时间：2023-08-08 17:10:58
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇办公楼结构设计特点，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1. 设计(或研究)的依据与意义：
本工程为某城区办公楼采用多层框架结构，为永久性建筑。该楼总建筑面积为8000㎡，拟建位置另行给定,抗震设防烈度为8度。
根据城市城市规划.建筑规模和要求以及现有的气象条件(气温.相对湿度.主导风向.基本雪压).工程场地地质条件.及材料供应和施工条件进行设计。西城区办公楼由主楼和会议中心两部分组成，主体结构为7层，内外装修均为一般装修。
相关设计依据：
(1).《建筑地基设计规范》 gb50007-XX
(2).《混凝土结构设计规范》 gb500010-XX
(3).《建筑结构荷载规范》 gb50009-XX
(4)、《建筑抗震设计规范》 gb500011-XX
(5).《砌体结构设计规范》 gb50003-XX
(6).《房屋建筑制图统一标准》 cb/t50001-XX
(7).《建筑结构制图标准》、 gb/t50105-XX
(8).《建筑设计防火规范》 gb50045-1995
(9).有关标准图集、相关教科书和及相关规定。
意义：
近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架建筑。土木工程专业学生毕业后参加或从事框架结构设计已成为必须面对的现实之一。
通过毕业设计对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用，通过自己对在熟悉任务书的基础上参观、比较同类建筑，查阅、搜集有关设计资料使我的所学的知识得以综合的应用，提高综合知识的应用能力，对所学过的知识得以系统的深化。并培养我独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤，及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法，为今后工作打下良好的基础。
同时毕业设计是学生在毕业前半年的最后学习和综合训练的实践性学习环节，是学习深化、拓宽、综合教学的重要过程;是学生学习、研究与实践成果的全面总结;是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验;是学生毕业及学位资格认定的重要依据;也是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容 。所以我们每一个毕业生都应该认真的努力完成自己的毕业设计，使自己成为社会需要的人才。
2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述
框架结构是由梁柱杆系构成，能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时，为协调变形和合理分配内力，框架结构不宜设计成单跨结构。
竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力，因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。
随着经济的发展，生活水平的提高，人们对建筑产品也提出了更高的要求，不仅要安全、经济，还要实用、美观。政府办公楼作为公共建筑，在适应时代需求的同时，不仅有与其他公共建筑的共性，也有自己独特的特点。其总体特征有以下几个方面：
(1). 现代政府办公楼(特别是城市办公楼)一般为高层超高层建筑，少数低级行政单位为多层。这主要是因为随着经济的发展和城市化进程的加快，大量人口持续不断的拥向城市，致使城市规模不断扩大，需要更多的政府机关、单位和工作人员来管理和协调辖区内的各种关系，因此，政府办公楼必须为各级行政工作人员提供足够的办公空间，而现在高层建筑的大量涌现，建筑技术的日臻成熟，因其能提供大量的建筑空间，因而成为多数政府办公建筑的首选。
(2). 主体大都采用框架结构，或框架剪力墙结构，以满足现代办公建筑的布置灵活、大开间、大进深要求。材料上多用钢筋混凝土，局部采用钢结构，以满足承受自重、活荷载以及办公用具荷载，并保证具有足够的强度和稳定性要求。
(3). 为减轻结构自重，现代框架结构内部填充墙多采用加气砼砌块，外墙多采用非承重黏土空心砖。
(4). 政府办公建筑面积较大，使用人员众多，流动性大，一般布置为内廊式，竖向上则布置多部电梯、楼梯。
(5). 政府办公建筑作为特殊的公共建筑，作用也因使用单位的不同而各异，因此在设计时还应充分考虑便于各部门施政的要求。
(6). 政府办公楼中有一些特殊用途的房间，如会议室，新闻厅等，由于其建筑面积很大，且内部要求空旷，不能布置柱，因此在结构设计中是难点，需要特别重视，重点考虑。
(7). 办公环境的好坏会影响办公效率的高低，因此现代政府办公建筑应充分考虑保温隔热消音通风等要求，采用新型无毒装饰材料，减少对办公人员的影响。会议室、新闻厅等特殊用途房间还应专门设计，满足其特殊要求。
(8). 随着现在能源的日益紧缺，建筑作为能源消耗大户，也应充分考虑环保要求。现代政府办公建筑中多采用新型、环保技术和材料，以减少对能源的消耗，最大限度的节约能源。
(9). 政府办公楼作为公共建筑，必须考虑对交通运输的要求，保证周边道路的通畅。
(10). 在保安监控、清洁卫生方面，应设置专人专管，以利于工作的开展和责任的落实。
3. 课题设计(或研究)的内容
本工程根据设计任务书设计一办公楼，根据地质情况及各种荷载情况设计建筑物的基础，根据荷载和建筑布局设计建筑物主体各层结构，设计梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根据气象条件设计建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保温与隔热，使其达到实用、安全、经济、美观的要求。
(1).建筑方案设计
绘出主要平面，立面，剖面图，标明尺寸(一张1号图纸)，比例1：200。
(2).建筑施工图设计
1).平面图：底层平面，标准层平面，顶层平面，比例1：100;
2).立面图：主立面，背立面，侧立面，比例1：100;
3).剖面图：主要剖面(1：100)，楼梯剖面(1：50);
4).详图：需要详细说明的节点，比例1：10或1：20;
5).总平面图(1：500)，门窗表，建筑设计说明。
(3).结构施工图
1).基础平面图和基础详图，比例1：100;
2).楼面，屋面结构平面图及节点详图，比例1：100;
3).框架梁柱配筋图节点详图，比例1：50;
4).部分结构构件详图，比例1：20或1：10;
4. 设计(或研究)方法
采用框架结构近似计算法，求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时，有d值法等。求水平地震作用的时候采用底部剪力法;
结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计，再交指导老师审查，审查通过后，利用autocad 、和手工完成绘图，利用excel、word等完成设计说明书及其他内容的编写。
结构部分计算的大概步骤：
1).初估梁柱截面尺寸 2). 荷载计算
3). 水平地震作用的侧移验算 4). 风荷载作用下的侧移验算
5). 水平地震作用下横向框架的内力计算 6). 竖向荷载作用下框架的内力计算
7). 框架梁柱配筋 8). 板的配筋计算
9). 楼梯配筋 10).基础的设计及配筋计算
5. 实施计划
设计内容 所用时间
1.英文资料翻译 1周
2.开题报告、建筑方案 2周
3.各种结构的确定、绘图、编制设计说明书 7周
关键词：高层建筑；人防工程；地下室；结构设计
1 引言
近年业，由于结构设计人员对建筑人防设计规范的理解不透彻和不重视，对设计的规范的不严格执行，再加上忽略人防工程性质的特殊性，造成人防工程结构设计过程中存在许多问题。因此，如何做好人防地下室结构设计工作具有重要的意义。本文结合笔者的工作经验和总结，主要论述了高层建筑人防地下室结构设计中注意要点。
2 人防地下室结构设计特点
人防地下室不同于一般的地下室，战时武器爆炸动荷载是其建筑结构设计的主要考虑因素之一。就荷载的分类看，武器爆炸的动荷载是一种数值很大、时间很短、不断衰减的，且在结构的设计使用年限内不一定出现的荷载。因此，人防地下室的结构设计有其独特之处：
（1）人防地下室结构设计的可靠度低于一般地下室。根据《建筑结构可靠度设计统一标 准》GB50068-2001规定，一般混凝土结构构件延性破坏时失效概率为0.069%，而《人民防空地下室设计规范（GB50038-2005）》（以下简称《规范》）规定人防地下室的钢筋混凝土延性构件失效概率为6.1%。
（2）钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计。考虑结构的动力响应，结构设计的可靠性可以降低；结构构件进入塑性工作状态时可吸收更多能量，充分发挥材料潜力，材料设计强度可以提高，具有较大的经济意义。
（3）材料强度的设计值可以提高。试验证明在爆炸动荷载作用下，材料强度可提高20%～40%。这对人防地下室结构是一个有利因素。
（4）人防地下室的结构设计构造要求更为严格，如人防地下室在材料强度等级，结构构件最小厚度，最小保护层厚度和最小配筋率等各个方面比普通地下室的要求更加严格。
（5）人防地下室结构的动力分析。人防地下室是考虑了武器爆炸的动荷载作用的，可以采取等效静荷载法来分析其结构动力，然后用静力计算方法分析其结构内力。
（6）人防地下室在武器爆炸动荷载作用下，应验算结构承载力，可不验算结构变形、裂缝开展和地基的变形等。
（7）人防地下室战时与平时考虑的荷载效应组合不同，因此规范规定人防地下室结构尚应根据其上部建筑在平时使用条件下对人防地下室结构的要求进行设计，并取其中控制条件作为人防地下室结构设计的依据。
3 人防地下室结构设计实例分析
本文通过2个实例对防空地下室设计特点，就笔者设计中遇到的问题进行分析。
3.1 工程概况
（1）项目1
