复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析

关民明 发达控股集团有限公司

1 前言

在新时代的我国社会发展过程中，每个城市都开始建造复杂高层建筑，以满足城市不断增长的需求。建造复杂高层大楼时出现了新的挑战。由于建筑物的结构设计直接影响整个超高层建筑的实际性能，因此必须以各种方式设计建筑物的结构和稳定性来解决此问题，并提高其抗冲击性，改善建筑的总体质量。

2 复杂高层与超高层建筑结构设计要素

2.1 抗震性

超高层建筑需要能够有较高抗冲击能力，尤其是抗震能力。考虑到当前世界范围内地震预报的局限性，不可能准确估计地震发生的时间和地点。因此，在设计许多大型城市超高层建筑时，有必要改善整个建筑物的抗震性，特别是地震地区的建设值得关注，需要根据在各种地震中主楼的各种反应进行目标建设。

2.2 风载荷

超高层建筑对正在施工的实际风载荷敏感，因此建筑项目必须考虑风的影响。特别是在风量变化较大的地区，有必要严格按照设计的每个规则进行风载荷测试，以确保建筑物的风载荷达到要求。相关的风载荷测试可以在建筑物实际建造之前实施。模型的特定部分放置在风中，在各种条件下，通过实验确定整个建筑物中风载荷的实际状态。这样可以提高整个建筑物的性能。

2.3 地基基础

地基是整个超高层建筑的基础。如果基础施工出现问题，则会影响建筑物的稳定性。建立地基非常重要，特别是在复杂的超高层建筑中。如果不能保证正在建设中的地基稳定，那么下一个项目将不可避免地出现各种问题。同时，不同地质条件和地形对地基稳定性要求也不同。因此，在设计复杂的超高层建筑时，有必要从根本上评估该地区的地质条件，选择相应的材料并填充地基。例如，混凝土柱的基础可用于支撑较薄的岩石层。另外，可以使用连续框架墙来支撑相对较厚的岩石层。还有一些基础材料可以在相对良好的土壤条件下使用。需要根据该地区的地质条件选择合适的计划，并以合理的价格创建具有高性能和高安全性的项目计划。

2.4 建筑功能的需求

复杂的超高层建筑具有特殊功能。因此，结构设计必须考虑使用功能的要求。这是一个需要解决的问题。特别是，它需要融合艺术、美学、功能和经济性，使建筑结构的设计可以达到整个建筑建设的目的。选择相关的建筑材料时，也必须满足此要求。这是设计高层建筑物时要考虑的重要问题。

3 复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析

3.1 混凝土施工

高层建筑中最重要的建筑材料是混凝土。混凝土结构对高层建筑的整体框架结构影响很大。混凝土是超高层建筑中最重要的材料之一。由于混凝土的性质，不能长期直接暴露在空气中，但是高层建筑的建造时间很长，并且在使用混凝土时会出现许多质量问题。结果，整个建筑物的质量受到影响。在高层建筑施工中，由于混凝土的施工技术要求较高[1]，因此提高了高层建筑施工的技术要求。在实际施工阶段，通过调节混凝土与水的比例，可以使混凝土达到超高层建筑的标准，混凝土应适合长时间暴露在空气中。另外，在混凝土施工过程中应该精确地计算水沙比。目前，泵送技术在我国的混凝土生产中被大量使用。因此，必须特别的审查工程流程以确保建筑耐用性。

3.2 钢筋结构

固态混凝土结构（例如钢筋混凝土）在超高层建筑中也起着重要作用，因此需要混凝土施工技术和钢筋使用技术。注意如果建造需要钢筋，则需要实时调整结构以匹配超高层建筑的实际特征。要安装钢结构，需要执行严格的测量和控制、安装和焊接等程序，应计算项目中的每个结构，以确保建筑物的结构完整，确保建筑质量。在高层建筑中，经常使用框架结构来稳定钢结构，从而保证了超高层建筑的质量。在许多情况下，建造钢结构时应格外小心。在开始构造之前，有必要彻底评估建筑物中使用的钢筋的质量，定期检查每个组件，以充分了解钢结构，并将其固定在超高层建筑中[2]。其次，必须对建筑人员提出严格的要求，以确保钢结构的质量以及钢结构的稳定性。最后，脚手架是高层建筑施工中非常重要的部分，必须仔细监控以防止脚手架对人的伤害。

