時間：2023-08-08 17:10:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇辦公樓結構設計特點，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1. 設計(或研究)的依據與意義：
本工程為某城區辦公樓采用多層框架結構，為永久性建筑。該樓總建筑面積為8000㎡，擬建位置另行給定,抗震設防烈度為8度。
根據城市城市規劃.建筑規模和要求以及現有的氣象條件(氣溫.相對濕度.主導風向.基本雪壓).工程場地地質條件.及材料供應和施工條件進行設計。西城區辦公樓由主樓和會議中心兩部分組成，主體結構為7層，內外裝修均為一般裝修。
相關設計依據：
(1).《建筑地基設計規范》 gb50007-XX
(2).《混凝土結構設計規范》 gb500010-XX
(3).《建筑結構荷載規范》 gb50009-XX
(4)、《建筑抗震設計規范》 gb500011-XX
(5).《砌體結構設計規范》 gb50003-XX
(6).《房屋建筑制圖統一標準》 cb/t50001-XX
(7).《建筑結構制圖標準》、 gb/t50105-XX
(8).《建筑設計防火規范》 gb50045-1995
(9).有關標準圖集、相關教科書和及相關規定。
意義：
近年來框架結構在世界各地又有了很大的發展，許多城市普遍興建了包括商場、住宅、旅館、辦公樓和多功能建筑等各種類型的框架建筑。土木工程專業學生畢業后參加或從事框架結構設計已成為必須面對的現實之一。
通過畢業設計對大學期間所學的知識做一個系統的總結和應用，通過自己對在熟悉任務書的基礎上參觀、比較同類建筑，查閱、搜集有關設計資料使我的所學的知識得以綜合的應用，提高綜合知識的應用能力，對所學過的知識得以系統的深化。并培養我獨立解決建筑設計、結構設計的內容和步驟，及掌握建筑施工圖結構施工圖繪制的方法，為今后工作打下良好的基礎。
同時畢業設計是學生在畢業前半年的最后學習和綜合訓練的實踐性學習環節，是學習深化、拓寬、綜合教學的重要過程;是學生學習、研究與實踐成果的全面總結;是學生綜合素質與實踐能力培養效果的全面檢驗;是學生畢業及學位資格認定的重要依據;也是衡量高等教育質量和辦學效益的重要評價內容 。所以我們每一個畢業生都應該認真的努力完成自己的畢業設計，使自己成為社會需要的人才。
2. 國內外同類設計(或同類研究)的概況綜述
框架結構是由梁柱桿系構成，能夠承受豎向和水平荷載作用的承重結構體系。一般設計成雙向梁柱抗側力體系，主體結構均宜采用剛接模式。抗震設計時，為協調變形和合理分配內力，框架結構不宜設計成單跨結構。
豎向荷載作用下，框架結構以梁受彎為主要受力特點，梁端彎矩和跨中彎矩成為梁結構的控制內力。水平荷載作用下，框架柱承擔水平剪力和柱端彎矩，并由此產生水平側移，在梁柱節點處，由于協調變形使梁端產生彎矩和剪力，因此產生于柱上下端截面的軸力、彎矩和剪力是柱的控制內力。
隨著經濟的發展，生活水平的提高，人們對建筑產品也提出了更高的要求，不僅要安全、經濟，還要實用、美觀。政府辦公樓作為公共建筑，在適應時代需求的同時，不僅有與其他公共建筑的共性，也有自己獨特的特點。其總體特征有以下幾個方面：
(1). 現代政府辦公樓(特別是城市辦公樓)一般為高層超高層建筑，少數低級行政單位為多層。這主要是因為隨著經濟的發展和城市化進程的加快，大量人口持續不斷的擁向城市，致使城市規模不斷擴大，需要更多的政府機關、單位和工作人員來管理和協調轄區內的各種關系，因此，政府辦公樓必須為各級行政工作人員提供足夠的辦公空間，而現在高層建筑的大量涌現，建筑技術的日臻成熟，因其能提供大量的建筑空間，因而成為多數政府辦公建筑的首選。
(2). 主體大都采用框架結構，或框架剪力墻結構，以滿足現代辦公建筑的布置靈活、大開間、大進深要求。材料上多用鋼筋混凝土，局部采用鋼結構，以滿足承受自重、活荷載以及辦公用具荷載，并保證具有足夠的強度和穩定性要求。
(3). 為減輕結構自重，現代框架結構內部填充墻多采用加氣砼砌塊，外墻多采用非承重黏土空心磚。
(4). 政府辦公建筑面積較大，使用人員眾多，流動性大，一般布置為內廊式，豎向上則布置多部電梯、樓梯。
(5). 政府辦公建筑作為特殊的公共建筑，作用也因使用單位的不同而各異，因此在設計時還應充分考慮便于各部門施政的要求。
(6). 政府辦公樓中有一些特殊用途的房間，如會議室，新聞廳等，由于其建筑面積很大，且內部要求空曠，不能布置柱，因此在結構設計中是難點，需要特別重視，重點考慮。
(7). 辦公環境的好壞會影響辦公效率的高低，因此現代政府辦公建筑應充分考慮保溫隔熱消音通風等要求，采用新型無毒裝飾材料，減少對辦公人員的影響。會議室、新聞廳等特殊用途房間還應專門設計，滿足其特殊要求。
(8). 隨著現在能源的日益緊缺，建筑作為能源消耗大戶，也應充分考慮環保要求。現代政府辦公建筑中多采用新型、環保技術和材料，以減少對能源的消耗，最大限度的節約能源。
(9). 政府辦公樓作為公共建筑，必須考慮對交通運輸的要求，保證周邊道路的通暢。
(10). 在保安監控、清潔衛生方面，應設置專人專管，以利于工作的開展和責任的落實。
3. 課題設計(或研究)的內容
本工程根據設計任務書設計一辦公樓，根據地質情況及各種荷載情況設計建筑物的基礎，根據荷載和建筑布局設計建筑物主體各層結構，設計梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根據氣象條件設計建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保溫與隔熱，使其達到實用、安全、經濟、美觀的要求。
(1).建筑方案設計
繪出主要平面，立面，剖面圖，標明尺寸(一張1號圖紙)，比例1：200。
(2).建筑施工圖設計
1).平面圖：底層平面，標準層平面，頂層平面，比例1：100;
2).立面圖：主立面，背立面，側立面，比例1：100;
3).剖面圖：主要剖面(1：100)，樓梯剖面(1：50);
4).詳圖：需要詳細說明的節點，比例1：10或1：20;
5).總平面圖(1：500)，門窗表，建筑設計說明。
(3).結構施工圖
1).基礎平面圖和基礎詳圖，比例1：100;
2).樓面，屋面結構平面圖及節點詳圖，比例1：100;
3).框架梁柱配筋圖節點詳圖，比例1：50;
4).部分結構構件詳圖，比例1：20或1：10;
4. 設計(或研究)方法
采用框架結構近似計算法，求豎向荷載作用下的內力用彎矩分配法;求水平荷載作用下的內力時，有d值法等。求水平地震作用的時候采用底部剪力法;
結合所學過的知識、通過查閱參考資料初步設計，再交指導老師審查，審查通過后，利用autocad 、和手工完成繪圖，利用excel、word等完成設計說明書及其他內容的編寫。
結構部分計算的大概步驟：
1).初估梁柱截面尺寸 2). 荷載計算
3). 水平地震作用的側移驗算 4). 風荷載作用下的側移驗算
5). 水平地震作用下橫向框架的內力計算 6). 豎向荷載作用下框架的內力計算
7). 框架梁柱配筋 8). 板的配筋計算
9). 樓梯配筋 10).基礎的設計及配筋計算
5. 實施計劃
設計內容 所用時間
1.英文資料翻譯 1周
2.開題報告、建筑方案 2周
3.各種結構的確定、繪圖、編制設計說明書 7周
關鍵詞：高層建筑；人防工程；地下室；結構設計
1 引言
近年業，由于結構設計人員對建筑人防設計規范的理解不透徹和不重視，對設計的規范的不嚴格執行，再加上忽略人防工程性質的特殊性，造成人防工程結構設計過程中存在許多問題。因此，如何做好人防地下室結構設計工作具有重要的意義。本文結合筆者的工作經驗和總結，主要論述了高層建筑人防地下室結構設計中注意要點。
2 人防地下室結構設計特點
人防地下室不同于一般的地下室，戰時武器爆炸動荷載是其建筑結構設計的主要考慮因素之一。就荷載的分類看，武器爆炸的動荷載是一種數值很大、時間很短、不斷衰減的，且在結構的設計使用年限內不一定出現的荷載。因此，人防地下室的結構設計有其獨特之處：
（1）人防地下室結構設計的可靠度低于一般地下室。根據《建筑結構可靠度設計統一標 準》GB50068-2001規定，一般混凝土結構構件延性破壞時失效概率為0.069%，而《人民防空地下室設計規范（GB50038-2005）》（以下簡稱《規范》）規定人防地下室的鋼筋混凝土延性構件失效概率為6.1%。
（2）鋼筋混凝土結構構件可按彈塑性工作階段設計。考慮結構的動力響應，結構設計的可靠性可以降低；結構構件進入塑性工作狀態時可吸收更多能量，充分發揮材料潛力，材料設計強度可以提高，具有較大的經濟意義。
（3）材料強度的設計值可以提高。試驗證明在爆炸動荷載作用下，材料強度可提高20%～40%。這對人防地下室結構是一個有利因素。
（4）人防地下室的結構設計構造要求更為嚴格，如人防地下室在材料強度等級，結構構件最小厚度，最小保護層厚度和最小配筋率等各個方面比普通地下室的要求更加嚴格。
（5）人防地下室結構的動力分析。人防地下室是考慮了武器爆炸的動荷載作用的，可以采取等效靜荷載法來分析其結構動力，然后用靜力計算方法分析其結構內力。
（6）人防地下室在武器爆炸動荷載作用下，應驗算結構承載力，可不驗算結構變形、裂縫開展和地基的變形等。
（7）人防地下室戰時與平時考慮的荷載效應組合不同，因此規范規定人防地下室結構尚應根據其上部建筑在平時使用條件下對人防地下室結構的要求進行設計，并取其中控制條件作為人防地下室結構設計的依據。
3 人防地下室結構設計實例分析
本文通過2個實例對防空地下室設計特點，就筆者設計中遇到的問題進行分析。
3.1 工程概況
（1）項目1
某綜合辦公樓，主樓17層，裙房4層，主樓為框架-剪力墻結構，裙房為框架結構，主樓高 68.7m，基礎形式為樁基承臺，埋深 5.8m。1層地下室面積為6910m2，其中含人防面積3908m2，平時使用功能為車庫，戰時使用功能為二等人員掩蔽部，共 2個防護單元，防護級別為甲類核6級，常6級。
（2）項目2
某住宅主樓25 層，裙房3 層，主樓為框架-剪力墻結構，裙房為框架結構，主樓高78.95m，基礎形式為樁基承臺，埋深5.2m。1 層地下室面積為6780m2，其中含人防面積3 320m2，平時使用功能為車庫，戰時使用功能為二等人員掩蔽部，共2個防護單元，防護級別為甲類核6級，常6級。
3.2 結構布置
項目1功能性質為綜合辦公樓，共設兩處車道出入口，一處位于人防結構范圍外；每個防護單元各有主要及次要出入口一處，人防地下室主要位于裙房及室外地面下。項目2功能性質為高層住宅，設一處車道出入口，位于人防結構范圍外；每個防護單元各有主要及次要出入口一處，人防地下室主要位于高層結構及室外地面下。
