复杂高层与超高层建筑结构设计要点.pdf

复杂高层与超高层建筑结构设计要点复杂高层与超高层建筑结构设计要点导言导言从当前建筑行业发展趋势来看，复杂高层与超高层建筑已经成为未来建筑发展的主要趋势，在这个过程中，建筑结构设计对其整体质量产生重要影响，因此需要重视对复杂高层与超高层建筑结构设计要点问题的讨论，为提高建筑整体质量奠定基础。文章将以此为背景，对复杂高层与超高层建筑结构设计的相关内容进行分析与研究。复杂高层与超高层建筑结构设计中需要注意的问题复杂高层与超高层建筑结构设计中需要注意的问题在复杂高层与超高层建筑结构设计中，为保证建筑结构设计能满足相关标准，则需要重点开展以下几方面的质量控制：1.1.抗震设防烈度抗震设防烈度与常规建筑相比，复杂高层与超高层建筑的主要特征就是“高”，在该特征的影响下，建筑的抗震设防烈度十分重要，如果建筑抗震等级不达标，一旦出现地震等恶劣自然灾害，将会对建筑物内人员的生命安全造成威胁。一般情况下，当建筑高度超过 100m 时，就应该根据当地的抗震设防烈度来控制建筑高度；而如果当地的抗震设防烈度超过 8 级，则当地是不能建造高度超过 300m 建筑的。而从当前我国大部分地区的实践经验来看，如果当地的抗震设防烈度为 6 级时，则可以建造复杂高层与超高层建筑。2.2.结构方案与类型结构方案与类型在建筑结构设计过程中，设计人员需要重点考察建筑方案结构，判断其相关数据资料是否满足建筑的质量控制要求，若没有科学的规划复杂高层与超高层建筑的相关数据资料，将会导致施工中出现诸多问题，包括不断调整施工方案、施工技术应用问题等，对建筑项目的工期、建筑项目总成本造成不良影响。因此在确定结构方案与类型过程中，设计人员需要充分借鉴当地建筑结构设计的相关内容，在充分掌握当地建筑结构设计的相关资料后，全面分析建筑结构的抗震结构。同时，为保证工程项目的顺利进行，设计人员还应该充分考虑到施工过程中可能出现的多种风险因素，总结多种方案，并从中选择最佳的建筑方案。复杂高层与超高层建筑结构设计的要点分析复杂高层与超高层建筑结构设计的要点分析1.1.计算载荷计算载荷部分学者认为，在相应应力条件下，复杂高层与超高层建筑结构的载荷表现对其安全面、稳定性产生重要影响。与高度较低的建筑相比，复杂高层与超高层建筑在水平、竖直方向的载荷条件更加复杂，这就导致相关人员在计算载荷过程中，需要做好相应的计算，以降低载荷对建筑质量的影响。（1）风载荷计算随着建筑高度不断增加，风载荷对建筑结构稳定性的影响也越来越明显。而在开展有关风荷载的研究中，通常以 100 年重现期的风荷载设计结构构件承载力，以 50 年重现期风荷载控制构件承载力，对高度大于等于 200m 的建筑物进行风洞试验。在计算风载荷过程中，需要根据相应的高层、超高层建筑结构的设计标准，并结合当地历史的风力变化资料进行研究，以掌握风载荷的波动范围，并在设计过程中充分考虑到风荷载余量对建筑结构的影响，确保建筑结构能充分适应当地的风载荷要求，保证建筑结构的稳定性。（2）地震载荷计算地震载荷是载荷问题研究中的关键内容，也是复杂高层、超高层建筑结构设计中的基础性内容之一。一般认为，如果复杂高层、超高层建筑结构自振周期为6.09.0s，而建筑结构设计的地震载荷影响系数约为 6.0s，那么在地震载荷问题的研究中，需要将地震载荷影响系数设计在 6.010.0s 范围内，并以此为基础开展数据的计算。2.2.抗震设计抗震设计在综合考虑建筑结构的适用性能与稳定性后，在复杂高层与超高层建筑结构的抗震设计过程中，相关人员需要做好以下两方面的控制工作。（1）对倒塌水准的研究在分析倒塌水准过程中，需要注意以下几点问题：1）在研究建筑的延性结构构件过程中，需要规定非弹性形变小于构件的弹性形变能力；2）针对建筑结构中存在的一些非延性部件，需要充分考虑破坏模式的应力特征与要求，并重视对其相关技术内容的研究；3）在开展有关建筑结构设计过程中，应保证建筑物结构具有良好的稳定性，并确保其至少具有中等地震抗性作用，并即使在中等地震的影响下依然能保证建筑结构的弹性。（2）对使用水准的研究对于地震重现期为 50a 的地震，此时其对建筑结构的损伤是忽略不计的，但在相应的结构设计分析中，需要相应的研究其弹性反应状态，以更全面的获取与建筑相关的资料。工程实例分析工程实例分析1.1.工程案例简介工程案例简介在某高层建筑施工中，该建筑的整体高度约为 200m，塔楼采用以 low-e 玻璃为主的外围护结构，保证了建筑的整体美观。在该工程施工过程中，工程总用地面积而约为 39800，总建筑面积约为 295000，包括商业楼 6 层，办公楼 46 层。在该建筑结构设计中，设计人员在综合考虑当地地质特征、自然环境后，进行了全面的设计分析。文章选择该工程项目中抗侧力结构设计的相关内容，并对其进行深度分析。2.2.抗侧力结构设计研究抗侧力结构设计研究根据该工程的结构特征，在主塔楼设计中，采用框架-核心筒结构，外框架为钢梁+钢管混凝土结构柱结构。为了提高外围环状框架刚度与抵抗水平地震的延性能力，在外围结构设计中，保证外围环状框架与钢管混凝土柱有效的连接在一起；在楼面钢梁与混凝土核心筒设计中，使用刚性连接方法，以保证建筑结构的整体刚度。在该项目的设计过程中，为了提高其侧移刚度，在设计过程中采用伸臂结构。其要点为：沿高度选择一层、两层布置伸臂结构，考虑到伸臂本身具有刚度大的特征，因此当结构侧移过程中伸臂会是外柱出现压缩、拉伸等运动，进而增加其承受的轴力，最终增加外柱抵抗倾覆力矩。同时，伸臂对内筒具有良好的反向约束弯矩，随着内筒弯矩改变，降低内筒弯矩参数水平，达到了控制侧移的目的。同时，在设置伸臂时，伸臂所层的上下想磷层的剪力、柱弯矩都会发生变化，增加了设计柱配筋的拿督。在这种受力条件下，上下柱会与较大刚度的伸臂连接，而一旦出现地震现象，将会导致这些柱子遭到破坏，不利于抗震。因此在设计过程中，相关人员需要重点处理核心筒与框架柱之间的内力不变问题，以保证建筑结构安全。结束语结束语主要研究了复杂高层与超高层建筑结构要点设计的相关内容，并从多个角度对其设计的相关信息进行分析。从研究内容来看，在开展复杂高层与超高层建筑结构设计过程中，相关人员需要充分认识到外部条件对建筑结构的影响，能根据建筑当地的实际体制特征，不断的优化建筑结构参数，为获得更好的设计结果奠定基础。