復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點探討

張芳

摘 要：在經(jīng)濟發(fā)展的同時，城市運行實力也隨之不斷增強，在這一過程中其荷載壓力也相對增加，為了進一步提高土地利用率，建筑形式也呈現(xiàn)出了高層及超高層等現(xiàn)代形式，這不僅能夠有效優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，提升其多元化優(yōu)勢，建筑功能也更加趨于完善，這就使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所涵蓋的細化項目有所增加，設(shè)計工作也逐漸趨于復(fù)雜化。本文就圍繞復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點進行了細化闡述，無論是方案選擇還是選擇要點，都進行了可行性分析，以期為后續(xù)更加高效的開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作提供科學(xué)有效的價值參考。

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

從當前形勢來看，經(jīng)濟發(fā)展不僅直接帶動了市場需求方向的更新性轉(zhuǎn)變，更使得建筑工程數(shù)量不斷增加，建筑規(guī)模也隨之有所拓展，這就需要結(jié)合城市發(fā)展特點，尋求更加精準、快速的發(fā)展路徑，尤其是在復(fù)雜高層及超高層建筑數(shù)量不斷增加的現(xiàn)實背景下，建筑結(jié)構(gòu)更加趨于復(fù)雜化，相對的結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度也有所強化，因此，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量及專業(yè)水平也就逐漸成為提高建筑應(yīng)用能效的關(guān)鍵所在，這不僅能夠為用戶提供更為舒適、安全的建筑環(huán)境，更能有效提高經(jīng)濟效益，因此，針對復(fù)雜高層及超高層建筑，能夠有效掌控結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點也就顯得至關(guān)重要。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的適應(yīng)性選擇

1.結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)類型的選擇

在推進復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，對結(jié)構(gòu)方案進行精準選擇，將直接對建筑施工質(zhì)量產(chǎn)生直接作用，相對的這也是影響建筑能效發(fā)揮程度的關(guān)鍵點。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)方案進行選擇的過程中，一旦脫離建筑工程實況，結(jié)構(gòu)方案與工程本身實際情況就會出現(xiàn)較大偏差，這樣就會在施工進程進入中期或者后期階段時，需要進行方案及結(jié)構(gòu)施工的重大調(diào)整，這不僅會使得工程停滯，更會造成復(fù)雜高層及超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計難度不斷增加，建筑設(shè)計單位所承受的壓力也是巨大的，不僅調(diào)整方案需要耗費大量的人力及物力，更會導(dǎo)致經(jīng)濟損失的相對發(fā)生。

因此，在進行復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)方案選擇時，應(yīng)當將其與建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)知識有機結(jié)合，確保二者能夠高度契合。除此之外，在進行結(jié)構(gòu)類型的選擇時，設(shè)計人員應(yīng)當對施工區(qū)域的地理環(huán)境進行實地勘察，并將其納入到重點考量范疇中，尤其是現(xiàn)代建筑，還應(yīng)當對其抗震設(shè)防指標進行綜合研究，只有確保各個建設(shè)項目能夠充分滿足建筑實際需求的基礎(chǔ)上，才能有效控制復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)的造價，因此不難發(fā)現(xiàn)，在對結(jié)構(gòu)設(shè)計類型進行適應(yīng)性選擇的過程中，需要對工程造價進行重點衡量，確保各個施工項目都能達到合理性標準。

2.結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇要點

結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇應(yīng)注重復(fù)雜高層與超高層建筑的概念設(shè)計。由大量的設(shè)計實踐經(jīng)驗得出，在復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要盡可能地提升建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性，保證建筑工程結(jié)構(gòu)的傳力途徑直接而清晰，尤其是結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力的傳力途徑。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，如何實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)目標已經(jīng)成為研究人員重點關(guān)注的問題。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點

1.抗震設(shè)防烈度

復(fù)雜高層與超高層建筑抗震設(shè)防烈度的設(shè)計是保證建筑物使用安全的重要設(shè)計內(nèi)容。對于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，設(shè)計人員要根據(jù)其承受的不同強度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計工作。然而，由于建筑物高度是不同的，這就意味著在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要依據(jù)實際工程情況進行有針對性的設(shè)計。一般情況下，復(fù)雜高層與超高層建筑高度均超過300m，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就不適合將其設(shè)計在抗震設(shè)防烈度為“八”的區(qū)域，而更適合設(shè)計在抗震設(shè)防烈度為“六”的區(qū)域。

此可以看出，在設(shè)計復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)時，要綜合考慮抗震設(shè)防烈度的具體情況。這樣做，不僅可以有效減少建設(shè)誤差，還可以保障居民的生命財產(chǎn)安全。此外，提高復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震技術(shù)水平，能夠在一定程度上增強建筑物的經(jīng)濟性和安全性。因此，設(shè)計人員應(yīng)從細節(jié)出發(fā)，秉承“以人為本”的設(shè)計理念。只有這樣，才能有效保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

2.結(jié)構(gòu)舒適度

確保復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動舒適度是樹立“以人為本”重要結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般方法來說，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)是相對柔軟的。因而，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，不僅要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，更要滿足建筑物使用人群對舒適度的要求。這就意味著要對高層建筑的高鋼規(guī)程和混凝土規(guī)程作出明確的設(shè)計要求。這一過程是使高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計達到順風(fēng)向和橫風(fēng)向頂點的最大加速度的重要設(shè)計內(nèi)容。

結(jié)構(gòu)舒適度分析是復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分。具體內(nèi)容包括以下兩方面：對混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計的阻尼比最好取0.05；對于鋼結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計的阻尼比要根據(jù)工程項目的實際情況控制在0.01～0.02之間。此外，從復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)用途來看，公共建筑的水平振動指標限值與公寓類建筑的指標限制存在較大的差異，因此，設(shè)計人員要根據(jù)建筑使用功能的不同進行差異性設(shè)計，比如可以通過優(yōu)化TMD技術(shù)或TLD技術(shù)來實現(xiàn)。這樣一來，就可以在復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動舒適度不合格的情況下，進一步提升建筑物的舒適度水平。

3.施工過程

可行性是對復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時必須要考慮的問題，否則，即使設(shè)計得再合理、先進技術(shù)應(yīng)用得再多，也無法滿足實際建設(shè)要求。因此，設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，要充分考慮鋼材的傳力效果以及復(fù)雜節(jié)點部位鋼筋的可靠性、施工建設(shè)的可操作性。這也是設(shè)計人員在對復(fù)雜高層與超高層建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中必將會涉及到的問題。

要想解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點處主筋相交的問題，可采用以下四種設(shè)計方法對其進行有針對性的設(shè)計：將鋼筋與其表面的加勁板進行焊接處理；將鋼筋繞過型鋼；通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋；在型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)要求越來越高，因此，可以采取一些特殊的施工工藝，這也是保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有效措施。

總而言之，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點是將結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型、抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)舒適度以及施工的具體過程考慮在內(nèi)，同時，還要將提高建筑構(gòu)件的材料利用效率和結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性作為設(shè)計重點。這是因為上述內(nèi)容是提升復(fù)雜高層與超高層建筑質(zhì)量的重要保障。由此可以看出，復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所有過程的實現(xiàn)都離不開設(shè)計人員對工程建設(shè)項目的全面了解。

參考文獻：

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