摘要：在高层和超高层建筑的结构设计工作中，面临的问题十分复杂，与普通建筑相比，高层和超高层建筑的结构设计工作难度更高。为了解决高层及超高层建筑结构设计的难题，有必要对其结构设计要点进行探讨研究，这对我国城市发展以及建筑行业的发展都将起到重要意义。
关键词：复杂高层；超高层建筑；结构设计
引言
我国城市化的不断发展促进了我国建筑行业的不断进步，工程的建设质量有了非常大的提高，城市中除了民用住宅建筑，也出现了结构相对比较复杂的高层建筑或者是超高层建筑，本文主要分析了复杂高层与超高层建筑结构设计要点，希望能够给相关的施工人员提供经验和借鉴。
一、复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素
1.1地震力
对于地震力的预测，当前的技术条件存在一定限制，难以进行准确预算。即使对地震有深入研究的日本，以无法准确的预算地震的发生时间、地点。所以，高层建筑设计过程中尤其要注意抗地震力的设计。还需要考虑建筑主楼、裙楼在地震力作用下的不同反应。
1.2 风载荷
对于复杂高层与超高层建筑结构的设计，由于其高层容易受到风载荷的影响，尤其是一些超高层建筑，其主要控制的因素就是风载荷。例如，台北101大楼设计过程中，不但参考了当地的相关设计规范，还委托加拿大相关设计公司进行了相关的风洞试验，以提高该建筑的抗风载能力。在试验过程中，设计了一个以1：500为比例的模型在半径为600m的风场环境中进行试验，验证建筑在不同风况下的受力情况。
1.3 地基基础
对于复杂高层建筑与超高层建筑，地基基础发挥了十分重要的作用。在实际的施工过程中药根据不同的地基形态采取稳定性强的地基结构。例如，对于深厚的软地基，高层建筑地基必须选择使用桩筏基础或桩箱基础。同时，可以根据实际的地质情况采取对应的基础措施。在地基设计过程中，应根据不同的地质情况选择对应的组合式基础方案，最终确定一个技术经济性最高的方案。
1.4 建筑功能使用需求
所有的建筑都是以满足其使用功能需要而建设的，因此建筑结构设计必须以此条件为基础，这是一个不能忽视的问题。在设计过程中，需要考虑到建筑的艺术性、使用功能需要以及经济性等多个方面的要求。同时，在设计时还必须保证所设计的结构能够在既有施工技术条件下实现，保证当前的建筑材料必须达到设计使用需求，这是建筑结构设计需要控制的一个重要因素。
二、结构设计要点分析
2.1重视建筑结构概念的设计环节
（1）要重视对建筑结构规则性以及平衡性的设计。
（2）要能够保证所进行的建筑结构设计具有直接的传递力的途径，特别是对结构的横向以及竖向的传力。
（3）一定要确保所进行的设计工作能够确保建筑整体的质量能够维持在较高水平。
（4）在进行设计时，还要充分考虑节能环保这一理念，要对耗能机制进行优化设计，减少建筑体系的耗能。
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（5）还要充分考虑建筑材料的利用率，最大化的实现对建筑材料的利用，节省建筑的施工成本。
2.2根据实际情况选择结构抗侧力体系
（1）进行结构体系的选择时，一定要首先考虑建筑的高度。当高层建筑物的高度第一100m时，可以选择框架结构、剪力墙以及框架―剪力墙相结合的结构体系；当建筑物的高度处在100m～200m的时候，所选用的结构抗侧力体系主要为剪力墙、框架―核心筒；当在200m～300m之间的时候所采用的结构体系为框架―核心筒、框架―核心筒―伸臂；300m～400m，为框架―核心筒―伸臂、筒中筒；高于400m的建筑，算是比较高的建筑它在结构体系的选择上能够选用的结构体系也会相应减少，现阶段我国的主要结构体系为筒中筒―伸臂、大型框架/矩形斜撑/大型桁架的组合体等。
（2）在进行建筑结构的设计工作时，一定要充分做到各结构体系之间的相互联合和统一。