某综合办公楼，主楼17层，裙房4层，主楼为框架-剪力墙结构，裙房为框架结构，主楼高 68.7m，基础形式为桩基承台，埋深 5.8m。1层地下室面积为6910m2，其中含人防面积3908m2，平时使用功能为车库，战时使用功能为二等人员掩蔽部，共 2个防护单元，防护级别为甲类核6级，常6级。
（2）项目2
某住宅主楼25 层，裙房3 层，主楼为框架-剪力墙结构，裙房为框架结构，主楼高78.95m，基础形式为桩基承台，埋深5.2m。1 层地下室面积为6780m2，其中含人防面积3 320m2，平时使用功能为车库，战时使用功能为二等人员掩蔽部，共2个防护单元，防护级别为甲类核6级，常6级。
3.2 结构布置
项目1功能性质为综合办公楼，共设两处车道出入口，一处位于人防结构范围外；每个防护单元各有主要及次要出入口一处，人防地下室主要位于裙房及室外地面下。项目2功能性质为高层住宅，设一处车道出入口，位于人防结构范围外；每个防护单元各有主要及次要出入口一处，人防地下室主要位于高层结构及室外地面下。
项目1：由于办公楼主要设备房间需设置于地下室北侧，使得人防口部构件与高层竖向受力构件单独设计；直通室外通道及竖井多数位于防倒塌范围外，减少部分防倒塌构件设计。项目2：人防口部构件与高层竖向受力构件剪力墙及框架柱结合设计，传力构件布局合理；直通室外通道位于高层范围内，防倒塌结构需结合室外建筑布局和功能要求设计。人防结构与地上建筑设计需紧密结合，尤其人防墙体利用上部结构受力构件共同布置，使地下结构得到充分利用。
3.3 弹塑性设计
在爆炸动荷载作用下，结构构件变形极限需要用允许延性比控制，规范在确定各种结构的允许延性比时已经考虑变形限制和防护密闭的要求，因而防空地下室结构在爆炸动荷载作用下不必进行变形裂缝验算；荷载取值只考虑一次核袭击；同时注意各部件的抗力协调，避免局部先行破坏。
另外，笔者在项目1设计过程中，遇到以下问题：因办公楼柱网布置局部较大，所以结构设计中少数布置处混凝土梁延性比计算较难通过，但提高整体混凝土强度等级极不经济，最终采用如下方法解决：当受拉钢筋配筋率ρ≤max，增配截面受压钢筋，有效降低受压区高度，使允许延性比满足规范要求；当ρρmax，增大受弯构件截面尺寸使得受拉钢筋配筋率ρ≤ρmax，再增配受压钢筋。
3.4 结构计算
人防地下室结构设计的主要内容包含以下两方面：1）主体结构设计，包括顶、底板，外侧墙等构件设计。2）口部防护设计，防护密闭门与消波系统；通道临空墙门框墙设计；孔口构件，如风井防倒塌棚架以及相 邻单元间隔墙等设计。
对于人防荷载取值、荷载组合、计算模型以及内力分析相关规范及图集都有明确规定，笔者不重述，只提 出以下两点注意：1）在民用建筑的人防地下室的结构设计中，一般只涉及5级或6级人防设计，结构的顶板基本上都由战时控制，而侧墙和底板则因地下室的结构形式、埋深、抗浮设计水位等因素取平时及战时不利工况确定。2）在核武器荷载作用下的基础设计中，一般情况按平时使用条件下验算地基承载力（战时地基承载力和变形可不验算），按战时和平时使用条件下取不利情况进行基础验算。当防空地下室基础采用桩基础时，桩本身应按计入上部传来的核武器爆炸动荷载效应组合值来验算构件强度。
3.5 构造要求
项目1和项目2地下室结构均为超长结构，同时由于人防地下室密闭要求，且在防护单元内及口部不能设沉降缝，此时控制结构的差异沉 降成为结构设计的关键问题。就此问题，本工程均采取以下措施：1）高层与裙房及地下室结构连接部位设 置沉降后浇带，待高层沉降稳定后再浇筑，使地下结构连为一体，后浇带设置时应避开密闭通道等有防护密闭要求的部位；2）在混凝土中掺加膨胀剂，利用膨胀剂的补偿收缩功能，减少混凝土硬化过程中的收缩应力；3）底板较厚时，混凝土采用分层浇筑，阶梯式推进，在每层混凝土初凝前完成上层浇筑；4）减小墙体 水平分布钢筋间距和提高其最小配筋率，以控制和减少混凝土结构裂缝的产生。
3.6 平战转换
由于人防工程是战时受袭时作为保障城市居民生命安全，并具有特殊功能要求的建筑物，因此结构需要承受的荷载较一般结构大几十倍至数百倍，此外结构密闭要求很高，所以在设计中应尽量减小结构跨度，减少并缩小直通大气的各种孔口，而这种原则，恰为平时功能使用造成困难，规范中对此点作指导性的规定，具体做法应根据平战要求和工程本身的实际条件综合确定。
4 结束语
综上所述，由于人防工程在战时承受的爆炸动荷载非常复杂，加上人防工程具有较大的特殊性，这就容易导致设计上出现偏差，本文通过结合实际工程阐述了人防工程的结构设计过程及注意事项，使设计人员对人防规范进一步加深理解，提高人防地下室结构设计质量。
参考文献：
[1]《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）
关键词：上虞天玥开元酒店；工程；设计
中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：
无论是一个大型的城市高层酒店或是一个小型的休闲会所，它必须考虑以人为主要因素的特殊消费群的多样性、互动性，我们设计必须要体现出酒店的主题形象以及当地的环境与人文特征，同时，它是集饮食、娱乐、休闲、度假于一体的综合建筑空间，在实际中需要考虑的因素众多，才能达到满意的效果。
1工程概况
根据建设单位的要求，上虞天玥开元名都大酒店是一座按《旅游饭店星级的划分与评定》中五星标准设计的宾馆，该项目基地位于上虞市三环路以北，峰山北路以东，交通便利，地理条件优越。场地形状大致呈平行四边形。
本工程由宾馆主楼、办公楼、后勤楼、客房楼4栋建筑组成，宾馆主楼由高层塔楼及两翼裙房组成。主楼36层，功能以宾馆客房为主，兼设会议及少量的餐饮设施及辅助用房，裙房3层局部4层，功能以餐饮娱乐等公共服务设施为主。办公楼4层，功能为宾馆配套办公用房。后勤楼3层，功能为员工活动中心及高级干部宿舍。客房楼6层，功能配置为舒适型客房。该酒店地上计容积率总建筑面积76456.05平方米，包括客房、商业、餐饮、会议、娱乐、办公等.建成后将成为上虞市最高端的一座宾馆，对提升上虞市接待服务水平，具有重要意义，同时该项目的建成也必将成为上虞市的一座新地标。
2设计构思特点
本项目是上虞市未来最高端的一座酒店，设计力求体现高贵典雅的气质，以其不凡的气韵，细腻的外观，提升上虞的城市形象，同时该酒店完备的五星级功能也将提高上虞市接待服务水平。酒店布局构思运用相对儒雅、内敛的江南文化特征，以营造一个宁静的景观庭院为中心展开，随着城市的不断变化和发展，围合型的庭院和空间越来越少，设计的构思就是通过这样的一个空间，给身处闹市的人们一处具有良好景观环境的住宿餐饮娱乐场所。空间造型上取意“虎踞龙盘”的美好寓意，围合内庭院的裙楼宛如虎形，而高耸的主楼恰似龙盘。如图一。
图一
3总平面布局
总平面布局综合考虑用地现状和场地周边环境进行总体设计。采用四边围合形布局，宾馆主楼与裙房呈“C”字形展开，主楼面向三环路与峰山北路交叉口，在街道转角形成良好的城市形象展示面，酒店主体适当后退，转角处的外部广场喷泉是该布局的画龙点睛之笔。在主楼东侧，沿三环路布置有办公楼。客房楼沿用地北侧规划路布置，后勤楼沿用地东侧规划道路布置，这四栋建筑共同围合成一个内庭院，这个内庭院为处于都市的客人提供了一个优良的景观和僻静优雅的休闲去处主，同时也提升了酒店的品质。整体规划简洁合理，收放有致，充分体现了做为国际五星级宾馆的高贵气质，也充分考虑了城市的外部环境规划，如图二。
图二
4建设规模和设计范围
4.1建设规模和项目组成
本工程总用地面积：42484.7平方米，地上计容积率总建筑面积76456.05平方米，项目由四栋建筑围合成一个完整街区，其中宾馆主楼主体建筑地上三十六层，地下二层，裙房三层局部四层。办公楼四层；后勤楼三层；客房楼六层；在办公楼与客房楼及其组成内院地下布置有半地下车库。
4.2设计范围为工程的建筑、结构、给水排水、电气、暖通空调的设计工作。本工程属二类设计使用年限（50年）；一级耐火等级；抗震设防烈度6度.设计基本地震加速度值为0.05g。
5宾馆主楼平面布局及功能布局
5.1宾馆主楼地上计容积率建筑面积为64666.21平方米，配置标准客房、套房、豪华套房、总统套房，兼有多功能厅、大小会议、大小餐饮、宴会厅以及娱乐、休闲设施。建成后将大大提升城市的接待会务功能，并成为当地居民和外来游客的一处重要消费场所。
5.2酒店的大堂布置在西面，作为酒店住宿客人的主要出入口。大堂中庭共三层,地面以上两层，地下一层，中央布置有弧形开敞楼梯。大堂右侧布置总服务台，左侧布置大堂酒廊，形成宽敞、气派的酒店大堂空间。酒店在底层大堂还布置了精品商店专卖，提升了大堂的尊贵品质。
5.3酒店主楼的南部为一相对独立的裙房，设单独出入口，底层为娱乐大堂，并在该区域最东端另设KTV大堂，该区域二层三层为KTV包房。酒店主楼的北裙房以餐饮区为主，设单独出入口，餐饮的主入口在北侧，专设餐饮大堂，设两部自动扶梯及两部电梯作为餐饮区主要垂直交通工具，在此区域内底层布置了零点餐厅、日式餐厅、小商业等功能。此区域二层为餐饮包房、宴会厅，三层为各种会议报告厅、多功能厅，这里将成为政府重要会议、企业活动等重要活动的首选场所。
5.4员工及货运的出入口位于该建筑的东北角，直接进入地下室的后勤服务空间。在地下一层部分设置了开敞式卸货平台、机动车库、非机动车库、设备房,宾馆附属用房等，员工可通过内部通道和服务电梯到达主体建筑内。粗加工厨房内半成品通过餐梯到达各宴会厅厨房。餐饮及厨房区域上部有卫生间的部分将设置双层楼板来解决卫生防疫的要求。在地下一层区域内还设置了健身区、桑拿区、室内游泳池、洗衣房等等。地下二层均为设备用房。
5.5酒店塔楼区域内一至四层分别为：一层为总台附属用房及商业、一层夹层为内部办公、二层为理疗中心、三层为中小会议室和商务中心、四层为避难及管道设备层，主楼五层及以上主要为客房区,布置不同面积的标准间,十八层、三十一层为避难层，二十二层至三十四层为行政楼层，行政酒廊设在三十三层。总统套房位于主楼三十四层，尊贵、景观良好，三十五层为金爵会餐厅，登顶至此，远眺曹娥江，对上虞市景一览无余。
6结构
6.1设计依据
本工程结构设计依据现行国家及有关设计规范、规程和有关行业规定、业主的招标文件及有关建筑专业设计文件进行设计。
6.2有关设计规范和规程
(1)《建筑工程设防分类标准》GB 50223-2004
(2)《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001
(3)《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001（2006版）
