浅析某高层建筑的结构设计要点.doc

浅析某高层建筑的结构设计要点.doc

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1、浅析某高层建筑的结构设计要点摘要:木文根据某一栋高层建筑工程案例,阐述了在高层建筑结构设计中应注意的相关要点,计算分析结果表明,本高层结构其受力性能均满足设计的预期性能目标和满足规范要求,所采取的设计措施是可行和可靠的,可为同类高层结构设计提供参考借鉴。关键词:高层住宅高层结构剪力墙结构结构设计中图分类号:TU241.8文献标识码:A文章编号:1、工程概况本工程为一栋高层商住楼,地下2层,地上层数为25层,结构类型属于框支剪力墙结构。该建筑的高度为85.2米,建筑一至二层用于商业用房,三至二十五层用于住宅,转换层设于四层楼面

2、,采用梁式转换,转换层以上结构类型为剪力墙结构。基本风压取W。=0.40kN/m2,场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组第一组;建筑场地类别为II类。2、主体结构设计2・1剪力墙结构体系一般是在剪力墙结构屮,用实心的钢筋混凝土墙片作为抗侧力单元,同时由墙片承担竖向荷载。其优点是整体性好、刚度大,抵抗侧向变形能力强;抗震性能较好,设计合理时结构具有较好的塑性变形能力。因而剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构要高。鉴于此,本高层结构的结构类型正是采取剪力墙结构体系。2・2结构总体布置一个建筑结构方案

3、的确定,要涉及到安全可靠、使用要求、经济投入、施工技术和建筑美观等诸多方方面面的问题。要求设计者综合运用力学概念、结构破坏机理的概念、地震对建筑物造成破坏的经验教训、结构试验结论和计算结果的分析判断筹进行设计,这在工程设计中被称为"概念设计”。高层建筑由于体形庞大,一些复杂部位难以进行精确计算,特别是对需要进行抗震设防的建筑,因为地震作用影响因素很多,耍进行精确计算更是困难。因此,在高层建筑设计中,除了要根据建筑高度选择合理的结构体系外,必须运用概念设计进行分析。(1)随着高宽比的增大,结构的侧向变形能力也相对越强,倾覆力矩

4、也越大。因此,建造宽度很小的高层建筑是不合适的,应对建筑物的高宽比加以限制,对于本结构为剪力墙结构,因此具高宽比限值(H/B)限制为6o(2)结构布置时遵循平面规则、对称、简单的原则,尽量减少因平面形状不规则而产生扭转的可能性。2・3抗侧力体系布置通过大量地震震害调查表明,建筑物平血布置不合理、刚度不均匀,高低错层连接、屋顶局部突出、高度方向刚度突变等,都较易造成震害。尤其对于超高层结构来说,其所承受的风荷载以及水平地震作用都比较大,因此对其抗侧力体系的布萱更应该采取严格技术措施。笔者根据高层设计实践经验,总结了有效提高高层

5、结构抗侧力体系措施如下:(1)对于平面形状复杂、不规则、不对称的结构,不仅结构设计难度大,而且在地震作用的影响下,结构要出现明显的扭转和应力集中,这对抗震是非常不利的。另外,各抗侧力结构的刚度在平面内的布置也必须做到均匀,尽可能对称,同时应该避免刚度中心和水平力作用点出现过大偏心距。故对于高层结构平面布置时,则应遵循简单、规则以及对称原则。(2)结构竖向布置的原则是刚度均匀连续,避免刚度突变。在结构竖向刚度有变化时要做到由上到下刚度逐渐变化,尽量避免在结构的某个部位出现薄弱层。对结构顶部的局部突起的“鞭梢效应”,应给予足够的

6、重视。震害分析表明,这些部位往往是震害最严重的地方。本超高层结构为了满足底层大空间的需要,其底部采用框支剪力墙结构体系,四层为转换层,采用梁式结构进行转换。在进行本工程抗侧力构件布置时,为了有效地保证转换层上下部抗侧力刚度相近,在本建筑的角部以及中部设置落地剪力墙和落地筒体,落地筒体外墙以及落地剪力墙的墙厚均取500mmo3、地基基础与地下室设计3・1地基基础设计根据地质勘察结果表明,该建筑场地内中风化泥质粉砂岩是良好的桩端持力层,而本高层结构的地基基础设计等级为甲级。通过研讨分析表明,本高层结构的基础采用人工挖孔灌注桩,桩

7、端持力层设置于中风化泥质粉砂岩。鉴于本工程高层部分和地下室的荷载存在较大差别,但基础持力层位于中风化泥质粉砂岩,两者的沉降变形差很小。另外在木主体结构施工时,采取后浇带施工措施以调节变形差,可以有效地使其沉降变形满足规范要求,而不需设置沉降缝。3・2地下室设计(1)木高层住宅的地下室为2层,鉴于本工程的地下室结构超长,而且地下室层数较多,因此最终采用预应力无梁楼盖,对于地下室负一层顶板采用有粘结预应力桧无梁楼盖,其余部分采用无粘结预应力桧无梁楼盖。经比较这种方案不但节省地下室层高,而且可减少地下室开挖深度,同时还可以有效地解

8、决地下室超长结构的混凝土收缩引起的抗裂问题。另外,地下室的结构则采取板柱剪力墙结构,柱顶设柱帽和平托板。(2)另外,考虑到由于本工程地下室为人防地下室,底板考虑采用桩基且底板下为非饱和土,因此可不计人防荷载。本工程地下室顶板板厚取300mm,底板厚取500mm,外墙厚取400mm,门框墙厚

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