高层建筑体型收进结构及其加强措施

赵倩倩

摘要：随着我国经济时代的发展与变化，建筑越来越趋向于高层发展，这就对建筑的结构提出了新的要求和标准。体型收进结构在不规则建筑中的应用较多，并能够达到较好的抗震作用，对于建筑起到很好地保护作用。基于此，本文就高层建筑体型收进结构及其加强措施进行分析和研究，希望能够就建筑结构的强化起到借鉴作用。

关键词：高层建筑；体型收进；竖向不规则结构

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.100

0 前言

近些年来，建筑行业得到了突飞猛进的发展与进步，尤其在建筑层高方面，设计师一直期望能够突破瓶颈，促进其高度增加，同时提升建筑的稳定性与牢固性。这就对建筑设计提出了新的要求和标准，只有不断对建筑结构予以优化，才能够真正保证建筑的可靠性。体型收进结构目前在不规则高层建筑中应用较多，并达到了较好的应用效果，尤其在抗震方面有突出表现，提升了建筑本身的稳定性。为了更好地促进建筑体型收进结构的应用，防止因为体型收进结构的应用而引起的构件内力、位移不规则变化，探索其与侧向刚度不规则之间的关系，探索体型收进结构强化措施就显得非常重要。

1 结构体型收进与侧向刚度不规则关系

侧向刚度主要反映的是建筑水平荷载情况下所能够抵抗的变形程度，其中水平荷载包括风荷载和水平地震力，这两种荷载对于建筑极容易造成危害。依照正常的设计原则来说，其应当是建筑抗侧力构件的截面尺寸和材料强度依照自上而下的方式逐渐减小，侧向刚度和承载力要防止突变。结构的竖向和水平布置需要更具合理性的刚度和承载力分布，要尤其防止因为刚度和承载力分部变化或者结构扭转而留下薄弱结构。

建筑侧向刚度不规则类型主要分为两类：第一类：目标层的侧向刚度与上一层相比，为上一层的70%，或者小于其上相邻三个楼层的侧向刚度平均值的80%。刚度上下大小也被称为薄弱层。第二类则是局部收进的水平面尺寸相比较相邻下一层来说，大于25%，但是顶层或者出屋面的小建筑可以不计算在内。这样的建筑刚度则为上小下大类型，也被称为竖向体型收进。此种收进结构主要是从尺寸的变化来对楼层刚度变化予以衡量的，其需要保证收进比值不会超过规范限值，并在刚度上予以把控，做到下大上小，其变化也要做到均匀变化，从而保证建筑下部的稳定性，也保证建筑在扭转、剪切变形过程中，满足设计原则及结构原则。

2 体型收进结构设计和加强措施

对于体型收进结构的设计与强化来说，其需要依照概念设计原则予以展开，并结合工程具体情况确定相应的设计方案。在进行设计和强化过程中，切不可简单依照收进尺寸予以判断，而是需要根据侧向刚度和结构规则性的总体需要予以设计。

2.1 工程介绍

M工程为综合工程，其1～3层为商业用房，4～14层为办公用房，并带3层裙房。地下则为车库，并伴有设备用房设计。就主楼的长度来说，其尺寸为50.4m，宽度为20.25m。设计层高为地上14层，地下1层，总体高度能够达到57.65，整体结构为框架-剪力墙结构。

2.2 体型收进结构及加强措施

对于本工程来说，其主要是在主楼和裙楼布局中强化体型收进程度，其所采取的强化措施主要包括以下几个方面：

第一，在建筑四层楼板部位为竖向体型收进结构，对于此部分结构采取了加强措施，其楼板厚度达到150mm，并采用双层双向配筋，每层配筋率均大于0.25%。在四层楼板相邻上下层，即三层和五层，同样进行了楼板加厚，运用双层双向配筋予以强化。

第二，本工程为框架-剪力墙结构，因此在其墙柱、混凝土强度，以及构件截面等部分都极为注意做好强度等级变化，其中尤为注意的便是减少体型收进结构部分的刚度突变，做好PKPM模型的调整，建筑上层收进结构相比较底部楼层层间位移角相比较相邻下部区段最大层间位移角要小，所小于的倍数关系为1.15倍。其主要需要保證的是建筑竖向传力的可靠有效性。

第三，对于本建筑的施工建设来说，其需要保证做好底部的抗震加强，因此在6层及以下塔楼框架-剪力墙施工时候，提升一级抗震等级，建筑底部的构件和框架柱配筋率在原有程度上适当提高。

第四，本工程为偏心收进结构，对建筑的下部分，也就是周边竖向构件强化了钢筋配比，在进行配筋强化过程中，需要与第三点的底部抗震强化予以综合考虑，做好相应的底部优化设计。

结合震害表明，建筑体型收进程度较大，那么其上部结构的刚度就会降低，并容易呈现突然降低的情况，这就造成收进结构成为软弱层，并容易造成建筑的塑性变形。在进行建筑设计过程中，则需要对此方面内容予以深入考虑，一般来说收进部位高度超过建筑高度的50%，那么可以提高一级建筑抗震性能，但是对于结构侧向刚度和扭转的影响不大。偏心收进时候，则会影响整个建筑的扭转效应，这时候就需要对下部结构周边竖向构件予以加强。结合本建筑来说，便是综合考虑到建筑抗震需要，以及建筑自身的设计情况，便注重做好下部竖向构件的加强，从而提升整个建筑的稳定性与抗震性。本工程在进行悬挑结构设计时候，还综合考虑到外挑部位的竖向抗震性能，采用了冗余度高的结构形式，减轻建筑自重，从平面角度降低建筑刚度，防止建筑应用过程中可能出现的变形。

3 结语

体型收进结构虽然在抗震减害、保护建筑方面具有极为重要的功效，但是其收进尺寸比值超过规范限值时候，则难以起到根本性的作用，反而对建筑的抗震性能不利，构件内力也会呈现增大趋势，极容易引起结构的破坏。因此，相关设计人员还需要就体型收进结构的收进尺寸予以深入探索与研究，结合建筑的实际情况做好相应的计算，不仅要坚持平面规则，更加要坚持竖向规则，结合体型收进结构特征，让其发挥更大功效，提升建筑结构的稳定及抗震性能。

参考文献：

[1]曹法书.对结构体型收进建筑的分析和设计探讨[J].山西建筑，2016（35）：53-54.

[2]哈敏强，李蔚，潘浩浩，陆陈英，李学涛，时磊，王自琨，丁阳，李瑞.泰州华润中心超高层结构设计[J].建筑结构，2015（08）：1-7.

[3]姚建锋，侯悦琪，吴仕超，刘钢.天津某体型收进超高层项目结构设计[J].建筑结构，2014（24）：25-30+108.

[4]陆道渊，刘灿，姜文伟，黄良，李敏，哈敏强.体型收进对多重复杂超高层结构抗震性能影响分析[J].建筑结构，2014（18）：14-17.endprint