高层办公楼建筑结构设计要点

高层办公楼建筑结构设计要点

邓颖贤

广东顺建规划设计研究院东莞分院

摘要:随着我国科学技术的不断进步,人们的生活水平质量也进一步提升,那么推动了我国建筑行业的快速发展,人们对于生活品质的要求也越来越高,且更加注重建筑的安全性及空间性能,本文就此分析了高层办公楼建筑结构设计的要点供参考。

关键词:高层办公楼;建筑结构;设计要点

我国城市化进程不断加深,给建筑的功能以及造型带来了更高的要求,不少高层办公楼、酒店这些建筑在设计过程中应设置共享空间,或者在部分位置安排通高的绿化空间,以往建筑结构设计的形式难以适应其它功能的需求,因此就要求结构工程师在这个过程中进行分析,并采取合适的手段,进而使建筑物的可靠性及安全性能够得到保障。

1高层办公楼建筑结构设计要点

1主体结构

从主体结构的设计上来说,要对其结构适用范围、结构类型和基本尺度进行考虑,下面就对其进行相关说明:对于框架结构来说,通常情况下,框架结构一般用于50m高度之下的办公建筑和高层建筑当中。所以设计框架结构的过程中要关注下面几点内容:其一是保证框架结构传力对称的均匀程度,另外,为了便于地下室的经济性,通常选择7.4m至12m的柱网尺寸,其也是最常使用到的高层柱网尺寸。为了使上部分商业位置具有较好的柜台布置及景观视野,需要设置5m至6m之间的小柱网。从结构上来说,可以适度放大柱网的尺寸,但由于结构上下不用转换或者是传力,为了使框架梁钢筋抗震锚固更加有利,可以合理放大框架柱,另外,为了取得更加的经济效果,推动施工的进度,保障框架结构的刚度具有合理性,可合理的使框架柱数量减少。对框架结构自身来说,为了使其抗侧能力和稳定性得到保障,还和自身结构有着密不可分的关系,所以在设置之前,对柱断面合理确定,断面尺寸不宜过小,控制垂直荷载中压轴比数值是:边柱0.7-0.8,角柱0.65-0.75,中柱0.75-0.85.

另外就是简体稀柱框架结构,此结构的发展前景良好,一般是通过附近稀柱框架与中央核心筒组成,也是近年来发展的,外国大部分使用钢结构,钢框架的钢梁上和核心筒一般使用混凝土,附近钢柱使用钢梁铰支撑,核心筒和稀柱外框筒共同工作,如果遇到刚度不足的情况,可以增加外伸刚臂于设备层和避难层中,同时工作,有一个显著的优点就是能够减少施工成本,降低人力的投入,同时提高施工效率,但它也存在一定的不足之处,那就是露面梁铰接共抗侧作用没有有效地发挥,那么建筑整体的合理性就没有被注重,而是仅仅符合某个构件的合理性,不但会对建筑使用标准造成影响,同时由于具有较高的层高,平面利用系数就会被减低,进而增加施工费用。在具体应用过程当中,要全面地考虑,需要具有合理的设计思想,采取合适的设计手段,从而能够发挥出每一个构件的作用,使其协同作用能够发挥出来,不但能够使空间抗侧能力得到保障,同时还能够设计出较好的作品。对于剪力墙结构来说,其一般应用于高层住宅当中,特别是对家居的布置和分隔非常有利,并且还有很好的防火、防盗、隔音以及分户效果,通过很多工程实践结果表明,剪力墙应用于大开间分户墙中,不但能够承受水平载荷,同时还能够承受垂直载荷,大约在6m至8m的间距,是非常实用的结构布置,对高层住宅而言,它自重只有一半,另外小开间用墙较多,施工难度大,且具有较大的自重,加上平面比较死板,结构刚度过大,当前已经被淘汰。

2楼层盖结构

分析楼层盖结构的设计也从三个方面来考虑,就是基本尺度、类型及适应范围,下面具体来说:

