山東東平大安建工有限公司淺析高層建筑結構設計文章結合工程實例，介紹了高層建筑結構特征與基礎設計，并從高層建筑的抗震結構選型、構造措施、節點處理及結構計算等方面來闡述主體結構分析設計方案，對結構設計人員有一定的指導意義。 1 工程概況 某大廈占地面積12365m ，由一棟40層的超高層主樓和一棟32層的高層副樓以及5層的裙房和2層地下室組成，總建筑面積109545 m 。主樓40層，高度164.3m，720層為辦公室，2236層為五星級賓館，6層和2l層為避難層，3740層用于餐飲、娛樂和觀光。主樓從36層開始，層層內收，樓頂正中豎立一根天線塔，塔頂標高201.00m。副樓32層，上部均為住宅，結構高度99.950m。 2 基礎設計 核心筒部位采用 1000的樁，樁長50m，持力層為(12)層粉質粘土，以3d(d為樁直徑)間距滿布。外圍框架柱部位采用 1200的樁，樁長50m，持力層為(12)層粉質粘土，采用柱底布樁方式，用足樁的承載力，每個邊柱下布置4根樁，角柱荷載較小，布置3根樁。副樓部位采用 800的樁，樁長40m，持力層為(11)層粉砂，也采用樁筏基礎，盡量把樁布置在剪力墻底部。裙房部分荷載較小，采用樁土共同作用的方式，每個框架柱底布置一根樁，其余荷載由底板承受。經計算，主樓核心筒中心點的沉降為32.6mm，主樓外圍處的沉降為12.4mm，沉降差能滿足要求。 3 主體結構分析設計 3.1 結構選型 本工程按照建筑抗震設計規范，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第三組，按照建筑抗震設防分類標準，抗震設防類別為標準設防類，本工程地震作用和抗震措施都按6度的要求。在裙房位置設置防震縫，將主樓和副樓分開，分成兩個獨立的抗震體系，避免形成多塔結構，防震縫同時兼做伸縮縫。同時保證地下一層的側向剛度大于地上一層側向剛度的兩倍，把結構的嵌固端設在地下室頂板處。標準層平面見圖1。 圖 1 標準層平面圖 主樓高度164.3m，采用型鋼混凝土框架一核心筒結構，結構高寬比為4.o3，核心筒高寬比為9.6，由于結構側向剛度較大，未設置加強層。核心筒墻體底部厚度為600mm，逐漸減薄到300mm。為避免剛度突變，柱子尺寸逐漸減小，底部邊柱為12001200，角柱為1o001000，到頂部邊柱和角柱均為800800。型鋼混凝土柱的外圍主梁以及與核心筒連接的主梁均采用h型鋼混凝土梁，梁端均采用剛接，梁的型鋼含鋼率不小于4.0%，縱筋配筋率不小于0.2%。在型鋼混凝土主梁與核心筒連接處的墻體中設置型鋼，便于梁中型鋼與墻的連接，同時又能較好地保證連接的剛性，并提高核心筒的延性。按高層建筑鋼混凝土混合結構設計規程(cecs230：2008)的規定，框架的抗震等級為二級，核心筒的抗震等級為一級。副樓采用剪力墻結構，地下室和裙房部位剪力墻厚度為300mm，到上部住宅部位減為250mm，到頂部內墻再減為200mm。 3.2 結構計算 核心筒的抗震等級為一級，軸壓比限值為0.5，經試算在豎向荷載作用下，核心筒底部墻體厚度為600mm，結構的側向剛度已滿足規范要求，因此未設置加強層。這樣結構體系合理，側向剛度均勻無突變，抗震性能好。 主樓從36層開始內收，在36、39和4o層處梁上托柱轉換，造成豎向不規則。對這些樓層，在地震作用標準值作用下的地震剪力乘以l.25的增大系數。 經計算，結構的前6階基本周期(s)分別為36258(x向)、35364(y向)、18057(扭轉)，08628(x向)、08429(y向)、06473(扭轉)。主要的計算結果見表2。 表2 主樓主要計算結果 3.3 構造措施 型鋼混凝土邊柱底部為12001200(內置十字形型鋼8002003838，型鋼含鋼率為5.8%)，到頂部減為800800，柱子外側平齊，為保證柱中型鋼腹板上下對齊，底部柱子中的型鋼采用單軸對稱布置；角柱底部為10001000(內置十字形型鋼6502001830，型鋼含鋼率為4.5%)，到頂部變為800800，為保證柱中型鋼腹板上下對齊，底部柱子中的型鋼采用雙軸均不對稱布置。型鋼不對稱布置的方式在實際工程中應用較多，受力性能還有待實踐檢驗和研究，本工程地震烈度不高，柱子的剪力和彎矩均很小，主要承受豎向荷載。 辦公層主梁均為400600，內置h型鋼400200188，型鋼含鋼率為4.1%，梁縱筋為上下各2 25配筋率為0.41%。賓館層柱子和核心筒連接的主梁為450650，內置h型鋼450200228，型鋼含鋼率為4.1%，梁縱筋為上下各2 25，配筋率為0.33%；外圍主梁為400450，內置h型鋼250200148，型鋼含鋼率為4.1%，梁縱筋為上下各2 25，配筋率為0.54%。型鋼混凝土柱和梁中的型鋼含鋼率均控制在不小于4%。 裙房部分的柱和梁采用鋼筋混凝土結構，在型鋼混凝土梁向鋼筋混凝土梁轉換時，型鋼延伸到鋼筋混凝土梁中，延伸長度為跨度的1/4，混凝土梁縱筋一部分錨入節點，另一部分與該型鋼搭接，不伸入節點中。 3.4 節點處理 對于型鋼混凝土結構，節點構造復雜，節點處即有梁柱型鋼穿過，又有較多的縱筋和箍筋，施工難度大。本工程中，型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣寬度均取為200mm，柱縱筋上下貫通，不穿梁型鋼，梁縱筋在柱型鋼腹板上穿孔，但不穿柱型鋼的翼緣，梁縱筋間距不小于3d(d為縱筋直徑)。 主樓裙房以上部分，框架柱和框架梁均為型鋼混凝土，梁柱縱筋一般按構造要求配置，梁柱節點處鋼筋不是很多，梁縱筋避開柱中型鋼的翼緣，在腹板上打孔穿過，由于鋼筋不多，腹板不需補強。在中部樓層部位，由于型鋼混凝土柱和混凝土核心筒豎向不均勻壓縮，與柱和核心筒連接的框架梁在與剪力墻連接處負彎矩較大，梁上部縱筋較多，中間鋼筋采用套簡與核心筒內的型鋼翼緣連接，其余鋼筋直接錨入墻體中。 裙房部分的框架柱和框架梁采用鋼筋混凝土結構，因此有些節點處既連接有型鋼混凝土梁，又有鋼筋混凝土梁，鋼筋較多，鋼筋混凝土梁采用較大的梁寬，以方便鋼筋放置，保證梁縱筋間距為3d(d為縱筋直徑)。 地下2層為甲類6級人防地下室，頂板需抵抗核6級和常6級荷載，而地下1層有些地方為設備用房，荷載較大且某些地方因凈高要求，樓板降低500mm，為保證地下2層的凈高，