劉慶雙

摘 要：針對復雜高層與超高層建筑結構設計的相關內容，研究了復雜高層與超高層建筑設計過程中應該重視的問題，并對復雜高層于超高層建筑結構設計要點進行研究，最后結合實際案例，分析該案例在建筑結構中設計質量控制的相關措施，以解決當前建筑工程項目設計中存在的質量問題，為提高復雜高層與超高層建筑結構質量奠定基礎。

關鍵詞：復雜高層；超高層；建筑結構設計

從當前建筑行業(yè)發(fā)展趨勢來看，復雜高層與超高層建筑已經成為未來建筑發(fā)展的主要趨勢，在這個過程中，建筑結構設計對其整體質量產生重要影響，因此需要重視對復雜高層與超高層建筑結構設計要點問題的討論，為提高建筑整體質量奠定基礎。文章將以此為背景，對復雜高層與超高層建筑結構設計的相關內容進行分析與研究。

1 復雜高層與超高層建筑結構設計中需要注意的問題

在復雜高層與超高層建筑結構設計中，為保證建筑結構設計能滿足相關標準，則需要重點開展以下幾方面的質量控制：

1.1 抗震設防烈度

與常規(guī)建筑相比，復雜高層與超高層建筑的主要特征就是“高”，在該特征的影響下，建筑的抗震設防烈度十分重要，如果建筑抗震等級不達標，一旦出現(xiàn)地震等惡劣自然災害，將會對建筑物內人員的生命安全造成威脅。一般情況下，當建筑高度超過100m時，就應該根據(jù)當?shù)氐目拐鹪O防烈度來控制建筑高度；而如果當?shù)氐目拐鹪O防烈度超過8級，則當?shù)厥遣荒芙ㄔ旄叨瘸^300m建筑的。而從當前我國大部分地區(qū)的實踐經驗來看，如果當?shù)氐目拐鹪O防烈度為6級時，則可以建造復雜高層與超高層建筑。

1.2 結構方案與類型

在建筑結構設計過程中，設計人員需要重點考察建筑方案結構，判斷其相關數(shù)據(jù)資料是否滿足建筑的質量控制要求，若沒有科學的規(guī)劃復雜高層與超高層建筑的相關數(shù)據(jù)資料，將會導致施工中出現(xiàn)諸多問題，包括不斷調整施工方案、施工技術應用問題等，對建筑項目的工期、建筑項目總成本造成不良影響。因此在確定結構方案與類型過程中，設計人員需要充分借鑒當?shù)亟ㄖY構設計的相關內容，在充分掌握當?shù)亟ㄖY構設計的相關資料后，全面分析建筑結構的抗震結構。同時，為保證工程項目的順利進行，設計人員還應該充分考慮到施工過程中可能出現(xiàn)的多種風險因素，總結多種方案，并從中選擇最佳的建筑方案。

2 復雜高層與超高層建筑結構設計的要點分析

2.1 計算載荷

部分學者認為，在相應應力條件下，復雜高層與超高層建筑結構的載荷表現(xiàn)對其安全面、穩(wěn)定性產生重要影響。與高度較低的建筑相比，復雜高層與超高層建筑在水平、豎直方向的載荷條件更加復雜，這就導致相關人員在計算載荷過程中，需要做好相應的計算，以降低載荷對建筑質量的影響。（1）風載荷計算。隨著建筑高度不斷增加，風載荷對建筑結構穩(wěn)定性的影響也越來越明顯。而在開展有關風荷載的研究中，通常以100年重現(xiàn)期的風荷載設計結構構件承載力，以50年重現(xiàn)期風荷載控制構件承載力，對高度大于等于200m的建筑物進行風洞試驗。在計算風載荷過程中，需要根據(jù)相應的高層、超高層建筑結構的設計標準，并結合當?shù)貧v史的風力變化資料進行研究，以掌握風載荷的波動范圍，并在設計過程中充分考慮到風荷載余量對建筑結構的影響，確保建筑結構能充分適應當?shù)氐娘L載荷要求，保證建筑結構的穩(wěn)定性。（2）地震載荷計算。地震載荷是載荷問題研究中的關鍵內容，也是復雜高層、超高層建筑結構設計中的基礎性內容之一。一般認為，如果復雜高層、超高層建筑結構自振周期為6.0～9.0s，而建筑結構設計的地震載荷影響系數(shù)約為6.0s，那么在地震載荷問題的研究中，需要將地震載荷影響系數(shù)設計在6.0～10.0s范圍內，并以此為基礎開展數(shù)據(jù)的計算。

