高層、超高層建筑結構設計技術

時間：2024-08-11 16:59:46 理工學我要投稿

高層、超高層建筑結構設計技術

　　隨著經濟的發展，復雜高層和超高層建筑不斷涌現。由于其設計的復雜性，給建筑設計帶來很大的挑戰。

　　摘要：隨著社會經濟的發展，各類高度超限、造型突破傳統的高層和超高層建筑相繼出現，這類建筑的復雜性表現在三個方面，即結構平面不規則、高度超限、結構布置不規則等等，對于設計工作提出了更為嚴格的要求。本文主要針對高層、超高層建筑結構設計技術進行分析。

　　關鍵字：高層、超高層建筑;結構設計;分析

　　1引言

　　科學技術水平的不斷提高，對我國經濟的發展和社會的進步有著巨大的推動作用，同時也對建筑行業帶來了一定的發展機遇和挑戰。高層和超高層建筑在城市內數量越來越多，為解決城市住房緊張和土地資源緊張問題作出了突出貢獻。高層和超高層也成為了城市形象建筑的代表，而這類建筑的可靠性、安全性和持久性也成為建筑人員和使用人員最為關心的問題。本文針對于在高層超高層結構設計當中存在的一些問題進行了分析，并給出了科學的解決方案，希望能夠給高層與超高層建筑結構設計者提供有效的理論依據。

　　2復雜高層與超高層建筑結構設計方案的制定

　　在結構材料性能和計算分析手段的完善下，各類高度超限、造型各異的復雜高層與超高層建筑出現，這類建筑的復雜性表現在三個方面，即結構平面不規則、高度超限、結構布置不規則等等，為了保證設計的質量，在高層和超高層設計伊始，就需要和專業的方案進行密切的配合，從可行性和安全性出發，對建筑的結構進行概念設計。

　　這需要從以下幾個方面進行：(1)盡最大努力提升建筑結構的規則性和均勻性。(2)充分重視結構的縱向和側面傳力途徑的設計，傳力途徑要清晰明了。(3)結構中的耗能機制要科學合理。(4)最大限度地發揮材料的利用率，形成良好的空間承受受力。(5)整體結構科學合理。科學合理的結構設計方案，是高層和超高層建筑高質量、高效率施工的重要保障。如果結構設計方案不合理，很容易在施工過程中出現問題，問題的糾正不及時，會對建筑質量造成嚴重威脅。不僅僅為施工單位造成損失，也會因為較大的設計修改而為設計單位帶來巨大的損失。因此，設計人員在進行高層與超高層建筑結構設計的時候，要緊密結合建筑結構的專業知識，設計出科學合理的建筑結構設計方案。

　　3選擇合適的結構類型，有效降低工程造價

　　在高層和超高層建筑設計的時候，充分考慮施工地點的地質特征和當地的抗震要求。只有對建筑的環境進行科學合理的綜合性分析，才能夠保證施工的順利進行、保證施工質量，有效降低工程的造價。

　　4加強抗震設計，保障建筑的安全性

　　要想保證高層、超高層建筑的安全性，必須在抗震設計上做好工作。可以通過以下幾個方面做好抗震設計：(1)選擇正確的建筑抗震性能材料。作為抗震性能材料，要求質量輕、強度大、材質均勻。同時建筑構件間需要保持良好的整體性能、具有連續性及延展性。

　　這樣才能夠在發生地震的時候，快速有效地將地震的能量消耗掉，減少對建筑的損害。(2)重視抗震結構的設計方法。在抗震設計的時候，要注意從結構和構件多個方面的綜合考慮，來提高建筑抗震性能。地震發生時，在方向上具有不確定性，所以設計者可以設計抗側力結構體系來達到形心和剛心重合，來提高抗震性。(3)加強構件強度。通過混凝土結構等剛性強度較大的機構來抵抗地震能量對建筑的沖擊力，減少建筑變形，從而提高建筑的安全性。(4)在建筑物的抗震設防烈度要進行充分考慮，根據建筑能夠承受的強度，對于高層超高層建筑進行安全合理的設計。一方面減少誤差，避免局面的生命和財產受到損失，另外還能夠加強建筑的經濟性和安全性。

　　5做好抗風設計，減少建筑安全隱患

　　隨著建筑物高度的增加，風力對建筑的危害也越大。其危害性主要體現在隔墻開裂、主體結構受損、高層震動使居民的感覺不適等。所以說在對高層、超高層建筑進行設計的時候，要做好抗風設計，減少風力帶來的安全隱患。主要方式如下：(1)可以利用結構玻璃代替玻璃幕墻維護，來提高建筑的抗風性能，確保建筑在風力作用下產生損傷。(2)做好建筑的風洞實驗，科學分析其危害，以提高建筑的抗風載能力。

　　(3)提高高層建筑的舒適設計，限制結構震動加速，減輕居民的不適感。

　　6選擇合理的結構抗側力體系，提升建筑的安全性和穩定性不同的結構，對結構抗側力的要求程度有所不同，所以我們在進行建筑抗側力體系設計時，要根據具體的要求進行合理的選擇。在進行抗側力設計的時候也要考慮整體效果，各抗側力結構之間要有有效的結合。目前比較成熟的抗側力方案有：

　　(1)在墻體的水平方向和垂直方向進行筒狀設計。

　　(2)利用甚臂桁架把核心筒和框架柱結合起來，使之成為一個整體。

　　(3)使框架柱相互交叉形成更大的框架結構。隨著經濟的發展，復雜高層和超高層建筑不斷涌現。由于其設計的復雜性，給建筑設計帶來很大的挑戰。為了提高這些建筑的安全性、穩定性和經濟性，在結構設計的時候就必須從概念設計出發，設計出科學合理的建筑結構。

　　參考文獻：

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　　[2]郭懷祥.淺談超高層建筑結構設計的關鍵性問題[J].中華民居(下旬刊).2014(09)

　　[3]吳宏磊,丁潔民,崔劍橋,張保.超高層建筑結構加強層耗能減震技術及連接節點設計研究[J].建筑結構學報.2014(03)

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