基于多層框架結構的商務辦公建筑設計分析

鄭晴天

摘要：隨著城市化進程的不斷加快，建筑結構格局的樣式也層出不窮，無疑給商務辦公建筑結構設計帶來了新的困難和新的挑戰。本文筆者結合實例從荷載取值、結構形式和基礎結構設計等方面對商務辦公建筑結構設計進行闡述，可供參考！

關鍵詞：結構設計；框架結構；商務辦公建筑

1工程概況

本工程由三棟商務辦公建筑組成，建筑高度不超過24米，均為多層、低層建筑。本工程位于工業科技園，根據抗震規范，該地區抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.01g，按照建筑抗震設防分類標準，該工程屬丙類抗震設防建筑。

三、結構設計的荷載取值

隨著商務辦公建筑結構的不斷興起，建筑領域都開始設計新型的商務辦公建筑結構，為了取得最好的建筑結構，就要對建筑結構的荷載值進行準確的判斷，在設計中準確的運用建筑物的荷載值，并根據建筑結構對各種荷載進行組合應用，將建筑物的荷載設計成最大限度。在我國計算荷載值的方法要在設計結構時就測定，只有提前測定出建筑物結構的荷載值，才能根據測出的數據進行合理的設計和施工，還要根據測出的數據進行建筑物的抗震水平的測試。在結構設計中，建筑物要承受多大的作用力，哪部分承受的作用力大，哪部分承受的作用力小都能清楚的知道，在設計建筑物結構時，就會計算出建筑物的最大承受力，也可以稱為最大荷載值。所有的結構設計都要低于這個荷載值設計，否則在建筑物使用過程中，會發生重大事故，威脅著人民的生命和財產安全。因此，這就要求在設計建筑物結構時，一定要根據最大荷載值進行合理的設計，保證設計出的建筑物合理和安全。以下就本工程結構設計的荷載取值進行探討。

1、恒荷載（標準值）：本工程主要考慮結構構件的自重、施加于結構上的特殊荷載（植被及土石等）、吊頂（包括設備管線）以及外墻建筑裝修（幕墻及石材）等荷載。

2、樓面活荷載（標準值）

3、風荷載取值：基本風壓按照現行國家荷載規范的規定取用，本工程多層建筑采用50年重現期的風壓值。

4、地震作用：地震作用按本地區抗震設防烈度計算，在結構兩個主軸方向分別計算水平地震作用，在計算單向水平地震時計入扭轉影響。

四、結構形式設計

本工程由3個建筑物構成。1號樓地下分布2層，其中地下1層為自行車停車庫，地下2層為后勤用房，地上為6層，框架結構柱網尺寸6.0～9.9米；2號樓地下分布1層，為機動車停車庫，地上7層，框架結構柱網尺寸6.6～9.6米；3號樓地下分布2層，其中地下1層為自行車停車庫、地下2層為機動車停車庫，地上7層，框架結構柱網尺寸6.6～7.8米；根據建筑的平面布置和使用功能特性，擬采用現澆鋼筋混凝土框架結構，肋梁樓、屋蓋。其抗震等級為：框架4級。本工程部分建筑平面長度超過規范伸縮縫最大間距的要求，考慮采取以下措施減小混凝土溫度變化和收縮：加強屋面保溫隔熱以減小結構溫度變形；施工過程中加強養護以減小收縮變形；設置溫度后澆帶；混凝土中摻微膨脹劑。

五、地基及基礎結構設計

現階段，剪力墻結構商務辦公建筑對于埋置深度要求的考慮，一般都構建地下室結構，地基基礎通常多采用樁筏基礎。基礎樁的合理選擇，將直接對整個建筑工程的經濟性和安全性產生重要影響。商務辦公建筑的基礎必須確保整體性好，滿足整體的荷載力和建筑物允許變形的基本要求，同時能減少不均勻沉降的發生。商務辦公建筑應設置地下室，能將地基的沉降量和附加應力降低，且能有效保證地基的承載力和上部結構的穩固性，要嚴格依據地方性規范的要求，進行地基基礎的合理設計。

由于設計環境復雜，并且與已有相鄰建筑物的關系，設計過程中注意以下幾點：

（1）考慮相鄰建筑的高度、長度、寬度、結構形式、基礎形式、基礎埋深，尤其相鄰基礎部分的詳細尺寸及高差、基礎厚度、軸線懸挑尺寸、基底標高等數據，還有地基處理方法，處理深度等，要收集詳盡以備設計時比較分析。

（2）了解本工程外墻軸線與原有建筑物軸線的關系，從而可以計算外墻間距，基礎可懸挑長度；本工程±0.000相應絕對標高與原有建筑±0.000相應絕對標高，根據此數據可計算基底標高，由此判斷本工程基礎埋深是否超過原有建筑的基礎。

（3）查找原基礎的地勘報告，并與本工程的地勘報告作比較，若大體相近，則地基處理方法應與原來地基處理盡量一致，這樣相鄰基底傳力均勻，基礎沉降亦均勻。同時應注意水位的高低。若土體相差比較大，則另采取措施。

（4）本工程基礎深度有三種選擇：宜做淺基礎；亦或比原基礎深，在相鄰部位做懸挑，新舊基礎相鄰距離為兩者深度差的兩倍；亦或與原基礎深度相同，此時應考慮基礎間的相互影響，基礎形式盡量與原基礎形式相同，地基處理也應做到相同或相近，盡量減少相互影響，使地基受力均勻，基礎沉降亦均勻，避免地基受力不均勻、應力集中或沉降不均勻引起相鄰基礎受力發生變化。同時從基坑開挖至施工結束的過程中，要認真觀察相鄰建筑的沉降和傾斜，從外在情況來判斷對原有建筑的影響。

（5）由于外墻間距300 mm，相鄰建筑地下防水層將遭到破壞，施工時應有此方面的措施。在可能產生滑坡的地段，應采取排水、支擋、卸載、反壓等可靠的預防措施，防止產生滑坡。

（6）基礎設計時也同時考慮相鄰基礎形式，其地下室底板是梁板式筏板，所以本工程基礎也采用此種形式。但是由于1號樓地下2層， 1層自行車停車庫的高度至少需要2.3 m，地下2層是后勤用房，層高至少3.9 m；由于本工程與高層相距太近，所以設計時基礎底板板底標高盡量與基礎底板板底標高基本保持一致，地基梁的高度受到限制，所以采用地基梁高同板厚均為1 m。因3號樓電梯井靠近外墻且臨近2層住宅樓，降水條件所限，電梯井基坑開挖就會充滿地下水，不能深挖。考慮施工方便，基坑淺挖，在地下室內電梯井外圍處用素土填高，從而提高集水坑底標高。筏板厚度由沖（剪）切計算確定，受力計算分析時，根據各種內力組合分析筏板厚度、配筋量、基礎變形之間的變化規律。

總結

綜上所述，商務辦公建筑主體結構不僅承擔自身的垂直荷載，還要承擔風荷載及抗震水平荷載，隨著建筑物高度的增加，垂直和水平荷載對結構的作用力就會增強，而增大了水平荷載產生的彎矩和剪力，直接影響到商務辦公建筑的整體設計。因此，商務辦公建筑結構的設計是通過仔細計算、精心分析各項指標實現的，尤其是關于結構的荷載力和基礎結構設計更為復雜化。只有通過各種專業人員通力協作，發揮各自的專業優勢，才能擇優選擇最佳方案，進而設計出美觀、實用、經濟、安全的建筑。

參考文獻

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