高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例以及要點(diǎn)分析

1、<p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例以及要點(diǎn)分析</p><p>　　【摘要】：在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，呈現(xiàn)出高度加大、層數(shù)增多與結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜等新特點(diǎn)，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的效率與質(zhì)量要求也更為嚴(yán)格。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮各方面的因素與條件，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、模式與方法，不斷完善設(shè)計(jì)方案，從而為工程項(xiàng)目建設(shè)提供必須的技術(shù)文件。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)某工程實(shí)例，簡(jiǎn)要分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題。 </p>

2、<p>　　【關(guān)鍵詞】：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；工程實(shí)例 </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　在我國(guó)現(xiàn)代建筑科技高速發(fā)展的背景下，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)格的要求與標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不但要滿足相關(guān)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且要兼具經(jīng)濟(jì)性、合理性、可行性等特征 </p><p>　　近年來(lái)，國(guó)

3、內(nèi)高層、超高層建筑工程數(shù)量不斷增多，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)了一系列的弊端與問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)與理論的研究，在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，從而才能有效促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的全面提升。 </p><p>　　1．現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析 </p><p>　　1.1軸向變形是必須考慮的，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于豎向荷載的數(shù)值較大，可能在柱中引起一定的軸向變形，對(duì)連續(xù)梁彎矩造成影響，導(dǎo)致

4、連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值明顯減小，對(duì)于預(yù)制構(gòu)件下料的長(zhǎng)度也會(huì)產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)軸向變形的實(shí)際計(jì)算值，合理調(diào)整下料長(zhǎng)度。 </p><p>　　1.2水平荷載的決定因素是不容忽視的，在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑物自重、樓面使用荷載等將在豎構(gòu)件中引起一定的軸力與彎矩?cái)?shù)值，通常與建筑物高度的一次方成正比，而水平荷載對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩及在豎構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，豎向荷載基本是定值，而風(fēng)荷載、地震作用等水平荷載的數(shù)值則會(huì)隨著建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同，而出現(xiàn)較大幅度的變化，這是設(shè)計(jì)工作中必須進(jìn)行周密分析與計(jì)算的。 </p><p>　　1.3結(jié)構(gòu)延性是設(shè)計(jì)工作的重要指標(biāo)，相對(duì)于多層、小高層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在相同的地震作用下變形也相對(duì)較大。為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取相

6、應(yīng)的工藝與技術(shù)措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。 </p><p>　　1.4側(cè)移成為設(shè)計(jì)工作的重要控制指標(biāo)，與多層建筑不同，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中側(cè)移已經(jīng)成為重要的控制指標(biāo)，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(jié)構(gòu)的側(cè)移變形明顯增大，所以，在水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移必須控制在一定的限度之內(nèi)。 </p><p>　　2．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程實(shí)例 </p><

7、;p>　　選取某高層住宅建筑工程項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)要分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本流程與注意事項(xiàng)。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(wàn)m2。本工程建筑結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為3.8-7.4，高寬比為5.6-10.1。本工程項(xiàng)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(jì)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(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防重要性為丙類，抗震設(shè)防烈度為

8、9度，基本風(fēng)壓0.45kN/ m2。 </p><p>　　2.1主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　本工程的主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，其中剪力墻的抗震等級(jí)為一級(jí)，框架的抗震等級(jí)為二級(jí)。結(jié)合建筑物的實(shí)際使用功能，在建筑中部布置剪力墻，將其作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，并且形成筒體，在筒體周圍合理設(shè)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生水平力的問(wèn)題，將板厚設(shè)定為180mm，板配筋采取雙層、雙向滿布的形式。 </p><p><b>　　2.2基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　根據(jù)工程項(xiàng)目所在地的地質(zhì)勘探及地基承載力的實(shí)際計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)人員決定采用梁板式筏形基礎(chǔ)，X向基礎(chǔ)梁的

10、尺寸為900×1800，Y向基礎(chǔ)梁的尺寸為1000×2000或1800×2000。由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響，有可能導(dǎo)致主梁難以正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對(duì)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(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算中，采用彈性地基梁板基礎(chǔ)軟件進(jìn)行計(jì)算，要特別重視各類技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，以確保計(jì)算結(jié)果的

11、真實(shí)性與可靠性。 </p><p>　　2.3框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　2.3.1剪力墻設(shè)計(jì) </p><p>　　本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)延性，在設(shè)計(jì)工作中合理控制墻肢軸壓比，其比例應(yīng)控制在0.5以內(nèi)。墻體水平與豎向分布筋

12、不但要滿足基本的計(jì)算要求，而且滿足最小配筋率為0.3%的限值。底部加強(qiáng)區(qū)域的剪力墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求設(shè)置相應(yīng)的約束邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率應(yīng)控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時(shí)，在本工程長(zhǎng)厚比＜5的短墻計(jì)算中，按照柱輸入計(jì)算進(jìn)行分析與比較。 </p><p>　　2.3.2框支柱設(shè)計(jì) </p><p>　　本工程框支柱的抗震等級(jí)為二級(jí)，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(shè)計(jì)工作中的相關(guān)計(jì)算結(jié)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(zhuǎn)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(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)值按照柱實(shí)配縱筋進(jìn)行計(jì)算，并且乘以放大系數(shù)1.1，剪壓比應(yīng)控制在0.15以內(nèi)。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)＜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(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)要求。

14、 </p><p>　　2.3.3箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì) </p><p>　　在本工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，箱形轉(zhuǎn)換層的箱體總高度為245cm，上下層板厚均為25cm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，對(duì)于箱體上下層板的內(nèi)力分析與計(jì)算，采用專業(yè)的ANSYS有限元軟件。設(shè)計(jì)工作中的各種分析結(jié)果顯示，在不同的荷載工況條件下，箱體上層板的最大壓應(yīng)力控制在1.2MPa以內(nèi)，箱體下層板的最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在2.0MPa以內(nèi)。在箱

15、形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)中，樓板裂縫≤0.2mm，實(shí)配雙層、雙向通長(zhǎng)鋼筋。 </p><p><b>　　3．結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，必須綜合考慮各種影響因素與條件，對(duì)于設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的效率與質(zhì)量問(wèn)題要尤為重視，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念與方法，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料，進(jìn)而有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整

16、體品質(zhì)，有利保障工程項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】： </b></p><p>　　【1】王平.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題分析【J】技術(shù)研發(fā).2010，（06）：20-21. </p><p>　　【2】王國(guó)強(qiáng)，菜曉強(qiáng)，等.淺析對(duì)建筑房屋優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)行責(zé)任制度確保落實(shí)到位【J】.中華建設(shè)，2009，(12

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