高层建筑综合办公楼结构设计探讨
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框-剪结构高层商住楼结构设计分析探讨李金平(吉首市规划建筑勘察设计院,湖南吉首 416000) 摘 要:本文结合工程实例,详细探讨了现代高层建筑框架-剪力墙结构设计的地基结构处理、地下室设计、和建筑上部结构设计的处理措施和受力验算,并对计算结果作了说明。
在此基础上,对建筑物整体受力进行了科学合理布置,达到了理想效果。
关键词:高层建筑;框剪结构;结构设计;荷载验算 中图分类号:T U973文献标识码:B文章编号:1672-4011(2009)04-0119-03图1 结构平面图1 工程概况湖南吉首某大厦是一幢办公、住宅、商业为一体的多功能的高层建筑,总建筑面积近7万m 2。
地下2层(局部3层),深1019m 。
裙房上3幢塔楼,1幢18层、2幢24层住宅楼,平面布置见图1。
各楼层主要功能如下:裙房地下3层均为停车库和设备用房,地下1层层高413m,地下二三层层高313m 。
2#、3#住宅楼地下1层为自行车库,层高413m (有1m 厚管道夹层),地下二三层为六级人防,层高313m 。
1#办公楼地下1层为停车库,层高413m,地下2层为设备用房,层高416m 。
地上1层为大堂,商业和部分管理用房,层高514m 。
二三层为商务、商业和部分管理用房,层高418m 。
5层(裙房屋面)为层顶花园和游泳池等用于休闲娱乐,层高610m 。
5层(裙房屋面)为屋顶花园和游泳池等用于休闲娱乐,层高610m 。
办公楼6层~18层为办公用房,层高314m 。
公寓楼6层~26层为高档商住楼,层高219m 。
本工程全部采用现浇钢筋混凝土结构。
2 基础结构处理方案分析与选择地质勘探表明,本场地地基稳定性较好,场地属Ⅱ类,上部为中软土,基岩为灰岩,基岩顶部埋深1317m ~2417m,强风化岩层厚度218m ~1018m,中风化岩层厚111m ~019m,微风化岩顶部埋深2016m ~3015m,岩层节理完整,胶结致密,坚硬,天然单轴抗压强度为2818MPa 。
高层综合性办公楼调研报告:班级:学号:随着社会经济的不断发展,工业化,城市化进程的不断加快,使得高层建筑和超高层建筑的建造成为可能,高层建筑的出现,不仅改变了城市的建筑布局,而且为当地经济的发展起到可巨大的带动作用。
一座高层建筑,不仅是一个城市经济实力的体现,而且往往成为一个城市的地标。
现在的办公楼的发展主要趋向于综合性、灵活性和智能化;单纯的办公楼上下班时人流非常集中,无法解决上班人员的交通、餐饮、购物、休息、居住等要求,为克服这个问题就出现了综合性大楼,这种大楼总和了办公、餐厅、公寓和休闲为一体,方便了办公人员的生活;在空间方面设计的更加灵活,多采用大空间布局形式,适应多种不同的办公类型;智能型大楼更加完善了办公楼的工作效率,成为了一个新型的办公楼设计体系。
高层办公楼实例调研案例一——悦达889项目概况:体验式生活空间,开放式商业——悦达889悦达889广场云顶下建有一个1600平米的休闲中心广场,四周分布有音乐设施、舞台、激光喷泉、社区聚集地。
作为串联办公与购物的核心点,成为一个吸引人流的主要场所,中心广场被定义成“一个观赏的场所、一个穿越和体验的地方、一个休闲和放松的空间”。
——悦达889 ——各层平面及业态落位——悦达889 ——各层平面及业态落位——悦达889 ——各层平面及业态落位——入口云顶结构——悦达889 ——办公楼对平面分析,我们可得出1、办公楼部分采用筒体结构2、空调机房布置在每层3、消防楼梯两部以上,并需有前室案例二——紫峰大厦1、迪拜塔 800余米(在建)2、纽约自由塔 541米(在建)3、台北101 508米4、环球金融中心 492米(在建)5、香港国际金融中心 484米(在建)6、双子星 452米7、紫峰大厦 450米设计理念建筑造型主要取材于与有关的三个重要元素:蜿蜒流淌的扬子江、绿树成荫的花园城市以及龙与的历史渊源。
——紫峰大厦竖向功能分区酒店部分办公部分商业部分——紫峰大厦各层平面及业态B1F 食品餐饮 1F 国际精品2F 都会时尚 3F 雅致绅士——紫峰大厦办公部分紫峰10-41F为超5A甲级写字楼,以精装修为交付标准。
