高层建筑结构设计应注意的几个问题

科　建Ｉ筑ｌ工ｌ程　浅议高层建筑地下室结构设计中应注意的　几个问题　陈远森　（广西建筑科学研究设计院，广西南宁５３００１１）　摘要：简要介绍了高层建筑地下室结构设计中常见的一些问题，从地下室的平面设计、顶板、外墙的结构设计、抗浮抗渗措施、抗震设计等方　面展开叙述，针对以上问题提出了合理的设计方案。　关键词：地下室；结构设计；抗震设计　前言　随着社会的发展，高层建筑越来越多。城市建　设中出现了大量的地下室及地下车库。将高层建　筑的设备用房、地下消防水池和汽车停车位等设　在地下室，既能充分发挥地下室作用，又能满足基　础埋深的要求。因此。在高层建筑设计中，地下室　结构设计日显重要。现简要论述地下室结构设计　中经常遇到的几个问题，与同行共同探讨。　１地下室结构平面设计　在高层建筑的地下室结构设计时，需综合考　虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑　道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室　，需要与结构专业　配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或　不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的　防水处理变得复杂。　设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混　凝外由Ｉ１剂或地匕设缝、地下不设缝等方式，达到不　设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方　法难以解决，设计人员应合理地调整平面将地下　室分割成ｒＩＩ／卜，Ｊ、地下室，中间用较窄的通道相连，　以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置　在通道处，这样可以使接缝较少目处于受力较小　处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通　风井，若高层建筑采光通风井位置设计不当，例如　在侧壁外作附加通长采光井，而采光井外壁又不　能与地下室顶板整体连接，会造成地下室保证结　构稳定功能的丧失，不能有效地将上部的地震及　风力作用传至侧壁及地面，不能满足高层建筑的　埋深要求。　２地下室顶板的结构设计　地下室顶板是高层建筑上部结构的—个水平　约束支座，其刚度越大。对Ｅ部结构的约柬作用越　好。因此，地下室顶板厚度不能太薄，—般取≥　１６０ｍｍ。　．防地下室顶板厚度还要满足人防要求。　根据　邕筑抗震设计规范）（ＧＢ５００１－２００１）规　定，地下室顶板作为Ｅ部结构的嵌固端时，对楼板　厚度、混凝土强度等级、板配筋率、楼层侧向刚度　等都有具体要求，且地下室层数不宜少于两层。规　范还明确规定，作为上部结构嵌固部位的地下室　楼层的顶楼盖应采用现浇梁板结构，其楼板厚度　不宜小于１８０ｒａｍ，目不宜有较大洞口。这意味着高　层建筑地下室层数或总深度不仅由地基基础埋深　决定，还必须考虑Ｅ述因素。结构计算时应往下算　至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板，但剪力　墙底部加强区层数应从地面往匕算，并应包括地　下层。当出现以下情况时，地下室顶板不应作为上　部结构的嵌固部位：（１）顶板室内外板面标高变化　超过梁高范围形成错层，且未采取措施；（２）顶板　为无梁楼盖。　３地下室外墙的结构设计　地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土　压力验算，在设计时应注意以下要求：　（１）荷载。地下室外嗜所承受的荷载分为水平　荷载和竖向荷载。竖向荷载包括匕部及地下室结　构的楼盖传重和白重，水平荷载包括地面荷载、侧　向土压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，　竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力—般不　起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷　载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载　组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋。　（２）ｌ挣止土压力系数。静ＩＥ士压力宜由试验确　定，当不具备试验条件时，砂土可取０．３４－０Ａ５，粘　性土可取０．５—０７。　（３）地下室外墙的配筋计算。实际没计时，在　外墙的配筋计算中，对于带扶壁柱的外墙，不是根　据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板　计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分　析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算　扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，　这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁　柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。　因此，在计算地下室外墙的配筋时，对于垂直　于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块　或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块，如高层　建筑外眶架柱之间，按双向板计算配筋为宜，其余　的夕　宜按竖向单向板计算酉　筋。列竖向荷载较　小的外墙抉壁桩，其内外侧主筋也应予以适当加　强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的　大小，适当地配以外侧附加短水平负筋加强，外墙　转角处也应适当加强。地下室外墙计算时底部为　固定支座（即底板作为外墙的嵌固端），侧壁底部　弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力应　不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹　配。这种情况在地下车道中最为典型，车道侧壁为　悬臂构件，底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的　抗弯能力。　４地下室抗浮、抗渗及控制措施　地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要　依据。实际在地下室抗浮没｝卜日寸仅考虑正常使用　的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因　而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局　部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常　建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较　大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建　筑，此类抗浮问题相对比皎难以处理，须作细致分　析后再进行处理。　地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗　也是其中—个重点。由于钢筋混凝土结构通常带　裂缝工作，要达到抗渗目的，—般可采取以下措　施：（１）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺＾微膨胀　剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。　当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可　控制裂缝。（２）膨胀带。疆凝土中膨胀剂的膨胀变　形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置　补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝　施工。（３）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期　释放约束力的—种技术措施，较长久性变形缝已　有很大的改进并广泛应用。（４）提高钢筋混凝土的　抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁　增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁　受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙　体中部ｉ５卜．道水平暗粱抵抗拉力。当然，在采取以　Ｅ措施时，同时要注意混凝土的养护。　５地下室抗震设计　若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会　产生较大的影响。对于半地下室的埋深要求应大　于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，　总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上　部结构的墙柱应统一。对地下室顶板室内外板面　标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成　错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为　Ｅ部结构的嵌固部位。　６地下室保护层和垫层厚度　按《地下工程防水技术规范》（ＧＢ５Ｏ１０８—　２０ｏ１）要求，地下工程防水混凝土底板混凝土垫层　不应小于Ｃｌ５，厚度不应小于ｌＯＯｍｍ，软弱土层中　厚度不应小于１５０ｒａｍ。防水混凝土结构厚度不应　小于２５０ｒａｍ。地下　护层厚度不应小于５０ｒａｍ。工程实践表明，若结构　厚度或迎水面钢筋保护层厚度小于规范限值，经　常会出现渗漏水现象，因此，修订以后的规范对限　值作了相应的提高，在实际施工时应引起注意。　７结论　高层建筑地下结构设计是—个复杂的过程。　高层建筑Ｅ部荷载大，基础埋深较深，地下室与基　础设计的合理与否直接影响高层建筑的正常使用　与造价。因此，设计时既要满足功能要求、安全可　靠、经济合理，又要满足地下室结构抗渗这一特殊　要求，以保证其正常使用。　参考文献　Ⅲ朱炳寅等．建筑结构设计规范应用图解手册【Ｍｌ　北京：中国建筑工业出版社，２００５．　『２｝ｊ余建等．建筑结构设计常见及疑难问题解析啤　北京：中国建筑工业出版社，２００７．　—

