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复杂高层与超高层建筑结构设计研究杨清飒

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：杨清飒

[导读] 摘要：在当代生活中，高层建筑和超高层建筑逐渐出现。

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        摘要：在当代生活中，高层建筑和超高层建筑逐渐出现。与传统建筑不同，高层建筑和超高层建筑在结构设计上有不同程度的复杂性。人们的生活需求和审美需求对复杂高层和超高层建筑提出了相当高的要求。本文主要分析复杂高层和超高层建筑的结构设计。
        关键词：复杂高层；超高层建筑；结构设计
        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
        在复杂高层和超高层建筑的结构设计过程中，设计人员应结合该地区的地形特征，有效降低高层和超高层建筑的结构失稳。此外，复杂高层和超高层建筑的结构设计人员严格控制各种建筑材料的质量，禁止其进入施工现场，从而提高了复杂高层和超高层建筑的施工质量，有效降低了项目的整体施工成本。
        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复杂高层与超高层建筑特点
        复杂高层是指带有转换层、加强层、错层、连体结构和多塔结构的建筑，是比较复杂的高层建筑。容量超高，造型独特，是现代生活的产物，能符合现代人的审美标准，在主流美学中广受欢迎。而超高层建筑一般指200米以上的建筑，一般用于办公等。为了缓解土地冲突，是时代的产物。与普通建筑工程不同，复杂高层建筑和超高层建筑的设计更加复杂，需要考虑的因素也更多，导致复杂高层建筑和超高层建筑的施工难度较大。要想在复杂高层和超高层建筑安全的基础上满足居民的舒适和审美体验，就必须对复杂高层和超高层建筑的影响因素和设计重点进行深入分析，以确保建筑能够满足人们的各种需求，受到人们的青睐。
        3影响复杂高层和超高层结构设计的因素
        3.1地基因素
        基础因素是建筑施工的基础。虽然中国土地资源丰富，但不同地区之间的地质差异相当明显。不同的地质条件，不同的施工条件，不同的设计方案。在设计复杂高层和超高层建筑时，首先要考虑基础因素，模拟基础的复杂程度，然后展示可能对模拟建筑产生影响的因素，从而推断施工条件。此外，还要严格审核地质勘察报告，分析地基的稳定性、承载力、变形程度等各种地质资料，以便有一个清晰的认知和数据，为建筑设计提供数据支持。根据《建筑基础设计规范》规定的抗力极限和作用效果，对建筑工程进行合理的基础选择，以确保建筑工程的安全。基础与建筑物的使用质量有直接关系。无论开发什么样的建筑，地基都是首先要考虑的因素之一。
        3.2施工技术与建筑材料因素
        随着科学技术的发展，复杂高层和超高层建筑越来越普遍。复杂高层和超高层建筑的建设离不开科学技术的支撑。正是科学技术的发展为复杂高层和超高层建筑的建造提供了前提条件，这也是影响其建筑结构的重要因素。建筑材料，如果在施工过程中“偷工减料”或使用劣质材料，对建筑安全构成极大威胁。因此，建筑商应选择优质材料，应用新技术，提高建筑结构的设计水平，促进复杂高层和超高层建筑的结构优化。
        3.3其他建筑功能需求的影响
        与普通建筑相比，高层建筑和超高层建筑的要求稍高一些。在使用过程中，它们尤其受到风力因素的影响。楼层越高，风因素的影响越大。因此，在建造（超）高层建筑时，应提前采取与风荷载相关的措施。另一方面，需求更加突出。虽然我国地震灾害的发生频率不是很高，但地震因素是建筑设计过程中必须考虑的重要因素。随着科学技术的发展，对这些因素的考虑越来越细致，设计出来的建筑功能也越来越完善，更符合我国目前倡导的“绿色环保”理念，与时俱进，满足人们的生活需求。
        4复杂高层与超高层建筑结构设计理念
        4.1首先要选择合适的建筑结构方案和类型
        无论设计建造什么样的建筑，都要选择合适的建筑结构方案和类型。复杂高层建筑和超高层建筑的设计方案选择复杂而特殊，因此有必要根据实际情况进行现场调查研究，并对获得的数据进行分析，以选择合适的建筑结构方案和类型。