項目1：由于辦公樓主要設備房間需設置于地下室北側，使得人防口部構件與高層豎向受力構件單獨設計；直通室外通道及豎井多數位于防倒塌范圍外，減少部分防倒塌構件設計。項目2：人防口部構件與高層豎向受力構件剪力墻及框架柱結合設計，傳力構件布局合理；直通室外通道位于高層范圍內，防倒塌結構需結合室外建筑布局和功能要求設計。人防結構與地上建筑設計需緊密結合，尤其人防墻體利用上部結構受力構件共同布置，使地下結構得到充分利用。
3.3 彈塑性設計
在爆炸動荷載作用下，結構構件變形極限需要用允許延性比控制，規范在確定各種結構的允許延性比時已經考慮變形限制和防護密閉的要求，因而防空地下室結構在爆炸動荷載作用下不必進行變形裂縫驗算；荷載取值只考慮一次核襲擊；同時注意各部件的抗力協調，避免局部先行破壞。
另外，筆者在項目1設計過程中，遇到以下問題：因辦公樓柱網布置局部較大，所以結構設計中少數布置處混凝土梁延性比計算較難通過，但提高整體混凝土強度等級極不經濟，最終采用如下方法解決：當受拉鋼筋配筋率ρ≤max，增配截面受壓鋼筋，有效降低受壓區高度，使允許延性比滿足規范要求；當ρρmax，增大受彎構件截面尺寸使得受拉鋼筋配筋率ρ≤ρmax，再增配受壓鋼筋。
3.4 結構計算
人防地下室結構設計的主要內容包含以下兩方面：1）主體結構設計，包括頂、底板，外側墻等構件設計。2）口部防護設計，防護密閉門與消波系統；通道臨空墻門框墻設計；孔口構件，如風井防倒塌棚架以及相 鄰單元間隔墻等設計。
對于人防荷載取值、荷載組合、計算模型以及內力分析相關規范及圖集都有明確規定，筆者不重述，只提 出以下兩點注意：1）在民用建筑的人防地下室的結構設計中，一般只涉及5級或6級人防設計，結構的頂板基本上都由戰時控制，而側墻和底板則因地下室的結構形式、埋深、抗浮設計水位等因素取平時及戰時不利工況確定。2）在核武器荷載作用下的基礎設計中，一般情況按平時使用條件下驗算地基承載力（戰時地基承載力和變形可不驗算），按戰時和平時使用條件下取不利情況進行基礎驗算。當防空地下室基礎采用樁基礎時，樁本身應按計入上部傳來的核武器爆炸動荷載效應組合值來驗算構件強度。
3.5 構造要求
項目1和項目2地下室結構均為超長結構，同時由于人防地下室密閉要求，且在防護單元內及口部不能設沉降縫，此時控制結構的差異沉 降成為結構設計的關鍵問題。就此問題，本工程均采取以下措施：1）高層與裙房及地下室結構連接部位設 置沉降后澆帶，待高層沉降穩定后再澆筑，使地下結構連為一體，后澆帶設置時應避開密閉通道等有防護密閉要求的部位；2）在混凝土中摻加膨脹劑，利用膨脹劑的補償收縮功能，減少混凝土硬化過程中的收縮應力；3）底板較厚時，混凝土采用分層澆筑，階梯式推進，在每層混凝土初凝前完成上層澆筑；4）減小墻體 水平分布鋼筋間距和提高其最小配筋率，以控制和減少混凝土結構裂縫的產生。
3.6 平戰轉換
由于人防工程是戰時受襲時作為保障城市居民生命安全，并具有特殊功能要求的建筑物，因此結構需要承受的荷載較一般結構大幾十倍至數百倍，此外結構密閉要求很高，所以在設計中應盡量減小結構跨度，減少并縮小直通大氣的各種孔口，而這種原則，恰為平時功能使用造成困難，規范中對此點作指導性的規定，具體做法應根據平戰要求和工程本身的實際條件綜合確定。
4 結束語
綜上所述，由于人防工程在戰時承受的爆炸動荷載非常復雜，加上人防工程具有較大的特殊性，這就容易導致設計上出現偏差，本文通過結合實際工程闡述了人防工程的結構設計過程及注意事項，使設計人員對人防規范進一步加深理解，提高人防地下室結構設計質量。
參考文獻：
[1]《人民防空地下室設計規范》（GB50038-2005）
關鍵詞：上虞天玥開元酒店；工程；設計
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A 文章編號：
無論是一個大型的城市高層酒店或是一個小型的休閑會所，它必須考慮以人為主要因素的特殊消費群的多樣性、互動性，我們設計必須要體現出酒店的主題形象以及當地的環境與人文特征，同時，它是集飲食、娛樂、休閑、度假于一體的綜合建筑空間，在實際中需要考慮的因素眾多，才能達到滿意的效果。
1工程概況
根據建設單位的要求，上虞天玥開元名都大酒店是一座按《旅游飯店星級的劃分與評定》中五星標準設計的賓館，該項目基地位于上虞市三環路以北，峰山北路以東，交通便利，地理條件優越。場地形狀大致呈平行四邊形。
本工程由賓館主樓、辦公樓、后勤樓、客房樓4棟建筑組成，賓館主樓由高層塔樓及兩翼裙房組成。主樓36層，功能以賓館客房為主，兼設會議及少量的餐飲設施及輔助用房，裙房3層局部4層，功能以餐飲娛樂等公共服務設施為主。辦公樓4層，功能為賓館配套辦公用房。后勤樓3層，功能為員工活動中心及高級干部宿舍。客房樓6層，功能配置為舒適型客房。該酒店地上計容積率總建筑面積76456.05平方米，包括客房、商業、餐飲、會議、娛樂、辦公等.建成后將成為上虞市最高端的一座賓館，對提升上虞市接待服務水平，具有重要意義，同時該項目的建成也必將成為上虞市的一座新地標。
2設計構思特點
本項目是上虞市未來最高端的一座酒店，設計力求體現高貴典雅的氣質，以其不凡的氣韻，細膩的外觀，提升上虞的城市形象，同時該酒店完備的五星級功能也將提高上虞市接待服務水平。酒店布局構思運用相對儒雅、內斂的江南文化特征，以營造一個寧靜的景觀庭院為中心展開，隨著城市的不斷變化和發展，圍合型的庭院和空間越來越少，設計的構思就是通過這樣的一個空間，給身處鬧市的人們一處具有良好景觀環境的住宿餐飲娛樂場所。空間造型上取意“虎踞龍盤”的美好寓意，圍合內庭院的裙樓宛如虎形，而高聳的主樓恰似龍盤。如圖一。
圖一
3總平面布局
總平面布局綜合考慮用地現狀和場地周邊環境進行總體設計。采用四邊圍合形布局，賓館主樓與裙房呈“C”字形展開，主樓面向三環路與峰山北路交叉口，在街道轉角形成良好的城市形象展示面，酒店主體適當后退，轉角處的外部廣場噴泉是該布局的畫龍點睛之筆。在主樓東側，沿三環路布置有辦公樓。客房樓沿用地北側規劃路布置，后勤樓沿用地東側規劃道路布置，這四棟建筑共同圍合成一個內庭院，這個內庭院為處于都市的客人提供了一個優良的景觀和僻靜優雅的休閑去處主，同時也提升了酒店的品質。整體規劃簡潔合理，收放有致，充分體現了做為國際五星級賓館的高貴氣質，也充分考慮了城市的外部環境規劃，如圖二。
圖二
4建設規模和設計范圍
4.1建設規模和項目組成
本工程總用地面積：42484.7平方米，地上計容積率總建筑面積76456.05平方米，項目由四棟建筑圍合成一個完整街區，其中賓館主樓主體建筑地上三十六層，地下二層，裙房三層局部四層。辦公樓四層；后勤樓三層；客房樓六層；在辦公樓與客房樓及其組成內院地下布置有半地下車庫。
4.2設計范圍為工程的建筑、結構、給水排水、電氣、暖通空調的設計工作。本工程屬二類設計使用年限（50年）；一級耐火等級；抗震設防烈度6度.設計基本地震加速度值為0.05g。
5賓館主樓平面布局及功能布局
5.1賓館主樓地上計容積率建筑面積為64666.21平方米，配置標準客房、套房、豪華套房、總統套房，兼有多功能廳、大小會議、大小餐飲、宴會廳以及娛樂、休閑設施。建成后將大大提升城市的接待會務功能，并成為當地居民和外來游客的一處重要消費場所。
5.2酒店的大堂布置在西面，作為酒店住宿客人的主要出入口。大堂中庭共三層,地面以上兩層，地下一層，中央布置有弧形開敞樓梯。大堂右側布置總服務臺，左側布置大堂酒廊，形成寬敞、氣派的酒店大堂空間。酒店在底層大堂還布置了精品商店專賣，提升了大堂的尊貴品質。
5.3酒店主樓的南部為一相對獨立的裙房，設單獨出入口，底層為娛樂大堂，并在該區域最東端另設KTV大堂，該區域二層三層為KTV包房。酒店主樓的北裙房以餐飲區為主，設單獨出入口，餐飲的主入口在北側，專設餐飲大堂，設兩部自動扶梯及兩部電梯作為餐飲區主要垂直交通工具，在此區域內底層布置了零點餐廳、日式餐廳、小商業等功能。此區域二層為餐飲包房、宴會廳，三層為各種會議報告廳、多功能廳，這里將成為政府重要會議、企業活動等重要活動的首選場所。
5.4員工及貨運的出入口位于該建筑的東北角，直接進入地下室的后勤服務空間。在地下一層部分設置了開敞式卸貨平臺、機動車庫、非機動車庫、設備房,賓館附屬用房等，員工可通過內部通道和服務電梯到達主體建筑內。粗加工廚房內半成品通過餐梯到達各宴會廳廚房。餐飲及廚房區域上部有衛生間的部分將設置雙層樓板來解決衛生防疫的要求。在地下一層區域內還設置了健身區、桑拿區、室內游泳池、洗衣房等等。地下二層均為設備用房。
5.5酒店塔樓區域內一至四層分別為：一層為總臺附屬用房及商業、一層夾層為內部辦公、二層為理療中心、三層為中小會議室和商務中心、四層為避難及管道設備層，主樓五層及以上主要為客房區,布置不同面積的標準間,十八層、三十一層為避難層，二十二層至三十四層為行政樓層，行政酒廊設在三十三層。總統套房位于主樓三十四層，尊貴、景觀良好，三十五層為金爵會餐廳，登頂至此，遠眺曹娥江，對上虞市景一覽無余。
6結構
6.1設計依據
本工程結構設計依據現行國家及有關設計規范、規程和有關行業規定、業主的招標文件及有關建筑專業設計文件進行設計。
6.2有關設計規范和規程
(1)《建筑工程設防分類標準》GB 50223-2004
(2)《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068-2001
(3)《建筑結構荷載規范》GB 50009-2001（2006版）
(4)《混凝土結構設計規范》GB 50010-2002
(5)《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001
(6)《建筑地基基礎設計規范》GB 50007-2002
(7)《建筑樁基技術規范》JGJ 94-2008
(8)《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002
本工程設計使用年限為50年。建筑結構安全等級為二級。
7主要活荷載（標準值）
7.1豎向荷載
按《建筑結構荷載規范》 GB 50009-2001取用
屋頂設備 按實際情況取值設備用房 根據具體設備定
7.2風荷載
基本風壓： 0.50 kN/m2（100年）主樓
0.45 kN/m2（50年）裙樓
地面粗糙程度： B類
8抗震設防類別及地震作用參數
8.1本工程抗震設防類別均按丙類設計。