(4)《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002
(5)《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001
(6)《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002
(7)《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
(8)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
本工程设计使用年限为50年。建筑结构安全等级为二级。
7主要活荷载（标准值）
7.1竖向荷载
按《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001取用
屋顶设备 按实际情况取值设备用房 根据具体设备定
7.2风荷载
基本风压： 0.50 kN/m2（100年）主楼
0.45 kN/m2（50年）裙楼
地面粗糙程度： B类
8抗震设防类别及地震作用参数
8.1本工程抗震设防类别均按丙类设计。
8.2本工程抗震设防烈度为6度，地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.050g。
8.3本工程高层主楼框-筒结构的框架抗震等级三级,核心筒抗震等级二级;其余各单体结构的抗震等级取三~四级.
9结构设计
9.1上部结构设计
根据本工程建筑的特点，并考虑到合理、安全、经济的原则，高层主楼采用钢筋混凝土框架核心筒结构;其余各单体均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼面均采用现浇板结构。高层主楼与裙楼间设抗震缝，裙楼平面超长也设抗震缝断开。
9.2基础设计
根据工程地质勘察报告，并结合实际工程经验，主楼采用桩筏基础，裙楼采用预应力管桩，大大降低成本，地下室外墙省去暗梁，受到节能评估的好评.
9.3结构分析软件：
上部结构计算拟采用中国建研院2006年版PKPM系列软件SATWE程序进行分析。
10主要材料
钢筋强度等级：采用HPB235、HRB335、HRB400钢筋。
钢材强度等级：Q235、Q345。
混凝土强度等级：结构拟采用C25~C50。
非承重结构（填充墙）：内隔墙均采用加气混凝土砌块，以减轻结构自重。填充墙作外墙时，按建筑要求采用陶粒增强加气砌块墙体材料。
11无障碍设计
11.1设计依据
《城市道路和建筑物无障碍设计规范》 （JGJ50-2001）
11.2无障碍设计
（1）建筑的主要入口处均设有无障碍坡道。
（2）宾馆主楼裙房各功能区域设无障碍专用厕位（厕所）。
（3）宾馆主楼中厅两侧的两个客房单元乘客电梯组中各设 2部无障碍电梯，电梯设计也
为残疾人精心考虑了按钮及报话音设计。
（4）室外停车场设无障碍停车位12个。
（5）酒店宾馆五层设置无障碍客房二间与套房一间，符合规范要求数量。
12建筑造型风格
建筑造型采用ART—DECO风格，简洁、富有韵律的形体体现出五星级酒店富丽堂皇的气派和个性，建成后将成为城市的一个标志性建筑。主楼与多层的裙楼、配楼有着错落有序的节奏，会给人留下十分深刻的印象。
结束语
作为一座城市商业中心的酒店，其设计充分体现了因地制宜的优势，充分融入了当地的自然与人文环境。既满足城市规划的布局要求，又合理满足商业用途，体现出一座现代化气息的城市建筑。在结构选型，节能评估，整体布局方面受到业内的一致好评。
关键词：建筑；框架核心筒；结构设计
中图分类号：TU2文献标识码： A
一、框架核心筒结构合理设计的概念
1、双重抗侧力构件
双重抗侧力构件是抗震结构最为合理的结构形式,其特点是:由两种受力和变形性能不同的超静定抗侧力结构组成,每种抗侧力结构都具备足够的刚度和承载力,可以承受一定比例的水平荷载,并通过楼板连接而协同工作,共同抵抗外力。在地震作用下,当一部分有损伤时,另一部分有足够的刚度和承载力能够承受较多的地震作用,损伤部分可以与它共同担当抗震任务,或它能够单独抵抗后期余震。因此设计为双重抗侧力体系可以实现多道设防,是安全可靠的抗震结构体系。
2、筒中筒结构
筒中筒结构是一种双重抗侧力体系,当地震作用时,它是由框筒和实腹筒共同抵抗侧向力的结构,但因其外框筒柱距较小,梁截面较高,采光面积小,建筑立面不好处理,近年来使用的较少。
3、框架核心筒结构
框架核心筒是由筒中筒结构延伸而来,筒中筒结构在空间受力时,由于水平荷载的作用,其密柱深梁框筒的翼缘框架柱承受较大轴力;当柱距加大、裙梁的跨高比加大时,剪力滞后加重,柱轴力将随着框架柱距的加大而减小,但它仍然会有一些轴力,有一些空间作用,因这一特点,称其为“稀柱筒体”。当筒中筒结构外筒柱距增大到与普通框架相似时,除角柱外,其他柱轴力将很小,通常可忽略沿翼缘框架柱传递轴力的作用,直接称其为框架区别于框筒。框架核心筒结构由于周边框架柱数量少、柱距大而受到建筑师的青睐,但是框架分担的剪力和倾覆力矩少,核心筒成为抗侧力的主要构件,所以框架一核心筒结构不是双重抗侧力体系。为了将框架核心筒结构设计成双重抗侧力结构,必须采取措施。
二、工程概况及结构布置
1、工程概况
本高层建筑工程项目功能为商业办公，主体为商业办公楼，包括沿街商业裙房，地下2层停车场，地面以下深度8.1m，地上21层，功能为商业办公，结构屋面高度78.2m，出屋面包含机房和设备间，机房屋面高度83.00m。高层办公楼地上部分长50.2m，宽20.5m，建筑面积地上部分为28377，地下部分为5700。
2、结构布置
该高层建筑项目根据平面布置结构体系采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,避免了结构坚向抗侧力构件的转换,满足建筑立面效果和使用要求。其中核心筒部分采用现浇钢筋混凝土筒体，框架柱采用钢筋混凝土柱，楼面梁采用普通梁，楼板采用现浇实心板。核心筒作为抵抗水平作用的主要构件，框架柱主要承受竖向荷载。在筒体洞口的布置上，尽量使洞口远离筒体角部，洞口间筒体墙肢均匀分布。框架柱考虑到剪力滞后效应的影响，加大角柱的截面和配筋。工程结构安全等级为二级，设计使用年限50年，抗震设防类别为标准设防类（丙类），抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。场地类别为Ⅳ类，特征周期0.90s，结构阻尼比取0.05。按现行抗震规范，框架抗震等级为二级，核心筒抗震等级为二级。按现行高层建筑混凝土结构技术规程，本工程为对风荷载比较敏感的的高层建筑且位于沿海地区，按规范取用100年重现期的基本风压：W=0.60kN/m2，地面粗糙度B类，基本雪压S=0.20kN/m2。根据建筑竖向布置，对于高层办公楼和沿街商业，因其地下一层位于堆土场地中且主楼/沿街商业与独立办公间土体无法对主楼地下一层形成稳定有效约束，故结构上仅考虑主楼地下2层为地下室，主楼地下一层结构上按地上部分考虑；主体结构以基础顶板作为上部嵌固部位。主楼基础埋深从独立办公基础底算起，为6.62m，满足规范基础埋深1/18房屋高度的要求。高层办公楼为大底盘单塔结构，单塔与大底盘偏心距为底盘相应边长的16.3%（X向），5.8%（Y向）；
3、超限情况分析及相应的抗震措施
在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍，小于1.5倍，为平面扭转不规则；二层平面，在入口大厅上方楼板开洞，开洞后楼板缺失，楼板局部不连续，平面不规则。二十层立面收进，收进尺寸与相邻下一层之比为X向16.9%，Y向局部100%；二十一层处立面收进，收进尺寸与相邻下一层之比为59.6%，竖向不规则。针对上述超限情况本工程采取了如下的抗震构造和计算措施：⑴对于大底盘单塔，加厚大底盘顶板至250mm，并双层双向配筋；加强大底盘及上一层竖向构件配筋，并严格控制轴压比满足规范要求，以提高竖向构件的延性。⑵对于扭转不规则，采用考虑扭转耦联的振型分解反应谱法，计及扭转影响，并控制楼层最大的弹性水平位移和层间位移的分别不大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.4倍。⑶采取符合楼板平面内实际刚度变化的弹性楼板计算模型，在楼板开大洞的部位附近设置能真实计算楼板平面内与平面外刚度的“弹性楼板”计算模式，真实反应出相应部位的内力结果，并加强楼板及相关梁配筋；对于楼板开洞形成的连层柱，设计加强连层柱的配筋率，连层柱抗震等级提高一级，严格控制柱轴压比，并核对连层柱计算长度系数，合理确定连层柱的内力。⑷对于竖向构件局部收进引起的侧向刚度不规则，考虑突变楼层相交竖向构件在上下一层范围内配筋予以加强，故计算时人为规定十九，二十，二十一层为薄弱层，对薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数，对竖向构件配筋予以加强以提高柱延性，并严格控制柱轴压比小于规范限值；另加厚二十，二十一层楼板厚度，取为150mm，并加强楼板的配筋，以增强结构抗剪承载力，提高整体刚度，确保水平力的有效传递。
结构分析
结构分析的主要结果汇总及比较
3.1计算软件
本工程结构的整体计算采用SATWE与PMSAP2008年10月版程序。
3.2主要计算参数
抗震设防烈度为7度，场地类型为Ⅳ类，采用上海地区反应谱。采用弹性楼板假设进行整体分析，以考虑楼板刚度变化较大对水平力分配的影响.弹性时程分析取地面运动最大加速度为35cm/s2，选用三种地震波，其中一条人工波（上海人工波SHW2），另选取Ⅳ类场地,特征周期0.90s的两条实际波。
3.3弹性分析主要计算结果
弹性动力时程分析的层剪力沿竖向的分布情况，以上的计算结果表明，三种地震波弹性动力时程分析所得结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法的计算结果的80%，最小值大于振型分解反应谱法的计算结果的65％，可以满足规范要求。通过以上计算与分析，可以看出本工程第一，第二振型均为平动，扭转为主的振型为第三振型，扭转周期比满足规范要求；层间位移角、位移比也均满足要求，地震作用下的剪重比也在正常范围，满足最小地震力要求；弹性动力时程分析的结果满足规范要求。采用两种程序计算的结果相差不大，总体上保持一致，虽然数值上有一定的微小差异，均在规范规定的合理范围之内。