高层建筑框架结构设计中应注意的几个问题　

杨伟　

摘要：结合工作经验，对高层建筑框架结构设计中所存在的若干问题进行探讨，以期为同行提供有益的参考。　关键词：高层建筑；结构设计；问题　

随着经济的高速发展，我国高层建筑发展迅速，其设计思　

想在不断更新，建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，给高　

层结构设计提出更高的要求。高层建筑采用框架结构形式，可　形成内部大空间，同时也能进行灵活的建筑平面布置。因此，框　

架结构体系在结构设计中应用甚广，特别是在高度不超过５０ｍ　

的高层建筑中，其优势更为明显、突出。　

１高层建筑框架结构设计中应注意的问题　

１．１计算模型问题　

目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的　

梁、柱整体参加工作进行计算分析的。对部分梁而言，尽管相交　

梁截面尺寸不同，相互之间却不存在主、次梁关系，设计人员在　

绘制施工图时，应注意配筋形式与受力分析相匹配。框架结构　

经空间分析程序电算，所有按主梁输入模型的粱是整体工作　的，部分梁将产生扭转问题。一些三维空间分析软件，虽已调整　

梁的抗扭刚度，但计算出来框架边梁扭矩筋仍很大，因程序不　

计楼板对梁的约束作用（即实际扭矩计算值那么大），实际受力　与计算模型不符，可把次梁支座改为铰支座，并配以构造处理。　

１．２结构的超高问题　

在抗震规范与高层建筑设计规范中，对高层建筑结构的总　高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，　

除了将原来的限制高度设定为Ａ级高度的建筑外，增加了Ｂ级　

高度的建筑。因此，结构工程师必须对结构的该项控制因素严　

格注意，一旦结构为Ｂ级高度建筑甚或超过了Ｂ级高度，其设　计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现　

过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予　

通过，必须重新进行设计或需要召开专家会议进行论证等工作　

的情况，这种现象应该引起结构工程师的高度重视。　

１．３嵌固端的设置问题　

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人　防。因此，嵌固端既有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在　

