复杂高层与超高层建筑结构设计关键点分析

朱斌

【摘要】在现代社会发展中，土地资源日益紧张，工程建设与用地资源矛盾问题突出，为了节约土地资源，开始出现一大批高层建筑。隨着建筑高度的不断增加，也暴露出较多问题。在高层建筑设计施工期间，必须考虑到多项因素，维护工程设计质量，提升建筑建设标准。此次研究主要是围绕复杂高层与超高层建筑结构设计展开分析。

【关键词】复杂高层;超高层建筑;结构设计

通过分析当前发展形势可知，经济发展促进了市场需求的转变，相应增加建筑工程数量，扩大工程建设规模。结合城市规划发展特点，寻找准确的发展路径。由于复杂高层和超高层建筑数量不断增加，建筑结构复杂度提升，相应增加结构设计难度。通过优化设计方式，能够提升建筑应用能效，同时可以提升结构设计质量与水平，为用户提供安全舒适的居住环境，增加社工企业的经济效益。

1、建筑结构设计方案的适应性

1.1结构方案与结构类型

在复杂高层与超高层建筑结构设计中，必须准确选择结构方案，以此维护建筑施工质量，充分发挥出建筑能效。在选择建筑结构方案时，必须全面考虑建筑实际情况。由于结构方案与工程实况之间的偏差较大，在进入中期和后期施工阶段，必须调整方案和结构施工，不仅会影响建筑施工进度，还会加大建筑结构设计难度，使施工企业承担较大经济风险。如果出现设计变更问题，会耗费大量人力物力，还会产生较高经济损失。所以在选择建筑结构设计方案时，必须结合建筑专业知识，确保专业知识与设计方案的高度配合。在选择建筑结构类型时，还应当实地勘察施工区域地理环境，特别是对现代建筑来说，还应当分析抗震设防指标，保证所有建设项目满足建筑需求，这样才能够对建筑结构造价进行控制。所以在结构设计类型选择上，必须重点考虑工程造价，保证各类项目满足标准要求。

1.2结构方案与结构类型选择要点

在选择结构方案和结构类型时，必须注重复杂高层和超高层建筑概念设计。通过长期设计经验可知，在该类建筑结构设计中，必须确保建筑结构的规则性和均匀性，确保建筑结构的传力途径清晰，特别是抗侧力与结构竖向传递途径。在现代技术发展过程中，附加高层和超高层建筑都必须实现长久稳定发展目标。

2、复杂高层和超高层建筑结构设计难点

2.1侧向风与抗震性

在超高层建筑结构设计中，侧向风与抗震性属于重要设计内容。在设计过程中必须考虑以上内容。当建筑高度比较高时，侧向风风力大，建筑容易晃动。建筑内部电缆也会受到侧向风力影响，引发安全事故。所以在设计建筑结构时，必须考虑到侧向风与抗震性要求，确保建筑刚度满足规定要求。

2.2结构布置难点

在布置超高层建筑结构时，仍然会面临较多难点。设计人员在布置时，所需要的专业知识比较多，必须考虑到每一个细节，确保建筑功能的正常发挥。复杂高层和超高层建筑成本不仅表现在建筑本体上，也表现在后期维护上，相应增加建筑设计成本。所以在复杂高层和超高层结构设计中，合理应用建筑节能技术，确保建筑设计达到标准要求，符合节能环保理念。在选择建筑结构设计方案时，必须考虑到节能环保效果，联合各类因素进行分析，确保结构设计方案的合理性。

3、复杂高层和超高层建筑结构设计要点

3.1注重抗震设计，维护建筑安全

为了保证复杂高层和超高层建筑安全，必须注重抗震设计。建筑抗震设计要点如下：第一，合理选择建筑材料。设计人员在选择设计材料时，必须选择高强度、材质均匀的材料，确保构件连接的延展性和连续性。通过建筑材料减少地震能量，降低地震反应，避免破坏建筑结构。第二，加大构件强度。通过混凝土结构和钢结构提升建筑结构抗震性能，加强抗形变能力。第三，合理设置抗震设防烈度。在设置建筑抗震设防烈度时，必须考虑到建筑整体承受强度，以此减少地震灾害的破坏。

需要注意的是，不同建筑物存在高度差异，在结构设计时，必须按照实际情况开展针对性设计。复杂高层和超高层建筑高度大于300m，在开展建筑结构设计时，不能将抗震设防烈度设置为八区域，而应当采用六区域。通过上述分析可知，在建筑结构设计时，通过抗震设计可以减少设计误差，全面加强建筑抗震水平。

3.2结构舒适度设计

对于复杂高层和超高层建筑来说，必须确保振动舒适度问题。在结构设计时，既要确保结构安全，还要满足舒适度要求。设计人员必须明确按照高钢规程与混凝土规程，确保建筑达到顺风向与横风向顶点的最大加速度。在建筑结构设计中，必须注重舒适度分析。混凝土结构建筑阻尼比设置为0.05。钢筋混凝土结构建筑的阻尼比设置为0.01-0.02。通过分析复杂高层和超高层建筑的用途可知，公共建筑水平振动指标限值和建筑指标限值的差异比较大，必须按照建筑不同使用功能，开展差异化设计。在设计过程中，可以采用建筑减震技术和视觉跟踪技术。通过应用现代化技术，可以保证在建筑水平振动舒适度不合格情况下，全面提升建筑舒适度水平。

3.3设计实施过程

在建筑结构设计时，必须考虑到可行性问题。若没有关注到项目可行性，即使结构设计合理，也不能满足建筑要求。设计人员在设计期间，必须考虑到钢材质传递效果与复杂节点的钢筋可靠性，同时考虑施工建设的可行性。上述问题是复杂高层与超高层建筑结构设计存在的问题。在设计过程中，为了处理型钢和混凝土梁柱节点主筋相交问题，必须采取有效措施进行优化设计：第一，钢筋与表面加劲板采用焊接处理。第二，钢筋绕过型钢，在钢板上开洞穿过钢筋。第三，型钢和混凝土梁柱节点表面焊接钢筋，同时连接套筒。由于高层建筑的建设要求比较高，在设计期间可以采用特殊工艺，全面确保建筑结构的稳定性。

3.4推广经济适用理念

由于复杂高层和超高层建筑比较特殊，设计难度大，工程设计图纸复杂，涉及到较多人员因素和影响因素，相应增加建筑结构设计施工成本。当工程结构设计成本预算较高时，就会降低施工企业的经济效益，压缩利润空间，无法促进建筑行业的发展。所以在具体设计时，必须严格遵循经济适用性原则，确保工程设计质量，选择高性价比材料。通过工程设计降低人力成本，优先选择高素质施工团队，以此降低额外工程费用。在选择建筑材料时，不仅要确保材料质量，还应当考虑到经济性问题，按照材料使用周期进行分批次采购，全面提升材料的有效利用率，增加建筑行业的经济效益。

结语：

综上所述，复杂高层和超高层建筑的规则不同，因此结构设计的难度比较大。为了确保建筑主体稳定性，在设计过程中必须注重概念设计，制定合理有效的设计方案。按照建筑实际情况，充分考虑到抗风险和抗震性能，并将其应用到结构设计中，全面提升复杂高层和超高层建筑设计质量。

参考文献：

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[2]熊学文.建筑边柱防护平台在异形超高层建筑施工中的应用[J].居舍，2019，12（32）：179-180.