8.2本工程抗震設防烈度為6度，地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.050g。
8.3本工程高層主樓框-筒結構的框架抗震等級三級,核心筒抗震等級二級;其余各單體結構的抗震等級取三~四級.
9結構設計
9.1上部結構設計
根據本工程建筑的特點，并考慮到合理、安全、經濟的原則，高層主樓采用鋼筋混凝土框架核心筒結構;其余各單體均采用現澆鋼筋混凝土框架結構，樓面均采用現澆板結構。高層主樓與裙樓間設抗震縫，裙樓平面超長也設抗震縫斷開。
9.2基礎設計
根據工程地質勘察報告，并結合實際工程經驗，主樓采用樁筏基礎，裙樓采用預應力管樁，大大降低成本，地下室外墻省去暗梁，受到節能評估的好評.
9.3結構分析軟件：
上部結構計算擬采用中國建研院2006年版PKPM系列軟件SATWE程序進行分析。
10主要材料
鋼筋強度等級：采用HPB235、HRB335、HRB400鋼筋。
鋼材強度等級：Q235、Q345。
混凝土強度等級：結構擬采用C25~C50。
非承重結構（填充墻）：內隔墻均采用加氣混凝土砌塊，以減輕結構自重。填充墻作外墻時，按建筑要求采用陶粒增強加氣砌塊墻體材料。
11無障礙設計
11.1設計依據
《城市道路和建筑物無障礙設計規范》 （JGJ50-2001）
11.2無障礙設計
（1）建筑的主要入口處均設有無障礙坡道。
（2）賓館主樓裙房各功能區域設無障礙專用廁位（廁所）。
（3）賓館主樓中廳兩側的兩個客房單元乘客電梯組中各設 2部無障礙電梯，電梯設計也
為殘疾人精心考慮了按鈕及報話音設計。
（4）室外停車場設無障礙停車位12個。
（5）酒店賓館五層設置無障礙客房二間與套房一間，符合規范要求數量。
12建筑造型風格
建筑造型采用ART—DECO風格，簡潔、富有韻律的形體體現出五星級酒店富麗堂皇的氣派和個性，建成后將成為城市的一個標志性建筑。主樓與多層的裙樓、配樓有著錯落有序的節奏，會給人留下十分深刻的印象。
結束語
作為一座城市商業中心的酒店，其設計充分體現了因地制宜的優勢，充分融入了當地的自然與人文環境。既滿足城市規劃的布局要求，又合理滿足商業用途，體現出一座現代化氣息的城市建筑。在結構選型，節能評估，整體布局方面受到業內的一致好評。
關鍵詞：建筑；框架核心筒；結構設計
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
一、框架核心筒結構合理設計的概念
1、雙重抗側力構件
雙重抗側力構件是抗震結構最為合理的結構形式,其特點是:由兩種受力和變形性能不同的超靜定抗側力結構組成,每種抗側力結構都具備足夠的剛度和承載力,可以承受一定比例的水平荷載,并通過樓板連接而協同工作,共同抵抗外力。在地震作用下,當一部分有損傷時,另一部分有足夠的剛度和承載力能夠承受較多的地震作用,損傷部分可以與它共同擔當抗震任務,或它能夠單獨抵抗后期余震。因此設計為雙重抗側力體系可以實現多道設防,是安全可靠的抗震結構體系。
2、筒中筒結構
筒中筒結構是一種雙重抗側力體系,當地震作用時,它是由框筒和實腹筒共同抵抗側向力的結構,但因其外框筒柱距較小,梁截面較高,采光面積小,建筑立面不好處理,近年來使用的較少。
3、框架核心筒結構
框架核心筒是由筒中筒結構延伸而來,筒中筒結構在空間受力時,由于水平荷載的作用,其密柱深梁框筒的翼緣框架柱承受較大軸力;當柱距加大、裙梁的跨高比加大時,剪力滯后加重,柱軸力將隨著框架柱距的加大而減小,但它仍然會有一些軸力,有一些空間作用,因這一特點,稱其為“稀柱筒體”。當筒中筒結構外筒柱距增大到與普通框架相似時,除角柱外,其他柱軸力將很小,通常可忽略沿翼緣框架柱傳遞軸力的作用,直接稱其為框架區別于框筒。框架核心筒結構由于周邊框架柱數量少、柱距大而受到建筑師的青睞,但是框架分擔的剪力和傾覆力矩少,核心筒成為抗側力的主要構件,所以框架一核心筒結構不是雙重抗側力體系。為了將框架核心筒結構設計成雙重抗側力結構,必須采取措施。
二、工程概況及結構布置
1、工程概況
本高層建筑工程項目功能為商業辦公，主體為商業辦公樓，包括沿街商業裙房，地下2層停車場，地面以下深度8.1m，地上21層，功能為商業辦公，結構屋面高度78.2m，出屋面包含機房和設備間，機房屋面高度83.00m。高層辦公樓地上部分長50.2m，寬20.5m，建筑面積地上部分為28377，地下部分為5700。
2、結構布置
該高層建筑項目根據平面布置結構體系采用鋼筋混凝土框架-核心筒結構,避免了結構堅向抗側力構件的轉換,滿足建筑立面效果和使用要求。其中核心筒部分采用現澆鋼筋混凝土筒體，框架柱采用鋼筋混凝土柱，樓面梁采用普通梁，樓板采用現澆實心板。核心筒作為抵抗水平作用的主要構件，框架柱主要承受豎向荷載。在筒體洞口的布置上，盡量使洞口遠離筒體角部，洞口間筒體墻肢均勻分布。框架柱考慮到剪力滯后效應的影響，加大角柱的截面和配筋。工程結構安全等級為二級，設計使用年限50年，抗震設防類別為標準設防類（丙類），抗震設防烈度7度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.10g。場地類別為Ⅳ類，特征周期0.90s，結構阻尼比取0.05。按現行抗震規范，框架抗震等級為二級，核心筒抗震等級為二級。按現行高層建筑混凝土結構技術規程，本工程為對風荷載比較敏感的的高層建筑且位于沿海地區，按規范取用100年重現期的基本風壓：W=0.60kN/m2，地面粗糙度B類，基本雪壓S=0.20kN/m2。根據建筑豎向布置，對于高層辦公樓和沿街商業，因其地下一層位于堆土場地中且主樓/沿街商業與獨立辦公間土體無法對主樓地下一層形成穩定有效約束，故結構上僅考慮主樓地下2層為地下室，主樓地下一層結構上按地上部分考慮；主體結構以基礎頂板作為上部嵌固部位。主樓基礎埋深從獨立辦公基礎底算起，為6.62m，滿足規范基礎埋深1/18房屋高度的要求。高層辦公樓為大底盤單塔結構，單塔與大底盤偏心距為底盤相應邊長的16.3%（X向），5.8%（Y向）；
3、超限情況分析及相應的抗震措施
在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層的最大彈性水平位移（或層間位移）大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的1.2倍，小于1.5倍，為平面扭轉不規則；二層平面，在入口大廳上方樓板開洞，開洞后樓板缺失，樓板局部不連續，平面不規則。二十層立面收進，收進尺寸與相鄰下一層之比為X向16.9%，Y向局部100%；二十一層處立面收進，收進尺寸與相鄰下一層之比為59.6%，豎向不規則。針對上述超限情況本工程采取了如下的抗震構造和計算措施：⑴對于大底盤單塔，加厚大底盤頂板至250mm，并雙層雙向配筋；加強大底盤及上一層豎向構件配筋，并嚴格控制軸壓比滿足規范要求，以提高豎向構件的延性。⑵對于扭轉不規則，采用考慮扭轉耦聯的振型分解反應譜法，計及扭轉影響，并控制樓層最大的彈性水平位移和層間位移的分別不大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1.4倍。⑶采取符合樓板平面內實際剛度變化的彈性樓板計算模型，在樓板開大洞的部位附近設置能真實計算樓板平面內與平面外剛度的“彈性樓板”計算模式，真實反應出相應部位的內力結果，并加強樓板及相關梁配筋；對于樓板開洞形成的連層柱，設計加強連層柱的配筋率，連層柱抗震等級提高一級，嚴格控制柱軸壓比，并核對連層柱計算長度系數，合理確定連層柱的內力。⑷對于豎向構件局部收進引起的側向剛度不規則，考慮突變樓層相交豎向構件在上下一層范圍內配筋予以加強，故計算時人為規定十九，二十，二十一層為薄弱層，對薄弱層的地震剪力乘以1.15的增大系數，對豎向構件配筋予以加強以提高柱延性，并嚴格控制柱軸壓比小于規范限值；另加厚二十，二十一層樓板厚度，取為150mm，并加強樓板的配筋，以增強結構抗剪承載力，提高整體剛度，確保水平力的有效傳遞。
結構分析
結構分析的主要結果匯總及比較
3.1計算軟件
本工程結構的整體計算采用SATWE與PMSAP2008年10月版程序。
3.2主要計算參數
抗震設防烈度為7度，場地類型為Ⅳ類，采用上海地區反應譜。采用彈性樓板假設進行整體分析，以考慮樓板剛度變化較大對水平力分配的影響.彈性時程分析取地面運動最大加速度為35cm/s2，選用三種地震波，其中一條人工波（上海人工波SHW2），另選取Ⅳ類場地,特征周期0.90s的兩條實際波。
3.3彈性分析主要計算結果
彈性動力時程分析的層剪力沿豎向的分布情況，以上的計算結果表明，三種地震波彈性動力時程分析所得結構底部剪力的平均值大于振型分解反應譜法的計算結果的80%，最小值大于振型分解反應譜法的計算結果的65％，可以滿足規范要求。通過以上計算與分析，可以看出本工程第一，第二振型均為平動，扭轉為主的振型為第三振型，扭轉周期比滿足規范要求；層間位移角、位移比也均滿足要求，地震作用下的剪重比也在正常范圍，滿足最小地震力要求；彈性動力時程分析的結果滿足規范要求。采用兩種程序計算的結果相差不大，總體上保持一致，雖然數值上有一定的微小差異，均在規范規定的合理范圍之內。
4、框架-核心筒布置
通過以上的計算分析，高層建筑框架核心筒的布置應滿足以下幾點：（1）核心筒宜貫通建筑物全高。核心筒的寬度不宜小于簡體總高的1/12，當筒體結構設置角筒、剪力墻或增強結構整體剛度的構件時，核心筒的寬度可適當減小。（2）核心筒的周邊宜閉合，樓梯、電梯間應布置混凝土內墻；核心筒應具有良好的整體性；（3）核心筒外墻的截面厚度不應小于層高的1/0及200mm，對一、二級抗震設計的底部加強部位不宜小于層高的1/16及200mm，不滿足時，應按《高規》附錄D計算墻體穩定，必要時可增設扶壁柱或扶壁墻；在滿足承載力要求以及軸壓比限值(僅對抗震設計)時，核心筒內墻可適當減薄，但不應小于160mm。又因為有框架梁支承在核心筒上，核心筒的外墻厚度宜大于0.4LAE(梁縱向受力鋼筋的錨固長度)，工程中框架梁鋼筋最大為25mm抗震等級為一級。工程核心筒外墻的截面厚度為400mm，滿足以上要求；（4）核心筒外墻較大的門洞宜上下豎向連續布置，以使其內力變化保持連續性。
結束語
框架核心筒結構能夠很好的滿足建筑對于大空間以及布置靈活的需求，此外，筒體自身所具有的空間效應還能夠讓它的抗側剛度遠超一般框架剪力墻結構。框架距核心筒較近且沿核心筒分布，這樣讓它的空間效應好于框架剪力墻結構，經濟上也更優越。
參考文獻
【關鍵詞】建筑結構設計；不規則設計；分析
引言
