复杂超限超高层连体建筑结构设计及关键技术

李峰

【摘要】复杂超限超高层连体建筑结构设计非常复杂，只有应用科学的设计，才能提高复杂超限超高层连体建筑结构设计的质量。本次研究说明了复杂超限超高层连体建筑结构设计的原理、设计难点，结合它的设计原理说明了抗风设计、抗震设计、刚度设计这三项设计的要点，建筑施工单位可应用这一理论优化复杂超限超高层连体建筑结构设计。

【关键词】复杂超限超高层连体建筑；建筑结构；建筑结构设计

复杂超限超高层连体建筑结构设计非常复杂，只有应用科学的设计，才能提高复杂超限超高层连体建筑结构设计的质量。本次结构针对复杂超限超高层连体建筑结构设计的原理及设计难，提出关键设计的策略。

1复杂超限超高层连体建筑结构设计理论

复杂超限超高层连体建筑就是指建筑结构的高度超过一般建筑的设计标准，设计结构非常复杂的建筑，这类建筑的剪力墙结构设计、梁式转换设计等都与仅仅只是高度超限的建筑有很大的区别。这类建筑结构常有错层、跃层、中空层等。要设计复杂超限超高层连体建筑时，要强化物理力学的应用，巧妙的应用物理受力平衡这一要点进行物理设计。复杂超限超高层连体建筑不仅外观设计复杂，抗震设计更为复杂，因为复杂超限超高层连体建筑外观及结构与普通常规超高层建筑不同，较为常用的建筑防震理论难以应用到这类建筑上，如果要强化复杂超限超高层连体建筑的防震计能，就要既满足复杂超限超高层连体建筑的独特审美设计，又要提高建筑的抗风性能、防震性能、刚度性能。

2复杂超限超高层连体建筑结构特点分析

超限认定，普通的超高建筑不能称为复杂超限超高层连体建筑，复杂超限超高层连体建筑的特点为以空间的标准来说，复杂超限超高层连体建筑对空间结构有极高的要求；从建筑功能来说，它要求建筑内部突出大跨度、大容量的空間；从建筑层的转换来说，它的有多个转换层，比如建筑结构内部会应用梁式转换、双塔结构转换等。

错层，复杂超限超高层连体建筑的功能有很高的要求，为了突出建筑结构的功能，它提出跃层、错层的建筑要求，复杂的错层带来建筑设计的难度。

平面不规划，复杂超限超高层连体建筑的功能要求非常复杂，这就带来建筑结构参数计算的难度。比如部分复杂超限超高层连体建筑要求建筑左右两端建设两个塔楼，这就意味着不能应用普通的建筑结构设计方式来设计建筑，施工单位只能把抗侧力构分布在两个端部；假如建筑的底层要求呈现大空间、大跨度、高空间的结构，那么建筑空间内就不能设置剪力强、柱子隔开空间，施工单位就只能依靠裙房建筑物两端来承担建筑荷载；假如建筑中间层要出现大空间、大跨度、高空间的建筑结构，施工单位就不能应用连续楼层的方式设计楼层荷载。

3复杂超限超高层连体建筑结构关键技术

3.1抗风设计

在复杂超限超高层连体建筑结构设计中，必须重视抗风的设计。这是因为复杂超限超高层连体建筑结构的体积大、建筑结构较为复杂，这类建筑极易受到风力的影响，抗风设计是复杂超限超高层连体建筑结构设计的重点之一。建筑施工单位要把风产生的动力效应结合风振系数来计算，变成建筑结构设计中的拟静力计算。施工单位要做好模型风洞实验、结构动力分析、计算校核等工作。施工单位除了要做好建筑整体抗风设计外，还要注意到细节设计对主体设计的影响。比如在风力的影响下，建筑墙体开裂、玻璃墙体开裂都会对建筑主体带来重要的影响，施工单位要注意风力对建筑结构设计带来的综合影响，把风力对建筑结构群体的影响列入到参数计算中，强化建筑结构的抗风性。

3.2抗震设计

抗震设计是复杂超限超高层连体建筑结构设计的难点。这是因为这类建筑的特点带来抗震设计的困难。如果在满足复杂超限超高层连体建筑结构设计特点的前提下，要加强抗震设计，就要做好以下几个方面的工作。第一，优化复杂超限超高层连体建筑结构地理的位置。地理位置对于复杂超限超高层连体建筑结构的影响非常大。部分地区较多软弱地基、周边的环境较为复杂，这类地基极易受地震的影响，不利于复杂超限超高层连体建筑结构设计。为此，施工单位要优化复杂超限超高层连体建筑地理位置设计，为复杂超限超高层连体建筑结构的抗震性打好基础。第二，施工单位要从建筑整体的角度做好抗震设计。从整体的角度设计，是指施工单位要从宏观的角度看待复杂超限超高层连体建筑结构抗震设计，使影响抗震效果的因素及因素之间产生良性互动的关系，最大限度的发挥建筑的抗震性。比如施工单位要从建筑结构设计的整体施计优化建筑抗震设计，尽量应用对称设计等方式加强建筑结构的整体抗震性；施工单位要优化施工材料的应用，优化建筑的抗震性；应用抗震设计与隔震设计相结构的方式强化建筑的抗震性。应用提高建筑结构整体抗震性的方式可以取得1+1>2的抗震效果。第三，在做好整体抗震布局的基础上，施工单位要做好界面大小、应力分布等计算工作，做好建筑结构的定量分析，优化施工参数设置，为施工技术的应用提出理论依据。

3.3刚度设计

刚度设计决定复杂超限超高层连体建筑结构设计是否能实施，如果复杂超限超高层连体建筑结构设计刚度设计不合理，不能以施工的角度实现，刚度设计就失去意义，施工项目就难以完成。施工刚度设计的重点是建筑整体结构的重心点、建筑结构几何开关的中心点、建筑结构整体刚度的中心点。只有科学的设计这三项参数，建筑施工才能实现。当前施工单位以应用预应力混凝土材料来实现三点设计。预应力混凝土是指混凝土的整体刚度并不强于同类型的混凝土，然而它的自重量、体积轻于同预应力的混凝土，它以强化混凝土材料局部预应力的方式加强混凝土抗负荷的能力。这样的混凝土材料适用于复杂超限超高层连体建筑结构设计。在应用预应力混凝土时，施工单位要结合三点设计这一重点优化空间几何构造，有效的应用预应力混凝土材料，应用空间几何布局与预应力混凝土材料的特点强化建筑结构的刚度设计。

4总结

随着社会向前发展，人们需要一些复杂超限超高层连体建筑，这类建筑具有结构特殊性，它们的结构设计较为困难。本次研究说明了复杂超限超高层连体建筑结构设计的原理、设计难点，结合它的设计原理说明了抗风设计、抗震设计、刚度设计这三项设计的要点，建筑施工单位可应用这一理论优化复杂超限超高层连体建筑结构设计。

参考文献：

[1]汪大绥，周建龙，姜文伟，王建，江晓峰.超高层结构地震剪力系数限值研究[J].建筑结构.2012（05）

[2]杨家琦，王寒冰，郁银泉.非对称双塔连体结构地震响应研究[J].建筑结构.2015（20）

[3]刘晓真，雷庆关.大底盘不对称双塔结构地震反应分析[J].安徽建筑大学学报.2015（04）