高层建筑结构设计及结构选型刍议摘要:随着社会经济与建筑事业的不断发展进步,在建筑施工建设工程项目中,高层建筑施工项目越来越多,并且对于施工技术水平与质量的要求也越来越高。
进行高层建筑工程的结构设计以及结构选型的分析,有利于提高高层建筑工程的施工设计水平,保证高层建筑施工中结构功能与质量的提高完善,有利于推动建筑工程施工建设的发展进步,具有积极的作用和意义。
关键词:高层建筑;结构设计;选型分析;功能;建筑质量;分析中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:在进行建筑工程的施工设计中,高层建筑工程施工项目的结构设计,与一般的地层建筑施工项目和多层建筑施工项目,在建筑工程项目的施工结构设计上,没有太大的区别。
但是,在进行高层建筑项目的结构施工设计中,要将常规的啊建筑工程项目竖向或者是水平结构的设计情况,转化为高层建筑的竖向或者是水平方向的结构设计时,首先需要将常规建筑工程的竖向结构转化成为较大的建筑柱体以及墙体、井筒,其次,在进行高层建筑结构的侧向力作用下倾覆力矩以及变形剪力作用的设计中,要比常规建筑的的作用力大很多。
总之,进行高层建筑结构设计以及选型过程中,与低层建筑工程相比,对于结构设计以及选型要求更加严格,只有在保证高层建筑的结构设计与选型质量基础上,才能实现对于高层建筑工程项目的施工设计以及安全质量等进行保证。
1、高层建筑的结构特点与结构类型分析1.1 高层建筑结构选型的影响因素高层建筑是一个个单体, 它的可统计性差, 影响因素多, 影响因素之间的相互作用大, 从信息角度看,它的不确定及不确知的信息多,同时其综合性也很强,表现在其结构方案不仅仅取决于力学分析,而是应该综合考虑到环境、经济、安全、适用等多种因素。
对于千差万别的建筑方案,除了对建筑美学等的考虑外,影响高层建筑结构选型的主要因素可归纳为:(1)环境条件。
主要包括设防烈度、场地条件、基本风压等。
(2)建筑方案特征。
主要包括方案建筑的高度、高宽比、长宽比以及建筑体型,其中建筑体型包括平面体型和立体体型。
高层/超高层办公楼结构标准化设计指引前言结合已有项目工程案例结构设计特点,并对典型项目进行分析计算,总结高层/超高层办公塔楼结构设计规律,包含结构材料、结构体系、结构布置、构件尺寸、超限措施、材料用量等内容,希望能为100~200m高层/超高层办公楼结构设计提供参考。
一、结构材料1.1、混凝土墙柱等竖向构件宜采用C60~C35,低区尽量使用高强度混凝土,中高区根据轴压比控制要求逐级递减;当条件允许时,外框柱可适当考虑C70等高强混凝土,充分发挥混凝土受压性能,取得经济性的同时,能更好的控制柱截面;梁板可使用C30~C35;桩基采用C30~C50,应根据桩身强度进行比选,桩身混凝土强度等级与单桩承载力匹配,桩基比选时,尽量按桩身强度控制;1.2、钢筋主体结构的钢筋材料选用参考如下:常用的钢筋为HRB400、HRB500等,当条件允许时,可适当考虑HRB500、HRB600等高强钢筋的应用。
当采用高强钢筋时,应按钢筋受拉承载力设计值相等原则换算,并应满足最小配筋率和钢筋间距等构造要求,并应注意由于钢筋强度和直径改变会影响正常使用阶段的挠度和裂缝宽度。
1.3、钢材常用的钢筋为HRB400、HRB500等,当条件允许时,可适当考虑HRB500、HRB600等高强钢筋的应用。
当采用高强钢筋时,应按钢筋受拉承载力设计值相等原则换算,并应满足最小配筋率和钢筋间距等构造要求,并应注意由于钢筋强度和直径改变会影响正常使用阶段的挠度和裂缝宽度。
二、结构体系2.1、抗侧力体系200m以下的超高层建筑宜采用混凝土框架-核心筒结构体系,一般无需设置加强层,框架梁柱为普通钢筋混凝土构件,核心筒为钢筋混凝土核心筒;框架-核心筒结构体系特殊情况:•当施工工期是控制因素时,可对比混合结构方案;•由于政策原因有强制性的装配率要求时,可对比混合结构;在方案阶段,应通过结构每平米质量指标从宏观层面判断整个结构方案是否合理、经济,常规项目的荷载取值、结构布置往往差异不大,各结构体系的每平米质量参考范围如下:各结构体系每平米质量(KN/m2)注:混凝土结构:主体结构以钢筋混凝土为主;混合结构:楼面体系为钢结构楼面;钢结构:主体结构以钢结构为主。
高层建筑空间设计的探讨摘要:建筑设计者在进行高层建筑设计时要充分考虑所创造出来的空间(无论是内部还是外部)给予使用者的感受。