近些年來，我國建筑領域不規則建筑發展十分迅速，相對于傳統結構建筑來說，不規則建筑設計相對復雜，難度也較大，但是在遵循設計原則，保障設計合理性與科學性的前提下，其結構的堅固性與穩定性是可以保障的。
一、不規則建筑結構設計的相關問題概述
1.不規則建筑結構的基本特征
1.1首先是平面不規則結構，第一是不規則：平面狹長、凹進太多、凸出太細，第二就是局部不連續設計，這種設計的特點是樓板凹進后，導致有效樓板的寬度小于本層面樓板的典型寬度的一半。
1.2然后是豎向不規則結構的設計，這種結構的設計特點是樓層側向剛度與其相鄰的上面樓層相比，低于70%，如果是高層結構，那么上部份樓層的收進部分延伸到外面地面的高度從水平方面測量就必須要比相鄰下面一層的高度高于25%。
1.3其次是建筑結構整個平面作為原始的平面結構，設計的時候只是在原有平面的基礎上進行搭建或者拼接的設計，這樣的設計通常來說就是針對原有的設計進行一部分的調整，從而達到不規則結構的目的。
1.4最后是與原有建筑結構相比，高于其結構標準的設計，通常業內將這類建筑統稱為超規范結構，總結來說這種建筑結構具有高于原有建筑結構設計，高度在一定范圍內，設計以及技術難度大，材料相應變化；在其他限制數值方面也超出；結構從新設計，采用新型的材料以及技術等特點。
2.不規則建筑結構設計計算
針對不規則建筑結構的設計來說，計算是非常繁瑣，計算必須要保障精準，嚴格按照相關規定進行，在確保外觀的前提下進行優化設計，具體來說就要保障結構平面的規則性，不規則是相對而言的，它是可以有多個規則平面組合而成的，這樣能夠保障受力的均勻性。其次，是采用合理的計算方法，建筑結構設計中，抗震計算是一個重要的部分，那么對于地震發生后建筑結構的抗震能力預測和計算，我國現有的計算標準和公式有很多種，因為不規則建筑結構抗震能力預算具有非常突出的不可預測性，我國現階段并沒有在一種明確的計算方式對其進行計算，比較常見的就是底部剪力法；振型分解反映譜法以及彈性時程分析法。最后，就是針對抗震措施的強化方面，地震作為建筑結構所面臨的最大威脅，對于不規則結構的建筑來說，這種威脅更加明顯，那么強化抗震措施的設計就顯得更加重要，為了能夠確保不規則建筑結構的安全和穩定，要針對各個區域的受力值差異進行深入研究，不管是檢測還是計算難度都很大，雖然現階段我國能夠借助計算機等設備進行很多計算，但是也不能確保計算完全不存在誤差，因此，抗震措施的強化就顯得更加重要，也是不規則建筑設計中一個重點、難點。
3.不規則建筑結構的電算參數設置
3.1扭轉耦聯。從理論分析和工程實例計算得知，非耦聯計算通常用于平面結構。因此，空間分析軟件SATWE取消了是否選擇扭轉耦聯的選項，在結構計算中總考慮扭轉耦聯的影響，顯然這對扭轉不規則結構的計算分析是十分有利的。
3.2振型數量。《高規》規定，抗震計算時，宜考慮平扭耦聯計算結構的扭轉效應，振型數不應小于15，且計算振型數應使振型參與質量不小于總質量的90%。為了保證抗震計算結果準確，必須選取足夠多的振型數量，使有效質量系數大于0.9。
3.3雙向地震。從我國在建筑物抗震數值以及設計理念方面來看，依據相關條文和規定，如果采用不規則結構，那么在日后的抗震能力上，必須采用雙向抗震措施，施工中要進行全面的監督和管理，嚴格依據相關規定設計進行。
3.4設置彈性樓板。彈性樓板，簡單的說就是樓板具有一定的彈性，當然這個彈性的數值具有明確的范圍，彈性數值過大，則建筑的整體結構不穩定，彈性數值過小，則會影響建筑結構的抗震能力，因此，在進行施工建設初期，應該對樓板的質量和樓板的各項屬性都進行嚴格的審查，合格后的樓板才能運進施工現場。
二、建筑結構設計中不規則設計實際應用
1.工程概述
某國際中心辦公樓項目，為一棟地下四層，地上38層以辦公為主的綜合性超高層建筑，建筑物高度為179.5米，大屋面上有約21米高的鋼結構。地上部分主樓和該工程其它樓棟之間由防震縫完全隔開，地下室連為一體，通過設置施工后澆帶來解決主樓與相鄰地下室荷載差異引起的沉降差。
2.超限類型和程度
高度超限：主樓大樓結構高度179.5米，超過7度設防框架一核心筒A級高度限值130米；扭轉及平面規則性：v向18層偏心率0.1879>0.16，扭轉位移kt>1.3；豎向規則性：3O層、36層搭接柱轉換。
3.抗震不規則的結構處理
高度超限：本工程高度較大，采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充汁算。進行風載、多遇地震下結構整體抗傾覆驗算，同時考察主要墻、柱的拉壓力狀況，控制其破壞程度，并設置型鋼和加強配筋提高延性；扭轉不規則：部分樓層扭轉位移比大于1.2，但小于1.4。對此，后續設計盡可能優化剛度分布，加強邊框架對扭轉剛度的貢獻，改善扭轉不規則；考慮雙向地震作用下的扭轉影響。
4.整體結構分析
4.1計算假定及模型
對本結構計算分別采用SATWE和ETABS兩種軟件，均按照建筑實際尺寸建模至基頂。為驗證嵌固層上下側向剛度，地下室部分取塔樓以外2～3跨并入主體模型進行整體分析。計算樓層位移角及位移比時按剛性樓板，其它按彈性板。
4.2周期和振型
前3個振型計算結果見表1：本結構的扭轉與平動周期比滿足規范≤0.85要求。
4.3地震作用下層剪力及剪重比
見表2：底部3層剪重比略小于規范要求，但通過評定結構位移、整體穩定等指標認為整體剛度合理，故僅按照規范要求調整地震剪力。
4.4剛度比
高層建筑樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。按照SATWE的“剪切剛度”和“層剪力與位移比”兩種算法的最不利結果，其層問剛度比均滿足該要求，無薄弱層。
4.5大震下動力彈塑性分析
采用EPDA進行計算分析，選擇頻譜特性較為理想的兩條雙向天然波和一條雙向人工波，計算步長為0.02秒，持時為5～10倍自振周期，輸人主方向最大加速度為220cm/s，次方向為187cm/s，計算結果如下表：
關鍵詞: 土建結構; 工程; 安全性
中圖分類號：V552+.4 文獻標識碼： A
分析我國土建結構工程的安全性, 是近年來建筑領域研究和交流的主要成果, 是解決建筑土建工程的重大問題的應對途徑, 結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力, 是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準, 也與結構的正確使用( 維護、檢測) 有關, 而這些又與土建工程法規和技術標準( 規范、規程、條例等) 的合理設置及運用相關聯。
1 我國結構設計規范的安全設置水準
對結構工程的設計來說, 結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規范在這些方面的安全設置水準, 總體上要比國外同類規范低得多。
1.1 構件承載能力的安全設置水準。與結構構件安全水準關系最大的兩個因素是: 1.1.1規范規定結構需要承受多大的荷載 ( 荷載標準值) , 比如同樣是辦公樓, 我國規范自 1959 年以來均規定樓板承受的活荷載是每平方米 150 公斤(現已確定在新的規范里將改回到 200 公斤),而美、英則為 240 和 250 公斤; 1.1.2 規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小,前者是計算確定荷載對結構構件的作用時, 將荷載標準值加以放大的一個系數, 后者是計算確定結構構件固有的承載能力時, 將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度, 在安全系數設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規范)中稱為安全系數, 體現了安全儲備的需要; 而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規范)中稱為分項系數, 體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大, 表明安全度越高。我國建筑結構設計規范規定活荷載與恒載( 如結構自重)的分項系數分別為 1.4 和 1.2, 而美國則分別為1.7 和 1.4, 英國 1.6 和 1.4; 這樣根據我國規范設計辦公樓時, 所依據的樓層設計荷載( 荷載標準值與荷載分項系數的乘積) 值大約只有英美的 52%( 考慮人員和設施等活載) 和 85%( 對結構自重等恒載) 。日本與德國的設計規范在某些方面比英美還要保守些。一些發展中國家的結構設計多根據發達國家的規范, 就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規范一樣。至于中國的香港和臺灣, 至今仍分別以英國和參考美國規范為依據。這里需要說明的是, 在其他建筑物的活荷載標準值上, 與國外的差別并沒有像辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同, 比如鋼結構的差距可能相對小些。
1.2 結構的整體牢固性。除了結構構件要有足夠承載能力外, 結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力, 或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好
的延性和必要的冗余度, 用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果, 可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當地房屋結構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發生故意破壞的惡性爆炸事件, 一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞, 竟導致整棟樓的連續倒塌, 也是房屋設計牢固性不足的表現。
1.3 結構的耐久安全性。我國土建結構的設計與施工規范, 重點放在各種荷載作用下的
