建筑物平面设计范文

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篇1

中图分类号： TV523 文献标识码： A

建筑屋面属于建筑的围护结构，为建筑遮风挡雨，其所处的环境恶劣，屋面防水层直接受到冰雪、大风、暴雨、烈日等的侵袭。因此，必须不断提高屋面防水质量，以免整体建筑质量下降。

一、屋面防水的重要性

建筑物的屋面防水设计是建筑防水设计中最为关键的环节。一旦建筑物出现屋面漏水将造成难以想象的巨大影响。在我国大部分的建筑物外墙上会有渗水的现象发生这会直接的影响建筑的质量，更严重的是有的建筑物的承重墙也受到腐蚀导致建筑物的倒塌，给居民带来了生活的不便和财产的损失。而我国居民楼的卫生间和夹层间更是漏水的常有场所，严重的影响了居民的居住质量和生活质量，因此，施工单位应该强化屋面防水的建设。

二、屋面防水的分类

为了防止建筑物的渗水，常常对建筑物的材料和构造进行一定的处理对屋面、墙面夹层、墙面等进行一定的加工。在国内按照处理方式的不同将屋面防水分为构造防水和材料防水两个种类 。构造防水是指通过一定的构造调整，阻断水在建筑中的渗漏，例如施工单位常采用的止水和空腔构造就是采取构造调整肪治建筑物的渗水； 材料防水是指在建筑中采取专门的材料来增加建筑物防水的能力。例如卷材、混凝土和涂膜在建筑物中的使用就可以达到一定的防水的效果。

三、屋面防水建筑施工技术存在的问题

（一）设计单位不重视防水设计

设计单位要做好屋面防水层的设计以及防水层的选材工作，就必须严格按照相关规定合理选择防水材料。但由于不少设计人员对市场上的防水材料了解不深，而且不具备较强的防水设计意识，因此，在设计屋面防水层时经常随意套用施工图集。

（二）排水系统设计不合理

在屋面建设过程中，屋面的排水系统设计不合理会影响到屋面的防水性能，甚至排水坡度不合理都会对防水建筑施工造成巨大影响。不合理的屋面排水系统不利于排水，造成大量雨水、废水在屋面上淤积，长此下去会腐蚀屋面建筑材料，从而降低屋面的防水性能，这对于加强屋面防水建筑施工技术是极为不利的。只有做好屋面排水系统设计，保证屋面积水的及时、顺利排出，才能进行合理的屋面防水施工，保证建筑质量，延长建筑的使用寿命。

（三）防水材料性能不符合要求

对于建筑工程来说，材料质量对工程质量的影响非常大。在屋面防水方面，防水材料质量的好坏直接决定了屋面防水性能的高低，而我国的防水材料种类多、型号不一，材料质量参差不齐。如果选择高分子合成防水材料，而选择的黏接剂不匹配，就可能导致屋面渗漏问题。防水材料性能不符合相关要求，可能引起建筑屋面防水层的开裂、老化，进而导致渗水问题。当前，我国建筑市场上可供选用的屋面防水材料性能较低，这些材料在低温环境下容易脆裂，在高温环境下容易出现融化现象，防水能力低，且使用寿命短。不少建筑工程因防水材料性能不佳导致工程刚竣工不久就出现渗水情况，这对于提高建筑工程质量非常不利。

（四）施工质量不高

相对于其他施工技术来说，我国的建筑防水施工技术还较为落后，各方面配套的技术和质量保证体系还不健全。在施工过程中，由于没有明确的技术操作规范和质量保证体系，再加上施工单位没有对屋面防水建筑施工技术予以足够的重视，导致防水施工质量得不到保证，不利于屋面防水建筑施工技术的发展。要想提高建筑工程的整体质量，加强防水施工技术的研究是十分必要的。

四、改进措施

（一）选择正确的防水材料

在防水材料的选择上，要想避免建筑屋面结构出现渗漏现象，就应该选择性能好的防水材料。随着建筑行业的快速发展，各种新型防水施工技术工艺、新材料被研发出来，市场上出现了越来越多的先进防水材料。这些防水材料的性能符合我国相关质量标准，对提高建筑工程质量起到重要作用。例如，在建筑工程施工中，选用高聚物改性的涂料、沥青卷材、高分子合成卷材、刚性防水材料等，可以保证工程质量，减少建筑屋面的渗水情况。同时，优质的防水材料具有较好的抗腐蚀能力，在一定程度上能提高建筑围护结构的抗腐蚀性能，实现对建筑的良好保护，延长建筑的使用寿命，保证建筑使用的舒适性和安全性。

