時間：2023-09-03 15:18:17
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇高層住宅樓結構設計，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞：高層住宅；概念設計；基礎設計；剪力墻設計
1 工程概況
某高層住宅，設計使用年限為 50年，建筑耐火等級為二級。抗震設防烈度為七度，主體為剪力墻結構，裙房為框架結構。地基基礎設計等級為乙級，主體為筏板基礎，裙房為柱下獨立基礎和墻下條形基礎。總建筑面積為5231.08m2，東西長約45m，南北長約18m，主體為地上15層帶 1層地下室，右邊裙房為地上 1層帶 1層地下室，前邊裙房為地上 1層。
2 概念設計與總體指標控制
概念設計的目標是使整體結構能發揮耗散地震的作用， 避免出現敏感的薄弱部位導致過早地破壞，因此剪力墻的布置應以此為原則精心布置，方可使結構在整體上安全合理。目前很多設計剪力墻滿布，造成結構體系剛度過大，引起地震力加大，雖然滿足強度要求，但混凝土用量大，鋼筋用量也隨之加大，并且加大后的地震力有時集中于某些薄弱部位，造成安全隱患。
建筑結構平面布置時，概念設計應盡量使 x向和 y向抗側剛度接近，剪力墻不宜過多以免剛度過大。在豎向布置上也要力求均勻，避免少數樓層出現敏感薄弱部位，使結構整體形成均勻的抗側力結構體系，在此基礎上，結合電算才能作出安全、經濟、合理的結構。在本工程住宅樓主體剪力墻時，x向剪力墻墻肢較短，y向剪力墻墻肢較長，墻肢盡量多做成帶翼緣的L形、T形等，不做“一”字形短墻；高厚比多在8以上，通過這些措施使結構總體指標控制在規范允許范圍內。總體指標對建筑物的總體判別十分有用。
3 基礎設計
高層建筑剪力墻結構設計由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室。基礎多采用筏板基礎。合理選擇筏板厚度及邊緣挑出長度也直接影響結構整體安全和工程造價。該工程上部 15層帶 1層地下室，根據勘察報告，取筏板厚為1000mm，經細算后筏板可減至800mm。由于地庫室為單層框架結構，筏板基礎厚度計算后定為250mm，為解決柱對筏板的沖切，對柱下局部范圍加厚（見附圖1）。經此處理經濟性明顯。因此，基礎選型應作方案比較，才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值，對高層來說一般筏板厚初選時可按樓層數計，即每層按 50mm厚增加。
筏板長度的設置應考慮地下室的使用合理性，通常采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫。本項目采用添加劑以補償混凝土的因水化熱引起膨脹與收縮，或采用纖維混凝土等方法在一定范圍內可不設或少設后澆帶，并且對所設后澆帶采取必要的保護和加強措施。該工程地下室長120m，大于規范要求的55m，故筏板基礎 采后澆帶來解決結構超長的問題。并在塔樓與地下室之間設置后澆帶，解決兩種不同荷載之間的不均勻沉降問題（見附圖2），效果良好。
4 剪力墻設計
4.1 剪力墻布置
剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免“一”字形剪力墻，若出現則應盡可能布置成長墻（ h /w > 8）；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱，當梁高大于墻厚的 2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件時兩個方向均應布置成長墻；規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍及8倍以下為短肢墻，大于8倍則為普通墻。該工程剪力墻布置后，剛心和質心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大減小了扭轉效應；主梁擱置在剪力墻上的，在相應部位設置暗柱，以控制剪力墻平面外的彎矩。
4.2剪力墻配筋及構造
4.2.1剪力墻配筋
該工程剪力墻一層墻厚為 250mm，其余地面以上墻厚均為200mm，水平鋼筋放在外側，豎向鋼筋放在內側。六層以下水平筋￠10@ 200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用￠6 @ 400拉筋；六層以上￠8 @ 200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用￠6@ 600拉筋。地下部分墻體豎向配筋￠14@ 200為主要受力鋼筋，水平筋則構造配置，該工程均取￠12@ 150。地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產生的側壓力控制，簡化計算后由豎向筋控制。
