復雜高層與超高層建筑結構設計思路初探

張艷光

摘 要：高層建筑必須堅持以人為本的原則，提高建筑的抗震能力、重視概念設計以及完善結構方案和類型，給人們提供一個安全舒適的環境，保障復雜高層建筑的經濟性，促進中國的建造技術的蓬勃發展。

關鍵詞：高層建筑；設計；結構；要點探析

隨著不斷增加的超高建筑物，逐漸地暴露出一些關于設計方面所存在的不足，比如抗震設防不準確、建筑結構和類型的不合理以及沒有最大程度上考慮建筑的舒適度和施工過程等等，當問題出現時，就必須采取措施，解決問題。當然在采取措施的同時，還有相應的要點需要進行深度的分析，例如建筑時需注重抗震設計、科學并且合理地選擇建筑結構的抗側力體系以及重視概念設計等方面。與此同時，這些問題的存在同樣為設計師積累了一定的關于日后超高建筑建設的經驗。隨著建筑技術的迅速發展，高層建筑的數量不斷增多，其復雜性同樣在持續增加，以至于對于建筑的安全性與經濟性的要求也越來越高，想要一定程度上保證其安全性，還要繼續奮斗。

1 設計復雜高層以及超高層建筑時需要考慮的問題

1.1 抗震設防烈度

對于超過100m以上并且承受不同強度的抗震設防烈度的建筑物，所被要求建筑物的高度同樣是不盡相同的。通常情況下，300m及以上的建筑物不適合建在抗震設防烈度為八度的區域，因此，復雜性高層以及超高層建筑更加適合建設在六度抗震設防烈度的地區。綜合考慮以上因素，在建設復雜高層以及超高層建筑時，就應該將該地區的抗震設防烈度考慮在內，以免造成技術錯誤，防止人民的生命財產產生不該有的損失。作為一名設計師，就應該十分重視抗震技術，提高高層建筑的質量，包括建筑的安全性以及經濟性，從建筑的細部處理出發，堅持以人為本的原則，才能切實有效地保障人民群眾的財產安全。

1.2 結構方案與結構類型

想要成為一名優秀的建筑設計師，首先就是一定要考慮到，在設計途中建筑物結構方案的問題，特別是復雜性高層以及超高層建筑，結構方案的不合理選擇，很容易導致整個方案的調整，產生許多不必要的麻煩，給設計單位帶來多余的損失，因此，設計單位應在進行建筑方案設計的同時，需要具備結構專業，并將其參與到設計當中。與此同時，對于高層結構類型的選擇上，設計師不僅僅要將方案所在地自身巖土工程地質條件充分考慮在內，而且要充分考慮所在地的抗震度要求。除此之外，為了可以更好地節約建筑成本，工程造價問題和施工合理性問題也應該充分考慮在內，同等條件下，當然青睞造價較低的類型。

1.3 關注舒適度和施工過程

1.3.1 高層建筑水平振動舒適度

通常來說，復雜性高層以及超高層建筑的結構比較柔軟，因此，在設計的時候，除了要保證結構安全之外，更多的是需要滿足居住人群對于建筑舒適度的要求，當然對于高鋼規程以及高層混凝土規程同樣提出明確的設計要求，這就需要設計師及時控制，特別是在高層建筑物已經達到順風向與橫風向頂點的最大加速度。公共建筑與公寓類建筑相比，水平振動指標限值也有很大的區別，其主要原因就是功能的不同。增設TMD或者TLD可以當水平振動舒適度不合格的情況下，進一步提高舒適度水平。

1.3.2 在設計的同時應考慮建造過程的可實施性

及時注意鋼材傳力以及復雜節點部位鋼筋的可靠性、施工的可實施性，是設計人員在結構設計的同時必須要做到的。通常來說，有4種處理的方法來解決型鋼與其混凝土梁柱節點中主筋相交的問題：（1）鋼筋與表面的加勁板焊接；（2）鋼筋繞討型鋼；（3）鋼板上開洞穿鋼筋；（4）其表面的焊接鋼筋和連接套筒。復雜的高層建筑則會在施工方法上采取另外一些特殊的工藝。

2 設計要點分析

2.1 注重概念設計

通過大量的實踐經驗，我們可以總結出，在復雜超高建筑的結構設計上，應該要重視建筑的結構概念設計，尤其應該重視以下環節：

（1）應該盡可能地提升建筑結構的規則性以及均勻性；

（2）確保結構的傳力途徑清晰而又直接，特別是抗側力以及結構豎向的傳力途徑；

（3）在設計上，將結構的完整性保持在一個較高的水平上；

（4）節能減排的意識要滲透進設計，能夠建立一個比較合理的耗能機制；

（5）重點提高建筑構件材料利用效率與結構，保證結構的受力完整性。

在這里，所有過程的實現，是離不開建造師與工程師較好的溝通與交流的，只有溝通，才能將建筑與結構相統一。

2.2 科學、合理選擇結構抗側力體系

大量的理論與實踐證明，正確地選擇了合理的抗側力體系，可以更有效地保證復雜高層以及超高層建筑結構的安全。因此，在選擇上要特別注意以下因素：

（1）與建筑的實際高度相結合，選擇合理的結構體系。

（2）對于建筑設計上，最大可能地保證結構抗側力的構件之間的互相聯結。

（3）對于多重抗側力結構采用的具體情況下，綜合分析結構體系的效用。正確估計和評判各自的貢獻度。

3 總結

在高層建筑數量迅速增長的今天，并隨著國外設計院的不斷進入，這無疑是對國內的設計單位產生了不小的沖擊，想要在這樣的壓力下繼續生存并能夠得到一定的發展，就必須摒棄舊的建筑思想，重視概念技術，改變建筑結構方案。上文總結了高層建筑結構常見問題，比如抗震設防烈度、建筑的結構方案與結構類型、關注建筑的舒適度與施工過程等等。與此同時，上文也闡述了一些在設計時，應該要注意的要點的具體分析，比如注重概念技術和抗震技術，科學合理地選擇抗側力體系等等。這些闡述對于中國的建筑技術在日后改進與發展方向上，都有一定的指導性作用。總而言之，設計人員應該堅持以人為本的原則，切實考慮人民的利益，才能更好地發展。

參考文獻

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