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摘要：随着时代的发展，在现代高层建筑结构设计中，对设计人员的专业技术性要求变得更高，尤其是很多复杂高层与超高层建筑，在结构设计过程中，其往往具有高度超高和平面与竖向不规则的特点。因而为了更好地适应时代发展的需要，笔者结合自身的浅见，从强化概念设计、结构分析计算、设计指标合理、抗震设计优化四个方面，就复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行了探讨。希望通过本文的探究，能更好地促进复杂高层与超高层建筑结构设计水平的提升。
关键词：复杂高层；超高层建筑；结构设计；要点
近年来，随着城市土地资源的日益稀缺，越来越多的建筑工程朝着复杂高层与超高层建筑方面发展，所以在结构设计方面的难度也在不断的加大，因而作为设计人员，必须紧密结合工程实际，加强有关专业技术知识的学习，加强对设计规范的分析和理解，才能更好地设计出符合客户需要的建筑产品，从而赢得客户的认可和市场的青睐。
1.强化概念设计
1.1 概念设计的目的
在对此类建筑进行结构设计时，由于其较为复杂，所以就应注重概念设计工作的开展，在概念设计过程中，主要目的就在于将结构的均匀性与规则性提升，确保结构竖向与抗侧力的传递途径直接而又明确，整个结构具有较强的整体性，尤其是耗能机制也要合理化，所形成的空间属于整体受力，能有效的促进结构与构件在材料方面方面的利用率得到有效的提升。而为了达到这些目的，作为结构设计人员，就需要注重与建筑师的交流和沟通，明确建筑师在建筑空间和效果等方面的要求，从而提出针对性的结构体系，若所提出的结构体系无法满足，那么也不能随便的改动建筑师的建筑思想，尽可能地通过交流实现结构统一，尽可能地将不必要的设计减少，确保结构设计安全经济的同时将设计难度降低，最终达到概念设计的目的。
1.2 概念设计的思路
上述我们对概念设计的目的有了一定的认识，因而为了确保这些目的得以顺利的实现，就需要设计人员在设计过程中结合实际加强对其的设计，尤其是本文所研究的建筑结构，由于其较为复杂，所以必须在技术措施上予以保障，在抗侧力体系方面优化，并尽可能地将结构自重降低，具体的分析如下。
1.3 概念设计的实施
1.3.1 紧密结合结构的复杂程度采取针对性的技术措施
为了更好地满足结构日益复杂的现状，我们必须结合其复杂程度提出针对性的技术措施。就复杂高层与超高层建筑而言，在概念设计中应注重以下几点技术措施的应用：一是抗侧力体系必须具有较强的适应性，并对其腰部桁架和伸臂桁架进行合理的设置，同时对楼面结构和转换结构等进行合理的确定；二是注重端部构件设计，尽可能地促进其抗扭刚度的提升，尽可能地将其扭曲效应降到最低，并优化其抗震设计，在关键的部位应对其抗震性能目标进行明确和验证。三是注重时程分析的同时，利用多元化的分析软件强化技术的分析和对比，尤其是在受力较为复杂的部位，则应对其进行有限元分析，当其处于大震动情况下时，还应采取试验对动力弹塑性进行分析和研究。四是尽可能地加强高强砼和组合楼板以及空心楼盖等将楼面的自重降低，而在关键的楼层和大洞口处，还应将楼板的厚度加厚，或者采取加强筋的方式，尽可能地将结构自身的整体性提升和优化。五是采取钢结构和砼结构以及型钢砼结构和钢管砼结构等，尽可能地确保其结构在抗变形和抗震方面具有较高的性能，必要时可以适当的将其抗震等级提升，斌确保结构构造受力合理，且在施工中具有较强的实践性。
1.3.2 紧密结合结构实际对其抗侧力体系针对性的确定
因为只有确保结构抗侧力体系的合理性，才能最大化的确保其结构的安全，所以在确定过程中，主要应注重以下工作的开展：一是其抗侧力体系必须和建筑高度之间相互匹配，一般而言，建筑高度不同，那么其所设计的抗侧力体系也所不同，例如建筑物高度在200到300米时，主要选用的抗侧力体系有剪力墙和框架与核心筒的组合两种，而如果是建筑物的高度在400到600米之间，那么其选用的抗侧力体系有：①筒中筒-伸臂；②巨型框架；③巨型衔架；④巨型斜撑；⑤组合体。二是条件允许的前提下，所选的抗侧力构件应尽可能地将其组合为一个整体，若需要采用多个抗侧力结构体系，那么就应对每一种抗侧力结构体系的作用和功效进行深入的分析，并对其贡献值进行判断，这样在设计中才能有一定的侧重点。三是相同的抗侧力体系，主要是采取试算和结构概念的方式，对其在不同的构件类型中给抗侧效力带来的影响，以尽可能地确保材料利用率得到有效的提升。四是结构的竖向刚度顺着高度方向出现变化时，那么就应确保其平缓的同时还应具有连续性，对结构体重的材料及其截面类型时应充分考虑工期的需求。
1.3.3 紧密结合结构设计对其自重降低的同时优化其荷载传统路径
在结构设计中，重力荷载的传力设计也是一个十分重要的内容，也是概念设计的主要内容所在。所以在进行结构设计过程中，我们应结合实际强化对其的设计，尽可能地将结构的自重降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就需要注重以下工作的开展：首先是确保其传递的途径明确而又直接，例如楼板，则应结合建筑的净高和设备以及施工技术与经济等方面的因素，对其方案进行比选和优化，最终确定最佳的方案。其次是为了将工期缩短，将结构自重降低，在设计中可以采取钢梁与组合楼板相组合的该方式进行，若组合的是次梁，那么就应对其组合梁的效应进考虑，一般可以采取下大上小的钢梁翼缘促进其经济性的提升。再次是若大跨楼板采用砼平板方案，那么就应将球形和圆柱形以及块状的轻质材料填充进去，从而在形成空腔的同时将结构的自重降低。最后是不同的结构所采取的转换形式也存在较大的差别，所以我们应结合实际需要针对性的进行选择，并掌握每种结构转换形式的特点，结合施工实际加强对其的优化和完善，才能更好地促进其自重的降低和传力途径的优化和完善。