4、框架-核心筒布置
通过以上的计算分析，高层建筑框架核心筒的布置应满足以下几点：（1）核心筒宜贯通建筑物全高。核心筒的宽度不宜小于简体总高的1/12，当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。（2）核心筒的周边宜闭合，楼梯、电梯间应布置混凝土内墙；核心筒应具有良好的整体性；（3）核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的1/0及200mm，对一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层高的1/16及200mm，不满足时，应按《高规》附录D计算墙体稳定，必要时可增设扶壁柱或扶壁墙；在满足承载力要求以及轴压比限值(仅对抗震设计)时，核心筒内墙可适当减薄，但不应小于160mm。又因为有框架梁支承在核心筒上，核心筒的外墙厚度宜大于0.4LAE(梁纵向受力钢筋的锚固长度)，工程中框架梁钢筋最大为25mm抗震等级为一级。工程核心筒外墙的截面厚度为400mm，满足以上要求；（4）核心筒外墙较大的门洞宜上下竖向连续布置，以使其内力变化保持连续性。
结束语
框架核心筒结构能够很好的满足建筑对于大空间以及布置灵活的需求，此外，筒体自身所具有的空间效应还能够让它的抗侧刚度远超一般框架剪力墙结构。框架距核心筒较近且沿核心筒分布，这样让它的空间效应好于框架剪力墙结构，经济上也更优越。
参考文献
【关键词】建筑结构设计；不规则设计；分析
引言
近些年来，我国建筑领域不规则建筑发展十分迅速，相对于传统结构建筑来说，不规则建筑设计相对复杂，难度也较大，但是在遵循设计原则，保障设计合理性与科学性的前提下，其结构的坚固性与稳定性是可以保障的。
一、不规则建筑结构设计的相关问题概述
1.不规则建筑结构的基本特征
1.1首先是平面不规则结构，第一是不规则：平面狭长、凹进太多、凸出太细，第二就是局部不连续设计，这种设计的特点是楼板凹进后，导致有效楼板的宽度小于本层面楼板的典型宽度的一半。
1.2然后是竖向不规则结构的设计，这种结构的设计特点是楼层侧向刚度与其相邻的上面楼层相比，低于70%，如果是高层结构，那么上部份楼层的收进部分延伸到外面地面的高度从水平方面测量就必须要比相邻下面一层的高度高于25%。
1.3其次是建筑结构整个平面作为原始的平面结构，设计的时候只是在原有平面的基础上进行搭建或者拼接的设计，这样的设计通常来说就是针对原有的设计进行一部分的调整，从而达到不规则结构的目的。
1.4最后是与原有建筑结构相比，高于其结构标准的设计，通常业内将这类建筑统称为超规范结构，总结来说这种建筑结构具有高于原有建筑结构设计，高度在一定范围内，设计以及技术难度大，材料相应变化；在其他限制数值方面也超出；结构从新设计，采用新型的材料以及技术等特点。
2.不规则建筑结构设计计算
针对不规则建筑结构的设计来说，计算是非常繁琐，计算必须要保障精准，严格按照相关规定进行，在确保外观的前提下进行优化设计，具体来说就要保障结构平面的规则性，不规则是相对而言的，它是可以有多个规则平面组合而成的，这样能够保障受力的均匀性。其次，是采用合理的计算方法，建筑结构设计中，抗震计算是一个重要的部分，那么对于地震发生后建筑结构的抗震能力预测和计算，我国现有的计算标准和公式有很多种，因为不规则建筑结构抗震能力预算具有非常突出的不可预测性，我国现阶段并没有在一种明确的计算方式对其进行计算，比较常见的就是底部剪力法；振型分解反映谱法以及弹性时程分析法。最后，就是针对抗震措施的强化方面，地震作为建筑结构所面临的最大威胁，对于不规则结构的建筑来说，这种威胁更加明显，那么强化抗震措施的设计就显得更加重要，为了能够确保不规则建筑结构的安全和稳定，要针对各个区域的受力值差异进行深入研究，不管是检测还是计算难度都很大，虽然现阶段我国能够借助计算机等设备进行很多计算，但是也不能确保计算完全不存在误差，因此，抗震措施的强化就显得更加重要，也是不规则建筑设计中一个重点、难点。
3.不规则建筑结构的电算参数设置
3.1扭转耦联。从理论分析和工程实例计算得知，非耦联计算通常用于平面结构。因此，空间分析软件SATWE取消了是否选择扭转耦联的选项，在结构计算中总考虑扭转耦联的影响，显然这对扭转不规则结构的计算分析是十分有利的。
3.2振型数量。《高规》规定，抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。为了保证抗震计算结果准确，必须选取足够多的振型数量，使有效质量系数大于0.9。
3.3双向地震。从我国在建筑物抗震数值以及设计理念方面来看，依据相关条文和规定，如果采用不规则结构，那么在日后的抗震能力上，必须采用双向抗震措施，施工中要进行全面的监督和管理，严格依据相关规定设计进行。
3.4设置弹性楼板。弹性楼板，简单的说就是楼板具有一定的弹性，当然这个弹性的数值具有明确的范围，弹性数值过大，则建筑的整体结构不稳定，弹性数值过小，则会影响建筑结构的抗震能力，因此，在进行施工建设初期，应该对楼板的质量和楼板的各项属性都进行严格的审查，合格后的楼板才能运进施工现场。
二、建筑结构设计中不规则设计实际应用
1.工程概述
某国际中心办公楼项目，为一栋地下四层，地上38层以办公为主的综合性超高层建筑，建筑物高度为179.5米，大屋面上有约21米高的钢结构。地上部分主楼和该工程其它楼栋之间由防震缝完全隔开，地下室连为一体，通过设置施工后浇带来解决主楼与相邻地下室荷载差异引起的沉降差。
2.超限类型和程度
高度超限：主楼大楼结构高度179.5米，超过7度设防框架一核心筒A级高度限值130米；扭转及平面规则性：v向18层偏心率0.1879>0.16，扭转位移kt>1.3；竖向规则性：3O层、36层搭接柱转换。
3.抗震不规则的结构处理
高度超限：本工程高度较大，采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充汁算。进行风载、多遇地震下结构整体抗倾覆验算，同时考察主要墙、柱的拉压力状况，控制其破坏程度，并设置型钢和加强配筋提高延性；扭转不规则：部分楼层扭转位移比大于1.2，但小于1.4。对此，后续设计尽可能优化刚度分布，加强边框架对扭转刚度的贡献，改善扭转不规则；考虑双向地震作用下的扭转影响。
4.整体结构分析
4.1计算假定及模型
对本结构计算分别采用SATWE和ETABS两种软件，均按照建筑实际尺寸建模至基顶。为验证嵌固层上下侧向刚度，地下室部分取塔楼以外2～3跨并入主体模型进行整体分析。计算楼层位移角及位移比时按刚性楼板，其它按弹性板。
4.2周期和振型
前3个振型计算结果见表1：本结构的扭转与平动周期比满足规范≤0.85要求。
4.3地震作用下层剪力及剪重比
见表2：底部3层剪重比略小于规范要求，但通过评定结构位移、整体稳定等指标认为整体刚度合理，故仅按照规范要求调整地震剪力。
4.4刚度比
高层建筑楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。按照SATWE的“剪切刚度”和“层剪力与位移比”两种算法的最不利结果，其层问刚度比均满足该要求，无薄弱层。
4.5大震下动力弹塑性分析
采用EPDA进行计算分析，选择频谱特性较为理想的两条双向天然波和一条双向人工波，计算步长为0.02秒，持时为5～10倍自振周期，输人主方向最大加速度为220cm/s，次方向为187cm/s，计算结果如下表：
关键词: 土建结构; 工程; 安全性
中图分类号：V552+.4 文献标识码： A
分析我国土建结构工程的安全性, 是近年来建筑领域研究和交流的主要成果, 是解决建筑土建工程的重大问题的应对途径, 结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力, 是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准, 也与结构的正确使用( 维护、检测) 有关, 而这些又与土建工程法规和技术标准( 规范、规程、条例等) 的合理设置及运用相关联。
1 我国结构设计规范的安全设置水准
对结构工程的设计来说, 结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准, 总体上要比国外同类规范低得多。
1.1 构件承载能力的安全设置水准。与结构构件安全水准关系最大的两个因素是: 1.1.1规范规定结构需要承受多大的荷载 ( 荷载标准值) , 比如同样是办公楼, 我国规范自 1959 年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米 150 公斤(现已确定在新的规范里将改回到 200 公斤),而美、英则为 240 和 250 公斤; 1.1.2 规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时, 将荷载标准值加以放大的一个系数, 后者是计算确定结构构件固有的承载能力时, 将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度, 在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数, 体现了安全储备的需要; 而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数, 体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大, 表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载( 如结构自重)的分项系数分别为 1.4 和 1.2, 而美国则分别为1.7 和 1.4, 英国 1.6 和 1.4; 这样根据我国规范设计办公楼时, 所依据的楼层设计荷载( 荷载标准值与荷载分项系数的乘积) 值大约只有英美的 52%( 考虑人员和设施等活载) 和 85%( 对结构自重等恒载) 。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范, 就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾, 至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是, 在其他建筑物的活荷载标准值上, 与国外的差别并没有像办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同, 比如钢结构的差距可能相对小些。
