探討復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

常國強(qiáng)

摘 要：針對當(dāng)前復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇，包括結(jié)構(gòu)方案的選擇和結(jié)構(gòu)類型的選擇，并分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)提供一定的理論依據(jù)。

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

中圖分類號：TU973.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.101

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，復(fù)雜高層與超高層建筑工程的項(xiàng)目建設(shè)需求越來越大。然而，其建設(shè)設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜程度也在不斷加深，尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是保障建筑物使用安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。對于復(fù)雜高層建筑或者是超高層建筑，要根據(jù)它們所承受的不同強(qiáng)度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇

1.1 結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇

在設(shè)計(jì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的過程中，結(jié)構(gòu)方案選擇的合理性是決定其建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵。對于復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇，如果沒有根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行，就很容易導(dǎo)致建設(shè)后期中的調(diào)整。這就在一定程度上增加了復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，從而為建筑設(shè)計(jì)單位帶來較大的修改工作量和經(jīng)濟(jì)損失。因而，復(fù)雜高層與超高層建筑的設(shè)計(jì)單位在結(jié)構(gòu)方案的選擇過程中，應(yīng)充分結(jié)合相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)知識，并將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中。

對于結(jié)構(gòu)類型的選擇，設(shè)計(jì)人員不僅要將工程建設(shè)地的巖土工程地質(zhì)條件考慮在內(nèi)，還要將抗震設(shè)防烈度的要求考慮在內(nèi)。這樣才能降低工程建設(shè)企業(yè)復(fù)雜高層與超高層建筑工程的造價(jià)。由此可以看出，在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型時(shí)，需要認(rèn)真考慮工程的造價(jià)和施工的合理性。

1.2 結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇要點(diǎn)

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(jì)。由大量的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，在復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)步，如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)成為研究人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 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(jì)是保證建筑物使用安全的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。對于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)其承受的不同強(qiáng)度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。然而，由于建筑物高度是不同的，這就意味著在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要依據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)。一般情況下，復(fù)雜高層與超高層建筑高度均超過300 m，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就不適合將其設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“八”的區(qū)域，而更適合設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“六”的區(qū)域。由此可以看出，在設(shè)計(jì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，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(cái)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(jì)中的抗震技術(shù)水平，能夠在一定程度上增強(qiáng)建筑物的經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從細(xì)節(jié)出發(fā)，秉承“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。只有這樣，才能有效保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.2 結(jié)構(gòu)舒適度

確保復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度是樹立“以人為本”重要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，不僅要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)要求。這一過程是使高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到順風(fēng)向和橫風(fēng)向頂點(diǎn)的最大加速度的重要設(shè)計(jì)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(jì)的重要組成部分。具體內(nèi)容包括以下兩方面：①對混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計(jì)的阻尼比最好取0.05；②對于鋼結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)的建筑來說，其設(shè)計(jì)的阻尼比要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)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(dòng)指標(biāo)限值與公寓類建筑的指標(biāo)限制存在較大的差異，因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑使用功能的不同進(jìn)行差異性設(shè)計(jì)，比如可以通過優(yōu)化TMD技術(shù)或TLD技術(shù)來實(shí)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(dòng)舒適度不合格的情況下，進(jìn)一步提升建筑物的舒適度水平。

2.3 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(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問題，否則，即使設(shè)計(jì)得再合理、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用得再多，也無法滿足實(shí)際建設(shè)要求。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮鋼材的傳力效果以及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位鋼筋的可靠性、施工建設(shè)的可操作性。這也是設(shè)計(jì)人員在對復(fù)雜高層與超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中必將會(huì)涉及到的問題。要想解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處主筋相交的問題，可采用以下四種設(shè)計(jì)方法對其進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)：①將鋼筋與其表面的加勁板進(jìn)行焊接處理；②將鋼筋繞過型鋼；③通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋；④在型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)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。

3 結(jié)束語

總而言之，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(shí)，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(jì)的可行性作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。這是因?yàn)樯鲜鰞?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(jì)所有過程的實(shí)現(xiàn)都離不開設(shè)計(jì)人員對工程建設(shè)項(xiàng)目的全面了解。

參考文獻(xiàn)

[1]劉軍進(jìn)，肖從真，王翠坤，等.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2011（11）：34-40.

[2]黃鶴.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J].才智，2012（04）：24-25.

[3]郝明.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析[J].河北企業(yè)，2015（09）：109.

〔編輯：劉曉芳〕