时间：2023-09-03 15:18:17
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇高层住宅楼结构设计，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：高层住宅；概念设计；基础设计；剪力墙设计
1 工程概况
某高层住宅，设计使用年限为 50年，建筑耐火等级为二级。抗震设防烈度为七度，主体为剪力墙结构，裙房为框架结构。地基基础设计等级为乙级，主体为筏板基础，裙房为柱下独立基础和墙下条形基础。总建筑面积为5231.08m2，东西长约45m，南北长约18m，主体为地上15层带 1层地下室，右边裙房为地上 1层带 1层地下室，前边裙房为地上 1层。
2 概念设计与总体指标控制
概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震的作用， 避免出现敏感的薄弱部位导致过早地破坏，因此剪力墙的布置应以此为原则精心布置，方可使结构在整体上安全合理。目前很多设计剪力墙满布，造成结构体系刚度过大，引起地震力加大，虽然满足强度要求，但混凝土用量大，钢筋用量也随之加大，并且加大后的地震力有时集中于某些薄弱部位，造成安全隐患。
建筑结构平面布置时，概念设计应尽量使 x向和 y向抗侧刚度接近，剪力墙不宜过多以免刚度过大。在竖向布置上也要力求均匀，避免少数楼层出现敏感薄弱部位，使结构整体形成均匀的抗侧力结构体系，在此基础上，结合电算才能作出安全、经济、合理的结构。在本工程住宅楼主体剪力墙时，x向剪力墙墙肢较短，y向剪力墙墙肢较长，墙肢尽量多做成带翼缘的L形、T形等，不做“一”字形短墙；高厚比多在8以上，通过这些措施使结构总体指标控制在规范允许范围内。总体指标对建筑物的总体判别十分有用。
3 基础设计
高层建筑剪力墙结构设计由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础多采用筏板基础。合理选择筏板厚度及边缘挑出长度也直接影响结构整体安全和工程造价。该工程上部 15层带 1层地下室，根据勘察报告，取筏板厚为1000mm，经细算后筏板可减至800mm。由于地库室为单层框架结构，筏板基础厚度计算后定为250mm，为解决柱对筏板的冲切，对柱下局部范围加厚（见附图1）。经此处理经济性明显。因此，基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，对高层来说一般筏板厚初选时可按楼层数计，即每层按 50mm厚增加。
筏板长度的设置应考虑地下室的使用合理性，通常采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝。本项目采用添加剂以补偿混凝土的因水化热引起膨胀与收缩，或采用纤维混凝土等方法在一定范围内可不设或少设后浇带，并且对所设后浇带采取必要的保护和加强措施。该工程地下室长120m，大于规范要求的55m，故筏板基础 采后浇带来解决结构超长的问题。并在塔楼与地下室之间设置后浇带，解决两种不同荷载之间的不均匀沉降问题（见附图2），效果良好。
4 剪力墙设计
4.1 剪力墙布置
剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且x，y两向的刚重比接近。在结构布置应避免“一”字形剪力墙，若出现则应尽可能布置成长墙（ h /w > 8）；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的 2.5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件时两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍及8倍以下为短肢墙，大于8倍则为普通墙。该工程剪力墙布置后，刚心和质心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大减小了扭转效应；主梁搁置在剪力墙上的，在相应部位设置暗柱，以控制剪力墙平面外的弯矩。
4.2剪力墙配筋及构造
4.2.1剪力墙配筋
该工程剪力墙一层墙厚为 250mm，其余地面以上墙厚均为200mm，水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。六层以下水平筋￠10@ 200双层双向，双排钢筋之间采用￠6 @ 400拉筋；六层以上￠8 @ 200双层双向，双排钢筋之间采用￠6@ 600拉筋。地下部分墙体竖向配筋￠14@ 200为主要受力钢筋，水平筋则构造配置，该工程均取￠12@ 150。地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制，简化计算后由竖向筋控制。
4.2.2 剪力墙边缘构件的设置
试验研究表明，钢筋混凝土设置边缘构件后与不设边缘构件的矩形截面剪力墙相比，其极限承载力提高约40%，耗能能力增大20%，且增加了墙体的稳定性，因此一般一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力墙应按《高规》第7.2.17条设置构造边缘构件。
对于本工程剪力墙来说，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区0.7%，一般部位0.5%；对于短肢剪力墙，应按《高规》第7.1.2条控制配筋率加强区 1.2 %，一般部位1.0%；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往按长肢墙进行暗柱配筋并不妥当，建议有两种方法：其一，计算中另一方向短肢不进入刚度，则配筋可不考虑该方向短肢影响；其二，计算中短肢计入刚度，则配筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该短肢配筋率在加强区取1.0 %，一般部位可取0.8 %。该工程地面一、二层设置构造边缘构件，纵筋最大直径为￠14，加强区暗柱配筋率最大为 1.45%，最小0.8%；三层及三层以上为构造边缘构件，构造边缘构件纵筋配筋率普遍在 0.6%～0.7%。
4.2.3 剪力墙的连梁
剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，虽然在计算中对其刚度进行折减，但在地震作用下弯矩、剪力仍很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。所以连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加1根梁，2根梁之间用轻质材料填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。该工程连梁截面均为墙厚×400mm，大部分连梁纵筋为4￠14，箍筋为￠8@ 100；个别连梁纵筋为 4￠16，箍筋为￠8@100。
5结语
综上所述，在高层建筑转换层的结构设计时，既要尽可能地满足建筑的使用功能的要求，又要使结构体系更加合理，应从建筑功能、结构受力、设备使用、经济合理等多方面入手进行结构的选型和柱网布置，从而满足建筑结构合理的使用要求。
参考文献
关键词：住宅建筑；结构设计；；抗震设计
Abstract: This article mainly through engineering examples, aiming at a high-rise residential building shear wall structure design process to analyzed and discussed key points, mainly described from the structural design and layout, building structure calculation and result analysis as well as structural components such as design elements in detail.
