复杂高层与超 高层建筑结构设计探析

发表时间:2020/8/18   来源:《建筑实践》2020年39卷第8期   作者:肖达军
[导读] 随着我国经济的快速增长,人民生活水平不断提高,城市化速度迅速加快,
        摘要:随着我国经济的快速增长,人民生活水平不断提高,城市化速度迅速加快,复杂高层和超高层建筑的数量也在增加。但是,随着这些高层大楼的发展,对安全性和结构稳定性的需求也在增长。建筑物的结构与这些大楼的安全性和用途直接相关,开发人员和设计部门应注意复杂高层大楼的结构设计。本文首先对复杂高层、超高层建筑整体结构的基本设计特征进行了介绍,然后对复杂高层和超高层结构设计的影响因素进行了分析,最后提出了复杂高层与超高层建筑结构设计策略。
        关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点
        引言
        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复杂高层、超高层建筑整体结构的基本设计特征
        自超高层建筑出现起,便大量涌现出了复杂高层建筑、超高层建筑。近些年来,国内经济增长愈来愈快,各级城市出于打造自身地标建筑的目的,也逐步开始规划建造各种复杂高层建筑、超高层建筑,并且获得了很好的发展,部分建筑的高度已超千米。据研究分析知,这些复杂高层建筑、超高层建筑,在自身结构的设计方面特征独特,在降水、风力、抗震等方面均具有很高的要求。加之这些建筑原本就需要周全顾及美观与结构,故此必须综合考量诸多方面的影响因素。所以,作为设计人员,应及时转变设计手段,在结构设计环节,大量引进新的设计方法,以提升设计综合水平,确保整体结构的安全性,为工程质量的控制打好基础。
        2复杂高层和超高层结构设计的影响因素
        2.1风荷载和地震作用及建筑功能需求的影响
        高层建筑设计中具有高度极高的特点,同时受力分析情况相比其他建筑也更复杂,这使建筑的安全性受到了较大的影响(主要是风荷载和地震波影响),因此高层建筑设计工作人员应对风荷载以及地震设防烈度进行了解。在新技术应用的背景下,复杂高层体积超高层建筑的施工数量越来越多,要求也越来越高,在建筑结构的设计过程中,工作人员应对建筑的实用性进行考虑,满足人们的生活需求。
        2.2地基的影响
        地基的稳定性设计,属于是建筑物建设的基础所在。由于我国土地资源辽阔,各个地区的地质情况存在很大差异,地基基础设计和基础施工也不相同。在实际复杂高层建筑和超高层建筑地基基础设计时,需要对场地地基复杂程度进行模拟,并依托功能特性和建筑物规模等,将可能出现的影响体现出来。除此之外,还要严格根据地质勘察报告内容,将地基承载力、变形程度、地基稳定性等数据确定,并根据《建筑地基基础设计规范》中的作用效应以及抗力限值规定进行合理化设计,这不仅关系到建筑工程基础选型和安全性,而且与建筑工程总造价和安全性存在密切联系。总的来说,地基建设效果的好与坏,与整体建筑质量息息相关,这也是复杂高层和超高层建筑结构设计的本质所在。
        2.3施工技术和材料影响
        任何工程的建设中技术以及材料的因素对工程质量产生的影响都比较明显,尤其是对复杂高层和超高层建筑的结构设计方面,如果技术上以及材料的应用上存在不当,所造成的后果是比较严重的。科技的发展过程中,复杂高层和超高层建筑发展也加快了进程,工程的设计施工中和相应的科技是分不开的,是科学技术促进了建筑工程施工的质量提升,对建筑结构的质量也会产生很大影响。所以在进行设计复杂高层和超高层建筑结构的过程中,就需要从技术层面以及材料层面加强重视,考虑到后续施工的技术和材料应用的恰当性,如此才能保障建筑结构的最终质量。


        3复杂高层与超高层建筑结构设计
        3.1合理选择设计参数
        从建筑主体设计的角度进行分析,设计人员首先应明确复杂的高层和超高层建筑结构的设计指标,并确定建筑结构的设计参数。考虑到建筑结构的建设需求和特点,在对建筑进行结构设计时,可采用BIM技术分析结构,通过建立建筑模型的方式,对结构的情况进行全面的了解,加强设计的效果。设计者需要根据模型的内容来进行设计,保证设计方案能够得到有效的改善。此外,设计人员应对外界的荷载特点展开深入分析,并结合高层建筑的情况对结构进行合理的设计。为了有效保障建筑的性能,设计者应在设计中完成预估工作,将施工过程中存在的问题结合起来,制定具有针对性的解决对策,从而提升建筑结构的稳定性,使建筑的后期建设工作能顺利进行,进而加强建筑的整体效果。
        3.2建立结构抗侧力体系
        针对不同的建筑高,应设计相应的结构抗侧力系统。在设计复杂高层或者超高层建筑时,考虑到各层不同的抗侧力结构系统具有不同的作用,故此在设置抗侧力构件时,应立足具体的作用来优化部署。同时,通过合理设计结构抗侧力系统,还能融合结构中的不同抗侧力构件形成一个整体。所以,在结构设计环节,应从整体上考虑结构抗侧力系统,可利用伸臂桁架有效连接框架柱组合核心筒的结构,或通过环形桁架、大斜撑来连接组合,而得到一个巨大的框架,以增强整个结构的稳定性。
        3.3混凝土强度控制
        为了让混凝土强度与施工强度相匹配,相关工作人员需要在不同条件下开展混凝土试验操作。除此之外,在混凝土配比设计时,需要根据区域之中的不同原料开展相应的配比操作,让混凝土调配工作显得更加方便。在实际混凝土比例试验开展过程中,需要根据实际情况进行调整。例如,很多时候,混凝土之中含有大量的沉积物,以及实验室加药多功能特性,这对于混凝土强度控制具有重要意义,为此,在高才能建筑之中应用混凝土时,相关工作人员有必要对混凝土比例进行调整,并控制好原材料质量,避免混凝土比例不科学等情况发生。很多单位在该项操作之中应用泵送技术,该项技术不仅能够缩短施工时间,还能实现混凝土性能的持续性优化。值得注意的是,混凝土强度需要一直保持下去,将长期质量效果呈现出来。
        3.4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。
        结语
        总之,在建筑领域,针对复杂高层建筑、超高层建筑,在进行结构设计时,应特别注意要点内容的设置,以提升建筑物的整体综合性能,满足其使用功能、环境建设要求。此外,还应综合考量施工现场的运输条件、养护专业水平。唯有满足以上设计要求,方能在科学设计的指导下,建造出高质量的建筑。与此同时,还应注意设计与施工的安全性,以支撑结构设计,严格控制建筑工程质量,满足工程预期要求,保护人们的人身财产安全。
        参考文献
        [1]崔铁军,李莎莎,王来贵,等.复杂结构高层建筑火灾坍塌过程研究[J].计算力学学报,2018,35(5):656-662.
        [2]屠诚,曹诗迦.超高层建筑施工阶段进度管理问题研究[J].住宅与房地产,2018(30):103.
        [3]梁少威.复杂高层与超高层建筑结构的设计要点[J].住宅与房地产,2018(31):73.
        [4]周荣桓,周宝桓.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨[J].科技视界,2019(12):173-174.
        [5]吴永定.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].河南建材,2018(04):295-296.
       
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: