復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)探究

康志敏

[摘要]復(fù)雜高層建筑的出現(xiàn)是工程技術(shù)取得巨大進(jìn)步的標(biāo)志，不僅改變了人們對高層建筑的認(rèn)知，也使得人們的居住與生活條件有所改善。由于過于“復(fù)雜”，現(xiàn)階段此類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依舊屬于難點(diǎn)，對設(shè)計(jì)者的能力與思維縝密度有著很高的要求。本文結(jié)合復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，對其關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)作了總結(jié)，內(nèi)容僅供參考。

[關(guān)鍵詞]復(fù)雜高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)

文章編號：2095-4085（2016）09-0054-02

以建筑結(jié)構(gòu)為依據(jù)，復(fù)雜高層建筑可分為包含錯(cuò)層結(jié)構(gòu)建筑及連體結(jié)構(gòu)建筑在內(nèi)的多種類型。雖然這些建筑存在一定的共性，但每一種類型也都有獨(dú)特之處，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)具體問題確定具體方案。這就牽涉到設(shè)計(jì)技術(shù)問題，需要設(shè)計(jì)者在給予充分關(guān)注的同時(shí)，不斷加以改進(jìn)。

1復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)

結(jié)合目前的技術(shù)水平，現(xiàn)實(shí)中可見的復(fù)雜高層建筑主要包括帶加強(qiáng)層類、帶轉(zhuǎn)換層類、帶錯(cuò)層類以及多塔樓類等。這些類型的建筑除了具有復(fù)雜高層建筑的共性之外，還具有自身的特性，所以，要想保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，具體工作中就必須要將普遍性與特殊性結(jié)合起來。由于此類建筑的設(shè)計(jì)工作過于復(fù)雜，本文無法對每種類型都進(jìn)行詳細(xì)分析，故僅選取前兩類進(jìn)行探討。

1.1帶加強(qiáng)層類

對于此類復(fù)雜高層建筑，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需格外重視以下幾點(diǎn)。（1）采用三維空間法對位移以及整體內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。具體實(shí)踐中針對整體結(jié)構(gòu)展開計(jì)算時(shí)，必須要將水平伸臂構(gòu)件納入考慮，同時(shí)，將整體分析結(jié)果作為依據(jù)，把其中的變形與內(nèi)力當(dāng)作邊界條件，最后還需重新分析伸臂加強(qiáng)層。

（2）以建筑功能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為依據(jù)，合理確定加強(qiáng)層數(shù)量及所處位置。在加強(qiáng)層數(shù)量為1時(shí)，建議將其位置定在0.6H處；在加強(qiáng)層數(shù)量為2時(shí)，建議將其位置定在0.5H以及頂層處；在加強(qiáng)層數(shù)量較多時(shí)，建議從頂層開始，按照由上至下的順序和均勻原則進(jìn)行布置。

（3）在能夠?qū)崿F(xiàn)的前提下，盡可能保證水平伸臂構(gòu)件與核心筒實(shí)現(xiàn)貫通，并確保二者維持可靠連接。關(guān)于水平伸臂構(gòu)件的位置，建議設(shè)計(jì)時(shí)將其定在核心筒的T點(diǎn)位置或轉(zhuǎn)角位置，以防后者的墻體在應(yīng)力作用下發(fā)生損壞。

（4）考慮到外圍框架柱對結(jié)構(gòu)有著較大影響，設(shè)計(jì)中應(yīng)針對其壓縮變形與溫度變形都強(qiáng)于核心筒的特點(diǎn)，借助一定的措施加以控制，以減輕其與核心筒間出現(xiàn)的變形及非荷載因素導(dǎo)致的附加力，提高結(jié)構(gòu)的安全性。