Key words: Housing construction; structural design; seismic design
中图分类号：F416.9 文献标识码A 文章编号
一、工程概述
某高层住宅楼，采用框支剪力墙结构；地上32层（95.9m） ，首层二层为商业，首层层高为4.8m，二层层高4.1m，二层以上为住宅，层高为2.9m；2层地下室，为车库及设备用房，负一层层高5.6m，负二层层高3.8m。三层楼面设置了梁板式结构转换层，设计使用年限为50年，安全等级为二级，建筑物抗震设防类别为标准设防（丙） ；地震分组第一组，抗震设防烈度7度；基本加速度为0.10g，场地类别为二类。
二、结构设计与布置
1、抗震等级的确定
本工程考虑地下室顶板作为嵌固部位，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》 （JGJ3 － 2010）第3.9.3条规定确定抗震等级；框支框架抗震等级为一级，剪力墙底部加强部位抗震等级为一级，非底部加强部位的剪力墙抗震等级为二级；地下一层抗震等级一级，地下二层抗震等级二级；整体结构仍按一般剪力墙结构采取抗震构造措施。
2、转换层结构布置
构件选择转换层可供选择的构件形式有梁、桁架、空腹桁架、箱形结构，斜撑、厚板等。在工程实践中，以转换梁的型式最常见，它设计和施工简单，受力明确，广泛应用于底层大空间剪力墙结构中，本工程经比较后采用了巨型梁转换层结构型式。
3、标准层结构布置
标准层墙柱布置时尽量使结构的刚度中心与质量中心重合，以减少地震作用下的扭转效应，因此把剪力墙均匀布置在建筑物的周边。平面形状变化尤其凹凸较大时，在凸出部分的端部附近布置剪力墙，同时增强边角部位剪力墙的刚度，加大平面远端刚度结合楼梯间及电梯间布置筒形剪力墙，用来结构控制位移，提高抗震性能。并且在布置剪力墙时纵横剪力墙尽量组成L形、T形，在纵横两个主轴方向上使剪力墙刚度基本上一致。在设计过程中，与建筑专业紧密配合，尽量使上部墙体直接落在框支柱或框架转换梁上，而不随便采用次梁转换标准层结构的竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度自下而上逐渐减小，混凝土强度等级由C50渐变至C30，剪力墙厚度由300mm渐变至200mm。
标准层住宅在剪力墙局部开设角窗，削弱了剪力墙结构体系的整体性，针对这一不利因素，在角窗处设置了200mmX1200mm的梁（上翻600mm） ，以提高在地震作用下的结构的整体抗扭能力；除此之外标准层框架梁截面设计为200mmX550mm，内部梁根据使用净高和受荷情况而定，最高不能高于600mm。标准层的核心筒位于平面中心，电梯间开洞使楼面有较大的削弱，结构设计时将核心筒内楼板板厚加厚至150mm，并采取双层双向配筋，以加强其刚度；边角板厚120mm且不小于板计算跨度的1/35，其余板厚不小于100mm且不小于1/35。
三、结构计算及结果分析
住宅采用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWE软件计算分析，以SATWE的计算结构为施工图的主要设计依据。
1、振型及周期
住宅计算振型数为24个，计算结果显示抗震计算时的振型参与质量与总质量之比为：X向为96.05%，Y向为96.01%；可见计算时采用的振型数是足够的计算基本周期及扭转因子，空间振型的周期：T1=2.82（Y方向平动系数1.0；T2=2.49；X向平动系数0.98） ；T3=2.18（扭转系数0.98）根据大量工程实例的统计，正常情况下框架剪力墙结构的第一自振周期大概范围为：T1=（0.08 ～ 0.12）n（n为建筑物的层数） ，本工程第一振型的周期约为0.09n属于在正常范围之内按刚性楼板假定进行结构整体计算时，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，结构扭转为主的第一自振周期Tt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。本工程扭转周期比Tt1/T1=0.773，满足规范要求结构的水平位移在规范的允许范围之内，结构的刚度合理。
住宅存在着一定的扭转不规则，即在考虑偶然偏心影响
的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与楼层平均值之比超过1.2倍，但是其比值较小（＜1.31） ，特别是塔楼部分普遍都小于1.25，最大值都在裙楼。这是由于裙楼处的水平刚度较大，其平均层位移很小，但是由于裙楼质心到端部尺寸很大，尽管扭转角很小也容易造成扭转不规则指标超限考虑到裙楼的层间位移绝对值都很小，层间位移角值比规范限基本小一倍以上，因此，对于整个结构的影响是比较小的。
2、转换层刚度比
刚度比计算选用剪切刚度参数计算，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比为：X方向γ=1.198，Y方向γ=1.182，转换层上下层侧向刚度比较小；转换层上下层的层间位移角比较接近，在转换层处还是实现了侧向刚度渐变的要求的。
3、动力时程分析
住宅采用SATWE程序进行动力时程分析，对结构进行了补充设计。波形采用mmw－3、lan3－3，lan5－3以层间剪力和层间变形为主要控制指标。与振型分解法结果相比，大部分楼层墙。梁配筋基本一致，说明整个结构的刚度设计合理。设计中对薄弱楼层的配筋采取了加强措施。
四、结构构件设计
1、框支柱
框支柱抗震等级为一级，轴压比不得大于0.6，对于部分因截面尺寸较大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性还与配箍率有密切关系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱大得多。箍筋不得小于φ10@100，全长加密，且箍筋体积配箍率不得小于1.5%。抗震设计时，规范规定了剪力墙底部加强部位（从地下室底板算起至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10） ，其目的是在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体纵横向钢筋等抗震加强措施，避免脆性的剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。
2、转换层楼板
框支剪力墙结构以转换层为分界，上下两部分的内力分布规律是不同的。在上部楼层，外荷载产生的水平力大体上按各片剪力墙的等效刚度比例分配；而在下部楼层，由于框支柱与落地剪力墙间的刚度差异，水平剪力主要集中在落地剪力墙上，即在转换层处荷载分配产生突变。由于转换层楼板承担着完成上下部分剪力重分配的任务，且转换层楼板自身必须有足够的刚度保证，故转换层楼板采用C45混凝土，厚度200MM，￠10@150钢筋双层双向整板拉通（采用三级钢） 。
五、结束语
综上分析，在建筑结构设计时，除了满足建筑的使用功能的要求之外，还要使结构体系更加合理，应从建筑功能、结构受力、设备使用、经济合理等多方面入手进行结构的选型和柱网布置，从而满足建筑结构合理的使用要求。
参考文献：
[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2010）修订版
【关键词】高层住宅;指标控制；基础结构设计；配筋及构造设计；地震力组合数
1总体指标控制
计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值; 地震作用下, 结构的振型曲线, 自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。总体指标对建筑物的总体判别十分有用。譬如说若刚度太大, 周期太短, 导致地震效应增大, 造成不必要的材料浪费; 但刚度太小, 结构变形太大, 影响建筑物的使用。合理的刚度是多少, 笔者建议对于小高层住宅μ/H 取1/2500～1/3500,刚重比在10～15 之间是比较合理的。周期约为层数的0 . 0 6 ～0 . 0 8 倍之间。另外, 对结构布置扭转的控制: 在考虑偶然偏心影响的地震作用下, 楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1 . 2 倍, 不应大于该楼层平均值的1 . 5 倍。当然, 笔者建议对于顶层构件可不考虑在内, 否则很难满足上述指标。