4.2.2 剪力墻邊緣構件的設置
試驗研究表明，鋼筋混凝土設置邊緣構件后與不設邊緣構件的矩形截面剪力墻相比，其極限承載力提高約40%，耗能能力增大20%，且增加了墻體的穩定性，因此一般一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件；其余剪力墻應按《高規》第7.2.17條設置構造邊緣構件。
對于本工程剪力墻來說，其暗柱配筋滿足規范要求的最小配筋率，建議加強區0.7%，一般部位0.5%；對于短肢剪力墻，應按《高規》第7.1.2條控制配筋率加強區 1.2 %，一般部位1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設計中往往按長肢墻進行暗柱配筋并不妥當，建議有兩種方法：其一，計算中另一方向短肢不進入剛度，則配筋可不考慮該方向短肢影響；其二，計算中短肢計入剛度，則配筋中應考慮該方向短肢的不利影響。建議該短肢配筋率在加強區取1.0 %，一般部位可取0.8 %。該工程地面一、二層設置構造邊緣構件，縱筋最大直徑為￠14，加強區暗柱配筋率最大為 1.45%，最小0.8%；三層及三層以上為構造邊緣構件，構造邊緣構件縱筋配筋率普遍在 0.6%～0.7%。
4.2.3 剪力墻的連梁
剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，雖然在計算中對其剛度進行折減，但在地震作用下彎矩、剪力仍很大，有時很難進行設計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計算圖形不符，相應配筋亦較大，不合理。所以連梁高度計算與設計統一規定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可用輕質材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加1根梁，2根梁之間用輕質材料填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。該工程連梁截面均為墻厚×400mm，大部分連梁縱筋為4￠14，箍筋為￠8@ 100；個別連梁縱筋為 4￠16，箍筋為￠8@100。
5結語
綜上所述，在高層建筑轉換層的結構設計時，既要盡可能地滿足建筑的使用功能的要求，又要使結構體系更加合理，應從建筑功能、結構受力、設備使用、經濟合理等多方面入手進行結構的選型和柱網布置，從而滿足建筑結構合理的使用要求。
參考文獻
關鍵詞：住宅建筑；結構設計；；抗震設計
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
中圖分類號：F416.9 文獻標識碼A 文章編號
一、工程概述
某高層住宅樓，采用框支剪力墻結構；地上32層（95.9m） ，首層二層為商業，首層層高為4.8m，二層層高4.1m，二層以上為住宅，層高為2.9m；2層地下室，為車庫及設備用房，負一層層高5.6m，負二層層高3.8m。三層樓面設置了梁板式結構轉換層，設計使用年限為50年，安全等級為二級，建筑物抗震設防類別為標準設防（丙） ；地震分組第一組，抗震設防烈度7度；基本加速度為0.10g，場地類別為二類。
二、結構設計與布置
1、抗震等級的確定
本工程考慮地下室頂板作為嵌固部位，根據《高層建筑混凝土結構技術規程》 （JGJ3 － 2010）第3.9.3條規定確定抗震等級；框支框架抗震等級為一級，剪力墻底部加強部位抗震等級為一級，非底部加強部位的剪力墻抗震等級為二級；地下一層抗震等級一級，地下二層抗震等級二級；整體結構仍按一般剪力墻結構采取抗震構造措施。
2、轉換層結構布置
構件選擇轉換層可供選擇的構件形式有梁、桁架、空腹桁架、箱形結構，斜撐、厚板等。在工程實踐中，以轉換梁的型式最常見，它設計和施工簡單，受力明確，廣泛應用于底層大空間剪力墻結構中，本工程經比較后采用了巨型梁轉換層結構型式。
3、標準層結構布置
