高层建筑结构设计的实践探讨
超高层建筑的设计探索与实践——以晟通·梅溪湖国际总部中心二期为例
超高层建筑的设计探索与实践——以晟通·梅溪湖国际总部中心二期为例文/ 何芳 湖南省建筑设计院有限公司 湖南长沙 410012【摘要】伴随着城市的加速发展，以及城市人口的日益增多，我们对土地及空间的利用提出了更高的要求，超高层建筑的广泛采用也成为了主流。
在这种背景下，本文以晟通·梅溪湖国际总部中心二期项目为例，探索了超高层建筑在城市背景下的功能布局、立面造型，重点空间打造以及绿色节能的设计。
【关键词】超高层建筑；设计；空间打造；绿色节能1、工程概况晟通·梅溪湖国际总部中心二期项目位于湖南湘江新区梅溪湖国际新城梅溪湖路与东方红路交汇处的东北角，净用地面积27130.72㎡，东侧临环湖路与梅溪湖风光带隔路相望，西侧为梅溪湖路，南侧为连湖八路，北侧为连湖七路。
主要功能及面积：A栋、B栋塔楼为公寓式办公；C栋为商业中心；地下共三层，G层为商业，地下一层、地下二层为停车配套等辅助用房；总建筑面积267381.79㎡，地上建筑面积194535.37㎡。
建筑高度：A栋公寓式办公,249.55m；B栋公寓式办公,199.55m；C栋商业中心，23.95m；地下室，15.1m。
2、总平面布置项目地上布置了两栋（A栋、B栋）超高层公寓式办公塔楼，一栋（C栋）多层商业中心。
B栋超高层办公塔楼与C栋多层商业中心朝向为南北向，避免东西向开大窗，实现建筑最大限度自然通风、被动节能。
A栋、B栋两栋超高层公寓式办公塔楼位于基地西侧，沿梅溪湖路布置，是统帅全区域的核心，两栋塔楼相互垂直，从而在建筑前形成开阔大气的入口广场；C栋多层商业中心位于基地东侧，沿环湖路布置，在环湖路一侧建筑轮廓局部内凹，自然形成商业入口广场的同时与梅溪湖城市公园融为一体，加深了此段沿湖风光带的进深。
项目地下共三层，G层为商业，地下一层、地下二层为停车配套等辅助用房。
3、功能布局3.1超高层塔楼（A栋，B栋）景观资源丰富是本项目用地最大特点，场地享有梅溪湖一线景观，交通便利，紧邻地铁口与南侧城市绿地。
有关高层建筑结构设计问题及对策的探讨
社． １ ９ ９ ２ ． ‘
工 业 出版 社 ， １ ９ ９ ９．
［ ８ ］ 侯 宝 隆， 蒋之峰． 混凝 土非破 损检 测 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 地 震 出版 ［ １ ０ ］ 曹 获， 江立生． 超 声 回弹综合 法测强 曲线的建立 ［ Ｊ ］ ． 华
计算简 图设计 ， 也是高层建筑结构设 计 中需 要注意 的重要 问 济性 以及适用性等方面进行规范 的。《 规程》 所规定 的结构体系最 ［ ７ ］ 吴慧敏 ． 结构 混凝土 现场检 测新技 术——混 凝土 非破损 检 ［ ９ ］ 余红发． 混凝土非破 损测 强技 术研 究 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 中国建材
第４ ０卷 第 ２期 ２ ０ １ ４年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ Ｅ Ｃ ＴＵＲ Ｅ
Ｖｏ １ ． ４０ Ｎｏ． ２
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
・４３ ・
文章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ ・ ０ ０ ４ ３ ・ ０ ２
关键 词 ： 高层建筑 ， 结构设计 ， 问题 ， 原 则 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ８ 文献 标 识 码 ： Ａ
