(1.济宁市建筑设计研究院山东济宁272000;2.山东大嘉工程勘察有限公司山东济宁272000)
【摘要】随着我国近年经济政治建设的发展的不断加快,大量的超高层建筑在各大中型城市相继建成,复杂高层与超高层建筑工程的项目建设的需求越来越大。复杂高层与超高层建筑一方面能让城市有一个高大的形象建筑,另一方面也能提高土地的使用率,使得土地的使用效益能得到最大的发挥。但同时也加深了高层建筑的设计过程的复杂程度,尤其是其中的结构设计。所以为了建筑物使用的安全性和经济性得到保障,我们必须要做好结构设计工作。
【关键词】复杂高层与超高层;建筑结构;设计要点
【中图分类号】TU973【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2016)22-0019-02
1.复杂高层与超高层建筑结构设计的基本要求
1.1合理进行构造分析
我们在进行复杂高层建筑与超高层建筑结构设计的过程当中,设计人员需要充分保证建筑物的整体构造的合理性。在进行结构设计的过程当中从保证建筑物的稳定性以及实用性方面进行出发,重视结构设计当中的细节,对建筑物当中部分应力符合比较集中的部位我们需要进行一定的加固设计,同时我们在进行结构设计的过程当中还需要对周围的外界环境因素进行考虑。
1.2优化结构方案选择
为了更好的保证建筑工程建设的质量,设计人员在进行结构方案确定的时候一定需要从工程的实际情况出发,在保证了建筑结构的稳定性以及安全性的前提之下,对建筑结构优化以及建筑工程成本投入之间的关系进行协调,制定出一个相对来说全面并且系统的评价方案,将设计的要求、工程材料、施工工艺以及自然因素等相关的评价标准纳入到评价体系当中,然后对复杂高层与超高层建筑结构设计方案进行一个深入的对比分析,然后从这些结构方案当中选择最为理想的结构方案,这样才能够有效的保证工程建设的顺利进行。
1.3完善结构计算简图
计算简图就是帮助我们进行建筑物结构精细化分析的,帮助方案选择进行一个数据支持的基础性内容,也就是说计算简图的完善性将会直接的影响到结构设计的合理性以及科学性,所以说我们在进行复杂高层与超高层建筑结果设计的时候,设计人员需要保证计算简图能够对建筑物结构的特点进行直观并且全面的表现,对结构简图绘制过程当中可能会出现的绘制误差进行严格的控制,力求能够对工程结构的信息进行一个真实的反映,保证我们能够通过结构计算简图来对方案设计当中的关键内容进行获取。
2.复杂高层与超高层建筑结构设计要点
2.1对概念设计引起足够重视
①在对结构进行设计的过程中,要对其规则性和均匀性进行不断提升,只有这样才能够确保整个建筑的稳定性和安全性。②在设计过程中要对结构的传力途径进行合理规划,通常情况下,以结构竖向和抗侧力为最佳选择,这样能够更好的保证传力途径的清晰性和直接性,进而提高整个建筑的结构设计效率。③为了能够从根本上确保结构设计的高效性,在设计过程中要对结构设计进行高标准要求,不断提升建筑的整体性能,避免其在后期出现结构问题。④在设计过程中要将材料应用、施工技术以及自然环境等综合因素都考虑其中,为此,在设计中就需要建筑设计师和结构工程师进行有效沟通。
2.2对建筑结构的抗侧力体系进行合理选择
(1)在对抗侧力体系进行选择的过程中,要根据建筑的具体高度进行合理选择,因为在过去一段时间的发展过程中,我国设计师总结出了抗侧力体系与高层建筑高度之间的关系,其具体如表1所示。
(2)在对复杂高层和超高层建筑结构进行设计的过程中,不仅要对抗侧力体系进行合理选择,还要确保其构件能够和建筑结构进行有效连接,并使其和建筑结构进行完美结构,形成一个统一的整体。
(3)在设计中需要注意,尤其是在复杂高层建筑中,如果在同一个建筑中存在多个抗侧力体系,设计人员就需要对这些抗侧力体系进行详细分析和仔细研究,对彼此之间的影响和整体协调性进行确定,并对其可能对建筑存在的影响进行预测,如果发现其中问题,合理进行解决,以确保整个建筑结构的协调性,进而确保整体结构设计的科学性,提高设计效率。
2.3要加强抗震设计,保障建筑的安全性
做好抗震设计,需要做到以下几点:①选择正确的建筑材料。作为抗震设计的材料,轻质、高强、材质均匀的材料均为不错的选择。同时,构件间的连接还应该有良好的整体性、连续性以及延性。借助这类结构材料能够使地震的能量被有效消耗掉,从而能减轻地震反应,减弱地震给高层和超高层建筑带来的破坏,减少损失。②重视抗震结构的设计质量和方法。复杂高层和超高层建筑加强抗震在准确计算了地震荷载的基础上,还要从结构以及构件等多个方面来提高结构的安全性能。由于地震作用的方向具有一定的随机性,所以为了更好的使形心和刚心重合,应该选择抗侧力结构体系。③要加强构件的强度。可以通过采用混凝土结构、型钢混凝土结构和钢结构等强度比较大的机构来提高抗震的性能和抗变形的能力。
2.4做好抗风设计,减少建筑的安全隐患
随着建筑物高度的不断增加,风载荷的影响要远远大于地震对建筑物的影响,特别是对于一些比较柔的复杂高层与超高层建筑,风载荷是它结构设计中的控制因素。因此,人们有必要对风载荷进行专业的研究。
一般情况下,我国规定风载荷的计算公式为:
Wk=βzμsμzW0
其中μz为风压高度的变化系数。其中A类地面:μz=0.794Z0.24;B类地面:μz=0.479Z0.52;C类地面:μz=0.284Z0.40。
在《建筑结构荷载规范》当中,对200m以上的复杂高层与超高层建筑也进行了相应的规范,其中就包括在对复杂高层与超高层建筑确定非圆形截面横风向风振等效风荷载情况时,要求必须进行风洞试验。它的主要目的在于通过试验对建筑外形的空气动力进行进一步优化,同时确定围护结构以及主体结构的风载荷的标准值,对设计整体进行优化。
3.结语
在复杂高层与超高层建筑结构设计中,应充分考虑建筑结构方案、类型及舒适度问题,并在结构设计中重视概念设计、重视抗震设计及科学选择结构抗侧力体系,只有在实践中对这些方面引起足够重视,才能促进我国建筑行业的不断发展。
参考文献
[1]吴荣德,李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].住宅与房地产,2015,28:40.
[2]单斌.刍议复杂高层与超高层建筑结构设计[J].中华民居(下旬刊),2014,04:67-68.