（二）设计合理的屋面排水系统

合理的屋面排水系统能及时将屋面的积水排出去，减轻积水对屋面的腐蚀作用。因此，在设计阶段必须重视屋面排水系统的设计，这对于提高人们的生活质量、促进建筑行业的可持续发展具有重要的现实意义。只有设计出合理的屋面排水系统，才能及时排出屋面积水，才能增强屋面的防水性能，达到延长建筑使用寿命的目的。同时，提高设计人员的素质也很关键。设计单位必须重视对设计人员专业素养和职业道德等的培养，使其熟练掌握相关国家标准和行业技术标准，以高度的责任心和严谨的工作态度做好屋面防水系统的设计，根据屋面结构特征、当地气象特征等设计屋面排水系统，配备详细的施工图纸。此外，还应及时更新知识结构，掌握最新的建筑防水知识，学会运用先进的屋面排水知识提高屋面排水系统的设计质量。

（三）建立防水施工质量保证体系

施工质量管理是工程项目管理的重要内容之一，也是项目管理的重要目标之一，它直接决定了施工单位的经济效益和社会效益。目前，在屋面防水建筑施工技术上，许多单位还没有建立起统一、规范的防水施工质量保证体系，不利于防水施工质量的提升。因此，各单位应高度重视屋面防水施工，并根据施工特点、公司情况等制订科学、合理的质量保证体系，加强屋面防水施工质量监管，实行严格的施工技术标准，保证施工质量，预防漏水、渗水等关乎建筑质量的问题。

提高屋面防水施工质量可从以下三方面做起：①做好施工前的技术准备工作，掌握施工图中的细部构造和相关技术要求，有计划地开展屋面防水施工，不得随意混乱施工工序。②提高施工人员的素质，严禁不具备相应资质的单位或非防水专业队伍进行屋面防水工程的施工，严格实行持证上岗制度，并在整个施工过程中进行严格的质量自检、自查、自纠，做好质量检查记录。监理单位应验收每一道工序的质量，验收合格后方可开始下一道工序的施工。③掌握施工质量要点。水基层要抹平、压光，不能出现凹凸不平、松动等缺陷；排水系统的排水口和地漏应低于整个防水层，且在阴角部位做小圆角；稳固所有管道、地漏、排水口，并保证接缝的严密，不得出现松动现象。在防水涂料刷抹中，按照设计要求分层施工，在第一层底涂完全固化后用无纺布加强粘贴，接着刷第二层。在整个刷涂过程中，保证刷涂的均匀、平直，无气泡、翘边、破损等现象，不能过薄也不能过厚，而每一次的刷涂方向应与上一次垂直。在刷涂最后一遍前，在伸缩缝、落水口、透气管、排气道等位置铺设无纺布增强材料，进行密封防水处理。

（四）重视后期的维护管理工作

在房屋投入使用后，施工单位和物业也不能放松屋面防水的维护管理，应定期指派专业技术人员对屋面防水结构进行维护管理，清除屋面上的垃圾、积水等，并检查屋面防水结构的性能，及早发现质量隐患。在检查过程中如果发现问题，应尽快采取有针对性的措施加以解决。在屋面防水层钻孔、打眼时，应熟悉施工规范，并采取相应的预防措施，最大限度地减小对屋面防水层的影响。在冬季即将来临时要进行专门的屋面清理；在积雪天气里，及时清除屋面的积雪，以免屋面冰雪在融化时破坏防水层。良好的后期维护管理有助于提高屋面防水性能，保证建筑使用的安全，延长建筑的使用寿命。

结束语

总之，随着建筑事业的发展，相关单位要正确认识屋面防水结构的重要性，从设计、选材、施工质量、后期维护管理等方面加强屋面防水建筑施工技术的研究，及时发现屋面防水施工存在的问题，并加以改进，学会运用先进的防水材料和施工技术，逐步提高屋面防水施工质量，延长建筑的使用寿命，给人们提供高质量的建筑，确保人们使用的舒适性和安全性。

参考文献

篇2

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

本工程帝宝花园为吴江市汽车站西侧地块住宅区，本项目用地面积92113平方米，总建筑面积为138169㎡(未包括地下部分)。其中高层住宅建筑面积为75040.1㎡，多层住宅建筑面积为38461.9㎡，低层住宅建筑面积为16969㎡，商业建筑面积为6380㎡，物管用房建筑面积为968㎡，社区服务用房建筑面积为350㎡。地块内布置了9幢11-17层高层住宅楼、数幢5-6层多层住宅、数幢2-5户的低层住宅及一幢4层的商业，另结合绿化和商业布置4处配电房和燃气调压站等附属建筑。高层建筑地下一层作为自行车库、储藏和设备用房，多层及部分高层设置半地下车库。结构高度37.65m,建筑长度57.2m,宽度11.3m,建筑的长宽比L/B=5.1,高宽比H/B=3.3。二层以上平面在建筑南侧存在凹口，为实现这种底部大开间与上部剪力墙之间的转换，在主楼2层设置结构转换层，以传递竖向荷载和水平荷载。室外地坪以上主体高度为65m。建筑平面如图（1-3）：

图1（底部1层建筑平面图 ）               图2（2层以上建筑平面图）

图3（结构平面图）

二、结构方案的确定

竖向不规则高层建筑中，经常被采用的方法是带转换层的复杂结构，这样的设计理念能够满足其建筑功能，同时也符合建筑美学的结构要求。但是，在结构上，转换层结构存在着自身的弱点，在结构上荷载不能传递给下部对应的结构构件，会造成总体结构竖向构件传力不连续性，转换结构的内力重分配向下传递。可见，转换构件受力复杂，在保证转换结构正常地、可靠地、有效地工作中尤为重要，是结构设计的重点之所在。根据《建筑抗震设计规范》和《钢筋混凝土高层建筑结构设计规程》的严格规定与严格的高位转换结构规定，帝宝花园工程建筑方案转换进行全方位的比较。

1、厚板转换层

上图的图1、图2所示，本建筑工程的特殊功能要求，使得上部框支剪力墙轴线与底部框支框架存在较大的凹进，为了解决众多轴线错开的现实问题，初步将方案拟定为板式转换层，综合柱网尺寸、上部结构荷载来确定出厚板的厚度。

（1）厚板转换层优势：由于下部柱网不会受上部结构布局影响太大，板式转换层的凸显出灵活布置的优势。由于厚板刚度大，就能够形成整体性较好的承台，能够为施工带来更大的方便。但是不能明确厚板转换的传力走向，受力分析上较为复杂，在实现抗剪和抗冲切时，需要计算板厚，初步预设为2.2～2.8m。这样看来，厚板重量大无形中就增大了下部竖向构件在设计上的强度要求。

（2）厚板转换层对抗震严重的不利：由于厚板结构中部是质量集中之所在点，这样就出现结构整体振动性能变得复杂了，转换层刚度上，厚板比下层的刚度会大很多，就会出现应力的集中，这样一旦出现地震时，反应就会强烈，这样的设计明显的表现是对抗震严重的不利。再有，这样的设计会造成材料的耗很大，给工程的经济造价增加很多。综上，厚板转换层对本工程是不适用的。

2、梁式转换层

使用梁式转换层能够表现出传力直接而明确的特点，最大的优点就是说传力途径清晰。在受力性能方面，转换梁也能表现出较好的特性。这对于施工来说方便很多。

基于以上分析，曾与建筑开发商与小区的准业主协商，对建筑图进行较大的调整，目的就是减少主次梁的复杂转换次数，使转换梁直接承托上部剪力墙得到有效的保障。框支主次梁平面图如下图：

（灰色---底部框支结构，黑色---上部框支剪力墙）

三、对整体结构的计算与分析

用SATWE、PMSAP方法通过对该结构的整体对比与计算，分析得出主次梁方案的可行性。

1、抗震等级：抗震一级包括：框支框架、底部加强区；假设百年一遇，风荷载：基本风压0.4KN/ M2；考虑到扭转耦联按剪弯刚度计算地震作用，计算得出振型24个（但是图中的为前三个振型数据），计算结果具体为下表。