4 复杂高层与超高层建筑结构设计策略

4.1 重视复杂高层建筑的设计理念

超高层建筑必须具有结构性概念，这是设计人员的重要设计基础。因此，在建筑物结构的设计中，有必要改善建筑物的整体结构和性能。同时，整个建筑物的结构具有总体效应的特征，这使得建筑物的整个结构都承受了压力，从而在建筑物的垂直结构中传递了压力。此外，在设计高层建筑时，需要确保机械操作是科学且适当的，并且要进行绿色建设。复杂的超高层建筑必须具备出色的结构。

4.2 合理安排建筑结构的抗测力体系

有效的防塌系统是超高层建筑安全与稳定的基础。因此，在设计复杂超高层建筑时，有必要充分考虑建筑物整体结构的强度和当地环境，以便使用合适的计算系统来设计建筑物的高度。例如，高度不足100m的建筑物的设计可以与框架、水龙头和竖井系统结合设计。在高度超过100m的建筑物中，必须结合其他项目设计。选择合适的系统后，需要组合各个系统的设计。这使得复杂的整个系统更加稳定。超高层建筑可以将水平墙和垂直墙结合起来以形成复合墙，最后形成整个框架并提高整体稳定性。如果要设计建筑施工系统，则可以使用弯剪双重体系。可以在不同的楼层上连续使用两个不同的建筑物系统来创建整个建筑物。每个建筑物的顶部和中间的变化将大大减少。其中，框架墙的应用可以达到框架与墙全部匹配的目的。超高层建筑中移动单独的框架结构，降低了整体负载。框架结构和瓷砖墙结构的组合应用在建筑物的整个地板上，可以达到承重的目的。

4.3 合理安排建筑的结构的刚臂

特别是在复杂的超高层建筑上，建立建筑结构的刚臂系统非常重要。由于建筑物的侧向力主要由芯筒承担，因此建筑物的水平位移受到其影响。在水平载荷的影响下，芯筒发生了变化，从而影响建筑物的稳定性。这样很容易在主要的高度上产生很大的差异。在这方面，由于安装了适当的刚性臂结构，建筑物将在指定的楼层上添加均匀的框架，然后利用刚性臂，将顶部安装在框架上，从而形成建筑物，进而可以改善整个建筑物的稳定性。

4.4 在建筑结构设计中要充分发挥组合梁柱的效果

在设计复杂的超高层建筑时，应注意使用复合梁以提高整个框架结构中的稳定荷载和框架强度。这增加了超高层建筑的总负荷的能力。

4.5 科学计算地震的自振周期

地震是一个快速发展的因素，但是在设计复杂的超高层建筑时，可以通过计算自然地震的振动持续时间来减少地震造成的破坏。如果需要改善建筑物的结构稳定性，技术员必须使用科学知识和技术来科学评估自然界中的振动持续时间和振动规律。

4.6 建筑的垂直交通设计

总的来说，为了最大程度地提高综合设计的稳定性，复杂高层建筑都选择了垂直交通结构，可以有效地增强建筑物的安全性。根据交通结构的性质，可以同时解决建筑物的照明问题。建筑物的运输环境可以得到了很大改善，同时大大减少了楼梯面积。

5 结语

随着社会发展，超高层建筑越来越受欢迎，一些问题也逐渐出现。复杂建筑物中的不规则性对结构设计产生了重大影响和挑战。大公司需要关注建筑物的结构、安全性和经济性。他们需要事先审查超高层建筑的设计概念，并根据国家法规建立适当的科学结构。同时，还需要使用一种灵活的方法来解决问题，以处理高度复杂的现实情况。