２０１０年第１Ｏ期 总第１４８期 Ｎｏｌ０・２Ｏ１Ｏ Ｖｏｌ・１４８ 高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 吴晋阳 （泉州市建筑设计院３６２０００） 摘要：介绍了高层建筑结构的设计特点，高层建筑结构常用的结构体系特点分析及新结构体系最新发展趋势；结合在建工程实 例论述合理的结构方案即最优的结构设计对于高层建筑结构设计成败的重要意义，能否达到最优结构设计对结构满足建筑功能 要求、结构经济性方面有较大差异。 关键词：高层建筑结构方案 合理性 文献标识码：Ａ 文章编号：１ＯＯ４—６１３５（２０１０）１Ｏ一。（）２４一Ｏ５ 中图分类号：ＴＵ９７３ Ｔｈｅ ｈｉｇｈ－－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｈｉｇｈ－－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ’Ｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｃｅｐｔ Ｗｕ Ｊｉｎｙａｎｇ 福 Ｃ （Ｔｈｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｑｕａｎｚｈｏｕ ３６２０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ Ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｕｓｅ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｔａｌｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｓｏｍｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｏｒ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔａｌｌ 建 ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ。ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ 建 ａｎｄ ｅｃｏｎｏｎｙ ｉｓ ｂｅｉｎｇ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔａｌｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｈｅ ｈｉｇｈ－－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ’Ｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｃｅｐｔ Ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ 筑－一 近十年来，我国各地高层建筑发展迅速，不仅数量上与日 ｏ 构设计，水平荷载产生的内力和位移很小，对结构的影响也就 较小；但在较高楼房中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重 要影响，水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增 俱增，而且楼房的层数也日见增多，现上海环球金融中心已达 １０１层，高度已达４９２ｍ。笔者所在城市近五年来，高层建筑 （以高层住宅居多）也发展迅速并呈现如下特点：结构类型以钢 筋混凝土结构（ＲＣ）为主，可达９Ｏ 以上；十二层以下结构类型 均采用钢筋混凝土框架结构，十五层以上以钢筋混凝土框架一 剪力墙或钢筋混凝土剪力墙结构居多，钢结构（Ｓ）及混凝土一 钢混合结构（ｓ／ＲＣ）建筑较少见；现我院设计的高层建筑（住 宅）层数最高已到四十层上下，采用的仍以钢筋混凝土框架一 多，水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。