結構強度要求, 而對環境因素作用( 如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕) 下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故, 其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害, 所以這個問題必須引起格外重視。我國規范規定的與耐久性有關的一些要求, 如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級, 都顯著低于國外規范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一; 提高結構構件承載能力的安全設置水準, 在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
2 調整結構安全設置水準的不同見解我國結構設計規范的安全設置水準較低,
與我國建國后長期處于短缺經濟和計劃體制的歷史條件有關。但是, 能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求, 而且業已歷經了較長時間的考驗, 這是國內土建科技人員經過巨大努力所取得的重大成就; 但是, 由于安全儲備較低, 抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發生的大量工程安全事故, 主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致。現在提出要重新審視結構的安全設置水準, 主要是基于客觀形勢的變化, 是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎, 要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要, 有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論, 在如何調整的問題上存在較大的意見分歧和見解:
2.1 認為我國現行規范的安全設置水準是足夠的, 并已為長期實踐所證明, 而國外就沒有這種經驗。我國取得的這一成功經驗決不能輕易丟掉, 在安全度上不能跟著英美的高標準走;安全度高了是浪費, 除個別需調整外, 總體上不必變動。
2.2 認為我國規范的安全度設置水準盡管不高, 但在全面遵守標準規范有關規定, 即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下, 據此建成的上百億平米的建筑物絕大多數至今仍在安全使用, 表明這些規范規定的水準仍然適用; 但是理想的“三正常”很難做到, 同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續發展和提高耐久性的需要, 在物質供應條件業已改善的市場經濟條件下, 結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度, 因為我國目前尚屬發展中國家。
2.3 認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近, 需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高, 土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重, 而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程 ( 特別是建筑工程) 造價中所占的比重現在已愈來愈低, 材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要, 但絕不是沒有風險, 如果規范的安全水準較高, 曾經發生過的有些安全事故本來是可以避免的,而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現代化社會服務, 安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認, 即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣, 由于我們的施工質量總體較差, 結構的安全性依然會有差距。
3 結語
土建工程有著強烈的個性, 需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。現
文獻綜述正文
畢業設計是土木工程專業學生畢業前的最后學習和綜合訓練的階段，是知識深化、拓寬、教學的重要過程，是學生學習、研究和實踐的全面總結，也是對學生綜合素質與工程實踐能力的全面檢驗，是實現本科培養目標的重要階段。通過畢業設計，培養了綜合分析和解決問題的能力、組織管理和社交能力，培養了獨立工作的能力以及嚴謹、扎實的工作作風和事業心、責任感。為將來走上工作崗位，順利完成所承擔的建設任務奠定基礎。
本項目為縉云縣郵政生產用房，集商用、辦公于一體的綜合性建筑，采用鋼筋混凝土框架結構體系，建筑結構的類別為二類，使用年限為50年，占地面積為3987m2，總建筑面積為3934m2，底層層高4.2m,標準層層高為3.4m。
多層及高層建筑的結構體系大致有混合結構體系、框架結構體系、剪力墻結構體系、筒體結構體系、巨型結構體系。混合結構的承重墻體隨著建筑高度的增加而加厚，不僅耗費大量材料，也減少了使用面積。框架結構體系是由鋼筋混凝土梁、柱節點及基礎為主框架，加上樓板、填充墻、屋蓋組成的結構形式。框架形成可靈活布置的建筑空間，使用較方便。但是隨著建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱構件的彎矩和剪力顯著增加，從而導致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來困難，影響建筑空間的正常使用，在材料用量和造價方面也趨于不合理，因此在使用上層數受到限制。正是因為如此原因，框架結構適用于辦公樓、教學樓、商場、住宅等建筑。本設計的是多層建筑，建筑的高寬比H/B小于5，抗震設防烈度為6度，建筑高度19.5m，
框架結構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工，效率較高，工程質量較好。 框架結構由梁柱構成，構件截面較小，因此框架結構的承載力和剛度都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，這時，現澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結構的墻體是填充墻，起圍護和分隔作用，框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間，但抗震性能差。所以選用框架結構體系較為合理。
框架是由梁、柱構件通過節點連接形成的骨架結構。框架結構的特點是由梁、柱承受豎向和水平荷載，墻僅起維護作用，其整體性和抗震性均好于混合結構，且平面布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構成豐富多變的立面造型。國外多用鋼為框架材料，而國內主要為鋼筋混凝土框架，因為鋼筋混凝土結構有以下的一些優點：
第一：合理的利用了鋼筋和混凝土兩種材料的受力性能特點，可以形成強度較高、剛度較大的結構構件。這些構件在有些情況下可以用來代替鋼構件，因而能夠節約鋼材，降低造價。
第二：耐久性和耐火性較好，維護費用低。
第三：可模性好，結構造型靈活，可以根據使用需要澆注成各種形狀的結構。
第四：現澆鋼筋混凝土結構的整體性好，可通過合理的設計，使之具有良好的延性，成為“延性框架”,在地震作用下，這種延性框架具有良好的抗震性能;同時它的防震性和防輻射性也好，亦適于用作防護結構。
第五：混凝土中占比例較大的砂、石材料便于就地取材。
因為鋼筋混凝土具有這些特點，所以在建筑結構、地下結構、橋梁、隧道、鐵路等土木工程中得到廣泛應用。混凝土以成為當今世界上用量最大的建筑材料。但是，鋼筋混凝土也存在一些缺點，如自重過大，抗裂性能較差，隔熱隔聲性能不好，澆注混凝土時需要模板和支撐，戶外施工受到季節條件限制，補強修復比較困難。這些缺點在一定程度上限制了鋼筋混凝土的應用范圍。隨著科學技術的發展，鋼筋混凝土的這些缺點正在逐步的得到克服和改善。
鋼筋混凝土多層框架結構作為一種常用的結構形式, 具有如下優點：
(1) 建筑平面布置靈活，分割方便。
(2) 整體性、抗震性能好。
(3) 傳力路線明確。
(4) 墻體采用輕質填充材料時，結構自重小。
(5) 承重構件與圍護構件有明確分工。
畢業設計是對四年專業知識的一次綜合應用、擴充和深化，也是對我們理論運用于實際設計的一次鍛煉。通過畢業設計，不僅可以溫習以前在課堂上學習的專業知識，同時也將學習和體會到建筑結構設計的基本技能和思想。
“縉云縣郵政生產用房結構設計” ，在設計之前必須先充分理解建筑設計的內容，并收集相關的資料如建筑圖集、結構計算手冊及相關國標規范等，做好準備工作。
讀懂建筑設計中的建筑圖，如底層及標準層平面圖、頂層平面圖、主要立面圖、剖面圖，根據實際情況所選擇的建筑方案，滿足相關規范的要求考慮到實用、美觀、符合教學目的等等各方面要求。
結構設計中根據承重框架布置方向的不同，框架的結構布置方案有橫向框架承重、豎向框架承重、縱橫向框架承重。多層框架是超靜定結構，在計算內力之前，必須先確定桿件的截面形狀、尺寸和慣性矩。為此，查閱了許多文獻資料，包括標準、規范、手冊、圖集，以及國內外相關書籍、論文，明確了設計路線。
關鍵詞：高層建筑；結構設計
Abstract: The high-rise building has not only changed the layout of the city's buildings, but also played a huge role in promoting local economic development. The development of high-rise buildings is contributed by the continuous occurrence of new materials, the development of mechanical analysis and analytical means,the advancement of structural design and construction technologies, and the leap of modernized machinery and electronic technology.