2基础结构设计
本工程结构设计的最大特点是采用后张无粘结预应力宽扁梁结构。设计思路如下: 无粘结预应力筋主要用于平衡楼板和扁梁自重, 并满足梁的抗裂度及变形要求。为保证构件延性, 按照《无粘结预应力砼结构技术规程》梁内配置适当普通钢筋。耐火极限为两小时, 无粘结预应力筋的保护层厚度不小于40mm。目前的短肢剪力墙体系高层由于考虑埋置深度的要求, 一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型, 将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程, 上部十八层带一地下室, 根据勘察报告, 采用Φ 4 0 0 预应力管桩, 可选桩长有桩长2 5 m , 单桩承载力特征值Ra=900kN,桩长34m,单桩承载力特征值Ra=1300kN。采用25m 桩需要290 根,采用34m 桩需要200 根。从桩本身比较两种方案, 总的桩延米数量相当, 但采用2 5 m桩为满樘布置, 筏板厚需1 2 0 0mm , 而采用34m 桩为墙下布置, 筏板可减至900mm,经济性明显。因此, 笔者认为基础选型应作方案比较, 才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值, 则应考虑桩冲切, 角桩冲切, 墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外, 筏板长度的设置也须我们研究探讨,由于考虑地下室的使用合理性, 常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝, 后浇带的作用是明显的, 但也给施工带来了不少麻烦, 甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层, 长宽均达1 0 0m 以上, 中间就设置几条后浇带, 也没有其他措施, 笔者认为是不妥当的。
3配筋及构造设计
对于高层住宅来说, 剪力墙是面广量大的, 因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。
3.1 剪力墙墙体配筋( 以2 00厚墙体为例) 一般要求水平钢筋放在外侧, 竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。笔者建议加强区Φ10@200,非加强区Φ 8@200 双层双向即可,双排钢筋之间采用Φ6@600x600 拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力, 土压力产生的侧压力控制, 而由于简化计算经常由竖向筋控制, 此种情况下为增大计算墙体有效高度, 可将地下部分墙体的水平筋放在内侧, 竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4 . 1 .6 条规定: 迎水面保护层应大于50mm,且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9 . 2 .4 条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下, 很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm 计算, 笔者认为是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后, 计算保护层厚度至少可按3 0 mm来取值, 这对节省墙体配筋效果相当明显.
3.2剪力墙按规范应设置边缘构件, 一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件;其余剪力墙应按《高层建筑混凝土结构技术规程》第7 . 2 .1 7 条设置构造边缘构件。本节仅就构造边缘构件的配筋作一点讨论。我认为首先要区分剪力墙的受力特性及类别, 即: 普通剪力墙( 长墙) , 短肢剪力墙, 小墙肢和一个方向长肢墙而另一方向属短肢墙来区别对待配筋。对于普通剪力墙, 其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率, 建议加强区0 . 7 % , 一般部位0 . 5 % 。对于短肢剪力墙, 应按高规第7 . 1 .2 条控制配筋率加强区1.2% , 一般部位1 . 0 % ; 对于小墙肢其受力性能较差, 应严格按高规控制其轴压比, 宜按框架柱进行截面设计, 并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1 . 2 % , 一般部位1 . 0 % ; 而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体, 设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋, 笔者认为这并不妥当, 建议有两种方法。其一, 计算中另一方向短肢不进人刚度, 则配筋可不考虑该方向短肢影响; 其二, 计算中短肢进人刚度, 则配筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该短肢配筋率加强区1.0 % ,一般部位0.8 %。
3.3 剪力墙中的连梁跨度小, 截面高度大, 在地震作用下弯矩、剪力很大, 有时很难进行设计, 如果加大连梁高度, 配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞, 上述所示情况梁的高度是一样的; 但对于窗洞, 连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底, 有时则高度太高, 这样高跨比太大, 并且与计算图形不符, 相应配筋亦较大, 不合理。笔者建议, 连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面, 对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时, 可再增加一根梁, 两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置, 腰筋同墙体水平筋。
3.4目前, 各设计院在剪力墙的楼层处均设置暗梁, 而对暗梁的作用及配筋亦各有理解。笔者认为对于框架- 剪力墙结构,如剪力墙周边仅有柱而无梁时, 则设置暗梁, 并且要求剪力墙两端是明柱, 这是因为周边有梁柱的剪力墙, 抗震性能要比一般剪力墙要好。剪力墙结构则没有这方面的要求, 在墙板交接处设置暗梁对加强墙体整体性作用还是有的, 但究竟有多大则无从确定。因此笔者认为, 就目前而言, 在楼层位置设置暗梁是可行的, 但没有必要设置太大断面及配筋, 建议底部加强区断面可取墙厚x300,配筋上下各2 Φ 16 , 一般部位断面可取墙厚x 250 , 配筋上下各2 Φ 1 4即可。总之, 高层设计时如何把握好合理性,经济性至关重要。在规范允许范围内, 合理把握关键部位及次要构件, 什么地方应加强, 什么地方可以放松, 对于整个建筑物保证安全及降低造价影响巨大, 这也是我们在今后的设计中要不断提高及改进的。
【关键词】：抗浮，超长结构，塔楼，大底盘，嵌固端，模型参数指标
Abstract: In this paper, a multi-storey tower high-rise building design, for example, first introduced the project overview, then the basis for selection, followed by discussion of its structural system and calculated according to the choice of appropriate structural system calculation model, and finally calculated results and the problems encountered in the design discussion and analysis.