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所引起的轴力，是与楼房高 度的两次方成正比；另一方面，对某一高度楼房来说，竖向荷载 大体是定值；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。 （二）轴向变形不容忽视［１一。通常在低层建筑结构分析中， 只考虑弯矩项，因为轴力项影响很小，而剪切项一般可不考虑。 剪力墙结构及钢筋混凝土剪力墙结构居多。国内高层建筑也 是以钢筋混凝土高层住宅（２Ｏ～３０层）为主体，约占全部高层 建筑之８Ｏ 。这涉及到高层建筑结构方案的合理性即最优的 结构设计（结构类型、结构布置）问题，高层建筑结构能否做到 安全、经济、合理，关键在于选定的结构方案是否合理。下面笔 者将从高层结构设计特点开始，对如何确定高层建筑结构类 型、结构体系，及结合自身做过的工程实例对结构方案是否合 理对高层建筑结构设计成败的重要意义展开论述。 一但对于高层建筑结构，情况就不同了。由于层数多，高度大，轴 力值很大，再加上沿高度积累的轴向变形显着，轴向变形会使 高层建筑结构的内力数值与分布产生显着的改变。对连续粱 弯矩的影响：采用框架体系和框一墙体系的高楼中，框架中柱 的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大 、高层建筑结构分析与设计特点 于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将 会达到较大的数值，其后果相当于连续梁的中间支座产生沉 （一）水平载荷成为决定因素［１］。任何一个建筑结构都要 同时承受垂直荷载及风荷载这样的水平荷载，还要承受地震作 用。在较低楼房中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结 陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值 和端支座负弯矩增大。对构件剪力和侧移的影响，与考虑竖向 杆件轴向变形的剪力相比较，不考虑竖杆件轴向变形时，各构 件水平剪力的平均误差达３Ｏ 以上，结构顶点侧移减小一半 以上。 ＿ 作收者稿简日介期：业吴２Ｏ晋１，工Ｏ阳—程Ｏ，男师８—，从３１Ｏ９ 事７１建年筑８结月构出设生计，大。 学本科，结构专 （三）侧移成为控制指标Ｌｊ］。与低层建筑不同，结构侧移已 成为高层建筑结构设计中的关键因素，随着楼层高度的增加， ２０１０年１Ｏ期总第１４８期 吴晋阳・高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 ・２５・ 图Ｉ 水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大。设计高层结构时， 优点，特别是２０￣４０层区问的高层住宅钢筋混凝土结构造价 不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗侧刚度， 还是低于钢结构。《高层建筑混凝土结构技术规程（ＪＧＪ３— 使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，保证 ２００２）》对（Ｒｃ）高层建筑适应用高度中规定：Ａ级、Ｂ级高度钢 良好的居住和工作条件。 筋混凝土高层建筑适用高度七度抗震设防时是１２０ｍ到 （四）结构延性是重要设计指标＿１］。相对低层结构而言，高 １５０ ｍＩ 。折算层数正好在３２￣４０层上下。但是随着楼房高 层结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使建筑 度的日益增大，钢筋混凝土结构已不再是唯一的经济有效的结 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 构类型。