表A(结构整体计算的部分结果)

2、由上表数据计算结果得出结论为：

A—振型：结构的振型1、振型2为平动振型，振型3为扭转振型。

结构扭转为主的第一自振周期：平动为主的第一自振周期

B--转换层侧向刚度的计算方法：可以采用剪切刚度、剪弯刚度和地震剪力与地震层间位移的比这三种方法。

利用剪弯刚度计算，转换层上部：γe=下部结构的等效侧向刚度比

C—位移值：最大层间位移：平均层间位移

四、不规则高层建筑物的结构设计技术方法

1、确定建筑方案

框支剪力墙在结构上，存在上下刚度的突变，但是由于存在竖向构件的不连续行就造成了传力的复杂性。在地震出现时，下框支层产生巨大内力造成塑性变形的震害，这样的结构对于抗震不利。框支剪力墙结构可以实现建筑物上下不同使用功能。

2、合理的设计

确定了建筑方案，下一步是合理的设计，减轻自重，节省投资改善抗震性能。结合该工程的实践谈梁式转换结构设计技术方法。

（1）底部大开间柱网的布置。为了减少转换的次数，缩短传力的路径和主次梁的不规则转换，将转换梁直接承托上部剪力墙。

（2）结构竖向刚度匀变。将足够多的上下贯通构件，使落地剪力墙的厚度加大，和混凝土强度等级提高，同时要使洞口的尺寸减小，这样的纵横墙在连接上会形成一个筒体，就能够使得底部的大空间刚度不断增大。

（3）侧向刚度比的控制。为保证底部大空间层的刚度，转换层上下结构需要控制侧向刚度比，以防竖向刚度变化差距过大。

（4）结构设置。弱化上部剪力墙结构，强化下部框剪结构。根据开间的大小，扩大上部剪力墙的间距，可以减少混凝土的用量，从而使刚度减小。在上部墙体上，设结构洞用轻质墙体填充，减小剪力墙结构的刚度。使结构质心和刚心接近，避免扭转。

（5）结构层间位移角的控制。风荷载和地震作用下结构层间会发生角度的位移。严格控制住地震基底剪力与重力荷载代表值的比值。剪力墙结构底部加强区与其它部分框支柱的比值需要准确的控制。

综上，平面不规则的高层结构具有扭转效应，结构设计时要充分发挥剪力墙的作用，使结构具有较大的抗扭刚度。以吴江市帝宝花园为例，对平面不规则结构的设计进行了探讨，要通过构造措施提高结构竖向构件的变形能力。带转换层复杂高层建筑结构可以实现建筑物上、下不同使用功能，当在结构上，上下刚度突变出现竖向构件连续差不利于抗震。转换层结构设计是关键，需要在设计上研究比较。本文通过以吴江市帝宝花园为例的不同分析模型，计算分析某高层商住楼框支剪力墙结构，对结构转换层转换优缺点进行比对，提出了转换层结构布置分析与设计计算方法。

参考文献

[1]建筑抗震设计规范GB50011-2001 ，北京：[D].中国建筑工业出版社，2001

[2]李国胜.关于底部大空间剪力墙结构的转换层设计[J].建筑结构.2001.31(7)：39-42

[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].中国建筑工业出版社.2002(1)：27-41

篇3

2建筑设计中要重点关注的几个抗震设计

（1）建筑构件和连接点处的抗震设计。如今人们的生活水平日益提高，随之也对居住质量有了更为严格的要求，就施工的整体质量而言，与之直接相关联的便是建筑构件的合理搭设和对连接点的科学设置。如今新世纪出现了许多新的工艺和材料，这样施工就迎来了更大的挑战。例如说建筑物的外部设计，其中会用到大理石、瓷砖等新材料，室内装饰设计用到的则有吊顶和人工造影等技术。就实际施工而言，一定要对材料质量和施工技术有所保证，才能使建筑物的抗震性得到保障，同时要重点监督和管理其牢固性，以免在地震发生时意外坠落而造成人员的伤害。

