摘要：隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，高層建筑已成為城市建設中的重要組成部分，結(jié)構(gòu)設計工作亦是重中之重。本文就某高層建筑結(jié)構(gòu)設計的各個方面進行一些簡單的分析，并加以總結(jié)，以供類似工程設計參考。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑,結(jié)構(gòu)設計,設計體會

　　一、工程概況

　　某高層建筑其建筑面積28267m2 ,，其中地上部分24447m2，地下部分3820m2。本工程地面以下平面形狀為長方形，有2層。本工程地面以上13層，高度為60.2m，1～3層為商業(yè)，4層以上為公寓式辦公用房。

　　二、工程地質(zhì)情況

　　本建筑所在場地地形平坦，表層為人工填土，其下為一般第四紀沖洪積沉積土層，土層在水平與垂直方向分布比較穩(wěn)定。本建筑基底置于層粉質(zhì)黏土，建筑抗震設防重要性分類為丙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設防烈度為6度，Ⅲ類場地土，基本風壓0.45kN/m2。

　　三、結(jié)構(gòu)設計

　　1、結(jié)構(gòu)主體設計

　　本建筑主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，剪力墻抗震等級三級，框架抗震等級三級。結(jié)合建筑使用功能，作為主要抗側(cè)力構(gòu)件的剪力墻布置在建筑中部，并形成筒體，筒體周圍設框架柱。因受層高及使用功能的限制，地上部分樓層主次梁均沿Y向布置，以便減小主梁高度，增加使用凈高，標準層樓板厚110mm。本工程結(jié)構(gòu)嵌固端位于地下室頂板，考慮其承受并傳遞由地震作用產(chǎn)生的水平力，故其板厚為180mm，板配筋雙層雙向滿布。主要豎向構(gòu)件截面變化見表1，混凝土強度等級見表2。

　　本建筑結(jié)構(gòu)采用中國建筑科學研究院編制的多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三位分析與設計軟件 SATWE(墻元模型)進行分析計算，計算結(jié)果比較合理并符合現(xiàn)行規(guī)范要求，有關(guān)結(jié)構(gòu)位移和地震力等電算結(jié)果見表3～5。

　　2、基礎設計

　　本工程根據(jù)地質(zhì)情況通過對地基承載力的計算，決定采用梁板式筏形基礎。Y 向基礎梁尺寸為1800×2000，1000×2000，X向基礎梁尺寸為900×1800。因筒體內(nèi)電梯基坑及集水井局部下降的影響，主梁不能正常貫通，并且筒體部位豎向荷載較大，故筒體部位四周2m范圍內(nèi)板厚1.5m，其余部位板厚1.0m�；�礎計算采用建研院編制的彈性地基梁板基礎軟件計算。因本建筑主體偏向地下室平面右側(cè)，左側(cè)①軸～①軸為純地下室，為減小高低層間基礎差異沉降對上部結(jié)構(gòu)帶來的危害，在純地下室與主樓相交部位設置后澆帶，后澆帶在主樓結(jié)構(gòu)封頂后澆筑，同時在設計中加大后澆帶所在跨板的配筋，以抵抗結(jié)構(gòu)后期的不均勻沉降。

　　四、局部設計的幾點考慮

　　1、本建筑的外框架與內(nèi)筒間距較大，為14.5m，框架梁端在內(nèi)筒處負彎矩較大，按常規(guī)做法此梁在筒內(nèi)宜貫通，以平衡梁端的負彎矩，但建筑設在筒內(nèi)的樓電梯間以及通風和水專業(yè)的管道井均使框架梁不能正常貫通，這樣在筒體剪力墻上產(chǎn)生較大的平面外彎矩，為此采取以下措施：

　　(1)加大設于筒體墻內(nèi)樓層處暗梁截面及配筋，形成加強環(huán)梁(見圖1)，通過此環(huán)梁，將作用于X向墻體上的平面外彎矩分別傳遞到Y(jié)向各墻上;

　　(2)與框架梁相交的墻體節(jié)點處均設置暗柱，并通過計算配置暗柱內(nèi)的縱筋和箍筋;

　　(3)因剪力墻厚450mm，按如圖2所示進行改進，增加梁端凸出部分，以便提高梁端在抗震時的錨固。

　　2、為減小框架梁的荷載以便減小梁的截面高度，本建筑的次梁均沿Y向布置，這樣就加大了次梁的跨度，為控制次梁的撓度和裂縫，在結(jié)構(gòu)布置時盡量將次梁在筒體內(nèi)貫通，形成三跨連續(xù)梁，并通過計算配置梁下部縱筋，滿足正常使用的要求。

　　3、在設計計算過程中發(fā)現(xiàn)，X向軸與剪力墻相交的框架梁，因在同一平面內(nèi)的剪力墻剛度相對很大，在地震力作用下，與剪力墻相交部位的梁端配筋均超筋，為解決此問題，設計中采取兩條途徑分別計算：

　�、僭诓豢紤]地震作用時，梁與剪力墻相交處按固結(jié)考慮，計算后按結(jié)果配置梁端負筋;

　�、谠诳紤]地震作用時，假設梁與剪力墻相交處出現(xiàn)塑性鉸，計算后按結(jié)果配置梁跨中正筋。這樣既能滿足正常使用時的強度要求，又能保證地震作用下的安全。

　　五、設計體會

　　(1)按規(guī)范要求，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的筒體宜設邊框梁與邊框柱，框架梁在筒內(nèi)宜貫通，以便加強整體剛度，承受平面外彎矩。本建筑由于建筑工程師堅持不設邊框梁與邊框柱和框架梁在筒體內(nèi)不貫通的方案。為保證結(jié)構(gòu)安全，特別是在地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)具備必要的抗震承載能力，良好的變形能力，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，在設計中采取了一些有利的措施，從而彌補了方案的缺陷。

　　(2)本建筑的次梁均沿Y向布置，且梁高受到限制，經(jīng)計算，為達到規(guī)范要求的撓度和裂縫要求，須配置一定數(shù)量的縱筋，以便提高梁的剛度，這樣做不僅增加造價，而且要求梁上不宜再有較大的集中荷載。所以在今后的設計中，若樓層允許的情況下，用橫向框架方案，次梁沿X向布置綜合考慮更合適。

　　(3)主體結(jié)構(gòu)應盡量位于地下室平面的中部，使質(zhì)心與形心盡量重合。

　　結(jié)語：

　　隨著人們生活的越來越好和城市化現(xiàn)象的突出，城市建筑越來越高，而高層建筑由于其對結(jié)構(gòu)剛度等各方面要求都很高，所以其設計比一般建筑要復雜。本文以某地區(qū)的某高層建筑為例，對高層建筑結(jié)構(gòu)的設計以及出現(xiàn)的問題進行了分析，并給出相應的解決方案，以便相關(guān)設計人士提供參考依據(jù)。

　　參考文獻：

　　[1]高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設計/方鄂華編著—北京：機械工業(yè)出版社，2004.8

　　[2]高層建筑結(jié)構(gòu)概念設計/高立人，方鄂華，錢稼茹編著—北京：中國計劃出版社，2005.11

　　[3]高層建筑結(jié)構(gòu)設計和計算 上下冊/包世華，張銅生編著—北京：清華大學出版社，2005.12

　　[4]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002