高层建筑结构方案优化及结构设计的探讨.pdf

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1、规划设计高层建筑结构方案优化及结构设计的探讨戴安文（重庆卓创国际工程设计有限公司，重庆401147）摘要：随着城市的快速发展，高层建筑在每个城市都发展迅速，在社会生产力和科学技术的推动之下，高层建筑也不断凸显出新特点。本文以高层建筑结构设计理论为基础，以现行的国家相关规范标准为依据，对某高层建筑结构如何选择合理、安全、经济的结构方案进行了比较深入的分析研究。关键词：高层建筑；结构设计特点；优化措施中图分类号：TU973.2文献标志码：A文章编号：1674—3024（2014）3—120—03前言3结构方案优化措施高层建筑是人类社会生产需求和生活需求的产物，基于结构安全

2、合理和控制工程造价两方面因素，在方目前科学技术的发展，高强化材料、机械化、电气化等案过程中采取了以下措施尽量避免超限，同时在合理的范新技术和新工艺在建筑中逐步得到实现，为高层建筑的围内达到控制造价的目的：发展提供了优质的技术条件和物质基础，高层建筑在新（1）避免转换措施材料的开发运用上、结构设计方法、施工技术、建筑形本工程由于是商住楼，业主定位较高，七幢高层一层体和建筑高度将实现新的创新和突破，但在当前的高层地面及地下二层均设有宽敞的入口大堂，以2号楼为例。建筑施工，也要采取相应的措施，为今后发展奠定坚实的如图1，9~12轴之间的大堂宽度为6600mm，地下一层及基础

3、。地面二层均需挑空；而标准层如图2，9~12轴之间为分户墙。方案阶段首先想到的是局部转换，标准层在9~12轴分户墙1高层建筑结构设计特点位置设置剪力墙，因为二层为挑空大堂，需在三层开始转换，（1）水平荷载成为决定因素这是常规做法。因为结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的由于30层的高层竖向荷载和水平荷载都很大，转换轴力和弯矩的数值，仅与结构高度的一次方成正比；而水梁和转换柱的断面也不小，对大堂的美观和净空使用都有平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引一定的影响。另外若在二层以上进行转换，抗震等级要求起的轴力，与结构高度的二次方成正比。随着建筑结构高提

4、高一级并且会导致超限，结构计算和构造都要相应提高，度的不断增加，水平荷载作用在高层结构计算中起到了决必然使工程造价显著增加；而且七幢高层都存在这个问题。定作用。为了避免转换，经过对方案的仔细分析，考虑采用局（2）轴向变形不容忽视部加厚墙体的方法；即将9轴和12轴的墙体根据轴压比高层建筑结构中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引计算和稳定计算需要加厚到300厚，同时G轴和D轴线的起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成墙肢加厚到250，这样连接9轴和12轴的框架梁也可加大连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座到250X500。另外在标准层12轴的墙肢靠

5、近G轴处需要负弯矩值增大。开门，但按开洞输入后12轴靠近G轴的墙跺太小了，既（3）侧移成为控制指标不是短肢墙也形不成连肢墙的概念。经过对各层建筑功能随着建筑结构高度的增加，水平荷载下结构的侧移变的仔细分析（标准层这里是个储藏间），在不影响建筑功形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移及扭转成能的前提下，在G轴交12轴的角部采用了一根框架柱代了指标控制中的关键。替开洞形成的小墙跺。在经过试算后，框架柱的断面最下面为500X500，经过450X450的变阶，到顶部几层采用了2工程概况400X400；其目的也是尽可能的不要影响建筑的使用空间。某工程，一期工程由七幢30层高

6、层商住楼、一幢2层局部框架柱的设置不仅使结构受力更合理，同时也使框架商业服务用房，二幢2~3层商业以及一座2层地下汽车库梁的钢筋锚固满足了规范要求。组成。一期总建筑面积为137130平方米，建筑结构最大高在施工图阶段，这些想法通过计算都得到了实现，在度为98.5m。各高层建筑均设有两层地下室并与车库联为不影响建筑功能的前提下即避免了转换结构，使结构受力一体，主楼地下室主要功能为自行车停车库及设备用房等；更直接和合理；同时也从业主的角度大大降低了成本。其中七幢高层商住楼均采用混凝土剪力墙结构，建筑平面（2）加强结构平面的规则满足规则性要求，高宽比约为5.2。通过图1、图

7、2可见，本工程本身平面很不规则。但120建筑建材装饰2014年第3期　下半刊规划设计在初期方案设计中，平面中尚有好几处在角部设置了转角高于普通剪力墙。窗，对结构抗扭及抗震都相当不利，通过与方案沟通后避4主要计算指标免和减少了一部分转角窗的设置，并通过加大相邻区域的结构构件来提高抗扭刚度。并对外围大开间的角部加强墙4.1设计使用条件肢布置以提高抗扭刚度，减少了扭转效应同时也减少了由（1）建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为此产生的工程造价。二级，地基基础设计等级甲级，设计使用年限为50年。对于客厅与餐厅相连为异形板的区域，优化建筑平面，（2）抗震