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摘要：在社会逐渐趋向于现代化发展的背景下，使得复杂高层与超高层建筑也如雨后春笋般不断落成在城市之中。目前我国超高层建筑最高的是“武汉绿地中心”总高度为636米；其次是“深圳平安国际大厦”总高度为646米；排名第三的是“上海中心大厦”总高度为632米。为从根本上确保此类复杂高层与超高层建筑结构的稳定性与使用寿命，以切实巩固与夯实建筑行业在社会主义市场经济中所占据的重要地位，现阶段建筑企业就应将工作的重点放在紧抓复杂高层与超高层建筑结构设计质量上，并为推动起地区间的经济的全面发展奠定坚实的基础。
关键词：复杂高层；超高层建筑；结构设计；要点分析
为了实现我国建筑行业的效益，提升其在国民经济的占有率，近年来，国家以及建筑行业内部不断从建筑质量着手，提升建筑的美观性与使用寿命，以便实现其经济效益与社会效益的有机统一。而建筑结构设计是建筑使用寿命与安全性的直接决定因素，我国相关法律文件中对其做出了明确地规定，但是可以看出当前的设计技术以及设计水平仍需提升。为此，文章以复杂高层与超高高层建筑为对象，对其结构设计要点进行了分析。
1复杂高层与超高层建筑结构选型
复杂高层与超高层建筑较为常见的结构形式包括：钢筋混凝土框架-核心筒结构、钢筋混凝土框架-剪力墙结构、钢框架-钢筋混凝土核心筒结构、钢框架-支撑结构、混合结构、巨型结构等。近年来，新兴的斜网格结构在办公大厦中也有不少成功应用的案例。楼屋盖体系包括：钢—混凝土组合楼盖、钢筋混凝土梁板楼盖、钢筋混凝土预应力楼盖等。基础形式通常可选用桩基础、桩-筏基础、筏板基础、箱型基础等形式。从概念上讲，处于地震设防地区的超高层建筑应该遵循体型简单、规整的原则，在建筑平面和立面上尽量规则。不过，体型规则并不等同于方盒子。优秀的超高层建筑都能够将良好的使用功能、完美的体型和立面与合理的结构布置很好的统一起来。
2复杂高层与超高层建筑结构的特点
2.1复杂高层与超高层建筑结构分类
复杂高层与超高层建筑结构拥有多种类型，每种类型都有其独特结构，所以本文对这些复杂的高层结构进行分类。高层建筑中带有转换层的一般出现在商业建筑，一般情况下低层作为商业使用，其特征有富丽堂皇的大厅，高层一般是酒店套房，供人们居住或者办公。还有一种高层建筑结构和之前描述的恰恰相反，低层作为写字楼，上层建筑作为酒店套房。这些建筑垂直结构通常不能连续，有必要采用转换层来实现上下楼层之间的沟通和过渡，但过渡结构可能会导致在垂直方向上相邻层刚度变化大于70%以及垂直构件不连续，所以具有转换层的建筑在设计过程中应该留足够的、连续的抗风墙、抗震墙或柱体。另外一种高层建筑结构是连体结构，这种结构是指一个高层建筑群连接方式通过跨度长十几米、几十米的通道进行联通，甚至不止一个通道，使建筑竖向结构在受力时抵抗弹性变形的能力发生突然改变，结构平面不规则引起的楼层的最大弹性水平位移大于该楼层两端弹性水平位移。此外，由于考虑建筑物外觀要时尚、优美、具有空间感，增加一些垂直可伸缩的悬臂结构，除了之前的垂直刚度和各阶振型相叠加的问题，我们还应该注意突发的结构或构件失稳对结构的影响。
2.2复杂高层与超高层建筑结构受力
倘若结构自带加固层，它可以更好地提高整体结构的横向刚度，这种设计可以更大限度符合设计的需要，但附近的强化层容易使得结构在受力时抵抗弹性变形的能力突然下降，导致结构内部应力变化，结构抗震能力下降，所以需要仔细计算加强层的数量以及加强层布置的方位等等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆平面的不规则结构可分为不规则的形状、不规则的结构布局和单薄的地板连接三个方面，这种结构的共同特征是地震的影响相对较大，一些地板不能满足整体弹性形变的假设地板，地基的强度对建筑物负重的能力较弱，局部应力和变形大，容易形成结构弱点和漏洞。
