浅谈高层建筑结构设计

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1、浅谈高层建筑结构设计　　摘要：当前，高层建筑的结构体系日益多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的重点与难点。文章结合具体工程实例，分析探讨高层建筑结构设计。　　关键词：高层建筑；结构设计；基础设计；沉降控制　　近年来，高层建筑在城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多。在高层建筑的结构设计中，也出现了各种问题。这就需要工程设计人员不断的提高自身能力，结合高层建筑工程的具体状况，对结构设计中的各项问题进行分析，并不断优化设计效果，保证高层建筑结构的设计质量。　　一、工程概况　　阳江市某高层建筑工程位于广东佛山，由商铺办公

2、楼组成，1-3层商铺北部为8.5m，南部为7.0m，进深为15m；商铺上部的办公楼，共6层；高层办公主楼，为圆弧形平面，在4-8层以连廊与商办楼相连。多层部分总高为23.8m，高层部分16层总高为59.6m，属高层一类。　　建筑抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.05g，基本风压0.45kN/m，场地粗糙度B类。多层部分为框架结构，高层部分为框架一剪力墙结构。　　（一）基础设计　　1.地基土构成与特征。根据岩土工程勘察报告，建筑场地类别为Ⅲ类，场地特征周期为0.45S，地基土层分布情况及特性如下：　　（1）-1层素填土，层厚约0.8m～1.

3、9m；　　（2）-2层淤泥，层厚约2.0m～2.3m；　　（3）层粉土，层厚约2.8m～5.8m；　　（4）层粉砂类粉土，层厚约4.9m～7.1m；　　（5）层粉砂～细砂，层厚约2.7m～4.6m；　　（6）层粉砂类粉土，层厚约6.5m～7.6m；　　（7）层粉质粘土，层厚约9.7m～10.5m；　　（8）层粉土类粉质粘土，层厚约12.0m～13.10m；　　（9）层粉砂类细砂，中密为主、未钻透。抗浮设计水位建议取85国家高程3.5m。　　（二）基础方案　　多层：（1）～（13）轴采用梁板式筏基（地梁600mm×1200mm，筏板500mm），天然地基，持力层位于②层土

4、上，地基承载力特征值fak=145kPa。高层：（14）～（G1）轴地基基础设计等级为乙级，采用桩筏基础，桩采用φ600钻孔灌注桩，有效桩长30m，桩端持力层为（z）层土，桩端进入持力层≥1.2m，筏板厚1.2m。　　（三）沉降控制　　经初步设计调整的建筑方案，在（13）轴处设一道变形缝（缝宽100mm，三缝合一）。由于（1）～（13）轴仍然超长，故设一道后浇带。此部分为天然地基，计算沉降值如图1所示，结构封顶时实测沉降值为2.5cm。　　（14）～（G1）轴的部分为桩基。由于建筑使用功能的需要，主楼与裙楼的地下室部分连成整体不设缝，造成结构超长、主群楼沉降量也不同，这

5、些因素在设计中均需予以考虑。笔者在（14）～（G1）轴主楼与裙楼相接处设一道后浇带。确定主楼与裙楼之间设置沉降后浇带位置后，将主裙楼底板分开单独计算及从整体联合计算对比考虑，严格控制其绝对沉降量、沉降差以及桩群重心与上部荷载重心的偏心距。沉降及基础底板计算采用PK―PM系列基础程序计算。程序对底板的计算按照有限元理论进行，只要底板具有足够的刚度，可以认为按照主裙楼整体计算结果设计是合适的，计算沉降值见图1。结构封顶时实测主楼沉降值为3.0cm，主裙楼基础底板无开裂情况。　　施工过程中沉降观测结果表明，设计是合理的。　　（四）止水带处理　　（13）轴变形缝处地下室通道止水

6、带处理：设置两道耐变性能良好的CB型橡胶止水带，宽度大于等于350mm，厚度大于等于8mm，且控制沉降以满足规范要求。　　二、上部结构设计　　（一）结构超长　　由于建筑体型限制及立面要求，结构只在（13）轴设置了一道变形缝。（1）～（13）轴裙楼总长65m，超过规范限制的温度区段长度。结构设计时在（1）～（13）轴选取合适位置设置后浇带，在楼板中掺人适量微膨胀剂，在后浇带中设置加强钢筋。　　（二）结构不规则　　（1）～（13）轴1-4层（8）～（9）轴横向仅有1Om相连，形成薄弱部位，按不规则结构考虑且此段板考虑加厚，梁加强，抗震造按提高一个等级加强。　　（三）结构抗扭

7、　　在初步设计阶段建筑方案中，（13）轴未设变形缝，建筑平面复杂，平、立面很不规则，圆弧变化较多，结构的扭转效应比较突出。从结构角度看高层建筑设置“三缝”，可以解决产生过大变形和内力的问题，但却又产生许多新的问题。设缝时应将建筑结构划分为独立的结构单元。　　图2一层平面图　　对照《高层建筑混凝土结构技术规范》第4.3.5条：“考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层问位移，A级高度建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。”表1中此值为1.73，不满足规范要求，因此，需调整建筑方案。经与建筑方