改 革开放以来 ， 伴 随着 国民经济 的快 速发展 ， 加 上科 学技 术 题 ， 主要原因在于高层建筑结构设计 时需 要对一些基 本的数据 进 而这些计算分析都必须要建 立在计算简 图的基础 之 的不 断进 步 ， 我 国高层建筑行业 取得 了重 大的突破 。高层建筑 结 行计算分析 ， 构设计 是否合理 ， 不仅 仅影 响到高 层建 筑实施 施工 ， 而且 还 直接 上。只有 通过计算 简图基础之上的数据分 析 ， 才可 以提高 高层建 影 响到高层建筑建 设 以及后 期养护 的顺 利开 展。本文 主要研 究 筑结 构设 计的安全性以及牢靠性 。举例来讲 ， 建筑 物结构节 点 问 高层建筑结构设计 原则 ， 探讨 高层 建筑 结构设 计 问题与 策略 ， 为 题 ， 建筑物结构节点并不是我们传统 观念 中的铰节 点或者是 钢节
关于高层建筑结构设计的探讨
关于高层建筑结构设计的探讨摘要：随着城市化发展以及建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多。
高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性。
高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
关键词：高层建筑结构设计探讨中图分类号：tu318文献标识码： a 文章编号：1高层建筑结构设计的概念高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计:在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。
2高层建筑结构设计的特点2.1水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。
因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。
另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2侧移成为控制指标与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
2.3抗震设计要求更高有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
2.4轴向变形不容忽视高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安垒的结果。
结合工程实例探讨高层建筑结构设计
表 ２ 单位 面积铜 筋量 ｋ／ ｇ ｍ
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中 国 新技 术 新 产 品
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建 筑 技 术
结合工程实例探讨 高层 建筑结构设 计
杨 晓 红 肖 可
（ 重庆 雅 凯 斯 凯 建筑 设 计 有 限公 司 ， 庆 ４ １４ ） 重 ０ ７ １
摘 要： 在剪 力墙 结构设 计 中 ， 样既 能让这 种体 系刚度 大 ， 怎 外观 简洁等 优 点发挥 出来 ， 又能 克服 其 工程 费 高等缺 点是 设计 的 关键 。 本文就其 优化设 计作 了一点 简单探 讨 ， 以后 的设计 ． 作 中应 不 断总结 ， 在 Ｙ － 以期 更好地 掌握这 种结 构体 系的设计 方 法。
关键词 ： 高层建 筑 ； 剪力墙 ； 构设计 ； 化 结 优
剪力墙 结构 刚度大 ， 整体 性好 ， 钢量较 山于上部使 厢功能 的差 别 ， 用 表 ３ 优化后 的计 算指标 省 ， 高层住 宅 、 在 旅馆等居住性建 筑 中 ， 居室和 构件截 而类 型也会有差异 ， 结构 擐翌 舞翱 Ｆ均 基噍 地震 卿 力／ Ｎ ｋ 最大崖 间位 移角 客房均 为小 间 ， 隔墙 较 多 ， 用现 浇剪力 墙 从而 导致 成本 差 异 。因此 露 分 采 颦 Ｓ 系数 疗向 ｙ方向 ｘ芋毂 ｒ方向 ｉ 结构 ， 可以将 承重墙 与分 隔墙 合二 为一 ， 对 必须 在方 案 没计 阶段 确定 相 Ｉ ｌ ９５ ８３ ｌ ｏ ０ 来说 比较经济 。 另外 ， 室内较框架结 构简洁 ， 没 适 宜的结构形 式 。 蟓 力豢 ｌ４ Ｓ 册 Ｏ ６ ｊ８ ｊ８ ｊ 明 ．