2.结构分析计算
2.1 结构分析计算思路
在当前看来，由于计算时采用的软件类型较多，且各自的侧重点也有着一定的差别，因而作为设计人员必须掌握软件的基本情况，尤其是在基本假定方面，才能结合实际需要，针对性的选取计算软件，并及时的分析设计计算结果，再从工程经验和力学概念的角度对其实施判判断，对其精准性和合理性确定之后才能用于工程的设计和施工。
2.2 地震荷载的计算和确定思路
一是地震影响系数曲线的直线倾斜下降段一般应在6s到10s之间；二是在场地安评过程中，主要是结合反应谱和场地人工波进行安评，若结果比抗规小，那么就应按照抗规实施，而大于抗规，则应在小震计算分析时根据安评结果实施。三是所选的地震时程波和反应谱曲线之间高度吻合，而在分析大震时，主要是结合场地特征周期，将阻尼比适当的增加，而周期折减系数则为1.0.
2.3 风荷载的计算和确定思路
一是对幕墙的风荷载标准值进行确定，但是在确定过程中，由于局部的风压经常会受到建筑的外形和周边的建筑等带来的干扰，所以需要采取风洞测压试验，对其风荷载值进行科学合理的确定。二是对主体结构的风荷载标准值进行确定，主要是采取风洞试验与风振试验分析的方式，对其风荷载取值进行科学合理的确定。
3.设计指标合理
这里所说的设计指标主要是能将结构整体锌性能控制和反应的各项指标。常见的主要是有以下几种：①结构自振周期；②剪重比；③层间位移角；④位移比；⑤核心筒；⑥框架部分剪力与弯矩分配；⑦侧向刚度比；⑧抗剪承载力比；⑨整体稳定验算；⑩重力荷载代表值。所以只有确保所设计的指标具有较强的合理性。以下笔者分别以指标①、②为例，进一步加以分析和说明。就指标①来看，由于目前尚无明确要求，而采取传统的方式难以满足复杂高层与超高层建筑结构设计的需要，所以笔者认为，就我国而言，在建筑防烈度为7度且高度在150米之上的超高层建筑，其结构的第一个自振周期应进行统一，并绘制结构总高度和自振周期之间的散点图，但是由于指标①往往影响因素多，所以其并没有固定的合理值，因而还应结合散点图对二次抛物线的拟合公式进行确定。而如果建筑的防烈度为6度，那么就应适当的将这一指标延长，若提高到8度，那么就应适当的将这一指标减短。而就指标②来看，其必须与规范中在楼层的最小地震剪力系数限制方面的要求相符，若存在较少或极个别的楼层不满足且与最小的限制差距不大时，则应根据最小的剪力系数调整内力，而如果是基底难以满足，则应对全楼实施调整。反之若存在的差距较大，那么就说明结构的刚度差，体系不适应，所以需要调整结构体系之后再次进行计算。
4.抗震设计优化
复杂高层与超高层建筑的结构设计中，抗震设计是一项十分重要的内容，所以在抗震设计工作中，我们主要是结合其可能遇到的地震强度，针对性的对其进行设计，才能更好地从抗震设防的类型和烈度以及场地条件和结构自身等方面促进其抗震性能指标的提升。尤其是在满足中震和大震作用时，竖向的承载构件可能会出现受力状态从小偏压受力到偏压受力的转变，所以必须引起我们的注意。这就需要在大震作用下对其的动力弹塑性进行分析，从而掌握大震作用下的结构的非线性性能，并对其进行定量的解答，同时对结构在大震作用下出现的变形形态和塑性的发展过程，再根据构件自身的塑性和损伤的情况，对结构弹塑性能进行整体性的论证，最后结合实际情况找出其存在的薄弱环节，并针对性的提出相应的改进建议。此外，若建筑的高度超过了400米，那么就需要开展地震振动台模型模拟实验，才能更好地验证工程设计所采用的计算方法与构造措施是否合理并满足抗震要求，检验结构抗震性能，发现结构可能的薄弱部位，进而提出改进措施，为结构设计提出可能的改进意见与措施，进一步保证结构的抗震安全性。
5.结语
综上所述，复杂高层与超高层建筑结构设计具有较强的专业性和复杂性，对设计人员的专业技术要求较高，所以我们只有在日常工作中加强自身的锻炼，不断提高自身的专业技术实力，并紧密结合工程实践，切实强化对其的设计和优化，才能确保其结构设计水平，为整个工程质量的提升保驾护航。
参考文献
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[2]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.
[3]骆雅琳.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].中国住宅设施,2015,Z4:72-75.
论文作者:曾宪飞
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/11
标签：结构论文; 对其论文; 结构设计论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 体系论文; 组合论文; 《基层建设》2016年11期论文;