建筑结构设计的工程实例分析

建筑结构设计的工程实例分析

摘要：建筑结构设计是工程建设中的一个重要环节，本文对现代建筑结构设计的要点进行了阐述，然后选择了某工程实例，对建筑结构设计中的一些关键点进行了讨论，供同行参考。

关键词：建筑结构设计；要点；实例分析

引言

现代的建筑结构正日趋多样化和复杂化，这对结构设计工作的质量提出了更高的要求。综合考虑工程建设中的各项条件，灵活运用各种技术方法，将建筑结构设计得更合理可行，同时节省投资，便于施工，这样的结构设计方案才是一个优秀的方案。

一、.现代建筑结构设计的要点分析

虽然如今的建筑形式更加的多样化，对结构没有统一固定的要求了，但是在进行建筑设计的过程中，有些因素是必须考虑的并认真计算的，包括以下几点因素：

（1）水平荷载。在建筑的结构设计中，由于建筑物的自重以及楼面荷载等因素在竖构件中引起的轴力和弯曲的数值，一般和建筑物的高度成正比，但是建筑物由于水平荷载在竖构件中产生的轴力，以及倾覆力矩却是和高度的二次方成正比，这种影响是非常大的，充分说明了水平荷载的影响程度，因此在进行建筑结构设计时必须进行重视。建筑物的竖向荷载一般都是一定的，但建筑物在水平方向上的荷载却是随着结构的变化而又大的区别的，比如风对不同结构建筑施加的力是不相同的，这就需要设计人员对相关数据进行严谨地计算，尽量减小水平荷载对建筑物的影响。

（2）结构延性。高层建筑在地震的作用下会发生变形，且明显比受到相同震度的低层建筑要大，足够的结构延性可以保证高层建筑在进入塑性变形阶段之后还可以拥有较好的变形能力，降低倒塌的可能性。结构设计中要灵活运用相应的技术工艺，尽可能地提高建筑尤其是高层建筑物的延性，保障建筑的使用安全。

（3）轴向变形。层数越高的建筑，其在竖向上的荷载就越大，达到一定程度后可能会造成一定的轴向变形，使得连续梁支座处的负弯矩值明显减小，从而影响预制构件下料的长度，这是工程减少中必须避免的问题之一，这就需要设计人员在进行结构设计时，准确计算出轴向变形值，将下料长度控制在合理的范围之内。

（4）侧移变形。高层建筑不光会由于竖向上的荷载导致轴向变形，还会因为水平荷载过大而发生侧移，侧移是危害建筑安全度的一个重要因素，需要在结

构设计中严格控制，建筑的高度越高，水平方向上的侧移变形会加速增大，因此对于高层建筑的结构设计必须控制好水平荷载和侧移的程度。

二、建筑结构设计工程实例

对于建筑结构设计的细节要点，笔者选择了一个高层住宅建筑工程项目，以这个项目为例来进行分析。该工程的相关信息如下：①地点：某城的中心地段，地形平坦，表面为人工填土，地下为一般第四季沉积土层，土层在横纵向的分布都较稳定；②建筑体数据：地上20层，带一层地下室，总高度78.3m，总面积约25万平方米，长宽比3.8-7.4，高宽比5.6-10.1；③结构数据：安全等级二级，抗震设防重要性丙类，烈度9度，基本风压0.45kN/m2。下面对该建筑工程的结构设计进行简要分析。

2.1 主体结构设计

本建筑工程采用现浇的钢筋混凝土框架-剪力墙体系作为主体的结构，两者对地震的抗力等级不相同，剪力墙为一级，框架的则为二级。根据该建筑的功能，将剪力墙布置在建筑的中间并且形成筒体的形状，从而成为抗侧力的主要构件，然后将框架柱合理的布置在筒体周围。受限于本工程建筑的楼层高度和功能用途，对于地上的楼层主次梁按Y型方向进行设置，这样就使得主梁的高度得到降低，从而增大了楼层使用时的净高度，各层楼板的厚度为110mm。工程的嵌固端设置在地下室的顶层上，板层厚为180mm，用双层和双向皆布满的形式来进行板配筋的布置，这样可以有效承受地震产生的水平力以及进行力的传递。

2.2 基础设计

经过对工程项目施工地点的勘察和对地基承载力的计算，设计人员选择梁板式筏形基础来作为该建筑工程的地基基础。基础梁的具体数据经过计算，取X 向为900×1800，Y向为1000×2000或1800×2000。考虑到施工中受到筒体内电梯基坑的影响以及出现集水井局部下沉的可能，为使主梁能够顺利贯通，减小筒体在竖向上的荷载，将筒体四周板厚取为1.5m，其余板厚都取做1.0m。本工程设计阶段借助了弹性地基梁板基础软件进行数据的整理和计算，取得了很好的效果，省去了人工计算的繁琐，计算结果也具有更大的可行性。

2.3 框支层结构设计

（1）剪力墙设计。本工程将核心筒的落地剪力墙的厚度设为40cm，在核心筒之外选择L型剪力墙布置在四角，厚度设为70～90cm。将墙肢轴压比控制在0.5之内，从而有效提高了混凝土的受压能力，且具有较高的结构延性。对于墙体水平和竖向分布筋，除了达到基本的标准外，还要使配筋率在0.3%之上。根据相关规范标准和要求，将底部加强区域的剪力墙的纵筋配筋率控制为至少1.2%，体积配箍率则至少为1.4%。

（2）框支柱设计。在本工程中，框支柱的抗震等级被设置为二级，以0.6

作为轴压比的限值，框支柱的主要截面选择1300×1300或1300×2300等形式。从设计工作中的有关计算来看，所有框支柱的受力都满足设计要求，轴压比被控制在了0.41-0.52的范围中，这就使得箱形转换层下部的框支柱的变形能力和效果都达到了要求。对于框支柱的剪力设计，根据柱实配纵筋来取值进行计算，在此基础上乘以1.1的放大倍数，将剪压比控制在0.15以下，对于柱内的纵向配筋率控制在1.2%以下，体积配箍率则在1.5%以下，这就使柱获得了较高的延性。

（3）箱型转换层楼板设计。本工程中，箱形转换层箱体的总高度为245cm，上下层的板厚则都为25cm。利用ANSYS有限元软件对箱体上下层板的内力来进行计算，经过对计算结果的分析，发现在不同荷载工况下，箱体上层板的最大压应力不能高于1.2MPa，下层板的最大拉应力不能高于2.0MPa。

三、总结

通过对上文建筑工程实例的分析，说明建筑结构的设计工作除了对各因素要单独分析，还要综合考虑互相之间的作用以及对建筑体的影响，在遵循基本设计原则的前提下，灵活运用各种技术方法，将新的技术工艺和材料应用到建筑工程的设计和实际施工之中，探索出更更高效、质量更好的新技术，提高建筑结构的性能和品质，更好地主导各项建筑工程的顺利开展。

参考文献：

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