复杂高层与超高层建筑结构设计分析 刘斯博

发表时间:2019/12/16   来源:《防护工程》2019年16期   作者:刘斯博
[导读] 在目前的很多大中城市中,我们可以看到越来越多的复杂高层与超高层建筑体,这类高层建筑已经越来越普遍。

刘斯博
        哈尔滨工业大学建筑设计研究院  黑龙江哈尔滨  150090
        摘要:在目前的很多大中城市中,我们可以看到越来越多的复杂高层与超高层建筑体,这类高层建筑已经越来越普遍。在结构设计和实施上也提出了更高要求。结构设计师要从项目的实际情况出发,结合一些关键问题利用技术手段寻求突破,让复杂高层与超高层建筑建筑的性能得到发挥,同时,让其稳定性和抗震性也得到有效保障。综合本文阐述的内容我们可以发现,就复杂高层与超高层建筑结构设计来看,设计工作较为复杂,并且对于实施这项工作的人员的综合能力要求也是较高的,由于现如今人们对结构的设计要求也在不断的提升,进而促进了从事结构设计工作的人员的专业能力的不断提升。
        关键词:复杂高层;超高层建筑;结构设计;分析
       
       
        前言:
        新时期我国社会发展的过程中,为满足城市不断扩张的需求,各个城市都开始进行复杂高层以及超高层建筑的建设。在复杂高层以及超高层建筑兴起的过程当中也出现了新的问题。由于建筑结构的设计情况直接对于整个高层建筑的实用性能产生了直接的影响,因此在对建筑结构进行设计时,必须重视这一问题,通过多种有效手段来提升整个建筑的稳定性、抗震性,从而提升整体的施工效果。
        1建筑结构设计要素
        (1)抗震性。
        复杂高层以及超高层建筑必须有较强的抗震性,尤其要注意提升抗震的能力。由于当前世界各国对于地震的预测仍然存在着较大的限制,无法准确地预测地震发生的时间以及地点。因此,在众多大型城市进行复杂高层以及超高层建筑设计时必须提升整个建筑的抗震性。尤其是在地震多发的地带进行建筑设计时,必须注意这一问题。根据这些高层的主楼以及群楼在不同地震作用下产生的不同反应,进行针对性的设计。
        (2)风载荷。
        在实际建设时十分容易受到风载荷的影响,在这些建筑设计当中必须考虑风力这一因素的影响。尤其是在一些风力变化较多的地区,必须对其进行严格设计,根据相关规范的要求进行风力测验,保证整个建筑具有较强的抗风能力。在实际高层建筑设计之前,可以进行相应的风洞实验:将一定比例的模型放置在风场环境当中,经过实验来了解整个建筑在不同情况下风载荷的实际情况,从而能够提升整个建筑的性能。
        (3)地基基础。
        地基是整个高层建筑的基础,如果地基建设产生问题,那么建筑上部自身的稳定性会受到影响。尤其是对于复杂高层以及超高层建筑而言,地基的建设是非常重要的,如果在建筑物在实际建设的过程当中不能保证地基的稳定,那么后续的工程必然会产生多种问题。同时,不同的地质条件以及地形对于地基的稳定性要求也存在着较大的差异。因此,在针对复杂高层以及超高层建筑进行设计时,必须对当地的地质情况进行充分的调查,选择相应的桩筏基础以及装箱基础。例如,在深度不太大的岩层当中则可以使用混凝土桩基础来提供支撑,而针对一些深度相对较大的岩层,则可以使用框架式的连续墙来提供支撑,一些地基条件相对较好的地层可以借助于筏型桩基础来进行支撑。在具体复杂高层以及超高层建筑地基建设时,必须根据当地的地质情况来选择相应的方案,制定出性价比较高、安全性较高的设计方案。
        (4)建筑功能的需求。