高层建筑层数多，总重大，每个钢筋混凝土结构竖构 别需要在构造上采以恰当的措施，来保证结构具有足够的延 件所负担的重力荷载很大，而且水平荷载在竖构件中引起较大 性。 的弯矩、水平剪力、倾覆力矩。为使竖构件的结构面积在使用 二、高层建筑之结构体系比较 面积中所占的比例不致过大，要求结构材料具有较高的抗压、 （一）现代高层建筑结构要承受水平、竖向荷载和扭转力矩 抗弯和抗剪强度，在抗震区还要求结构材料具有足够的延性。 等多种力的作用，通过框架、剪力墙、筒体三种基本结构形式建 显然，层数更高（４０层以上）的高层建筑则应以采用钢结构、混 构出框架、剪力墙、框架一剪力墙、框架一墙筒、筒中筒或框束 凝土一钢混合结构或型钢混凝土结构为宜。 筒等几种结构体系。这几种结构体系又因为采用的结构类型 （三）随着经济的发展，技术的进步，钢结构高楼的优点日 分别为钢筋混凝土（ＲＣ）、钢结构（Ｓ）、混凝土一钢混合结构 益显露出来，不足之处正在减退。从用钢量、面积利用系数、基 （ｓ／ＲＣ）、型钢混凝土结构（ＳＲＣ）Ｅｌｉ而又分为钢筋混凝土框架、 础费用、工期等方面的综合效益来看，在高楼这一领域，钢结构 剪力墙、框架一剪力墙、框架一墙筒、筒中筒或框束筒，钢结构 和钢筋混凝土结构的差距正在缩小。 的框架、框架一支撑、各类筒体，混凝土一钢结构的钢框架一混 Ｉ．由于建筑技术的进步，钢材性能的提高，结构体系的改 凝土剪力墙、钢框架一混凝土芯筒、钢框筒一混凝土芯筒，型钢 进，计算理论的发展，钢结构高楼的用钢量有逐年下降趋势，对 混凝土的框架、框架一剪力墙、各类简体，巨型框架等十几种结 于高层建筑结构来说，采用先进技术的钢结构和混凝土一钢混 构体系。 合结构，其用钢量已接近钢筋混凝土结构。 （二）钢结构具有截面小、工期短、使用空间大等优点；钢筋 ２．钢结构由于抗压、抗剪、抗拉强度比钢筋混凝土结构高 混凝土结构具有刚度大、用钢量小、造价低、防火性能好等优 许多，用钢构件替代钢筋混凝土构件，由于构件截面缩小，使得 点。混凝土一钢混合结构则是在同一结构中，钢与钢筋混凝土 结构所占用的面积减小，可使用的有效面积增大约６ ］。 两类结构的构件并用，充分利用两类结构的优点，弥补两类结 ３．钢结构自重比钢筋混凝土结构可减轻自重３０ 以 构的缺点，相互取长补短，从而取得更佳的技术经济效果，使钢 上［ 。 量进一步下降。钢筋混凝土结构相对于钢结构具有整体性好、 ４．钢结构由于工厂化程度高，施工进度比钢筋混凝土结 刚度大、位移小、舒适度佳、耐腐蚀、耐高温、耐火、维护方便等 构要快，一座高楼采用钢结构工期约可缩短５～１０个月ｌ】］。 ２０１０年１Ｏ期总第１４８期 吴晋阳・高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 ・２６・ ５．钢结构特别适用于地震区的高楼。位于高烈度地震区 和软弱地基上的４Ｏ层以上楼房，采用钢结构或混凝土一钢混 合结构是合适的。 （四）混凝土一钢结构比单纯的钢结构对高层建筑结构而 言更有优点。混凝土一钢结构是指采用钢构件和钢筋混凝土 构件共同组成结构体系的一种新的结构类型。钢结构虽有上 文所述的优点，但整个结构抗推刚度小，因此，在强风地区和地 震区，为了增强结构的抗推刚度以控制结构的侧移和风振加速 度，不得不加大构件的截面尺寸，以致用钢量大增，降低了钢结 筋混凝土，外简为新型钢管混凝土菱形斜交网格筒，楼盖为钢 梁和钢筋混凝土板 ］。 ２．例为：广州合景大厦，总面积约１１万ＩＴＩ ，４１层，楼高 １７８ｍ。采用钢管混凝土柱钢梁框架一钢支撑结构，钢梁和钢 筋混凝土板组合楼盖¨２］。 （二）近年来出现的高层建筑结构形式，已较传统的结构体 系有了较大的变化。如广州珠江新城西塔内筒采用钢筋混凝 土结构，外筒为新型钢管混凝土菱形斜交网格筒，外筒从材料 到作法与传统的框筒有了很大的不同。