复杂高层与超高层建筑结构设计关键点分析 附超高层建筑结构设计关键性问题的思考与分析.docx

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1、复杂高层与超高层建筑结构设计关键点分析【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。随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

2、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，

3、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

4、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

5、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

6、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.

7、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

8、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

9、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：山秦海.超高层建筑结构健康监测现场实施状况验收方法J.山西建筑，2020,46(02)：14

10、3-144.2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.超高层建筑结构设计关键性问题的思考与分析【摘要】随着我国城市化进程的不断加快，城市当中的用地的逐渐紧张，超高层建筑已经成为了发展趋势。但目前我国超高层建筑结构设计方面还存在许多技术问题。所以对超高层建筑结构设计的关键性问题进行研究具有非常大的意义。超高层建筑结构设计关键性问题进行深入分析，希望对相关高层建筑设计人员有些许借鉴价值。【关键词】超高层建筑;结构设计;关键性问题1 .超高层建筑概述超高层建筑指40层以上，高度100米以上的建筑物。中国民用建筑设计通则GB50352200

11、5规定：建筑高度超遇IOOm时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。根据世界超高层建筑学会的新标准，300米以上为超高层建筑。在我国，民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合一些规定。住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅;除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑;建筑高度大于等于IOOm的民用建筑为超高层建筑。2 .超高层建筑结构的特点及结构体系类型2.1 超高层建筑结构体系类型框架结构体系是较为传统的结构体系，其主要是利用梁柱来组成框架，同时承受建筑水平和垂直方向上的荷载。其优点

12、是能够灵活布置，便于立面的处理，建筑空问较大;剪力墙结构体系是指借助钢筋混凝土板来构成建筑的承重体系，其优点是抗侧刚度好、抗震能力强、抗风能力强，当建筑受到水平反向的作用时小易发生变形或侧移的情况，承载力较好，外观较为美观，因此，剪力墙结构在当前的建筑中使用较为广泛。但是这种结构并小能够被轻易拆除,后期维护较难，且小利于形成大的建筑利用空问;该结构类型是将框架结构体系与剪力墙结构体系结合起来的复合型结构体系，这种结构体系结合力框架与剪力墙两种结构体系的优点，小仅能够满足超高层建筑灵活的建筑布局，同时也提高了超高层建筑的抗震能力和亢奋局能力，提得了超层建筑的稳定性。2.2 超高层建筑结构设计的特

13、点在对超高层建筑设计的过程中首先要考虑到其承载能力，抗震能力及其稳定性，不仅要保证建筑能够承受水平方向的荷载，同时也要保证建筑能够承受竖直方向上的荷载。因此，在设计的过程中，结构设计师需要根据超高层建筑的实际高度合理选择适当的抗侧力结构体系、重视荷载的传递路径,并计算地震的荷载,以避免建筑出现扭转、扭曲甚至是坍塌等问题。3 .超高层建筑结构设计的问题分析及对策3.1 基础设计只有保证了最基础的设计才能够顺利进行后续的建设，对于建筑物埋人地下的深度要做出科学合理的设计，这样才能保证超高层建筑物不出现倾斜的现象，这些问题的设计都是最基础的设计。俗话说经济基础决定上层建筑，但是在超高层建筑建设的过程

14、中基础设计决定了超高层建筑的建设。超高层建筑一般均设置多层地下室，确保结构基础嵌固端的刚度，避免在水平力作用下地基基础产生较大的水平位移影响结构的稳定。3.2 嵌固端的设置问题必须要设计多层的地下室，这样才能够很好的保证超高层建筑的稳定性，一般超高层建筑物的嵌固端都会设置在地下室的底端，很多设计师在设计的过程中并没有过多的考虑嵌固端的问题，因此很容易就会为后续的建设埋下隐患，从而影响整个超高层建筑的稳定性。3.3 扭转问题在超高层建筑中建筑设计的核心是建筑的几何中心、刚度中心以及高层建筑的结构重心，这三个部分共同组成了建筑物的核心。但是在具体的设计过程中很多设计师就会忽略将几何中心、刚度中心以

15、及建筑的重心进行重合，因此就会造成因为压力的问题而出现的扭转问题。结构扭转时在结构受力较大的竖向构件的边缘容易发生脆性破坏，在水平力尤其是地震力的作用下更先进人破坏状态，设计时必须采取有效的加强措施，提高结构的抗扭刚度。为控制结构扭转，采取整体调整结构方案，是结构的平面尽量规则，让刚度中心与建筑重心尽量重合，从而减少结构相对偏心距。例如在建筑物四周布置抗侧力构件通过调整抗侧力构件的布置位置来改善结构的扭转效应。有时单一的增加构件截面和刚度并不能改善扭转效应，在大震作用下由于构件进人非弹性阶段，刚度大的构件承担了更多的地震剪力，这些构件也会导致脆性破坏。对于处于扭转位移较大处的构件，应采用混合结

16、构构件来提高构件的延性，从而来增加结构的安全性能。3.4 受力性能的问题如果建筑物的承受力比较的差就会很容易发生一些意外事故，或者是因为一些外界的天气环境问题导致建筑物有所损坏。因此在建筑设计的过程中应该充分的考虑建筑物的向下作用力和建筑物的承受力，然后对设计方案进行不断的优化和完善,减少一些建筑承受力的问题,这样也能够大大的提高超高层建筑的质量。超高层的结构在分析时应选用符合实际工作情况的计算简图来分析，利用空间分析方法进行整体分析，且采用3个不同力学模型的计算软件进行复核。4 .结语在设计超高层建筑的工作中，应注意建筑的结构体系、钢管结构、深基坑支护结构等一系列问题。面对超高层建筑结构这一至关重要的问题，建筑行业要加大对超高层建筑结构设计的研究，加强对专业技术人才的培养，从而促进我国超高层建筑行业的发展。参考文献：1徐克铳.复杂高层与超高层建筑结构设