９ ／ ７ Ｉ ｌ６３ ３ ６ ６ ５ ９ 】２３６ ／ ２ 有露梁 、 柱现象 ， 露 外形 美观 ， 于室 内布 置 。 便 层数 较小 ｆ 比如 ２ ０层 ３ ｌ １９ ３ １ ０ ８ ３ 因此 ， 在高 层住宅 、 旅馆 中 常采用 现浇 剪力 墙 以下１ 的高层 住 宅 ， 采 用 可 ｌ ｌ ９ ９ ０ ３ ｌ ０ Ｏ 结 构。 将剪 力墙结构运用 到高层住宅 、 馆中 ， 短 肢剪 力墙 结构 体 系 。２ 纯 化舶 ２ 旅 Ｏ Ｊ ６ ０ ９ Ｉ５ ４ ｌ３ ２ ９ Ｉ Ｉ ０ ｌ ｌ４ ７ ６ ｌ０ Ｓ ５ ５ ０ ． ７ ， １ ， ｌ ３ ９ ３ ｌ ８ ４ ３ ９ ０ ０６ 除 具有 以上优 点 外 ， 有一 些 缺点 ：） 力墙 层 以下 的 高层住 宅采 用 传 还 １ 剪 结构抗侧 刚度大 ，会 引起 较大 的地 震反应 ， 使 统 的现浇剪 力墙结 构 ， 各墙 表 ４优 化后 的经 济指标 得 上部结构 和基础费用增 加 ；油 于混 凝土墙 肢轴压 比计算值往 往较小 ， ２ Ｉ 杈蛙， ｈＴ ｚ ｎ Ｉ 滟凝｝ｍ１ ２ ｌ ， Ｉ 体 较多 ， 得建筑 物重量 增加 ， 也 同样 引起 墙体 配筋为构造配 筋 ， 使 这 墙体 ． １ Ｉ 窄 Ｉ 扳 Ｉ 墙 Ｉ 楼梯 Ｉ 总计 ｆ 总 计 『 较大 的地 震反 应 ， 造成 浪 费 ；） 力墙 结 构 中 承载 能 力远 远没 有发 挥 出 ３ 剪 Ｉ燎奇 ｌ ６ ｌ ９ ｌ ３２ ３ ｌ ９ ２ １ ０２ 囊 ７ ６ ８１ ２ ｌ １４ １ ０ ８ ３ ３ １ ４ ６ ．８ ９ 各墙肢轴压 比往往较低 ， 使得各 墙肢 的承载能 来 ， 程 费用 较高 ， 时若 ［ 这 优 ｌ ２ ８１ ７３ ． ４ｌ ５１ ８５ ｌ ３ ｌ ２ ｌ １ １ １ ０２ ２ ５ １ ３ ４ ７ ． ４ ８ ７ 力得不 到充分发 挥 ；ｌ ４剪力墙 结构 中墙体 多为 采 用 短 肢 剪力 墙 结 构 ， 以 构造配筋 ， 配筋率较 低 ， 使得结构延 性较差 ． ． 在 上 不足之处就 可以得到解 决。在 ７ 区，Ｏ 度 ２ 层 高层 剪力墙结构设计 中 ， 怎样既发 挥它具有 足 以下 的高层住 宅采用短肢 剪力墙结构 ， 构顶 结 够 的抗侧能力等优 点 ， 又改进其工 程费用较 高 点 位移 、 周期 、 平地 震剪 力一 般可 控制 在合 水 的缺点成为一个关键 问题 。因此 ， 近年来工 程 理 的范 内。采用 短肢剪力墙 结构 ， 山于合理 界对 高层剪力 墙结 构 的优 化 布置 给予 了更 多 地将 一部 分钢筋 混凝 土墙置 换成 砖墒 或其 他 的关 注， 而且 也取得 了一定 的进展 。 目前 ，高 砌体 ， 《 使得 结构 自重减 轻 ， 偏 大的结 构 刚度 将 规》 对高层建 筑的结构选 型 ， 尤其是 合理布 置 ， 降下来 ， 构地震 反应减少 ， 结 工程 费用降 低 ， 还 尚未做 出一个明确的具体 的规定 。因此 ， 结合 增加 了结 掏的延性 ，使结 构的抗震 性能 提高 。 实际的工程 背景 ， 高层剪力墙 结构 的优化布 框支剪力墙 结构 中 ， 剪力墙结构 可采用 短 对 上部 置进行研究很有 必要 。 肢剪 力墙体 系 。存框 支剪力墙结构 中 ， 了减 为 １剪力墙结 构设计 的优化 少上下层 的刚度 比， 不采 用加大下层 刚度 的方 １ ． １剪力 墙结构构件 的经济含钢 量 法， 而采用减少 【 ： 部剪力墙体 系的刚度 即改片 Ｊ 图 １标 准层结构布 置图 随着我 国建 筑结构 的高度 越来越 高 ， 高层 短 肢剪力墙体 系 ， 经济效果就 十分明显 了 剪力墙及墙 厚根据规范 及工程层数 、 层高 建筑 结构 采用剪力墙形 式 已经不 是新鲜事 务 。 层数较 多的高层 住宅 ， 最好采用传 统的全 １ ５ｍ 地下层 经过 我国多年的设计及 成功 的施 ｌ 经验 累计 ， 现 浇剪 力墙体 系。