探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点 孙双全

探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点孙双全

发表时间：2018-10-17T18:20:39.560Z 来源：《防护工程》2018年第16期作者：孙双全[导读] 在高层和超高层建筑的结构设计工作中，面临的问题十分复杂，与普通建筑相比，高层和超高层建筑的结构设计工作难度更高

丹东市民用建筑设计研究院有限公司辽宁省丹东市 118000 摘要：在高层和超高层建筑的结构设计工作中，面临的问题十分复杂，与普通建筑相比，高层和超高层建筑的结构设计工作难度更高。为了解决高层及超高层建筑结构设计的难题，有必要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨研究，这对我国城市发展以及建筑行业的发展都将起到重要的意义。基于此，本文就复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行了分析探讨，以供参阅。

关键词：复杂高层；超高层建筑结构；设计要点

引言：我国市场经济近些年的发展进程越来越快，导致当今市场对于复杂高层和超高层建筑工程的建设需求不断得到提高。在实际建设的过程中，其复杂程度不断得到加深，尤其是在结果设计的方面更加复杂，要想使建筑物的安全性和经济性得到有效的保证，就要使相关的结构设计工作做好。针对复杂的高层建筑和超高层建筑，要以其自身的承受强度为基础，开展相关的抗震设防的设计工作。 1高层建筑结构设计方案考虑因素 1.1建筑结构方案与类型选择要点

根据大量实践经验总结，复杂高层与超高层建筑结构设计在结构方案与结构类型选择时，应充重视起建筑结构的规则性与均匀性，并在设计过程中尽可能提高建筑结构的规则性与均匀性，提高建筑结构传力途径的直接性，保证传力途径明确清晰，尤其是抗侧力传递途径与竖向受力传递途径。对结构方案进行合理的设计，对结构类型进行合理的选择，并使结构方案与结构类型之间相互协调统一。同时，从建筑行业长远发展角度分析，建筑结构方案与结构类型选择还应充分考虑可持续性发展原则。

1.2建筑结构方案与类型的确定

为保证复杂高层与超高层建筑施工的顺利进行，保证建筑施工质量符合国家有关标准规定，在确定建筑结构方案与结构类型时，应结合工程实际，依据具体情况，全面考虑各相关因素来进行，以确保结构方案与结构类型满足整个建筑结构设计要求。鉴于复杂高层与超高层建筑结构设计不同于一般的建筑结构设计，设计难度更高，对设计人员技术水平要求也更高，所以除了需要从工程实际出发对各种因素充分考虑之外，还需要委任专业知识扎实、技术水平高、实践经验丰富的人才来对复杂高层与超高层建筑结构方案、类型进行设计，对整个建筑结构进行设计。 2复杂高层与超高层建筑结构设计要点 2.1抗震设防烈度

复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300米，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。由此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。

2.2结构舒适度

确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：第一，对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；第二，对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01-0.02之间。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。

2.3施工过程

在进行设计的过程中一定要充分考虑施工因素的影响，如在复杂高层和超高层建筑中，竖向构件的压缩变形会使建筑物的外形发生改变，而且影响建筑的内力分布。因此，为了避免建筑的外形发生改变，提高建筑结构设计的合理性，保证施工过程的安全，应对复杂高层和超高层建筑进行施工过程模拟和预变形演练。另外，在结构设计时，一定要注意复杂节点部位钢筋及钢材传力的可靠性，同时要考虑现场施工的可实施性。如在型钢混凝土梁柱节点中主筋与型钢相交时，通常采取以下4种处理措施：型钢表面焊接钢筋连接套筒；钢筋绕过型钢；钢筋与型钢表面加劲板相焊连；钢板上开洞穿钢筋等。在实际设计中，一定要合理选择处理措施，保证现场施工的可实施性。

2.4载荷计算

主要是在相应力的条件下，复杂高层和超高层建筑结构荷载队友建筑的稳定性和安全性具有直接的影响。和整体高度比较低的建筑进行比较，复杂高层和超高层建筑在水平和竖直方向的具体情况比较复杂，相关的设计人员要对荷载进行准确的计算，这样设计出来的方案才会起到积极的作用。

2.4.1地震载荷计算

针对复杂高层和超高层设计地震载荷计算，主要是对基础性内容进行基础性校核，当前复杂高层和超高层建筑结构自身的自振周期主要是在6.0～9.0s，而规范中的地震载荷主要的影响系数就是6.0s左右，需要以建筑设计实际需要为基础，设置地震荷载取影响系数为6.0～10s。

2.4.2风荷载计算

对工程的设计经验进行研究，我们发现这样一个规律，建筑物的整体高度不断提高，其风载荷水平也会随之提高。主要是利用50重现期的风荷载，对主要的构建进行有效的控制。在计算风荷载的时候，要对高层超高层设计标准进行有效地遵循，对于当地的风力变化规律进行有效的结合，使荷载计算的具体的波动范围得到有效地确定，在设计的过程中，要将风载荷余量进行有效地给予，这样一来，建筑结构的荷载表现才会得到有效的保证。

2.5建筑结构的形式进行有效的选择

在超高层与复杂高层建筑的结构设计环节，就必须要对结构类型进行合理有效的选择，才能够保证建筑结构设计水平以及效率质量的提升。所以，在建筑结构具体的设计环节中，必须要对施工场地的天然的地质条件以及岩层情况进行全面和充分的考虑，并与这些地质条件进行有效的结合，从而保证复杂建筑和超高层建筑的抗震抗风能力的设计符合实际的需求。这样所设计出的结构设计方案，才能够保证建筑物的结构设计水平的提升，并且降低其建筑工程的整体造价和施工成本。另外，在对建筑工程的结构设计类型进行合理的选择的过程中，设计人员还要对其工程本身所存在的施工设计需求的合理性和造价成本等多方面进行全面的考虑。

结束语

总之，结构方案与结构类型选择，抗震设防设计与结构舒适度设计等是复杂高层与超高层建筑结构设计的几个重点环节，是超高层建筑结构设计需要重点考虑的几大因素。要想复杂高层与超高层建筑结构整体设计的科学合理，就必须对每一环节进行合理的设计，对所有设计因素进行全面系统考虑。我国应加大高层建筑结构设计专业人才的培养与技术的改革创新，为复杂高层与超高层建筑结构设计输送更多复合型人才。

参考文献：

[1]董兴明.复杂高层建筑结构设计要点分析[J].中原建筑，2014（9）

[2]辛晓宇.复杂高层、超高层建筑设计要点分析[J].科技创新与应用，2012（5）

[3]刘东明.高层及超高层建筑结构分析与设计[J].中华民居：下旬刊，2014（2）