高层办公楼建筑结构设计要点？
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-07-02
目前随着城市化进程的发展，对建筑的造型和功能提出了较高的要求，一些高层酒店、办公楼这一类的建筑在设计时需要设置通高的共享空间，或者是局部设置通高的绿化空间，而传统的建筑结构设计方法无法满足其功能需要，为此，这就需要结构工程师在此基础上进行具体分析，妥善处理，从而保证建筑物的安全性及、可靠性。下面是中达咨询带来的关于高层办公楼建筑结构设计要点的主要内容介绍以供参考。
一、研究背景
当前经济背景下，我国的科学技术取得飞跃式的进步与发展，进而也在很大程度上推进了我国的城市化建设进程，尤其是伴随着我国人民的生活水平的提高，更进一步地促进了我国建筑行业的迅猛发展，此外，由于现代人们对生活品位要求的上升，不仅对建筑空间的要求有所提升，同时对建筑的安全性及可靠性的要求越来越高。而传统的建筑结构设计方法无法满足其功能需要，为此，需加以重新设计，确保其设计的科学性、合理性、规范性以及经济性，由于传统性结构难以实现其要求，加上结构设计本身受力复杂、为此，必须要对建筑结构的功能各个方面出发充分考虑合理设计，从而提高建筑物的安全性及、可靠性。
二、普通高层办公综合建筑结构设计要点
1主体结构
对于主体结构的设计主要考虑到其结构类型、结构的适用范围以及基本尺度，以下作具体的分析与说明：首先是框架结构，一般而言，框架结构主要用于50m（10~12层）高度以下的办公建筑以及高层建筑。因此，在进行框架结构的设计时需要注意以下几点：一是要确保框架结构传力的直接性以及对称的均匀度，同时，为了方便于地下室的有效布置和经济性，柱网尺寸选择7.4m~12m为宜，这也是最为常用的高层柱网尺寸，同时，为了保证上部分商业区域的设置与布置，确保其良好的景观视野和柜台布置，小柱网控制在5m~6m为宜；二要从结构角度讲，柱网的尺寸可以适当放大，但是结构的上下不需要传力直接或者是转换，为了更加有利于框架梁钢筋的抗震锚固，框架柱的断面适当放大，与此同时，为了达到更好的经济效果，促进施工速度的加快，确保框架结构刚度的合理性，可以适当减少框架柱的数量；三是对于框架结构本身而言，为了保证其整体的稳定性与抗侧能力，这与自身结构密切相关，为此在设置前期，合理确定柱断面，断面尺寸不可以过小，控制垂直荷载下的轴压比（通常即为断面压应力与混凝土抗压强度之比）具体的数值为：角柱0.65-0.75，边柱0.7-0.8，中柱0.75-0.85。
其次是简体稀柱框架结构，该结构是近年来一种具有发展前景的框架结构体系，其主要由周边稀柱框架和中央核心筒构成，也近10年发展起来的，国外多采用钢结构，核心筒与钢框架的钢梁上、钢往采用混凝土组合，周边钢柱用钢梁铰接支承，而周边的稀柱外框筒与核心筒协同工作，若是刚度不足时，避难层与设备层可以加设外伸刚臂，并与其共同工作，且具有一个明显的优点就是可以降低施工成本，减少劳动力，加快施工进度，但是也存在着一个明显的优点，就是楼面梁铰接的共抗侧作用未能及时有效发挥，这样，忽视了建筑整体的合理性，只保证了某个构件以及局部的合理性，不仅会影响到建筑的使用标准，而且层高过高，会降低平面的利用系数，最终导致整体造价提升，为此，在实际应用中，需要通过综合考虑，坚持合理的设计思想，选用合理的设计方法，使得每一个构件的作用得到发挥，并保证其协同作用，既可以保证整体空间的抗侧能力，而且可以设计出一个优秀的作品，具体如图1所示。第三是剪力墙结构。建筑工程中，剪力墙结构主要适应于高层住宅，尤其是利于家具的分隔与布置，而且具有较好的隔音、防盗、防火、分户功能，根据大量工程实践研究发现，剪力墙在大开间分户墙的应用，既可以承受水平荷载，又可以承受垂直荷载，间距约在6m~8m左右，可以说是一种比较可行又实际的结构布置，而对于高层公寓住宅而言，其自重只相当于其一半左右，加上小开间用墙多，自重大、施工困难，平面不灵活，有害无利，结构刚度大，用钢量增加，目前已经被历史所淘汰。
2楼层盖结构
对于楼层盖结构的设计分析同样也从三个方面出发，即类型、基本尺度和适应范围，以下具体说明：
（1）梁格布置和楼层面板。高层建筑楼层盖为了保证其自身的稳定性与水平性，需要水平面保持应有的刚度，尤其是对于现浇钢筑混凝土结构，同时，可以改善楼板隔声防震效果，更为主要的是方便于电气设备的走线和埋管，一般情况下，板的厚度要求保持在8cm~10cm为宜，若是立足于工作的经济角度，梁格布置的距离以3cm~4cm为宜，尤其是对于高层建筑结构，断面、构件（柱、墙、简体）均相对较大，在水平温差的影响下，梁板会有相对较大的收缩应力，加上板厚些，为此，可以根据需要适当配置贯通分布钢筋，以防止地面装修破坏，提高整体楼层刚度，控制裂缝的发生。对于梁格的布置，要求在楼层面结构的设计中尽可能使其传力直接，为了提升室内的空间质量，要保证梁格布置与建筑内隔墙之间的对齐与有机统一，当存在着一定的困难时，可以采用预应力跨度厚平板，适应使得梁的间中扩大，此时，板厚预应力取值L/40-L/50，其中，L则为板的短向跨度，另外，随着板厚的的增中，室内净度也会加大，层高则减小，根据经济效益分析，其具有可行性。
（2）梁的运用。随着现代社会生产的发展以及建筑技术水平的提升，人们对建筑空间要求不断提升，主要表现为对空间灵活性和景观视野的提升，因此，在这种情况下，楼面梁跨度要适当加大，但由于楼高不允许，因此，这就成为一个关键的问题。在实际应用中，可以考虑以下方面：一是为了保证建筑层高的合理性，要保证配筋合理以及梁自身的高度，竖向结构相应加大，会导致成本的增加，为此，可以在其中应用扁梁或者是宽扁梁，保证其强大的生命力，不仅可以降低结构成本，具有良好的经济性，而且可以保证很好的稳定性；二是从抗震角度讲，由于高层建筑与多层建筑之间有着很大的不同，为此，必须要考虑其整体结构的抗侧刚度，包括支撑、剪力撑、筒体、刚臂等，并且可以适当增加刚度，确保结构的总体刚度、稳定性以及抗侧力。另外，要确定抗震等级，带地下室的建筑，当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，此处的楼层部位在地震作用下屈服时将影响到地下一层，因此地下一层的抗震等级应与上部结构相同；与主楼相连的裙房确定抗震等级时，除应按本身考虑外，还不应低于主楼的抗震等级；若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50％，该部分已不能被视作次要抗侧力构件。
总而言之，现代生活要求高层办公楼设计要更加合理、科学、舒适，要有较大的灵活的自由空间，通过剪力墙设计，提高其抗侧强度，满足建筑不同的使用要求，减少地震荷载、风荷载，提高结构的抗震能力，并且区性设计过程中，充分考虑建筑的使用功能和结构合理性，合理布置剪力墙、柱、框架梁，有效地满足水平和竖向荷载。
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