探討復雜高層與超高層建筑結構設計要點

吳桐桐 趙鵬久

摘 要：伴隨著當前社會經濟發展速率的逐步加快，高層建筑及超高層建筑的數量及規模相應增加，復雜程度也越來越高，從而為建筑設計增加了難度，安全性與經濟性都需要同要求相吻合。所以，設計從業者就需要不斷提高自身的專業技能及綜合素養，對復雜建筑結構進行深入研究，保證設計質量。

關鍵詞：復雜高層;超高層建筑;結構設計

1 結構設計的基本要求

1.1 合理進行構造分析

在復雜高層建筑與超高層建筑結構設計過程中，設計人員應保證建筑整體構造的合理性。從保證建筑整體穩定性與實用性的基礎出發，重視結構設計細節，對部分應力負荷相對集中的部位進行加固設計。同時，應充分考慮外界環境因素對于建筑構造整體穩定性的影響，例如溫度變化、風力風向等氣候條件因素作用在建筑上而形成的側移與形變問題。

1.2 優化結構方案選擇

在復雜高層建筑與超高層建筑結構設計過程中，結構方案的選擇是展開工程建設的前提條件。因此，設計人員在確定結構方案時，應從工程實際情況出發，在保證建筑結構穩定性與安全性的前提下，協調結構優化與建筑工程成本投入間的關系，制定相對全面系統的方案評價方案，將設計要求、工程材料、施工工藝以及自然因素等評價標準納入評價體系內，對復雜高層超高層結構設計方案進行深入的對比分析，進而選擇出最為理想的結構方案，確保工程建設的順利進行。

1.3 完善結構計算簡圖

在復雜高層建筑與超高層建筑結構設計過程中，計算簡圖是實現建筑物結構精細化分析，為方案選擇提供數據支持的基礎性內容，計算簡圖是否完善直接決定了結構設計的合理性與科學性。因此，在進行高層超高層建筑結構設計時，設計人員應保證計算簡圖能夠直觀全面的體現結構特點，全面控制結構簡圖的繪制誤差，力求真實反映工程結構信息，保證能夠通過結構計算簡圖獲取方案設計的關鍵內容。

2 復雜高層與超高層建筑結構設計要點

2.1 重視概念設計

我國復雜高層和超高層建筑是在近年來興起的，盡管發展歷史比較短，但是在發展中積極吸取國外先進經驗，并與自身實際相結合，在摸索總結發展過程中形成了自己的特色設計體系，在這其中最重要的就是概念設計。所以在復雜高層和超高層建筑結構設計中，一定要重視概念設計。對于復雜高層和超高層建筑結構的概念設計，要做到以下幾個方面。首先，要保障建筑的安全性和穩定性，必須進一步提升其規則性與均勻性。其次，在設計過程中，傳力途徑的清晰性和直接性比較重要，直接關系到整個設計效率，要合理規劃好。再者，在設計時要有整體意識，提升建筑的整體性能，以高標準來嚴格要求，保證整個設計的質量。還有，在設計過程中引入先進的設計理念，如環保理念與節能減排理念，提高建筑材料利用率，避免資源浪費，形成一個合理的耗能機制。

2.2 重視抗震設計

在日常生活中，因地震、山洪等自然災害引起的建筑物倒塌現象較為常見。高層建筑由于本身重心較高，一旦基層結構受到震動沖擊，上層結構就很容易發生嚴重的晃動現象，易導致坍塌事故。由此就可見，由于高層建筑自身特點原因，復雜高層和超高層建筑對抗震性擁有更高的要求，因此，進行結構設計時，必須做好抗震設計工作。設計人員要根據建筑承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。建筑物高度不同，抗震設防烈度也是不同的。設計人員在進行設計工作時，應當結合實際情況，根據不同的高度，有針對性地進行設計，比如雜高層與超高層建筑高度一般都在300米以上，適合設計在抗震設防烈度為6度的區域。

除此之外，做好抗震設計，還需要做好以下幾個方面：第一，選擇合適的建筑材料。最好是選取那些輕質、高強、材質均勻的材料，并且構件間的連接應有良好的整體性、連續性和延展性。最好設計一套抗震方案。第二，采用強度比較大的構件，增強抗震能力，比如采用混凝土結構、鋼結構等。第三，不斷改進設計方案，嚴格選取施工場地，盡量選擇堅固的場地，在最大程度上減小地震波對高層建筑的沖擊，增強建筑物的穩定性。最后，在進行結構化設計時，對建筑的抗震能力進行檢測和預測，如果發現問題，及時對其進行有效處理。

2.3 科學設計結構抗側力體系

結構抗側力體系關系到復雜高層與超高層建筑的安全性，因此一定要科學合理的選擇結構抗側力體系。高度對于結構抗側力體系的要求密切相關，高度不一樣，要求也不同，所以選取體系時，要結合建筑的實際高度。我國設計師總結出了抗側力體系與高層建筑高度之間的關系，在進行設計時，可以參照他們之間的關系表，選擇相應的抗側力體系，提升高層建筑結構的負荷力，防止高層建筑工程發生坍塌。除此之外，在有條件的情況下，抗側力結構間要盡可能的連接在一起，形成一個統一的整體，因為這有利于提高構建整體度，增強高層建筑的穩定性和安全性。此外，如果復雜高層建筑中存在多個抗側力體系，設計人員要認真分析每一個體系，認真研究每一個體系的功能及彼此之間的關系和協調性。及時發現存在的問題，記錄下來，并妥善處理好，避免結構設計中出現一些問題，影響整個建筑的質量。

2.4 重視結構舒適度的設計

樹立“以人為本”的結構設計理念，科學設計好復雜高層與超高層建筑水平振動舒適度。設計人員在進行結構設計時，不僅要確保建筑的安全穩定性，還應該滿足用戶對建筑物舒適度的需求。要想達到這一目的，設計人員必須對高層建筑的高鋼規程和混凝土規程比較熟悉了解，并根據用戶的需求，做出科學合理的設計方案。此外，建筑種類與使用功能不同，水平振動指標限值也不一樣。公共建筑和公寓間限值差距就比較大，所以設計人員要依據建筑種類與使用功能，來選取合適的水平振動指標限值，提升建筑物的舒適度水平。

綜上所述，復雜高層和超高層建筑工程結構設計的難度遠超普通建筑，在設計的過程中，不僅要考慮到建筑的穩定性以及工程項目的經濟性，同時還要重視建筑的抗震以及抗風性能。因此設計人員要對結構方案、結構類型以及結構材料等進行科學的選擇，如此才能切實的保障復雜高層和超高層建筑的建設質量。

參考文獻：

[1]周三程.論復雜高層與超高層建筑結構設計要點[J].技術與市場，2016（09）：171.

[2]鄒玲芬.復雜高層與超高層建筑結構設計要點[J].工程建設與設計，2016（18）：20-22.