Keywords: anti-floating long structures, towers, chassis, mounted side, the model parameters
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1.工程概况
本工程建筑占地总面积为12万平方米，由9个塔楼组成，每栋楼都带有地下室，该建筑为商住两用楼，地下负一层平时作为车库使用，其长度为240米，宽度为100米；最高的三栋为17层，高57.635米；本建筑具备的功能有地下车库、集中空调机房、应急发电机房、水泵房、高底压配电所等设备用房；建筑第一层为园林景观道路，地上部分十一层之下的是居民住宅，屋面以上为机房和屋顶水箱。抗震设防烈度为7度，基本风压为0.5kN/m2，建筑场地类别为Ⅱ类。
2.基础选型设计
通过对该建筑基础进行地质勘察，其基础采用打入式预制桩，荷载较小的车库等低层建筑将地下中粗砂土层作为桩的持力层；而对于荷载较大的17层的高层建筑选用强风化泥质粉砂岩作为桩基础的持力层，由于此土层在地下深层，所以基础桩长度很大，需穿过的其上部的土层较厚，所以工程用D50型号的较重的锤并且对设计桩长和沉桩灌入度进行双控。本工程中桩的长度在16和30米之间，桩径Ф400，其单桩竖向承载力特征值为1200kN；桩径Ф500，其单桩竖向承载力特征值为1750kN。
本建筑的地下室抗浮设计用的地下水面的标高（一般是丰水期的高水位）按照黄海高程2.5米进行计算，其地下车库顶部需有0.8米的土厚，地下室净高为2.95米，顶板厚度为160mm，底板厚度为300mm，均为梁板结构，混凝土强度等级为C35，抗渗标号为S8。设计中，需要保证地下室的抗浮稳定性，本工程采取的措施有：①增加拟建建筑轮廓内部的工程桩的抗浮功能，设置能够抵消土壤中水对结构产生的上浮力的抗浮工程桩；为降低施工难度，在拟建建筑轮廓外部的抗浮桩适宜采用预制桩。通过进行有关的计算得出，本建筑的抗浮桩桩径与其单桩抗浮承载力特征值分别为Ф400（300kN）、Ф500（350kN）。②因为本建筑地下室面积很大，其基础和基坑施工所耗时间也很多，所以必须对其抗浮设计需采取措施：第一，在工程施工时需利用抽水设备抽水将施工所在地的地下水位至少降低至承台下500毫米，使所挖的土始终保持干燥状态；第二，当地下室混凝土浇筑完成之后，地下室主体施工至设计标高6.0米，且非主体地下室顶板覆土不小于每平方米10kN、施工面载小于每平方米10kN的时候，可停止第一条中所说的降水。
由于本建筑结构超长，需对其采取措施：①按照高层建筑设计有关规范的要求，在对地板进行设计时，应该考虑混凝土干缩和施工时水泥水化热等影响因素，采用施工后浇带的方法，在工程中设置了两条横向四条纵向的六条混凝土后浇带，其宽度均为800毫米，同向两条后浇带的距离为30到40米；②地下室外墙和车库顶梁板都采用了无缝施工技术，并且运用了高性能UEA低碱膨胀剂防止收缩龟裂从而使结构达到防水的目的，根据有关规范要求，在纵横方向各设置两条膨胀加强带以提高结构整体防水性，带间距为50—60米。由于本工程施工的建筑是高层建筑，所以完成基础等地面以下工程后，对返还填实的土的质量必须进行严格的控制，以保证建筑基础的稳定。地下室外墙和回填土之间的内摩擦角越大说明回填土越夯实，基础越稳定，抗剪强度也越大。
3.结构体系及计算模型
本建筑的三栋商住楼的结构为框架-剪力墙结构，抗震缝将建筑物分为9个塔楼，并且其结构刚度均匀独立，它们的地下室是相连的，这就使得建筑底盘很大，形成多塔楼大底盘结构。
①地下室嵌固位置：根据高层建筑设计规范和抗震规范的有关规定，当地下室的嵌固位置为地下室顶板时，其结构的侧向刚度必须大于其上部紧挨着的楼层的侧向刚度的2倍，且地下室至少为两层。若不能满足这个要求且不能增加地下室的侧向刚度，就不能选用顶板作为嵌固位置，而需选取其下合适的部位进行嵌固。本工程中由于地下室作为车库使用，其空间面积很大，导致其侧向刚度和水平刚度都不是很大，通过有关的计算分析，工程选用建筑基础底板作为嵌固点。
②多塔结构计算模型：第一种是离散模型，即将塔楼底盘也进行划分，将建筑看做是完全独立的各个塔楼单元，然后分别对其进行计算分析，采用这种模型进行计算由于忽略掉了塔楼之间的相互影响，所以其计算结果往往不够准确，但是整体模型在反应各塔楼的扭转特性上十分困难，且各个塔楼的周期比的计算应该采用此模型；第二种就是整体模型，这种模型将塔楼和底盘看作是一个整体进行计算和分析，所以在建筑设计计算时，凡是采用此模型能够实现的计算都应该优先考虑此模型。
③对于大底盘的措施：本工程建筑的底盘较大，其上部结构对非其本身范围以内的大底盘的有些竖向抗侧力构件影响较大，对其它的竖向构件影响很小，用振型图来判断大底盘竖向抗侧力构件对上部结构的作用，根据相关规定塔楼周围的最大范围在两个水平方向不宜大于其地下室一层层高的2倍。
④本工程中塔楼部分选用的计算和设计模型是离散模型，大底盘地下室选用的是整体模型，对于塔楼底部加强区的抗震构件的选取按照两种模型计算结果中较差的那个进行设计。
⑤应该注意的问题：第一，地下室质量产生的地震作用大部分被室外回填土吸收，但是并没有对其吸收标准做出明确的计算；第二，按照有关规定，对地下室结构中不满足最小地震剪力系数要求的地方没有进行调整，这就导致了结构整体地震作用基底剪力的减小，使得传递到基础的总地震剪力和倾覆力矩偏小。
4.结构计算及分析
在对建筑结构设计完成时，需对设计的合理性进行验算，本工程主要采用电算的计算方式，电算结果如表1所示。
对电算结果进行分析可知，建筑的结构刚度中心与建筑截面的几何中心偏离不大，偏心弯矩对基础的影响不大，剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的1/2，结构的自振周期、位移值以及振型曲线都没有超限(见表1或如图1、图2所示)，两个方向的竖向刚度较均衡，结构扭转很小，计算结果较为合理。
图1地震作用下特征阵型示意图
图2地震作用下位移曲线示意图
本工程设置中出现的问题，经过多次电算可知，①根据整体弹性内力、构件塑性设计原理对竖向荷载下框架梁端负弯矩进行降低的幅度要适当增大，调幅系数取0.8—0.9，这样在地震作用下梁端较易出现塑性铰，可吸收一部分地震作用；②为避免主梁承受过大的扭矩引起超筋超限，需适当减小梁的抗扭刚度折减系数，根据工程实际情况，适宜取0.5—0.65；③由于高层建筑需进行施工模拟计算，计算结果显示，与筒体相近的柱下轴力不够大，柱与筒体之间的梁配筋较大，并且随着高度的增大此现象更突出，最终导致截面超筋，和实际情况相差较大；④在框架剪力墙结构中，剪力墙主要承受水平作用下的剪力，但是这样导致了剪力墙的数量增加从而增加了结构刚度和地震作用，且这种结构耗费资金过大，此外，剪力墙的长度很大，且有相当强的翼缘与之相连，导致配筋过大，克服这个问题的方法是对部分墙肢人为地开施工洞，将其分为几段并连的小墙肢，从而合理分配各个墙肢的剪力，并且避免了超筋现象的出现，达到有关规范的要求。
【参考文献】：
［1］陈岱林，李云贵，魏文郎.多层及高层结构CAD软件高级应用.中国建筑工业出版社
［2］高立人，方鄂华，钱稼茹.高层建筑结构概念设计.中国建筑工业出版社
Abstract: Combining the author's years of work practice, the paper makes the comparison and analysis of the choice principle and types of high-rise steel structure floor slab for people's reference.
