復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)探討

張芳

摘 要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，城市運(yùn)行實(shí)力也隨之不斷增強(qiáng)，在這一過程中其荷載壓力也相對(duì)增加，為了進(jìn)一步提高土地利用率，建筑形式也呈現(xiàn)出了高層及超高層等現(xiàn)代形式，這不僅能夠有效優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，提升其多元化優(yōu)勢(shì)，建筑功能也更加趨于完善，這就使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所涵蓋的細(xì)化項(xiàng)目有所增加，設(shè)計(jì)工作也逐漸趨于復(fù)雜化。本文就圍繞復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了細(xì)化闡述，無論是方案選擇還是選擇要點(diǎn)，都進(jìn)行了可行性分析，以期為后續(xù)更加高效的開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提供科學(xué)有效的價(jià)值參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜高層；超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從當(dāng)前形勢(shì)來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不僅直接帶動(dòng)了市場(chǎng)需求方向的更新性轉(zhuǎn)變，更使得建筑工程數(shù)量不斷增加，建筑規(guī)模也隨之有所拓展，這就需要結(jié)合城市發(fā)展特點(diǎn)，尋求更加精準(zhǔn)、快速的發(fā)展路徑，尤其是在復(fù)雜高層及超高層建筑數(shù)量不斷增加的現(xiàn)實(shí)背景下，建筑結(jié)構(gòu)更加趨于復(fù)雜化，相對(duì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度也有所強(qiáng)化，因此，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量及專業(yè)水平也就逐漸成為提高建筑應(yīng)用能效的關(guān)鍵所在，這不僅能夠?yàn)橛脩籼峁└鼮槭孢m、安全的建筑環(huán)境，更能有效提高經(jīng)濟(jì)效益，因此，針對(duì)復(fù)雜高層及超高層建筑，能夠有效掌控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)也就顯得至關(guān)重要。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的適應(yīng)性選擇

1.結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)類型的選擇

在推進(jìn)復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行精準(zhǔn)選擇，將直接對(duì)建筑施工質(zhì)量產(chǎn)生直接作用，相對(duì)的這也是影響建筑能效發(fā)揮程度的關(guān)鍵點(diǎn)。因此，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇的過程中，一旦脫離建筑工程實(shí)況，結(jié)構(gòu)方案與工程本身實(shí)際情況就會(huì)出現(xiàn)較大偏差，這樣就會(huì)在施工進(jìn)程進(jìn)入中期或者后期階段時(shí)，需要進(jìn)行方案及結(jié)構(gòu)施工的重大調(diào)整，這不僅會(huì)使得工程停滯，更會(huì)造成復(fù)雜高層及超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度不斷增加，建筑設(shè)計(jì)單位所承受的壓力也是巨大的，不僅調(diào)整方案需要耗費(fèi)大量的人力及物力，更會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失的相對(duì)發(fā)生。

因此，在進(jìn)行復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)將其與建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合，確保二者能夠高度契合。除此之外，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)類型的選擇時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)施工區(qū)域的地理環(huán)境進(jìn)行實(shí)地勘察，并將其納入到重點(diǎn)考量范疇中，尤其是現(xiàn)代建筑，還應(yīng)當(dāng)對(duì)其抗震設(shè)防指標(biāo)進(jìn)行綜合研究，只有確保各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目能夠充分滿足建筑實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，才能有效控制復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)，因此不難發(fā)現(xiàn)，在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型進(jìn)行適應(yīng)性選擇的過程中，需要對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行重點(diǎn)衡量，確保各個(gè)施工項(xiàng)目都能達(dá)到合理性標(biāo)準(zhǔn)。

2.結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇要點(diǎn)

結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇應(yīng)注重復(fù)雜高層與超高層建筑的概念設(shè)計(jì)。由大量的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，在復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要盡可能地提升建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性，保證建筑工程結(jié)構(gòu)的傳力途徑直接而清晰，尤其是結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力的傳力途徑。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)成為研究人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

1.抗震設(shè)防烈度

復(fù)雜高層與超高層建筑抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)是保證建筑物使用安全的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。對(duì)于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)其承受的不同強(qiáng)度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。然而，由于建筑物高度是不同的，這就意味著在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要依據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。一般情況下，復(fù)雜高層與超高層建筑高度均超過300m，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就不適合將其設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“八”的區(qū)域，而更適合設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“六”的區(qū)域。

此可以看出，在設(shè)計(jì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要綜合考慮抗震設(shè)防烈度的具體情況。這樣做，不僅可以有效減少建設(shè)誤差，還可以保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。此外，提高復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震技術(shù)水平，能夠在一定程度上增強(qiáng)建筑物的經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從細(xì)節(jié)出發(fā)，秉承“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。只有這樣，才能有效保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.結(jié)構(gòu)舒適度

確保復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度是樹立“以人為本”重要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法來說，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)是相對(duì)柔軟的。因而，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，不僅要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，更要滿足建筑物使用人群對(duì)舒適度的要求。這就意味著要對(duì)高層建筑的高鋼規(guī)程和混凝土規(guī)程作出明確的設(shè)計(jì)要求。這一過程是使高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到順風(fēng)向和橫風(fēng)向頂點(diǎn)的最大加速度的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。

結(jié)構(gòu)舒適度分析是復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分。具體內(nèi)容包括以下兩方面：對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計(jì)的阻尼比最好取0.05；對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計(jì)的阻尼比要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況控制在0.01～0.02之間。此外，從復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)用途來看，公共建筑的水平振動(dòng)指標(biāo)限值與公寓類建筑的指標(biāo)限制存在較大的差異，因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑使用功能的不同進(jìn)行差異性設(shè)計(jì)，比如可以通過優(yōu)化TMD技術(shù)或TLD技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這樣一來，就可以在復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度不合格的情況下，進(jìn)一步提升建筑物的舒適度水平。

3.施工過程

可行性是對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問題，否則，即使設(shè)計(jì)得再合理、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用得再多，也無法滿足實(shí)際建設(shè)要求。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮鋼材的傳力效果以及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位鋼筋的可靠性、施工建設(shè)的可操作性。這也是設(shè)計(jì)人員在對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中必將會(huì)涉及到的問題。

要想解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處主筋相交的問題，可采用以下四種設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)：將鋼筋與其表面的加勁板進(jìn)行焊接處理；將鋼筋繞過型鋼；通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋；在型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有效措施。

總而言之，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)是將結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型、抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)舒適度以及施工的具體過程考慮在內(nèi)，同時(shí)，還要將提高建筑構(gòu)件的材料利用效率和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。這是因?yàn)樯鲜鰞?nèi)容是提升復(fù)雜高層與超高層建筑質(zhì)量的重要保障。由此可以看出，復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所有過程的實(shí)現(xiàn)都離不開設(shè)計(jì)人員對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的全面了解。

參考文獻(xiàn)：

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