高層建筑結(jié)構設計的要點

石 燕

(重慶中倫建筑工程有限公司，重慶 404100)

前言

現(xiàn)代建筑結(jié)構設計越來越趨向多樣化，同時建筑結(jié)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(jié)構的分析與設計。優(yōu)化與完善建筑結(jié)構的設計工作，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(jié)構選型及結(jié)構布置

2.1 上部結(jié)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(jié)構A1～6#，B1～6#共12棟采用剪力墻結(jié)構形式，墻厚200mm～300mm。首層至基礎頂墻厚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(jù)地質(zhì)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(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)構設計要點

3.1 結(jié)構的計算簡圖

建筑物的計算簡圖是高層建筑結(jié)構設計和高層建筑結(jié)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(jié)構計算簡圖。在計算簡圖內(nèi)，要重要把握高層公寓建筑結(jié)構的剛節(jié)點以及鉸節(jié)點。

3.2 結(jié)構方案

進行高層建筑結(jié)構設計時，要處理的一個關鍵問題就是結(jié)構方案的經(jīng)濟、合理與科學性，應用合理而經(jīng)濟的形式，可以讓高層建筑結(jié)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(guī)則高度重視，與此同時，為避免結(jié)構出現(xiàn)問題，在相同的結(jié)構單元中，不可應用相同的結(jié)構方式。

3.3 建筑的基礎方案

在進行高層建筑結(jié)構的基礎設計時，必須對高層建筑結(jié)構的荷載分布、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。同時在進行高層建筑結(jié)構的時候，還要考慮對地基潛力方面的挖掘，所以在結(jié)構設計階段，就要充分了解并掌握工程地質(zhì)勘查報告的內(nèi)容以及技術參數(shù)，以便研究出科學合理的高層建筑結(jié)構基礎方案。對于建筑結(jié)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(jié)構受力特性以及建筑的力學性質(zhì)，對整個建筑物的結(jié)構體系的受力以及荷載進行明確。第二是保證經(jīng)濟成本的合理性。建筑結(jié)構的設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計措施產(chǎn)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(jié)構設計方案內(nèi)，也必須對地理地形條件、工程施工的要求、地質(zhì)條件、施工方案及建筑設備安裝等具體的因素進行充分的考慮，協(xié)調(diào)各方面因素，選取最優(yōu)的結(jié)構設計方案。

3.4 抗震結(jié)構設計

對于地震方面的設計，主要是要優(yōu)化抗震結(jié)構。抗震問題，在高層建筑結(jié)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(yōu)化設計建筑結(jié)構的構件位置，使得結(jié)構壓力均勻分給每個構件，不會出現(xiàn)承壓不均而導致地震時的嚴重破壞。對于非結(jié)構構件也要考慮其材料的安全性能。高層建筑的地震結(jié)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(fā)生破壞，上部結(jié)構將無所依靠。因此在進行結(jié)構設計時，必須重視地基的設計，優(yōu)化其抗震能力，設計出既節(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(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，務必嚴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(xiàn)，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(jù)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(nèi)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(xiàn)象，為方便高層建筑施工同時保證建筑結(jié)構的穩(wěn)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(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)構設計工作是一項復雜且系統(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(jié)合實際的工程條件以及地質(zhì)條件，應用科學合理的結(jié)構設計方案。設計出高質(zhì)量的建筑物。

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

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