1、1高层建筑结构设计实例以及要点分析【摘要】：在现代建筑结构设计中，呈现出高度加大、层数增多与结构体系复杂等新特点，对于结构设计工作的效率与质量要求也更为严格。在建筑结构设计中，应综合考虑各方面的因素与条件，应用先进的设计理论、模式与方法，不断完善设计方案，从而为工程项目建设提供必须的技术文件。本文结合国内某工程实例，简要分析了建筑结构设计的相关问题。 【关键词】：建筑结构；设计；工程实例 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 在我国现代建筑科技高速发展的背景下，对于建筑结构设计提出了更为严格的要求与标准，一个优秀的结构设计方案不但要满足相关规范与技术标准的要求，而且要兼具经济性、合
2、理性、可行性等特征 近年来，国内高层、超高层建筑工程数量不断增多，结构设计中也出现了一系列的弊端与问题，设计人员必须加强专业知识与理论的研究，在实践中不断总结和积累经验，从而才能有效促进建筑结构设计质量的全面提升。 1现代建筑结构设计的要点分析 1.1 轴向变形是必须考虑的，在高层建筑结构设计中，由于竖向荷载的数值较大，可能在柱中引起一定的轴向变形，对连续梁弯矩造成影响，导致连续梁中间支座处的负弯矩值明显减小，对于预制构件下料的长度2也会产生影响，设计人员应根据轴向变形的实际计算值，合理调整下料长度。 1.2 水平荷载的决定因素是不容忽视的，在现代建筑的结构设计过程中，建筑物自重、楼面使用荷载
3、等将在竖构件中引起一定的轴力与弯矩数值，通常与建筑物高度的一次方成正比，而水平荷载对于建筑结构产生的倾覆力矩及在竖构件中引起的轴力，则是与建筑物高度的二次方成正比。因此，在建筑结构设计中，竖向荷载基本是定值，而风荷载、地震作用等水平荷载的数值则会随着建筑结构动力特性的不同，而出现较大幅度的变化，这是设计工作中必须进行周密分析与计算的。 1.3 结构延性是设计工作的重要指标，相对于多层、小高层建筑而言，层数较高的建筑结构更柔一些，在相同的地震作用下变形也相对较大。为了保证高层建筑结构进入塑性变形阶段后，仍然具有较为理想的变形能力，避免建筑物倒塌，在结构设计中必须采取相应的工艺与技术措施，以保证建
4、筑结构具有足够的延性。 1.4 侧移成为设计工作的重要控制指标，与多层建筑不同，在高层建筑结构设计中侧移已经成为重要的控制指标，特别是随着建筑物高度的不断增加，相同水平荷载下建筑结构的侧移变形明显增大，所以，在水平荷载作用下的建筑结构侧移必须控制在一定的限度之内。 2建筑结构设计工程实例 选取某高层住宅建筑工程项目为例，简要分析建筑结构设计的基本流程与注意事项。本工程位于某城市的中心繁华地段，地上 20 层，地下1 层，建筑总高度 78.3m，建筑总面积约为 25 万 m2。本工程建筑结构的3长宽比为 3.8-7.4，高宽比为 5.6-10.1。本工程项目所在地的地形较为平坦，表层以人工填土为
5、主，以下部分为一般第四纪沉积土层，土层在水平与垂直方向的分布较为稳定。本建筑的结构安全等级为二级，抗震设防重要性为丙类，抗震设防烈度为 9 度，基本风压 0.45kN/ m2。 2.1 主体结构设计 本工程的主体结构采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，其中剪力墙的抗震等级为一级，框架的抗震等级为二级。结合建筑物的实际使用功能，在建筑中部布置剪力墙，将其作为主要的抗侧力构件，并且形成筒体，在筒体周围合理设置框架柱。由于受到本工程层高与使用功能的限制，地上部分的楼层主次梁沿 Y 向布置，以利于减小主梁的高度，增加使用净高，层楼板厚为 110mm。本工程结构的嵌固端位于地下室顶板，充分考虑其承受
