高層建筑結構設計實例以及要點分析

1、<p>　　高層建筑結構設計實例以及要點分析</p><p>　　【摘要】：在現代建筑結構設計中，呈現出高度加大、層數增多與結構體系復雜等新特點，對于結構設計工作的效率與質量要求也更為嚴格。在建筑結構設計中，應綜合考慮各方面的因素與條件，應用先進的設計理論、模式與方法，不斷完善設計方案，從而為工程項目建設提供必須的技術文件。本文結合國內某工程實例，簡要分析了建筑結構設計的相關問題。 </p>

2、<p>　　【關鍵詞】：建筑結構；設計；工程實例 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　在我國現代建筑科技高速發(fā)展的背景下，對于建筑結構設計提出了更為嚴格的要求與標準，一個優(yōu)秀的結構設計方案不但要滿足相關規(guī)范與技術標準的要求，而且要兼具經濟性、合理性、可行性等特征 </p><p>　　近年來，國

3、內高層、超高層建筑工程數量不斷增多，結構設計中也出現了一系列的弊端與問題，設計人員必須加強專業(yè)知識與理論的研究，在實踐中不斷總結和積累經驗，從而才能有效促進建筑結構設計質量的全面提升。 </p><p>　　1．現代建筑結構設計的要點分析 </p><p>　　1.1軸向變形是必須考慮的，在高層建筑結構設計中，由于豎向荷載的數值較大，可能在柱中引起一定的軸向變形，對連續(xù)梁彎矩造成影響，導致

4、連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值明顯減小，對于預制構件下料的長度也會產生影響，設計人員應根據軸向變形的實際計算值，合理調整下料長度。 </p><p>　　1.2水平荷載的決定因素是不容忽視的，在現代建筑的結構設計過程中，建筑物自重、樓面使用荷載等將在豎構件中引起一定的軸力與彎矩數值，通常與建筑物高度的一次方成正比，而水平荷載對于建筑結構產生的傾覆力矩及在豎構件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比。因此，在建筑

5、結構設計中，豎向荷載基本是定值，而風荷載、地震作用等水平荷載的數值則會隨著建筑結構動力特性的不同，而出現較大幅度的變化，這是設計工作中必須進行周密分析與計算的。 </p><p>　　1.3結構延性是設計工作的重要指標，相對于多層、小高層建筑而言，層數較高的建筑結構更柔一些，在相同的地震作用下變形也相對較大。為了保證高層建筑結構進入塑性變形階段后，仍然具有較為理想的變形能力，避免建筑物倒塌，在結構設計中必須采取相

6、應的工藝與技術措施，以保證建筑結構具有足夠的延性。 </p><p>　　1.4側移成為設計工作的重要控制指標，與多層建筑不同，在高層建筑結構設計中側移已經成為重要的控制指標，特別是隨著建筑物高度的不斷增加，相同水平荷載下建筑結構的側移變形明顯增大，所以，在水平荷載作用下的建筑結構側移必須控制在一定的限度之內。 </p><p>　　2．建筑結構設計工程實例 </p><

7、;p>　　選取某高層住宅建筑工程項目為例，簡要分析建筑結構設計的基本流程與注意事項。本工程位于某城市的中心繁華地段，地上20層，地下1層，建筑總高度78.3m，建筑總面積約為25萬m2。本工程建筑結構的長寬比為3.8-7.4，高寬比為5.6-10.1。本工程項目所在地的地形較為平坦，表層以人工填土為主，以下部分為一般第四紀沉積土層，土層在水平與垂直方向的分布較為穩(wěn)定。本建筑的結構安全等級為二級，抗震設防重要性為丙類，抗震設防烈度為

8、9度，基本風壓0.45kN/ m2。 </p><p>　　2.1主體結構設計 </p><p>　　本工程的主體結構采用現澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結構體系，其中剪力墻的抗震等級為一級，框架的抗震等級為二級。結合建筑物的實際使用功能，在建筑中部布置剪力墻，將其作為主要的抗側力構件，并且形成筒體，在筒體周圍合理設置框架柱。由于受到本工程層高與使用功能的限制，地上部分的樓層主次梁沿Y向布置，以