標準層墻柱布置時盡量使結構的剛度中心與質量中心重合，以減少地震作用下的扭轉效應，因此把剪力墻均勻布置在建筑物的周邊。平面形狀變化尤其凹凸較大時，在凸出部分的端部附近布置剪力墻，同時增強邊角部位剪力墻的剛度，加大平面遠端剛度結合樓梯間及電梯間布置筒形剪力墻，用來結構控制位移，提高抗震性能。并且在布置剪力墻時縱橫剪力墻盡量組成L形、T形，在縱橫兩個主軸方向上使剪力墻剛度基本上一致。在設計過程中，與建筑專業緊密配合，盡量使上部墻體直接落在框支柱或框架轉換梁上，而不隨便采用次梁轉換標準層結構的豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度自下而上逐漸減小，混凝土強度等級由C50漸變至C30，剪力墻厚度由300mm漸變至200mm。
標準層住宅在剪力墻局部開設角窗，削弱了剪力墻結構體系的整體性，針對這一不利因素，在角窗處設置了200mmX1200mm的梁（上翻600mm） ，以提高在地震作用下的結構的整體抗扭能力；除此之外標準層框架梁截面設計為200mmX550mm，內部梁根據使用凈高和受荷情況而定，最高不能高于600mm。標準層的核心筒位于平面中心，電梯間開洞使樓面有較大的削弱，結構設計時將核心筒內樓板板厚加厚至150mm，并采取雙層雙向配筋，以加強其剛度；邊角板厚120mm且不小于板計算跨度的1/35，其余板厚不小于100mm且不小于1/35。
三、結構計算及結果分析
住宅采用中國建筑科學研究院PKPM系列SATWE軟件計算分析，以SATWE的計算結構為施工圖的主要設計依據。
1、振型及周期
住宅計算振型數為24個，計算結果顯示抗震計算時的振型參與質量與總質量之比為：X向為96.05%，Y向為96.01%；可見計算時采用的振型數是足夠的計算基本周期及扭轉因子，空間振型的周期：T1=2.82（Y方向平動系數1.0；T2=2.49；X向平動系數0.98） ；T3=2.18（扭轉系數0.98）根據大量工程實例的統計，正常情況下框架剪力墻結構的第一自振周期大概范圍為：T1=（0.08 ～ 0.12）n（n為建筑物的層數） ，本工程第一振型的周期約為0.09n屬于在正常范圍之內按剛性樓板假定進行結構整體計算時，在考慮偶然偏心影響的地震作用下，結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9。本工程扭轉周期比Tt1/T1=0.773，滿足規范要求結構的水平位移在規范的允許范圍之內，結構的剛度合理。
住宅存在著一定的扭轉不規則，即在考慮偶然偏心影響
的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移與樓層平均值之比超過1.2倍，但是其比值較小（＜1.31） ，特別是塔樓部分普遍都小于1.25，最大值都在裙樓。這是由于裙樓處的水平剛度較大，其平均層位移很小，但是由于裙樓質心到端部尺寸很大，盡管扭轉角很小也容易造成扭轉不規則指標超限考慮到裙樓的層間位移絕對值都很小，層間位移角值比規范限基本小一倍以上，因此，對于整個結構的影響是比較小的。
2、轉換層剛度比
剛度比計算選用剪切剛度參數計算，轉換層上部結構與下部結構的側向剛度比為：X方向γ=1.198，Y方向γ=1.182，轉換層上下層側向剛度比較小；轉換層上下層的層間位移角比較接近，在轉換層處還是實現了側向剛度漸變的要求的。
3、動力時程分析
住宅采用SATWE程序進行動力時程分析，對結構進行了補充設計。波形采用mmw－3、lan3－3，lan5－3以層間剪力和層間變形為主要控制指標。與振型分解法結果相比，大部分樓層墻。梁配筋基本一致，說明整個結構的剛度設計合理。設計中對薄弱樓層的配筋采取了加強措施。
四、結構構件設計
1、框支柱
框支柱抗震等級為一級，軸壓比不得大于0.6，對于部分因截面尺寸較大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性還與配箍率有密切關系，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，全長加密，且箍筋體積配箍率不得小于1.5%。抗震設計時，規范規定了剪力墻底部加強部位（從地下室底板算起至轉換層以上兩層且不宜小于房屋高度的1/10） ，其目的是在此范圍內采取增加邊緣構件箍筋和墻體縱橫向鋼筋等抗震加強措施，避免脆性的剪切破壞，改善整個結構的抗震性能。
2、轉換層樓板
框支剪力墻結構以轉換層為分界，上下兩部分的內力分布規律是不同的。在上部樓層，外荷載產生的水平力大體上按各片剪力墻的等效剛度比例分配；而在下部樓層，由于框支柱與落地剪力墻間的剛度差異，水平剪力主要集中在落地剪力墻上，即在轉換層處荷載分配產生突變。由于轉換層樓板承擔著完成上下部分剪力重分配的任務，且轉換層樓板自身必須有足夠的剛度保證，故轉換層樓板采用C45混凝土，厚度200MM，￠10@150鋼筋雙層雙向整板拉通（采用三級鋼） 。
五、結束語
