復雜高層建筑結構關鍵設計技術探究

康志敏

[摘要]復雜高層建筑的出現是工程技術取得巨大進步的標志，不僅改變了人們對高層建筑的認知，也使得人們的居住與生活條件有所改善。由于過于“復雜”，現階段此類建筑的結構設計依舊屬于難點，對設計者的能力與思維縝密度有著很高的要求。本文結合復雜高層建筑的結構設計要求，對其關鍵設計技術作了總結，內容僅供參考。

[關鍵詞]復雜高層建筑；結構設計；關鍵設計技術

文章編號：2095-4085（2016）09-0054-02

以建筑結構為依據，復雜高層建筑可分為包含錯層結構建筑及連體結構建筑在內的多種類型。雖然這些建筑存在一定的共性，但每一種類型也都有獨特之處，所以，在設計時，必須根據具體問題確定具體方案。這就牽涉到設計技術問題，需要設計者在給予充分關注的同時，不斷加以改進。

1復雜高層建筑結構關鍵設計技術

結合目前的技術水平，現實中可見的復雜高層建筑主要包括帶加強層類、帶轉換層類、帶錯層類以及多塔樓類等。這些類型的建筑除了具有復雜高層建筑的共性之外，還具有自身的特性，所以，要想保證建筑結構設計的科學性，具體工作中就必須要將普遍性與特殊性結合起來。由于此類建筑的設計工作過于復雜，本文無法對每種類型都進行詳細分析，故僅選取前兩類進行探討。

1.1帶加強層類

對于此類復雜高層建筑，在設計的時候，需格外重視以下幾點。（1）采用三維空間法對位移以及整體內力進行計算。具體實踐中針對整體結構展開計算時，必須要將水平伸臂構件納入考慮，同時，將整體分析結果作為依據，把其中的變形與內力當作邊界條件，最后還需重新分析伸臂加強層。

（2）以建筑功能及結構特點為依據，合理確定加強層數量及所處位置。在加強層數量為1時，建議將其位置定在0.6H處；在加強層數量為2時，建議將其位置定在0.5H以及頂層處；在加強層數量較多時，建議從頂層開始，按照由上至下的順序和均勻原則進行布置。

（3）在能夠實現的前提下，盡可能保證水平伸臂構件與核心筒實現貫通，并確保二者維持可靠連接。關于水平伸臂構件的位置，建議設計時將其定在核心筒的T點位置或轉角位置，以防后者的墻體在應力作用下發生損壞。

（4）考慮到外圍框架柱對結構有著較大影響，設計中應針對其壓縮變形與溫度變形都強于核心筒的特點，借助一定的措施加以控制，以減輕其與核心筒間出現的變形及非荷載因素導致的附加力，提高結構的安全性。

（5）出于增強建筑抗震性能的考慮，設計時應考慮增加加強層與鄰層核心筒之間的配筋。關于這個位置的配筋率，建議以建筑抗震要求為依據來確定。在要求為一級抗震時，配筋率應≥0.5%；在要求為二級抗震時，配筋率則需≥0.45%；在要求為三級抗震、四級抗震或者非抗震時，配筋率則應≥0.4%。另外，設計時還需保證鋼筋直徑在12mm以上，間距在100mm以內。

（6）增加加強層與鄰層樓蓋的配筋，其中，樓板配筋建議實行雙層雙向。在具體設計時，應保證每層不同方向的鋼筋都處于拉通狀態，對于配筋率，一般要求≥0.35%，除了配筋率之外，砼強度等級也是這個環節中需要加以控制的部分，要求是控制在C30以上。

1.2帶轉換層類

對于這種類型的復雜高層建筑，結構設計時一般需將以下三個方面作為重點。

首先，對剮度突變實施有效控制。通常而言，在轉換層高于一層的時候，結構設計中應遵照規定，對其側向剛度與其上層的側向剛度比、等效側向剛度比進行分別計算，并保證限制條件得到滿足。僅就轉換層而言，其上、下結構的等效剛度比（下文以rc指代）計算中對剪切變形以及彎曲變形均進行過考慮，在rc<1.3的時候，無論是剛度突變還是內傳遞途徑突變都不大，但是，在轉換層不低于三層的時候，結構設計中應保證其本側的側向剛度≥其上層的60%。

其次，增強框支層構件承載性能，以防存在薄弱層。為了做到這一點，設計時應以支柱數量為依據來確定剪力，一般要求在支柱數量≤10根且框支層≥2層的情況下，應將剪力控制在基底剪力的2%以上，但若框支層≥3層時，這個比例則可以提升至3%以上；在支柱數量>10根且框支層≤2層的情況下，設計時需將剪力之和控制在基底剪力的20%左右，但若框支層≥3層，這個比例則可提升至30%左右。

最后，對剪力墻進行科學設計，滿足其各項構造要求。對于上部墻體，設計時需明確應力集中部位，并通過增加配筋等方式來減輕應力集中帶來的不利影響。對于墻體底部，設計時則應考慮到地震剪力對落地剪力墻影響極大，出于保證墻體延性及承載性的考慮，在進行截面設計的時候，應格外重視彎矩值的科學設計，以保證加強部位能夠正常發揮作用。通常來講，彎矩值應等于墻底截面有地震作用效應組合彎矩值與增大系數的乘積。另外，需強調的是，墻肢設計同樣非常重要，需盡最大努力避免偏心受拉。

2結語

整體來講，復雜高層建筑結構設計工作的難度遠遠高于一般高層建筑，在設計的時候如果未進行周密考慮，則會嚴重影響結構的安全性與穩定性。復雜性既是復雜高層建筑的突出特點，也是導致結構設計工作難度偏高的主要原因，所以，對于此類建筑的結構設計，設計人員必須要付出更多的耐心，并嚴格依照設計要求開展工作、全面考慮相關因素，以最大限度提升最終方案的科學性，為保證建筑安全奠定基礎。

參考文獻：

[1]吳志杰.復雜高層建筑整體結構抗震分析[J].江西建材，2016，（10）：28-29.

[2]周立朋.某復雜高層建筑結構動力彈塑性時程分析研究[J].河南建材，2015，（4）：32-33.

[3]杜星凌.實施復雜高層建筑結構施工質量過程控制應注意的幾個問題[J].工程質量，2012，30（12）：64-68.