結合工程實例分析建筑結構設計

孫麗 羅強

摘 要：隨著經濟的發展，建筑結構的高度不斷增加，并且呈現出各種復雜的結構，因此對于設計人員的要求越來越高，在結構設計中，應結合工程具體情況綜合考慮各種影響因素，采用先進的設計理念和方法不斷進行設計的優化，本文將結合蘇州某具體工程實例，對建筑結構設計中的要點進行分析。

關鍵詞：建筑結構；結構設計；框支層結構設計

1 引 言

在我國經濟高速發展的背景下，不斷涌現出各種復雜的建筑結構形式，這對建筑結構設計提出了更高的要求，一個好的建筑結構設計不僅要滿足計算要求和規范規定，而且還應保證在符合使用功能的基礎上，最大限度的降低工程成本，提高設計的合理性。因此在建筑結構設計中，設計人員必須不斷加強自身的專業實力和積累工程經驗，通過不斷的研究和分析，提出更好的設計分析方案，這樣才能夠促進建設工程產業的發展。

2 現代建筑結構設計的要點分析

（1）在建筑結構設計中，應考慮軸向變形的影響。在建筑結構中，當承受的豎向荷載較大時，柱中會產生一定量的軸向變形，超過一定量的軸向變形，會對連續梁的受彎狀態造成影響，連續梁中的中間支座所受到的負彎矩會出現明顯的減小。同時在考慮預制構件的下料長度時，也要結合軸向變形進行考慮，軸向變形會對其取值造成影響，設計人員應根據軸向變形的數值，對下料長度進行適當的調整。

（2）在建筑結構的設計中，設計人員應當要考慮水平荷載的作用。通常情況下，豎向荷載包括自重以及活荷載等，作用在豎向構件上，會引起一定的軸力和彎矩，而其數值大小與高度的一次方成正比，但是對于水平荷載而言，其作用下建筑結構中產生軸力和力矩是與高度的二次方成正比的，其影響效果高于豎向荷載。在建筑結構的設計中，豎向荷載引起的結構效應基本上都是定值，但對于水平荷載，比如風荷載以及地震荷載等，其產生的結構效應不是定值，而是與結構的動力特性有很多關系，不同的結構特性，其產生的水平荷載效應會出現很大的不同，因此對于結構設計中，設計人員應對水平荷載效應進行嚴密的計算和分析。

（3）同時對于結構設計中還應該考慮結構的延性。對于多層和小高層建筑而已，隨著層數的增加，結構的柔性會變大。在這種情況下，對于在同樣的水平荷載作用下，出現的變形也越大。較大的變形可能使結構進行塑性階段，這可能導致結果出現倒塌的危險，因此在塑性階段也應保證有足夠的延性變形，這就要求在設計中，必須采取一定的工藝和技術措施從各方面增加結構的延性。

（4）另外在結構設計中，還應當考慮到嚴格控制建筑結構的側移變形。在建筑結構中，隨著層高的增加，在相同水平荷載的作用下，結構會產生更大的水平側移，因此在結構設計中，應在結構的側移控制在規范規定的限值之內。

3 工程實例

本工程為某一個辦公建筑工程，位于蘇州繁華的城市中心，地上一共有20層，配有一層地下室，總的建筑高度為78m，長寬比為3.7～7.5，高寬比為5.5～10.0之間，建筑總面積為12萬m2。

本工程所在區域地勢平坦，地基表面的土層基本為人工填土，填土下面則為沉積土，水平和豎向兩個方面的土分別較為均勻，根據本地區的規范要求，本工程為6度抗震，場地類別為三類，基本風壓取為0.45kN/m2。

3.1 主體結構設計

經過分析，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。進行剪力墻的布置時應結合建筑物的使用功能，合理的進行剪力墻位置和數量的布置，剪力墻主要起到抗側力的作用。同時剪力墻的布置可以形成筒體結構，在筒體周圍可以合理的布置框架柱。本工程中，樓層主次梁的布置是沿著Y方向，這是為了滿足使用功能的要求和樓高的限制，這樣有利于提高樓層的凈高，降低主梁的高度。本工程結構的嵌固端位于地下室的頂板，在板厚的設計取值時，綜合考慮了板的承載力和水平荷載的作用引起，將板的厚度確定為1800mm，板內鋼筋采用雙層、雙向滿布配置。

3.2 基礎設計

在進行基礎設計之前要充分了解地質勘察的結果，通過承載力的計算，本工程的基礎采用樁筏基礎方案，基礎筏板采用厚板，板厚1800mm。樁的布置配合建筑柱網的格局，縱向為2.4m，橫向為1.8～2.4m。在本工程中對樁筏基礎的沉降進行計算時，是考慮樁、土、承臺共同工作機理，為了確保計算結構的精確度，應特別注意各種先進技術資料的收集和整理。

3.3 框支層結構的設計

（1）剪力墻的設計。在本工程的剪力墻結構設計中，應根據不同部位的情況，相應的設計剪力墻的厚度。本工程中，核心筒的落地剪力墻的厚度為35cm，而在其他部位，例如建筑四角，其采用的剪力墻的厚度為40～60cm，形狀為L形。在本工程中，通過分析，采用的墻肢軸壓比的數值為0.5以內，這樣可以有效的提高混凝土的受壓能力，整體上提高了結構的延性。對墻體結構進行水平和豎向鋼筋的配置時，應滿足計算結果的要求，同時還應符合規范的要求，規范中規定鋼筋的最小配筋率不得低于0.3%。當對于底部加強區域的剪力墻進行設計時，有其相應的規范和技術要求。在剪力墻的周圍要布置好一定量的約束邊緣構件，這些構件的配筋率不得低于1.2%，同時箍筋的配筋率應大于1.4%。

（2）框支柱的設計。本工程中，框支柱的軸壓比設定為0.6。框支柱的截面形式有多種，為1600×1200或1600×1600等幾種形式。在設計中，通過相應的計算可知，全部的框支柱在受力方面都較為合理，沒有出現異常的情況，軸壓比均滿足低于0.6的要求，在0.41～0.52之間，因此，在設計中對于框支柱變形的控制情況較為理想。當進行框支柱的剪力設計時，剪壓比的大小不得超過0.15，跟根據配筋情況確定設計值，同時要乘以1.1的放大系數。柱內的縱向配筋率低于1.2%，而箍筋配筋率不得超過1.5%，這樣的配筋情況才能保證柱的延性效果。

（3）轉換梁柱設計。在本工程中，存在梁柱轉換層的設計。該層的總高度為244cm，在第十層設置轉換層。在結構設計中，采用分析軟件進行轉換層內力和變形的計算。通過計算，可知轉換住為大偏心壓彎構件，因此經過分析，在轉換梁的邊緣延伸出一段梁，這個措施的采用，有效的減小了混凝土拉應力區的范圍，改善了柱大偏心的受力狀況。本工程中轉換層的混凝土梁采用的跨度為11m，截面高度為1700mm，寬度為1400mm，轉換柱的截面為高為1600mm，寬為1200mm，混凝土的強度等級為C35。

4 結 語

建筑結構設計是建筑工程設計的重要組成部分，框架剪力墻結構在小高層以及高層領域中的應用日益增加。結構設計的好壞直接的影響到的設計質量以及結構的經濟效益型。文章通過結合筆者的工程實踐經驗，總結出建筑結構設計中重點要把握的幾個重要設計要點，同時結合框架剪力墻結構設計實例來加以探討，提出了相應的設計策略，為同行提供參考借鑒。

參考文獻

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