（2）建筑物顶部的抗震设计。如今的建筑行业，普遍对顶部过高、过重的问题有所避免。因为顶部产生的压力会导致建筑墙面也形成相应的较大压力，这会使建筑物的抗震性和牢固性在一定程度上有所减弱。在建筑设计过程中，务必要保证建筑物整体有一个合理的重心，与此同时还要花心思用于材料选择，选取的顶部材料要尽量是重量轻、刚度较均匀的，这样建筑结构才能将抗震能力充分发挥出来。

（3）建筑设计中关于设计限制的问题。通常都是在建筑前期确定建筑物的抗震级别，并且这是以建筑物的实际使用情况为依据，所以要在施工过程中严格按照国家规定，要使建筑物的抗震性能有所保障，以免有墙体裂缝或坍塌的现象出现。

3建筑设计过程中要考虑到的抗震设计

根据上述内容，我们了解到建筑抗震设计和建筑设计之间息息相关的联系。为了确保最大程度的抗震性，就一定要在实际施工中紧密结合起二者的联系，同时还要在施工过程中真正融入抗震理念，如此才能使原有的建筑常规从根本上被打破，才能使建筑物抗震现状得到彻底改善，接下来从建筑物的形状、平面和空间三方面设计来具体阐述二者的结合。

（1）形状设计建筑物的形状设计也就是针对建筑进行的“体型”设计，具体包括了各部分施工技术、建筑物平面布局和立体空间等的设计。在建筑行业发展的新时代，很多方面都有所创新就建筑物思维整体外观而言亦是如此。由此有诸多样式的建筑外形出现，所以，在形状设计的过程中，需要对不同外形的不同特点予以充分考虑，不同的建筑外形，也会有不同的建筑特色和实际需求，施工单位应该加以充分考虑。通常情况下，凸凹形状的建筑体型，通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升，然而在实际的建筑建设过程中，原有的常规形状的建筑物已无法满足现代化经济发展需求，所以，建筑物整体抗震性的提高，首先需要对建筑的形状进行科学、合理的设计。

（2）建筑物的平面设计在建筑物施工，平面设计是重要的环节，对建筑物日后的使用将起到决定作用。例如，分别作商务和居住用途的建筑物，它们在平面设计上必然存在很大差别，为了使使用需求得到进一步满足，就一定要按照用途，来对平面构造进行科学设计；另外，为了将抗震元素融入到平面设计之中，不仅要对施工材料的坚固性加以重点考虑，还需要对构架安装的合理性、内部各因素的协调性加以综合考量。要想完美地实现平面设计和抗震设计的结合，就对设计者提出了很高的要求，不但要工作经验丰富，要需要深入地研究审美观念和抗震技术，前提还得不对内部美观产生不利影响，在此基础上再确保抗震性能的最大化。

（3）空间设计对建筑物进行空间设计，是在三维空间内进行的关于建筑物的竖向设计方案。因为日益加快的城市化进程和急剧增加的城市人口，增加了城市的人口压力，所以出现的建筑物楼层愈发高。为了使土地占有面积尽量减少，在现代社会中愈发流行高层建筑，如此就对建筑物的空间设计有了更严格的要求。通常说来，建筑物层数越低，稳定性就越高，受到地震的损害也就会越小；反之稳定性越差，受到地震的伤害也就越大。所以，融合建筑物的空间设计和抗震设计在一起，这样建筑物的整体抗震性才能得到保证。

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1结构设计中概念设计的内容及重要性

结构设计是建筑工程师思路的起点。概念设计不是凭空落成的，需要考察实地情况，包括气候环境、地质情况、自然风貌等，根据所获得的信息和理性认知，拟定关于一个建筑物的初步想法；这个想法不同于精确的测量计算，除了灵感和理性认知还要基于工程师丰富的实地工程经验。概念设计当中的建筑物是宏观的，与精确数据有一定偏差，但误差不高。优秀概念设计的重要性在于优秀工程师的概念设计往往有着较为可靠的经济预估，因此，也有较高的可行性，同时可以避免复杂的运算劳动。