这些是理论上要求一位建筑设计师要考虑的因素也是作为一名建筑师应该承担的责任,而且还可以据此评价一位建筑师的设计能力及其职业道德。
然而高层建筑与城市空间的融合依然存在一些缺陷,为此,本文从城市空间的角度对高层建筑设计进行了简要的探讨。
关键词:建筑学;空间设计;主体设计abstract: building designers should fully consider the created in the design of tall building space (whether internal or external) gives the user experience. these factors require an architect to consider as an architect should bear the responsibility, but also can design ability and occupation moral evaluate an architect. however, fusion of high-rise building and city space still exist some shortcomings, therefore, this article from the perspective of city space is briefly discussed the design of high-rise buildings. key words: architecture; space design; main body design中图分类号:tu2 文献标识码:a 文章编码:1高层建筑内部空间的设计1.1 底部空间设计早期的高层建筑多直接面对街道,从街道进入门厅,再由门厅进入电梯厅,乘坐电梯至各楼层。
华润大冲商务中心超高层办公楼结构概念设计华润大冲商务中心超高层办公楼结构概念设计随着城市化的不断推进和人口的不断增长,城市空间成为越来越紧张的资源。
加之人们对宜居城市的要求越来越高,高层建筑成为了城市发展的重要选择。
在这个背景下,华润大冲商务中心超高层办公楼应运而生。
超高层建筑为城市造成的压力较大,建筑结构的设计显得尤为关键。
本文将详细介绍华润大冲商务中心超高层办公楼结构概念设计。
一、建筑设计理念华润大冲商务中心超高层办公楼的建筑设计理念为简约、实用、生态、现代。
建筑外形简洁大方,色彩和谐统一,注重减少对环境的影响,营造一个绿色、健康的办公空间,同时配备现代化的智能化设施,提高办公效率。
二、建筑结构设计1.整体结构概述华润大冲商务中心超高层办公楼的结构分为主体结构和剪力墙结构两部分,主体结构为框架式结构,使用高强度钢筋混凝土柱和梁,地下四层为桩基础,地上建筑结构高度为294m。
2.主体结构设计主体结构采用双塔联体设计,具有高刚度、高抗震性能和强大的抗侧风能力。
双塔位于建筑的南北两侧,一共有78层,采用钢筋混凝土框架结构。
主体结构采用了全钢结构的悬挂柱,使结构体系变得更加紧凑。
并用压路混凝土浇筑框架,钢筋混凝土柱和墙体做为承载系统,使得建筑物的抗震性能得到增强。
3.剪力墙结构剪力墙结构在整体结构设计中扮演着重要的角色。
剪力墙由高强度钢筋混凝土建造而成,使力量更加集中,并有效减少了建筑物的自重。
详细的结构设计通过建筑模拟软件进行了模拟和优化,确保了结构的合理性和稳定性。
4.关键节点设计关键节点是建筑设计中重要的考虑因素。
对于超高层办公楼而言,采用合适的关键节点设计可以保证建筑的安全和稳定。
本建筑采用了特殊钢筋混凝土悬挂柱的结构设计,将建筑的结构强度和稳定性得到了最大限度的提升。
同时,对于地下四层桩基础也进行了细致的设计和施工。
三、结构计算和施工过程中的注意事项1.结构计算在结构计算过程中,应当考虑到建筑物所处的地理条件和气候条件。
浅谈超高层写字楼建筑施工图设计要点摘要:超高层写字楼既是新时代人们的需求,也是城市文明升级的体现。
本文将从超高层写字楼建筑的概念与特点切入,探讨建筑施工图设计的要点。
关键词:超高层写字楼;建筑施工图;要点;设计超高层写字楼从设计到呈现,其中涉及许多不同行业,是现代建筑设计理念与科技结合的综合体现。
其对建筑设计提出了更高的要求,不仅要满足功能性和实用性、节约成本,还要在设计上突出时代感。
