摘要：随着科学技术的进步和社会的发展,高层建筑和高耸结构不断出现,并向着高强轻质的方向发展，结构的刚度和阻尼在不断地下降。因此，应在实现建筑功能的同时兼顾建筑结构合理性、经济性和安全性，专家学者需要加强对新形势下高层与超高层建筑结构设计的研究，进一步推进建筑行业的发展与进步。
关键词：复杂高层;超高层建筑;结构设计;要点;探析
引言
城市的快速发展，使得城市中的高层建筑逐渐增多。再加上城市中土地资源十分匮乏，复杂高层和超高层建筑的出现，使得我国的建筑行业有了更快的发展。通过分析发现，复杂高层与超高层建筑结构设计具有十分突出的特点，与传统的建筑设计之间存在明显的差异。
1复杂高层与超高层建筑特点
1.1设计与施工难度大，审批流程复杂
复杂高层与超高层综合体设计除了常规的建筑、结构、机电专业外，还涉及深基坑维护设计、电梯流量设计、幕墙设计、灯光设计、声学设计、管线综合设计、钢结构设计等数十项专项设计。除常规审批外，消防、抗震设计需要进行国家级专项审批。施工过程中滑模技术、塔吊多次拆装、高标号混凝土泵送、大量材料垂直运输、高空安全维护等多项难题，都是常规项目中难以碰到的。
1.2运营和管理难度大
复杂高层与超高层建筑的运营成本也比一般项目要大得多，年能源费用在数千万不等，由于复杂高层与超高层建筑综合体功能复杂，除了大型物业以外还有商业管理公司、酒店管理公司等专项管理物业，未来的运营整合比较复杂，尤其涉及持有和销售部分，后期运营管理难度就更大。
1.3相关单位众多，综合整合与管理难度大
复杂高层与超高层综合体相关设计、施工、材料供应单位多达数百家，应该说在资金充裕的情况下建成不难，但在合理的经济性价比下建成好用、耐看的项目很难。
2复杂高层超高层建筑结构与传统建筑结构设计区别
超高层建筑的出现起源于1889年的埃菲尔铁塔，自此复杂高层与超高层建筑开始频繁的出现在世界的各个地方，比较突出的就是纽约的帝国大厦和日本的东京塔等建筑。我国最近十几年经济的发展速度很快，很多大城市为了打造地标建筑，开始在城市内规划建设复杂高层和超高层建筑，目前已经有了较为明显的提升，很多建筑甚至有了千米的高度。通过分析发现，复杂高层和超高层与传统的建筑结构设计之间存在明显的差异，对于风力、降水和抗震的要求更高。再加上超高层建筑本身的设计需要从美观和结构两个方面入手，所以需要考虑的综合影响因素比较多。作为高层建筑的设计者，需要重视设计的方式，通过不断转变传统的设计方法，将新型的设计方式应用复杂高层和超过层的建设结构设计中，实现设计水平的提升为超高层的建筑安全应用，奠定良好的结构基础。
3复杂高层与超高层建筑结构设计要点
3.1重视复杂高层建筑空间分析模型选择和结构计算的准确性
复杂高层和超高层建筑结构的变形和内力计算分析包括弹性计算、塑性计算以及弹塑性分析计算。要根据高层建筑结构的实际情况选择计算分析方法和结构分析模型，所选择的分析模型应能够准确地反映结构中各构件的实际受力状况。高层建筑结构分析应根据选择的结构体系和结构方案选择平面结构空间协同、空间杆系、空间杆-薄壁杆系、空间杆-墙板元及其他组合有限元等计算模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是体型复杂、内部结构布置复杂以及B级高度高层建筑结构计算分析，应采用至少2个结构模型分析软件，如PKPM、探索者、广厦、盈建科等，并且应采用弹性时程分析法（包括弹塑性静力或弹塑性动力分析方法）进行补充计算，根据实际情况进行重力荷载、风荷载和地震作用效应分析计算，准确分析梁、柱、墙弯剪扭以及轴向变形确保结构构件计算的合理性和准确性。
3.2设计方案选择
对于复杂高层和超高层建筑来说，进行设计方案的选择是十分重要的。一般在进行设计的时候，会根据要求以及周边的地理条件，针对性的进行合理设计，设计的方案一般比较多，会有较多的选择，因此需要做好设计方案的合理选择。在进行选择的时候，一般会从结构设计合理性入手，结合材料选择以及施工方案的选择等多种因素的影响，综合性的选择符合要求的设计方案。高层建筑必须要考虑到防风和抗震的能力，防止出现大风天气，造成高层建筑的损毁。对于高层建筑的设计方案选择，要从结构的均匀性和规律的角度入手，实现横竖向结构的全面控制，提升整体结构的合理性。
3.3结构系统设计
由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中要考虑异形柱的使用，特别是在超高层住宅户型设计中，充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点。对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。上世纪90年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。进入90年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢-混凝土混合结构逐渐采用，如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。
超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件（剪力墙或筒体）起到变形协调作用。一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土（简称钢承混凝土）楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm。目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用，主要是对于板底呈波形的计算原理不甚了解或认为计算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用，简称MST组合梁，只要计算正确，配筋合理，栓钉可靠，则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且不需对钢梁进行稳定验算。
3.4重视复杂高层建筑结构基础设计和经济理念设计
高层与超高层建筑基础设计根据拟建场地地基复杂程度、土工特性、建筑物规模和功能特征选择安全适用、经济合理、技术先进、确保质量的基础形式。基础设计应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则，综合考虑结构类型、工期长短。造价高低，材料情况与施工条件等因素精心设计，实现高层建筑基础设计安全可靠、经济合理、技术先进目标。复杂高层和超高层建筑是一项投资大工期长的工程项目，在结构设计和施工过程中，会面临很多成本造价控制的问题。因此，在建筑结构设计过程中，应坚持经济型设计理念。对于结果设计方案，应坚持优化处理，避免在建设过程中由于结构设计粗放而造成建筑工程成本增加的问题。
结语
综上所述，只有通过全面的考虑和控制，才能够逐渐提升建筑设计的水平，确保建筑本身抗震性能和舒适度的全面提升，实现结构设计水平的稳步发展。我国目前城市化发展速度很快，以往的建筑建设模式已经不再适用，必须要针对超高层建筑的特点，针对性的提出相应的控制管理方法，实现综合结构设计水平的提升。
参考文献
［1］梁国章．复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析［J］．门窗，2017，(06)．
［2］钱志伟．我国超高层建筑的现状及发展趋势［J］．中国住宅设施，2018，(10)．
论文作者:马建强
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/8/7
标签：高层建筑论文; 结构论文; 高层论文; 结构设计论文; 建筑论文; 楼板论文; 钢梁论文; 《城镇建设》2019年第10期论文;