2结构设计中概念设计的应用

2.1地基基础中概念设计

在传统的建筑设计流程当中，用到的算法往往是将上部建筑、基础、地基分别视作独立的单位，测量和设计都独立进行，但并不意味着，某一单元出现的问题不会影响到其他的结构单元，经过实践检验，这种流程有着不可忽视的缺陷。地基基础往往对上层建筑造成很大影响，若地基产生沉降现象，则地面建筑大多会开裂、错位、甚至崩塌；同时，地面结构如果建筑层数不符合规范超过地基、基础承重，则也会给地基带来变形的危险。因此在地基、基础的概念设计当中要更多地考虑到将地基、基础和上部结构结合在一起分析，这样才能减少地基变形带来的负面影响。将三者结合考虑之后，遵循力学原理，进行分析处理，设计出来一个承重完美、传力正常的建筑模型，实现实用、美学、力学等多角度的成功。

2.2结构布置中概念设计

考虑到地基承重、地质情况和实用性等多方面因素，建筑物的结构布置在平面范围内应尽量简约、对称且有规律可循。第一，建筑设计的对称性可以保证平面范围内力的均衡，可以较为准确地预估压力对于地基、基础的影响，对于有特殊需要不能够对称设计的建筑物，则要根据压力情况和具体实际设计沉降缝，来增强建筑物的抗性。第二，设计的简约。主要方便工程师修改方案，并在考察实际之后进行修改，同时简约的建筑物平面设计图纸也方便其他设计人员及施工人员了解工程师的设计概念，避免理解因为过多的杂乱线条而产生偏差。第三，有规律可循。主要体现在纵向控制范围内，建筑物平面图纸内容的规律，要保证建筑物在传力和承压方面都合乎行业规范，没有某一层突然承压降低等现象。对称和规律性在建筑物抗震方面有着巨大的作用，更广范围内避免小型地震的情况下，建筑物倾斜、坍塌的情况。对于不同类型的建筑物，建筑物布局结构的控制关键也是不同的，例如高层建筑在设计上要避免出现应力集中设计困难，因为高层是由缝合地震作用的水平荷载来起控制作用的，纵向的建筑设计应满足基础的设计需要，遵循上述的几条原则，同时尽量不要出现“头重脚轻”的较高层数有承重柱子和承重墙的设计，而到较低层数和大厅往往没有了成长柱子和承重墙，一律以承重梁来“满足”需求，这是存在巨大安全隐患的。只有结构合理了，建筑物才能够有效对抗水平荷载，保证建筑的安全性。

2.3结构体系中概念设计

工程师在确定结构体系中的概念设计时，主要是明确建筑物的功能定位。例如建筑物如果处在地壳运动平缓的沿海边，其主要面对的水平荷载的威胁是大风天气，极端气候条件下甚至可能发生台风等恶劣天气。我国的建筑往往有着两重防线，来面对极端天气情况，第一重防线是工程师设计出来的能够抵御强风、地震的一种刚性体系，这种体系是工程师根据建筑物的最终用途来明确建筑结构的体系，并通过清晰明了的分析设计出来的，通过稳定的柱身来实现。第二重防线是通过梁的塑性铰的扭曲度来衡量的，目前来说，只有梁塑性铰出现后，带动结构整体扭曲，建筑结构才会崩塌，这是有一定时间段的，可以为人员的生命财产安全提供宝贵的时间。这样的稳定结构除了能够抵御强风侵袭，还能在一定程度上抵抗地震带来的危害：地震强度小对建筑物影响不大，中等地震强度建筑物有一定程度受损，修补后不影响正常使用，较大强度地震（7、8级地震）发生时，建筑物受损不能使用，但不会发生坍塌，不会给周围环境带来二次伤害。但仅仅两道防线是不够的，工程师应当更多地在安全性和稳定性方面考虑建筑结构体系的升级，建立多重防线，对抗强风和较强等级地震，即利用多道防线，形成具有延长性的超静定结构，减小自然灾害带来的危害。

