母庆媛
云南建安昆宁工程设计咨询有限公司 650000
摘要：近几年来，随着我国经济建设的发展，大量超高层建筑已在城市中相继建成，对于复杂高层与超高层建筑项目需求也日益增大。结构作为建筑工程的支撑构建，其设计要点是否合理，直接影响到后期的施工及整体质量。因此，分析复杂高层与超高层建筑结构设计具有重要意义。本文首先分析复杂高层与超高层建筑结构设计需考虑的因素，然后探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点，以望对后期的相关研究工作提供参考借鉴。
关键词：复杂高层；超高层；建筑结构设计；
新时期，越来越多的新工艺、新技术、新材料已用到复杂高层与超高层建筑结构中，相应的对工程结构设计提出了更高要求[1]。随着不断增加的超高建筑物，已逐渐暴露出关于设计上所存在的不足，如抗震设防不准确、建筑结构及类型不合理、未最大限度考虑建筑舒适度等问题，将直接影响复杂高层与超高层建筑的质量。下面将分析复杂高层与超高层建筑结构设计要点。
1、复杂高层与超高层建筑结构设计需考虑的因素
1.1竖向荷载
复杂高层与超高层建筑都是具有一定特性的建筑，其高度不仅高于一般建筑，而且还面临着竖向不规则及平面不规则的特点。尤其是随着建筑物的高度不断增加，地震力及重力荷载也随之而增加。建筑的水平位移是复杂结构与超高层结构设计的难点，也是重点。风载大小与建筑高度已成二次方关系递增，其水平位移大小与建筑高度成四次方关系递增。伴随着塔楼高度的增加，塔楼墙、柱的比重也相应增加[2]。这样一来，楼面恒载所承担的比例相应增加25%。优化楼面恒载，可降低自身重量，进一步降低了柱、墙承载的竖向荷载，进而降低地震带来的副作用。实际建筑施工中，减轻塔楼重量方法有：采用混合结构体系、高强混凝土与高强钢材使用、压型钢板组合楼盖体系、减小附加恒载等。
1.2地震力
地震力是新时期复杂高层与超高建筑结构设计考虑的重点。对建筑物进行地震荷载分析时，往往需要根据具体情况来判定[3]。如：超高层建筑物与复杂高层机构的自振周期超过6秒，而一些特殊的可达到9秒。现实生活中，地震的系数所影响的曲线为6秒。满足实际工作及规范的基础之上，可将直线的倾斜延长到10秒。对于城市重大项目的建设，需安全评估现场地震。对于超高层建筑结构，长周期响应应对倾覆力起着绝对的控制作用。高阶振型响应对于基底剪力的影响也较大。在复杂的高层建筑与超高层建筑设计中，应综合考虑建筑的结构设计，并强调结构侧向力系统的抗震设计。
1.3风载荷
新时期，应适当改变建筑物的外形，改变风压分布形式，降低结构设计难度及工程造价。根据建筑实践可知，在设计时应综合考虑对高层建筑附件的维护结构，从而达到设计经济性及安全性。利用技术途径来提高高层建筑主体结构中的风荷载准确度，如设计者可凭借风致响应，评估层间位移角与顶部加速度值。同时，还应考虑楼面行人的舒适程度，根据实验结果采取合理措施，最终保证工程建设安全性。当地面越高，风效越大时，高层建筑的风力效应感受也是较明显的。反之，若风的振动太强大，则会引起不舒适的感觉，设计者需考虑到平衡人体舒服度与风振加速度之间的联系，也是复杂的高层建筑与超高层建筑设计需考虑的问题。设计者与开发商可通过沿高度改变建筑截面形状、切角与立面开洞，从而减小涡激振动在高层建筑高度方向中的一致性，最终降低建筑的横向风载荷效果。
1.4贯穿经济适用理念
综合考虑复杂高层与超高层建筑的高度因素，决定了施工图纸的复杂性及多样化，且也考虑到施工材料的安全环保性，从而确保施工质量。各种各样的因素决定了建筑施工成本。一旦建筑施工造价预算过高，将直接影响整体建筑企业的效益，不利建筑企业的可持续发展。因此，在设计中应综合考虑经济实用性，在设计图纸上选择最优的施工方案，最大限度减少建筑结构的复杂性，降低图纸设计难度，最终减少成本的浪费。
在施工的各个环节应贯彻经济适用的理念，提高资金利用率。
2、复杂高层与超高层建筑结构设计要点
2.1合理选择整体参数