关键词：钢结构住宅；楼板类型；综合比较
Key words: steel structure housing; slab types; comprehensive comparison
中图分类号：TU39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）36-0068-01
0引言
钢结构住宅作为一种新型的住宅形式，是在最近20年间才开始投入实际工程中使用的。虽然钢结构在保护环境、资源合理利用、推进住宅产业化发展等方面具有绝对优势，但还存在很多限制其发展的因素，例如钢结构建筑材料价格高，加上缺乏行之有效的行业法规，几方面原因导致钢结构在普通民用建筑中难于推广应用。鉴于此，本文特以多高层钢结构住宅设计为例，选取其楼板设计为分析对象，从选择原则、类型及综合对比等方面进行了深入地比较与分析，望对钢结构应用于普通民用住宅中起到推进作用。
1多高层钢结构住宅楼板的选择原则
钢结构的基本元件是冷弯或热轧的型钢和钢板，它的承载能力高，外部尺寸小，重量轻，由于框架这种形式，建筑内部支撑少，空间布置的灵活性大。在设计中，针对结构材料和类型特征，应把握如下设计准则:
①设计中综合考虑布置梁柱的位置，特别是柱的形式、排列和柱距，应最大限度地满足居住空间灵活性的要求。②选择合理的楼盖结构跨度，既不要太大（导致板厚加大，自重增加），也不要太小（不经济）。③选择适当的位置布置结构支撑体系，以不妨碍建筑空间布局为宜，应避免设在有门窗洞口或将来住户有可能开设门窗洞口的位置。④选择适宜的钢结构类型，考虑人力、气候、原材料、工期、造价等综合因素的影响。⑤结构构件设计应尽量简化且尺寸精确，以免增加现场安装的困难和导致废料的产生。⑥选择隔声、防渗效果好的楼板体系，保障居住环境的舒适性。⑦充分考虑钢构件的防火性能以及因此而产生的费用。
2多高层钢结构住宅楼板的类型
2.1 全现浇楼板这种楼板与混凝土结构建筑完全相同，楼板建造需支模，大量湿作业，施工现场工作量大，混凝土养护时间较长。而且因混凝土收缩、地基沉降、温度等原因，楼板易开裂，影响使用功能。但是成本低、防火性能较好、施工单位较熟悉，目前在钢结构住宅中仍有不少应用。
2.2 半预制半现浇楼板①压型钢板-现浇钢筋混凝土楼板。通过栓钉将压型钢板固定在钢梁上，作为永久性模板，同时考虑压型钢板参与部分楼板受力。现浇混凝土层整体性好，方便水、电等设备管线的敷设。由于压型钢板底部不平整，而且压型钢板外露防火性能较差，因而楼板下部需要做防火处理并加设吊顶，既增加造价又降低室内空间净高，国外一些生产企业对压型钢板进行技术改造，生产推广闭口型压型钢板作为钢结构楼层模板。该种钢承板将板波口部缩小，板面与混凝土现浇层接触面较多，而暴露在外的面积较小，因而可以不做板底防火处理，即能达到楼板防火要求。同时由于板底平整，无须吊顶，只要板底喷涂即可，保证室内有效净空。现浇混凝土若采用轻骨料混凝土，可以大大降低结构楼板自重。②预制预应力叠合现浇楼板。将工业化预制的预应力混凝土薄板与钢梁连接，上浇混凝土现浇层组成叠合板。这种叠合板同样无须模板，施工方便，且省去了压型钢板，可降低造价。楼板厚度根据跨度大小经计算确定。通常，预应力混凝土薄板厚度为0~100mm，宽度国内普遍采用900mm、1200mm两种类型，长度可达到6m。现浇混凝土板厚度为50~80mm，现浇层加强楼板整体刚度，防止预制板开裂，并可以增加楼板的隔声性能。③双向轻钢密肋组合楼盖。由钢筋或小型钢焊接的单品析架正交成的平板网架，并在网格内嵌入五面体无机玻璃钢模壳而形成双向轻钢密肋组合楼盖。施工时利用平板网架自身的强度、刚度，并配1~2点临时支撑即可完成无模板浇注混凝土作业。钢框架梁和轻钢析架被现浇混凝土包裹形成双向组合楼盖，增加了楼板的刚度。无机玻璃钢模壳高度约250mm，500~600mm见方，混凝土现浇层厚度为50~70mm，楼板总厚度较大（密肋模壳可供设备管线穿过），需要架设吊顶。④密排小桁架-现浇混凝土楼板。楼面次梁采用密排小析架替代，与现浇混凝土楼板组合作用，各类管线可从析架空腹穿过，同密肋模壳楼板一样，也需要设置吊顶。
2.3 全预制楼板①压型钢板干式组合楼板。以冷弯薄壁型钢制成的大波纹压型钢板作为结构楼板骨架，结构钢梁预制为下翼缘加强加宽型，压型钢板置于结构钢梁的下翼缘上，跨度可达6m，上部钉高密度水泥刨花板，下部加一层保温隔声材料，底部防火石膏板吊顶。楼板各部件工厂预制，现场施工组装，构件采用螺栓连接，施工全过程无水化。压型钢板厚度与钢梁相同，楼板总厚度在200~400mm。总重量约为混凝土楼板的1/6。在欧洲各国使用较多，国内只有引进的小住宅采用。②预制加气混凝土楼板。预制加气混凝土楼板是以硅砂、水泥、石灰等为主要原料，内配经过防锈处理的加强钢筋，经过高温、高压、蒸气养护而成的多气孔混凝土板材。计算密度650kg/m3，是混凝土的1/4。具有质轻耐火等特点。板材由工厂预制加工，可根据设计要求定制，也可批量定型化生产。板材容许最大荷载5.0kN/m2，最大长度可达4m。现在国内已有生产厂家引进日本等国家技术设备，大量生产制作并投入使用。
3多高层钢结构住宅不同类型楼板的综合比较
从大范围可分为复合式和单板式。其中预制加气混凝土楼板为单板式，压型钢板一现浇钢筋混凝土楼板由于压型钥板在很大程度上作为模板使用，因此也可归为单板类，其余均为复合式。从工厂装配化程度、施工组织、隔声防火效果、设备管线敷设、空间利用率（净高）、造价几方面列表分析中可以看出，不同类型各有优缺点。
【关键词】高层住宅；地质条件；基础设计；结构设计；建筑设计
引言
在我们的日常生活中，会经常接触到高层住宅楼。我们所说的高层住宅楼是指长期为人们提供居住的高层建筑，而家庭住宅高层建筑是建立在特定范畴基础上的居住型高层建筑，是为了满足家庭生活需要，利用技术手段创造的建筑物。高层住宅除了在传统大城市里受到青睐，显示高层住宅具有较大的市场需求和发展潜力。近来沿海和内地的其他城市也掀起了兴建高层住宅的另一股热潮，甚至在一些中小城市也出现了不少高层住宅。
高层住宅楼设计是一项复杂的、综合的系统工程，住宅建造设计工作十分重要。高层住宅建筑设计必须根据使用要求，通过调查研究拟订出高层住宅建筑的建造方案。另外，高层住宅建筑与周围的环境是一个统一的整体，而且高层住宅建筑环境是人文背景，所以在高层住宅建筑设计中，需要统筹考虑。这是因为，住宅建筑应具有良好的环境，同时也必须与环境相适应。影响高层住宅建筑设计的环境因素比较多，其中地质条件是影响住宅建筑设计最重要的因素。但是，长期以来地质学理论主要集中在找矿及交通工程方面，在高层住宅建筑设计上的应用研究还相对较少。本文主要从地基承载力、地质建材、地磁场效应、地震灾害等方面讨论地质条件对高层住宅建筑设计的影响。并对将来高层住宅楼设计发展中的前瞻性问题提出设计建议，最后对高层居住外部环境的发展趋势做出展望。