一般框架结构主要通 过构件的抗弯能力来抵抗侧力，而斜交网格简则通过构件的轴 构的优越性。采用了Ｓ／ＲＣ结构后，在钢结构体系中增加一定 数量的钢筋混凝土墙体，在保持钢结构截面尺寸小的优点，又 在不增大用钢量的情况下，加大了结构体系的抗推刚度，而且 造价还有所降低。高层建筑之框架柱随着楼层高度的增加，框 架柱的内力达到了很大的数值，如继续采用ＲＣ柱，则占用了 较多的建筑使用面积，给楼面的建筑布置和使用带来了困难和 不便。因此，现代高层建筑用钢柱、型钢混凝土柱、钢管混凝土 柱替代ＲＣ柱获得了极大的应用。 （五）型钢混凝土（ＳＲＣ）结构即梁、柱、墙等杆件和构件，以 型钢为骨架，外包混凝土所形成的组合结构。型钢混凝土框架 分为全型钢混凝土框架和半型钢混凝土框架，前者的柱和梁， 均为型钢混凝土杆件；后者，梁为刚杆件，柱为型钢混凝土杆 件。全型钢混凝土框架，多用于上层钢结构与与地下钢筋混凝 土结构之间的转换层。半型钢混凝土框架，多用于高楼地面以 上结构。其中，归于型钢混凝土范畴的钢管混凝土结构这几年 获得极大的应用，广泛用于高层结构体系中混凝土一钢结构及 钢筋混凝土结构中用于替代钢柱及钢筋混凝土柱。钢管混凝 土柱是在薄壁园形钢管内灌满混凝土形成的组合构件。钢管 混凝土柱的受力机理是：利用钢管对混凝土的约束作用，使其 中的混凝土处于三向受压状态，从而大大提高其抗压强度和变 形能力；借助内填混凝土来增强薄壁钢管的抗屈曲强度和稳定 性。钢管混凝土柱具有如下优点：与钢柱相比节约钢材５０ ， 降低造价４Ｏ ，耐火性能好ｕ ；与型钢混凝土柱相比用钢量可 节约３Ｏ ；与钢筋混凝土柱比较柱截面面积约可减小一半，提 高高强混凝土的延性，增大构件的变形能力，柱和框架粱的混 凝土不必连续浇灌，两者的混凝土的强度等级的差异也不受限 制，耐疲劳、耐撞击和耐火性能均优，节省水泥７Ｏ ，节约钢材 １０ ，节省模板１００ ，减轻结构自重，减少结构所占据的使用 面积［ 。 三、高层建筑结构体系的新特点 （一）近年来，我国的高层建筑特别是超高层建筑发展迅 速，规模越来越大，形式越来越多样化，单一的结构形式如框 架、剪力墙结构或简体结构已不能满足结构布置和受力的需 要。因而一般都同时使用多种结构形式，或者在常用的结构形 式上补充其他结构，将之组织成整体，共同受力，形成一栋建筑 内使用多种材料，成为混合结构，一般是用钢筋混凝土／型钢混 凝土（钢管混凝土）和钢居多。 １．例为：广州珠江新城西塔，面积约２５万ｍ ，１０３层，高 ４３２ｍ，高宽比６．６～６．９。采用混合筒中筒结构体系，内筒为钢 力来抵抗侧力，加上它是由轴向强度很高的钢管混凝土组成 的，因而这种网格筒具有强大抗侧能力，同时它还具有很强的 抗扭能力，因为它也是通过轴力来抗扭的。广州新电视塔也是 采用的钢管混凝土斜柱。由于结构复杂，而且往往使用不同材 料的构件，再加上建筑设计要求的提高，造成结点形式千变万 化；由于结构设计控制整体工作状态的需要而规定结点的工作 性能，如刚接、铰接或滑动等，造成结点越来越复杂。新结构形 式的复杂多样也是我们几年前难以想象的ｌ２ 。 四、高层建筑结构设计实例 （一）近年来，笔者设计了一些高层建筑。工作之余，常觉 得在结构选型、结构布置（即结构方案）对于高层建筑结构设计 具有决定成败的重要作用，是否采用合理的结构体系即最优设 计对结构设计于满足建筑功能要求、结构经济性方面有较大差 异。第一则例子体现了结构类型合理的重要性。该工程概况： 为某出口加工区之宿舍楼，结构设计九层钢筋混凝土框架结构 高层建筑，场地土类别二类，七度抗震设防，特征周期０．３５Ｓ， 设计基本地震加速度为０．１５ｇ，设计地震分组第一组，建筑总 长度为８５．９６ｍ，由居中的变形缝分为两个结构单元，每个结构 单元长４２．７ｍ，基础采用钢筋混凝土人工挖孔桩，桩基持力层 为中风化花岗岩，详见下图一（以右边单元为例）。这个工程虽 只有九层，高度却达３３．５００ｍ，一层为食堂，二至六层为集体宿 舍，七至九层为高级员工宿舍；本工程具有柱网大（纵向柱网为 ８．５ｍ，横向柱网为８．８ｍ、６．