高層建筑結構設計的要點

石燕

摘要：高層建筑結構設計是一個復雜、長期同時又循環往復的過程，在設計過程中，如果存在任何的遺漏或者疏忽，都可能導致建筑物的結構設計為得更為復雜，甚至可能會給建筑物留下安全隱患。本文結合案例，高層建筑結構要點進行簡要的探討。

關鍵詞：高層公寓；建筑結構；設計

前言

現代建筑結構設計越來越趨向多樣化，同時建筑結構設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，相關工程人員越來越關注建筑結構的分析與設計。優化與完善建筑結構的設計工作，可以幫助建筑的綜合性能得到充分的發揮，提高建筑的經濟與社會效益。

1.工程概述

本項目總規劃用地面積59937.255平方米，總建筑面積12372.951平方米，用地性質為居住用地；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層設備房，1#地下室為人民防空地下室，平時為停車庫和設備用房，2#地下室為停車庫和設備用房。

2. 結構選型及結構布置

2.1上部結構

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。

本工程結構A1～6#，B1～6#共12棟采用剪力墻結構形式，墻厚200mm～300mm。首層至基礎頂墻厚300mm。剪力墻厚度經穩定驗算，滿足規范要求。

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，地下室頂板抗滲等級為P6（0.6MPa）；地下室抗浮設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

根據地質勘察報告，由于強風化泥巖層埋深較淺，若采用預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，以中風化泥巖為樁端持力層，經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.結構設計要點

3.1結構的計算簡圖

建筑物的計算簡圖是高層建筑結構設計和高層建筑結構進行計算分析時不可缺少的基礎，所以，相關人員必須選擇與實際情況相適應的高層建筑結構計算簡圖。在計算簡圖內，要重要把握高層公寓建筑結構的剛節點以及鉸節點。

3.2結構方案

進行高層建筑結構設計時，要處理的一個關鍵問題就是結構方案的經濟、合理與科學性，應用合理而經濟的形式，可以讓高層建筑結構的性能達到相應的設計標準與要求。在方案中必須對豎向以及水平的設計規則高度重視，與此同時，為避免結構出現問題，在相同的結構單元中，不可應用相同的結構方式。

3.3建筑的基礎方案

在進行高層建筑結構的基礎設計時，必須對高層建筑結構的荷載分布、高層建筑工程的地質條件、高層建筑的施工條件重點考慮。同時在進行高層建筑結構的時候，還要考慮對地基潛力方面的挖掘，所以在結構設計階段，就要充分了解并掌握工程地質勘查報告的內容以及技術參數，以便研究出科學合理的高層建筑結構基礎方案。對于建筑結構的設計方案，一般要滿足以下兩方面的要求：第一是合理的結構受力特性以及建筑的力學性質，對整個建筑物的結構體系的受力以及荷載進行明確。第二是保證經濟成本的合理性。建筑結構的設計方案會對整個建筑物后續的施工方案的選取以及具體的施工設計措施產生直接的影響，因而設計方案務必對整體建筑施工成本合理的要求進行充分的考慮。除此以外，在高層建筑的結構設計方案內，也必須對地理地形條件、工程施工的要求、地質條件、施工方案及建筑設備安裝等具體的因素進行充分的考慮，協調各方面因素，選取最優的結構設計方案。

3.4抗震結構設計

對于地震方面的設計，主要是要優化抗震結構。抗震問題，在高層建筑結構設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，要優化設計建筑結構的構件位置，使得結構壓力均勻分給每個構件，不會出現承壓不均而導致地震時的嚴重破壞。對于非結構構件也要考慮其材料的安全性能。高層建筑的地震結構設計，最重要的是對地基的選擇與設計，地基是建筑的根本，一旦發生破壞，上部結構將無所依靠。因此在進行結構設計時，必須重視地基的設計，優化其抗震能力，設計出既節省材料又安全可靠的地基。以確保建筑物有足夠的強度和剛度抵抗地震的危害。

3.5對于短肢剪力墻的設置

相關的標準與要求明確規定，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，務必嚴格依照以往施工情況，同時結合本工程的具體情況對高層建筑短肢剪力墻進行設置，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，不僅會使得設計的寬度不能實現，同時還會使梁的強度未達到要求。

因而在設置短肢剪力墻的過程，必須根據標準，對短肢墻進行均勻分布設置，盡最大的可能使其在局部范圍內錯開，對墻肢的厚度進行合理的設置，不可過厚或者過薄，盡量避免間隔墻表的凹凸不平的現象，為方便高層建筑施工同時保證建筑結構的穩定性，對于短肢剪力墻的厚度，應設置在0.2-0.3米范圍以內，部分剪力墻可以和較長的墻或者異形柱相混合。

4.結束語

高層建筑的結構設計工作是一項復雜且系統的工作，它會受到多個因素的影響，高層公寓建筑對結構設計的要求十分之高，相關的建筑設計師務必進行準確分析與計算，再在此基礎上結合實際的工程條件以及地質條件，應用科學合理的結構設計方案。設計出高質量的建筑物。

參考文獻：

[1]馬寶芹，臧建.論高層建筑結構分析與設計特點[J].科技致富向導，2011（06）：5.

[2]周洲.某復雜高層建筑結構設計分析[J].山西建筑，2011（32）：62-63.