在层数较 多的高层 建筑 叶 ， 情 况 取值 如下 ： 层 及地下 层 ２０ ｍ （ 丁 ｌ ０ ｒ ）２ ａ 层 ０ｍ 对 高层建筑 剪力墙 结构构 件适 宜 的含 钢量 已 如 采用短肢 剪力 墙体 系 ， 使结 构较 柔 ， 构 外 墙厚 ３０ ｍ ， 层及 ２ 以上 外墙 ２０ ｍ， 就 结 ８ｍ 。结构整 体计算 中剪 重 比较 大结 经有 了一些 数据上 的统计 ， 该经验值统 汁如表 顶点 位移 和层 间位移就 不 一定 能满 足规 范要 内墙 １０ ｍ 从 １ 所示 。 据这些含钢 量的指标可 以对结构设 求 ， 依 底部剪 力系数也偏 低 ， 结构趋 于不安全 ： 但 构 整体布置 有继续优化 的可能 。 节省造价角 暗柱 、 梁等 处构 件根 据计算 结 构按 连 计的经济性起 到一定的指导作 用 。 是 ，在有些情 况下若采用传 统剪力 墙体 系 ， 结 度 考虑 ， 包括 ， 其 对各 种不 同结构体 系 的用 钢量 的经 验统 构刚度 计算 值还稍偏 大时 ， 可将较大 的墙肢 丌 构造 要求 配筋 （ 局部按 计算 配筋 的） 中 计结 果如表 ２所示 。 设结构洞 ， 或将 窗台改为 砖或 其他砌 体等措施 墙体 分布 筋基 本与规 范最 小配筋 及其 他构 造 要求 相吻合 。 优化 结构设计 不只是抽钢筋 。 一 １ ． ２剪力墙结构 的适 宜方案 加 以微调 。 栋建筑方 案产生后 ， 构的选型和 布置就存在 结 剪力墙结构设 计的方案有 多种选择 ， 择 选 ２工程实例 的分析 否 任 适宜 的结构 形式 ， 不仅能保 证建筑结 构 的安全 本 工程位 丁我市 ， 宅小区总建筑 面积达 优化 与 的问题 。但是 ， 何建筑体 型都可能 住 性， 而且 能大幅度的降低工 程造价 。在设计方 １ ．万平 方米 ，与本 工程类 似 的住 宅 楼达 ｌ 有最规则 的和最经济 的结构布置方 案 。所 以 ， ０ ８ Ｏ 案及初 步设 计阶段 正确地 选择 建筑 的结 构体 多栋 。如果通过对 一栋楼进行结构 设 汁分析 ， 真正 的优化应 是 全过程 的需 要各专 业 的密切 经过优 化后 的计算 指标 如表 ３所示 ， 经 系以及构件 的截面及采用 的材料 ， 整个建筑 找到其 中可优化改进 的地方 ， 可使 结构设 计 配合 。 对 就 的经济性影 响是相 当大 的。 选择较 为合适 的结 得到部分 的优化 、提高 建筑产 品的性价 比 、 降 济指标如表 ４所 示。 ３结束语 构体系 ， 以在方 案阶段总体 控制成 本。 同时 低单件造 价和整个小 区的工程造 价 。 可 进行结 构 综 上所述 ， 本文探讨 了在高层剪力墙 结构 设计分析 的住 宅楼为地 表 １含 钢量 经验 值 统计表 ｝ １ 下 ２层 ， 上 １ 层 ， 地 ６ 标 设计 ［怎 样发挥 它具 有 的足够 的抗侧 能力 等 种 整 叠 力擞 蝻 ／％ 拣 簿 耧 蕊 结 从 经 准层平 面布 置 图如 同 １ 优点 ， 合工程实例 ， 建筑整体 结构计算 、 絷 ０ ３ １ ５ ５ ０３ ０ ２ ０ ４ ５ 嘲 ２ 《 ０ 所 示 。总建筑 面 积约 ２ 济含 钢量 等多方 面探讨 了高层建 筑剪力 墙结 ０ 拄ｆ 包括 暗 柱１ Ｏ ５ １５ ． Ｏ ８ｌ ２ 以实现 建筑结构 万 平方米 。地下 ２层为 构优化设计 处理方法 和措施 ，
高层建筑结构设计问题探讨
高层 建筑 结构设 计 问题 探讨
王伟光 李振 国 （ 黑龙江省西埃迪建筑设计 院， 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ ０
摘 要： 随着高层建筑进一步的发展 ， 满足 高层建筑的形式 ， 材料 ， 力学分析模型都将 日趋复 杂多元 ， 了革新 高层 建筑 ， 为 体现其魅 力， 追求新 的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程 师们的 目标 和方向。 关键词 ： 高层 ； 筑 ； 建 结构 ； 设计
２ ． ３简体体系
参 考 文 献