綜上分析，在建筑結構設計時，除了滿足建筑的使用功能的要求之外，還要使結構體系更加合理，應從建筑功能、結構受力、設備使用、經濟合理等多方面入手進行結構的選型和柱網布置，從而滿足建筑結構合理的使用要求。
參考文獻：
[1]《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3－2010）修訂版
【關鍵詞】高層住宅;指標控制；基礎結構設計；配筋及構造設計；地震力組合數
1總體指標控制
計算判斷結構抗震是否可行的主要依據是在風荷載和地震作用下水平位移的限值; 地震作用下, 結構的振型曲線, 自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中。總體指標對建筑物的總體判別十分有用。譬如說若剛度太大, 周期太短, 導致地震效應增大, 造成不必要的材料浪費; 但剛度太小, 結構變形太大, 影響建筑物的使用。合理的剛度是多少, 筆者建議對于小高層住宅μ/H 取1/2500～1/3500,剛重比在10～15 之間是比較合理的。周期約為層數的0 . 0 6 ～0 . 0 8 倍之間。另外, 對結構布置扭轉的控制: 在考慮偶然偏心影響的地震作用下, 樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移不宜大于該樓層平均值的1 . 2 倍, 不應大于該樓層平均值的1 . 5 倍。當然, 筆者建議對于頂層構件可不考慮在內, 否則很難滿足上述指標。
2基礎結構設計
本工程結構設計的最大特點是采用后張無粘結預應力寬扁梁結構。設計思路如下: 無粘結預應力筋主要用于平衡樓板和扁梁自重, 并滿足梁的抗裂度及變形要求。為保證構件延性, 按照《無粘結預應力砼結構技術規程》梁內配置適當普通鋼筋。耐火極限為兩小時, 無粘結預應力筋的保護層厚度不小于40mm。目前的短肢剪力墻體系高層由于考慮埋置深度的要求, 一般均設置地下室。基礎則采用樁筏基礎。如何對樁進行合理選型, 將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。例如某一工程, 上部十八層帶一地下室, 根據勘察報告, 采用Φ 4 0 0 預應力管樁, 可選樁長有樁長2 5 m , 單樁承載力特征值Ra=900kN,樁長34m,單樁承載力特征值Ra=1300kN。采用25m 樁需要290 根,采用34m 樁需要200 根。從樁本身比較兩種方案, 總的樁延米數量相當, 但采用2 5 m樁為滿樘布置, 筏板厚需1 2 0 0mm , 而采用34m 樁為墻下布置, 筏板可減至900mm,經濟性明顯。因此, 筆者認為基礎選型應作方案比較, 才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值, 則應考慮樁沖切, 角樁沖切, 墻沖切及板配筋等多方面的因素。另外, 筏板長度的設置也須我們研究探討,由于考慮地下室的使用合理性, 常規我們采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫, 后澆帶的作用是明顯的, 但也給施工帶來了不少麻煩, 甚至由于處理不當而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層, 長寬均達1 0 0m 以上, 中間就設置幾條后澆帶, 也沒有其他措施, 筆者認為是不妥當的。
3配筋及構造設計
對于高層住宅來說, 剪力墻是面廣量大的, 因此合理的控制剪力墻配筋對于結構安全及工程的經濟性具有十分重要的作用。
3.1 剪力墻墻體配筋( 以2 00厚墻體為例) 一般要求水平鋼筋放在外側, 豎向鋼筋放在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可。筆者建議加強區Φ10@200,非加強區Φ 8@200 雙層雙向即可,雙排鋼筋之間采用Φ6@600x600 拉筋。但地下部分墻體配筋則另當別論。因為地下部分墻體配筋大多由水壓力, 土壓力產生的側壓力控制, 而由于簡化計算經常由豎向筋控制, 此種情況下為增大計算墻體有效高度, 可將地下部分墻體的水平筋放在內側, 豎向鋼筋放在外側。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術規范》第4 . 1 .6 條規定: 迎水面保護層應大于50mm,且在保護層內按《混凝土結構設計規范》第9 . 2 .4 條規定增設雙向鋼筋網片。在這種情況下, 很多設計人員在進行外墻裂縫驗算時有效截面高度仍按保護層50mm 計算, 筆者認為是不妥當的。當采取了雙向鋼筋網片后, 計算保護層厚度至少可按3 0 mm來取值, 這對節省墻體配筋效果相當明顯.
