某高层建筑结构设计浅谈.pdf

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1、某高层建筑结构设计浅谈■徐冰【摘要】对高层建筑结构设计，从结构选型、地基与基础设计、结构计算分析及抗震分析四个方面，【刳述了本建筑出现的问题及解决方案。同时以此总结，以期帮助工程设计师不断提高工程设计水平。f关键词】结构体系基础选型模型参数不规则形判断一、结构选型1．合理选择结构体系本工程主楼建筑高度为80，55in，地上18层．地下2层。根据建筑平面及使用功能，将整个建筑用抗震缝按主楼与附楼分为两个独立的结构单元，主楼在五层裙房顶沿立面竖向收迸。符单元在地下部分不设缝，仅设后浇带，地下室顶板作为上部结构的嵌固端。裙襁F主楼]9F图1主楼与附楼独立的结构单冗主楼采用框架一

2、剪力墙结构体系，利用主楼楼梯间、电梯间所在的位置布置钢筋混凝土墙体．由于本工程总高度不高，设计时采取弱化中间部分筒体，加强外围构件的设计，并在主楼及附属两跨裙房处设置部分剪力墙，以取得较好的计算指标。本项目楼层建筑平面规整，主楼裙房以上楼层平面尺寸规则，为较典型的框架一核心简体系平面，但由于主楼相对于裙房偏置，为调节其扭转周期、控制位移比，在裙房位置及主楼筒体以外增设了剪力墙，形成了框架一剪力墙结构。在结构设计中需要因地制宣的根据建筑物整体平面布局在不对称的位置设置竖向抗侧力构件，用以减小刚心与质心的偏心或减少其他不规则性，而不必拘泥于某种结构体系。由此可以看出在结构体系

3、设计中，应在保证建筑使用需求前提下，对抗侧力构件布置展开对比，结合结构概念设计，明确体系的合理性，经济性。2．嵌固端的选择本工程地下室顶板上没有较大的洞口，地下室四周无软弱土，可以保证水平力传递至旧填土中，且地下一层与地上一层的剪切刚度比值大于2，故将地下室顶板作为主楼与附楼的嵌固端。二、地基与基础设计根据场地地质剖面及岩土特性，考虑到本工程两层地下室埋深(埋深约为llm)，成桩难度，以及土层中有透镜体分布，且有不均匀分布的粉质粘土夹粉土(该层为中一高压缩性土，强度低，工程性质差)等情况，参考周边相似建筑的地接基础设计经验，综合本工程上部结构轴力，本I一程基础桩基方案采用

4、钻孔灌注桩。主楼及裙房以中风化泥岩为桩端持力层，桩径900into，有效桩长56m，单桩竖向承载力的特征值Ra=8500KN；纯地下室(无上部结构区域)采用抗拔桩，桩径700mm，有效桩长24m。嵌岩桩桩端持力层为不可压缩层，沉降主要来自桩身压缩，可以认为主楼裙房差异沉降可控制在规范允许范围以内，故塔楼与裙房之间不设沉降缝。在采用YJK盈建科软件基础模块计算时，当不考虑水浮力影响时，根据试桩数据输入桩竖向抗压刚度，900mm直径桩(ZHl)刚度为600000KN／m，700mm直径桩(ZH2)桩竖向抗压刚度为300000KN／m，采用弹性地基梁板法计算。筏板有限元分析结果

5、显示，电梯井筒区域Z／／1最大竖向位移9film，ZH2最大竖向位移5mill，筏板在各个区域竖向位移基本相近，符合不设沉降后浇带的判断。由于南方地区地下水位较高，较深的地下室控制工况一般为高水位抗拔工况。考虑高水位水浮力的影响时，根据抗拔桩试桩数据得出的抗拔刚度(200000KN／m)计算，桩筏有限元计算结果显示主楼附楼之间、主楼与车库之间筏板竖向变形差值为10nlm。为缓解此情况，在设计中增加主附楼交界区域筏板厚度及增加附楼区域抗拔桩以减少变形差异。同时加强了主楼附楼交界处的筏板配筋。由此可见，在地下水充沛地区，多层地下室的底板除了合理设置沉降后浇带用以减少差异沉降外

6、，还应注意上部荷载变化较大时应增加底板刚度，增加底板自身的变形协调性能。三、结构计算分析(1)计算软件的选择，目前最常用的计算软件是PKPM系列，也是目前国内最为成熟的结构计算，但和现在一些其他结构计算软件相比设计效率并不高并缺失一些计算功能，所以此工程采用YJK与PKPM包络设计，通过过程及计算结果对比，以提高设计效率并优化设计结构。随着计算机工程技术发展，BIM也将愈发重要和普及，所以设计人员在平时需要不断学习提高自身，尽可能地掌握多种设计技能，跟随行业潮流发展。(2)对面多个塔楼的计算模型应有合理的判断与取舍。本工程主楼与附楼置于一个大底盘地下室上，嵌固端为地下室顶

7、板，根据规范定义此项目并非多塔结构。(3)对于主楼、附楼单体，本工程计算模型分为整体计算模型和分离计算模型。整体计算模型即将每个单体与地下室作为一个整体建模，每个单独模型均包含两层地下室，并且地下室模型相对于上部结构扩出两至三跨，整体模型可以真实地反映出地下室外回填土对结构的约束作用，通过设置合理的地基土水平抗力系数⋯m’模拟回填土的侧向约束。分离计算模型以嵌固端一地下室顶板为界，将上部结构与地下室分开建模，单独对主楼及附楼模型计算。通过对整体计算模型与分离计算模型的计算结070果对比，两种计算方式的得出的地震剪力及构件配筋差