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１杨斌， 张红英． 关于建筑结构设 计 中若干 问题 的研 究［ ． Ｊ 工程 地球 Ｊ 凡采用简体为抗侧 力构件 的结构 体系统称为筒体体系， 包括单 ［】 ２ ７２ ￣ ） ６ ６ ０ ０ ５ 筒体 、 简体 一框架 、 筒中筒 、 多束筒等多种型式。简体是一种 空间受 物理 学报 ， ０ ，４ ６：９ — ０ ． ２夏卓文． 高层建筑结构设计特点 住宅科技，０ ７ １ ２：９ ３ ． ２０， （ ） ￣２ ２０ ２ 力构件， 分实腹筒 和空腹筒两种类型 。实腹筒是 由平面或 曲面墙 围 ［１ 成 的三维竖 向结构单体， 空腹筒是 由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋 混 凝 土外墙构成 的空间受力构件 。筒体 体系具有很大的刚度和强度，
另一方面 由于轻质 高强材料的开发及新 的设计计算理论 面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框 架， 便形成 了框架 一 快速发展 。 抗风和抗震理论的不断完善， 加之新的施工技术和设 备的不 剪力墙体系 。在承受水平力时， 框架和剪力墙通过有足够 刚度 的楼 的发展， 特别是计算机 的普及和应 用以及结构分析手段 的不断提 高， 板和连梁组成协 同工作的结构体系 。 在体系中框架体系主要 承受垂 断涌现， 为迅速发展高层建筑提供了必要 的技术条件 。 直荷载， 剪力墙主要承受水平剪力。
高层住宅建筑结构的设计实践
高层住宅建筑结构的设计实践摘要：文章主要结合工程实例，介绍了高层建筑中框支一剪力墙结构的设计方法。
关键词：框支剪力墙、结构布置、抗震等级、振型、周期、位移中图分类号：tu241.8 文献标识码：a 文章编号：1. 引言框支剪力墙结构是指底部为框架柱，上部为剪力墙的结构。
底部的框架结构可使建筑平面灵活布置，适用于商场、餐厅、会议室、活动中心等大开间的公共建筑；上部的剪力墙结构整体性好，侧向刚度大，水平位移小，多用于住宅、旅馆等建筑设计。
两者之间的楼板为转换层楼板，需采取措施增强该层的整体性及刚性，以减小整个结构的上下刚度差异。
现代化高层建筑设计趋向功能多元化，要求居住、办公、饮食、商业一体化，因此这种结构得到越来越广泛的应用。
文章结合实际工程,具体的探讨对框支剪力墙结构的看真设计及软件应用情况进行简要介绍。
2. 工程概况本工程周边已有已建建筑物，公路交通便利。
概况为地下一层为车库，地上20层。
首层~三层为商业裙楼，4层~20层为住宅。
首层及二层的层高为4.9m，三层层高为5.7m，4~20层层高为3.6m。
地上高度为76.700m，建筑面积约13000 m2。
本工程结构设计基准周期为50年，安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，位移计算时采用50年一遇风压0.65kn/ m2，强度计算时采用100年一遇风压0.75kn/ m2。
抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g。
场地土类别为ⅲ类。
为满足商业的使用功能要求，在四层楼面设置梁板式结构转换层。
转换层及标准层结构平面图如图一、图二所示。
图一：转换层结构平面图图二：标准层结构平面图3. 抗震等级确定由于本工程属于3层高位转换，地上高度为76.700m，根据《抗震规范设计规范》gb50011-2010第6.1.2条、《高层建筑混凝土结构设计规程》jgj3-2010第10.2.5条以及广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》（jgj—2010）补充规定dbj/t15-46-2005第3.6.1条和第3.6.4条规定4. 转换层结构布置及构造加强措施框支－剪力墙结构的薄弱部位在框支层，故加强其延性，提高抗震性能是十分重要的。
高层建筑结构设计探讨
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高层建筑结构设计探讨