1.2 结构的整体牢固性。除了结构构件要有足够承载能力外, 结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力, 或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好
的延性和必要的冗余度, 用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果, 可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件, 一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏, 竟导致整栋楼的连续倒塌, 也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3 结构的耐久安全性。我国土建结构的设计与施工规范, 重点放在各种荷载作用下的
结构强度要求, 而对环境因素作用( 如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀) 下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故, 其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害, 所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求, 如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级, 都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一; 提高结构构件承载能力的安全设置水准, 在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2 调整结构安全设置水准的不同见解我国结构设计规范的安全设置水准较低,
与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是, 能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求, 而且业已历经了较长时间的考验, 这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就; 但是, 由于安全储备较低, 抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故, 主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准, 主要是基于客观形势的变化, 是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础, 要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要, 有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论, 在如何调整的问题上存在较大的意见分歧和见解:
2.1 认为我国现行规范的安全设置水准是足够的, 并已为长期实践所证明, 而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉, 在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费, 除个别需调整外, 总体上不必变动。
2.2 认为我国规范的安全度设置水准尽管不高, 但在全面遵守标准规范有关规定, 即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下, 据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用, 表明这些规范规定的水准仍然适用; 但是理想的“三正常”很难做到, 同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要, 在物质供应条件业已改善的市场经济条件下, 结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度, 因为我国目前尚属发展中国家。
2.3 认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近, 需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高, 土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重, 而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程 ( 特别是建筑工程) 造价中所占的比重现在已愈来愈低, 材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要, 但绝不是没有风险, 如果规范的安全水准较高, 曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务, 安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认, 即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样, 由于我们的施工质量总体较差, 结构的安全性依然会有差距。
3 结语
土建工程有着强烈的个性, 需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。现
文献综述正文
毕业设计是土木工程专业学生毕业前的最后学习和综合训练的阶段，是知识深化、拓宽、教学的重要过程，是学生学习、研究和实践的全面总结，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面检验，是实现本科培养目标的重要阶段。通过毕业设计，培养了综合分析和解决问题的能力、组织管理和社交能力，培养了独立工作的能力以及严谨、扎实的工作作风和事业心、责任感。为将来走上工作岗位，顺利完成所承担的建设任务奠定基础。
本项目为缙云县邮政生产用房，集商用、办公于一体的综合性建筑，采用钢筋混凝土框架结构体系，建筑结构的类别为二类，使用年限为50年，占地面积为3987m2，总建筑面积为3934m2，底层层高4.2m,标准层层高为3.4m。
多层及高层建筑的结构体系大致有混合结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、筒体结构体系、巨型结构体系。混合结构的承重墙体随着建筑高度的增加而加厚，不仅耗费大量材料，也减少了使用面积。框架结构体系是由钢筋混凝土梁、柱节点及基础为主框架，加上楼板、填充墙、屋盖组成的结构形式。框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理，因此在使用上层数受到限制。正是因为如此原因，框架结构适用于办公楼、教学楼、商场、住宅等建筑。本设计的是多层建筑，建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为6度，建筑高度19.5m，
框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。 框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。所以选用框架结构体系较为合理。
框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构。框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载，墙仅起维护作用，其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料，而国内主要为钢筋混凝土框架，因为钢筋混凝土结构有以下的一些优点：
第一：合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强度较高、刚度较大的结构构件。这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因而能够节约钢材，降低造价。
第二：耐久性和耐火性较好，维护费用低。
第三：可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结构。
第四：现浇钢筋混凝土结构的整体性好，可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”,在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能;同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构。
第五：混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材。
因为钢筋混凝土具有这些特点，所以在建筑结构、地下结构、桥梁、隧道、铁路等土木工程中得到广泛应用。混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材料。但是，钢筋混凝土也存在一些缺点，如自重过大，抗裂性能较差，隔热隔声性能不好，浇注混凝土时需要模板和支撑，户外施工受到季节条件限制，补强修复比较困难。这些缺点在一定程度上限制了钢筋混凝土的应用范围。随着科学技术的发展，钢筋混凝土的这些缺点正在逐步的得到克服和改善。
钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有如下优点：
(1) 建筑平面布置灵活，分割方便。
(2) 整体性、抗震性能好。
(3) 传力路线明确。
(4) 墙体采用轻质填充材料时，结构自重小。
(5) 承重构件与围护构件有明确分工。
毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际设计的一次锻炼。通过毕业设计，不仅可以温习以前在课堂上学习的专业知识，同时也将学习和体会到建筑结构设计的基本技能和思想。
“缙云县邮政生产用房结构设计” ，在设计之前必须先充分理解建筑设计的内容，并收集相关的资料如建筑图集、结构计算手册及相关国标规范等，做好准备工作。
读懂建筑设计中的建筑图，如底层及标准层平面图、顶层平面图、主要立面图、剖面图，根据实际情况所选择的建筑方案，满足相关规范的要求考虑到实用、美观、符合教学目的等等各方面要求。
结构设计中根据承重框架布置方向的不同，框架的结构布置方案有横向框架承重、竖向框架承重、纵横向框架承重。多层框架是超静定结构，在计算内力之前，必须先确定杆件的截面形状、尺寸和惯性矩。为此，查阅了许多文献资料，包括标准、规范、手册、图集，以及国内外相关书籍、论文，明确了设计路线。
关键词：高层建筑；结构设计
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
中图分类号：TU3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着高性能材料的不断研制和开发，结构形式合理性的进一步研究，可以预见，在今后的土木工程领域，高层建筑仍将是世界各国在城市建设中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高层建筑的设计知识，是对土木工程领域技术人员的基本要求。
一、高层建筑的界定
高层建筑有什么特点？或者说什么样的建筑算作高层建筑？对于这一问题，
世界各国有不同的划分标准，或者说不同的国家有不同的规定。1972年召开的国际高层建筑会议制订了如下的划分标准：
我国《民用建筑设计通则》则规定，10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过24m的公共建筑和综合性建筑为高层建筑，而高度超过100m时，不论是住宅建筑还是公共建筑，一律称为超高层建筑。日本则将5层到15层的建筑称为高层建筑，超过15层的建筑均为超高层建筑。
事实上，究竟什么样的建筑算作高层建筑，应该视建筑的结构体系受力特点而定。如果建筑的结构体系，在侧向力的作用下，表现出了高层建筑的受力特点，则不论其高度如何，应该按照高层建筑来对待。
二、高层建筑结构设计的模式演变
1．内核的形成
高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核" （Core）。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步，在高层建筑的设计过程中，逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式，这是各专业共同探索优化设计的结果。在建筑处理上，为了争取尽量宽敞的使用空间，希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中，使功能空间占据最佳的采光位置，力求视线良好、交通使捷。在结构方面，随着筒体结构概念的出现、高度的增加，也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭，而这些恰好与建筑师的要求不谋而合。在建筑的中央部分，有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构，形成中央核心筒，而筒体处于几何位置中心，还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合，更加有利于结构受力和抗展。
2．核的分散与分离
然而，随着时代的发展、技术的进步，人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同，以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空何构成模式开始受到了挑战。对于结构专业来说，加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏，所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边，则无疑也会对结构抗震有利。同时，这种分散的多个外核的空间构成模式，也正好适用于新兴的巨型框架结构（Super Frame），使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。而从建筑设计的角度来看，核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边，对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求，而且还有利于避难疏散，创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。
3.中庭空间的出现
70年代前后设计的建筑中都加入了一个十分华丽、气氛热烈的大中庭。这种中庭既起着统合空间流线的作用，又是人们休闲交往的场所，中庭中还设置喷泉叠水、种植各种植物，可创造出一种激动人心的欢快氛围。所以它一出现便深受人们的喜爱，并很快风靡全球。80年代以后，中庭空间开始应用于高层办公建筑。受高层旅馆的影响，一些办公大楼为了追求气派和空间变化，便在入口处附设一个中庭。而随着人们环境观念的增强，以及各国政府对由于在办公楼内长时间从事VDT操作，所引发的情绪紧张，视觉疲劳和心理上的孤独感等“办公室综合症”的关注，高层办公建筑内部空间的设计也越来越为人们所重视。提供自然化的休息空间和改善封闭的室内环境，成为高层办公楼设计必须解决的重要问题。于是，在高层办公建筑中插人一个或在不同区域插入数个封闭或开敞的中庭的设计手法开始出现。
4.底部空间的变化
关键词：高层建筑；转换层；特点；结构设计
一、高层建筑转换层特点
高层建筑转换层主要特点：使楼层的上部结构荷载通过转换层重新分配并传递给下部结构和地基基础；由于转换层刚度大、应力集中且力的传递突变，因此遇到偶然荷载（水平地震作用）作用时，转换层受到较大外力和产生水平位移；转换层梁柱和梁上墙节点较多，节点处的钢筋锚固、插筋与变径较复杂。若施工不当，会造成转换层应力集中，产生裂缝、挠度超出规范要求范围等现象。在一些地震多发区域，需对高层建筑的水平受力进行合理控制。整个建筑的楼层刚度、质量不允许出现突变状况，需确保其变化的均匀性。在遭遇地震作用时，避免建筑物出现薄弱层，对整个结构稳定性造成不利影响。
二、转换层的功能意义
1、上、下层结构类型转换转换层将上部剪力墙转换为下部的框架，此结构多用于框—剪和剪力墙结构中，如此便可使得下部结构具有较大的内部自由空间。
2、上、下层结构柱网布置的改变转换层上、下结构形式相同，通过它可以使下部结构的柱距扩大，形成大柱网空间。多用于商住楼，以形成下部的大空间用于商场、停车场等。
3、同时转换上、下层结构类型和柱网布置上部剪力墙结构通过转换层变成框支剪力墙结构的同时，上部剪力墙的轴线与下部柱网错开，形成上下柱网不对齐的结构。多用于办公楼，上部用于小开间办公室，下部用于停车场或者大厅等。
三、高层建筑施工中需要注意的技术问题
1、施工技术形式的选择高层建筑施工技术的合理应用是整个建筑行业良好发展的基础所在，同时也是准确衡量一个国家建筑发展水平的重要指标。高层建筑其内部层数设计越高，相应的施工难度也就越大，因此对于建筑高度会产生极大限制的便是施工技术。在现今的高层建筑建设中，对于施工技术形式的科学选取极为重要。针对不同的施工项目、环境、功能布局要求，最终选取的施工技术也应有所不同。在高层建筑建设中，应确保技术形式具有较强的针对、安全性，以此确保整个工程施工的顺利进行。
2、施工管理体制的强化现今我国的建筑工程管理水平已得到了极大的提升，但是不可否认的是，在其管理体制方面还存在着些许问题。一个科学、合理的施工管理体制的落实实施能够全面保障整个建筑工程的施工进度及质量。强化高层建筑施工管理体制的系统化改革是有效提升管理水准的重要保障。
四、建筑结构设计中的转换层设计原则
1、在转换层设计过程中应尽量减少结构转换的竖向构件，应尽可能的多采用直接接地的构件，其能有效避免建筑刚度的减小，对建筑物抗震性能的提升有着重要的作用。
2、转换层的设计位置不能偏高，应尽可能的靠近底层位置。主要是由于建筑框支剪力墙结构的传力途径以及刚度发生变化时会直接造成转换层成为薄弱层，很大程度上降低了建筑物的抗震性能。
3、在进行转换层的设计时应注意传力路径的明确性，并且确保转换层的刚度。由于转换层结构本身起到的是结构转换作用，所以应保持其自身的受力平衡性。
4、要对剪力墙以及框支剪力墙的比例进行综合考虑，保证其横向落地剪力墙的数目超过横向墙的50%。
5、为了避免立柱柱角发生变形，在进行转换层设计时应保持其上部柱子和剪力墙的对称分布，将梁上立柱设置在转换梁垮中，从而避免转换梁变形作用下产生的支柱柱角变形加大。
五、转换层结构设计
1、梁式结构转换层技术设计
（1）需要设计模板支撑系统。从结构的安全出发，必须要通过软件或者是人工的精确计算来得出支撑系统的安全参数和支撑钢管的横截面和跨度、空间间距，从材料的利用程度考虑，要可以满足到模版的数次周转和装拆卸的便利；从结构设计的方面考虑的话，要对比较难支膜的部分和隐蔽的分支节点要通过软件得出详细的设计图。（2）需要设计钢筋的下料和绑扎方案。转换梁纵筋直径较大、数量较多、排数也多，箍筋直径较大、肢数较多、一般全长加密，构造腰筋须按受拉钢筋的锚固要求锚固在两端柱子内，所以钢筋的下料和绑扎比较困难。每一道梁式转换层的钢筋放样和下的材料都应该符合国际规定或者是本项目的行业规范和设计图纸的要求，必须先进行简单的布局排列，找出符合实际操作的捆绑方式再进行实际的操作，以此来防止下料之后没有按照一定的规则安置钢筋，使得钢筋没有捆绑好，作用力不强，影响到了混凝土的鼓捣密实程度。（3）设计混凝土的浇筑方案。转换层的横截面积和转换内部的构件体积过于大的时候，混凝土的浇筑必须符合该项目的浇筑要求，一般一次浇筑完毕，可以保证结构整体性较好，但是这个方法会导致鼓捣不到位而影响到了梁柱体的美观与质量，而且荷载会增加，对模版的安全系数也是一个很大的考验，施工时应加以注意。