9、利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。本工程結構的嵌固端位于地下室頂板，充分考慮其承受與傳遞地震作用產生水平力的問題，將板厚設定為180mm，板配筋采取雙層、雙向滿布的形式。 </p><p><b>　　2.2基礎設計 </b></p><p>　　根據工程項目所在地的地質勘探及地基承載力的實際計算結果，設計人員決定采用梁板式筏形基礎，X向基礎梁的

10、尺寸為900×1800，Y向基礎梁的尺寸為1000×2000或1800×2000。由于受到筒體內電梯基坑、集水井局部下沉的影響，有可能導致主梁難以正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大，所以，筒體四周的板厚為1.5m，其余部位的板厚為1.0m。 </p><p>　　在本工程的基礎結構計算中，采用彈性地基梁板基礎軟件進行計算，要特別重視各類技術資料與數據的收集和整理，以確保計算結果的

11、真實性與可靠性。 </p><p>　　2.3框支層結構設計 </p><p>　　2.3.1剪力墻設計 </p><p>　　本工程結構設計中，核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm之間。為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結構延性，在設計工作中合理控制墻肢軸壓比，其比例應控制在0.5以內。墻體水平與豎向分布筋

12、不但要滿足基本的計算要求，而且滿足最小配筋率為0.3%的限值。底部加強區(qū)域的剪力墻設計中，應按照相關規(guī)范與技術要求設置相應的約束邊緣構件，其縱筋配筋率應控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時，在本工程長厚比＜5的短墻計算中，按照柱輸入計算進行分析與比較。 </p><p>　　2.3.2框支柱設計 </p><p>　　本工程框支柱的抗震等級為二級，軸壓比的限值為0.6?？?/p>

13、支柱主要截面為1300×1300或1300×2300等形式，設計工作中的相關計算結果表明，全部框支柱的受力情況較為理想，軸壓比為0.41-0.52，所以，箱形轉換層下的框支柱變形控制效果較為理想。在本工程框支柱的剪力設計中，設計值按照柱實配縱筋進行計算，并且乘以放大系數1.1，剪壓比應控制在0.15以內。柱內縱向鋼筋的配筋率應＜1.2%，體積配箍率均＜1.5%，使得柱具有較為理想的延性，以符合“強剪弱彎”的設計要求。

14、 </p><p>　　2.3.3箱形轉換層樓板設計 </p><p>　　在本工程的結構設計中，箱形轉換層的箱體總高度為245cm，上下層板厚均為25cm。結構設計工作中，對于箱體上下層板的內力分析與計算，采用專業(yè)的ANSYS有限元軟件。設計工作中的各種分析結果顯示，在不同的荷載工況條件下，箱體上層板的最大壓應力控制在1.2MPa以內，箱體下層板的最大拉應力應控制在2.0MPa以內。在箱

15、形轉換層樓板設計中，樓板裂縫≤0.2mm，實配雙層、雙向通長鋼筋。 </p><p><b>　　3．結束語 </b></p><p>　　綜上所述，在建筑結構設計工作中，必須綜合考慮各種影響因素與條件，對于設計中常見的效率與質量問題要尤為重視，在設計過程中應及時引入先進的設計理念與方法，使得建筑結構設計中更多的應用新工藝、新技術、新材料，進而有效提升建筑結構設計的整

16、體品質，有利保障工程項目建設工作的順利進行。 </p><p><b>　　【參考文獻】： </b></p><p>　　【1】王平.房屋建筑結構設計中常見問題分析【J】技術研發(fā).2010，（06）：20-21. </p><p>　　【2】王國強，菜曉強，等.淺析對建筑房屋優(yōu)化結構設計實行責任制度確保落實到位【J】.中華建設，2009，(12

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