摘要： 在现今社会 ， 建筑高度越来越高 ， 功能越来越多样化， 相对 的其结构设计也越来越复杂。随着高层建筑的类型、 数量的不 断增多， 高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计的难点。笔者结合自身多年的实际工作经验， 通过对高层建筑结构 设计特点及结构体系的分析， 并将高层建筑结构设计 中的参数确定进行 了探究。 关键词： 高层建筑； 结构设计； 结构体系
按《 建筑抗震设计规范｝ （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ － ２ ０ １ ０ ） 的规定划分 ， 场区属中软土类 因本 场地 等 效 剪 切 波速 Ｖ ｓ ｅ ＝ １ ５ ６ ． ２ —１ ７ ８ ｍ ， ｓ ， ９ ． ８ ｍ ＜ 覆 盖层 厚 ＜ ３ ３ ． ８ ｍ， 故 建 随着我国经济的快速发展， 高层建筑如雨后春笋 ， 一栋栋拔地而起。 建筑 型 ， 的高层 化 和 多样 化发 展 ， 使 得建 筑 结构 设 计方 面 的 变化 越来 越 多 。 面对 建 筑 筑场地类别 为Ⅱ类 。场地抗震设防烈度为６ 度， 设计基本地震加速度为０ ． ０ ５ ｇ ， 类型 、 功能 、 数量的不断增加， 高层建筑结构体系的多样化 ， 高层建筑结构设 设 计 地震 分组 为第 一 组 ， 设 计特 征周 期 为０ ． ３ ５ ｓ 。 计迎来 了新新的机遇与挑战。 作者通过实践、 总结 ， 对高层建筑结构设计及结 构体系， 作出以下分析 ：
３ ． ３设计 荷 载取 值 （ 可 变荷 载标 准值 ）
０ 前言
３ ． ２ 抗 震 等级
①楼 、 地面主要使用荷载 根据《 建筑结构荷载规范 ｝ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ９ － － ２ ０ ０ １ （ ２ ０ ０ ６ 年版） 及业主提出楼面荷 载要求 ， 楼面屋面均布主要荷载标准值（ Ｋ Ｎ ／ ｎ ｆ ） 按不同使用要求确定（ 表２ ） 。
关于高层建筑底层穿层柱结构设计探讨
关于高层建筑底层穿层柱结构设计探讨在现代城市发展中，高层建筑已经成为不可忽视的存在。
然而，高层建筑的安全性和稳定性始终是一个重要的问题，其中底层穿层柱结构的设计尤其关键。
本文将探讨高层建筑底层穿层柱结构的设计原则和实践经验。
一、什么是底层穿层柱结构？底层穿层柱结构是一种在高层建筑设计中使用的结构形式。
它是通过在建筑底层的一些位置放置柱子，使得建筑在底层形成中空的结构形式，从而可以减小建筑的自重和地基承载压力。
这种结构形式可以缩小建筑底部的面积，提高地上使用空间，同时还能增加建筑的抗风等能力。
二、底层穿层柱结构的设计原则1. 抗震要求高：由于底层穿层柱结构会减小建筑底部的面积，因此建筑的稳定性也受到一定的影响。
为了弥补这种影响，必须在设计中考虑到抗震要求，采取合适的结构形式和施工技术。
2. 穿层柱的位置要合理：穿层柱的位置对于整个结构的稳定性和强度有很大的影响。
如果穿层柱位置不合理，将导致强度和稳定性不足，影响建筑的安全性。
因此，在选择穿层柱的位置时，必须考虑到建筑的力学特性和地形、地质等因素。
3. 点与线的转换妥善处理：底层穿层柱结构要考虑到建筑力学特性，能够把点形式的支撑转化为线形式。
因此，在设计中需要充分考虑柱子的截面形状、布置方式等因素，以达到点与线的合理转换。
1. 选择合适的结构形式：在底层穿层柱的设计中，可以采用不同的结构形式，如框架结构、桁架结构、悬吊结构等。
设计人员应根据建筑形态、地理位置、建筑用途和抗灾等级等因素，选择合适的结构形式。
2. 合理安排穿层柱的位置和数量：穿层柱的位置和数量关系到整个结构的稳定性和强度，设计人员应该根据建筑实际情况来合理安排穿层柱的位置和数量，例如，某些穿层柱可以用于提高建筑的抗风能力，某些穿层柱可以增加建筑的空间利用率。
3. 在施工中注意安全问题：在建筑施工中，底层穿层柱结构的施工必须高度重视安全问题。
建筑施工中必须严格按照设备、安全、文明施工的要求进行操作，加强监督和管理，确保施工过程安全、稳定和高效。