９ｍ），分户墙及室内墙体多，再加上 南北两方向出挑比较大，造成中柱及边柱荷载比较大。其中， 中柱电算出来组合内力分别为１２５００ｋＮ至１４５５０ｋＮ，边拄的 组合内力也大致在１２５９０ｋＮ左右。底层柱采用Ｃ４０混凝土， 中柱截面尺寸经初算大都达到１０００×９５０；边柱截面尺寸也都 达到９５０×９５０。在最初的试算中，一直出现结构第一周期为 扭转周期。本工程结构的高宽比为２，为Ａ级高度钢筋混凝土 高层建筑，按【高层建筑混凝土结构技术规程】规定：结构扭转 为主的第一自振周期Ｔ 与平动为主的第一自振周期Ｔ１之 比，Ａ级高度高层建筑不应大于０．９ Ｅ４３。在最初的试算中，Ｔ ／ Ｔ 周期比一直大于０．９，后经多轮调整试算，采取如下措施： １．将角柱加大； ２．将与角柱相连的边框梁改为宽梁，截面尺寸调为４５０× ９００； ３．将中柱、边柱截面尺寸适当减小。 底层角柱最后截面尺寸调整到８００×８５０，结构第一周期 ２０１０年１ｏ期总第１４８期 ．吴晋阳・高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 ・２７・ —— ｉ Ｌ．ＪＶ＂ｎ ｊｌｌ睡 匦煎幽 —— ｕ，● 一 一 【 Ｊ ［ｉ 二＝二＝＝ 口 口 口 —＿ Ｉｒ＿．．．．．．．．．．＿．ＪＩ］厂］ ．．．．．．．．．．．’Ｊ ｒ＿Ｉ］厂．］ 口 口口 口 ．．． ． ．．． ＿＿Ｊ１．．．．．．．．．．．＿＿Ｊ 口田 口口 ｉ 口 Ｕ 叩口 口厂Ｌ 图２ ● ｒ 口叩口口口口０口口 ０口口口口明口口口口明口口口口明口 ｉ ｌ 口００口 ！ ； 图３ 调整为平动周期，Ｔ ／Ｔ 周期比调整为０．８７５（满足规范要 经济技术指标（上部结构的每平米含钢量）为：５９．８ｋｇ／ｍ２。结 求）， 构电算模型均满足规范要求，整个结构设计工作也顺利完成 底层中柱截面尺寸大都调整为９５０×９５０，底层中柱截面 了。但是，框架柱的截面尺寸太大了，对下面几层平面使用功 尺寸最大为１０００×１０００，底层边柱截面大都调整为９５０×９００。 能上造成一些影响，特别是一些卫生间及房间因框架柱尺寸太 ２０１０年１Ｏ期总第１４８期 吴晋阳・高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 ・２８・ 大，实际使用面积受到较大影响。就这个工程而言，在适当位 ３．将横向剪力墙尽可能布置在外墙处，并尽量将横向剪 力墙布置均匀、对称、分散，如横向剪力墙布于一、六轴交Ｃ－－ Ｄ轴处，剪力墙尽量靠近Ｄ轴以缓解Ｃ～Ｅ轴部份建筑中问无 法布置剪力墙的困局； ４．电梯井道处纵横向剪力墙连接成口字形以获得较大的 纵、横向抗推刚度和受弯承载力； ５．同一横向轴线上的两片剪力墙利用各层的框架梁组成 置（如电梯井道、楼梯间等交通核心筒及建筑物外框梁处、建筑 内部纵横框架的一些位置（如分户墙））处加设剪力墙，底层角 柱截面尺寸可调整为５００×５００，底层中柱与边柱截面尺寸可 调整为６００×６００；对照电算计算书，配筋比原框架结构配筋 小，经济指标上也会比较好。可较好地满足建筑平面功能要 求，增大建筑物的有效使用面积。但因各种原因，本工程还是 按原来的结构选型，（Ｒｃ）框架结构出图施工了，其实合理的结 双肢墙以获得较大的横向抗推刚度和受弯承载力； 构选型应选用（Ｒｃ）框架一剪力墙结构。 目前建筑物的结构设计，严格地说只是一种校核ｌ３］。设计 ６．横向剪力墙布置在平面上对称布置，使结构的抗推刚 度中心尽量与质量中心相靠近，以减少地震时结构的扭转振 人员根据经验、结构规范或业主的任务书确定了结构体系结构 类型之后，按规范对该型结构的结构构件（梁、柱、剪力墙）截面 尺寸及布置位置的规定，并结合实际建筑平面、功能，初定了构 件（梁、柱、剪力墙）布置位置后，往往先假定梁柱或剪力墙的截 面尺寸，然后进行复核计算。如果被假定的构件截面过大或太 小，或构件（主要指剪力墙）布置数量、位置不合适，则需要重新 调整后再进行核算，直至取得合理的构件布置（数量、位置）及 截面尺寸。