1 高层住宅楼的特点
由于构成建筑物的物质手段与技术措施，住宅楼大多局限于土木石砖等比较原始材料，而且大都是陷于底层空间的不大建筑。随着经济高速发展及城市人口的普遍增长，建筑理念的更新以及城市社会功能的多样化发展，现代建筑的形式发生了巨大变化。当今世界各地修建的各类高层住宅楼技术先进，同时具有很强的艺术性。目前，许多高层住宅楼高度也越来越高，组成纵横交错的复杂空间，已经相当于过去多种功能组合起来的复杂建筑群。此外，充分接近自然等更具人性化的高层住宅楼正被许多设计师所采用。同时，也造成了高层住宅楼的地质勘察研究重视的降低，也造成高层住宅楼建造难以实施。一旦发生地质灾害，极易造成较大的损失及伤亡事故。所以高层住宅楼对建筑的工程地质勘探设计提出更高的要求。
2 地基承载力与高层住宅楼的基础设计
住宅建筑与土层直接接触的部分是基础，因此，基础的作用就是承上传下地传递荷载。房屋的屋顶、楼板层、墙壁等组成部分的荷载，最后都通过墙壁传给了基础。所以，所选用的材料必须要有足够的强度。而基础又把建筑物的全部荷载传到承受荷载的地基上，以承受荷载和地基的反作用力。并且地基不能经受地下水等的侵蚀，或者产生不均匀沉降。如果地基受到破坏，房屋就会产生裂缝、倾斜，甚至倒塌。所以与地基承载力有关的基础设计是否合理相当重要。基础所选择的形状应尽量使建筑物的荷载能够均匀地传到地基上。因此，基础的设计直接关系到住宅建筑的安全使用和造价投入。
由于地基的承载能力一般都要比砖、石、混凝土等基础材料的抗压能力差得多。在同样的地基承载能力条件下，基础通常做成逐步加宽的形式，以扩大基础底面与地基直接接触的面积，使基础传给地基的单位面积上的压力减小，而能与地基的承载能力相适应。对于工程地质条件比较复杂的场地，地质较差的地方布置绿地，地质较好的地方布置高层建筑，在交界的地方布置高层建筑应注意，让一幢高层建筑跨越两种性质的土层是不合理的。如果建筑上部荷载较大，基础的底面积也应相应的增大，可以通过加固、打桩等办法来改善地基的承载能力，同理，即使上部荷载相同，在承载力较高的岩土层埋深较浅的地段要充分发挥其承载力，基础也应当以不同大小的底面积去适应地基的不同的承载能力。
3 地质建材与高层住宅楼的结构设计
高层住宅楼的建材都直接或间接与区域地质状况有关，被统称地质建材。地质建材比较笨重，搬运不便。地质环境提供了石、土、砖、瓦等建材，所以当地大兴土木时，除了加工制作产品，大部分属于未经制作的原始材料，建筑高层住宅楼是就地取材。在施工时一般只需在建筑现场加工便可使用。这对于形成高层住宅建筑结构特色十分有意义。
我国高层民居建筑普遍采用梁柱式构架结构，这种结构对太阳能的应用不是十分有利。国外认为被动式太阳能采暖与制冷技术将是下世纪建筑设计的方向。目前，国外正在试验太阳能集热式墙体，由两层保护性玻璃和中间透明塑料体复合而成，其原理是利用透明绝热材料吸收太阳能用于高层建筑中的理论。为了很好的降低能耗，在设计中运用被动式低能耗技术与场地气候和气象数据相结合，同时，使停车场的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，增加环境中的水分，与停车场内的树林形成一种供水循环系统，提高小区的绿化效果，提高生活质量。分隔房间的墙壁上留有通风口，并配置有通风设备，其具体方法是通过建筑外形的塑造、材料的选择等。总之，一个地方的住宅结构设计必须要充分考虑该地的地质建材条件。
4 地震灾害与高层住宅楼的防震设计
住宅建筑灾害有地震、洪水、雷击等自然灾害，必须采取设沉降缝和桩基等措施，减少不均匀沉降引起的对高层建筑物的危害。人为灾害地质环境直接影响地震等大灾害防范，是住宅建筑设计中必须考虑的一个问题。
高层住宅建筑的群体设计在震区布设住宅群时。应根据地质调查，从抗震的角度考虑，除了在建筑场地的地质条件选择上、住宅的平面和高度设计上予以特别重视外。布置建筑要避开危险和不利地段。在住宅群中必须留有适当的疏散场地作为震害发生时的避难场所。除了公共绿地外。由于房屋的自振周期短，须在居住小区中专门划出一些临时疏散场地；在房屋的可能倒塌范围之间留出一定宽度的通道备用。震区房屋倒塌情况的调查资料表明，若房屋的自振周期与地基的末震周期接近，可根据这一指标设计通道宽度，以备震害发生时救灾人员和车辆通行之用。如果在小区范围内地基有硬有软，则因该在软土区布置刚性较大的建筑，这样对建筑整体抗震有好处。为了抗震需要，住宅周围的道路也要合理布设，一般情况为了使用上的方便，把宅前道路布设在临近住宅出入口的一侧，但在震区就必须把住宅群的道路布设在两幢住宅之间，道路易于清理和使用。
5 磁场与住宅建筑的设计
地表磁场与生物体相互作用的效应有热效应，所以地表磁场强度分布的地域差异是影响住宅布局的一个地质物理因素。如果地表磁场能量变化不是很强时，人类经过长期演化已适应了这一地质环境。但地表磁场强度的分布具有地域差异性，在生物体内部产生的能量和温升并不明显的情况下，一旦局地磁场强度发生较大变化，会使组织的传热机能产生混乱，对居住者的生理状况产生不良影响。当地磁强度过大时，受地磁场影响的组织内吸收的能量远大于生物体的新陈代谢能力时，球形红细胞形成速度达到最高值，当超过组织的调节能力，红细胞溶血速度明显增大。科学家们还发现，很多疾病的发病率及造成的死亡率，都是因为局部体温上升，最后导致组织的破坏和死亡。随住宅建筑周围的地磁强度月均值的增强而升高，会对居民造成一定的影响。可见，在高层住宅建筑布局设计时，必须要注意选择地磁强度适中的地方进行建造。
6 结语
地质环境条件是影响住宅建筑设计的重要因素之一。在高层住宅楼工程地质勘察研究过程中，要充分研究地基承载力与高层住宅楼的基础设计、地质建材与高层住宅楼的结构设计、地震灾害与高层住宅楼的防震设计。采用现代化的科技作为高层建筑物基础，满足设计及工程建设的要求，并在全国进行推广应用。并对将来高层住宅楼设计发展中的前瞻性问题提出设计建议，最后对高层居住外部环境的发展趋势做出展望。
参考文献：
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[2]Cheng.C.M，Lin.Z.X，T Sai.M.S. Insight of aero elastic behaviorsof tall building gs near the influence of tensional／lateral fre quencyratio [D].Lubbock，Texas，USA；Eleventh International Conference onWind Engineering，2003.
