黃濤（江西省商業(yè)建筑設(shè)計(jì)院）

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

黃濤（江西省商業(yè)建筑設(shè)計(jì)院）

伴隨近些年我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升和城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，使得城市用地面積也在不斷的縮短，一些復(fù)雜高層和超高層建筑物的建設(shè)數(shù)量與類(lèi)型在不斷的增多。而隨著建筑物樓層的增加和復(fù)雜度的提升，使得人民群眾對(duì)此類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)安全性、持久性與可靠性的要求也在隨之不斷增多。因此，本文以復(fù)雜高層建筑與超高層建筑為切入點(diǎn)，對(duì)此類(lèi)型建筑物當(dāng)前建設(shè)期間建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)分析。

復(fù)雜高層；超高層；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

引言

伴隨近些年我國(guó)政治經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展速度的提升，一些大中型城市中超高層建筑的建筑的建設(shè)數(shù)量也在不斷的增加，且隨著城市中城市建設(shè)進(jìn)程的加快，使得城市對(duì)超高層建筑和復(fù)雜高層建筑的需求總量和類(lèi)型也在不斷的增加。雖然超高層和復(fù)雜高層建筑物的建設(shè)，不僅能夠提升城市中土地資源的利用率，還可以將城市土地的使用效能最大限度的發(fā)揮出來(lái)。但這兩種建筑物建設(shè)數(shù)量的增加，也使得建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜程度隨之不斷的提高。因此，為了提升建筑物的經(jīng)濟(jì)性與安全性，掌握此類(lèi)型建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)十分重要。

1 提高對(duì)概念設(shè)計(jì)的重視度

為了確保高層與超高層建筑物本身結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員就需要不斷的提高設(shè)計(jì)方案的可靠性，通過(guò)不斷與相關(guān)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，提升建筑物概念設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。對(duì)此，高層建筑設(shè)計(jì)人員需要從以下幾方面入手：①盡量提升整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的均勻性與規(guī)則性。②設(shè)計(jì)出直接且清晰的傳力途徑，尤其是抗側(cè)力和結(jié)構(gòu)豎向這兩部分的傳力途徑，更是要明確的規(guī)劃出來(lái)。③針對(duì)高層建筑施工和使用要求，制定出科學(xué)合理的能源消耗機(jī)制。④在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成十分良好的空間受力，提高對(duì)施工材料的利用率。在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)人員還應(yīng)該要確保設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)整體性不受損害。因此，在設(shè)計(jì)超高層和高層建筑結(jié)構(gòu)期間，相關(guān)單位和負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)按照工程項(xiàng)目的實(shí)際施工情況，選擇出最佳施工方案，以便在工程出現(xiàn)施工問(wèn)題時(shí)，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)圖紙。此外，因?yàn)榇祟?lèi)型建筑的設(shè)計(jì)難度和任務(wù)量較大，對(duì)于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)者需要不斷提高自己的專(zhuān)業(yè)水平，用概念設(shè)計(jì)理論武裝自己，從而做好概念設(shè)計(jì)工作。

2 選擇適合的建筑結(jié)構(gòu)形式

對(duì)于超高層和復(fù)雜高層建筑來(lái)講，在選擇適合的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，對(duì)提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量具有極高的作用。因此，設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)巖土工程項(xiàng)目的地質(zhì)條件進(jìn)行全面考慮，在結(jié)合這些地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足建筑物抗震強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。只有這樣，才能夠有效的提升此類(lèi)型建筑物整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，降低建筑工程的整體造價(jià)。此外，在選擇建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型時(shí)，相關(guān)人員需要對(duì)件組合工程本身施工設(shè)計(jì)的合理性與設(shè)計(jì)造價(jià)等進(jìn)行充分考慮。

