复杂高层与超高层建筑结构设计探索

复杂高层与超高层建筑结构设计探索

申庆龙

林州恒瑞建设工程有限公司河南安阳456550

摘要：随着我国社会经济的不断发展，以及我国人口数量的庞大，使得我们的高层建筑越来越多。要想使高层建筑发展的越来越科学，越来越具有人性化，需要我们不断的对复杂高层与高层建筑的结构设计加以探索。目前，在我国的建筑行业中，复杂高层和超高层建筑非常普遍，我们必须通过加强结构设计来保障工程质量。

关键词：复杂高层建筑；超高层建筑；结构设计要点

引言：由于我国建筑行业的迅猛发展，高层与超高层建筑工程数量正在逐年增加，为了保证高层与超高层建筑功能得到更好的发挥。对于复杂高层与超高层建筑结构设计人员来讲，在实际工作当中，不断提升复杂高层与超高层建筑结构的安全性。鉴于此，本文主要分析复杂高层与超高层建筑结构设计要点。

1复杂高层与超高层建筑结构设计要求

1.1提升建筑结构的整体性

在复杂高层与超高层建筑结构设计过程中，设计人员要结合该地区地形地貌特点，有效减少高层与超高层建筑结构失稳现象的出现。另外，复杂高层与超高层建筑结构设计人员在实际工作当中，严格控制各项施工材料的质量，严禁进入到施工现场，在提升复杂高层与超高层建筑工程施工质量的同时，有效降低工程的整体施工成本[1]。

1.2科学绘制结构计算简图

通过科学绘制复杂高层与超高层建筑结构计算简图，选择合理的计算参数。与多层建筑结构相比，高层与超高层建筑的使用功能较多，在一定程度上增加了建筑结构设计的复杂性，设计人员要根据高层与超高层建筑结构特点，并运用BIM技术，绘制合理的建筑结构计算简图，不断提升复杂高层与超高层建筑结构设计方案的合理性，减少结构失稳现象的产生。

1.3制定合理的建筑结构设计方案

对于复杂高层与超高层建筑结构设计人员来讲，在制定建筑结构设计方案的过程中，需要制定多套设计方案，并进行综合对比分析，确定最终的建筑结构设计方案，保证复杂高层与超高层建筑结构设计方案得到更好的实施。由于复杂高层与超高层建筑的使用功能较多，在一定程度上增加了建筑结构设计难度，设计人员在实际工作当中，要运用先进的设计理念，将各套设计方案进行科学筛选，不断提升复杂高层与超高层建筑结构设计方案的实施率。

2建筑结构的设计策略

2.1合理的减少建筑框架设计距离

建筑结构中，梁架和柱架之间的刚性连接构成了建筑结构设计中的刚性系统。在刚性系统中，抗击力主要受到柱截面和柱数量的直接影响，因此，合理减少柱之间的距离能够很好地提高整个刚性系统的刚性；适当增加建筑结构中梁的数量可以提高整个框架抗击变形的能力。同时，可以增加柱子的方法来提高建筑结构的总力矩。

2.2充分的利用梁柱组合效果

适当减少梁距、柱距虽然在一定范围内能够提高建筑结构的抗推度，但不能从根本上解决框架整体效果不佳的问题。可以通过增加梁、柱的数量提高抗推能力，也能在很大程度上增加抗风能力。

2.3弯一剪双重系统结构

弯一剪双重抗风系统，主要采用弯曲形和剪切形两种不同的系统结构来组成一个整体的建筑结构。通过各个不同楼板的相互作用，可以达到减小位移的效果。框墙体系是典型的剪切变形，它的上部层间侧移会变得相对较小，单纯的剪力墙便是弯曲型的变形，二者共同作用，可以保证框架和剪力墙整体的变形一致性。

2.4建立合适的刚壁

对于地面是方形的复杂高层或者超高层建筑而言，选择芯筒框架体系时，大部分的侧向力会由芯筒承担。这样一来，整个建筑物的侧移曲线就会由芯筒直接控制。在水平的作用力上，变形力也主要由芯筒控制。