这一过程往往要经过大量的调整试算，从而体现了 结构布置合理的重要性。最适合的结构布置位置常因建筑平 面、功能而无法采用，以致结构设计基本无从法着手，后通 过合理的结构布置减少了大量工作，这种情况在侨乡某酒店的 设计过程中表现得尤其明显。该工程慨况：地上十六层，地下 两层。地上一到六层分别为酒店的大堂、会议室、餐厅、夜总会 等需大空间的场所，地下两层为地下车库及设备用房，七层至 十六前后退台形成酒店客房标准层，建筑高度达到６５．７ｍ（算 至屋顶结构板处）。抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速 度为０．１５ｇ，抗震设计分组属第一组，设计特征周期值为 ０．３０Ｓ。结构采用（ＲＣ）框架一剪力墙结构。 框剪结构剪力墙布置原则为：１．剪力墙宜沿结构平面主 要轴线方向布置。２．剪力墙配置数量要适当，沿每一主轴方 向，抗震墙所承担的倾覆力矩应不少整个结构体系总倾覆力矩 的５Ｏ 。３．所有剪力墙均应上下对齐，没有错位，并从底到顶 连续设置，不得中断。４．每个方向剪力墙的布置应尽量做到： 分散、均匀、周边、对称四原则ｌ１ 。还有许多剪力墙布置的原则 因篇幅有限不再一一罗列。 该工程在实际布置剪力墙时很困难。因建筑平面一至六 层布局都不同，地下有大空问要求的地下车库及联结上下层的 汽车坡道，既满足上下层剪力墙对齐而又不影响建筑功能的剪 力墙布置位置极少。经多轮试算。最终找到剪力墙合理布置方 法，最终结构设计顺利完成，一至六层及标准层结构布置详见 图二、图三。该工程剪力墙布置采用如下原则进行处理： １．尽量将剪力墙布置在电梯间、楼梯间等较大洞口之周 围，特别是纵向的三道剪力墙均布置在交通核处； ２．将能上下贯通布置剪力墙而又不影响建筑平面功能的 仅有的几个位置墙肢作得长一点（但每一墙肢的宽度均小于 ８ｍ）； 动； ７．任一剪力墙在底层所承受的弯矩和剪力均不应超过整 个结构同方向底层总倾覆力矩和剪力的４Ｏ 。。 经验算轴压比、楼层最大位移与层高之比及Ｔｔ／Ｔ１周期 比等指标均符合【高层建筑混凝土结构技术规程】之规定，顺利 解决了结构电算模型，进而完成了整个结构设计。因篇幅原因 数据不再一一罗列。砼采用Ｃ４５，主体部分（Ｂ～Ｄ轴部分）底 层中柱截面尺寸大部分为７００×７００，局部为８００×８００。上部 结构经济技术指标（上部结构每平米含钢量）为：５６ｋｇ／ｍ２。该 工程存在的缺陷及可改进方面为：１．建筑平面功能下， Ｃ－－Ｆ￣部分于建筑平面中部均无法布置剪力墙，大堂上的四 根中柱底层截面尺寸达到１２００×１２００及８００×１２００，对使用 功能造成影响。２．纵向剪力墙布置得还应布置更分散、更均 匀，长度更短一点３．纵横剪力墙应更多作成Ｔ形、Ｌ形。（以 上两点在满足本工程建筑平面功能布置前题下极难满足）。大 堂上四根柱子可采用钢管混凝土柱的新技术来有效地减小柱 截面尺。这个工程结构方案合理性方面（即结构布置方面）还 是小有缺憾的，也对建筑平面功能小有影响。（但我们在不调 整建筑功能的情况下也仅能做到这样）。 面对日新月异的技术进步，面对越来越高的高楼，面对越 来越复杂的结构体系及建筑平面功能，结构工程师在结构选 型、结构布置方面（结构方案的合理性方面）面临着越来越多的 挑战。我们只有本着经济、合理、技术先进的原则，在满足建筑 使用功能及结构安全前题下，结构方案合理性的判定主要依赖 于经济指标之比较，具体应综合考虑投资、工期、施工经验、空 间效果、使用面积和结构性能等综合效益指标来作出判断。 参考文献 Ｅｌｉ刘大海，杨翠如．高层建筑结构方案优选［Ｍ］．北京：中 国建筑工业出版社，１９９６． ＥｚＪ容柏生．国内高层建筑结构设计的若干新进展ＥＪ］．建 筑结构学报，２００７，（０９）． Ｅ３］唐维新，顾蕙若．高层建筑结构简化分析与实用设计 ＥＭ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９４． Ｅ４］高层建筑混凝土结构技术规程（ＪＧＪ３—２００２）ＥＭ］．北 京：中国建筑工业出版社，２００２．
