高层建筑结构设计探讨

本文摘要：高层建筑结构设计探究 概要：随着我国经济高速发展，高层建筑已沦为城市建设中的最重要组成部分，结构设计工作亦是重中之重。本文就某高层建筑结构设计的各个方面展开一些非常简单的分析，并加以总结，以供类似于工程设计参照。 关键词：高层建筑,结构设计,设计体会 一、工程概况 某高层建筑其建筑面积28267m2,，其中地上部分24447m2，地下部分3820m2。本工程地面以下平面形状为长方形，有2层。 本工程地面以上13层，高度为60.2m，1～3层为商业，4层以上为公寓式办公用房。

高层建筑结构设计探究　概要：随着我国经济高速发展，高层建筑已沦为城市建设中的最重要组成部分，结构设计工作亦是重中之重。本文就某高层建筑结构设计的各个方面展开一些非常简单的分析，并加以总结，以供类似于工程设计参照。　　关键词：高层建筑,结构设计,设计体会　　一、工程概况　　某高层建筑其建筑面积28267m2,，其中地上部分24447m2，地下部分3820m2。本工程地面以下平面形状为长方形，有2层。

本工程地面以上13层，高度为60.2m，1～3层为商业，4层以上为公寓式办公用房。　　二、工程地质情况　　本建筑所在场地地形平缓，表层为人工碎石，其下有一般第四纪冲洪积沉积土层，土层在水平与横向方向产于比较稳定。本建筑基底置放层粉质黏土，建筑抗震设防重要性分类为丙类，建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，Ⅲ类场地土，基本风压0.45kN/m2。

　　三、结构设计　　1、结构主体设计　　本建筑主体结构使用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，剪力墙抗震等级三级，框架抗震等级三级。融合建筑用于功能，作为主要外用侧力构件的剪力墙布置在建筑中部，并构成筒体，筒体周围另设框架柱。

因不受层高及用于功能的容许，地上部分楼层主次梁均沿Y向布置，以便增大主梁高度，减少用于净高，标准层楼板薄110mm。本工程结构金字固端坐落于地下室顶板，考虑到其忍受并传送由地震起到产生的水平力，故其板厚为180mm，板配筋双层双向布满。

主要线脚构件横截面变化闻表格1，混凝土强度等级闻表格2。　　本建筑结构使用中国建筑科学研究院编成的多层及高层建筑结构三位分析与设计软件SATWE(墙元模型)展开分析计算出来，计算结果较为合理并合乎现行规范拒绝，有关结构偏移和地震力等电算结果闻表格3～5。

　　2、基础设计　　本工程根据地质情况通过对地基承载力的计算出来，要求使用梁板式筏形基础。Y向基础梁尺寸为18002000，10002000，X向基础梁尺寸为9001800。因筒体内电梯基坑及集水井局部上升的影响，主梁无法长时间全线贯通，并且筒体部位线脚荷载较小，故筒体部位四周2m范围内板薄1.5m，其余部位板薄1.0m。

基础计算出来使用建研院编成的弹性地基梁板基础软件计算出来。因本建筑主体偏向地下室平面右侧，左侧①轴～①轴为显地下室，为增大强弱层间基础差异下陷对上部结构带给的危害，在显地下室与主楼共线部位设置后倒入带上，后倒入带上在主楼结构封顶后吊装，同时在设计中增大后倒入带上所在跨板的配筋，以抵抗结构后期的不均匀分布下陷。　　四、局部设计的几点考虑到　　1、本建筑的外框架与内筒间距较小，为14.5m，框架梁末端在内筒处负弯矩较小，按常规作法此梁在筒内宜全线贯通，以均衡梁端的胜弯矩，但建筑设于筒内的楼电梯间以及通风和水专业的管道井皆使框架梁无法长时间全线贯通，这样在筒体剪力墙上产生较小的平面外弯矩，为此采行以下措施：　　(1)增大设在筒体墙内楼层处亮梁横截面及配筋，构成强化环梁(闻图1)，通过此环梁，将起到于X向墙体上的平面外弯矩分别传送到Y向各墙上;　　(2)与框架梁共线的墙体节点处皆设置暗柱，并通过计算出来配备暗柱内的纵筋和筒筋;　　(3)因剪力墙薄450mm，按如图2右图展开改良，减少梁端半部部分，以便提升梁端在抗震时的锚固。

　　2、为增大框架梁的荷载以便增大梁的横截面高度，本建筑的次梁皆沿Y向布置，这样就增大了次梁的跨度，为掌控次梁的挠度和裂缝，在结构布置时尽可能将次梁在筒体内全线贯通，构成三横跨连续梁，并通过计算出来配备梁下部纵筋，符合长时间用于的拒绝。　　3、在设计计算出来过程中找到，X向轴与剪力墙共线的框架梁，因在同一平面内的剪力墙刚性比较相当大，在地震力起到下，与剪力墙共线部位的梁端配筋皆超筋，为解决问题此问题，设计中采行两条途径分别计算出来：　　①在不考虑到地震起到时，梁与剪力墙相交处按溶考虑到，计算出来后按结果配备梁端负筋;　　②在考虑到地震起到时，假设梁与剪力墙相交处经常出现塑性剪，计算出来后按结果配备梁横跨中正筋。这样既能符合长时间用于时的强度拒绝，又能确保地震起到下的安全性。

　　五、设计体会　　(1)按规范拒绝，框架剪力墙结构的筒体宜另设边框梁与边框柱，框架梁在筒内宜全线贯通，以便强化整体刚性，忍受平面外弯矩。本建筑由于建筑工程师坚决不另设边框梁与边框柱和框架梁在筒体内不全线贯通的方案。为确保结构安全性，特别是在地震起到下，建筑结构不具备适当的抗震承载能力，较好的变形能力，对有可能经常出现的脆弱部位，在设计中采行了一些不利的措施，从而填补了方案的缺失。

　　(2)本建筑的次梁皆沿Y向布置，且梁高受到限制，经计算出来，为超过规范拒绝的挠度和裂缝拒绝，需配备一定数量的纵筋，以便提升梁的刚性，这样做到不仅减少耗资，而且拒绝梁上不应再有较小的集中于荷载。所以在今后的设计中，若楼层容许的情况下，用纵向框架方案，次梁沿X向布置综合考虑到更加适合。　　(3)主体结构不应尽可能坐落于地下室平面的中部，使质心与形心尽可能重合。

　　结语：　　随着人们生活的更加好和城市化现象的引人注目，城市建筑更加低，而高层建筑由于其对结构刚性等各方面拒绝都很高，所以其设计比一般建筑要简单。本文以某地区的某高层建筑为事例，对高层建筑结构的设计以及经常出现的问题展开了分析，并得出适当的解决方案，以便涉及设计人士获取参照依据。　　参考文献：　　[1]高层建筑钢筋混凝土结构概念设计/方鄂华编著北京：机械工业出版社，2004.8　　[2]高层建筑结构概念设计/高立人，方鄂华，钱稼茹编著北京：中国计划出版社，2005.11　　[3]高层建筑结构设计和计算出来上下册/包世华，张铜生编著北京：清华大学出版社，2005.12　　[4]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002.。

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