建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題與解決措施

1、<p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題與解決措施</p><p>　　摘要：文章從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論出發(fā)，分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意的問題，并探討高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與措施在高層建筑的應(yīng)用。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；方法措施；結(jié)構(gòu)體系；結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　Abstract: This article from the high-rise

2、building structure design theory, analysis the attention of architectural structure design problem, and discusses the methods and measures of high-rise building structure design in the application of high-rise building.

3、</p><p>　　Keywords: building structure; measures; structural system; structure design </p><p>　　中圖分類號：TB482.2文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p><b>　　引言： </b></p>

4、<p>　　隨著城市化發(fā)展以及建筑用地的緊張，高層建筑將日益增多。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅應(yīng)保證高層建筑具有足夠的安全性，還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性、合理性。因此，做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計尤為重要。 </p><p>　　1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意問題 </p><p>　　1.1關(guān)于箱、統(tǒng)基礎(chǔ)底板的挑板問題 </p><p>　　從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨

5、底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋。出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基，能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜，窗井部位可以認為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應(yīng)按挑板計算。當(dāng)然此問題并不絕對，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時，可靈活考慮，當(dāng)?shù)叵滤缓芨?/p>

6、，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題，從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。 </p><p>　　1.2關(guān)于箱、鏡基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題 </p><p>　　陽角面積在整個基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角。如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。 </p><p>　　1.3基坑開挖時，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑

7、中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。 </p><p>　　當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，回彈可以忽略，在計算沉降時，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應(yīng)按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當(dāng)做安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。 </p><p>　　1.4關(guān)于梁、板的計算跨度 </p><p>　

8、　一般的手冊或教科書上所講的計算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在應(yīng)用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結(jié)構(gòu)，簡單點講，可認為是 在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統(tǒng)一認為是變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時，應(yīng)將計算長度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。(借用臺階式獨立基礎(chǔ)變截面處的概念)柱子也可認為是超大截面梁，所以梁配筋時應(yīng)取柱邊彎距。削

9、峰是正常的，不削峰才有問題。 </p><p>　　1.5關(guān)于回彈再壓縮基坑開挖時，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計算沉降時，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基計算沉降時應(yīng)按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當(dāng)做安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。 &

10、lt;/p><p>　　2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計措施 </p><p>　　2.1建筑地基設(shè)計 </p><p>　　對高層建筑來說，在抗震設(shè)計中，房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題。不僅僅由于該階段設(shè)計過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進行，同時，也是地基基礎(chǔ)整個工程造價的決定性因素，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地

11、方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行詳細的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計處理方法等一些成熟的經(jīng)驗描述和規(guī)定得更為詳細和準(zhǔn)確，所以，在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，一定要對地方規(guī)范進行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。 </p><p>　　2.2高

12、層建筑不規(guī)則性設(shè)計 </p><p>　　當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移比和周期比超規(guī)范規(guī)定時，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度偏小，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大。在結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大，結(jié)構(gòu)的層間位移滿足要求的情況下，可減小結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，對樓層中部結(jié)構(gòu)做減法，可取消、減短、減薄剪力墻，減小連梁高度等。當(dāng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，側(cè)移較大時，可對樓層周邊結(jié)構(gòu)做加法，可增大周邊構(gòu)件的剛度。對帶裙房高層建筑，帶裙房部分樓層的位移比和周期比往往超規(guī)范

13、規(guī)定。由于裙房高度不高，裙房樓層的絕對側(cè)移值很小，因此可不按高層建筑的側(cè)移控制條件來要求裙房，即位移比可適當(dāng)放寬。對某些建筑，因功能需要，下部幾層為大空間，上部為辦公或客房，隔墻較多，上下層剛度差別較大，此時剛度變化處的下一層宜指定為薄弱層，進行內(nèi)力放大調(diào)整。 </p><p>　　2.3高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　高層剪力墻結(jié)構(gòu)是特定的將剪力墻和框架兩種結(jié)構(gòu)相互組合，進

14、而形成一種新的體系。那么高層建筑的豎向荷載是由剪力墻和框架共同進行承擔(dān)的，但是其水平的作用則主要就是由擁有較大的抗側(cè)剛度的剪力墻來進行承擔(dān)。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅僅具有剪力墻較強的抗震能力和較大的剛度，同時還具有框架結(jié)構(gòu)的使用方便和布置靈活的特點，因此能夠被廣泛的應(yīng)用在高層的旅館建筑和辦公建筑當(dāng)中。而高層建筑的水平力也主要是由剪力墻和框架共同進行承擔(dān)，正是因為剪力墻和框架的共同協(xié)同工作，其內(nèi)力分布和受力狀況都得到了較好的改善。 </p

15、><p><b>　?、俟こ虒嵗?</b></p><p>　　某政府機關(guān)辦公大樓建筑總高84.3m，總長180.3m，總建筑面積62390平方米，大樓地上21層，其總一層為架空停車場，二層為入口大廳，三層以上為政府辦公用房，裙樓為會議用房，設(shè)400人大型報告廳2個，容納80人的電視會議廳和200平方米的貴賓接待廳各一個，大樓設(shè)地下室一層，為后勤服務(wù)和設(shè)備用房。 <

16、/p><p><b>　?、诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p>　　該辦公大樓主樓采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深6.50m，經(jīng)計算基地壓力約為380Kps。主樓采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，上層結(jié)構(gòu)層數(shù)較多，且軸網(wǎng)尺寸較大，故底層剪力墻和框架柱子承受的荷載較大，多采用樣式主板基礎(chǔ)，通過計算，滿足荷載要求，混凝土強度為C40時，底面板厚度約為2m，且板頂部受力鋼筋較大，因此在確定基

17、礎(chǔ)方案是本著安全、經(jīng)濟使用的原則，通過反復(fù)的計算比較，決定采用梁板結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。 </p><p>　　該種結(jié)構(gòu)形式更適合本工程的要求，不僅使基礎(chǔ)受力更加明確，并且大大節(jié)省了基礎(chǔ)的土建投資，加快了施工進度，并且得到了的好評。 </p><p>　　2.4高層建筑突出升高結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　在高層建筑中由于存在用水(生活用及消防用)及設(shè)置電梯的客觀要

18、求，因此，位于高層建筑屋頂上的突出升高部分是難以避免的。對該部分由于有地震中的高振型影響，所受地震力相對較大，因此，設(shè)計中應(yīng)設(shè)法減輕該部非承重結(jié)構(gòu)部分的重量。同時將該部分的平面位置設(shè)置于接近抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度中心處，對于結(jié)構(gòu)抗震將是相當(dāng)有利的。正常規(guī)情況下，屋頂突出升高部分的設(shè)備重量有電梯機房與水箱兩部分。由于消防對水壓頭的要求，水箱常是設(shè)置在突出升高部分的中間高度處的樓板上，一般高層建筑中該水箱的重量是比較大的，可達40-60噸，最大為

19、100噸以上。因而由其產(chǎn)生的地震力將是相當(dāng)大的。為減少此項影響，采用懸吊水箱的做法將是有效的。考慮到高振型的周期極短，同時吊索不能承擔(dān)剪力，而當(dāng)?shù)觞c的水平位移與吊索的長度相比又為極小時，則對懸吊水箱的全重所產(chǎn)生的地震力甚至是可以略計的。懸吊水箱的自振周期是較長的。?？勺龅?~4秒以上，此值與結(jié)構(gòu)主體的第一振型自振周期以及地面的卓越周期相比都是相差較大的，與結(jié)構(gòu)高振型的振動周期比將相差更大，因此是不會產(chǎn)生合拍共振的現(xiàn)象。值得注意的一點是。

20、當(dāng)采用懸吊水箱時，吊桿上下宜做成鉸接。同時對進水管、出水管及</p><p><b>　　3結(jié)語 </b></p><p>　　由于經(jīng)濟發(fā)展的需要，建筑由從前的多層為主改為以中高層為主，建筑的結(jié)構(gòu)形式也發(fā)生了較大變化，由過去單純的框架結(jié)構(gòu)改變?yōu)橐钥蚣艚Y(jié)構(gòu)為主,高層建筑存在諸多問題，高難度，高技術(shù)，高風(fēng)險都需要大量技術(shù)工作人員去解決，本文簡單地介紹一些高層建筑的結(jié)構(gòu)的問