[3]浦京遂.电磁环境与人体健康[J].大自然探索，1987(2)75-78.
关键词：高层建筑;位移角;地基基础
Abstract: the paper mainly combined with the engineering practice, the structure design of high-rise residential buildings are analyzed, and to meet the requirements of the building use, the structural design of also fully embodies the shear wall structure of the advantages, its stiffness big, small and comfortable high degree of displacement. Practice proves the shear wall structure system are used in high-rise residential buildings.
Keywords: high building; Displacement Angle; foundation
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
本工程总建筑面积114128m2 。1#住宅楼建筑面积22169 m2 ，地上29层，地下2层地下室。该工程建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50a，建筑抗震设防为丙类，抗震设防烈度为7度，地震作用和抗震措施均按抗震7烈度设防，设计基本地震加速度为0.2.g，设计地震分组为第一组，剪力墙抗震等级为二级。1#住宅楼采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，抗震等级为二级。
2、高宽比确定
高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。根据《高层建筑混凝土结构设计规程》JGJ3-2002第4.2.3条条文解释“一般场合，可按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比，但对凸出建筑物平面很小的局部结构（如楼梯间、电梯间等），一般不应包含在计算宽度内。”根据规范提供的方法， 本工程高宽比超过《高层建筑混凝土结构设计规程》JGJ3-2002第4.2.3条表4.2.3-1抗震设防烈度为7度时，A级高度剪力墙结构高宽比不宜大于6的规定。因高宽比超过规范限值，因此，本工程在结构设计时应采取必要的加强措施。
3结构设计
3.1 结构选型
建筑物的结构设计，不仅要求具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够抵抗
侧力的刚度，使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定的范围内，基于上述基本原理，工程综合分析了结构的适用，安全，抗震，经济，施工方便等因素，选取结构为剪力墙体系，由钢筋混凝土框架承担竖向力和侧力。钢筋混凝土框架刚度布置相对比较均匀，在满足建筑功能情况下，尽量减少平面扭转对结构的影响。
3.2 主要材料
混凝土强度等级。墙、柱：-1~5层为C50，6~10层为C45，11~15层为C40，16~20层为C35，21~25层为C30，26~29层为C25；梁、板：-1~20层为C30，11~天面层为C25。钢筋采用普通钢筋HPB235级、HRB335级、HRB400级。
3.3板厚取值
现浇楼盖中，板的混凝土用量约占整个楼盖的50% ～60% ，板厚的取值对楼盖的经济性和自重的影响较大，在满足板的刚度和构造要求的前提下，应尽量采用较薄的板，双向板的最小板厚度为80 mm, 板的厚度与跨度的最小比值：四边简支板为1 /40， 连续板为1 /50。工程最大板跨为5m， 其余板跨均小于4 m， 考虑到工程为住宅楼，板内有埋机电暗管, 因此小于4 m的板跨板厚也取100 mm, 5 m板跨板厚取140 mm。
4结构计算分析
工程采用了中国建筑科学研究院的PKPM系列SATWE软件（ 多、高层建筑结构空间有限元分析与设计软件）进行计算，施工图采用SATWE的计算结果，按15个振型进行结构计算分析。
4.1结构整体抗倾覆验算结果
===============================================
倾覆力矩Mr 倾覆力矩Mov 比值Mr/Mov零应力区(%)
X风荷载5250527.5 209207.725.10 0.00
Y风荷载2947079.2 429299.7 6.86 0.00
X 地 震5250527.5 252271.620.81 0.00
Y 地 震2947079.2 270002.410.92 0.00
从结果可以看出，由于Y方向较“薄”，造成Y风荷载作用时所产生的倾覆力矩远大于X风荷载及地震力产生的倾覆力矩，分别为X风的2倍、X地震的1.5倍、Y地震的1.6倍。
4.2结构整体稳定验算结果
X向刚重比 EJd/GH**2=7.24
Y向刚重比 EJd/GH**2=5.15
该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算
该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应
4.3 弹性层间位移角
根据广东省《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ—2002）补充规定DBJ/T15-46-2005第3.5条“对于高度小于150m的剪力墙、筒中筒结构等弯曲型结构，当弯曲变形的影响明显，某层层间有害位移角小于层间位移值的50%，该层层间位移角限值可放宽至1/800。”本工程Y方向风荷载控制时的位移角1/851
4.4轴压比
计算结果分析表明，本工程各项整体指标均能满足相关规范的有关要求或未超出规范规
定的最大限值；柱的轴压比和各构件的强度及变形也均能满足规范的要求。
4.5桩基础设计
本工程采用PKPM系列JCCAD程序进行布桩、桩反力计算及承台配筋。由于Y向风荷载产生较大的倾覆力矩，最大桩反力为Y向风荷载控制，且最终的配桩数量要多于根据D+L结果估算的配桩数量。