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高层建筑结构设计的实践探讨
摘要随着经济的快速发展和城市化进程的加快,高层建筑大量涌现并从单一用途向多用途、多功能发展,从而给高层建筑结构设计带来新的课题。
本文在分析高层建筑结构形式特点的基础上对高层建筑结构设计中存在的几个问题及解决方法进行了探讨,并总结了应注意的事项。
关键词高层建筑;结构设计;实践探讨
中图分类号tu972 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)22-0044-02
随着经济的发展,我国高层建筑特别是超高层建筑的发展非常迅速,其规模、形式日益丰富。
高层建筑形式的这一变化使得结构形式也发生了很大的变化,传统的设计方法遇到了挑战和瓶颈,为了确保高层建筑结构设计的安全和合理,开展高层建筑结构设计的实践探讨非常必要。
1 高层建筑结构设计特点
1.1 水平荷载成为决定因素
楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩,与楼房高度的1次方成正比。
而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力,与楼房高度的2次方成正比。
对于一定高度的楼房来讲,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,则随着结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
1.2 轴向变形不容忽视
高层建筑的竖向荷载很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,会
对连续梁弯矩产生影响,导致连续梁中间支座处的负弯矩值减小,
跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大,还会对预制构件的下料长度产生影响。
针对以上问题要求根据轴向变形计算值对下料长度进行调整。
1.3 侧移成为控制指标
与较低的楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加,水平荷载下的结构侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
1.4 结构延性是重要的设计指标
相对于较低的楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变
形更大一些。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,尤其需要在构造上采取恰当的措施,以保证结构具有足够的延性。
2 高层建筑结构设计面临的问题及对策
2.1 荷载取值不适当
当房屋建筑地基大部分受力面积没有软粘性土层时,柱下独立基础多用于钢筋混凝土多层框架房屋的建设,因为只要房屋高度不超过25m,即一般不高于8层的情况下,就不必验算地基抗震承载力了。
但是风荷载的影响在房屋基础设计时还是必须考虑的,所以在整体计算分析钢筋混凝土多层框架房屋时,需要输入风荷载。
许多人就觉得在地震区以外,风荷载一般在房屋建筑时不起作用就可不考虑
甚至是忽略不计,这是及其错误的。
另外还有一点,顶面上的外荷载,即柱脚内力设计值不能只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者只取轴力设计值甚至任意一项的值。
这种情况会导致基础设计尺寸偏小、配筋偏少,从而影响基础和上部结构的安全或者造成事故。
2.2 框架计算简图输入错误
设置拉梁层时,最好比较一下底层柱的配筋是由什么控制的,是
基础顶面处的截面控制还是基础拉梁顶面处的截面控制。
因为无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,一般情况下,独立基础埋置较深,这样对地基土就有约束作用,对于这种情况的基础简图,可写地下
