黃玉梅

摘 要：隨著城市化進程的高速推進，除了一線城市以外的中型城市中也越來越多的出現(xiàn)了各類超高、復(fù)雜、多樣化的建筑，基于目前城市嚴重缺乏土地資源的現(xiàn)狀，超高層建筑推動了國內(nèi)建筑事業(yè)的進一步發(fā)展。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計角度來看，這些建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面擁有一些顯著的特征，不同于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。基于此，文章從復(fù)雜高層建筑、超高層建筑角度，主要探討了結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計特征、要點僅供參考。

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

前言：社會經(jīng)濟的快速崛起和增長是當(dāng)下的趨勢，人們的生活質(zhì)量也得到了明顯的改善，對建筑也提出了更高的需求。然而，國內(nèi)頻發(fā)與復(fù)雜高層建筑、超高層建筑有關(guān)的諸多問題，使得人們一度對此非常擔(dān)心。而這些建筑的建造，往往會耗費大量的資金，所以必須做好設(shè)計工作，充分把握結(jié)構(gòu)要點，以嚴格控制工程質(zhì)量，避免不必要的經(jīng)濟損失。

1整體復(fù)雜、超高層結(jié)構(gòu)基本設(shè)計特征

自超高層建筑出現(xiàn)起，便大量涌現(xiàn)出了復(fù)雜高層建筑、超高層建筑。近些年來，國內(nèi)經(jīng)濟增長愈來愈快，大中型城市出于打造自身地標建筑的目的，也逐步開始規(guī)劃建造各種復(fù)雜高層建筑、超高層建筑，并且獲得了很好的發(fā)展，部分建筑的高度已超千米。據(jù)研究分析知，這些復(fù)雜高層建筑、超高層建筑，在自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面特征獨特，在降水、風(fēng)力、抗震等方面均具有很高的要求。加之這些建筑原本就需要周全顧及美觀與結(jié)構(gòu)，故此必須綜合考量諸多方面的影響因素。所以，作為設(shè)計人員，應(yīng)及時轉(zhuǎn)變設(shè)計手段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，大量引進新的設(shè)計方法，以提升設(shè)計綜合水平，確保整體結(jié)構(gòu)的安全性，為工程質(zhì)量的控制打好基礎(chǔ)。

2基于結(jié)構(gòu)設(shè)計特征的設(shè)計要點

2.1 荷載分析

相較于普通建筑，復(fù)雜高層或者超高層建筑極具特殊性，除了總體高度很突出，還要迎接重力荷載方面的挑戰(zhàn)。尤其是伴隨建筑總高的持續(xù)增大，重力荷載及地面受力也會越來越大。在力的綜合作用下，軸壓力及豎向壓力也愈發(fā)大，以致增大設(shè)計的難度。一方面，風(fēng)效應(yīng)會隨樓層的增高而增大，基于風(fēng)的作用，合力點勢必增高，自然風(fēng)效應(yīng)產(chǎn)生更大的作用效應(yīng)。另一方面，在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)自重，以確保建筑物足夠的穩(wěn)定性。但重心位置與結(jié)構(gòu)自重緊密相連，樓層愈高，相應(yīng)的重心愈高、結(jié)構(gòu)自重愈大，其成為風(fēng)力作用下的顯著薄弱環(huán)節(jié)，所以在設(shè)計中應(yīng)認真考慮重力荷載。

2.2 風(fēng)力效應(yīng)考慮

一般風(fēng)力效應(yīng)會隨樓層的增高而變強，所以超高層建筑帶有很大的風(fēng)力。而人們往往會清楚感知風(fēng)力的舒適性，一旦風(fēng)振過強定會令人不適，從而影響居住品質(zhì)。所以，在設(shè)計整體復(fù)雜或者超高結(jié)構(gòu)時，應(yīng)嚴格控制風(fēng)振加速度、建筑頂層加速度的最大值，以彌補高強度風(fēng)振的不足。另外，針對圍護結(jié)構(gòu)，也應(yīng)做好抗風(fēng)設(shè)計。超高層建筑愈高，則垂直于圍護表層的風(fēng)載勢必增大，故此科學(xué)地引導(dǎo)風(fēng)向、嚴格控制具體的風(fēng)振加速度，能增強使用效果。