        复杂高层以及超高层建筑自身有着特殊的功能,因此,在进行结构设计时必须考虑到其功能使用的需求,这是必须注意的问题。尤其是将艺术性、美观性以及功能性、经济性结合在一起,保证建筑结构的设计满足整个建筑的使用目的。在选择相应的建筑材料时也符合这一需求,这是当前复杂高层及超高层建筑设计中,所必须考虑的重要问题。
        2建筑机构设计策略
        (1)重视复杂高层建筑的设计理念。
        复杂高层以及超高层建筑在设计时必须完善结构的设计理念,这是设计师在进行设计的重要基础,明确设计理念之后才能够合理地进行结构的分布。因此,在进行建筑结构设计时,必须提升整个建筑结构的均匀性以及规律性。同时使得整个建筑结构呈现出良好的整体性特征,使得建筑结构竖向所承担的压力传递途径更加明确,使得整个建筑结构都能够分散压力。另外,在进行复杂高层建筑结构设计时,必须保证耗能机制的科学合理,选择环保绿色的建筑材料,使得复杂高层以及超高层建筑整体形成良好的空间受力结构。
        (2)合理安排建筑结构的抗测力体系。
        良好的抗测力体系是超高层建筑结构安全、稳定的基础。因此,在进行超高层以及复杂高层建筑结构设计时,必须充分考虑整个建筑结构的高度以及当地的环境,从而选择合适的抗测力体系,使得该体系能够与其建筑高度保持一致。例如,在高度小于100m的建筑当中,可以结合框架、剪力墙以及枢剪的体系来进行设计。在100m以上的高层建筑当中,则需要结合框架核心筒、仲臂、筒中筒以及其他的组合体来进行设计。在选择抗测体系之后,需要将这些抗测体系的构建连接成相应的整体,使得整个复杂高层建筑体系更加稳定。在高层建筑当中可以将横向以及纵向的墙体形成连接的组合墙体,最终能够形成完整的框架,使得整体的稳定性都能够得到提升。在建筑结构体系设计时,可以使用弯剪双重的结构体系,结合剪切型以及弯曲型的构建来组成整体,这两种不同的构建体系能够在不同的楼板当中进行协同使用,使得整个建筑的顶点位移以及各楼层的层间位移得到明显的缩小。其中,框墙体系的应用可以使得框架以及剪力墙之间达到协同承载的目的,使得整体能够保持一致。在高层建筑当中单独的框架结构以及剪力墙结构都可能会产生位移,整体的抗载荷能力较低。而将框架结构与剪力墙结构结合在一起,可以使得整个建筑的楼层之间联系起来,达到工程承载的目的。
        (3)合理安排建筑的结构的刚臂。
        合理安排建筑结构的刚臂是非常重要的,尤其是在复杂高层以及超高层建筑当中,由于建筑的侧向力主要是由芯筒来进行承担的,因此建筑自身的侧向位移曲线主要是受到芯筒影响。在水平方向荷载的影响下,芯筒会产生变形,这就使得建筑的稳定性受到影响,容易产生芯筒高度值相差较大的问题。对此,设立合理的结构刚臂可以使得建筑物在固定的设备层当中添加相应的框架,最终形成刚臂,使得芯筒可以与框架连接在一起,减少建筑产生的侧向位移的问题,使得整个建筑的稳定性得到提升。
        (4)在建筑结构设计中要充分发挥组合梁柱的效果。
        在进行复杂高层以及超高层建筑设计时需要注意组合梁的应用,使得整个框架结构的稳定性、荷载能力以及框架的抗推强度提升,从而使整体的抗风载荷能力得到提升。
        3结束语
        在进行复杂高层以及超高层建筑设计时,必须重视整个建筑的稳定性、安全性、抗震能力和抗风能力。由此可见,整体的设计是一项非常复杂的工作,在实际设计中不仅要满足建筑本身功能性的需求,同时还要满足外界环境的要求,通过综合的调查、分析、研究之后,进行结构的设计。由于在进行结构设计时必须从地基、横向结构和纵向框架多个角度出发,注意整体的结构满足相关标准规范的要求。因此,在针对复杂高层以及超高层建筑设计时需要严格地按照相关的要求,综合考虑建筑的结构应用,选择合适的材料来进行综合性的设计,并且保证设计的可行性,最终使建筑结构的设计体系达到施工的要求。
        参考文献:
        [1]张锋,史庆轩,贺志坚.高层斜交网格筒结构最小势能法简化计算研究[J].工程力学,2019,36(S1):25-30+36.
        [2]井彦青,王洋,李建峰,等.青岛华润大厦超高层结构设计[J].建筑结构,2019(12):1-7.

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: