1、結(jié)合某高層辦公建筑談結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的問題    【摘 要】本文基于某高層辦公建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工程，論述了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)原則，并重點分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要重視的相關(guān)問題，供結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員借鑒。 【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計方法 引言 高層建筑在全球的出現(xiàn)與發(fā)展已有百年歷史，隨著人們對于經(jīng)濟發(fā)展的追求，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，在我國迎來了高層建筑的建設(shè)快速發(fā)展時期。最近二十年來，高層建筑的結(jié)構(gòu)型式幾經(jīng)革新，建筑高度記錄一再被刷新，結(jié)構(gòu)型式也發(fā)生了較大的改變。隨著不同時代人們對于生活、工作環(huán)境要求的不同，高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計的理念也在逐漸地發(fā)

2、生變化。不過，任何一種理論的形成都需要經(jīng)過長時間的研究與實踐后，經(jīng)受住實踐的檢驗才能逐漸為人們所理解和接受。 1、某高層建筑工程概況 某高層建筑基地呈長方形，建筑群體處理為坐落在一個低矮平臺上的兩棟相互平行的板式32層塔樓與東南端一棟“L”型12層的配樓。該工程地下兩層，地上分別為32層、32層和12層。地下一層分別設(shè)置了停車庫及設(shè)備用房，地下二層為停車庫，戰(zhàn)時部分為人防區(qū)，一層主要包括住宅入口大堂、管理、消防控制室及電表間，其余部分作架空層，二層及以上部分為住宅。建筑豎向高度分別為98.3m（32層）、98.3m（32層）和36.95m（12層）（均不包括屋面設(shè)備用房的高度）。建筑層高：地下

3、二層4m，地下一層4.2m（A、B棟）和5.65m（C棟），架空層6.3m（A、B棟）和3.0m（C棟），標準層3m。建筑物的主要技術(shù)經(jīng)濟指標如下：總用地總面積：16596.1平方米；其中建設(shè)用地面積：15000.7平方米；道路用地面積：1595.4平方米；總建筑面積：103069.44平方米；其中地上建筑面積80200.76平方米（包括核增建筑面積2578.68平方米）；地下建筑面積22868.68平方米；容積率：5.4%；覆蓋率：24.5%。 2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則 2.1選擇合適的基礎(chǔ)方案 高層建筑的基礎(chǔ)工程對于建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性具有關(guān)鍵的影響，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一項重要

4、工作。進行高層建筑的基礎(chǔ)工程設(shè)計時，需要對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件進行詳細的勘察，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)與荷載傳遞與分布特點，并考慮已有的相鄰建筑物的影響和現(xiàn)場的施工作業(yè)平臺與條件等因素，選擇結(jié)構(gòu)可靠、施工方便、經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)工程設(shè)計方案?；A(chǔ)工程設(shè)計時需要盡可能地發(fā)揮地基的承載力，有必要進行地基的承載力、變形驗算。 2.2合理選擇結(jié)構(gòu)方案 一個成功的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，即要選擇一個切實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則?？傊仨殞こ痰脑O(shè)計要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、水

5、、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時還應(yīng)進行多方案比較，擇優(yōu)選用。 2.3選用恰當?shù)挠嬎愫唸D 結(jié)構(gòu)計算結(jié)果應(yīng)建立在計算簡圖的正確的基礎(chǔ)上，確保正確的計算簡圖可以有效地保障高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全。結(jié)構(gòu)的計算簡圖的實施需要相應(yīng)的合理的可靠的構(gòu)造措施來支持。 2.4正確分析計算結(jié)果 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍采用計算機技術(shù)，但由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計算結(jié)果。因此設(shè)計師應(yīng)對程序的適用范圍、技術(shù)條件等全面了解。在計算機輔助設(shè)計時，由于程序與結(jié)構(gòu)某處實際情況不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導(dǎo)致錯誤的計算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時應(yīng)

6、認真分析，慎重校核，做出合理判斷。設(shè)計師的知識、經(jīng)驗還是不可映少的。 3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的需重視的四個問題 3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能問題 對于高層建筑的結(jié)構(gòu)型式方案的選擇，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計師需要考慮的是建筑結(jié)構(gòu)的空間的組成特征是否符合建筑的定位。由于高層建筑結(jié)構(gòu)的自重大、樓層高，需要將建筑結(jié)構(gòu)的豎向穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)的水平向的穩(wěn)定進行有效的驗算。高層建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載需要通過承重構(gòu)件傳遞至地基土，因此需要重視在進行建筑結(jié)構(gòu)工程方案設(shè)計時，對建筑物的承重柱、梁、承重墻體進行有效的設(shè)計和布置。 3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)問題 建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要求建筑

7、三心盡可能匯于一點，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡單平面形式。 3.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的側(cè)移和振動周期問題 建筑結(jié)構(gòu)的振動周期問題包含兩方面：一方面是合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期；另一方面是控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。當突發(fā)地震災(zāi)害時，如果建筑物與建筑場地發(fā)生了共振，即建筑物的自振周期接

8、近于建筑物場地的特征周期時，地震對建筑物的危害是最大的。因此需要在進行方案設(shè)計時通過調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)來調(diào)整建筑物的自振周期，避免地震發(fā)生時產(chǎn)生共振。水平位移僅僅是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時的一個要求，只滿足這點是不能保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。還需要結(jié)合地震與地震力對于建筑物自振周期相互的關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)的自振周期長而地震力較小時，結(jié)構(gòu)是不安全的。高層建筑的位移曲線應(yīng)該是連續(xù)變化而不應(yīng)發(fā)生明顯的拐、折點。 3.4 位移限值、剪重比及單位面積重度問題 （1）位移限值在結(jié)構(gòu)整體計算的輸出結(jié)果中，結(jié)構(gòu)的側(cè)移（包括層間位移和頂點位移）是一個重要的衡量標準，其數(shù)值大小從一個側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)的整體剛度是否合適，過大或過

9、小都說明結(jié)構(gòu)剛度過小或過大（或者體現(xiàn)結(jié)構(gòu)兩個主軸方向的剛度是否均衡），以致要引起設(shè)計者對其中的結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)的豎向及平面布置合理性的再思考。 （2）剪重比及單位面積重度結(jié)構(gòu)的剪重比（也即水平地震剪力系數(shù)）入=VEIGG 是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大小的一個指標。其大小主要與結(jié)構(gòu)地震設(shè)防烈度有關(guān)，其次與結(jié)構(gòu)體型有關(guān)，當設(shè)防烈度為 7、8、9 度時，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期4、結(jié)語 隨著我國改革開放取得的空前的經(jīng)濟建設(shè)成果，全國各大城市興建的高層建筑數(shù)量呈井噴式地增長。且高層建筑的施工速度創(chuàng)造了一個又一個奇跡，但是從高層建筑的設(shè)計尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程質(zhì)量上看，還存在著較多亟待解決的問題。我國的高層建筑更多地追求時尚，更多地重視建筑外觀而忽視了結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)件的構(gòu)造措施、空間結(jié)構(gòu)的布置等。文中簡略地分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所需要遵循的一些基本原則，也分析了現(xiàn)階段我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計尚需要重視的一些關(guān)鍵問題。 參考文獻： 1龔強，蔣滌非.高層辦公建筑創(chuàng)作中的人性尺度表現(xiàn)六盤水市鐘山經(jīng)濟開發(fā)辦公大廈建筑