性?，F(xiàn)階段，針對抗側(cè)力體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案主要有：①在建筑物墻體的垂直和水平方向進行相互連接，使其能夠形成一個筒狀結(jié)構(gòu)；②利用伸臂桁架使框架柱和核心筒能夠連接成一個整體；③針對同一種類型的抗側(cè)力體系結(jié)構(gòu)，通過使用試算和結(jié)構(gòu)概念計算的方式，分析不同類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會對抗側(cè)力體系產(chǎn)生的影響，以此來提升對施工材料的利用效率。

6 提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的舒適度

在對超高層與高層建筑物的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，設(shè)計人員不僅要保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性與穩(wěn)定性，還應(yīng)當要滿足城市居民對建筑物舒適度的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。這一要求的提出，使得相關(guān)人員在對高層建筑物進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要對混凝土規(guī)程與高鋼規(guī)程等結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出更加合理和明確的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，從而不斷的提升相關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量和水平。

7 結(jié)束語

總而言之，隨著我國國民經(jīng)濟發(fā)展速度在近幾年的不斷提升，使得復(fù)雜建筑和超高層建筑的建設(shè)數(shù)量和進程也在不斷的加快。同其他類型的建筑物相比，此類型建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有較強的復(fù)雜性。為了能夠滿足此類型建筑經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、安全性的設(shè)計要求，在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，必須從概念設(shè)計出發(fā)，通過不監(jiān)理科學合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，在結(jié)合實際建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，對整個施工設(shè)計方案進行優(yōu)化調(diào)整，從而設(shè)計出符合城市發(fā)展和人民群眾要求的高層建筑物。

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TU973

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2095-2066（2016）30-0154-02

2016-10-12