建筑施工图设计是确保施工顺利完成、实现建筑功能的重要一步。
由于设计人员专业性不够导致后期施工过程中遇到难以解决的问题,将对各方造成不可忽视的负面影响,严重时可能造成重大经济损失和施工安全问题。
因此,分析建筑施工图的设计要点对前期设计和后期实施都有重要的指导意义。
一、超高层写字楼概念用于企业办公的具有商业性质的建筑统称为写字楼,在大城市商业中心地带随处可见超高层写字楼,企业通过租赁写字楼进行商业活动,同类企业也逐渐聚集到超高层写字楼附近,形成良好的行业圈和竞争氛围。
写字楼因商业需求而存在,反映着一个地区或城市的商业文明和建筑文化。
二、建筑施工图设计原则(一)着眼整体从整体看,建筑施工图设计者要有大局意识,需要综合考虑、结合各方具体要求进行设计。
设计要体现科学性、完整性、全面性、准确性。
从小处来看,设计具体到数据信息,要准确清晰、表达清楚、说明具体、避免歧义,以便明确施工要求、指导现场施工。
在工作流程上,从设计前的初始阶段到施工期间到后期,设计要有预见性地考虑可能出现的问题,在全盘了解的基础上做好预备方案,突破设计的难点问题,同时及时根据工地现场情况进行督促与调整。
(二)高效协作建筑施工图设计离不开各个部门的协同配合。
设计者的理念是否被理解与清晰传递,结构设计是否符合情况及具有可行性,材料成本分析是否纳入考虑等都需要专业人士的沟通和决策。
高效的协作、有效的沟通是成功的保证。
设计师也会在交流中获得来自不同领域的观点,有助于突出设计的功能性与使用需求,最终推动项目的顺利进展。
高层建筑综合办公楼结构设计探讨
摘要:本文作者通过应用SATwE和PMsAP两套分析软件结合工程实例就高层建筑综合办公楼的结构设计和分析进行了详细阐述。
同时得出了结构在地震作用下内力和位移等结果的一些特殊问题的特殊处理进行了探讨。
关键词:不规则建筑扭转转换层
1 工程概况
某高层建筑综合办公楼地下3层,地上26层,总建筑面积为63251m2。
其中地下室建筑面积13273m2。
地下室层高4.00m、3.60m,首层层高4.00m,标准层层高3.80m,建筑物总高98.80m。
主体结构采用框架一剪力墙结构,楼面为钢筋硅梁板体系。
建筑物士0.00相当于绝对标高14.00m。
2 基础及地下室设计
(1)基础选型。
根据本工程的岩土工程勘察报告,工程地质自上而下为:人工填土、粉质粘土、淤泥、粉质粘土(可塑)、粉质粘土(硬塑)、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩。
地下水埋深介于0.80~1.16m之间,对混凝土结构不具腐蚀性。
场地为中软土场地,属Ⅱ类,抗震不利地段。
地基基础设计等级为乙级。
工程主楼采用钻孔灌注桩(墩)基础,桩(墩)径。
Φ1200~Φ2400,桩混凝土强度等级
C30。
桩(墩)基持力层选用微风化泥质砂岩,桩(墩)端进入持力层不少于600mm,桩长约3.0~7.0m。
单桩(墩)的竖向承载力特征值按省《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)有关公式计算:Ra=Rra+Rpa=UpC2frshr+C1frpAp 地下室底板采用平板式结构,板厚1000mm;地下室侧壁厚度450~350mm;地下室顶板室外露天部份板厚200mm,其余板厚180mm,主梁截面400×1000mm、500×1000mm,次梁截面300×700mm,250×700mm。
地下室混凝土抗渗等级S12。
(2)地下室杭浮设计。
三层地下室部份由于荷载较轻,若地下室底板己位于强或中风化泥质砂岩上,可采用天然地基上的独立基础形式,另加抗浮措施:在地下室底板设置Φ150抗拔锚杆,锚杆进入中风化泥质砂岩3m。
使地下室抗浮稳定性安全系数大于1.05。
3 主体结构设计
(1)结构选型。
本建筑采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系。
由于建筑平面狭长,y向扭转效应严重,因此在结构布置上,经过多次调整,利用建筑物角部梯间设置剪力墙,并加大角柱截面及端部y向框架梁截面以增加结构抗扭刚度。
为减少结构刚度的不对称性,使结构刚心和质心尽量靠近,适当加厚①、②轴梯间剪力墙厚度,降低结构的扭