因为这些复杂高层与超高层建筑结构有非常复杂的受力，垂直方向和平面方向的弹性形变不可控，他们的一些特征超越现有规范范围，因此凡是采用过渡层、加固层、连体结构的复杂高层与超高层建筑，规范明确定义9度地震不应该被使用，这是考虑到当前的复杂结构缺乏理论支撑和工程实践经验，归根到底是为了避免产生安全问题。
3复杂高层与超层建筑结构设计的策略与要点
3.1设计策略
首先，适当的减少建筑框架之间的距离，保障设计的合理性。在进行建筑结构设计时，建筑结构的刚性系统主要由梁架与柱架之间展开的刚性连接构成，这个系统主要承担抗击力对建筑结构的影响，而其性能效果主要由柱数量与截面积控制，所以，适当的控制框架之间的距离，使柱梁之间的更加紧密，能够提升整个刚性系统的抗击力；并实现了对结构总力矩的优化，有效的降低了结构发生变形的几率。其次，科学利用梁柱组合产生的作用。适当的缩小梁柱之间的距离，能够有效提升刚性结构的抗击力，但是这种方法并不能从根本上避免结构整体出现效果差的问题。所以，在缩短梁柱距离的同时，要适当的增加梁柱的数量，发挥出梁柱组合之后的效果与作用，这样才能有效的提升结构的抗击力、抗推力、抗风能力，提升结构的整体效果。最后，要合理运用弯与剪双重系统结构。弯与剪双重系统结构是建筑结构设计中经常用来提升建筑抗风能力的结构，其主要是通过剪切形与弯曲形两种结构构成建筑结构的整体，这两种结构会在建筑使用过程中相互作用，起到缩小建筑位移的作用，这种相互作用的方式效果比单纯的应用框墙体系要好，但是需要始终保持框架与剪力墙的一致性。
3.2设计要点
在超高层以及复杂高层结构设计中，避难层的设计有着硬性要求，其主要是为了在发生火灾等险情时，建筑内部的群众可以快速逃离险情现场，通常要求每隔15层必须设置一个避难层。因此，避难层的分布并不连续，必须做好负荷计算，才能保障建筑刚性达到要求，建议在这种情况下，选择混合结构或全钢结构。
在设计中，选择结构建设材料时，应秉持着延伸性强、超轻、超强的原则，主要是考虑到建筑高度以及结构的负荷情况，选择强度大、质量轻、可延展性好的材料能够在降低建筑自重的同时，提升结构整体的强度。因此，建议选择钢筋混凝土材料、型钢混凝土材料等，但是在使用钢结构过程时必须做好防火工作。
但是需要注意的是，在复杂高层以及超高层结构设计过程中，需要认识结构设计中经常出现的矛盾，结构造型尺寸与凹凸造型之间的矛盾，其中凹凸造型很大程度决定了造型的结构尺寸。所以，设计过程中，必须考虑到结构对称性以及不规则变化过程中结构是否会出现问题，无论任何的造型都必须建立在安全可靠的基础上。此外，必须保障建筑结构设计的合理性，建筑结构设计主要分析结构的受力情况以及结构的性能，在进行设计过程中，必须准确的进行结构受力分析，精准的分析出力的传递途径；并以此为依据分析框架的合理性，提升结构整体的抗风性能与抗震性能，选择最优的设计方案。
结束语：
总之，复杂建筑和高层建筑的结构设计是基于所设计对象的结构计划和结构特征，而且还要考虑结构抗震性和科学性。而且，建筑材料利用效率和建筑结构的设计是设计过程中需要重点考虑的，体现了环保意识和质量安全的重要性。所以，对于复杂建筑和高层建筑的结构的设计要综合各个因素全方位考虑。
参考文献：
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[2]于孝军.浅述复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建筑工程技术与设计，2017（32）.
[3]尹衍梅.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].建筑工程技术与设计，2017（29）.
论文作者:陈强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/4
标签：结构论文; 高层论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 结构设计论文; 梁柱论文; 建筑结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;