对于复杂高层与超高层建筑结构而言，其设计人员应明确标注复杂高层与超高层建筑结构设计招标，确定合理的参数[4]。如：高层建筑结构设计上，可采用BIM技术，构建合理的信息化模型，充分利用各项结构信息。相关的设计人员也应结合实际信息模型运动特点，保证原有设计方案得到有效改善。由于主体工程建筑的高度较高，也容易受到风荷载的影响，为了消除风荷载的影响作用，相关设计工作人员做好预估操作，与建筑施工中可能出现的问题结合在一起，进而制定出较强针对性的解决对策，从而维护后续工作有序开展。
2.2加强结构抗震设计
抗震设计是复杂高层与超高结构的重要内容，若复杂高层与超高层建筑间的抗震性能较差，往往会影响建筑结构稳定性[5]。一旦出现地震灾害时，则会出现较严重的坍塌事件。在设计主体结构的抗震设计时，应综合考虑以下因素：通过结构变形参数确定高层建筑构件变形特点，合理化更改原有结构设计方案，以免再次出现建筑结构变形问题。做好高层建筑基础施工方案的优化，以免影响高层建筑结构的稳定性。设计人员应将主体结构的传力途径呈现出来，如：在设计复杂节点的钢筋时，应总结合理的设计参数，并将钢筋节点承载力呈现出来，强化钢筋结构的可靠性。根据实际抗震等级要求，做好抗震设计方案的完善，全面提高主体高层建筑结构承载力。
2.3增大结构的抗侧刚度
提高钢筋混凝土核心筒的刚度可提高复杂高层与超高层建筑的横向刚度。在设计中，需保证框架柱横截面的设计概念，进而满足轴压与承载力的相关要求，在楼体高层设计时，钢筋混凝土结构与混合机构框架型钢往往达不到层间位移角的要求，可通过采取桁架，将核心筒与外框筒连接起来，形成一定加强层。增加整个结构的抗侧刚度与扭转刚度，从而满足结构要求。
2.4控制混凝土强度
结构设计中应确定含钢率，其框架内的钢含量不得少于4%，设计混合结构时，除了根据计算结果设计纵向钢筋，还应合理设定钢载面的截面，其钢含量不得少于4%。对于钢筋混凝土芯管中，设置钢柱的目的则是增加混凝土框架柱，尤其在强风的作用下，钢筋混凝土芯筒的水平剪力应超过85%。若没有加强，极易导致高层楼体的倾斜、走形及倒塌等。在钢筋混凝土芯中还应设置相应的钢柱，防治框架柱的垂直变形，保证其延展性。对于钢筋混凝土芯管中的钢柱，可在很大程度上达到抗震作用。对于发生较多地震的地方，多次地震，往往会增长剪力，通过设置钢柱，可增大墙底部的抗震能力。
2.5综合考虑舒适度与与时俱进性
高层建筑与超高层建筑设计时，应坚持以人为本的理念。随着人们生活水平的提高，人们希望建筑企业向着更好的方向发展，不仅要在幕墙设计上深入人心，还要满足人们的审美需求。在结构设计时，充分调查人们对居住喜好及结构喜好，从而了解人们的需求，确保美观时，还能够提高居住使用的舒适度。
3、结束语
新时期，复杂高层与超高层建筑已成为一种趋势，在结构设计时应充分研究设计要点，从设计理念、结构方案、抗震性能及结构类型上进行多方考虑，从而提高复杂高层与超高层建筑质量。重视设计要点因素，惯出经济适用理念，保证复杂高层与超高层建筑的结合，最终推动我国建筑业实现可持续发展。
参考文献：
[1]王雷复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].科学与财富,2020, 01(008):227-228.
[2]王建新.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].幸福生活指南, 2020, 3(028):1-2
[3]严锐.复杂高层与超高层建筑结构设计研究[J].建材与装饰, 2019,3(25):84-85.
[4]张立春.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].住宅与房地产,2020, 568(09):70-71.
[5]冯福雄,李新磊.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨[J].建筑与装饰,2019, 2(001):33-34.