高层建筑给排水设计应注意的几个问题

摘要：高层建筑在日常生活中已是不可或缺的行业，其给排水系统的设计在高层建筑中是一项较大的工程，涉及到的承压，楼高，用水量都是不容忽视的问题，若中间一项出现问题，将会产生很大影响，本文就高层建筑给排水设计中需要注意的几项进行了简单分析。

关键词：给排水；管道设备；排水系统

1.高层建筑给排水的特点

由于高层建筑的特点，使得对建筑给排水工程的设计、施工、材料选取以及管理方面都提出了较高要求。建筑给排水工程具有以下特点：（1）给排水热水消防系统静水压力大，因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。（2）高层建筑的给排水量大，且给排水设备的使用人数较多，若发生停水和管道堵塞的事故，影响范围较大。（3）高层建筑对防噪声、防震等要求较高，但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多，必须保证管道不漏水，不损坏建筑结构及装饰，不影响周围环境，使系统安全运行。

2、高层建筑给排水设计应注意的几个问题

（1）给排水管道设备的选用。选择设备时应重点考虑设备承压能力及性能稳定程度，还应选择体积小、重量轻、拆装方便的设备，以便于水平和垂直吊运。①给水系统泵组或水泵应选用机械轴封型水泵，以提高其承压能力。国内外机械轴封水泵承压可达 1. 2～ 2. 0MPa。②消防水泵按分区选泵，且考虑一用一备，这就使消防泵台数较多，水泵布置需占单位面积造价很高的高层建筑的不小面积，是很可惜的。广州、上海等地使用一些美国、德国、奥地利生产的多出口立式多级泵很有特点，一泵可提供多种扬程，供不同压力分区的供水，可节省水泵台数，只是目前价格较贵。③卫生器具给水配件应优选轴筒式结构产品。④储水装置：为避免水质二次污染，水箱应选用镀锌钢板水箱或不锈钢板水箱。⑤水泵隔振装置：高层建筑给排水系统多选用立式水泵或泵组，减振的 JSD型橡胶隔振器效果最佳。水泵进、出水管应装可曲挠橡胶接头。

高层建筑结构设计应注意的一些问题

摘要：高层建筑的结构设计问题是一个长期而复杂的过程，也是建筑师开展设计工作的重点与难点。文章结合笔者多年的设计实践，就高层建筑结构设计应注意的一些问题进行了探讨。

关键词：高层建筑；结构设计；分析

鉴于我国高层建筑呈几何级快速增长，高层建筑的类型和功能也变得越来越复杂，而其结构体系也变得更为多样化，在此过程中出现任何遗漏或者错误，都极有可能导致整个设计变得更为复杂，或者造成设计的不安全。下面，笔者将谈谈对高层建筑结构设计的一点粗浅看法。

一、高层建筑结构设计的基本特点

1、高层建筑的水平荷载已成为决定性要素

由于楼房的自重与楼面使用荷载在竖构件当中所造成轴力与弯矩之数值，仅仅和楼房高度的一次方成正比关系，而水平荷载对于结构所形成的倾覆力矩及由此而在竖构件当中所引起之轴力，和楼房高度的二次方成正比关系。因此，对于某一座具有一定高度的建筑物来说，竖向荷载主要为定值，而水平荷载之风荷载的数值随着结构动力特点之不同而出现了较大变化。

2、高层建筑的轴向变形不可忽视

高层建筑的竖向荷载值较大，可在柱中引发比较大的轴向之变形，将对连续梁弯矩造成直接影响，导致连续梁中间的支座处负弯矩值出现减小趋势，不仅跨中正弯矩之和端支座负弯矩值将会增大，而且还将对预制构件下料长度形成影响，因而要求依据轴向变形来计算，并对下料长度作出调整。

3、侧移已经成为控制性指标

与较低建筑物有所不同的是，结构侧移成了高层建筑物结构设计当中的重要因素。因为楼房高度在不断增加，由于水平荷载下的结构侧移变形快速变大，所以水平荷载作用之下的结构侧移应当被控制于限度以内。

4、结构延性成为重要的设计指标之一

相对一般楼房来说，高层建筑物的结构显得更柔，因而一旦出现地震，其变形也会更加大。为确保结构在塑性变形之后仍然能有较强的变形能力，从而避免出现倒塌，因而十分需要在结构上运用合理之措施以保证结构能够有一定的