城市建筑ｌ结构・抗震Ｉ ＵＲＢＡＮＩＳＭ ＡＮＤ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｉ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ・ＡＳＥＩＳＭＡＴＩＣ 论建筑初步设计之结构设计 Ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａ Ｄｅｓｉｇｎ ■吕泽昌■Ｌｉｉ Ｚｅｃｈａｎｇ 【摘要】本文重点讨论了某高层建筑的初步结构设计，谈 本工程地块周边城市路网发达，毗邻地铁线。 ３．裂缝控制设计 谈在概念设计思想的指导下，如何进行现代化高层建筑的 结构形式、基础类型、抗震和裂缝预防等的初步设计。以 基地北侧紧邻某景观轴线，交通便利，今后将发展 为此城市环境优雅、最具魅力的滨海金融商务区。 再加上地质情况复杂，地下水对工程设计及施工影 现代高层建筑由于设计或者施工不合理，在使 用甚至施工时，在墙体、楼板等处经常存在大量裂 及通过实际计算分析，优化建筑结构设计的具体做法。 缝。不仅影响了美观、使用和耐久性，甚至威胁到 【关键词】高层建筑初步设计建筑结构结构设计 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｉｄｎｇ．Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ａｌｓｏ ｄｉｓｃ－ ｕｓｓｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｍａｋｅ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｆｏｒｍ，ｂａｓｅ ｔｙｐｅ，ａｎｔｉ－ｓｅｉｓｍｉｃ ａｎｄ ｃｒａｃｋ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｅｔｃ ｏｆｍｏｄｅｍ ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｉｄｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｏｆｔｈｅ ｃｏｎｃ￣ｐｔ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ．Ｍｏｒｅ－ ｏｖｅｒ，ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｔｏ ｏｐｔｉｉｍｚｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｔｅ ａｃｔｕａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ． 【ｌ（ｅｙｗｏｒｄｓｌ ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｄｅｓｉｎｇ，ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕ－ ｒｌａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｎｇ 引言 随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们 对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设 计理论，运用先进施工方法，加快新型高强、轻质、 环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、 适用、可靠、经济是当务之急。其中，打破建筑结 构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新 能力，是相当必要的。 建筑结构是指在建筑物（包括构筑物）中，由 建筑材料建成用来承受各种荷作用，以起到骨架作 用的空间受力体系。