（3）在对建筑结构采用多种抗侧力结构体系的时候，要预先进行试验和分析，当确保所选用的结构体系能够达到建筑要求时方能进行实际应用。
2.3要注意做好防震设计
（1）在进行超高层以及复杂高层建筑的施工操作时，要想保证能够起到一定的抗震作用，对于建筑材料的选择至关重要。
（2）要切实做好建筑的设计工作，确保地震发生时，能量的输入能够得到有效控制。具体需要做到的方面有：首先，当建筑物施工完成时，对建筑物的构建进行承载力验收工作时，要对建筑结构在地震情况下的各楼层的位移和变形的限制进行良好控制；其次，在对超高层和复杂高层建筑进行设计时，要充分考虑到地震所发生的可能性，采用积极和基于抗震的设计方法进行建筑结构的设计工作，并对所进行的设计要进行定量分析，确保所作的抗震设计能够满足要求；然后要对建筑物在地震情况下，所发生的变形和位移这两者之间的关系进行精确计算，预先设计好构件的变形值；再次，结合建筑物的高度和大小对建筑物的构造进行有针对性的设计；最后，高层建筑施工的场地一定要选用坚固的土地，确保地基的稳定性，这在一定程度上也能够减少地震的危害性。
（3）利用先进的施工技术最大化提升建筑的延性。对于高层建筑来讲，它自身的承载能力基本上是一定的，但它的延性确实有很大不同，同时已经有大量的实践和理论表明，建筑物具有良好的延性能够将地震所带来的能量进行有效转移，减少建筑结构的变形程度。因此要想做好防震工作，从提升建筑结构的延性入手也不失为一个好的办法。
（4）做好施工前的设计工作。设计工作的质量高低对于抗震效果有着明显的影响作用，在进行超高层以及复杂高层建筑施工时一定要做好建筑结构的抗震设计工作，并要根据建筑所处的地理位置和建筑高度选用适合的结构体系。一般来讲目前最为流行的结构体系主要有三种：框架―筒、筒中筒以及框架―支撑结构体。
2.4控制结构的自重，提供科学合理的重力荷载传递路径
（1）对于高层建筑的重力荷载传递途径要进行明确设计，使得传递途径尽可能的直接和明确。
（2）对楼板的选用方面，一定要综合建筑的具体高度、设备、承重能力等方面的要求，还要综合考虑经济、环保等因素，综合考虑之后确定最优的选择。
（3）在进行施工建设时，可以采用钢筋+组合楼板相结合的形式，来缩短施工工期和达到减低楼板自重的目的；并针对组合梁，可以在具体铺设时采用上面铺设小钢梁下面铺设大钢梁的方法，减少施工成本；在进行混凝土平板施工操作时，可以通过在混凝土中填充柱状、球形或其他形状的轻质材质降低结构的重量。
（4）超高层建筑的外圈所铸造的框架柱以及核心筒会存在一定的差异压缩，要充分考虑这种变形差对水平建筑构件所产生的内力影响。如果有必要可以将框架和核心筒之间相互连接的水平构件进行连接，一端采用铰连接方法，另一端采用桁架斜腹杆延迟的连接方法，保证建筑工程的施工质量。
结束语：随着社会经济以及建筑施工技术的提高，越来越高的施工技术将会在复杂高层和超高层建筑的施工中有所体现。在对复杂高层以及超高层建筑进行施工时，对施工工艺的选取非常重要，为了切实保证施工质量一定要对建筑结构的设计工作做好严格把控，控制好建筑结构设计的要点，争取从根本上保证高层建筑的施工质量。
参考文献
[1]董兴明.复杂高层建筑结构设计要点分析[J].中原建筑，2014（9）：70-72.
[2]戴征志.对高层建筑转换层结构设计的探讨[J].现代企业文化2010（15）.
论文作者:肖海妍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/28
标签：高层建筑论文; 建筑论文; 结构论文; 结构设计论文; 高层论文; 建筑结构论文; 体系论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;