浅析蝶形结构在平面高层建筑的布置

付晓光

一、蝶形平面高层商住楼的建筑特征

随着建筑行业的不断发展，建筑设计成为大家购房的又一重视要点，建筑形式的多样化体现在室内和室内设计美观的双重结合，就目前建筑发展来看，多年的研究发展，房地产开发商为满足购房者的需求，从室外设计到室内设计，基本已经可以满足购房者的要求。实现了功能景观区的划分，住宅空间的动静分明，住宅的采光通风以及视野范围开阔等等，也尽可能减少公共面积的分担；

蝶形平面从建筑使用功能的整体性做出了全面的考虑，相对来说设计还是全面完善的。但是从专业结构上面分析，蝶形平面也会有许多不利的地方，主要体现在：第一，竖向交通构成的核心部位在平面中成为“缩颈”，两侧凹口较深，楼板在其横断方向净宽度过小，无法满足楼层平面无限刚度的要求；各户型外伸翼块长宽比过大，翼块与核心部位不能形成有效的连系，其连接的根部便形成抗震的薄弱部位；在平面的转角处设转角凸窗，会削弱结构的抗侧力刚度尤其是抗扭刚度，使结构的扭转效应难以消除；因属商住楼就必然设有转换层，有的还需进行高位转换，形成竖向不规则。

上面的建筑特征对抗震结构会造成平面的不规则，竖向会造成剪力墙不连续，也会导致超限高层的出现，无形之中吧给建筑结构设计造成困难，增加技术施工程序，从而给人力物力方面造成很大的消耗，提高工程整体工程造价，不利于建筑工程经济效益的实现。

二、蝶形平面结构的选型及合理布置

蝶形平面在结构选择方面，只能选择框支剪力墙结构体系，此类型建筑商住两用以及建筑平面布置特点等规定决定了蝶形平面只能选择这样的结构。大多数住宅是剪力墙结构，这种结构承受力大、侧向刚度大，为了使剪力墙结构发挥最大的功能，在分布的位置的时候，尽量拉开距离，为支柱的合理设置提供了有利的条件，也为建筑其他功能用途的实现提供了转换的空间。

一般来说，在进行剪力墙布置时，尽量要避免选择异形柱，异形柱的受力性能较差，对于建筑整体结构质量都会构成安全隐患，要选择剪力墙最优。提高剪力墙稳定度和刚度，厚度相对较小使其成为带翼缘的T、L型，这样的结构会比一般的结构承受力好，对于施工来说，也是便利的。

框支层处采用梁式转换结构，这样的结构经济适用、减少施工负担、穿力明确。转换层上的剪力墙要在转换层的主结构上面，进行主次梁转换，应该选择路径较短的方式，如为解决墙肢翼缘的支承，采取不布置次梁而加设斜梁的方式，为方便转换层下部设备管线架设，转换梁截面高度宜大体一致，其经济合理的高度应由所承受的跨中弯矩和框支梁之上剪力墙不因框支梁挠度而产生受弯超限来控制，剪切承载力不足时可通过加大梁截而宽度、梁端部加腋或在梁柱节点处加设抗剪钢板等措施加以解决。

框支柱在平面范围内要成行成列，这样使得建筑内部设计分布均匀，一般来说适用矩形截面，轴压比掌握其大小，截面宽度一般小于框支柱的宽度，利用这样结构的楼梯或是电梯时，剪力墙必须落地，这样做可以使得转换层相互的承接力达到最佳的配合此。大多数情况下，要加设剪力墙，由于转换层的需求。一般楼盖的选择，普通梁板楼盖就好，对于面积空间需求较大的情况来说，应该选择结构自重小、隔音性好的现浇空心楼板或是填充块的双向密肋楼板

三、结构抗震计算的共同特征

按现行《抗规》和《高规》有关结构计算方面的规定，蝶形平面高层商住楼结构的计算结果必须满足以下要求：①各振型的自振周期应在正常数值内，T≈0.08n (n为计算层数)，其中第1振型的周期甚至第2周期应为平动周期而非扭转周期且扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1周期之比T1/T1≤0.85(有转换的商住楼属复杂结构)；②结构楼层层间最大位移与层高之比△u/h≤1/1000；③对于一、二级抗震结构，各剪力墙墙肢的轴压比分别不宜大于0.5和0.6，框支柱的轴压比分别不宜大于0.6和0.7；④在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该层平均值的1.2倍，不应大于该层平均值的1.5倍；⑤转换层下层的侧向刚度不宜小于其上层的百分之七十或其上相邻3层侧向刚度平均值的百分之八十；⑥转换层下层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上层的百分之，不应小于其上层的百分之六十五。

在进行结构设置时，一定要同时的进行计算，墙体轴压比限值和楼层层间位移限值决定着转换梁之上的剪力墙截面。剪力墙截面要满足①④点的要求，在进行设置过程中，必须对开始确定的剪力墙截面进行修整，其一般规律是周边尤其是角部的剪力墙需强化，楼梯和电梯间处的剪力墙则有时需相应弱化；若出现调整仍然起不到效果的现象，需采取角部框架梁作反梁加高的措施，这样的做法可以调整计算与设置的不符，调整轴压比，提高结构刚度、减少层间位移，这是一个行之有效的方法，但是其造价也高，作为施工方应该对此有所准备。

在转换层加大剪力墙厚度，是为了使转换层刚度和承受力配比，这是建筑结构所需要的。需要注意的是，加大剪力墙厚度时，对于其他结构的数据要随时的进行计算，要满足建筑设计要求，不应该过大也不应该过小，不然会影响到建筑的整体的工程造价。

一些结构的控制数据都是可以直接在程序中反映出来，只有⑥点需要手算。当单体建筑由若干蝶形平面构成，为了使转换层达到建筑结构要求，将每个平面用防震缝隔开，面对较规整的平面，都要用相应的公式进行计算安置，不然结构是很容易出现问题的。

四、结语

随着建筑行业的不断发展，建筑形式的多样化，蝶形平面高层商住楼作为建筑形式的新型代表，使得建筑整体的外观度较为吸引人，不过虽然这样的住宅楼在市场上很受欢迎，但是本身这样的建筑在抗震方面是存在问题的。作为建筑设计者来讲，只有在不断的实践中去探索研究，不断的去完善设计理念，对于建筑本身存在的问题要不断的去解决克服，借助先进的技术手段，不断的提高蝶形平面高层商住楼的质量水平，只有不断的去改革创新，不断去顺应时代的发展，才能推进建筑行业的不断向前发展。