2.1楼层面板与梁格布置

高层建筑楼层盖为了使自身的水平性和稳定性得到保证,要将水平面应有的高度保持,特别是现浇钢筑混凝土,还能够使楼板隔声防震作用提升,对于电气设备的埋管与走向非常有利,通常来说,最好设置8cm-10cm厚度的板,如果从工作经济的情况来看,梁格设置应保持在3cm-4cm的距离最佳,特别是对高层建筑结构来说,构件、断面相对比较大,受到水平温差的影响,梁板的收缩应力比较大,另外板较厚,所以可按照实际需要对贯通分布钢筋合适的设置,避免破坏地面的装修,从而使楼层刚度整体提高,避免出现裂缝。从布置梁格上来说,需要在设计楼层结构的过程中尽量使其直接传力,要想使室内空间质量进一步提升,需要保持建筑和中隔墙与梁格布置上的对其和统一,如果有困难,可使用预应力跨度厚平板,扩大梁的间中,另外,另外,板厚预应力的取值在L/40-L/50,L为板短向跨度,此外板厚的增重,会加大室内净度,减小层高,分析经济效益,有可行性。

2.2梁的运用

我国现代化生产水平的提升,人们对于建筑空间也提出了更多的要求,通常在提升景观视野及空间灵活性方面,所以在这种条件下,需要合理增加楼面梁跨度,但因楼高的制约,所以这就是一个重点需要思考的问题。具体应用当中,可以从下面几个方面来考虑:其一是为了使建筑层高合理性得到保障,需要使梁本身高度与配筋合理,增大竖向结构,会造成成本增多,所以,可使用宽扁梁和扁梁,不但能够有效减少结构成本费用的投入,同时经济性较佳,还能够使其稳定性得到保障。其二从抗震方面来说,因多层建筑和高层建筑之间存在较多的不一样,那么需要将结构整体的抗侧刚度考虑进行,其中个包括有筒体、支撑及剪力撑等,可适当将刚度增加,保证其结构的抗侧力、稳定性及总体刚度。此外,需要将抗震等级确定,带有地下室的建筑,地下室顶板当作上部结构嵌固端的情况下,楼层位置在地震作用中会对地下一层造成影响,所以其抗震等级需要等同于上部结构。

3高层办公楼建筑内部设计重点问题

3.1防火问题

由于高层办公楼中的人流量较大,那么对比于低层建筑来说就会更加耗电且更有可能出现火灾事故。那么对该高层办公楼的水暖及电气设施需要单独走线,再装置烟雾报警器。最重要的是不能图一时方便而多安装电源插口。合理控制电源插口数量,能够降低线路负荷,并降低事故发生的可能性。根据建筑防火的有关要求,高层办公楼的楼梯绝大多数都是用于紧急情况疏散用的,那么各楼梯位置要一样,还要方便达到,需要设置显眼标志于楼层内部,需要设置足够的空间于楼梯的出入口,从而防止在遇到紧急情况使发生踩踏情况。

3.2处理垃圾

通常来说,高层办公楼的人数众多,那么每天都会产生非常多的垃圾,在进行设计当中需要考虑的是收集、处理和清理垃圾上需要设置专用的通道,其一是能够提高清洁效率其二是保障办公区域的清洁。

3.3电气问题

3.3.1应急照明

如果高层办公楼发生火灾或是别的事故的情况下,使正常照明系统无法使用而要用动应急照明,那么它的安装需要人性化及科学合理化,基本上它在消防控制室、疏散楼梯及自备电源室、防排烟机房的顶棚上或是墙面上安装,应急照明就是标明出口处的出口标志等和引导指向的指示灯,与疏散通道的照明需要应适应。

3.3.2电梯

设计电梯的过程中需要保障其具有合理的位置,保证使用人员能够方便使用,如果出现紧急问题时,需要有有效且快速的疏散撤离手段。为保障电梯运行正常,便于救人及灭火,可考虑在高层建筑地下室设置柴油发电机房、变配电站与排水设施等。

4结语

综上所述,当前高层办公楼的设计应满足人们的需求更加舒适、科学且合理,自由空间充足,设计剪力墙,使其抗侧强度提升,与各种建筑的使用需求相适应,降低荷载及地震荷载,从而提升结构抗震能力,还要考虑建筑的结构合理性及使用功能,从而能够保障人们的安全并符合人们的使用要求。

参考文献:

[1]孙皓.普通高层办公综合建筑结构设计初探[J].科技风,2012(10):169.

[2]杨淑梅,王唯赜.高层办公建筑系统化结构概念设计研究[J].科技咨询导报,2006(18):89-90.

[3]焦雷,李合章.建筑设计中超常尺度的视觉心理效应分析[J].工程建设与设计,2007(11):16-20.

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