建筑物是一个空间结构，各种 构件以相当复杂的方式共同工作，且都并非是脱离 总结构体系的单独构件。人们在具体的空间结构体 系整体研究上还有一定的局限性，在设计过程中， 采用了许多假定与简化步骤。高层建筑结构设计是 针对高层建筑特性而言，使建筑结构设计在满足安 全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，并按 有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、 技术经济分析、计算、构造和制图的工作，并寻求 优化的过程。而初步设计是指在建筑概念生成、功 能与空间的组织后，将建筑基本表达出来。可见， 建筑初步设计之重要性。 一、结构工程概况 某建筑地上为１栋超高层塔楼带３层裙房，地 上建筑面积约６万ｍ。，地下约１万ｍ 。建筑主楼３４ 层，裙楼３层，地下室４层，建筑高度１４９．８Ｉｌｌ（造 型高度１５９．８１１１）。裙楼１～３层设有商务大堂、配套 商业及物业管理用房等，北侧大堂三层通高，南侧 大堂两层通高。４～３４层为办公楼层，其中５层、 ２Ｏ层为避难层。南北侧中部设主要人流出入口，在 基地西侧与中海油地块交界处预留有市政地铁通道 人行出入口。首层设架空人行通道，二层预留公共 走道。 响较大，使得工程结构设计难度更加增大。也正是 如此，使得设计者匠心独运地完成了本工程完美的 结构设计。 二、结构设计 １．结构形式 一般高层建筑的外观形式表现为杆状，所以水 平荷载作用即为建筑设计的控制作用因素。高层建 筑结构形式相当于一个悬臂立杆，在水平荷载作用 （风荷载、地震荷载等）下，建筑结构底部将承受 很大的剪力和弯矩。因此，高层建筑的抗倾覆与抗 侧向位移成为了设计的关键。选择正确以及合理的 结构形体和结构体型，增加刚度、提高结构延性和 增强抗震能力就成为了设计的贯穿线。 本工程为超高层建筑，采用现浇钢筋混凝土框 架一核心筒结构。在楼梯间及电梯问的位置布置混凝 土核心筒，以提供较大的抗侧刚度。在周边设置混 凝土框架，形成了较大的使用空间。由核心简简体 剪力墙作为抗震的第一道防线，框架作为第二道防 线，组成双重抗侧力体系。柱和剪力墙混凝土采用 高强混凝土Ｃ４５￣Ｃ６０，裙房结构形式为现浇钢筋混 凝土框架。不仅增加了结构的抗侧移能力和刚度， 而且大大提高了抗震性能，满足了现代高层建筑对 抗震性能要求高的特点。整体受力合理，传力明确， 结构安全可靠，因此双重抗侧力体系成为了本工程 结构设计的一大亮点，为后续高层建筑设计提供了 丰富的经验。 ２．抗震设计 “小震不坏，中正可修，大震不倒”的抗震理 念随着近年来建设者开发、使用功能上要求的不断 提高，已经不再是限度。此建筑抗震是采用现代高 层建筑基于性态设计的设计抗震设计理念，变形是 其控制因素。基于以上设计的变形计算，结果（如 表１）。 表１风、地震作用下的层间位移角计算结果 ■ 廖月 ＃＾ ■太 月 ＃■＆■《 ， ｝ｌ ■ 屡月 ＃＾屡 ＃■ ＃＾ ｉ ｉ夫删目 ■ ■‘ ｌ ， ＾ ＆器 作用 ｉ 月 ＃＾ ｇ 息＆＃ ｉ ｌ“ ＴＩ） Ｍ■ 月下 霄 ｃⅡ） 最大层间位移／层高＜１／８ｏｏ，最大位移与层平 均位移的比值＜１．４，计算结果满足基于性态的抗 震设计要求。 １０１ 安全性。诸如水灰比过大、表面产生气孔、龟裂， 水泥用量过大、收缩裂纹，坍落度太大、浇筑过高 过厚、素浆上浮表面龟裂，拆模过早、用力不当将 混凝土撬裂，混凝土表面抹压不实、大体积混凝土 无降低内外温差措施等。 （１）变形缝和后浇带处理 因塔楼和纯地下室、裙楼之间的荷载差异较 大，考虑到建筑使用功能的完整性，方便施工，使 用期间的维护及造价、结构设计合理性等因素，地 下室结构不设永久缝，仅采用施工后浇带予以解 决。 地下室部分和裙楼超长砼部分设砼收缩后浇 带，此后浇带在两侧混凝土浇筑４５天且地下室顶 板施工完后浇筑。 （２）超长地下室控制裂缝措施 １）材料措施 底板、外墙、顶板的混凝土。 ①优化混凝土原材料和配合比，精选砂石骨 料，要求骨料级配良好，降低孔隙率，不能采用人 工砂。 ②控制水泥用量，并选择水化热低的水泥。每 立方混凝土水泥用量不超过３５０ ｋｇ。不得采用早强 水泥，掺入适当的粉煤灰和缓凝型外加剂。 ③采用粉煤灰混凝土，可采用６０￣９０天强度 进行配合比设计和施工。采用后期强度，可少用水 泥。利用粉煤灰，减少裂缝。 ２）构造措施 ①底板、外墙、顶板设置施工后浇带，后浇带 间距３０￣４０ｍ。后浇带混凝土在４５天后浇筑，采用 填充用膨胀混凝土，并比周边混凝土提高一级强度 等级。通过后浇带的板、墙筋，宜断开搭接。 ②底板、外墙、顶板，构件的表面均设置一定 规格的双向拉通筋，间距尽量不超１５０ ｍｉｌｌ。 ③做好底板、外墙、顶板的建筑保温、防水措 施。 ３）施工措施 ①加强混凝土的养护，采用覆盖湿麻袋、湿棉 毯等进行淋水养护，养护时间不少于１４ｄ。对于掺 粉煤灰混凝土，在施工浇筑大面积构件时，应尽量 减少暴露的工作面。浇筑后，立即用塑料薄膜紧密 覆盖（与混凝土表面之间不应留有空隙），防止表 面水分蒸发，并应确保薄膜搭接处的密封。待进行 搓抹表面工序时，可卷起薄膜并再次覆盖。终凝 后，可撤除薄膜进行水养护。 ②尽可能晚拆模，拆模时的混凝土温度（由水 泥水化热引起的）不能过高，以避免接触空气时降 （下转第１２７页） 城市建筑ｌ施 技术Ｉ ＵＲＢＡＮＩＳＭ ＡＮＤ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｉ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程，有 效地改善了焊接过程中应力分布状态，利于保证焊 接质量。 格后做好检查记录。 （２）超声波探伤 加热均匀，保证了残余氢的溢出，降低了裂纹的敏 感性。选用脱氧药芯焊丝做焊材，具有适应性强、 工艺性能好、熔敷速度快的优点，从焊材方面着手 降低了缺陷发生。 西安咸阳机场二期扩建工程Ｔ３Ａ航站楼钢结构 工程，３ １００ ｔ的厚壁钢管柱现场焊接的一次合格率 为９９．８５％。加快了现场焊接进度，为按时安装屋盖 ５）边施工、边检查。如在清渣过程中，认真检 查是否有裂纹发生，若发现裂纹，及时打磨或气刨 清理。 用角向磨光机打磨焊缝表面的飞溅和凹凸外表 缺陷，检查表面缺陷，必要时进行修补，２４小时后 并完成超声波检测。 （３）质量报告 ７．焊后加热 焊后将加热片移到预热位置，设定温控箱 ３０ ｍｉｎ升温到４００℃后阶梯型降温，３ ｈ降温至 １００℃断电，降至环境温度后拆卸加热片。 ８．焊缝检测 探伤合格的出具探伤合格报告，不合格的用碳 弧气刨清理缺陷，按以上程序进行返修（同一条焊 缝返修不允许超过两次）。合格焊缝交下道工序。 五、结语 结构提供了时间保证得到业主及监理公司的认可。 参考文献 ［１］ＪＯＪ８１—２００２建筑钢结构焊接技术规程［Ｓ］． ［２］ＧＢ５０ ２０５—２００１钢结构工程施工质量验收规范 该技术适用于建筑领域厚度３０￣８０ ｍｉｌｌ的中高 （１）外观检查 碳钢、低合金钢横焊、平焊等现场单面坡口填充接 ［Ｓ］． 目视检查焊缝外观，检查是否有不允许存在的 焊。在焊接过程中采用１ＬＷＫＢ系列自动温控箱，分 （作者单位：陕西建工机械施工集团有限公司。西 缺陷，如果存在不合格问题必须快速进行修补，合 焊前、焊中、焊后三个阶段持续加热。控温准确， 安７１００４３） （上接第１２５页） 析与处理［Ｊ］．建筑建材装饰，２００８（９）：１５—１６． ［４］郭高杰．地铁车站深基坑支护技术措施［Ｊ］．硅 计最经济的方案，是每个基坑工程设计者的要解决 ［２］王英．浅析市政道路工程深基坑支护的施工管理 谷，２０１２（２０）：２１０． 的重要问题。 ［Ｊ］．中华民居，２０１３（２１）：ｉ５７—１５８． ［５］田洪营．地铁深基坑支护稳定性模拟分析［Ｊ］．低 参考文献 ［３］王建灵．对深基坑支护结构施工及其质量控制的 温建筑技术，２０１ １（３３）：３０—３３． ［１］孙存学．某深基坑支护结构施工中出现问题的分 探讨［Ｊ］．建筑与发展，２Ｏ１２（３）：５９． （作者单位：广东华燧建设股份有限公司） １２７