3复杂高层与超高层建筑结构设计要点

3.1选择合理的整体参数

在设计复杂高层与超高层建筑结构时，设计人员要明确复杂高层与超高层建筑结构设计指标，并选择合理的整体参数，进一步提升高层建筑结构的整体性。例如，在该高层建筑工程中，设计人员可以运用BIM技术，构建合理的信息模型，保证高层建筑工程中的各项结构信息得到有效利用。设计人员可以结合信息模型的运行特点，改进原有的设计方案。除此之外，设计人员还要科学分析外界荷载对高层建筑与超高层建筑结构的影响，由于该高层建筑工程的高度较高，受外界风荷载的影响较大.为了有效减小风荷载对高层建筑结构的影响，设计人员要做好预估工作，结合高层建筑结构施工过程中可能出现的问题，制定合理的解决对策，进一步提升高层建筑结构的稳定性。

3.2科学设计结构抗侧力体系

由于高层建筑与超高层建筑的建筑高度不同，建筑结构抗侧力体系也不同，在设计复杂高层与超高层建筑抗侧力体系的过程中，设计人员可以结合该高层建筑工程的总体高度，合理设计建筑结构抗侧力体系，不断提升高层建筑结构的承载能力，防止高层建筑工程出现坍塌。在该高层建筑工程中，设计人员可以采用伸臂桁架将核心筒与框架进行有效结合，保证高层建筑结构稳定性得到有效提升。对于高层建筑结构设计人员来讲，也可以采用组合性抗侧力体系，提升高层建筑结构的整体性，减少结构失稳现象的产生。通过设计合理的高层建筑结构抗侧力体系，不仅能够提升复杂高层建筑结构的可靠性，而且有效减少施工材料的损耗。高层建筑结构设计人员可以将纵横向墙体进行有效结合，构建相应的组合墙，提升高层建筑结构的抗侧力。

3.3加强建筑结构抗震设计与重要节点控制

抗震设计是高层与超高层建筑工程设计重点，如果复杂高层与超高层建筑结构的抗震性能较差，会降低建筑结构的稳定性，当外界发生地震时，很容易出现坍塌事故。复杂高层与超高层建筑结构设计人员在进行抗震设计时，需要注意以下问题：第一，明确高层建筑构件的变形特点，通过选择合理的结构变形计算参数，准确计算高层建筑变形量，并改进原有的结构设计方案，防止高层建筑结构出现变形。第二，优化高层建筑工程基础施工方案，尽量选择坚固的施工场地，不断减小地震对高层建筑结构稳定性的影响。另外，在设计重要节点的过程中，设计人员要明确复杂高层与超高层结构的传力途径，例如，设计复杂节点位置的钢筋时，设计人员需要选择合理的设计参数，并准确计算钢筋节点的承载力，有效提升钢筋的延性，保证复杂节点位置的钢筋结构更加可靠。由于复杂高层与超高层建筑的施工要求比较高，设计人员也可以应用先进的施工工艺，减少结构失稳现象的发生。通过不断加强复杂高层与超高层建筑结构抗震设计与重要节点控制，能够提升高层建筑结构的稳定性与安全性。在该高层建筑工程中，结构设计人员需要根据该地区的抗震等级，不断完善抗震设计方案，有效提升高层建筑结构的承载能力。

3.4建筑材料的选择

在超高层建筑的设计中，需要本着超轻、超强、可延伸的原则对建筑材料进行选择，可以选择钢筋混凝土、纯钢材、型钢混凝土等材料，在进行钢材施工时一定要对裸露在外部的钢材做好防火措施。

结束语

随着我国国民经济水平的不断提高，复杂高层和超高层的时代将会逐渐到来,在过去的实例中，我们不难发现复杂高层和超高层的优势已经逐渐显现。因此，在对复杂高层和超高层进行建筑结构的设计过程中,在做到满足建筑功能需求的同时，也要做到对环境条件的满足，所以应当确保设计措施和设计思路能够满足结构设计中的多项需求，保证现场的施工条件能够有力地支撑建筑结构设计体系的顺利进行。在全面开展工作的同时，要坚持以认真负责的态度对待每一个基础结构的设计，只有严格地控制好质量，中国的建筑事业才有可能拥有更加美好的未来。

参考文献

[1]魏亚超.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].建材与装饰，2018，（22）：115.

[2]李金钢.超高层建筑结构设计的技术要点及相关问题研讨[J].住宅与房地产，2018，（08）：67.