3 強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)，提升建筑物的安全性

為了能夠進(jìn)一步的提升此類(lèi)型建筑物本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，做好結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)十分表。對(duì)此，工程設(shè)計(jì)人員需要從以下幾方面入手：①選擇合適的建筑施工材料。對(duì)高層與超高層建筑來(lái)講，一些高強(qiáng)度、材質(zhì)均勻、輕質(zhì)的建筑材料可以達(dá)到很好的施工效果。②要確保不同構(gòu)件連接間的連續(xù)性、延展性和整體性，以便能夠很好的消耗地震災(zāi)害出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的能量，減輕地震反應(yīng)，從而有效的減少地震對(duì)高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的破壞，降低損失。③提高對(duì)抗震結(jié)構(gòu)方法和質(zhì)量設(shè)計(jì)的重視度。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要先準(zhǔn)確的計(jì)算出地震荷載力，在此基礎(chǔ)上，從構(gòu)件和結(jié)構(gòu)等方面不斷的提升建筑結(jié)構(gòu)本身的安全性能。因?yàn)榈卣馂?zāi)害的作用方向具有一定程度的隨機(jī)性，所以，為了能更好的將建筑物的剛心與形心重合起來(lái)，還可以選擇一些具有抗側(cè)力能力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。④提高構(gòu)件強(qiáng)度，通過(guò)使用型鋼混凝土、鋼結(jié)構(gòu)混凝土等強(qiáng)度較大的構(gòu)件機(jī)構(gòu)來(lái)不斷的提升建筑工程結(jié)構(gòu)本身的抗震性能與抗變形能力。⑤為了能夠確保此類(lèi)建筑工程本身的安全性，在進(jìn)行抗震設(shè)防烈度設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)要以建筑物本身能夠承受的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這樣一來(lái)，不僅可以減少建筑設(shè)計(jì)誤差，在一定程度上為居民的生命健康安全提供一定的保障，還能夠保障建筑物本身的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

4 做好抗風(fēng)設(shè)計(jì)，減少安全隱患

伴隨我國(guó)城市建筑物建設(shè)高度的增加，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值也隨之不斷的增加。因?yàn)闃菍咏ㄔO(shè)高度越高，其受風(fēng)力因素帶來(lái)的風(fēng)荷載業(yè)就會(huì)越大。風(fēng)力因素對(duì)此類(lèi)型建筑建筑物的危害主要有破壞主體結(jié)構(gòu)、造成隔墻開(kāi)裂等問(wèn)題，且當(dāng)高層建筑物本身的震動(dòng)程度達(dá)到了一定限值時(shí)，居住者就會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)。因此，做好高層建筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，減少安全隱患，提高居住的舒適度十分必要。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員可以從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行建筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)：①確保結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)需要滿足建筑物結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求，用結(jié)構(gòu)玻璃替代原來(lái)的玻璃幕墻進(jìn)行維護(hù)，確保建筑物不會(huì)因?yàn)槭艿斤L(fēng)力作用的影響出現(xiàn)變形、倒塌和開(kāi)裂的情況。②在設(shè)計(jì)超高層建筑物的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，還需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開(kāi)風(fēng)洞試驗(yàn)，分析風(fēng)力因素會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的危害，從而有效的提高建筑物結(jié)構(gòu)本身的抗風(fēng)載能力。③在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足居民的舒適度要求，設(shè)計(jì)人員可以使用一些可以對(duì)結(jié)構(gòu)震動(dòng)加速具有限制能力的設(shè)計(jì)方案，有效的減輕居住者的不舒適感。

5 選擇適當(dāng)?shù)目箓?cè)力結(jié)構(gòu)體系

由于不同類(lèi)型高層建筑其對(duì)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要求也具有一定的差異，所以，在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗側(cè)力體系時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要充分的考慮建筑物結(jié)構(gòu)的高度。與此同時(shí)，在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)允許的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該要盡可能將不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連接到一起，從而使建筑物能夠構(gòu)建處的抗側(cè)力體系具有一定的整體性。現(xiàn)階段，針對(duì)抗側(cè)力體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案主要有：①在建筑物墻體的垂直和水平方向進(jìn)行相互連接，使其能夠形成一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)；②利用伸臂桁架使框架柱和核心筒能夠連接成一個(gè)整體；③針對(duì)同一種類(lèi)型的抗側(cè)力體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)使用試算和結(jié)構(gòu)概念計(jì)算的方式，分析不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)對(duì)抗側(cè)力體系產(chǎn)生的影響，以此來(lái)提升對(duì)施工材料的利用效率。

6 提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的舒適度

在對(duì)超高層與高層建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性與穩(wěn)定性，還應(yīng)當(dāng)要滿足城市居民對(duì)建筑物舒適度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。這一要求的提出，使得相關(guān)人員在對(duì)高層建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)混凝土規(guī)程與高鋼規(guī)程等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出更加合理和明確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，從而不斷的提升相關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平。

7 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度在近幾年的不斷提升，使得復(fù)雜建筑和超高層建筑的建設(shè)數(shù)量和進(jìn)程也在不斷的加快。同其他類(lèi)型的建筑物相比，此類(lèi)型建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的復(fù)雜性。為了能夠滿足此類(lèi)型建筑經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、安全性的設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必須從概念設(shè)計(jì)出發(fā)，通過(guò)不監(jiān)理科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，在結(jié)合實(shí)際建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而設(shè)計(jì)出符合城市發(fā)展和人民群眾要求的高層建筑物。

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2095-2066（2016）30-0154-02

2016-10-12