6、与传递地震作用产生水平力的问题，将板厚设定为180mm，板配筋采取双层、双向满布的形式。 2.2 基础设计 根据工程项目所在地的地质勘探及地基承载力的实际计算结果，设计人员决定采用梁板式筏形基础，X 向基础梁的尺寸为 9001800，Y 向基础梁的尺寸为 10002000 或 18002000。由于受到筒体内电梯基坑、集水井局部下沉的影响，有可能导致主梁难以正常贯通，筒体部位的竖向荷载也相对较大，所以，筒体四周的板厚为 1.5m，其余部位的板厚为1.0m。 在本工程的基础结构计算中，采用弹性地基梁板基础软件进行计算，要特别重视各类技术资料与数据的收集和整理，以确保计算结果的真实4性与可靠性。
7、2.3 框支层结构设计 2.3.1 剪力墙设计 本工程结构设计中，核心筒落地剪力墙的厚度为 40cm，核心筒以外，建筑四角分别布置 L 型剪力墙，厚度为 70-90cm 之间。为了有效改善混凝土的受压性能，增大结构延性，在设计工作中合理控制墙肢轴压比，其比例应控制在 0.5 以内。墙体水平与竖向分布筋不但要满足基本的计算要求，而且满足最小配筋率为 0.3%的限值。底部加强区域的剪力墙设计中，应按照相关规范与技术要求设置相应的约束边缘构件，其纵筋配筋率应控制在1.2%，体积配箍率则要控制在1.4%。同时，在本工程长厚比5 的短墙计算中，按照柱输入计算进行分析与比较。 2.3.2 框支柱设计 本工
8、程框支柱的抗震等级为二级，轴压比的限值为 0.6。框支柱主要截面为 13001300 或 13002300 等形式，设计工作中的相关计算结果表明，全部框支柱的受力情况较为理想，轴压比为 0.41-0.52，所以，箱形转换层下的框支柱变形控制效果较为理想。在本工程框支柱的剪力设计中，设计值按照柱实配纵筋进行计算，并且乘以放大系数 1.1，剪压比应控制在 0.15 以内。柱内纵向钢筋的配筋率应1.2%，体积配箍率均1.5%，使得柱具有较为理想的延性，以符合“强剪弱弯”的设计要求。2.3.3 箱形转换层楼板设计 在本工程的结构设计中，箱形转换层的箱体总高度为 245cm，上下层5板厚均为 25cm。
9、结构设计工作中，对于箱体上下层板的内力分析与计算，采用专业的 ANSYS 有限元软件。设计工作中的各种分析结果显示，在不同的荷载工况条件下，箱体上层板的最大压应力控制在 1.2MPa 以内，箱体下层板的最大拉应力应控制在 2.0MPa 以内。在箱形转换层楼板设计中，楼板裂缝0.2mm，实配双层、双向通长钢筋。 3结束语 综上所述，在建筑结构设计工作中，必须综合考虑各种影响因素与条件，对于设计中常见的效率与质量问题要尤为重视，在设计过程中应及时引入先进的设计理念与方法，使得建筑结构设计中更多的应用新工艺、新技术、新材料，进而有效提升建筑结构设计的整体品质，有利保障工程项目建设工作的顺利进行。 【
10、参考文献】： 【1】王平.房屋建筑结构设计中常见问题分析【J】技术研发.2010， （06）：20-21. 【2】王国强，菜晓强，等.浅析对建筑房屋优化结构设计实行责任制度确保落实到位【J】.中华建设，2009，(12)：53-55. 【3】马臣杰，张良平，范重.浅析优化技术在深圳京基金融中心中的应用【J】.建筑结构，2009，(04)：56-58. 【4】卢亦焱，黄银，唐红.浅谈房屋加层外框架结构方案的优化设计【J】.哈尔滨工业大学学报，2009，(04)：11-13. 【5】林同炎，S.D.斯多台斯伯利.结构概念和体系【M】.北京：中国建筑工业出版社，2004：158-176. 6【6】李展开.浅谈对建筑结构抗震概念设计的理解【J】.山西建筑，2009，(06)：14-16.
