探討復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

吳桐桐 趙鵬久

摘 要：伴隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率的逐步加快，高層建筑及超高層建筑的數(shù)量及規(guī)模相應(yīng)增加，復(fù)雜程度也越來(lái)越高，從而為建筑設(shè)計(jì)增加了難度，安全性與經(jīng)濟(jì)性都需要同要求相吻合。所以，設(shè)計(jì)從業(yè)者就需要不斷提高自身的專業(yè)技能及綜合素養(yǎng)，對(duì)復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

1.1 合理進(jìn)行構(gòu)造分析

在復(fù)雜高層建筑與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保證建筑整體構(gòu)造的合理性。從保證建筑整體穩(wěn)定性與實(shí)用性的基礎(chǔ)出發(fā)，重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，對(duì)部分應(yīng)力負(fù)荷相對(duì)集中的部位進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。同時(shí)，應(yīng)充分考慮外界環(huán)境因素對(duì)于建筑構(gòu)造整體穩(wěn)定性的影響，例如溫度變化、風(fēng)力風(fēng)向等氣候條件因素作用在建筑上而形成的側(cè)移與形變問(wèn)題。

1.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案選擇

在復(fù)雜高層建筑與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)方案的選擇是展開(kāi)工程建設(shè)的前提條件。因此，設(shè)計(jì)人員在確定結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)從工程實(shí)際情況出發(fā)，在保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性的前提下，協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與建筑工程成本投入間的關(guān)系，制定相對(duì)全面系統(tǒng)的方案評(píng)價(jià)方案，將設(shè)計(jì)要求、工程材料、施工工藝以及自然因素等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)納入評(píng)價(jià)體系內(nèi)，對(duì)復(fù)雜高層超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入的對(duì)比分析，進(jìn)而選擇出最為理想的結(jié)構(gòu)方案，確保工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

1.3 完善結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖

在復(fù)雜高層建筑與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算簡(jiǎn)圖是實(shí)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)精細(xì)化分析，為方案選擇提供數(shù)據(jù)支持的基礎(chǔ)性內(nèi)容，計(jì)算簡(jiǎn)圖是否完善直接決定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。因此，在進(jìn)行高層超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保證計(jì)算簡(jiǎn)圖能夠直觀全面的體現(xiàn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，全面控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的繪制誤差，力求真實(shí)反映工程結(jié)構(gòu)信息，保證能夠通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖獲取方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。

2 復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 重視概念設(shè)計(jì)

我國(guó)復(fù)雜高層和超高層建筑是在近年來(lái)興起的，盡管發(fā)展歷史比較短，但是在發(fā)展中積極吸取國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并與自身實(shí)際相結(jié)合，在摸索總結(jié)發(fā)展過(guò)程中形成了自己的特色設(shè)計(jì)體系，在這其中最重要的就是概念設(shè)計(jì)。所以在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要重視概念設(shè)計(jì)。對(duì)于復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，要做到以下幾個(gè)方面。首先，要保障建筑的安全性和穩(wěn)定性，必須進(jìn)一步提升其規(guī)則性與均勻性。其次，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，傳力途徑的清晰性和直接性比較重要，直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)效率，要合理規(guī)劃好。再者，在設(shè)計(jì)時(shí)要有整體意識(shí)，提升建筑的整體性能，以高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)嚴(yán)格要求，保證整個(gè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。還有，在設(shè)計(jì)過(guò)程中引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，如環(huán)保理念與節(jié)能減排理念，提高建筑材料利用率，避免資源浪費(fèi)，形成一個(gè)合理的耗能機(jī)制。

2.2 重視抗震設(shè)計(jì)

在日常生活中，因地震、山洪等自然災(zāi)害引起的建筑物倒塌現(xiàn)象較為常見(jiàn)。高層建筑由于本身重心較高，一旦基層結(jié)構(gòu)受到震動(dòng)沖擊，上層結(jié)構(gòu)就很容易發(fā)生嚴(yán)重的晃動(dòng)現(xiàn)象，易導(dǎo)致坍塌事故。由此就可見(jiàn)，由于高層建筑自身特點(diǎn)原因，復(fù)雜高層和超高層建筑對(duì)抗震性擁有更高的要求，因此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須做好抗震設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑承受的不同強(qiáng)度來(lái)開(kāi)展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。建筑物高度不同，抗震設(shè)防烈度也是不同的。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)不同的高度，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如雜高層與超高層建筑高度一般都在300米以上，適合設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為6度的區(qū)域。

除此之外，做好抗震設(shè)計(jì)，還需要做好以下幾個(gè)方面：第一，選擇合適的建筑材料。最好是選取那些輕質(zhì)、高強(qiáng)、材質(zhì)均勻的材料，并且構(gòu)件間的連接應(yīng)有良好的整體性、連續(xù)性和延展性。最好設(shè)計(jì)一套抗震方案。第二，采用強(qiáng)度比較大的構(gòu)件，增強(qiáng)抗震能力，比如采用混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。第三，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格選取施工場(chǎng)地，盡量選擇堅(jiān)固的場(chǎng)地，在最大程度上減小地震波對(duì)高層建筑的沖擊，增強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性。最后，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)建筑的抗震能力進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行有效處理。

2.3 科學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系

結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系關(guān)系到復(fù)雜高層與超高層建筑的安全性，因此一定要科學(xué)合理的選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。高度對(duì)于結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系的要求密切相關(guān)，高度不一樣，要求也不同，所以選取體系時(shí)，要結(jié)合建筑的實(shí)際高度。我國(guó)設(shè)計(jì)師總結(jié)出了抗側(cè)力體系與高層建筑高度之間的關(guān)系，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以參照他們之間的關(guān)系表，選擇相應(yīng)的抗側(cè)力體系，提升高層建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)荷力，防止高層建筑工程發(fā)生坍塌。除此之外，在有條件的情況下，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)間要盡可能的連接在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，因?yàn)檫@有利于提高構(gòu)建整體度，增強(qiáng)高層建筑的穩(wěn)定性和安全性。此外，如果復(fù)雜高層建筑中存在多個(gè)抗側(cè)力體系，設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真分析每一個(gè)體系，認(rèn)真研究每一個(gè)體系的功能及彼此之間的關(guān)系和協(xié)調(diào)性。及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，記錄下來(lái)，并妥善處理好，避免結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響整個(gè)建筑的質(zhì)量。

2.4 重視結(jié)構(gòu)舒適度的設(shè)計(jì)

樹(shù)立“以人為本”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，科學(xué)設(shè)計(jì)好復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要確保建筑的安全穩(wěn)定性，還應(yīng)該滿足用戶對(duì)建筑物舒適度的需求。要想達(dá)到這一目的，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)高層建筑的高鋼規(guī)程和混凝土規(guī)程比較熟悉了解，并根據(jù)用戶的需求，做出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。此外，建筑種類與使用功能不同，水平振動(dòng)指標(biāo)限值也不一樣。公共建筑和公寓間限值差距就比較大，所以設(shè)計(jì)人員要依據(jù)建筑種類與使用功能，來(lái)選取合適的水平振動(dòng)指標(biāo)限值，提升建筑物的舒適度水平。

綜上所述，復(fù)雜高層和超高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度遠(yuǎn)超普通建筑，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要考慮到建筑的穩(wěn)定性以及工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還要重視建筑的抗震以及抗風(fēng)性能。因此設(shè)計(jì)人員要對(duì)結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)類型以及結(jié)構(gòu)材料等進(jìn)行科學(xué)的選擇，如此才能切實(shí)的保障復(fù)雜高層和超高層建筑的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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