論述某復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、    論述某復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計    高彩霞摘要：一些建筑企業(yè)為了彰顯自身的實力，建筑設(shè)計師為了創(chuàng)作更加具有代表性的作品，很多復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計誕生。雖然這代表著行業(yè)行業(yè)正在朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展，但是導(dǎo)致設(shè)計的難度也有所增加。若是設(shè)計人員不能全面的掌控，全方位的進行思考，必定會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不能滿足建筑工程項目建設(shè)的實際需求。本文就是針對某復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)設(shè)計進行深入分析，希望對相關(guān)設(shè)計人員有所啟示，促進我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。關(guān)鍵詞：某復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)；設(shè)計師；超限設(shè)計引言：高層建筑是現(xiàn)代建筑的代表，很多的建筑設(shè)計人員認為，結(jié)構(gòu)設(shè)計越為復(fù)雜，也就代表

2、著自身的設(shè)計實力越有出色。建筑企業(yè)認為建設(shè)的高層建筑工程項目結(jié)構(gòu)越為復(fù)雜，代表著企業(yè)的實力也就越強，導(dǎo)致很多的非常復(fù)雜的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計項目誕生。但是需要格外注重的是結(jié)構(gòu)設(shè)計越為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計難度也會有所增加，很有可能因為設(shè)計人員考慮的不夠全面，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計不能滿足工程建設(shè)的實際需求，最終對建筑工程建設(shè)質(zhì)量造成了非常不良的影響，不僅對建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益有所影響，同時對于高層建筑應(yīng)用人員的生命財產(chǎn)安全也會造成非常不良的影響，本文以某復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，下面就進行詳細的闡述。一、 工程概況該工程屬于多功能高層綜合體建筑設(shè)計，在該工程的建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計中包含著室內(nèi)步行街，還有眾多的商業(yè)店鋪。

3、人們在這一高層建筑中不僅可以購買生活用品，也同時還可以觀看電影、運動健身、工作，是高度綜合的高層建筑項目。將該建筑工程主要劃分為兩個區(qū)域，第一個是商業(yè)區(qū)域，第二個是辦公區(qū)域。商業(yè)區(qū)域布置在高層建筑中的下部分，上部分為辦公區(qū)域。建筑項目的樓層最高達二十六層，工程項目整體的建筑面積為三十萬平方米。工程項目在±0.00以下被裙房連接成為一個整體部分，以上依據(jù)建筑具有的層數(shù)、建筑的高度和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系被設(shè)置成為三個單體部分。建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用年限為五十年，需要保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級達到國家規(guī)定的二級標準。因為該工程項目屬于人口分布較為密集的商業(yè)區(qū)域，所以對于建筑的抗震性能必須要給予高度

4、的重視，其抗震防裂程度需要設(shè)置為八度。設(shè)計人員必須要嚴格的保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、科學(xué)性、可靠性，這樣才能保障建筑工程建設(shè)質(zhì)量達到預(yù)期的設(shè)想，保證建筑應(yīng)用人員的生命財產(chǎn)安全。二、結(jié)構(gòu)計算分析（一）多遇地震作用下計算分析本工程采用satwe和pmsap軟件進行三維空間有限元計算?？紤]5%偶然偏心和雙向地震作用兩種情況分別進行驗算；采用剛性樓板假定理論計算樓層位移和位移比；結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及配筋時考慮樓板開洞及大空間等影響，采用局部彈性膜分析模型。結(jié)構(gòu)主要計算結(jié)果見表1表3，由表1表3可知結(jié)構(gòu)在地震作用和風(fēng)荷載下的最大位移角，周期比，位移比等參數(shù)均滿足規(guī)范要求。（二）多遇地震作用下彈性時程分析采用s

5、atwe進行彈性時程分析，地震波選用程序內(nèi)提供的兩組實際地震記錄和一組人工模擬的加速度曲線進行計算。時程分析法計算得到的結(jié)構(gòu)最大相應(yīng)結(jié)果與cqc法計算的結(jié)果列于表4，從表4中可以看出，對應(yīng)于3條輸入的地震時程曲線，時程法計算得到基底剪力最大層間位移角和位移比基本滿足要求，每條時程曲線計算得到的結(jié)構(gòu)底部剪力均不小于cqc法求得的底部剪力的65%，3條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不小于cqc求得的底部剪力的80%，滿足規(guī)范要求。（三）中震作用下主要豎向構(gòu)件驗算。根據(jù)結(jié)構(gòu)靜力和動力彈塑性分析法計算結(jié)果，由于設(shè)備層的存在，緩解了塔樓與裙房之間的剛度突變，結(jié)構(gòu)的薄弱層部位反設(shè)備層以上的第2層左

