高层住宅的一些结构概念难题.docVIP

原文地址：高层住宅建筑结构设计的几个问题作者：朱来新 「前面的话」近几年来，随着我司业务量的增加，为满足不同客户的需求和市场的需要，我司的高层建筑设计方案陆续呈现出建筑形体、功能多样化的特点，主要表现在以下几个方面： 1?? 建筑的高宽比很大（达到12） 2??? 底层层高很高（达到9米），二层及以上各层层高均较小。（3.0米左右） 3?? 楼板不连续。（隔层挑空或隔两层挑空） 4??? 纵横两个方向刚度差异较大 5??? 单栋建筑的长度超长（达94米） 6??? 呈T字型或Y字型不规则平面且连接处（腰部）楼板有效宽度很小。 7?? 楼层局部托柱转换 8??? 顶层楼中楼剪力墙部分取消 9??? 跃层楼板开洞率较大 10??? 局部地下室出露地面 11??? 地下室顶板开大洞 12??? 地下室顶板存在较大高差 13?? 局部楼层挑空无楼板，剪力墙的计算高度即稳定性问题。 14??? 地下室周边道路高差较大，地下室抗浮计算时抗浮水位的取值。 15? 局部外阳台、露台隔三层布置，柱高度大，达9.0米 16?? 剪力墙平面外搭梁 ? 所以有必要针对这些问题提出一些我司内部的处理措施和概念性的意见，供设计人员参考。 ? 「总则」提出以下原则： 1、倡导建筑形体多样化和结构受力合理性统一的原则。 2、倡导结构抗震的概念设计和计算分析并重的原则。 3、倡导对特殊构件、重要构件采取针对性加强措施的原则。 4、倡导对电算模型与实际受力模型不符的构件，采取手工计算复核的原则。 5、在结构安全与建筑美观、建筑功能出现矛盾时，倡导以结构为主、以结构安全为重的原则。 「措施」在总则概念设计的前提下，针对建筑平面、立面等由于建筑形体的多样化带来的结构受力不直接、不明确、不合理等问题，提出以下具体的指导措施： 1、建筑的高宽比很大（达到12）：? 混凝土高规对高层建筑的高宽比提出一个“不宜”超过的限值，应当注意到，该限值是一个综合限值，是基于结构刚度、整体稳定、承载能力和经济性要求的一个宏观要求。也就是说，在某些条件下可以突破。一般来说，在“刚重比”满足要求的条件下，如果其它“层间位移”、“剪重比”等整体指标满足高规要求的条件下，“高宽比”不再作为必须满足的指标。但是应当注意到，由于高宽比较大，必然可能造成结构在其横向增加较多的抗侧力构件（剪力墙或支撑），必然可能造成结构在两个方向的抗侧力刚度不协调，必然可能造成结构造价增加，必然要求较大的基础刚度和整体性，需要引起结构设计人员的足够注意。对于高烈度区（八度）和风荷载较大（大于0.7）的较高的高层建筑，更应有可靠的应对措施，避免二阶效应的不利影响，保证结构的整体稳定。 2、底层层高很高（达到9米），二层及以上各层层高均较小（3.0米左右）：该种情况多出现在结构底层层高较大而二层及以上层高较小的住宅楼或商住楼，其直接的后果就是在底层出现“软弱层”，对结构抗震不利，应予避免。一般采取的措施就是加大底层结构的刚度，使得刚度比满足规范“底层刚度不小于上部一层刚度70%”的要求。应当注意到，该刚度比的控制是基于抗震概念设计中“保证结构竖向刚度变化和顺”对刚度的基本要求，应予尽可能的遵守，一般情况下可以办到。当底层计算高度是上部一层计算高度的2倍以上时，通过增加底层抗侧力构件的刚度来调整层间刚度比变得非常困难，建议建筑方案调整。特别是有些项目如“当代天境”底层计算高度为 9米，二层计算层高只有3米，调整难度很大。这种情况下，如果非做不可，可以考虑一个综合的措施：①加大底层抗侧力构件的尺寸（长度和厚度）②加大二层楼板的刚度，包括加大较软弱方向框架梁的刚度，加厚楼板厚度，适当设置一定体量、一定刚度的裙房。③在适当位置另外加设抗侧力构件。④适当加大二层的层高。 对于剪力墙结构的住宅来说，由于填充墙多，结构自重较大，地震响应必然很大，底部软弱层的震害后果严重。对于60米以上的高层建筑，底层刚度比的控制必须引起足够的重视，应考虑采取措施避免出现“软弱层”。若出现底层计算高度大于二层高度较多时（2倍以上），应建议建筑方案予以调整。 3、底层局部设置夹层。如当代天境，七星公馆等项目，在结构底层设置夹层，6.0+3.1，仅夹层位置设梁，夹层梁不整层拉通。由此造成的问题就是底层竖向构件的计算高度差别很大、夹层标高处仅局部有楼板，不连续、夹层位置集中偏置在一侧。在风和地震荷载作用下，显然底层是薄弱部位，这种情况从概念设计的角度应予避免，建议建筑调整方案。如果非这样做不可，应采取以下加强措施和补充计算：①把夹层去掉进行结构补充计算，控制底层刚度比，底层构件按两个模型包络设计。②二层楼板厚度可考虑不小于150mm，双层双向配筋，配筋率不小于0.30%。③底层抗侧力构件及柱和剪力墙的配筋应适当加大，应特别注意剪力墙作为主要的抗侧力构件，墙身