论复杂高层与超高层建筑结构设计要点

论复杂高层与超高层建筑结构设计要点

发表时间：2019-11-12T14:20:25.257Z 来源：《防护工程》2019年13期作者：全敏通

[导读] 城市化发展建设进程的加快，使城市中土地资源愈发的紧张，而城市居民数量的增加，则使城市中人均土地占有面积在不断缩减。全敏通

华蓝设计(集团)有限公司广西南宁 530011

摘要：城市化发展建设进程的加快，使城市中土地资源愈发的紧张，而城市居民数量的增加，则使城市中人均土地占有面积在不断缩减。为充分满足城市居民对住房的需求，一些复杂高层和超高层建筑数量和类型也在逐年增加。从建筑的角度来看，层数越高其在结构设计和施工方面的要求也就高越复杂，对建筑设计师专业和技术水平的要求就越高。文章以复杂高层和超高层建筑物作为切入点，通过对两种建筑物同普通建筑物之间差异性的简单介绍，分析复杂高层与超高层建筑物在结构设计上的要点，最终从设计要点出发，就该类建筑物结构设计策略和施工方案展开研究，以期可以在完善复杂高层与超高层建筑物结构设计方案的同时，为我国城市化建设工作的展开奠定良好的基础。

关键词：复杂高层；超高层；建筑结构；设计要点

前言：就城市化发展建设情况来看，其在开展各类建筑工程项目施工建设的过程中，对于建筑结构安全性与可靠性的关注度也在不断提高。复杂高层和超高层建筑作为现阶段城市中较为常见的建筑类型，其建筑结构同普通高层建筑之间存在较大的差距，为确保此类建筑的质量和结构设计的合理性，对此类建筑物的结构设计要点进行分析，完善其设计策略就变得尤为重要。

1.复杂高层和超高层建筑同普通建筑间结构设计的差异性

从结构设计方案上来看，复杂高层同普通高层建筑物之间的差异较为明显，从高度上来看，普通高层建筑物的高度需要控制在200m以内，但无论是复杂高层还是超高层建筑物，其本身的建筑高度都需要超过200m，部分建筑物高度甚至已经达到上千米。从建筑结构设计施工材料层面来看，普通高层建筑施工期间，施工人员大多都会使用混凝土材料完成建筑结构施工设计，但在建设复杂高层或者是超高层建筑物的过程中，除比较常用的混凝土施工材料外，还可以借助混合结构或者是全钢结构进行设计，以此来确保建筑物本身结构的安全性。对复杂高层与超高层建筑物来讲，对于消防设备和机电设备的设计也提出了更高的要求。由于此类建筑物在结构设计期间需要考虑避难层和机电层两个层面的设计情况，且建筑物防震设计在平面形状的选择上类型相对也比较少，从而确保其设计可以满足我国建筑部门对建筑物抗震设计标准的需求[1]。此外，复杂高层建筑物在设计的过程中，还需要对风荷载作用对于居民居住舒适性高低的影响进行充分考虑，但普通高层建筑物不需要对该因素进行考虑。

2.复杂和超高层建筑物在结构设计上的要点

2.1提高对建筑结构概念环节的重视度

对复杂高层与超高层建筑物来讲，在进行结构设计的过程中，应当要提高对建筑结构平衡性、规则性两大特性的关注度，确保正在进行中的建筑结构设计本身拥有直接传递力路径和结构竖向、横向传力。要想保证设计完成的建筑结构整体质量可以保持在较高的水平，设计人员在对建筑结构进行设计期间，需要对节能环保进行充分考虑，对于能源消耗制度进行优化设计，以此来逐步减少建筑物结构系统在施工和使用期间的能源消耗，从而是建筑材料利用效率能够提升，最大限度的节约建筑施工期间的成本[2]。

2.2根据实际情况确定结构抗侧力系统

在经过大量理论知识和实践研究成果表明，建筑结构的抗侧力系统是否科学合理，将会对很大程度上对于复杂高层和超高层建筑物的安全性、稳定性的提升带来直接的影响，也属于建筑物结构设计中重点内容所在。在确定结构的抗侧力系统时，应当从以下几个方面入手：一是在选择结构系统时，应当优先对建筑物高度进行考虑，若建筑物本身高度在100m以下，则可以选择由剪力墙和框架与剪力墙现结合的框架结构；若建筑物高度在100m~200m之间，则应当选择由剪力墙、框架与核心筒组成的抗侧力系统结构；若建筑物高度在

200m~300m之间时，可以选择框架与核心筒、框架，核心筒与伸臂共同组成的系统作为结构体系；若建筑物结构在300m~400m之间时，应当将框架，核心筒和伸臂、筒中筒作为框架结构系统；对于建筑高度超过了400m的建筑物来讲，其本身能选择的结构系统相对较少，当前比较常用的结构为大型桁架、筒中筒和伸臂、矩形斜撑、大型框架等组合类的结构系统。二是在对建筑物的结构进行设计的过程中，需要确保各个结构系统之间的统一性与联合性。三是在针对建筑物结构使用多种不同类型的抗侧力结构系统时，要先进行分析和试验，在保证自己确定的结构系统负荷相应类型建筑结构标准时，才可以被应用到实际的结构设计中[3]。

2.3做好建筑物的防震结构设计

在对超高层与复杂高层建筑物结构进行施工设计的过程中，要想确保建筑物本身的防震性能可以符合相关标准，就必须要做好建筑材料的选择。因此，在实际工作期间，相关人员需要切实做好建筑物的结构设计工作，在保证出现地震灾害时，能量输入可以被有效控制。具体来讲，当建筑物施工工作顺利完成时，对于建筑物结构构建的承载力进行验收的过程中，需要针对建筑物结构在遭受地震灾害时，每个楼层中变形和位移限制能力可以由此得到有效的控制。与此同时，在针对复杂高层与超高层建筑物的结构进行设计的过程中，设计人员需要针对各类可能会诱发地震灾害的因素进行充分考虑，借助积极有效的抗震方式开展建筑结构的抗震设计，在对所有结构设计展开定量分析的基础上，保证其作出的抗震结构设计可以同建筑要求相符。为保证复杂高层和超高层建筑物作出的抗震结构设计可以同建筑部门相关标准相符，需要精确计算建筑物在遭遇地震灾害时，建筑结构出现的位移和变形问题间存在的关系，以便可以实现做好构件变形值的设计[4]。对建筑物结构构造进行设计时，需要结合建筑物高度、规模等展开针对性设计，且对于高层建筑物来讲，其在选择施工场地时，必须要保证土地的坚固性，以此来确保建筑地基的稳定性，以此来做好地震灾害影响范围危害范围的扩大。

在对复杂高层和超高层建筑进行设计的过程中，应当尽可能借助现行的先进技术，最大限度的使建筑延伸性可以得到有效的提升。从高层建筑类型来讲，其本身承载力基本是保持一定状态的，其延伸性方面却存在较大的差异性。并且，在刚经过了大量理论知识和实践研究证明，建筑物结构如果有良好的延伸性，就可以有效转移地震灾害带来的能量，使建筑物结构变形程度有所降低。因此，要想做好建筑物在结构上的防震工作，借助提升建筑物结构延伸性来提高结构防震性能也变得尤为重要[5]。对于复杂高层和超高层城市建筑物来讲，做好施工之前的设计工作，设计机构质量的高低等，也会对抗震效果带来明显的影响。基于此，在对复杂高层与超高层建筑物的结构进行设