探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点

刘飞

摘要：伴随着当前社会经济发展速率的逐步加快，高层建筑及超高层建筑的数量及规模相应增加，复杂程度也越来越高，从而为建筑设计增加了难度，安全性与经济性都需要同要求相吻合。所以，设计从业者就需要不断提高自身的专业技能及综合素养，对复杂建筑结构进行深入研究，保证设计质量。

关键词：复杂高层;超高层建筑;结构设计

一、结构设计的基本要求

1.1合理进行构造分析

在复杂高层建筑与超高层建筑结构设计过程中，设计人员应保证建筑整体构造的合理性。从保证建筑整体稳定性与实用性的基础出发，重视结构设计细节，对部分应力负荷相对集中的部位进行加固设计。同时，应充分考虑外界环境因素对于建筑构造整体稳定性的影响，例如温度变化、风力风向等气候条件因素作用在建筑上而形成的侧移与形变问题。

1.2优化结构方案选择

在复杂高层建筑与超高层建筑结构设计过程中，结构方案的选择是展开工程建设的前提条件。因此，设计人员在确定结构方案时，应从工程实际情况出发，在保证建筑结构稳定性与安全性的前提下，协调结构优化与建筑工程成本投入间的关系，制定相对全面系统的方案评价方案，将设计要求、工程材料、施工工艺以及自然因素等评价标准纳入评价体系内，对复杂高层超高层结构设计方案进行深入的对比分析，进而选择出最为理想的结构方案，确保工程建设的顺利进行。

1.3完善结构计算简图

在复杂高层建筑与超高层建筑结构设计过程中，计算简图是实现建筑物结构精细化分析，为方案选择提供数据支持的基础性内容，计算简图是否完善直接决定了结构设计的合理性与科学性。因此，在进行高层超高层建筑结构设计时，设计人员应保证计算简图能够直观全面的体现结构特点，全面控制结构简图的绘制误差，力求真实反映工程结构信息，保证能够通过结构计算简图获取方案设计的关键内容。

二、复杂高层与超高层建筑结构设计要点

2.1重视概念设计

我国复杂高层和超高层建筑是在近年来兴起的，尽管发展历史比较短，但是在发展中积极吸取国外先进经验，并与自身实际相结合，在摸索总结发展过程中形成了自己的特色设计体系，在这其中最重要的就是概念设计。所以在复杂高层和超高层建筑结构设计中，一定要重视概念设计。对于复杂高层和超高层建筑结构的概念设计，要做到以下几个方面。首先，要保障建筑的安全性和稳定性，必须进一步提升其规则性与均匀性。其次，在设计过程中，传力途径的清晰性和直接性比较重要，直接关系到整个设计效率，要合理规划好。再者，在设计时要有整体意识，提升建筑的整体性能，以高标准来严格要求，保证整个设计的质量。还有，在设计过程中引入先进的设计理念，如环保理念与节能减排理念，提高建筑材料利用率，避免资源浪费，形成一个合理的耗能机制。

2.2重视抗震设计

在日常生活中，因地震、山洪等自然灾害引起的建筑物倒塌现象较为常见。高层建筑由于本身重心较高，一旦基层结构受到震动冲击，上层结构就很容易发生严重的晃动现象，易导致坍塌事故。由此就可见，由于高层建筑自身特点原因，复杂高层和超高层建筑对抗震性拥有更高的要求，因此，进行结构设计时，必须做好抗震设计工作。设计人员要根据建筑承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。建筑物高度不同，抗震设防烈度也是不同的。设计人员在进行设计工作时，应当结合实际情况，根据不同的高度，有针对性地进行设计，比如杂高层与超高层建筑高度一般都在300米以上，适合设计在抗震设防烈度为6度的区域。

除此之外，做好抗震设计，还需要做好以下几个方面。第一，选择合适的建筑材料。最好是选取那些轻质、高强、材质均匀的材料，并且构件间的连接应有良好的整体性、连续性和延展性。最好设计一套抗震方案。第二，采用强度比较大的构件，增强抗震能力，比如采用混凝土结构、钢结构等。第三，不断改进设计方案，严格选取施工场地，尽量选择坚固的场地，在最大程度上减小地震波对高层建筑的冲击，增强建筑物的稳定性。最后，在进行结构化设计时，对建筑的抗震能力进行检测和预测，如果发现问题，及时对其进行有效处理。

2.3科学设计结构抗侧力体系

结构抗侧力体系关系到复杂高层与超高层建筑的安全性，因此一定要科学合理的选择结构抗侧力体系。高度对于结构抗侧力体系的要求密切相关，高度不一样，要求也不同，所以选取体系时，要结合建筑的实际高度。我国设计师总结出了抗侧力体系与高层建筑高度之间的关系，在进行设计时，可以参照他们之间的关系表，选择相应的抗侧力体系，提升高层建筑结构的负荷力，防止高层建筑工程发生坍塌。除此之外，在有条件的情况下，抗侧力结构间要尽可能的连接在一起，形成一个统一的整体，因为这有利于提高构建整体度，增强高层建筑的稳定性和安全性。此外，如果复杂复杂高层建筑中存在多个抗侧力体系，设计人员要认真分析每一个体系，认真研究每一个体系的功能及彼此之间的关系和协调性。及时发现存在的问题，记录下来，并妥善处理好，避免结构设计中出现一些问题，影响整个建筑的质量。

2.4重視结构舒适度的设计

树立“以人为本”的结构设计理念，科学设计好复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度。设计人员在进行结构设计时，不仅要确保建筑的安全稳定性，还应该满足用户对建筑物舒适度的需求。要想达到这一目的，设计人员必须对高层建筑的高钢规程和混凝土规程比较熟悉了解，并根据用户的需求，做出科学合理的设计方案。此外，建筑种类与使用功能不同，水平振动指标限值也不一样。公共建筑和公寓间限值差距就比较大，所以设计人员要依据建筑种类与使用功能，来选取合适的水平振动指标限值，提升建筑物的舒适度水平。

三、结语

综上所述，复杂高层和超高层建筑工程结构设计的难度远超普通建筑，在设计的过程中，不仅要考虑到建筑的稳定性以及工程项目的经济性，同时还要重视建筑的抗震以及抗风性能。因此设计人员要对结构方案、结构类型以及结构材料等进行科学的选择，如此才能切实的保障复杂高层和超高层建筑的建设质量。

参考文献：

[1]周三程.论复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].技术与市场，2016（09）：171.

[2]邹玲芬.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].工程建设与设计，2016（18）：20-22.

（作者单位：特变电工新疆新能源股份有限公司）