室层数为1,再输入电算程序总信息中,最好再复算,以防那个出错,两次计算出来的结果形成包络图,就按照包络图对框架结构底层柱进行配筋。
2.3 基础拉梁层的计算模型不准确
基础拉梁层的计算模型不符合实际情况的直接后果就是房屋平
面不规则。
究其原因是用tat或satwe等电算程序进行框架整体计算时,楼板厚度应取零(基础拉梁层无楼板),同时定义弹性节点,最关键的一点是要用总刚分析方法进行分析计算。
如果前两者都做好了,就没有用总刚分析,那么程序分析时自动按刚性楼面假定进行
计算,这就与实际情况不相符,从而产生错误,导致房屋平面不规则。
2.4 基础拉梁的设计不合理
减小小底层柱的计算长度和位移适宜用在多层框架房屋基础埋
深值较大时,也可在适当的位置基础拉梁,应当按框架梁进行设计
并按规定的规范设置箍筋加密区而不宜按结构要求设置。
从抗震的角度考虑,应采用短柱基础。
2.5 框架结构尽量避免设置带楼电梯小井筒
井筒会吸收较大的地震剪力,这就减少了框架结构承担的地震剪力。
但是井筒墙壁减薄,开竖缝、开洞等种种办法使刚度弱化了也可以设计钢筋混凝土井筒。
要弱化井筒的影响,在配筋时适合配置单排的少量的钢筋。
应特别注意的是在设计计算时不能忽视按带井筒的框架复核,同时加强与墙体相连的柱子的配筋。
对于框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间这样的结构,不应采用砌体墙承重,适
合采用框架承重。
2.6 结构计算中重要参数的合理确定
结构计算的所有结果,包括:楼层地震剪力系数,墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋,楼层的侧向刚度比,楼层弹性层间位移和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移,框架—抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值,楼层弹性层间位移和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移,结构的自振周期,
振型参与质量系数等等。
在结构设计计算时,要制定合理的结构方案,填写正确的抗震防裂度,合理选取各项参数,这十分重要。
总之,结构要认真的判断分析其是否合理、可行,确认无误才可用于设计。
3 高层结构设计应注意的事项
1)周期折减系数在高层结构的周期分析中,很容易忽略掉非结构的砌体填充墙所带来的影响。
显然,周期的折减应考虑到非结构性构件的影响作用,而且不同的结构类型和填充墙的形式也决定了周期折减系数的取值。
2)选择足够的振型数目通常对于规则高层建筑而已,选择其前三阶振型计算即可满足计算要求,在分析的过程中,应依据规范要求对计算结果进行合理判断。
但对于一些不规则的高层结构而已,或者对于一些有特殊构件的结构而已,局部的振动也必然存在,此时因根据具体的振动特性来选择振型数目的取值。
3)明确多塔之间的藕联计算在高层建筑结构形式中,主塔建筑和裙塔建筑构成的藕联体系是一种常见的结构形式,按结构的受力特点,将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算是满足力学基本要求的规定,但是很多工程师为了计算的方便通常都是分开单独计算,这样处理显然是存在问题的。
当多塔间刚度相差较大的时候,两者之间就存在“耦合效应”,此时若忽视掉就必然使得塔楼的计算误差仍然有较大,从而导致结构出现不安全的隐患。
4 结论
总之,随着高层建筑规模和型式的不断发展,追求结构形式日益新颖,对于日益复杂的建筑,必须结合实际情况,每个环节都应该进行认真的分析和计算,加强优化设计的实施。
只有这样对其经济指标、安全性、可靠性作充分的考虑和分析才会设计出科学合理的机
构体系。
参考文献
[1]方鄂华.高层建筑钢筋混凝土结构概念设计[m].北京:机械工业出版社,2004.
[2]胡文湛.浅谈高层建筑结构分析与设计[j].江西建材,
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