王燕鵬 徐培智

摘要：超高層建筑和復(fù)雜高層建筑與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，存在著明顯差異問題，對于抗震性能以及降水等方面的要求也相對較高，加之建筑整體設(shè)計需要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量以及美觀度，所以設(shè)計工作開展需要考慮多方面內(nèi)容，所受到的影響因素也較為繁雜。為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的合理性以及科學(xué)性，展開結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要做好設(shè)計影響因素分析，以便制定出針對性應(yīng)對策略，保證設(shè)計工作順利開展。基于此，對復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計;超高層;復(fù)雜高層;設(shè)計要點

引言

超高層建筑是一個城市或者地區(qū)的標(biāo)志之一，其科技感和美學(xué)都代表著城市的發(fā)展。超高層建筑其耗資量巨大，建設(shè)周期長。隨著時代的不斷發(fā)展，超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)生了很大的變化。雖然我國在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面取得了一些成績，但在具體的發(fā)展過程中還存在一些問題?，F(xiàn)在超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)成為高層建筑設(shè)計的核心內(nèi)容，這說明超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計如果不及時解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些問題，這將嚴(yán)重阻礙超高層建筑的發(fā)展。

1超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

超高層建筑是指建筑達(dá)40層以上，高度達(dá)到100以上的建筑，超高層建筑已經(jīng)成為衡量建筑水平的重要標(biāo)志。超高層建筑設(shè)計及技術(shù)通常都相對復(fù)雜，也是一項非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳎谑┕み^程中不僅要做好安全保障，同時也要做好整體結(jié)構(gòu)的科學(xué)布局。超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵和核心內(nèi)容是通過抗側(cè)力構(gòu)件來提高整個結(jié)構(gòu)的延性，因為在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，不僅要考慮水平承載力，還要充分考慮建筑各方面的荷載，也包括豎向承載力。超高層結(jié)構(gòu)主要考慮水平抗力?，F(xiàn)階段超高層建筑日益增多，如何保證超高層建筑的抗側(cè)力，提高整個建筑的舒適性顯得尤為重要。只有有好的結(jié)構(gòu)方案，才能有效地保證建筑物的舒適性。因此，在設(shè)計過程中，必須對各種結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行充分的比較和選擇，在盡可能滿足建筑使用功能和建筑效果的前提下，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟(jì)性的合理性。在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)的平面時，盡量使建筑物之間保持安全的防火距離。在人員集中的區(qū)域，應(yīng)保持良好的人員疏散條件以便將人群及時疏散。合理地對超高層建筑進(jìn)行布局的條件下，也要滿足基本使用功能，將設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，實現(xiàn)超高層建筑中設(shè)計技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化要求。除此以外，在超高層建筑進(jìn)行平面設(shè)計階段，為應(yīng)對風(fēng)、地震等安全風(fēng)險，要合理規(guī)劃建筑內(nèi)的交通路線，對樓梯的數(shù)量和位置進(jìn)行合理安排，將基礎(chǔ)設(shè)施最大限度的利用，提高效率和安全性因素。

2復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1框架結(jié)構(gòu)

如果框架柱出現(xiàn)承載失效問題，框架梁上下縱筋會處于受拉狀態(tài)，此時需要做好框架梁的腰筋以及縱筋處理，做好貫通節(jié)點的優(yōu)化，確保其能夠滿足抗震連接錨固的具體需求。同時需要對兩端縱筋拉剪作用展開驗算操作，如果底層框架柱已經(jīng)失去作用，要通過對相鄰樓層上層柱的處理，做好鋼筋連接以及吊柱受力形式設(shè)置。因為中柱是豎向承重的重要構(gòu)件，所以在中柱失去作用之后，需要考慮本層相鄰框架梁以及相鄰層框架柱的重力分配，確?？梢酝ㄟ^重新進(jìn)行內(nèi)力分配的方式，保證承重效果。進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)樓板設(shè)置過程中，需要展開單向板設(shè)置工作，通過對長方形梁失去作用等極端狀況的分析，做好平面內(nèi)變形儲存強(qiáng)度設(shè)置。此外，需要做好樓梯踏步板框架梁縱向鋼筋設(shè)置，要結(jié)合以往經(jīng)驗，將意外發(fā)生可能性考慮到其中，保證樓梯間填充墻倒塌的堆積荷載，能夠達(dá)到瞬間集中的狀態(tài)。