2、桁架式转换层设计
桁架式转换层主要用于建筑不同功能区域上下部的连接，是由多榀钢筋混凝土桁架组合而成的一种承重结构。一般情况下桁架的下杆的截面面积较小并且高度较高，所以这一结构形式的施工难度较大且工序较为复杂。在具体施工设计过程中，应对转换层的内部结构进行综合分析，并对其受力情况进行分析计算，从而保证设计符合建筑质量要求。
3、厚板式转换层设计
厚板式转换结构虽然具有布置灵活、不需要正对下层结构的优点，但是其在施工设计过程中多需要的材料耗费较大，所以如果在采用厚板式转换层结构时，应注意对其受力角度的分析，适当的加强其配筋量，同时也可以从抗剪力和抗冲切力的角度出发，减轻其受力程度，对其内力以及配筋量进行合理准确的计算，并从其经济效益出发对其进行综合考虑。
六、设计中应注意的几点问题
1、转换层设置高度不宜过高
转换层高度越高，使得转换层对下部结构的动力特性影响越明显，同时传力路线的突变越大，使得下部结构更容易破坏；转换层高度低的建筑，只需控制侧向刚度比即可控制转换层附近的层间位移角；对于转换层高度更高的建筑，还须控制转换层上下部结构的等效刚度比。转换层高度越高，转换层上下部结构在地震作用下的变形效应就越大，转换层上下部结构等效侧向刚度比的作用也就越小。
2、柱宜直接落在转换层主结构上
根据《建筑抗震设计规范》中第E.2.4条规定：转换层上部的竖向抗侧力构件（墙、柱）宜直接落在转换层的主结构上。即上部密柱宜与转换桁架斜腹杆的交点、空腹桁架的竖腹杆在位置上重合。这样使得结构的传力路线明确，受力合理，且相邻斜腹杆可形成拱效应，与竖腹杆共同承受竖向力，同时有利于提高结构抵抗地震竖向作用的能力。
七、结束语
总之，转换层结构设计问题一直受到人们的高度关注，在进行建筑设计的时候，要根据具体的实际情况，对转换层设计高度重视，优化设计结构，保证建筑的质量和安全。
作者:李风威 单位:郑州市规划勘测设计研究院
[关键词]高层建筑；结构特点；结构体系 文章编号：2095-4085（2015）08-0037-02
1.高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：
1.1水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
1.2侧移成为控指标
与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（=qH4/8EI）。另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。
1.3抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
1.4减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要
高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。
1.5轴向变形不容忽视
采用框架体系和框架一剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
1.6概念设计与理论计算同样重要
抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。
2.高层建筑的结构体系
2.1高层建筑结构设计原则
（1）钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。
（2）高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。
2.2高层建筑结构体系及适用范围
目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒体结构等。
（1）框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。其使用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
（2）剪力墙结构体系。剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空问整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。
在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。
2.3框架一剪力墙结构体系
在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架一剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。
2.4简体结构体系
随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有以下几种。
（1）框架一筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架一剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。
（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。
（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁简体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。
关键词:高层建筑;平面不规则;扭转破坏;结构设计
中图分类号:TU972.3
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2010)05-0161-02
1 引言
结构设计规范明确要求,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应有良好的整体性,建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,不应采用严重不规则的结构方案,但随着我国经济实力和科学技术水平的提高,人们的思想观念不断更新,严格意义的规则建筑已经很难见到,取而代之的是大批新颖别致、标新立异、彰显个性的建筑物。各地大量涌现的现代建筑物几乎都是不规则或是严重不规则的,如希尔顿饭店、深圳发展中心、中央电视台等,都是不规则建筑的典型代表,它们的出现既给城市建筑带来了崭新的面貌,同时又给结构设计人员提出了严峻的挑战。如何遵循规范精神,对不规则建筑结构进行结构设计与计算分析,成为工程设计中必须解决的重要课题。
2 高层建筑结构平面不规则的主要形式特征分析
从现实的角度,综合高层建筑各种不规则的结构形式,主要表现在以下几个方面:
1)扭转不规则,考虑偶然偏心的情况下位移比大于1.2;
2)凸凹不规则。①平面狭长,在抗震设防烈度为6、7度时,平面长宽比大于6.0(8度抗震时大于5.0);②凹进尺寸太多,平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的0.35(8度时大干0.3);③凸出过细,凸出部分的长宽比大于2.0(8度时大于1.5);
3)楼板局部不连续,①楼板凯洞凹入后,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%;②开洞面积大于该层楼面面积的30%:③采用细腰形平面;④有较大的楼层错层(楼板错层小于梁高不算错层);⑤角部重叠,重叠面积小于较小一侧的25%;
4)侧向刚度不规则,①楼层侧向刚度小于相邻上部楼层的70%或其上相邻三层平均值的80%:②结构顶部取消部分墙、柱形成空旷房间:
5)竖向尺寸突变,①高层结构上部楼层收进部位到室外地面高度大于房屋高度的20%,上部楼层收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%:②高层结构上部楼层外挑,下部楼层的水平尺寸小于上部尺寸的90%,且水平外挑尺寸大于4m,
6)竖向抗侧力构件不连续,竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递:
7)楼层承载力突变,A级高层建筑的层间受剪承载力比小于0.8,B级高层小于0.75;
8)结构的周期比过大,A级高层建筑不应大于0.9,B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85:
9)复杂高层结构,带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。
3 工程项目实例概况
湖南某高层建筑是一集商业、酒店及办公楼为一体的综合性大楼,建筑层数地下2层,地上24层,其中底部裙房四层,结构体系为框架剪力墙结构,总建筑面积约45000m2,建筑高度94.3m,地下两层为车库层高为4.8和5.3m,首层为酒店大堂及商铺,层高8m,2至4层为酒店餐厅及辅助用房,层高4.8-6m,5至12层为洒店客房层高均为3.5m,12层以上为办公楼,层高均为3.5m。
本工程为丙类建筑,使用年限为50年,抗震设防烈度为6度,剪力墙及框架梁柱抗震等级为二级,基础设计等级为甲级,采用高强预应力管桩,工程结构整体计算采用中国建筑科学院开发的设计软件SATWE进行计算。
4 结构平面不规则情况分析及调整处理措施
该大楼特点是竖向功能变化较多,笔者针对不规则平面的结构特征及高层建筑的特征,从概念设计和计算设计两方面人手,综合分析各相关因素,提出适合于不规则平面特征的结构选型及结构布置方法。调整后结构裙房及标准层平面见图1。
4.1 建筑结构平面不规则情况分析
本工程平面体型为z字型,I/Bmax=0.56>0.35,属于平面不规则结构,竖向有立面缩进,同时层高相差较大。初步计算结果表明:结构在地震及风荷载作用下的位移角能满足规范要求,周期比为0.83