2.4楼屋盖中概念设计

根据作者的多年经验，多层建筑的楼屋盖往往是结构设计当中容易忽视的设计区域，原因在于多层建筑的楼屋盖结构设计中，往往仅考虑所可能出现的结构荷载，根据强度和变形的要求，做好结构设计即可，但实际上，多层建筑、高层建筑的楼屋盖在抗震方面也有着不可忽视的作用。出于抗震考虑，目前多应用现浇梁楼盖，这种方式可以增强楼屋盖的刚性，但同时会增加大梁的承载力，为了降低大梁负重，达到结构稳定的要求，不同类型的楼屋盖在设计时有着不同的侧重点。有凹有凸的平面楼屋盖，在结构设计时要注意保证楼屋盖的刚度，主要方法是加强拉梁和窄板处构件。侧向刚度较小的体系。这种体系对于板的刚度数值有着严格的要求，如果数值不吻合，则不能验算出来在地震发生时建筑发生的具体变形。楼屋盖中部开洞。这种形式在多层、高层建筑当中很常见，要保证开洞的楼屋盖的稳定性，应加强洞周围的构件强度，并注重最小楼板宽度的数值，满足这一要求。

2.5非结构构件中概念设计

非结构构件也是建筑结构的概念设计需要考虑的一个方面。非结构构件是指建筑物外部附加的一些构件，例如围墙、钢化玻璃蓬、女儿墙等，这些构件在地震来临时往往首先会被摧毁，这就需要工程师考虑这些构件和建筑主体的相对关系及连接的稳定性，以免在地震中这些构件对周围人的人身安全造成较大威胁。

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中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：引言

高层建筑结构常常受到扭转反应带来的各种震害的影响，对结构进行扭转结构控制不但要考虑建筑物本身，还需要对地震在地面上运动产生的分量进行分析，在充分把握其影响因素的基础上，对结构进行合理的调整，改善其扭转振动性能，最终提高建筑结构对扭转振动的抵抗能力。一般而言，在进行高层建筑的扭转反应控制的设计时，会遇到以下问题或者其中的某个问题：（1）在偶然扭转因素中，平面设计对称结构能否对地震产生一定的扭转反应；（2）扭转位移比能否最终控制在限值范围之内；（3）顶部无刚性连接多塔结构的周期比检验方法的选择。

1.偶然扭转因素与影响分析

所谓偶然扭转就是指地震中出现的某些不确定的因素导致建筑建构的扭转反应，比如在地震时，建筑物的底部会产生一定的扭转作用分量，这里的扭转分量的运动加速度无法进行准确计算，因此属于偶然扭转因素；无法准确的计算得出预设结构的刚度与质量的实际分布情况；若结构与非结构作出屈服或者损坏的线形反应时，不同构件都会出现程度不同的退化现象，这时进行的计算结果显然比实际情况偏大许多。在偶然扭转的因素考虑中，目前主要的方法就是附加0.05L偶然偏心计算近似值法（其中L为建筑物的长度）。

1.1偶然转动的实例分析

本文将引入美国的三幢高层建筑进行实例探讨，这三幢建筑的结构平面设计大致对称，在不计土和基础间相互作用的情况下。

图1高层建筑A的平面结构

图2高层建筑B的平面结构

图3高层建筑C的平面结构

图1表示建筑A的平面设计，三层钢结构，1989年的10月份在地震中测量得到建筑底部的两水平加速度的时程及，与建筑的二、三层楼面与楼顶的2个水平加速度的时程与转动加速度的时程分别为。图2表示建筑物B的平面设计图，两层钢筋混凝土结构，在1987年与1990年的两次地震中测量得到建筑物的底部和二层楼面与楼顶的时程分别为。图3表示建筑物C的结构平面设计，三层钢结构，在1989年的地震中检测出建筑物的底部与三层楼面与屋顶的时程分别为。

表1底部转动的加速度峰值以及x方向上加速度峰值、转动剪力比

如表1给出的建筑底部加速度峰值和底部x方向的水平加速的峰值的对比。从表1中能够看出，与的比值均在0.20-0.30范围之内。值得注意的是，其中B建筑物的平面面积只有，在这样长度一般的高层建筑的底部还可以发现显著的转动加速度。若按照地震运动的波型分析，对地面上相位的差异进行运动分析，只能对其中的超长部分（例如长度大于300m）才能看出某些转动分量。

