高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點

石燕

摘要：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜、長期同時又循環(huán)往復(fù)的過程，在設(shè)計過程中，如果存在任何的遺漏或者疏忽，都可能導(dǎo)致建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計為得更為復(fù)雜，甚至可能會給建筑物留下安全隱患。本文結(jié)合案例，高層建筑結(jié)構(gòu)要點進(jìn)行簡要的探討。

關(guān)鍵詞：高層公寓；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計

前言

現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越趨向多樣化，同時建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計又與建筑物的具體功能、審美價值密不可分，甚至還會影響著建筑物的安全可靠與舒適性。因此，相關(guān)工程人員越來越關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計。優(yōu)化與完善建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，可以幫助建筑的綜合性能得到充分的發(fā)揮，提高建筑的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

1.工程概述

本項目總規(guī)劃用地面積59937.255平方米，總建筑面積12372.951平方米，用地性質(zhì)為居住用地；項目包括12棟24層居住建筑、一棟2層幼兒園、一棟1層村民活動中心和兩個獨立地下一層地下室，其中1#、2#、5#、6#、7#～12#為地上24層住宅， 3#、4#樓為地上24層住宅，地下1層設(shè)備房，1#地下室為人民防空地下室，平時為停車庫和設(shè)備用房，2#地下室為停車庫和設(shè)備用房。

2. 結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置

2.1上部結(jié)構(gòu)

A1～2#，A5～6#，B1～6#1共十棟總高度皆為76.3米，首層為5.45米，共24層，無地下室。A3#，A4#兩棟總高度皆為76.3米，首層為5.45米，共24層，有地下室，地下室層高4.7米。

本工程結(jié)構(gòu)A1～6#，B1～6#共12棟采用剪力墻結(jié)構(gòu)形式，墻厚200mm～300mm。首層至基礎(chǔ)頂墻厚300mm。剪力墻厚度經(jīng)穩(wěn)定驗算，滿足規(guī)范要求。

2.2地下室

地下室的防水等級為二級，地下室為核6級人防地下室；地下室樁承臺，地下室底板、外墻，地下室頂板抗?jié)B等級為P6（0.6MPa）；地下室抗浮設(shè)防水位為室外地坪以下1.000米；抗浮措施采用抗拔樁

2.3地基基礎(chǔ)

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，由于強(qiáng)風(fēng)化泥巖層埋深較淺，若采用預(yù)制樁將不能保證樁的有效長度，因此本工程采用鉆沖孔灌注樁樁，以中風(fēng)化泥巖為樁端持力層，經(jīng)估算考慮樁周磨阻力特征值和樁端巖石承載力特征值，樁長12～25m時，樁基單樁承載力特征值取2500KN ，樁長大于25m，樁基單樁承載力特征值取4600KN ，孔底沉渣不得大于50mm。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1結(jié)構(gòu)的計算簡圖

建筑物的計算簡圖是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析時不可缺少的基礎(chǔ)，所以，相關(guān)人員必須選擇與實際情況相適應(yīng)的高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖。在計算簡圖內(nèi)，要重要把握高層公寓建筑結(jié)構(gòu)的剛節(jié)點以及鉸節(jié)點。

3.2結(jié)構(gòu)方案

進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要處理的一個關(guān)鍵問題就是結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)、合理與科學(xué)性，應(yīng)用合理而經(jīng)濟(jì)的形式，可以讓高層建筑結(jié)構(gòu)的性能達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與要求。在方案中必須對豎向以及水平的設(shè)計規(guī)則高度重視，與此同時，為避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，在相同的結(jié)構(gòu)單元中，不可應(yīng)用相同的結(jié)構(gòu)方式。

3.3建筑的基礎(chǔ)方案

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計時，必須對高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載分布、高層建筑工程的地質(zhì)條件、高層建筑的施工條件重點考慮。同時在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的時候，還要考慮對地基潛力方面的挖掘，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，就要充分了解并掌握工程地質(zhì)勘查報告的內(nèi)容以及技術(shù)參數(shù)，以便研究出科學(xué)合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案。對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，一般要滿足以下兩方面的要求：第一是合理的結(jié)構(gòu)受力特性以及建筑的力學(xué)性質(zhì)，對整個建筑物的結(jié)構(gòu)體系的受力以及荷載進(jìn)行明確。第二是保證經(jīng)濟(jì)成本的合理性。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案會對整個建筑物后續(xù)的施工方案的選取以及具體的施工設(shè)計措施產(chǎn)生直接的影響，因而設(shè)計方案務(wù)必對整體建筑施工成本合理的要求進(jìn)行充分的考慮。除此以外，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案內(nèi)，也必須對地理地形條件、工程施工的要求、地質(zhì)條件、施工方案及建筑設(shè)備安裝等具體的因素進(jìn)行充分的考慮，協(xié)調(diào)各方面因素，選取最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

3.4抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于地震方面的設(shè)計，主要是要優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)。抗震問題，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的地位是不可小覷的。高層建筑本身的高度，使得其建筑要求較高，要優(yōu)化設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件位置，使得結(jié)構(gòu)壓力均勻分給每個構(gòu)件，不會出現(xiàn)承壓不均而導(dǎo)致地震時的嚴(yán)重破壞。對于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也要考慮其材料的安全性能。高層建筑的地震結(jié)構(gòu)設(shè)計，最重要的是對地基的選擇與設(shè)計，地基是建筑的根本，一旦發(fā)生破壞，上部結(jié)構(gòu)將無所依靠。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須重視地基的設(shè)計，優(yōu)化其抗震能力，設(shè)計出既節(jié)省材料又安全可靠的地基。以確保建筑物有足夠的強(qiáng)度和剛度抵抗地震的危害。

3.5對于短肢剪力墻的設(shè)置

相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與要求明確規(guī)定，對于墻肢來說，其的截面的高度與厚度的比值在 5-8 間的墻就是短肢剪力墻，務(wù)必嚴(yán)格依照以往施工情況，同時結(jié)合本工程的具體情況對高層建筑短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)置，同時，增加或使用短肢剪力墻時會受到多方面因素的影響，部分墻肢僅為0.2米的厚度，同時在墻與梁的連接處，受鋼筋、端柱以及暗柱的影響，不僅會使得設(shè)計的寬度不能實現(xiàn)，同時還會使梁的強(qiáng)度未達(dá)到要求。

因而在設(shè)置短肢剪力墻的過程，必須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對短肢墻進(jìn)行均勻分布設(shè)置，盡最大的可能使其在局部范圍內(nèi)錯開，對墻肢的厚度進(jìn)行合理的設(shè)置，不可過厚或者過薄，盡量避免間隔墻表的凹凸不平的現(xiàn)象，為方便高層建筑施工同時保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對于短肢剪力墻的厚度，應(yīng)設(shè)置在0.2-0.3米范圍以內(nèi)，部分剪力墻可以和較長的墻或者異形柱相混合。

4.結(jié)束語

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是一項復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，它會受到多個因素的影響，高層公寓建筑對結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求十分之高，相關(guān)的建筑設(shè)計師務(wù)必進(jìn)行準(zhǔn)確分析與計算，再在此基礎(chǔ)上結(jié)合實際的工程條件以及地質(zhì)條件，應(yīng)用科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。設(shè)計出高質(zhì)量的建筑物。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬寶芹，臧建.論高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計特點[J].科技致富向?qū)В?011（06）：5.

[2]周洲.某復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].山西建筑，2011（32）：62-63.