2.3 基礎(chǔ)設(shè)計分析

復(fù)雜高層建筑、超高層建筑的整體穩(wěn)定性首先取決于基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。所以在設(shè)計地基結(jié)構(gòu)時，應(yīng)綜合考慮設(shè)計標準、地基形態(tài)，結(jié)合項目實地情況，優(yōu)化設(shè)計方案。例如，針對軟地基，應(yīng)引進樁箱、樁筏等類型的基礎(chǔ)。同時，若地質(zhì)情況有變，還應(yīng)通過有效的基礎(chǔ)措施，來提升地基強度。例如，深層巖基向地下深入的程度不超過100m時，可以通過地下連續(xù)墻來加強地基，就是在框格式的結(jié)構(gòu)下，通過上層沖積土來支撐巖層;若巖基較淺，則可通過添加混凝土樁基來加強基礎(chǔ)支撐;若地基條件好，利用筏形基礎(chǔ)便好。所以，針對各種地質(zhì)在設(shè)計地基時，應(yīng)立足地質(zhì)形態(tài)來合理設(shè)計組合方案，以改善地基結(jié)構(gòu)。

2.4 結(jié)構(gòu)抗側(cè)力分析

針對不同的建筑高，應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力系統(tǒng)。在設(shè)計復(fù)雜高層或者超高層建筑時，考慮到各層不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有不同的作用，故此在設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件時，應(yīng)立足具體的作用來優(yōu)化部署。同時，通過合理設(shè)計結(jié)構(gòu)抗側(cè)力系統(tǒng)，還能融合結(jié)構(gòu)中的不同抗側(cè)力構(gòu)件形成一個整體。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)從整體上考慮結(jié)構(gòu)抗側(cè)力系統(tǒng)，可利用伸臂桁架有效連接框架柱組合核心筒的結(jié)構(gòu)，或通過環(huán)形桁架、大斜撐來連接組合，而得到一個巨大的框架，以增強整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.5 含鋼率設(shè)計分析

由于國內(nèi)的結(jié)構(gòu)技術(shù)標準規(guī)程、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等不盡相同，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，首先應(yīng)根據(jù)復(fù)雜高層、超高層建筑的具體構(gòu)造，來優(yōu)化設(shè)計鋼骨含鋼率。盡管目前的標準并不統(tǒng)一，但是不管執(zhí)行怎樣的標準，都需要強制性規(guī)定框柱中不得出現(xiàn)含鋼率4%以下的鋼骨。因此，在設(shè)計混合建筑結(jié)構(gòu)時，不僅應(yīng)按照計算結(jié)果來確定柱箍、縱筋，還應(yīng)科學(xué)地設(shè)計型鋼截面，控制含鋼率為4%或以上。

2.6 核心筒內(nèi)的型鋼柱設(shè)計分析

針對鋼筋混凝土制作的核心筒，通過使用型鋼柱增大外框柱、混凝土筒體墻自身的重力。特別是遇到強風(fēng)或者地震時，外墻往往需要承載一半的豎向荷載，且核心筒位置的水平剪力超過了五分之四。如果沒有加強處理，就會引起建筑變形或者傾斜等。而在核心筒通過型鋼柱的使用，則可有效避免這類情況。此外，通過型鋼柱類型的剪力墻，即便有開裂也會較少影響承載力。而通過型鋼柱還能增大剪力墻的抗震性，故此在地震區(qū)很常見。

2.7 抗側(cè)剛度設(shè)計分析

在設(shè)計復(fù)雜高層建筑、超高層建筑的整體結(jié)構(gòu)時，為了增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)強度，則需要增大鋼筋混凝土中整個核心筒體的具體剛度。考慮到核心筒體屬于結(jié)構(gòu)當(dāng)中的關(guān)鍵性抗側(cè)構(gòu)件，故此結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度與外側(cè)墻厚、筒體墻的具體抗側(cè)剛度密切相關(guān)。除此以外，在整個設(shè)計環(huán)節(jié)，還需要嚴格控制外框柱的設(shè)計截面與軸壓比要求、所需承載力的完全相符。

3結(jié)論

綜上，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，針對復(fù)雜高層建筑、超高層建筑，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)特別注意要點內(nèi)容的設(shè)置，以提升建筑物的整體綜合性能，滿足其使用功能、環(huán)境建設(shè)要求。此外，還應(yīng)綜合考慮施工現(xiàn)場的運輸條件、養(yǎng)護專業(yè)水平。唯有滿足以上設(shè)計要求，方能在科學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)下，建造出高質(zhì)量的建筑。與此同時，還應(yīng)注意設(shè)計與施工的安全性，以支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計，嚴格控制建筑工程質(zhì)量，滿足工程預(yù)期要求，保護人們的人身財產(chǎn)安全。

參考文獻

[1]沈科有.探析復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].城鎮(zhèn)建設(shè)，2020（4）：313.

[2]王雷.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探析[J].科學(xué)與財富，2020（8）：227.

[3]王大高.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].建材與裝飾，2019（31）：98-99.