2.2增強(qiáng)消防設(shè)計水平

（1）合理做好總體布局和防火分區(qū)。在設(shè)計總平面圖時，掌握建筑與周邊建筑物的間距和車道，這也是建筑設(shè)計時首要考慮的重要因素之一，合理的平面布置圖，可以有效地緩解救火的壓力，同時對火勢的蔓延和發(fā)展具有阻礙的作用。防火分區(qū)的設(shè)置也能阻止火災(zāi)的繼續(xù)蔓延，防火卷簾門分布到各個防火分區(qū)，每個分區(qū)都要安裝防火門自動開關(guān)設(shè)備，在防火卷簾門安裝時，卷簾與房梁、墻面不得留有縫隙，充分發(fā)揮其防火阻燃的作用，最大限度降低火勢蔓延的速度。（2）確保建筑物耐火能力。一類高層建筑物的耐火等級為一級，二類高層建筑物的耐火等級不得低于二級。所以，在超高層建筑防火設(shè)計時，應(yīng)確保防火等級。嚴(yán)格遵守建筑的防火等級的設(shè)計，建筑物發(fā)生火災(zāi)時，會為人員疏散提供更多的時間，降低建筑物的損壞程度，減少人們的財產(chǎn)損失。超高層建筑過程中不僅要對建筑的主體結(jié)構(gòu)做好防火要求，后期的墻面和裝飾裝修都要做好防火要求。（3）自然排煙設(shè)計和安全疏散設(shè)置的設(shè)計。大量的高層建筑火災(zāi)的發(fā)生證明了一個道理，煙也是火災(zāi)中最大的影響因素，因此，排煙設(shè)計也是消防設(shè)計中一項應(yīng)該重點考慮的環(huán)節(jié)。

2.3加強(qiáng)抗震能力

超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力加強(qiáng)可以從材料選擇方面入手。在挑選材料時選擇重量更輕、堅固性更好的材料。如鋼結(jié)構(gòu)的選擇上，可以選擇更為輕便的應(yīng)用型鋼結(jié)構(gòu)。同時其還具有優(yōu)質(zhì)的堅固性。在地震發(fā)生時，更輕的材料有利于減少地震的損害，預(yù)防樓房塌陷所導(dǎo)致的人員傷亡。為了增加超高層建筑的支撐能力，可以在建筑中增加鋼筋的數(shù)量。通過多種方式，共同增加超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2.4控制豎向構(gòu)件內(nèi)力分布影響

豎向構(gòu)件變化所產(chǎn)生的縮短變形差，會對構(gòu)件內(nèi)力產(chǎn)生直接影響。如果內(nèi)力出現(xiàn)較大變化，構(gòu)件的受力變形會在一瞬之間完成，而干縮變形則需要較長的時間，變形量大概在總壓縮量的1/3左右。消耗時間最長的變形，是由徐變更所產(chǎn)生的變形問題，可以通過相應(yīng)公式完成線性徐變的變形量計算工作。在內(nèi)力的作用之下，構(gòu)件總壓縮量會隨著建筑高度的提升而出現(xiàn)增加趨勢，豎向構(gòu)件所產(chǎn)生的縮短變形差問題，會在內(nèi)力的作用之下而逐漸增大，在進(jìn)行設(shè)計過程中需要明確考慮到這一點，做好變形差控制，預(yù)留出一定的變形空間，以防建筑出現(xiàn)變形問題。

結(jié)束語

超高層建筑從高層建筑發(fā)展而來，但與高層建筑有諸多不同。尤其是在防震、防火、防風(fēng)等安全方面的設(shè)計上，超高層建筑比高層建筑有更高的要求。因此在超高層建筑設(shè)計時，要將確保安全穩(wěn)固作為基礎(chǔ)。并在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)生產(chǎn)生活的實際需要，對其進(jìn)行更為便捷、舒適、環(huán)保的設(shè)計，以滿足時代發(fā)展的需求。

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