结合工程实例分析建筑结构设计

孙丽 罗强

摘 要：随着经济的发展，建筑结构的高度不断增加，并且呈现出各种复杂的结构，因此对于设计人员的要求越来越高，在结构设计中，应结合工程具体情况综合考虑各种影响因素，采用先进的设计理念和方法不断进行设计的优化，本文将结合苏州某具体工程实例，对建筑结构设计中的要点进行分析。

关键词：建筑结构；结构设计；框支层结构设计

1 引 言

在我国经济高速发展的背景下，不断涌现出各种复杂的建筑结构形式，这对建筑结构设计提出了更高的要求，一个好的建筑结构设计不仅要满足计算要求和规范规定，而且还应保证在符合使用功能的基础上，最大限度的降低工程成本，提高设计的合理性。因此在建筑结构设计中，设计人员必须不断加强自身的专业实力和积累工程经验，通过不断的研究和分析，提出更好的设计分析方案，这样才能够促进建设工程产业的发展。

2 现代建筑结构设计的要点分析

（1）在建筑结构设计中，应考虑轴向变形的影响。在建筑结构中，当承受的竖向荷载较大时，柱中会产生一定量的轴向变形，超过一定量的轴向变形，会对连续梁的受弯状态造成影响，连续梁中的中间支座所受到的负弯矩会出现明显的减小。同时在考虑预制构件的下料长度时，也要结合轴向变形进行考虑，轴向变形会对其取值造成影响，设计人员应根据轴向变形的数值，对下料长度进行适当的调整。

（2）在建筑结构的设计中，设计人员应当要考虑水平荷载的作用。通常情况下，竖向荷载包括自重以及活荷载等，作用在竖向构件上，会引起一定的轴力和弯矩，而其数值大小与高度的一次方成正比，但是对于水平荷载而言，其作用下建筑结构中产生轴力和力矩是与高度的二次方成正比的，其影响效果高于竖向荷载。在建筑结构的设计中，竖向荷载引起的结构效应基本上都是定值，但对于水平荷载，比如风荷载以及地震荷载等，其产生的结构效应不是定值，而是与结构的动力特性有很多关系，不同的结构特性，其产生的水平荷载效应会出现很大的不同，因此对于结构设计中，设计人员应对水平荷载效应进行严密的计算和分析。

（3）同时对于结构设计中还应该考虑结构的延性。对于多层和小高层建筑而已，随着层数的增加，结构的柔性会变大。在这种情况下，对于在同样的水平荷载作用下，出现的变形也越大。较大的变形可能使结构进行塑性阶段，这可能导致结果出现倒塌的危险，因此在塑性阶段也应保证有足够的延性变形，这就要求在设计中，必须采取一定的工艺和技术措施从各方面增加结构的延性。

（4）另外在结构设计中，还应当考虑到严格控制建筑结构的侧移变形。在建筑结构中，随着层高的增加，在相同水平荷载的作用下，结构会产生更大的水平侧移，因此在结构设计中，应在结构的侧移控制在规范规定的限值之内。

3 工程实例

本工程为某一个办公建筑工程，位于苏州繁华的城市中心，地上一共有20层，配有一层地下室，总的建筑高度为78m，长宽比为3.7～7.5，高宽比为5.5～10.0之间，建筑总面积为12万m2。

本工程所在区域地势平坦，地基表面的土层基本为人工填土，填土下面则为沉积土，水平和竖向两个方面的土分别较为均匀，根据本地区的规范要求，本工程为6度抗震，场地类别为三类，基本风压取为0.45kN/m2。

3.1 主体结构设计

经过分析，本工程的主体结构采用现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构体系。进行剪力墙的布置时应结合建筑物的使用功能，合理的进行剪力墙位置和数量的布置，剪力墙主要起到抗侧力的作用。同时剪力墙的布置可以形成筒体结构，在筒体周围可以合理的布置框架柱。本工程中，楼层主次梁的布置是沿着Y方向，这是为了满足使用功能的要求和楼高的限制，这样有利于提高楼层的净高，降低主梁的高度。本工程结构的嵌固端位于地下室的顶板，在板厚的设计取值时，综合考虑了板的承载力和水平荷载的作用引起，将板的厚度确定为1800mm，板内钢筋采用双层、双向满布配置。

3.2 基础设计

在进行基础设计之前要充分了解地质勘察的结果，通过承载力的计算，本工程的基础采用桩筏基础方案，基础筏板采用厚板，板厚1800mm。桩的布置配合建筑柱网的格局，纵向为2.4m，横向为1.8～2.4m。在本工程中对桩筏基础的沉降进行计算时，是考虑桩、土、承台共同工作机理，为了确保计算结构的精确度，应特别注意各种先进技术资料的收集和整理。

3.3 框支层结构的设计

（1）剪力墙的设计。在本工程的剪力墙结构设计中，应根据不同部位的情况，相应的设计剪力墙的厚度。本工程中，核心筒的落地剪力墙的厚度为35cm，而在其他部位，例如建筑四角，其采用的剪力墙的厚度为40～60cm，形状为L形。在本工程中，通过分析，采用的墙肢轴压比的数值为0.5以内，这样可以有效的提高混凝土的受压能力，整体上提高了结构的延性。对墙体结构进行水平和竖向钢筋的配置时，应满足计算结果的要求，同时还应符合规范的要求，规范中规定钢筋的最小配筋率不得低于0.3%。当对于底部加强区域的剪力墙进行设计时，有其相应的规范和技术要求。在剪力墙的周围要布置好一定量的约束边缘构件，这些构件的配筋率不得低于1.2%，同时箍筋的配筋率应大于1.4%。

（2）框支柱的设计。本工程中，框支柱的轴压比设定为0.6。框支柱的截面形式有多种，为1600×1200或1600×1600等几种形式。在设计中，通过相应的计算可知，全部的框支柱在受力方面都较为合理，没有出现异常的情况，轴压比均满足低于0.6的要求，在0.41～0.52之间，因此，在设计中对于框支柱变形的控制情况较为理想。当进行框支柱的剪力设计时，剪压比的大小不得超过0.15，跟根据配筋情况确定设计值，同时要乘以1.1的放大系数。柱内的纵向配筋率低于1.2%，而箍筋配筋率不得超过1.5%，这样的配筋情况才能保证柱的延性效果。

（3）转换梁柱设计。在本工程中，存在梁柱转换层的设计。该层的总高度为244cm，在第十层设置转换层。在结构设计中，采用分析软件进行转换层内力和变形的计算。通过计算，可知转换住为大偏心压弯构件，因此经过分析，在转换梁的边缘延伸出一段梁，这个措施的采用，有效的减小了混凝土拉应力区的范围，改善了柱大偏心的受力状况。本工程中转换层的混凝土梁采用的跨度为11m，截面高度为1700mm，宽度为1400mm，转换柱的截面为高为1600mm，宽为1200mm，混凝土的强度等级为C35。

4 结 语

建筑结构设计是建筑工程设计的重要组成部分，框架剪力墙结构在小高层以及高层领域中的应用日益增加。结构设计的好坏直接的影响到的设计质量以及结构的经济效益型。文章通过结合笔者的工程实践经验，总结出建筑结构设计中重点要把握的几个重要设计要点，同时结合框架剪力墙结构设计实例来加以探讨，提出了相应的设计策略，为同行提供参考借鉴。

参考文献

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