（5）出于增強(qiáng)建筑抗震性能的考慮，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮增加加強(qiáng)層與鄰層核心筒之間的配筋。關(guān)于這個(gè)位置的配筋率，建議以建筑抗震要求為依據(jù)來確定。在要求為一級抗震時(shí)，配筋率應(yīng)≥0.5%；在要求為二級抗震時(shí)，配筋率則需≥0.45%；在要求為三級抗震、四級抗震或者非抗震時(shí)，配筋率則應(yīng)≥0.4%。另外，設(shè)計(jì)時(shí)還需保證鋼筋直徑在12mm以上，間距在100mm以內(nèi)。

（6）增加加強(qiáng)層與鄰層樓蓋的配筋，其中，樓板配筋建議實(shí)行雙層雙向。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證每層不同方向的鋼筋都處于拉通狀態(tài)，對于配筋率，一般要求≥0.35%，除了配筋率之外，砼強(qiáng)度等級也是這個(gè)環(huán)節(jié)中需要加以控制的部分，要求是控制在C30以上。

1.2帶轉(zhuǎn)換層類

對于這種類型的復(fù)雜高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般需將以下三個(gè)方面作為重點(diǎn)。

首先，對剮度突變實(shí)施有效控制。通常而言，在轉(zhuǎn)換層高于一層的時(shí)候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵照規(guī)定，對其側(cè)向剛度與其上層的側(cè)向剛度比、等效側(cè)向剛度比進(jìn)行分別計(jì)算，并保證限制條件得到滿足。僅就轉(zhuǎn)換層而言，其上、下結(jié)構(gòu)的等效剛度比（下文以rc指代）計(jì)算中對剪切變形以及彎曲變形均進(jìn)行過考慮，在rc<1.3的時(shí)候，無論是剛度突變還是內(nèi)傳遞途徑突變都不大，但是，在轉(zhuǎn)換層不低于三層的時(shí)候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)保證其本側(cè)的側(cè)向剛度≥其上層的60%。

其次，增強(qiáng)框支層構(gòu)件承載性能，以防存在薄弱層。為了做到這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以支柱數(shù)量為依據(jù)來確定剪力，一般要求在支柱數(shù)量≤10根且框支層≥2層的情況下，應(yīng)將剪力控制在基底剪力的2%以上，但若框支層≥3層時(shí)，這個(gè)比例則可以提升至3%以上；在支柱數(shù)量>10根且框支層≤2層的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)需將剪力之和控制在基底剪力的20%左右，但若框支層≥3層，這個(gè)比例則可提升至30%左右。

最后，對剪力墻進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，滿足其各項(xiàng)構(gòu)造要求。對于上部墻體，設(shè)計(jì)時(shí)需明確應(yīng)力集中部位，并通過增加配筋等方式來減輕應(yīng)力集中帶來的不利影響。對于墻體底部，設(shè)計(jì)時(shí)則應(yīng)考慮到地震剪力對落地剪力墻影響極大，出于保證墻體延性及承載性的考慮，在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)格外重視彎矩值的科學(xué)設(shè)計(jì)，以保證加強(qiáng)部位能夠正常發(fā)揮作用。通常來講，彎矩值應(yīng)等于墻底截面有地震作用效應(yīng)組合彎矩值與增大系數(shù)的乘積。另外，需強(qiáng)調(diào)的是，墻肢設(shè)計(jì)同樣非常重要，需盡最大努力避免偏心受拉。

2結(jié)語

整體來講，復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般高層建筑，在設(shè)計(jì)的時(shí)候如果未進(jìn)行周密考慮，則會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。復(fù)雜性既是復(fù)雜高層建筑的突出特點(diǎn)，也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作難度偏高的主要原因，所以，對于此類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員必須要付出更多的耐心，并嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求開展工作、全面考慮相關(guān)因素，以最大限度提升最終方案的科學(xué)性，為保證建筑安全奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳志杰.復(fù)雜高層建筑整體結(jié)構(gòu)抗震分析[J].江西建材，2016，（10）：28-29.

[2]周立朋.某復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析研究[J].河南建材，2015，（4）：32-33.

[3]杜星凌.實(shí)施復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量過程控制應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].工程質(zhì)量，2012，30（12）：64-68.