Key words: high-rise buildings; structural design
中圖分類號：TU3文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
隨著高性能材料的不斷研制和開發，結構形式合理性的進一步研究，可以預見，在今后的土木工程領域，高層建筑仍將是世界各國在城市建設中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高層建筑的設計知識，是對土木工程領域技術人員的基本要求。
一、高層建筑的界定
高層建筑有什么特點？或者說什么樣的建筑算作高層建筑？對于這一問題，
世界各國有不同的劃分標準，或者說不同的國家有不同的規定。1972年召開的國際高層建筑會議制訂了如下的劃分標準：
我國《民用建筑設計通則》則規定，10層及10層以上的住宅建筑以及高度超過24m的公共建筑和綜合性建筑為高層建筑，而高度超過100m時，不論是住宅建筑還是公共建筑，一律稱為超高層建筑。日本則將5層到15層的建筑稱為高層建筑，超過15層的建筑均為超高層建筑。
事實上，究竟什么樣的建筑算作高層建筑，應該視建筑的結構體系受力特點而定。如果建筑的結構體系，在側向力的作用下，表現出了高層建筑的受力特點，則不論其高度如何，應該按照高層建筑來對待。
二、高層建筑結構設計的模式演變
1．內核的形成
高層建筑與其它建筑之間的最大區別，就在于它有一個垂直交通和管道設備集中在一起的、在結構體系中又起著重要作用的“核" （Core）。而這個“核”也恰恰在形態構成上舉足輕重，決定著高層建筑的空間構成模式。隨著高層建筑建設的發展、高度的增加和技術的進步，在高層建筑的設計過程中，逐漸演化出了中央核心筒式的“內核”空間構成模式，這是各專業共同探索優化設計的結果。在建筑處理上，為了爭取盡量寬敞的使用空間，希望將電梯、樓梯、設備用房及衛生間、茶爐間等服務用房向平面的中央集中，使功能空間占據最佳的采光位置，力求視線良好、交通使捷。在結構方面，隨著筒體結構概念的出現、高度的增加，也希望能有一個剛度更強的筒來承受剪力和抗扭，而這些恰好與建筑師的要求不謀而合。在建筑的中央部分，有意識地利用那些功能較為固定的服務用房的圍護結構，形成中央核心筒，而筒體處于幾何位置中心，還可以使建筑的質量重心、剛度中心和型體核心三心重合，更加有利于結構受力和抗展。
2．核的分散與分離
然而，隨著時代的發展、技術的進步，人們對建筑需求的變化和設計側重點的不同，以中央核心筒為主流的高層建筑“內核”空何構成模式開始受到了挑戰。對于結構專業來說，加強建筑周邊的剛度也會有效地抵抗地震對高層建筑的破壞，所以如果將垂直交通和設備用房等分散地布置在周邊，則無疑也會對結構抗震有利。同時，這種分散的多個外核的空間構成模式，也正好適用于新興的巨型框架結構（Super Frame），使這種結構體系中的巨型支撐柱具有了使用功能。而從建筑設計的角度來看，核的移動、垂直交通、服務性房間和管道井分散到建筑的周邊，對于高層建筑的空間構成模式和立面造型上的變化也是極具革命性的。它不但適應了其它專業的需求，而且還有利于避難疏散，創造更大的使用空間和使高層建筑的底部獲得解放。
3.中庭空間的出現
70年代前后設計的建筑中都加入了一個十分華麗、氣氛熱烈的大中庭。這種中庭既起著統合空間流線的作用，又是人們休閑交往的場所，中庭中還設置噴泉疊水、種植各種植物，可創造出一種激動人心的歡快氛圍。所以它一出現便深受人們的喜愛，并很快風靡全球。80年代以后，中庭空間開始應用于高層辦公建筑。受高層旅館的影響，一些辦公大樓為了追求氣派和空間變化，便在入口處附設一個中庭。而隨著人們環境觀念的增強，以及各國政府對由于在辦公樓內長時間從事VDT操作，所引發的情緒緊張，視覺疲勞和心理上的孤獨感等“辦公室綜合癥”的關注，高層辦公建筑內部空間的設計也越來越為人們所重視。提供自然化的休息空間和改善封閉的室內環境，成為高層辦公樓設計必須解決的重要問題。于是，在高層辦公建筑中插人一個或在不同區域插入數個封閉或開敞的中庭的設計手法開始出現。
4.底部空間的變化
關鍵詞：高層建筑；轉換層；特點；結構設計
一、高層建筑轉換層特點
高層建筑轉換層主要特點：使樓層的上部結構荷載通過轉換層重新分配并傳遞給下部結構和地基基礎；由于轉換層剛度大、應力集中且力的傳遞突變，因此遇到偶然荷載（水平地震作用）作用時，轉換層受到較大外力和產生水平位移；轉換層梁柱和梁上墻節點較多，節點處的鋼筋錨固、插筋與變徑較復雜。若施工不當，會造成轉換層應力集中，產生裂縫、撓度超出規范要求范圍等現象。在一些地震多發區域，需對高層建筑的水平受力進行合理控制。整個建筑的樓層剛度、質量不允許出現突變狀況，需確保其變化的均勻性。在遭遇地震作用時，避免建筑物出現薄弱層，對整個結構穩定性造成不利影響。
二、轉換層的功能意義
1、上、下層結構類型轉換轉換層將上部剪力墻轉換為下部的框架，此結構多用于框—剪和剪力墻結構中，如此便可使得下部結構具有較大的內部自由空間。
2、上、下層結構柱網布置的改變轉換層上、下結構形式相同，通過它可以使下部結構的柱距擴大，形成大柱網空間。多用于商住樓，以形成下部的大空間用于商場、停車場等。
3、同時轉換上、下層結構類型和柱網布置上部剪力墻結構通過轉換層變成框支剪力墻結構的同時，上部剪力墻的軸線與下部柱網錯開，形成上下柱網不對齊的結構。多用于辦公樓，上部用于小開間辦公室，下部用于停車場或者大廳等。
三、高層建筑施工中需要注意的技術問題
1、施工技術形式的選擇高層建筑施工技術的合理應用是整個建筑行業良好發展的基礎所在，同時也是準確衡量一個國家建筑發展水平的重要指標。高層建筑其內部層數設計越高，相應的施工難度也就越大，因此對于建筑高度會產生極大限制的便是施工技術。在現今的高層建筑建設中，對于施工技術形式的科學選取極為重要。針對不同的施工項目、環境、功能布局要求，最終選取的施工技術也應有所不同。在高層建筑建設中，應確保技術形式具有較強的針對、安全性，以此確保整個工程施工的順利進行。
2、施工管理體制的強化現今我國的建筑工程管理水平已得到了極大的提升，但是不可否認的是，在其管理體制方面還存在著些許問題。一個科學、合理的施工管理體制的落實實施能夠全面保障整個建筑工程的施工進度及質量。強化高層建筑施工管理體制的系統化改革是有效提升管理水準的重要保障。
四、建筑結構設計中的轉換層設計原則
1、在轉換層設計過程中應盡量減少結構轉換的豎向構件，應盡可能的多采用直接接地的構件，其能有效避免建筑剛度的減小，對建筑物抗震性能的提升有著重要的作用。
2、轉換層的設計位置不能偏高，應盡可能的靠近底層位置。主要是由于建筑框支剪力墻結構的傳力途徑以及剛度發生變化時會直接造成轉換層成為薄弱層，很大程度上降低了建筑物的抗震性能。
3、在進行轉換層的設計時應注意傳力路徑的明確性，并且確保轉換層的剛度。由于轉換層結構本身起到的是結構轉換作用，所以應保持其自身的受力平衡性。
4、要對剪力墻以及框支剪力墻的比例進行綜合考慮，保證其橫向落地剪力墻的數目超過橫向墻的50%。
5、為了避免立柱柱角發生變形，在進行轉換層設計時應保持其上部柱子和剪力墻的對稱分布，將梁上立柱設置在轉換梁垮中，從而避免轉換梁變形作用下產生的支柱柱角變形加大。
五、轉換層結構設計
1、梁式結構轉換層技術設計
（1）需要設計模板支撐系統。從結構的安全出發，必須要通過軟件或者是人工的精確計算來得出支撐系統的安全參數和支撐鋼管的橫截面和跨度、空間間距，從材料的利用程度考慮，要可以滿足到模版的數次周轉和裝拆卸的便利；從結構設計的方面考慮的話，要對比較難支膜的部分和隱蔽的分支節點要通過軟件得出詳細的設計圖。（2）需要設計鋼筋的下料和綁扎方案。轉換梁縱筋直徑較大、數量較多、排數也多，箍筋直徑較大、肢數較多、一般全長加密，構造腰筋須按受拉鋼筋的錨固要求錨固在兩端柱子內，所以鋼筋的下料和綁扎比較困難。每一道梁式轉換層的鋼筋放樣和下的材料都應該符合國際規定或者是本項目的行業規范和設計圖紙的要求，必須先進行簡單的布局排列，找出符合實際操作的捆綁方式再進行實際的操作，以此來防止下料之后沒有按照一定的規則安置鋼筋，使得鋼筋沒有捆綁好，作用力不強，影響到了混凝土的鼓搗密實程度。（3）設計混凝土的澆筑方案。轉換層的橫截面積和轉換內部的構件體積過于大的時候，混凝土的澆筑必須符合該項目的澆筑要求，一般一次澆筑完畢，可以保證結構整體性較好，但是這個方法會導致鼓搗不到位而影響到了梁柱體的美觀與質量，而且荷載會增加，對模版的安全系數也是一個很大的考驗，施工時應加以注意。
2、桁架式轉換層設計
桁架式轉換層主要用于建筑不同功能區域上下部的連接，是由多榀鋼筋混凝土桁架組合而成的一種承重結構。一般情況下桁架的下桿的截面面積較小并且高度較高，所以這一結構形式的施工難度較大且工序較為復雜。在具體施工設計過程中，應對轉換層的內部結構進行綜合分析，并對其受力情況進行分析計算，從而保證設計符合建筑質量要求。
3、厚板式轉換層設計
厚板式轉換結構雖然具有布置靈活、不需要正對下層結構的優點，但是其在施工設計過程中多需要的材料耗費較大，所以如果在采用厚板式轉換層結構時，應注意對其受力角度的分析，適當的加強其配筋量，同時也可以從抗剪力和抗沖切力的角度出發，減輕其受力程度，對其內力以及配筋量進行合理準確的計算，并從其經濟效益出發對其進行綜合考慮。
六、設計中應注意的幾點問題
1、轉換層設置高度不宜過高
轉換層高度越高，使得轉換層對下部結構的動力特性影響越明顯，同時傳力路線的突變越大，使得下部結構更容易破壞；轉換層高度低的建筑，只需控制側向剛度比即可控制轉換層附近的層間位移角；對于轉換層高度更高的建筑，還須控制轉換層上下部結構的等效剛度比。轉換層高度越高，轉換層上下部結構在地震作用下的變形效應就越大，轉換層上下部結構等效側向剛度比的作用也就越小。
2、柱宜直接落在轉換層主結構上
根據《建筑抗震設計規范》中第E.2.4條規定：轉換層上部的豎向抗側力構件（墻、柱）宜直接落在轉換層的主結構上。即上部密柱宜與轉換桁架斜腹桿的交點、空腹桁架的豎腹桿在位置上重合。這樣使得結構的傳力路線明確，受力合理，且相鄰斜腹桿可形成拱效應，與豎腹桿共同承受豎向力，同時有利于提高結構抵抗地震豎向作用的能力。
七、結束語