调整该楼的周期比和扭转位移比是结构设计的重点工作,由于该楼平面凸凹不规则,两个核心筒均处在两边,刚度极不均匀,质心与刚心偏差较大,在地震等外力作用下极易产生扭转破坏。周期比的控制与位移比的控制一样,周期比侧重控制的时侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,目的是抗侧力的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大的扭转效应。
总之,控制周期比的目的就是使结构抗侧力构件布置得更合理、更均匀,并不是使结构更刚,当平动第一周期与扭转第一周期比较接近时,由于振动耦连的影响,结构的扭转效应会明显增大,但该楼的第二周期扭转因子达到0.34,可认为扭转刚度偏弱,同样需要调整,不能仅仅认为平动第一周期/扭转第一周期小于0.9就可以了,应同时考虑平动周期中的扭转因子,不然在大震情况下,结构可能第一周期就是扭转周期。
4.2 平面不规则情况调整处理措施
考虑到这个薄弱环节,对结构的竖向构件做如下的调整:
1)在结构的左上方和右下方各加一片较长的剪力墙,增强建筑周边结构构件的抗扭承载力,同时也将结构的刚心大大的推向左边;
2)在右下角的核心筒开洞,削弱该处的刚度,因为该处核心简偏心较大,这也使刚度中心向左边移:
3)取消左上部核心筒下面的一个小核心筒,削弱中部的刚度,同时将该核心筒的连梁做弱,使结构的剪力墙更均匀,对结构扭转位移比及周期比均有较大的好处。
首层层高8m,造成受剪承载力小于上层的80%,要解决抗剪承载力不足,主要就要
加大抗剪截面。或提高混凝土强度,采取的措施就是在首层以下的各层将柱截面均加大100mm,墙加厚50mm,混凝土强度加大一级,采取措施后,‘受剪承载力比在90%以上,能满足规范要求,本楼第四层初算为薄弱层,四层顶即裙房屋面,为此将裙房屋面梁截面加大,加厚屋面板,有效的避免了薄弱层。通过以上调整,该楼由5项不规则调整为2项不规则,即平面凸凹不规则,立面缩进不规则,避免了申报超限。调整前后结构裙房及标准层平面见图1。
4.3 调整前后的周期参数
从表1的数据来看,因为取消一个小核心筒,刚度有所减弱,但结构调整的后刚度明显比调整前均匀,抗扭刚度也得到加强。同时扭转位移比也得到明显改善,
(由于篇幅问题未全部列出)最大扭转位移比均小于1.20,属于规则结构,从一个平面明显不规则的结构通过合理的调整刚度也可以使其成为结构上的规则结构。
4.4 弹性时程分析
对于平面不规则高层建筑,按高规规定,应采用弹性时程分析法进行多遇地襞下的补充计算,本工程采用2条天然波和一条人工波,弹性动力时程分析结构表明,在多遇地震作用下的层间位移、角位移、总剪力、总弯矩均满足设计要求,见图2,CQC法是安全的,设计达到了预期的效果。
4.5 采取的抗震措施
针对工程的实际,综合分析各方面因素,采取的抗震技术措施主要有:
1)在建筑允许的情况下尽量加长加厚周边剪力墙,尤其是离刚心最远处,将刚心和质心偏心率调整到最小,减小扭转周期,将结构调整成扭转规则结构。
2)削弱核心筒连梁,采用弱连梁连接,使平动周期增大,增大平扭周期比。
3)控制墙柱轴压比,提高柱的纵筋配筋率和箍筋配筋率(特别是角部),纵筋配筋率均加大一级,柱箍筋全楼加密,角柱加芯柱,来提高结构竖向构件在大震中抵抗的变形能力。
4)在凹角处增设45°斜向钢筋,抵抗角区应力集中,加强薄弱处的板厚和配筋。
5)四层虽然可以不算规范上的薄弱层,但计算仍按薄弱层计算,其地震剪力应乘以1.15的增大系数,同时加强该层墙柱配筋,提高结构在大震中的抵抗变形的能力。
6)加强裙房上层,即五层的墙柱配筋,有效抵抗立面缩进后产生的鞭梢效应。
通过采取以上措施,使该平面不规则建筑在满足各项功能的前提下,结构更安全科学和合理。
5 结语
综上所述,对于现代城市日益涌现的造型新颖别具一格的不规则建筑,结构设计人员应细心分析各种情况,从概念设计人手。找出结构的重点和薄弱点,因势利导克服不利因素,使整个结构在平面和竖向合理地布置结构刚度,避免和减少结构可能出现的薄弱部位,同时加强薄弱部位的构造措施,使建筑物从一个貌似不规则的建筑调整成一个结构上的规则建筑,只要结构工程师认真分析,抓住重点,强化构造,不规则结构的设计问题是可以解决的。
参考文献:
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[2]邓孝祥,张元坤,唐可,平面不规则高层结构的扭转分析与抗扭设计[J].广东土木与建筑,2006(1):3-6.
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关键词：概念设计超长结构设计结构抗震设计
中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：
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、工程概况
该工程地下为2层，地上为16层，总建筑面积为36850㎡，在水平方向的长度为119.8m，主要用途为商务办公楼，结构形式为框剪结构，根据规范要求，本工程抗震设防类别为标准设防类，框架的抗震等级为三级，剪力墙的抗震等级为二级。
2、概念设计以及选型
概念设计就是指要求设计人员在整个设计过程中，包括结构的选型、结构分析计算、截面的设计以及细部的处理等方方面面，结合自身的工程实践经验，通盘考虑各种影响因素，选择合适的分析、处理方法，最终设计出一个最为经济、合理的结构方案。然而，无论结构形式如何复杂多样，高层建筑概念设计的设计原则都相同，都是力求使结构布置简单，传力明确，从而得到经济合理的设计方案，笔者大致归纳了以下几点主要设计原则：
2.1 对于超长结构的概念设计来说，其要求所设计的结构体型应简单规则，质量和刚度较均匀变化，结构的抗侧力构件应对称布置以防止结构的不利扭转影响。只有遵循这个设计原则，才有利于使所设计的构件传力明确，才有助于所设计的结构经济合理。
2.2 所设计的高层建筑方案，其结构布置应尽量规则、对称，尽量使高层结构的刚心和质心重合，以避免结构产生较大的扭转效应。
2.3 布置受力构件时应把受力构件布置在有利于承受水平荷载作用和温度应力的位置。故本高层建筑中，把剪力墙对称地布置在结构平面周边，以使剪力墙受力构件抵抗更大的扭转效应。
对于建筑结构来说，一般顶层楼板结构受到的温度应力比较大，因此在进行楼板设计时可把楼板结构划分为不同的长度的区段，从而减小楼板结构的温度应力，减小温度裂缝。同时办公楼的结构选型一般可采用框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等。
3 超长结构设计
对于超长结构来说，由于平面某一个方向的长度较大，因此一般都采用伸缩缝的形式来减小温度应力，从而避免楼层混凝土开裂。但根据本工程实际使用的要求，本超长结构无法采取设计伸缩缝的形式，而本超长结构的长度已超过规范所要求的设计伸缩缝的长度，这无疑给结构设计带来难度。为了使本超长结构的设计合理而且避免裂缝的产生，在设计中作了以下措施，值得借鉴。
3.1 材料选取。
由于本超长结构不得设有伸缩缝，因此为了有效防止混凝土的收缩开裂，整个楼板结构的混凝土都采用DS-U膨胀纤维配制的补偿收缩混凝土。这样当混凝土由于温度应力而收缩时，膨胀纤维就会发挥作用，弥补混凝土的收缩裂缝。同时，对于地下室的混凝土则采用混凝土强度等级为C30的防水混凝土，抗渗标号要求为P6。另外对于标高位于-0.05m以下的框架柱、剪力墙结构则采用C45的混凝土，根据楼层高度逐渐减小框架柱、剪力墙的混凝土强度等级，在标高为-0.05～19.750m之间的框架柱以及剪力墙采用C40混凝土，对于标高19.750m以上的采取C30混凝土。对于底部为办公楼的超长结构的楼层梁、板则采用C40混凝土。
3.2 结构构造措施。
进行超长结构设计时，构造措施的采用对于超长结构的合理设计有着必要性。针对本超长结构的特点，主要采取以下几种构造措施来满足超长结构设计要求。
（1）配置结构构造钢筋。
构造钢筋的配置是减小裂缝等出现的有效构造措施。因此在超长结构设计中，对于顶层楼板配置双层双向的钢筋网，直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm。同时增大楼板配筋率，楼板以及框架梁上部钢筋采用贯通配置方式。
（2）后浇带的设置。
对于超长结构设置后浇带是解决混凝土开裂的一个行之有效的构造措施之一。后浇带的设置应通过超长结构的整个横截面，把全部剪力墙、框架梁以及楼板等分开。同时后浇带一般设置在结构受力较小的部位。如本超长结构，在7～8轴之间设置有宽度为800mm的后浇带，在施工完成30天以后采用提高5MPa的微膨胀混凝土进行浇筑。另外，后浇带的钢筋连接采用搭接连接方式。
（3）配置无黏结预应力钢筋。
本超长结构的框架梁以及楼板同时配置无黏结预应力钢筋以避免裂缝产生。依据计算结果，本结构适宜在楼板以及框架梁中张拉预应力钢筋。楼板采用2.4～2.8MPa之间的有效预压应力。为此，本超长结构在一层以及顶层的框架梁中另外配置有4φs15.2的预应力钢筋。在一层以及顶层的楼板结构中，沿纵向另外配置有φs15.2无黏结预应力筋，预应力钢筋间距为5500mm，均匀布置在楼板中，施工时超张拉为3%。
3.3结构抗震设计
（1）抗震措施.
在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性（限制结构类型和结构材料使用）等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震（结构延性）结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施（隔震措施，消能减震措施）来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
（2）抗震设计理念
我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此, 要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合。并引入承载力抗震调整系数。进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
