高层商住楼结构设计浅析

高层商住楼结构设计浅析

摘要：随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的加快，复杂的建筑布局高层商住建筑与日俱增。本文对该类建筑结构抗震不利的诸方特性及如何使结构抗震性能受不规则建筑平面的不利

影响减至最低程度进行浅析。

关键词：商住楼；抗震概念设计；体型不规则；转换层

abstract: with the rapid development of our social economy and urbanization construction, the quickening of the process of complicated construction of residential and commercial building top layout is growing. this article for this type of structural seismic adverse environments characteristics and how to make structure seismic performance by irregular building plane of the adverse impact of minimizing the guide-subject.

keywords: commerce-residence building; anti-seismic concept design; irregular shape; conversion layers 中图分类号：tu318 文献标识码：a文章编号：

1.引言

随着我国城市经济的迅猛发展，下面是大开间的商铺或停车库，上面是高层商品住宅的这类框支-剪力墙高层建筑被广泛采用，这类结构由于转换层的存在, 极易形成刚度突变的薄弱层；加上建筑师在外观造型上的标新立异，这样出现了很多结构体型复杂的高层

建筑，而通常它们在结构方面都不规则甚至是特别不规则的,高层商住楼就是其中的一个典型。

2. 高层建筑结构的受力分析

(1) 水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(2) 轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

(3) 侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

(4) 结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑

性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

3. 高层商住楼建筑平面方案对抗震的不利因素

由于较复杂的建筑平面布局对结构产生诸多不利因素，主要包括以下方面：

（1）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的要求；

（2）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；

（3）在平面的转角处设转角凸窗，会消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；

（4）因属商住楼，难免有转换层，有的还需进行高位转换，形成竖向不规则。

以上建筑特征对于抗震结构来说，往往造成平面不规则甚至大多情况下是相当不规则；竖向上则造成竖向主要抗侧力构件即剪力墙不连续。这种平面和竖向的不规则性形成了超限建筑，加大了结构设计难度。

对于以上不利因素，《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》（jgj 3-2002）补充规定dbj/t 15-46-2005》给出了有关体型不规则类型及定义的一个定量指标，共6项，分别是扭转不规则，狭长、凹凸不规则，楼板局部不连续、侧向刚度不规则，竖向抗侧

力构件不连续，楼层承载力突变。其中，3.3.2还详细条阐述了，6项指标中，“第一，扭转不规则属ii类，同时存在另外2项不规则；第二，竖向抗侧力构件不连续属ii类，同时存在另外2项不规则；第三，6项里有4项不规则”，这三种情况的高层建筑均属于特别不规则结构。根据新《抗规gb 50011-2010》的3.4.1条，“特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施”,且

3.4.2~3.4.5相应详细说明了建筑形体及其构件布置的规则性。要使结构抗震性能的不利影响降到最低，得从结构选型及构件合理布置、控制抗震超限项目入手。

4．结构的选型及合理布置

根据此类建筑商住两用的特点，以及建筑平面布置和住宅室内空间内梁柱尽量不外露等要求，结构选型上基本只能选择框支剪力墙结构体系，同时可参考广东高规补充说明的9.2.3条，当框架-剪力墙或筒体结构仅少量剪力墙不连续，需转换的剪力墙面积不大于剪力墙总面积的8%时，可仅加大水平转换路径范围内的板厚、加强此部分板的配筋、并提高转换结构的抗震等级。框支框架的抗震等级应提高一级，特一级时不再提高。结构的最大适用高度可按一般框架-剪力墙或筒体结构采用。

住宅标准层大多为剪力墙结构，剪力墙的分布应尽量拉大间距，一般应采用大开间大进深，这种布置为框支柱取得合理柱网尺寸创造了有利条件，同时为转换层下的商业用途及地下车库的有效使用提供了可能。剪力墙应尽量布置成一般剪力墙和少量的短肢剪