・５２・ ｌ。Ｊ～ 材 ｆｃ 船，ｚ Ｂｕｉｌｄｉｎ ￣Ａ 砌 ２０１１年第３期 第３７卷总第１６１期 ２０１１年６月 某高层建筑结构设计探讨 方 正 （湖南恒创建筑设计有限责任公司，湖南长沙摘要：本文结合建筑结构设计实例，对结构的主体、 表１ ４１０００１） 主要竖向构件截面变化 Ｉ层～４层 基础设计作了探讨，对结构局部设计提出相应措施，并进 层位 基础～１层 ４层一７层 ７层以上 行了相关总结，可为类似工程设计提供参考。 关键词：高层建筑；框架一剪力墙结构；结构设计 中圈分类号：ＴＵ３１８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—４０１１（２０１１）０３—００５２—０２ ０前言 近年来，高层建筑在我国得到了迅速的发展。由于使 用功能、城市规划、用地以及投资等因素影响，不仅各大 城市、经济特区和沿海城市大量兴建高层办公建筑和住宅， 各小城市和工业区也兴建了不少高层建筑。从当前影响高 层建筑发展的各种因索来看，在２１世纪我国高层建筑还会 以更快的速度向前发展。随着科学技术的不断发展，高层 建筑出现了层数增多、高度加大，结构体系日益多样化， 平面布置与竖向体形日趋复杂，多功能性、综合性，高强 轻质材料推广应用等一系列特点。由于高层建筑的投资大， 施工周期长，因此，如果高层建筑的结构设计方法不当， 将使结构产生薄弱环节，影响结构的安全性和使用寿命， 严重的将造成结构倒塌、人员伤亡、财产受损的重大危害 事故。这就给高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更 高的要求，下面就结构设计中的问题进行一些探讨。 １工程概况 某高层建筑建筑面积３９ ６１７ ｍ ，其中地上部分２９ ６７７ ｍ２，地下部分９ ９４０ ｍ 。本工程地面以下平面形状为长方 形，有２层。本工程地面以上ｌ３层，高度为６０．２ ｍ，１～ ３层为餐厅和机房，４层以上为办公室。 ２工程地质情况 本建筑所在场地地形平坦，表层为人工填土，其下为 一般第四纪冲洪积沉积土层，土层在水平与垂直方向分布 比较稳定。本建筑基底置于层粉质黏土，建筑抗震设防重 要性分类为丙类，建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈 度为８度，Ⅲ类场地土，基本风压０．４５ ｋＮ／Ｉｌｌ 。 ３结构设计 ３．１结构主体设计 本建筑主体结构采用现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结 构体系，剪力墙抗震等级一级，框架抗震等级二级。结合 建筑使用功能，作为主要抗侧力构件的剪力墙布置在建筑 中部，并形成简体，简体周围设框架柱。因受层高及使用 功能的限制，地上部分楼层主次梁均沿Ｙ向布置，以便减 小主梁高度，增加使用净高，标准层楼板厚１１０ ｍｍ。本工 程结构嵌固端位于地下室顶板，考虑其承受并传递由地震作 用产生的水平力，故其板厚为１８０ ｍｍ，板配筋双层双向满 布。主要竖向构件截面变化见表１，混凝土强度等级见表２。 墙厚 ４５０，３５０ ４５０，３５０ ４５０，３５０ ４５０，３５０ 框架 １ ０００×ｌ ２００ １ ０００×１ ２Ｏ０ ９０Ｏ ｘ１０ｏ０ ８００×１ｏｏＯ 柱 ９ｏｏ×１０ｏ０ ９００×１０００ ８０ｏ×９ｏ０ ７０ｏ×９Ｏ０ ８００×Ｉ１ｏｏ ８ｏ０×Ｉ１００ ８００×ｌＯｏ０ ８００×８ｏ０ 表２ 混凝土强度等级 结构构件 剪力墙柱 梁板 ６层以下 Ｃ５０ Ｃ３０ １１层以下 Ｃ４０ Ｃ３０ １１层以下 Ｃ３０ Ｃ３Ｏ 本建筑结构采用中国建筑科学研究院编制的多层及高 层建筑结构三位分析与设计软件ＳＡＴＷＥ（墙元模型）进行 分析计算，计算结果比较合理并符合现行规范要求，有关 结构位移和地震力等电算结果见表３～５。 