复杂高层与超高层建筑结构设计关键点探讨

张芳

摘 要：在经济发展的同时，城市运行实力也随之不断增强，在这一过程中其荷载压力也相对增加，为了进一步提高土地利用率，建筑形式也呈现出了高层及超高层等现代形式，这不仅能够有效优化建筑结构，提升其多元化优势，建筑功能也更加趋于完善，这就使得建筑结构设计中所涵盖的细化项目有所增加，设计工作也逐渐趋于复杂化。本文就围绕复杂高层及超高层建筑结构设计的关键点进行了细化阐述，无论是方案选择还是选择要点，都进行了可行性分析，以期为后续更加高效的开展建筑结构设计工作提供科学有效的价值参考。

关键词：复杂高层；超高层建筑；结构设计

从当前形势来看，经济发展不仅直接带动了市场需求方向的更新性转变，更使得建筑工程数量不断增加，建筑规模也随之有所拓展，这就需要结合城市发展特点，寻求更加精准、快速的发展路径，尤其是在复杂高层及超高层建筑数量不断增加的现实背景下，建筑结构更加趋于复杂化，相对的结构设计的难度也有所强化，因此，提高结构设计质量及专业水平也就逐渐成为提高建筑应用能效的关键所在，这不仅能够为用户提供更为舒适、安全的建筑环境，更能有效提高经济效益，因此，针对复杂高层及超高层建筑，能够有效掌控结构设计关键点也就显得至关重要。

一、建筑结构设计方案的适应性选择

1.结构方案及结构类型的选择

在推进复杂高层及超高层建筑结构设计工作时，对结构方案进行精准选择，将直接对建筑施工质量产生直接作用，相对的这也是影响建筑能效发挥程度的关键点。因此，在对建筑结构方案进行选择的过程中，一旦脱离建筑工程实况，结构方案与工程本身实际情况就会出现较大偏差，这样就会在施工进程进入中期或者后期阶段时，需要进行方案及结构施工的重大调整，这不仅会使得工程停滞，更会造成复杂高层及超高层结构设计难度不断增加，建筑设计单位所承受的压力也是巨大的，不仅调整方案需要耗费大量的人力及物力，更会导致经济损失的相对发生。

因此，在进行复杂高层及超高层建筑结构设计的结构方案选择时，应当将其与建筑结构专业知识有机结合，确保二者能够高度契合。除此之外，在进行结构类型的选择时，设计人员应当对施工区域的地理环境进行实地勘察，并将其纳入到重点考量范畴中，尤其是现代建筑，还应当对其抗震设防指标进行综合研究，只有确保各个建设项目能够充分满足建筑实际需求的基础上，才能有效控制复杂高层及超高层建筑结构的造价，因此不难发现，在对结构设计类型进行适应性选择的过程中，需要对工程造价进行重点衡量，确保各个施工项目都能达到合理性标准。

2.结构方案和结构类型的选择要点

结构方案和结构类型的选择应注重复杂高层与超高层建筑的概念设计。由大量的设计实践经验得出，在复杂高层与超高层建筑的结构设计过程中，要尽可能地提升建筑结构的均匀性和规则性，保证建筑工程结构的传力途径直接而清晰，尤其是结构竖向和抗侧力的传力途径。随着建筑行业的快速发展和科学技术的不断进步，如何实现可持续发展的建设目标已经成为研究人员重点关注的问题。

二、建筑结构设计关键点

1.抗震设防烈度

复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300m，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。

此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。因此，设计人员应从细节出发，秉承“以人为本”的设计理念。只有这样，才能有效保障人民群众的生命财产安全。

2.结构舒适度

确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。

结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01～0.02之间。此外，从复杂高层与超高层建筑的建设用途来看，公共建筑的水平振动指标限值与公寓类建筑的指标限制存在较大的差异，因此，设计人员要根据建筑使用功能的不同进行差异性设计，比如可以通过优化TMD技术或TLD技术来实现。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。

3.施工过程

可行性是對复杂高层与超高层建筑结构进行设计时必须要考虑的问题，否则，即使设计得再合理、先进技术应用得再多，也无法满足实际建设要求。因此，设计人员在设计的过程中，要充分考虑钢材的传力效果以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工建设的可操作性。这也是设计人员在对复杂高层与超高层建筑进行结构设计的过程中必将会涉及到的问题。

要想解决型钢与其混凝土梁柱节点处主筋相交的问题，可采用以下四种设计方法对其进行有针对性的设计：将钢筋与其表面的加劲板进行焊接处理；将钢筋绕过型钢；通过在钢板上开洞的方式来穿钢筋；在型钢与其混凝土梁柱节点表面焊接钢筋、连接套筒。由于复杂高层与超高层建筑的建设要求越来越高，因此，可以采取一些特殊的施工工艺，这也是保证建筑结构稳定的有效措施。

总而言之，复杂高层与超高层建筑的结构设计关键点是将结构方案和结构类型、抗震设防烈度、结构舒适度以及施工的具体过程考虑在内，同时，还要将提高建筑构件的材料利用效率和结构设计的可行性作为设计重点。这是因为上述内容是提升复杂高层与超高层建筑质量的重要保障。由此可以看出，复杂高层与超高层建筑结构设计所有过程的实现都离不开设计人员对工程建设项目的全面了解。

参考文献：

[1] 杨海涛.关于复杂高层与超高层建筑结构设计的关键分析[J].建筑工程技术与设计，2015（31）.

[2] 马子洋.复杂高层与超高层建筑结构设计的关键分析探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（19）.endprint