2.2 抗震設計

在綜合考慮建筑結構的適用性能與穩(wěn)定性后，在復雜高層與超高層建筑結構的抗震設計過程中，相關人員需要做好以下兩方面的控制工作：（1）對倒塌水準的研究。在分析倒塌水準過程中，需要注意以下幾點問題：①在研究建筑的延性結構構件過程中，需要規(guī)定非彈性形變小于構件的彈性形變能力；②針對建筑結構中存在的一些非延性部件，需要充分考慮破壞模式的應力特征與要求，并重視對其相關技術內容的研究。③在開展有關建筑結構設計過程中，應保證建筑物結構具有良好的穩(wěn)定性，并確保其至少具有中等地震抗性作用，并即使在中等地震的影響下依然能保證建筑結構的彈性。（2）對使用水準的研究。對于地震重現(xiàn)期為50a的地震，此時其對建筑結構的損傷是忽略不計的，但在相應的結構設計分析中，需要相應的研究其彈性反應狀態(tài)，以更全面的獲取與建筑相關的資料。

3 工程實例分析

3.1 工程案例簡介

在某高層建筑施工中，該建筑的整體高度約為200m，塔樓采用以low-e玻璃為主的外圍護結構，保證了建筑的整體美觀。在該工程施工過程中，工程總用地面積而約為39800m2，總建筑面積約為295000m2，包括商業(yè)樓6層，辦公樓46層。

在該建筑結構設計中，設計人員在綜合考慮當?shù)氐刭|特征、自然環(huán)境后，進行了全面的設計分析。文章選擇該工程項目中抗側力結構設計的相關內容，并對其進行深度分析。

3.2 抗側力結構設計研究

根據(jù)該工程的結構特征，在主塔樓設計中，采用框架-核心筒結構，外框架為鋼梁+鋼管混凝土結構柱結構。為了提高外圍環(huán)狀框架剛度與抵抗水平地震的延性能力，在外圍結構設計中，保證外圍環(huán)狀框架與鋼管混凝土柱有效的連接在一起；在樓面鋼梁與混凝土核心筒設計中，使用剛性連接方法，以保證建筑結構的整體剛度。

在該項目的設計過程中，為了提高其側移剛度，在設計過程中采用伸臂結構。其要點為：沿高度選擇一層、兩層布置伸臂結構，考慮到伸臂本身具有剛度大的特征，因此當結構側移過程中伸臂會是外柱出現(xiàn)壓縮、拉伸等運動，進而增加其承受的軸力，最終增加外柱抵抗傾覆力矩。同時，伸臂對內筒具有良好的反向約束彎矩，隨著內筒彎矩改變，降低內筒彎矩參數(shù)水平，達到了控制側移的目的。

同時，在設置伸臂時，伸臂所層的上下想磷層的剪力、柱彎矩都會發(fā)生變化，增加了設計柱配筋的拿督。在這種受力條件下，上下柱會與較大剛度的伸臂連接，而一旦出現(xiàn)地震現(xiàn)象，將會導致這些柱子遭到破壞，不利于抗震。因此在設計過程中，相關人員需要重點處理核心筒與框架柱之間的內力不變問題，以保證建筑結構安全。

4 結語

主要研究了復雜高層與超高層建筑結構要點設計的相關內容，并從多個角度對其設計的相關信息進行分析。從研究內容來看，在開展復雜高層與超高層建筑結構設計過程中，相關人員需要充分認識到外部條件對建筑結構的影響，能根據(jù)建筑當?shù)氐膶嶋H體制特征，不斷的優(yōu)化建筑結構參數(shù)，為獲得更好的設計結果奠定基礎。

參考文獻

[1] 萬黎萍.超高層建筑核心筒設計研究[D].廣州：華南理工大學，2014.

[2] 董蘇媛.高層及超高層建筑結構分析與設計[J].中華民居（下旬刊），2014（02）：43-44.

[3] 周琦，萬羅斌.復雜高層、超高層建筑設計要點分析[J].中華民居（下旬刊），2014（05）：76.