探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点

探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点

随着我国城市化进程的发展，越来越多的人口聚集到城市，为了利用有限的空间解决人口容量，使城市压力得到缓解，逐渐增多了复杂高层与超高层建筑。在这一现象下，相关人员应重视结构设计，以保障建筑使用安全。

标签：复杂高层；超高层；建筑结构；设计要点

近年来城市土地资源非常稀缺，建筑工程逐步向着复杂高层和超高层方向发展，因此结构设计越来越难，作为设计人员必须和实际工程相结合，加强自身相关专业技术，加强分析和理解设计规范，从而更好的设计建筑结构，让客户认可并得到市场青睐。

1 与普通高层建筑结构设计的区别

在结构设计过程中，复杂高层和超高层与普通高层有着很大的差别，在一般情况下普通高层建筑其高度不会超过200米，而相对来说复杂高层与超高层建筑其高度通常不会低于200米，更甚者其高度会达到上千米左右。除此之外，通常情况普通高层建筑都是钢筋混凝土结构，而复杂高层与超高层建筑则是钢结构和混合结构类型。另外在合计阶段中，复杂高层与超高层建筑结构需要对抗震情况、缝荷载能力、避免层次以及环境等因素进行综合性考虑。从这些情况中我们可以看出，在结构设计上复杂高层与超高层建筑有更大的难度[1]。

2 结构设计控制要素

2.1 地基基础。地基基础质量影响着复杂高层和超高层建筑其整体稳定性，在设计地基结构时，要各种地基形态和设计标准进行全面考虑，以实际情况进行出发，只有这样才可以设计出更好的方案。在对软地基进行施工时，应使用桩箱和桩筏基础，并对根据不同地质制定出相应的措施使地基强度得到强化。当深层岩基进入地下100米以下时，可使用连续墙将地基巩固，当采用年轻且浅的岩基时，可将混凝土桩基加进去增加其支撑强度，当地基很好时采取筏形基础[2]。

2.2 重力荷载。复杂高层和超高层建筑会随着高度的攀升，增加地面受力以及重力荷载，增加墙上轴压力和竖向构件压力，使复杂高层和超高层建筑困难性加大。另外，随着楼层高度的上升会加大高风效应，在风的影响下合力点就会越高，从而加大自然风效应。在建筑结构设计过程中，结构自重关系着建筑稳定性，而结构自重又和重心位置有关，重心位置会随着楼层的升高而升高，从而加大结构自重，其强度就会非常薄弱。

2.3 风振加速。建筑楼层的高低关系着风力的大小，在一般情况下楼层越高时风力越强，因此超高层建筑有着非常明显的风力作用。但人们能够感知到风的舒适度，当风振太强时人们就会有不适感，使居住品质得到下降。在这种情况下，在设计复杂高层和超高层建筑结构时，需要将这些问题考虑进去，一定要控制好

风振加速个顶层最大加速，合理控制好速度值，将风振太强带来的影响降低，除此之外围护结构要使用抗风设计。

3 实际案例分析

3.1 工程简介。此工程是莲花池保障性住房1-5号楼，它处于九江市浔阳区，现场并没有整平场地，地势之间的起伏也不大。主楼有一层低下室，1-1号楼高11.6m，1-2号楼高26.1m，2-1号楼高62.2m，2-2号楼高53.5m，3号楼高为73.8m，4号楼高为95.7m，5号楼高为53.9m；其中1、2号楼有1层地下室，标高则为-5.3m；3、4、5号楼有一层地下室，标高是-6.3m，出口和主楼的地面所连通。

3.2 结构设计。中瀚城在九江市浔阳区青年路东侧，其占地面积大约在17465.87m2，建筑总面积是108546m2，现场地标高大约在23.07-33.7m，室外整平标高是27m与29m。建筑物有4栋，1号楼：16层结构为框架剪力墙，高度是43.5m，1层地下室使用浅基础方案的筏板基础；2、3、4号楼：3到29层采用剪力墙带转换结构，其转换位置在第3层，其高度为99.6m，2层地下室采用浅基础方案的筏板基础；商业楼为5层框架结构，2层地下室应用浅基础方案的筏板基础；裙楼部分则使用的是现浇钢筋混凝土框架结构，基础同样使用的是筏板基础。

3.3 构件荷载。在分析建筑结构构件荷载时，所使用的方法为线弹性时程分析法。分析所得的结果是，剪力墙、框架柱以及横向框架梁都没有屈服现象。虽然纵向框架会承受很大的荷载，同时产生屈服现象，但这种屈服并没有超出原设计范围之外，因此整个建筑其结构構件荷载和设计相比是符合的。

3.4 动力弹塑性。在分析建筑结构动力弹塑性时，使用的则为有限元分析软件程序，这个程序中自带有纤维束与非线性滞回的分析模型，它可以准确分析动力弹塑性。在整个分析过程当中，忽略带建筑结构中混凝土材料的受拉能力，不会影响到分析的结果，最早所出现的连梁结构屈服则是剪切屈服，而底部加强区的剪力墙会产生一定的屈服作用，还会破坏掉某些结构。除此之外，剪力墙会承受一定压力，却不会产生屈服，框架柱有非常大的抵抗弯曲承载力，却不会产生塑性铰，也不会出现剪力破坏现象，即便发生地震也不会破坏到建筑結构[3]。

结束语

总而言之，观看一个城市的发展状态，其重要的标志便是高层建筑。近些年来，随着社会经济的快速发展，结构比较复杂的高层和超高层建筑其数量正在不断的增加。相比于普通高层建筑，复杂高层和超高层建筑其施工的难度会更加大，需要注意的事项也会更多一些，因此要做好其结构设计，确保建筑的整体质量，使其安全系数得以增加，从而促进建筑行业的发展。

参考文献

[1]常国强.探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].科技与创新，2016，

04：101.

[2]胡先林.试论复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建材与装饰，2016，10：124-125.

[3]袁晟.复杂高层与超高层建筑结构设计要点研究[J].低碳世界，2017，04：157-158.

作者简介：胡滨（1985-）男，汉族，江西九江人，本科学历，现今九江市建筑设计院结构设计师，从事建筑结构设计。