總之，轉換層結構設計問題一直受到人們的高度關注，在進行建筑設計的時候，要根據具體的實際情況，對轉換層設計高度重視，優化設計結構，保證建筑的質量和安全。
作者:李風威 單位:鄭州市規劃勘測設計研究院
[關鍵詞]高層建筑；結構特點；結構體系 文章編號：2095-4085（2015）08-0037-02
1.高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：
1.1水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
1.2側移成為控指標
與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（=qH4/8EI）。另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內。
1.3抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
1.4減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。
1.5軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架一剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
1.6概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。
2.高層建筑的結構體系
2.1高層建筑結構設計原則
（1）鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。
（2）高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
2.2高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架一剪力墻結構、筒體結構等。
（1）框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。其使用范圍：框架結構的合理層數一般是6到15層，最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。
（2）剪力墻結構體系。剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空問整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現了良好的抗震性能，震害較少發生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形，因此，在地震區不允許采用這種框支剪力墻結構。
2.3框架一剪力墻結構體系
在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架一剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
2.4簡體結構體系
隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有以下幾種。
（1）框架一筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架一剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成，內筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。
（3）成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁簡體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
關鍵詞:高層建筑;平面不規則;扭轉破壞;結構設計
中圖分類號:TU972.3
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2010)05-0161-02
1 引言
結構設計規范明確要求,建筑及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱,并應有良好的整體性,建筑的立面和豎向剖面宜規則,結構的側向剛度宜均勻變化,不應采用嚴重不規則的結構方案,但隨著我國經濟實力和科學技術水平的提高,人們的思想觀念不斷更新,嚴格意義的規則建筑已經很難見到,取而代之的是大批新穎別致、標新立異、彰顯個性的建筑物。各地大量涌現的現代建筑物幾乎都是不規則或是嚴重不規則的,如希爾頓飯店、深圳發展中心、中央電視臺等,都是不規則建筑的典型代表,它們的出現既給城市建筑帶來了嶄新的面貌,同時又給結構設計人員提出了嚴峻的挑戰。如何遵循規范精神,對不規則建筑結構進行結構設計與計算分析,成為工程設計中必須解決的重要課題。
2 高層建筑結構平面不規則的主要形式特征分析
從現實的角度,綜合高層建筑各種不規則的結構形式,主要表現在以下幾個方面:
1)扭轉不規則,考慮偶然偏心的情況下位移比大于1.2;
2)凸凹不規則。①平面狹長,在抗震設防烈度為6、7度時,平面長寬比大于6.0(8度抗震時大于5.0);②凹進尺寸太多,平面凹進一側的尺寸大于相應投影方向總尺寸的0.35(8度時大干0.3);③凸出過細,凸出部分的長寬比大于2.0(8度時大于1.5);
3)樓板局部不連續,①樓板凱洞凹入后,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%;②開洞面積大于該層樓面面積的30%:③采用細腰形平面;④有較大的樓層錯層(樓板錯層小于梁高不算錯層);⑤角部重疊,重疊面積小于較小一側的25%;
4)側向剛度不規則,①樓層側向剛度小于相鄰上部樓層的70%或其上相鄰三層平均值的80%:②結構頂部取消部分墻、柱形成空曠房間:
5)豎向尺寸突變,①高層結構上部樓層收進部位到室外地面高度大于房屋高度的20%,上部樓層收進的水平尺寸大于相鄰下一層的25%:②高層結構上部樓層外挑,下部樓層的水平尺寸小于上部尺寸的90%,且水平外挑尺寸大于4m,
6)豎向抗側力構件不連續,豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等)向下傳遞:
7)樓層承載力突變,A級高層建筑的層間受剪承載力比小于0.8,B級高層小于0.75;
8)結構的周期比過大,A級高層建筑不應大于0.9,B級高層建筑和復雜高層建筑不應大于0.85:
9)復雜高層結構,帶轉換層的結構、帶加強層的結構、錯層結構、連體結構、多塔樓結構等。
3 工程項目實例概況
湖南某高層建筑是一集商業、酒店及辦公樓為一體的綜合性大樓,建筑層數地下2層,地上24層,其中底部裙房四層,結構體系為框架剪力墻結構,總建筑面積約45000m2,建筑高度94.3m,地下兩層為車庫層高為4.8和5.3m,首層為酒店大堂及商鋪,層高8m,2至4層為酒店餐廳及輔助用房,層高4.8-6m,5至12層為灑店客房層高均為3.5m,12層以上為辦公樓,層高均為3.5m。
本工程為丙類建筑,使用年限為50年,抗震設防烈度為6度,剪力墻及框架梁柱抗震等級為二級,基礎設計等級為甲級,采用高強預應力管樁,工程結構整體計算采用中國建筑科學院開發的設計軟件SATWE進行計算。
4 結構平面不規則情況分析及調整處理措施
該大樓特點是豎向功能變化較多,筆者針對不規則平面的結構特征及高層建筑的特征,從概念設計和計算設計兩方面人手,綜合分析各相關因素,提出適合于不規則平面特征的結構選型及結構布置方法。調整后結構裙房及標準層平面見圖1。
4.1 建筑結構平面不規則情況分析
本工程平面體型為z字型,I/Bmax=0.56>0.35,屬于平面不規則結構,豎向有立面縮進,同時層高相差較大。初步計算結果表明:結構在地震及風荷載作用下的位移角能滿足規范要求,周期比為0.83
調整該樓的周期比和扭轉位移比是結構設計的重點工作,由于該樓平面凸凹不規則,兩個核心筒均處在兩邊,剛度極不均勻,質心與剛心偏差較大,在地震等外力作用下極易產生扭轉破壞。周期比的控制與位移比的控制一樣,周期比側重控制的時側向剛度與扭轉剛度之間的相對關系,目的是抗側力的平面布置更有效、更合理,使結構不至于出現過大的扭轉效應。
總之,控制周期比的目的就是使結構抗側力構件布置得更合理、更均勻,并不是使結構更剛,當平動第一周期與扭轉第一周期比較接近時,由于振動耦連的影響,結構的扭轉效應會明顯增大,但該樓的第二周期扭轉因子達到0.34,可認為扭轉剛度偏弱,同樣需要調整,不能僅僅認為平動第一周期/扭轉第一周期小于0.9就可以了,應同時考慮平動周期中的扭轉因子,不然在大震情況下,結構可能第一周期就是扭轉周期。
4.2 平面不規則情況調整處理措施
考慮到這個薄弱環節,對結構的豎向構件做如下的調整:
1)在結構的左上方和右下方各加一片較長的剪力墻,增強建筑周邊結構構件的抗扭承載力,同時也將結構的剛心大大的推向左邊;
2)在右下角的核心筒開洞,削弱該處的剛度,因為該處核心簡偏心較大,這也使剛度中心向左邊移:
3)取消左上部核心筒下面的一個小核心筒,削弱中部的剛度,同時將該核心筒的連梁做弱,使結構的剪力墻更均勻,對結構扭轉位移比及周期比均有較大的好處。
首層層高8m,造成受剪承載力小于上層的80%,要解決抗剪承載力不足,主要就要
加大抗剪截面。或提高混凝土強度,采取的措施就是在首層以下的各層將柱截面均加大100mm,墻加厚50mm,混凝土強度加大一級,采取措施后,‘受剪承載力比在90%以上,能滿足規范要求,本樓第四層初算為薄弱層,四層頂即裙房屋面,為此將裙房屋面梁截面加大,加厚屋面板,有效的避免了薄弱層。通過以上調整,該樓由5項不規則調整為2項不規則,即平面凸凹不規則,立面縮進不規則,避免了申報超限。調整前后結構裙房及標準層平面見圖1。
4.3 調整前后的周期參數