转效应。
(2)主要构件截面尺寸(见表1)。
(3)混凝土强度等级(见表2)。
(4)结构内力分析及主要结果。
结构采用中国建筑科学研究院PKPM 建筑工程软件《多高层空间有限元分析SATWE》进行计算分析,然后用该院《特殊多高层建筑结构分析程序PMSAP))对主要计算结果进行校核。
具体做法:1)本工程计算时考虑了扭转祸连作用。
2)建筑物局部楼层平面凹进尺寸大于相应投影方向总尺寸的50%,因此在程序计算中分别按刚性楼板和弹性膜楼板进行计算,考虑了楼板变形对结构抗侧力的影响。
3)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,本工程刚度分布明显不对称,所以计算了双向水平地震作用下和单向地震加偶然偏心作用下的扭转影响。
两者取较大值。
4)根据同一规程,本工程采用弹性时程分析法对构进行多遇地震下的补充计算,选用两条实际地震波和一条人工波的加速度时程曲线,地震波持续时间大于12秒,时间间隔0.01秒,输入地震加速度35cm/s2。
5)主要计算结果(见表3、表4)。
(5)计算结果分析,图3。
Satwe和PmsaP两种分析软件的力学模型均用杆单元模拟梁、柱,壳单元模拟剪力墙,因此均能反映结构构件实际受力情况。
两者计算结果相近。
(1)根据SATWE结果,本工程满足((高层建筑混凝土结构技术规程》规定的各项位移及刚度要求。
(2)根据PMSAP计算结果,各层平面的楼板弹性拉应力一般小于0.4MPa,局部应力集中处拉应力最大为0.5MPa。
该最大值小于混凝土抗拉强
度。
地震作用下,各层平面的楼板弹性剪应力一般小于0.4MPa,局部应力集中处剪应力最大为0.90MPa。
可见所采用楼板厚度满足要求。
(3)根据省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)辛卜充规定:①本工程部分楼层平面凹进尺寸大于相应投影方向总尺寸的50%,属于楼板局部不连续,平面不规则。
②本工程有两条上部结构柱通过转换梁转换到下部结构,属于竖向抗侧力构件工类不连续,竖向不规则。
③本工程部分楼层的扭转位移比大于1.2,但所有楼层的扭转位移比均小于1.35,属于工类扭转不规则。
④综上所述,本工程属于不规则结构,但不属于特别不规则结构,不属于超限高层建筑。
4 设计上的一些特殊处理
针对前面所述工程特点,设计采取如下措施:(1)超长混凝土结构处理。
本工程横向长度已超过规范规定设置伸缩缝的限值,因此通过控制混凝土配合比,减少水泥用量和用水量,掺加粉煤灰和合适的外加剂,降低硅水化热,适当增加楼板配筋率以防止温度应力导致混凝土开裂。
除上述措施外,在结构平面分别设置两条加强带减少混凝土干缩带来的影响。
(2)结构平面不规则的处理措施:本工程结构平面楼板开洞或平面凹进较大,因此在计算中引入弹性板假定,用有限元计算程序计算楼板正应力和剪应力,在应力集中部位采取加厚楼板,提高配筋率,洞口边缘设置边梁等措施予以加强。
(3)转换梁处理措施。
由于建筑功能的要求,⑦~⑧x(C)轴的两条框架柱不能直接落地(影响地下室车道的使用),设计利用地下一层层高较大的条件设转换梁将上部柱荷载转换至下部结构上。
对于本工程地下一层所设置的转换梁,通过加宽梁截面,来满足梁的受剪截面承载力要求,确保转换梁硅不产生脆性破坏。
为满足使用功能,局部柱子采用C60高强混凝土,既减小柱截面又满足轴压比限值要求。
5 设计体会
当前,高层建筑设计中的超限问题越来越多。
为保证建筑造型和功能两方面的要求,结构设计要对梁柱截面、楼板厚度、剪力墙布置、材料、局部位置的加强等进行多次调整才最终确定满足规范要求的结构方案。
参考文献
[1]吕西林,李学平.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题.建筑结构学报,2002,23(2).
[2]董金梁.上南花苑城D区平面不规则高层建筑结构设计.建筑结构,2002,32(4).
[3]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002,J186-2002).中国建筑业出版社,2002.
[4]中国建筑科学研究院PKPM系列,多层与高层建筑结构空间有限元分析与设计软件(墙元模型)SATWE.2005.。