5、地基与基础
该场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅲ类。基础位于地下水位以下，基坑开挖时应采取降水措施，建议采用管井降水方案。该工程地基持力层为4层粉质粘土，其承载力特征值为180kPa，天然地基不能满足工程对地基承载力和沉降的要求。地基处理方案为：采用:CFG 桩处理地基，其持力层为桩下沉降变形较小的第7层卵石、圆砾层。基础平面布置见图1。
关键词：地质勘察；地基承载力；高层
地质环境条件是影响住宅建筑设计的重要因素之一，分析地质因素对住宅建筑设计的影响，探讨地质学原理在住宅建筑设计中的应用，不但具有理论价值，而且对于住宅的建设工作也十分重要。
现今,随着城市建筑物的日益增多,尤其是高层建筑不断增多。根据高层建筑使用功能不同，可以分为居住高层建筑、工业高层建筑、公共高层建筑等。对于高层建筑，最引人注目的是居住型高层建筑。家庭住宅高层建筑是建立特定范畴基础上的居住型高层建筑，是为了满足家庭生活需要，利用技术手段创造的建筑物。高层住宅在传统大城市里受到青睐，显示高层住宅具有较大的市场需求和发展潜力。高层住宅楼设计是一项复杂的、综合的系统工程，住宅建造设计工作十分重要。高层住宅建筑设计必须根据使用要求，通过调查研究拟订出高层住宅建筑的建造方案。另外，高层住宅建筑与周围的环境是一个统一的整体，而且高层住宅建筑环境有其人文背景，所以在高层住宅建筑设计中，需要统筹考虑。影响高层住宅建筑设计的环境因素比较多，其中地质条件是影响住宅建筑设计最重要的因素。本文主要从地基承载力、地质建材、地磁场效应、地震灾害等方面讨论地质条件对高层住宅建筑设计的影响。并对将来高层住宅楼设计发展中的前瞻性问题提出设计建议，最后对高层居住外部环境的发展趋势做出展望。
一、高层住宅楼与地质的关系以及其特点
过去由于构成建筑物的材质与技术手段的制约，住宅楼大多局限于土木石砖等比较原始材料，大都陷于底层空间的多层建筑。随着经济高速发展及城市人口的普遍增长，建筑理念的更新以及城市社会功能的多样化发展，现代建筑的形式发生了巨大变化。当今世界各地修建的各类高层住宅楼技术先进，同时具有很强的艺术性。目前，许多高层住宅楼高度越来越高，组成纵横交错的复杂空间，已经相当于过去多种功能组合起来的复杂建筑群。此外，充分接近自然等更具人性化的高层住宅楼正被许多设计师所采用。但是由于高层住宅楼的地质勘察研究滞后，造成高层住宅楼建造难以实施；一旦发生地质灾害，极易造成较大的损失及伤亡事故。所以高层住宅楼对建筑的工程地质勘探设计提出了更高的要求。
二、地基承载力的特点
住宅建筑与土层直接接触的部分是基础，因此，基础的作用就是承上传下地传递荷载。房屋的屋顶、楼板层、墙壁等组成部分的荷载，最后都通过承重墙传给了基础。所以，所选用的材料必须要有足够的强度。而基础又把建筑物的全部荷载传到承受荷载的地基上，以承受荷载和地基的反作用力。并且地基不能经受地下水等的侵蚀，或者产生不均匀沉降。如果地基受到破坏，房屋就会产生裂缝、倾斜，甚至倒塌。所以与地基承载力有关的基础设计是否合理相当重要。基础所选择的形状应尽量使建筑物的荷载能够均匀地传到地基上。因此，基础的设计直接关系到住宅建筑的安全使用和造价投入。
由于地基土的承载能力一般都要比砖、石、混凝土等基础材料的抗压能力差得多。在同样的地基承载能力条件下，基础通常做成逐步加宽的形式，以扩大基础底面与地基直接接触的面积，使基础传给地基的单位面积上的压力减小，而能与地基的承载能力相适应。对于工程地质条件比较复杂的场地，地质较差的地方布置绿地，地质较好的地方布置高层建筑，在交界的地方布置高层建筑应注意，让一幢高层建筑跨越两种性质的土层是不合理的。如果建筑上部荷载较大，基础的底面积也应相应的增大，可以通过加固、打桩等办法来改善地基的承载能力。同理，即使上部荷载相同，在承载力较高的岩土层埋深较浅的地段要充分发挥其承载力，基础也应当以不同大小的底面积去适应地基的不同的承载能力。
三、地质建材对住宅的影响
高层住宅楼的建材都直接或间接与区域地质状况有关，被统称地质建材。地质建材比较笨重，搬运不便。地质环境提供了石、土、砖、瓦等建材，所以当地大兴土木时，除了加工制作产品，大部分属于未经制作的原始材料，建筑高层住宅楼是就地取材。在施工时一般只需在建筑现场加工便可使用。这对于形成高层住宅建筑结构特色十分有意义。
我国高层民居建筑普遍采用梁柱式构架结构，这种结构对太阳能的应用不是十分有利。国外认为被动式太阳能采暖与制冷技术将是下世纪建筑设计的方向。目前，国外正在试验太阳能集热式墙体，由两层保护性玻璃和中间透明塑料体复合而成，其原理是利用透明绝热材料吸收太阳能用于高层建筑中的理论。为了很好的降低能耗，在设计中运用被动式低能耗技术与场地气候和气象数据相结合。同时，使停车场的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，增加环境中的水分，与停车场内的树林形成一种供水循环系统，提高小区的绿化效果，提高生活质量。分隔房间的墙壁上留有通风口，并配置有通风设备，其具体方法是通过建筑外形的塑造、材料的选择等。总之，一个地方的住宅结构设计必须要充分考虑该地的地质建材条件。
四、地震灾对住宅的影响
住宅建筑灾害有地震、洪水、雷击等自然灾害，必须采取设沉降缝和桩基等措施，减少不均匀沉降引起的对高层建筑物的危害。人为灾害地质环境直接影响地震等大灾害防范，是住宅建筑设计中必须考虑的一个问题。高层住宅建筑的群体设计在震区布设住宅群时。应根据地质调查，从抗震的角度考虑，除了在建筑场地的地质条件选择上、住宅的平面和高度设计上予以特别重视外，布置建筑时要避开危险和不利地段。在住宅群中必须留有适当的疏散场地作为震害发生时的避难场所。除了公共绿地外。由于房屋的自振周期短，须在居住小区中专门划出一些临时疏散场地；在房屋的可能倒塌范围之间留出一定宽度的通道备用。震区房屋倒塌情况的调查资料表明，若房屋的自振周期与地基的末震周期接近，可根据这一指标设计通道宽度，以备震害发生时救灾人员和车辆通行之用。如果在小区范围内地基有硬有软，则应该在软土区布置刚性较大的建筑，这样对建筑整体抗震有好处。为了抗震需要，住宅周围的道路也要合理布设，一般情况为了使用上的方便，把宅前道路布设在临近住宅出入口的一侧，但在震区就必须把住宅群的道路布设在两幢住宅之间，道路易于清理和使用。
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