從表1的數據來看,因為取消一個小核心筒,剛度有所減弱,但結構調整的后剛度明顯比調整前均勻,抗扭剛度也得到加強。同時扭轉位移比也得到明顯改善,
(由于篇幅問題未全部列出)最大扭轉位移比均小于1.20,屬于規則結構,從一個平面明顯不規則的結構通過合理的調整剛度也可以使其成為結構上的規則結構。
4.4 彈性時程分析
對于平面不規則高層建筑,按高規規定,應采用彈性時程分析法進行多遇地襞下的補充計算,本工程采用2條天然波和一條人工波,彈性動力時程分析結構表明,在多遇地震作用下的層間位移、角位移、總剪力、總彎矩均滿足設計要求,見圖2,CQC法是安全的,設計達到了預期的效果。
4.5 采取的抗震措施
針對工程的實際,綜合分析各方面因素,采取的抗震技術措施主要有:
1)在建筑允許的情況下盡量加長加厚周邊剪力墻,尤其是離剛心最遠處,將剛心和質心偏心率調整到最小,減小扭轉周期,將結構調整成扭轉規則結構。
2)削弱核心筒連梁,采用弱連梁連接,使平動周期增大,增大平扭周期比。
3)控制墻柱軸壓比,提高柱的縱筋配筋率和箍筋配筋率(特別是角部),縱筋配筋率均加大一級,柱箍筋全樓加密,角柱加芯柱,來提高結構豎向構件在大震中抵抗的變形能力。
4)在凹角處增設45°斜向鋼筋,抵抗角區應力集中,加強薄弱處的板厚和配筋。
5)四層雖然可以不算規范上的薄弱層,但計算仍按薄弱層計算,其地震剪力應乘以1.15的增大系數,同時加強該層墻柱配筋,提高結構在大震中的抵抗變形的能力。
6)加強裙房上層,即五層的墻柱配筋,有效抵抗立面縮進后產生的鞭梢效應。
通過采取以上措施,使該平面不規則建筑在滿足各項功能的前提下,結構更安全科學和合理。
5 結語
綜上所述,對于現代城市日益涌現的造型新穎別具一格的不規則建筑,結構設計人員應細心分析各種情況,從概念設計人手。找出結構的重點和薄弱點,因勢利導克服不利因素,使整個結構在平面和豎向合理地布置結構剛度,避免和減少結構可能出現的薄弱部位,同時加強薄弱部位的構造措施,使建筑物從一個貌似不規則的建筑調整成一個結構上的規則建筑,只要結構工程師認真分析,抓住重點,強化構造,不規則結構的設計問題是可以解決的。
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關鍵詞：概念設計超長結構設計結構抗震設計
中圖分類號：TU3文獻標識碼：A文章編號：
Abstract: with the development of the construction industry, building more and more, however the structure design in construction engineering as one of the most important link, must will be building structural design on important position carries on the discussion, the author's own practice experience and according to the design principle of the following engineering structure design to make the analysis.
Keywords: concept design super-length structure design structure seismic design
1、工程概況
該工程地下為2層，地上為16層，總建筑面積為36850㎡，在水平方向的長度為119.8m，主要用途為商務辦公樓，結構形式為框剪結構，根據規范要求，本工程抗震設防類別為標準設防類，框架的抗震等級為三級，剪力墻的抗震等級為二級。
2、概念設計以及選型
概念設計就是指要求設計人員在整個設計過程中，包括結構的選型、結構分析計算、截面的設計以及細部的處理等方方面面，結合自身的工程實踐經驗，通盤考慮各種影響因素，選擇合適的分析、處理方法，最終設計出一個最為經濟、合理的結構方案。然而，無論結構形式如何復雜多樣，高層建筑概念設計的設計原則都相同，都是力求使結構布置簡單，傳力明確，從而得到經濟合理的設計方案，筆者大致歸納了以下幾點主要設計原則：
2.1 對于超長結構的概念設計來說，其要求所設計的結構體型應簡單規則，質量和剛度較均勻變化，結構的抗側力構件應對稱布置以防止結構的不利扭轉影響。只有遵循這個設計原則，才有利于使所設計的構件傳力明確，才有助于所設計的結構經濟合理。
2.2 所設計的高層建筑方案，其結構布置應盡量規則、對稱，盡量使高層結構的剛心和質心重合，以避免結構產生較大的扭轉效應。
2.3 布置受力構件時應把受力構件布置在有利于承受水平荷載作用和溫度應力的位置。故本高層建筑中，把剪力墻對稱地布置在結構平面周邊，以使剪力墻受力構件抵抗更大的扭轉效應。
對于建筑結構來說，一般頂層樓板結構受到的溫度應力比較大，因此在進行樓板設計時可把樓板結構劃分為不同的長度的區段，從而減小樓板結構的溫度應力，減小溫度裂縫。同時辦公樓的結構選型一般可采用框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構等。
3 超長結構設計
對于超長結構來說，由于平面某一個方向的長度較大，因此一般都采用伸縮縫的形式來減小溫度應力，從而避免樓層混凝土開裂。但根據本工程實際使用的要求，本超長結構無法采取設計伸縮縫的形式，而本超長結構的長度已超過規范所要求的設計伸縮縫的長度，這無疑給結構設計帶來難度。為了使本超長結構的設計合理而且避免裂縫的產生，在設計中作了以下措施，值得借鑒。
3.1 材料選取。
由于本超長結構不得設有伸縮縫，因此為了有效防止混凝土的收縮開裂，整個樓板結構的混凝土都采用DS-U膨脹纖維配制的補償收縮混凝土。這樣當混凝土由于溫度應力而收縮時，膨脹纖維就會發揮作用，彌補混凝土的收縮裂縫。同時，對于地下室的混凝土則采用混凝土強度等級為C30的防水混凝土，抗滲標號要求為P6。另外對于標高位于-0.05m以下的框架柱、剪力墻結構則采用C45的混凝土，根據樓層高度逐漸減小框架柱、剪力墻的混凝土強度等級，在標高為-0.05～19.750m之間的框架柱以及剪力墻采用C40混凝土，對于標高19.750m以上的采取C30混凝土。對于底部為辦公樓的超長結構的樓層梁、板則采用C40混凝土。
3.2 結構構造措施。
進行超長結構設計時，構造措施的采用對于超長結構的合理設計有著必要性。針對本超長結構的特點，主要采取以下幾種構造措施來滿足超長結構設計要求。
（1）配置結構構造鋼筋。
構造鋼筋的配置是減小裂縫等出現的有效構造措施。因此在超長結構設計中，對于頂層樓板配置雙層雙向的鋼筋網，直徑不宜小于10mm，間距不宜大于200mm。同時增大樓板配筋率，樓板以及框架梁上部鋼筋采用貫通配置方式。
（2）后澆帶的設置。
對于超長結構設置后澆帶是解決混凝土開裂的一個行之有效的構造措施之一。后澆帶的設置應通過超長結構的整個橫截面，把全部剪力墻、框架梁以及樓板等分開。同時后澆帶一般設置在結構受力較小的部位。如本超長結構，在7～8軸之間設置有寬度為800mm的后澆帶，在施工完成30天以后采用提高5MPa的微膨脹混凝土進行澆筑。另外，后澆帶的鋼筋連接采用搭接連接方式。
（3）配置無黏結預應力鋼筋。
本超長結構的框架梁以及樓板同時配置無黏結預應力鋼筋以避免裂縫產生。依據計算結果，本結構適宜在樓板以及框架梁中張拉預應力鋼筋。樓板采用2.4～2.8MPa之間的有效預壓應力。為此，本超長結構在一層以及頂層的框架梁中另外配置有4φs15.2的預應力鋼筋。在一層以及頂層的樓板結構中，沿縱向另外配置有φs15.2無黏結預應力筋，預應力鋼筋間距為5500mm，均勻布置在樓板中，施工時超張拉為3%。
3.3結構抗震設計
（1）抗震措施.
在對結構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結構抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結構延性（限制結構類型和結構材料使用）等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結構延性）結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施（隔震措施，消能減震措施）來減震，即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。
（2）抗震設計理念
我國《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此, 要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此，要求結構具有相當的延性能力（變形能力）不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時，結構雖然破壞較重，但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞，從而保障了人員的安全。因此，要求建筑具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。
對建筑抗震的三個水準設防要求，是通過“兩階段”設計來實現的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數，先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風、重力荷載效應組合。并引入承載力抗震調整系數。進行構件截面設計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角，使其不超過抗震規范所規定的限值；同時采用相應的抗震構造措施，保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應的地震動參數，計算出結構（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。
