高層建筑體型收進結構及其加強措施

趙倩倩

摘要：隨著我國經濟時代的發展與變化，建筑越來越趨向于高層發展，這就對建筑的結構提出了新的要求和標準。體型收進結構在不規則建筑中的應用較多，并能夠達到較好的抗震作用，對于建筑起到很好地保護作用。基于此，本文就高層建筑體型收進結構及其加強措施進行分析和研究，希望能夠就建筑結構的強化起到借鑒作用。

關鍵詞：高層建筑；體型收進；豎向不規則結構

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.100

0 前言

近些年來，建筑行業得到了突飛猛進的發展與進步，尤其在建筑層高方面，設計師一直期望能夠突破瓶頸，促進其高度增加，同時提升建筑的穩定性與牢固性。這就對建筑設計提出了新的要求和標準，只有不斷對建筑結構予以優化，才能夠真正保證建筑的可靠性。體型收進結構目前在不規則高層建筑中應用較多，并達到了較好的應用效果，尤其在抗震方面有突出表現，提升了建筑本身的穩定性。為了更好地促進建筑體型收進結構的應用，防止因為體型收進結構的應用而引起的構件內力、位移不規則變化，探索其與側向剛度不規則之間的關系，探索體型收進結構強化措施就顯得非常重要。

1 結構體型收進與側向剛度不規則關系

側向剛度主要反映的是建筑水平荷載情況下所能夠抵抗的變形程度，其中水平荷載包括風荷載和水平地震力，這兩種荷載對于建筑極容易造成危害。依照正常的設計原則來說，其應當是建筑抗側力構件的截面尺寸和材料強度依照自上而下的方式逐漸減小，側向剛度和承載力要防止突變。結構的豎向和水平布置需要更具合理性的剛度和承載力分布，要尤其防止因為剛度和承載力分部變化或者結構扭轉而留下薄弱結構。

建筑側向剛度不規則類型主要分為兩類：第一類：目標層的側向剛度與上一層相比，為上一層的70%，或者小于其上相鄰三個樓層的側向剛度平均值的80%。剛度上下大小也被稱為薄弱層。第二類則是局部收進的水平面尺寸相比較相鄰下一層來說，大于25%，但是頂層或者出屋面的小建筑可以不計算在內。這樣的建筑剛度則為上小下大類型，也被稱為豎向體型收進。此種收進結構主要是從尺寸的變化來對樓層剛度變化予以衡量的，其需要保證收進比值不會超過規范限值，并在剛度上予以把控，做到下大上小，其變化也要做到均勻變化，從而保證建筑下部的穩定性，也保證建筑在扭轉、剪切變形過程中，滿足設計原則及結構原則。

2 體型收進結構設計和加強措施

對于體型收進結構的設計與強化來說，其需要依照概念設計原則予以展開，并結合工程具體情況確定相應的設計方案。在進行設計和強化過程中，切不可簡單依照收進尺寸予以判斷，而是需要根據側向剛度和結構規則性的總體需要予以設計。

2.1 工程介紹

M工程為綜合工程，其1～3層為商業用房，4～14層為辦公用房，并帶3層裙房。地下則為車庫，并伴有設備用房設計。就主樓的長度來說，其尺寸為50.4m，寬度為20.25m。設計層高為地上14層，地下1層，總體高度能夠達到57.65，整體結構為框架-剪力墻結構。

2.2 體型收進結構及加強措施

對于本工程來說，其主要是在主樓和裙樓布局中強化體型收進程度，其所采取的強化措施主要包括以下幾個方面：

第一，在建筑四層樓板部位為豎向體型收進結構，對于此部分結構采取了加強措施，其樓板厚度達到150mm，并采用雙層雙向配筋，每層配筋率均大于0.25%。在四層樓板相鄰上下層，即三層和五層，同樣進行了樓板加厚，運用雙層雙向配筋予以強化。

第二，本工程為框架-剪力墻結構，因此在其墻柱、混凝土強度，以及構件截面等部分都極為注意做好強度等級變化，其中尤為注意的便是減少體型收進結構部分的剛度突變，做好PKPM模型的調整，建筑上層收進結構相比較底部樓層層間位移角相比較相鄰下部區段最大層間位移角要小，所小于的倍數關系為1.15倍。其主要需要保證的是建筑豎向傳力的可靠有效性。

第三，對于本建筑的施工建設來說，其需要保證做好底部的抗震加強，因此在6層及以下塔樓框架-剪力墻施工時候，提升一級抗震等級，建筑底部的構件和框架柱配筋率在原有程度上適當提高。

第四，本工程為偏心收進結構，對建筑的下部分，也就是周邊豎向構件強化了鋼筋配比，在進行配筋強化過程中，需要與第三點的底部抗震強化予以綜合考慮，做好相應的底部優化設計。

結合震害表明，建筑體型收進程度較大，那么其上部結構的剛度就會降低，并容易呈現突然降低的情況，這就造成收進結構成為軟弱層，并容易造成建筑的塑性變形。在進行建筑設計過程中，則需要對此方面內容予以深入考慮，一般來說收進部位高度超過建筑高度的50%，那么可以提高一級建筑抗震性能，但是對于結構側向剛度和扭轉的影響不大。偏心收進時候，則會影響整個建筑的扭轉效應，這時候就需要對下部結構周邊豎向構件予以加強。結合本建筑來說，便是綜合考慮到建筑抗震需要，以及建筑自身的設計情況，便注重做好下部豎向構件的加強，從而提升整個建筑的穩定性與抗震性。本工程在進行懸挑結構設計時候，還綜合考慮到外挑部位的豎向抗震性能，采用了冗余度高的結構形式，減輕建筑自重，從平面角度降低建筑剛度，防止建筑應用過程中可能出現的變形。

3 結語

體型收進結構雖然在抗震減害、保護建筑方面具有極為重要的功效，但是其收進尺寸比值超過規范限值時候，則難以起到根本性的作用，反而對建筑的抗震性能不利，構件內力也會呈現增大趨勢，極容易引起結構的破壞。因此，相關設計人員還需要就體型收進結構的收進尺寸予以深入探索與研究，結合建筑的實際情況做好相應的計算，不僅要堅持平面規則，更加要堅持豎向規則，結合體型收進結構特征，讓其發揮更大功效，提升建筑結構的穩定及抗震性能。

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