1.2偶然扭转作用对建筑结构设计的影响

仍然采用目前国内外比较普遍的0.05L的偶然近似值偏心对偶然扭转作用进行分析，从上文中所引三幢高层建筑物在既定地震中的反应结果中，足可以证明其有效性。首先建筑物C的偶然扭转影响相对较大，在某些点的内力作用增加至0.30，比根据0.05L的偶然近似偏心计算结果还要大些。其次，建筑物A和B的偶然扭转作用影响较小，一般的内力作用增加为0.02-0.04。在那些平面长度较短且周期比较小的多层建筑结构中，由底部转动作用而引起的加速度也相对较小，因此偶然扭转作用带来的影响也较小，附加0.05L的近似偏心计算结构也小，对结构产生的内力不高，但会对扭转位移比产生一定的影响。

在设计时就需要将偶然扭动的影响考虑在内，需要考虑的具体情况有：结构的扭转周期大于或者近似于平动周期；如果建筑物的长度较长，例如上文中建筑物C的长度为77米左右，那么就必须将这一影响纳入0.05L计算的条件之内；地震运动时产生的转动分量和建筑物所在的地理环境、地震的发生条件有关；结构与非结构的屈服以及局部的损坏都能增加扭转作用，例如上文中建筑物C的部分填充墙受到损坏，也会能加C的偶然扭转作用。

总之，平面结构具有对称设计的建筑，在地震中也无法避免扭转作用的影响，这是因为地震中的建筑物的底部会产生一定的扭转运动分量和实际结构刚度，系上质量分布很难和预计吻合等共同造成。

2.控制扭转反应的技术手段

根据上文的分析可知，高层建筑能够产生扭转，主要因为建筑物的质量中心和刚度中心相差过大，或者某些建筑的结构刚度与建筑所需不匹配等原因导致的，为了能够有效的控制建筑结构的扭转作用，也应该从降低刚度中心与建筑物质量中心的偏差，调整建筑结构的抗扭刚度以及抗侧刚度出发。

在质量中心和刚度中心的控制方面，首先必须对建筑结构的设计有一个整体的了解，然后采用概念设计的方式，对建筑平面加以合理的规划，对各种部件加以科学的使用，以尽可能的控制建筑的抗侧力及其刚度，最终达到降低建筑质量中心和刚度中心的偏差程度。具体做法包括，联系建筑专业设计人员，根据建筑所在地的环境特征，对需要注意的位置设计合理的伸缩缝，对结构单元进行科学的布局，保证结构单元符合平面设计规则，不要出现明显的平面凸出或者凹陷。对于抗侧力的布置，主要就是按照均匀、分散、周边、对称的标准，避免抗侧力过于集中于某一点或位置。

3.案例分析

为了说明问题，本文选取某高层办公楼建筑作为工程实例。办公楼的地下一层，地上十三层，局部三层，楼面有一造型，办公楼呈平面对称设计，选用了一般的框架结构。

在结构设计之初，框架柱放入尺寸为，5-8轴的中柱为，其中1轴与12轴柱是。框架梁的尺寸主要是，C、D轴之间的框架梁是。根据以上信息就可以得出最初的计算结果，如表2所示。

表2最初计算结果

从以上计算结果可以看出，因为建筑物平面较长，其结构本身的抗扭刚度就变得较小，于是结构的第二振型主要表现为扭动，且其周期比大于9%。所以需要对结构的抗扭刚度进行加强。主要方法就是增加1轴与12轴的柱截面积，从原来的增加到，在进行计算，结果如表3所示。

表3首次调整之后的计算结果

从这次调整之后的计算结果来看，增加柱截面积对抗扭刚度有一定的提高，但是仔细观察发现，其提高仍然有限，而且周期的改变也不够大。因此，考虑将轴1与轴12的全场框架增加至，再次进行计算，得到计算结果如表4所示。

表4再次调整之后的计算结果

从第二次调整之后的计算结果上看，梁截面的面积增加之后，尤其是短跨上的梁增加之后，建筑结构的抗扭刚度得到了明显的提高，而且第二振动型改变成为平动振型，以扭动为主的振型降低至第三振型，同时周期比也有了明显的降低。

总整体上看，基本上达到了降低质量中心与刚度中心差异的目的，而且优化了扭动刚度和抗侧刚度0、，即对办公楼这一高层建筑结构的扭转反应起到可有效的控制。

参考文献：