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如果不进行实地考察，只是纸上谈兵，很可能会导致实际情况与建筑结构方案不一致，造成后期巨大损失。如果要调整，必然会造成大量人力物力的浪费，甚至严重影响整个施工过程的进度。因此，在选择建筑结构方案时，必须深入实地调查，立足实际，结合专业知识，确定建筑结构方案。中国虽然国土资源广阔，但地区之间差异相当大，真正能适合复杂高层和超高层建筑的地方并不多。在开发复杂高层和超高层建筑时，需要确定建筑结构类型，综合分析当地土壤，判断土壤是否适合建造复杂高层和超高层建筑。根据土壤的实际情况，选择相应的施工机械和建筑材料也可以有效降低工程成本，从而更好地利用资金。
        4.2抗测力体系因素
        抗力系统的适用性直接关系到建筑的安全性和质量。侧向力抵抗系统选择不当，容易对建筑物造成安全隐患，影响建筑物的安全稳定。复杂高层和超高层建筑楼层高，结构复杂，因此在选择侧向力抗力体系时，应根据目前的实际情况和高层建筑的层高选择合适的侧向力抗力体系。比如建筑高度比较高的，可以考虑框架-核心筒体系。如果是超高层建筑，甚至一次超过300米，就需要配合各种抗侧力体系，如巨型活动框架、核心筒、巨型剪刀撑等，保证建筑的安全。但如果是复杂的高层建筑，当建筑小于100m时，可以主动关注剪力墙体系，对工作人员有严格的要求，要求他们有一定的知识储备。根据不同的接触情况，选择不同的力阻系统。
        4.3优化抗震结构设计
        一般建筑重心较低，地震等灾害来临时会更安全。但由于复杂高层和超高层建筑的特殊性，楼层较高，受地震等灾害影响较大，风险指数会相对较高。为了保证这些建筑的安全，设计中必须考虑这些因素的影响。首先是建筑材料，可以选择一些抗震性能好的建筑材料，从根本上保证建筑的安全。在建筑施工中，也可以选择承载力较大的建筑，可以有效避免地震能量的传播，降低地震的破坏程度。当涉及建筑结构时，需要探索场地的抗震指标，应用现代信息技术，综合分析抗震指标和抗震措施，使建筑具有良好的抗震功能。抗震设计是高层和超高层建筑工程设计的重点。复杂高层和超高层建筑结构如果抗震性能较差，会降低建筑结构的稳定性，在外界发生地震时容易发生倒塌事故。复杂高层和超高层建筑的结构设计人员在进行抗震设计时应注意以下问题：首先，明确高层建筑构件的变形特征，通过选择合理的结构变形计算参数，准确计算高层建筑的变形，完善原结构设计方案，防止高层建筑变形。其次，优化高层建筑工程的基础施工方案，尽量选择坚固的施工场地，减少地震对高层建筑结构稳定性的影响。此外，在设计重要节点的过程中，设计人员应明确复杂高层和超高层结构的传力方式。例如，在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，准确计算钢筋节点的承载力，从而有效提高钢筋的延性，保证复杂节点位置的钢筋结构更加可靠。由于复杂高层和超高层建筑的施工要求高，设计人员也可以应用先进的施工技术来减少结构失稳的发生。通过不断加强复杂高层和超高层建筑的抗震设计和重要节点控制，可以提高高层建筑的稳定性和安全性。在这个高层建筑工程中，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，从而有效提高高层建筑结构的承载力。
        4.4坚持经济适用理念
        由于复杂高层和超高层建筑的特殊性和复杂性，建造难度更大。在两种建筑结构的设计中，不仅所需的图纸复杂多样，而且人员因素和影响因素的混合也不均匀。因此，复杂高层和超高层建筑的建设成本必然会在不低的基础上上升。一旦建筑成本预算过高，建筑行业的收入肯定会下降，降低建筑行业的利润，不利于建筑行业的健康发展。因此，在设计和建造复杂高层和超高层建筑的过程中，应坚持经济性和适用性的原则，在质量原则下选择性价比最高的产品。例如，通过选择最佳的设计方案，降低图纸设计的难度，从而降低整个建筑结构的复杂性，可以降低施工成本、人力成本和材料成本。在人力成本方面，要选择综合素质较高的员工，避免不必要的成本浪费和偷工减料现象。在选择建筑材料时，在保证质量的原则下，选择质量好、价格低、性价比高的材料。根据材料的生命周期，分批采购材料，最大限度地保证材料利用率，从而充分提高资金利用率，降低预算成本，增加建筑业效益，促进建筑业发展。
        5结束语
        在当今社会，复杂高层和超高层建筑越来越兴起，人们对复杂高层和超高层建筑也越来越关注。复杂高层和超高层建筑具备一定的设计复杂性，所以在建造起来要比其他建筑施工难度更大一些，如何在保证质量的基础上，满足人们的舒适体验与审美体验，是建筑行业下一步应该思考的问题。在建造过程中，坚持经济适用理念，应用新科技新手段，确保复杂高层与超高层的建筑能与时俱进，切实满足人们的各项需求。近些年来，我国的高层建筑发展十分迅速，建筑造型新颖独特，建筑物的高度与规模不断增加。在高层建筑结构设计中，地基是大楼的基础，设计者应根据实际情况，作出合理的结构方案选择。并能根据具体情况进行具体分析采取适当的措施解决实际问题。才能不断地完善和发展高层建筑
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