探讨一般办公楼建筑与结构设计

探讨一般办公楼建筑与结构设计

发表时间：2019-03-25T15:04:50.673Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：常志新[导读] 本篇文章对一般办公楼的建筑结构设计进行描述，研究了当前建筑结构设计的背景和特点。

国贸工程设计院

摘要：进入21世纪，中国的各项科学技术取得了突飞猛进的进步和发展，国民经济水平的不断提升，促进了许多行业的飞跃式发展，尤其是建筑行业，在过去的二十年属于黄金期，随之而来的建筑第二行业的产生，建筑结构设计也逐渐被人们了解，建筑结构设计不仅表达现代人的审美，而且反映出现代人的高质量生活追求。同时，由于人们生活质量的提高，对建筑空间和安全性能的要求也越来越高。越来越多的办公楼在建筑设计中需要设置共用空间或局部绿化环境，但传统的建筑结构设计观念已不能满足其功能需求。在此基础上，要求建筑设计师进行具体分析和妥善处理，追求更大空间，更完美造型，从而增加了结构设计的难度，既要实现建筑物的使用功能与美观需要，又要保证建筑物的结构安全可靠，对结构设计人来讲是一个新的挑战。本篇文章对一般办公楼的建筑结构设计进行描述，研究了当前建筑结构设计的背景和特点。

关键词：办公楼；结构设计；发展趋势，

一、研究背景

在当前的经济背景下，我国的科学技术进步飞快、发展迅速，也极大地推动了我国城市化建设的进程，特别是随着我国人民生活水平的提高，也促进了我国建筑业的快速发展。此外，随着现代人生活品位的提高，不仅对建筑空间的要求不断提高，而且对结构设计的安全性和可靠性也提出了越来越高的要求。保证设计的科学性、合理性、规范性和经济性是一个大课题。由于结构设计本身的复杂性，因此有必要在建筑结构的各个方面进行合理的设计。

二、一般办公楼建筑结构设计的特点

低高层的建筑物结构设计当中，水平力是结构设计的重点，会以重力为代表的建筑物的竖向荷载是最常见的考虑因素。现代办公楼的趋势都是越来越高，内部空间越来越大，以风荷载为代表的水平荷载对建筑物的结构影响也越来越大。虽然高层办公楼的竖向荷载仍是结构设计中不可忽视的重要因素，但高层建筑的水平荷载在结构设计中起着决定性的作用。水平荷载引起的倾覆弯矩远大于竖向荷载引起的轴向力和弯矩。

办公楼的侧向位移不同于其他建筑，它是结构设计中的一个重要因素。随着办公楼高度的增加，侧向位移随水平荷载增大而增大，与建筑物的高度成正比，所以在结构设计中水平荷载作用力下要求其有一定抗剪承载力和侧向刚度，控制水平方向的运动在一定范围内进行。

抗震设计对办公楼高层结构提出了更高的抗震设防要求，除了要考虑到竖向的荷载还要考虑风荷载，为了建筑物在地震中有良好的抗震能力，要做到小地震不受影响，大地震不造成太大损失。为了减轻自重从而降低地震作用，尽量采用低自重的新型材料，材料必须具有足够的强度和一定的刚度。因此，在选择建筑材料时要特别注意考虑许多因素。

三、一般办公楼结构设计

（一）建筑设计和结构设计的关系。建筑是一种技术和艺术，人们使用一定的材料来创造所需的空间和环境。那么结构设计就是为形成建筑功能所需的基本空间和形状。所以在办公楼结构设计时既要满足建筑要求，又要考虑结构形式的特征。建筑设计和结构设计就好似螺丝和螺母的关系，相辅相成联合作用。

（二）主体结构设计。第一是要保证结构张力的直接性和框架、抗剪乃至筒体结构的对称性。同时，为了方便地下室的有效布置和经济运行，应将柱网尺寸选择为7.0m~12m，这也是办公楼最常用的尺寸，还为了保证一些商业区的结构设计，以及良好的景观和反排布置，小柱网应控制在5m~6m范围内。第二，从结构设计的角度看，柱网尺寸应适当扩大，但结构的上下尺寸不需要直接转换。为了更好地促进框架梁钢筋的抗震锚固，应适当扩大框架柱的截面，同时，为了取得较好的经济效益，加快施工速度。第三，对于结构本身，为了保证其整体稳定性和抗侧能力，这与其自身结构密切相关，因此，在早期合理确定柱截面时，截面尺寸不能太小，轴压比在竖向荷载作用下的比值为：角柱0.65~0.75，侧柱0.7~0.8，中柱0.75~0.85。

（三）高层化。越来越多的办公楼都是高层建筑，必然会对其结构设计提出新的要求。此时，纯框架结构不符合现代人的需要，由于框架结构刚度小，水平位移随着高度增加而增加，若是扩大梁柱的规模，会占据大部分空间而且不经济实惠，在高层办公楼结构设计中常用的是框架-剪力墙体系。该系统有很多可取之处，利用剪力墙来提高抗侧刚度和承载力，又完善了纯框架的不足，一方面保持框架结构的柔性空间，另一方面抗震性能好，是一种非常适用于办公楼的结构框架体系。框剪结构及筒体结构的剪力墙布置至关重要，既能满足建筑功能需要又要满足结构计算需求，需要结构设计师不断的尝试剪力墙布置位置，“少而精”一语道破其中玄机，剪力墙不能太多，否则会影响使用，也不能太少，影响结构计算，这其中的度，需要结构设计师灵活掌握。

（四）节能建筑。建筑用的材料都要符合国家相关部门制定的标准，节能环保是现代关注焦点，建筑结构设计规划和平面布置应有利于自然通风，绿化率大于百分之35；最小日照距离不小于1.1h，窗墙面积比不得大于0.35，20世纪80年代初，砖混结构多层住宅外墙传热系数K小于1.5W/m2 K，节能指标要求节能50%，同时考虑砖混结构对高层办公的舒适环境的影响。节能型建筑不仅工作舒适，而且保暖效果良好，即室内温度不会随着室外温度的变化而有很大的变化，具有冬暖夏凉的自然效果，而这一点也必然会在办公楼的设计建造中所体现。

总结

办公楼建筑是城市的焦点，这是不争的事实。结构设计相关研究工作必须适应发展形势，否则会带来安全问题和社会问题。在100多年的现代高层建筑历史中，涌现出了众多的古典作品。这些建筑的结构和功能越来越复杂，给建筑结构设计人员带来了新的挑战，面对挑战，我们要把握建筑结构设计的基本原则，解决重大问题。在针对办公楼的结构设计方面不仅体现现代人的审美还要利于上班族的工作，使得在绿化安全的工作环境中安心工作。

参考文献：

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