6、右，即結(jié)構(gòu)的第8層，第9層位置為薄弱樓層，同時各單體在主塔樓15層18層左右，由于抗側(cè)力構(gòu)件斷面調(diào)整，結(jié)構(gòu)有部分剛度突變的反應(yīng)，設(shè)計中按薄弱層位置進行加強。本次設(shè)計對結(jié)構(gòu)的薄弱部位的薄弱構(gòu)件按中震不屈服進行抗震性能化設(shè)計。計算結(jié)果表明，底部加強部位核心筒剪力墻在重力荷載和中震水平作用標準效應(yīng)下均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，所有墻體均能滿足中震不屈服的性能目標。三、針對超限及復(fù)雜結(jié)構(gòu)問題采取的措施（一）主裙樓連為一體形成大底盤單塔、雙塔結(jié)構(gòu)，塔樓結(jié)構(gòu)與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離大于底盤相應(yīng)邊長的20%，豎向收進大于25%，為保證結(jié)構(gòu)底盤與塔樓的整體作用，將裙房屋面板加厚至150mm，并設(shè)置雙層雙向拉通鋼筋，配筋率不小

7、于0.25%，裙房屋面上下層結(jié)構(gòu)的樓板加厚至120mm，并設(shè)置雙層雙向拉通鋼筋，配筋率不小于0.25%；塔樓中與裙房連接體相連的外圍柱、墻從固定端至裙房出屋面上一層的高度范圍內(nèi)，在構(gòu)造措施上按抗震等級提高一級進行加強。（二）樓板凹凸和樓板局部不連續(xù)為加強步行街和中庭兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元之間以及大洞口兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元之間的連接，設(shè)計中采用通過增加連接部分樓板厚度及加強樓板和聯(lián)系梁的配筋等措施改善平面內(nèi)洞口兩側(cè)的整體工作性能。對連接部位及大洞口兩側(cè)的樓板厚度加厚至150mm，并設(shè)置雙層雙向拉通鋼筋，配筋率不小于0.25%，連接部位的梁配筋按中震不屈服進行加強，保證大震下水平力的可靠傳遞。同時由于平面不規(guī)則引起

8、的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較為顯著，設(shè)計中控制邊緣的豎向構(gòu)件軸壓比、剪壓比及其配筋。（三）局部豎向構(gòu)件不連續(xù)為減小中庭部位的懸挑長度及改善影廳局部受力性能，保證地下車庫的正常使用及建筑的空間效果，增設(shè)部分不落地框架柱，形成部分局部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，該部位影響范圍雖小，但轉(zhuǎn)換構(gòu)件受力復(fù)雜，設(shè)計中采用將該部位轉(zhuǎn)換構(gòu)件抗震等級加強一級，并按框支轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求對轉(zhuǎn)換部位的樓板、框支梁、框支柱配筋加強。（四）地基基礎(chǔ)設(shè)計本工程主樓為地下2層、地上25層26層（含設(shè)備夾層）框架-核心筒結(jié)構(gòu)，裙房為地下2層、地上4層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。方案中按主體所在部位附帶裙房分為三部分，每一部分主體與裙樓連為一個整體，荷載差異非常大：主體

9、部分塔樓下基底壓力達到700kpa800kpa左右，而裙房部分由于基礎(chǔ)埋深大，地下水位較高，上部荷載小，不足以抵抗地下水水頭壓力引起的浮力，需進行抗浮設(shè)計，兩者之間的差異沉降顯而易見?？紤]到主體所需單樁承載力大，且裙房存在抗浮問題，本次設(shè)計主樓筒體部分擬采用后壓漿鉆孔灌注樁-筏板基礎(chǔ)，邊框架柱對應(yīng)部位采用后壓漿鉆孔灌注樁-承臺+防水板的基礎(chǔ)形式，減小主樓沉降及主樓核心筒部位與周邊框架柱部位的差異沉降，工程樁有效樁長暫定30m，樁徑700mm，間距2.1m。裙房也采用樁基，同時承擔(dān)抗壓（水位較低時）及抗拔（現(xiàn)狀水位時）作用，有效樁長暫定23m，樁徑700mm。主裙樓之間設(shè)置沉降后澆帶，待主體沉降穩(wěn)定后澆筑以減小沉降差。后澆帶澆筑之后，由于降水停止，引起裙房部分發(fā)生上浮，按抗浮設(shè)計最不利部位變形計算，在主裙樓交接部位的3跨內(nèi)配置抵抗不均勻沉降的鋼筋。預(yù)估主樓單樁豎向承載力極限值為9000kn，裙房單樁豎向承載力極限值為7000kn，抗拔承載力極限值為3000kn。結(jié)語：復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)進行抗震性能化設(shè)計，針對構(gòu)件的重要程度提出不同的抗震性能目標，并采取對應(yīng)的抗震加強措施。多方面的考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，嚴格的保證建筑結(jié)