表３ 结构周期 程序 Ｔ１ Ｔ２ １’３ Ｔ扭／Ｔ平 ＳＡＴＷＥ １．４６（Ｙ平动） １．２１（扭） ｎ ８３（ｘ平动） 。．８２ ＴＢＳＡ １．３９（Ｙ平动） １．１０（扭） ０．８７（Ｘ平动） ０．７９ 表４ 结构位移 程序 方向 最大层问 最大位移／ 最大层间位移／ 位移角 层平均位移 层平均层问位移 ＳＡＴＷＥ Ｘ向 １／２０５９ １．１ １．Ｉｌ Ｙ向 １／１Ｄ５９ 】．０７ １．１１ ＴＢＳＡ ｘ向 ｌ／１９２８ １．０７ １．１２ Ｙ向 Ｉ／１０１０ ．１５ ｉ．２ Ｚ 表５ 底层地震剪力、弯矩、剪重比 程序 方向 底层剪力／ｋＮ 底层弯矩／ｋＮ・ｍ 剪重ｆｆｖ％ ＳＡＴＷＥ Ｘ向 ３９２６２．６７ ｌ８９４９１０．６ ７．９６ Ｙ向 ２６１３２．４２ １１０９ｌ５９２．５ ５．２ ＴＢＳＡ Ｘ向 ３８７３０．３９ Ｉ８ｌ７４９７．６３ ７．９１ Ｙ向 ２６５２０．５１ １１４５６５．８３ ５．４２ ３．２基础设计 本工程根据地质情况通过对地基承载力的计算，决定 采用梁板式筏形基础。Ｙ向基础梁尺寸为１ ８００ ｘ２ ０００，】 ０００ ｘ２ ０００，ｘ向基础梁尺寸为９００×１８００。因筒体内电梯 基坑及集水井局部下降的影响，主梁不能正常贯通，并且 简体部位竖向荷载较大，故筒体部位四周２ ｍ范围内板厚 １．５ ｍ，其余部位板厚１．０ ｍ。基础计算采用建研院编制的 弹性地基梁板基础软件计算。 因本建筑主体偏向地下室平面右侧，左侧①轴一①轴 为纯地下室，为减小高低层间基础差异沉降对上部结构带 来的危害，在纯地下室与主楼相交部位设置后浇带，后浇 带在主楼结构封顶后浇筑，同时在设计中加大后浇带所在 跨板的配筋，以抵抗结构后期的不均匀沉降。 ２０１ １年第３期 第３７卷总第１６１期 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｅ ＭａｔｅｒｉａＩｓ ｌＩＪ之材 ・５３・ ２Ｏｌ１年６月 ４局部设计的几点考虑 （１）本建筑的外框架与内简间距较大，为１４．５ ｍ，框 架梁端在内筒处负弯矩较大，按常规做法此梁在筒内宜贯 通，以平衡梁端的负弯矩，但建筑设在筒内的楼电梯间以 及通风和水专业的管道井均使框架梁不能正常贯通，这样 在筒体剪力墙上产生较大的平面外弯矩，为此采取以下措 交的框架梁，因在同一平面内的剪力墙刚度相对很大，在 地震力作用下，与剪力墙相交部位的梁端配筋均超筋，为 解决此问题，设计中采取两条途径分别计算：①在不考虑 地震作用时，梁与剪力墙相交处按固结考虑，计算后按结 果配置梁端负筋；②在考虑地震作用时，假设梁与剪力墙 相交处出现塑性铰，计算后按结果配置梁跨中正筋。这样 既能满足正常使用时的强度要求，又能保证地震作用下的 安全。 施：①加大设于筒体墙内楼层处暗梁截面及配筋，形成加 强环梁（见图１），通过此环梁，将作用于Ｘ向墙体上的平面 外弯矩分别传递到Ｙ向各墙上；②与框架梁相交的墙体节 点处均设置暗柱，并通过计算配置暗柱内的纵筋和箍筋； ③因剪力墙厚４５０ ｍｍ，按如图２所示进行改进，增加梁端 凸出部分，以便提高粱端在抗震时的锚固。 （２）为减小框架梁的荷载以便减小梁的截面高度，本 建筑的次梁均沿Ｙ向布置，这样就加大了次梁的跨度，为 ５设计体会 （１）按规范要求，框架剪力墙结构的筒体宜设边框梁 与边框柱，框架梁在筒内宜贯通，以便加强整体刚度，承 受平面外弯矩。本建筑由于方案是香港的建筑事务所设计， 港方坚持不设边框梁与边框柱和框架梁在简体内不贯通的 方案。为保证结构安全，特别是在地震作用下，建筑结构 具备必要的抗震承载能力，良好的变形能力，对可能出现 控制次梁的挠度和裂缝，在结构布置时尽量将次梁在简体 内贯通，形成三跨连续梁，并通过计算配置梁下部纵筋， 满足正常使用的要求。 的薄弱部位，在设计中采取了一些有利的措施，从而弥补 了方案的缺陷。 （２）本建筑的次梁均沿Ｙ向布置，且梁高受到限制， 经计算，为达到规范要求的挠度和裂缝要求，须配置一定 数量的纵筋，以便提高梁的刚度，这样做不仅增加造价， 互 ………Ｉ 丰 。、 Ｉ １ １ ＼ ＪＵ Ｊ ］’ 图１框架梁与混凝土墙相交 节点详图 ５ｏｌ１ ４５０ —． ，一 Ｉ ｌ Ｉ 筒内 Ｉ ｆｆｌ ＪＩ 筒外 而且要求梁上不宜再有较大的集中荷载。所以在今后的设 计中，若楼层允许的情况下，用横向框架方案，次梁沿ｘ 向布置综合考虑更合适。 （３）主体结构应尽量位于地下室平面的中部，使质心 ４５０ Ｉ ２５０ 图２ ＧＬ一２ 与形心尽量重合。 参考文献： ［ＩＤ：６５９６】 （３）在设计计算过程中发现，ｘ向轴，轴与剪力墙相 ［１］ＧＢ ５００１１—２００１，建筑抗震设计规范［Ｓ］． ［２］ＪＧＪ ３—２００２，高层建筑混凝土结构技术规程［ｓ］． （上接第５１页） ３．３灯光布置 除满足规范所规定的基本照度要求外，居住小区地下 汽车库局部的照明可作适当的调整以满足特殊的需要，如 主车道上方照度增大，并标示车道方向。适当的照明布置 们重视居住小区的地下汽车库设计中的各种问题，创作出 更多设计合理、使用方便、用户满意的居住小区地下室汽 车库。 可以起到引导作用，在设计上应重视这一因素，让驾车人 士对车道的流线不会产生错误的理解，避免因此造成的不 便与事故。在车库的各出入Ｉ：１处可适当地加大照明亮度， 既可起到引导作用，又可减弱从室内到室外或从室外进入 室内的眩目效应。 ３．４ 消除地下空间不良的心理影响 （ｂ 地下空间往往给人阴森封闭、压抑等不良印象，由此 产生不安全的惯性感觉。对于住户须每天使用的居住小区 地下汽车库，消除这些不良的心理影响是建筑设计中必须 考虑的问题。我们可以在地下车库的地面出入口处采取适 当的设计手法，如扩大出入口尺度、减少进入地下室的强 烈感受，并适当地在出人口处把地面绿化向地下空间延伸， 尽量把室外自然的阳光、空气引入室内，消除人的封闭感 和压抑感（见图４）。 （ｄ 圈４几种水平进入地下建筑的方式可以消除人的 封闭感和压抑感 ［ＩＤ：６５９８］ 参考文献： ４结语 ［１］ 陈茹，王匡，吉军．人防汽车库设计应考虑的问题［Ｊ］． 中国科技信息，２００７．（８）． ［２］童林旭．地下建筑学［Ｍ］．济南：山东科学技术出版社，１９９４． ［３］沈志敏．地下空问室内设计的依据和特点［Ｊ］．地下空间， １９９５，（１）． 随着房地产的发展，居住小区地下汽车库在国内已经 是一个越来越普遍的建筑种类。我根据自已的经验和体会 从设计方面对此作了一些浅显的分析和探讨，但是有关更 多的知识则有待在以后的实践中不断发掘和总结。希望我 ［４］ ＧＢ５０６７—１９９７，汽车库、修车库、停车场设计防火规范［Ｓ］． ［５］ＪＧＪ１００—１９９８，汽车库建筑设计规范［Ｓ］．
