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简析概念设计在高层建筑结构优化设计中的实践 陈 敏 上饶县建筑规划设计院， 江西 上饶 摘 要： 随着时代的进步和社会经济的发展， 我国建筑行业发展迅速； 城市化进 程的加快， 促使高层建筑越来越多； 为了保证高层建筑的质量， 就需要进 行结构优化设计， 这样就可以得到安全适用的结构， 并且经济合理程度 也可以得到大力提升。通常情况下， 我们在高层建筑结构优化设计中， 都会应用概念设计， 具有一系列的优势， 需要引起人们足够的重视。本 文简要分析了概念设计在高层建筑结构优化设计中的实践， 希望可以提 供一些有价值的参考意见。 关键词： 概念设计 高层建筑 结构优化 在高层建筑结构优化设计过程中， 需要充分结合具体情况， 科学设 计优化方案， 并且将概念设计的方法给应用过来， 保证建筑结构的性能 与相关的要求和规范所符合， 这样高层建筑的质量方可以得到保证， 将 更加安全舒适的空间提供给人们。特别是目前人们生活质量的提升， 对建筑也提出了更高的要求， 那么更是需要对其产生足够的重视， 科学 优化。 工程概述 本文以某工程为例， 进行了分析和阐述。本工程项目用地为 平方千米， 总建筑面积达到了 万平方米， 拟建成一个具有多种功能 的大型商业综合体， 包括高档公寓、 公寓、 普通住宅以及商业和 写字楼等， 整个综合体划分为了五个建筑组群， 我们将其分别命名为 。本工程处于 区， 建筑面积大约为 万平方米， 地下室有两 层， 除了车库之外， 还可以用作设备用房等； 裙房部分有 到 层， 两栋 住宅塔楼都为 层。我们将 年作为工程结构设计使用年限， 建筑 结构为二级的安全等级， 地基基础则为甲级设计等级。采用了丙类抗 震设防类别， 抗震设防烈度为 度， 将 克作为设计基本地震加速度 值。按照 重现期的风压值来计算风荷载， 基本风压为 ， 地面粗糙类别为 类， 因为塔楼高宽比为 ， 比 要大， 因此将 作为风荷载体形系数。 基础及地下室设计 一是工程地质及水文地质情况： 我们对工程进行了仔细的勘察， 发 现处于山前坡洪积平原中， 场地内岩土分层包括杂填土、 细砂、 粉质粘 土以及强风化云母片岩等。没有不良地质现象存在于场区内， 液化土 层也是没有的， 有着较好的区域稳定性， 对于工程建设较为有利。 为场区的地下水位标高， 将 平方米作为抗浮设计水位标 高建议值。 二是基础类型： 结合勘察报告， 并且将抗浮要求充分纳入考虑范 围， 我们将筏板基础作为裙房部分的基础， 基础持力层选择的是第三层 粉质黏土层或者第四层强风化云母片岩层， 筏板厚度为 米作为， 结 合抗冲切要求， 将相应尺寸的柱墩设置于框架柱位置。在塔楼基础方 面， 我们对天然筏板基础和大直径人工挖孔桩基础两种方案进行了考 虑， 从诸多方面进行了对比， 如结构造价成本、 施工便利程度等， 最后将 大直径人工挖孔桩、 墙下承台梁和防水板基础应用了过来， 它传力直 接。 三是地下室抗浮设计： 米为地下室抗浮设计水位， 那么就 需要进行抗浮设计。设计上， 抗浮采用的是抗拔锚杆， 锚杆进入强风化 岩需要在 米以上， 长度需要在 米以上， 为单根锚杆抗拔承 载力特征值。 四是地下室结构超长及主裙楼差异沉降： 因为地下室平面尺寸要 比规范要求更大， 但是建筑结构会受到设缝的不利影响， 那么在设计的 过程中， 就需要将适当的结构措施、 建筑措施以及施工措施等应用过 来， 不将变形缝设置于地下室范围内， 而是对收缩后浇带进行设置。另 外， 为了对主裙楼之间的差异沉降问题进行解决， 需要将沉降后浇带设 置于主群楼之间。在混凝土浇筑之后的两个月， 封闭收缩后浇带， 要结 合沉降观测结果， 来分析沉降后浇带， 然后在合适时机进行封闭。 上部结构方案 工程地下室部分是不对伸缩缝和沉降缝进行设置， 整个工程连接 起来， 地下室顶板按照上部结构的嵌固部位进行设计。上部结构对两 道抗震缝进行了设置， 这样就将结构划分为三个部分， 两个塔楼位于左 上角和右下角， 框架结构位于左下部分。 两栋塔楼都是将剪力墙结构体系给应用了过来， 结构高度为 米， 属于 级高度的钢筋混凝土高层建筑。塔楼平面外包尺寸以及 高宽比和长宽等， 都与规范的相关要求所符合。在结构方案阶段， 首先 是结合概念设计的原则， 来进行剪力墙的平面布置， 对剪力墙的墙肢长 度严格控制， 保证与普通剪力墙的要求所符合， 并且对带有翼缘的剪力 墙进行布置， 这样整个建筑物的抗震性能就可以得到有效提升。其次 是将中间交通核心形成的剪力墙内筒的抗侧力作用给充分利用起来， 促使外围剪力墙的数量和尺寸尽量减小。然后将结构的规则性和整体 性原则给应用过来， 从多个方面来综合分析和判断整体计算分析的结 果， 如周期比、 位移比、 刚度比等， 对结构进行了多轮优化之后， 将塔楼 的结构方案给确定下来。其中， 塔楼的剪力墙厚度呈均匀变化的态势， 混凝土强度等级从 和 逐渐过渡为 ， 并且剪力墙厚度的变 化和混凝土强度等级的变化均错开数层。 结构整体计算分析 一是振型分解反应谱法： 在结构整体计算分析的过程中， 我们将两 种不同的计算软件给应用了过来， 在整体计算的时候， 首先采用的是 ， 之后验证时候， 采用的则是 中文版。在地震作用计算 是， 首先将扭转欧联振动影响的振型分解反应谱法给纳入考虑范围， 对 塔楼进行了深入的计算。计算结果表明， 采用这两种软件计算， 没有较 大的差异存在， 计算结果与规范的相关要求能够符合。 二是弹性时程分析补充计算： 上文我们已经提到， 本工程结构高度 在 米以上， 抗震设防烈度为 度， 那么多遇地震下的弹性时程补充 分析计算就是必不可少的。我们将 条人工波 以及两条实 际地震记录 给选择过来， 在弹性动力时程分析时， 选择的是 ， 将地震加速度的最大值给输入进来， 也就是 厘 米 。 结语 通过上文的叙述分析我们可以得知， 建筑行业是我国国民经济的 支柱行业， 如今土地资源日趋紧张， 建筑开始朝着高层方向发展； 高层 建筑的结构设计质量， 会直接影响到人们的正常生活， 还会对国民经济 的和谐发展造成影响。针对这种情况， 就需要将概念设计应用到高层 建筑结构优化设计中， 结合工程的具体情况， 严格依据相关的规定和标 准， 充分考虑诸多方面的因素， 积极应用先进的科学技术， 进行分析和 计算， 以便制定最为科学的优化设计方案， 得出最为安全适用的结构， 它的经济合理性也可以得到显著提升。 参考文献 韦庆军 探讨超高层住宅的结构优化设计 中华民居， ， （ ） ： 夏