3.2剪力墻按規范應設置邊緣構件, 一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件;其余剪力墻應按《高層建筑混凝土結構技術規程》第7 . 2 .1 7 條設置構造邊緣構件。本節僅就構造邊緣構件的配筋作一點討論。我認為首先要區分剪力墻的受力特性及類別, 即: 普通剪力墻( 長墻) , 短肢剪力墻, 小墻肢和一個方向長肢墻而另一方向屬短肢墻來區別對待配筋。對于普通剪力墻, 其暗柱配筋滿足規范要求的最小配筋率, 建議加強區0 . 7 % , 一般部位0 . 5 % 。對于短肢剪力墻, 應按高規第7 . 1 .2 條控制配筋率加強區1.2% , 一般部位1 . 0 % ; 對于小墻肢其受力性能較差, 應嚴格按高規控制其軸壓比, 宜按框架柱進行截面設計, 并應控制其縱向鋼筋配筋率加強區1 . 2 % , 一般部位1 . 0 % ; 而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體, 設計中往往就按長肢墻進行暗柱配筋, 筆者認為這并不妥當, 建議有兩種方法。其一, 計算中另一方向短肢不進人剛度, 則配筋可不考慮該方向短肢影響; 其二, 計算中短肢進人剛度, 則配筋中應考慮該方向短肢的不利影響。建議該短肢配筋率加強區1.0 % ,一般部位0.8 %。
3.3 剪力墻中的連梁跨度小, 截面高度大, 在地震作用下彎矩、剪力很大, 有時很難進行設計, 如果加大連梁高度, 配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞, 上述所示情況梁的高度是一樣的; 但對于窗洞, 連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底, 有時則高度太高, 這樣高跨比太大, 并且與計算圖形不符, 相應配筋亦較大, 不合理。筆者建議, 連梁高度計算與設計統一規定從洞頂算到樓板面或屋面, 對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質材料砌筑。對于窗臺有飄窗時, 可再增加一根梁, 兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應對稱配置, 腰筋同墻體水平筋。
3.4目前, 各設計院在剪力墻的樓層處均設置暗梁, 而對暗梁的作用及配筋亦各有理解。筆者認為對于框架- 剪力墻結構,如剪力墻周邊僅有柱而無梁時, 則設置暗梁, 并且要求剪力墻兩端是明柱, 這是因為周邊有梁柱的剪力墻, 抗震性能要比一般剪力墻要好。剪力墻結構則沒有這方面的要求, 在墻板交接處設置暗梁對加強墻體整體性作用還是有的, 但究竟有多大則無從確定。因此筆者認為, 就目前而言, 在樓層位置設置暗梁是可行的, 但沒有必要設置太大斷面及配筋, 建議底部加強區斷面可取墻厚x300,配筋上下各2 Φ 16 , 一般部位斷面可取墻厚x 250 , 配筋上下各2 Φ 1 4即可。總之, 高層設計時如何把握好合理性,經濟性至關重要。在規范允許范圍內, 合理把握關鍵部位及次要構件, 什么地方應加強, 什么地方可以放松, 對于整個建筑物保證安全及降低造價影響巨大, 這也是我們在今后的設計中要不斷提高及改進的。
【關鍵詞】：抗浮，超長結構，塔樓，大底盤，嵌固端，模型參數指標
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
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
1.工程概況
本工程建筑占地總面積為12萬平方米，由9個塔樓組成，每棟樓都帶有地下室，該建筑為商住兩用樓，地下負一層平時作為車庫使用，其長度為240米，寬度為100米；最高的三棟為17層，高57.635米；本建筑具備的功能有地下車庫、集中空調機房、應急發電機房、水泵房、高底壓配電所等設備用房；建筑第一層為園林景觀道路，地上部分十一層之下的是居民住宅，屋面以上為機房和屋頂水箱。抗震設防烈度為7度，基本風壓為0.5kN/m2，建筑場地類別為Ⅱ類。
2.基礎選型設計
通過對該建筑基礎進行地質勘察，其基礎采用打入式預制樁，荷載較小的車庫等低層建筑將地下中粗砂土層作為樁的持力層；而對于荷載較大的17層的高層建筑選用強風化泥質粉砂巖作為樁基礎的持力層，由于此土層在地下深層，所以基礎樁長度很大，需穿過的其上部的土層較厚，所以工程用D50型號的較重的錘并且對設計樁長和沉樁灌入度進行雙控。本工程中樁的長度在16和30米之間，樁徑Ф400，其單樁豎向承載力特征值為1200kN；樁徑Ф500，其單樁豎向承載力特征值為1750kN。
本建筑的地下室抗浮設計用的地下水面的標高（一般是豐水期的高水位）按照黃海高程2.5米進行計算，其地下車庫頂部需有0.8米的土厚，地下室凈高為2.95米，頂板厚度為160mm，底板厚度為300mm，均為梁板結構，混凝土強度等級為C35，抗滲標號為S8。設計中，需要保證地下室的抗浮穩定性，本工程采取的措施有：①增加擬建建筑輪廓內部的工程樁的抗浮功能，設置能夠抵消土壤中水對結構產生的上浮力的抗浮工程樁；為降低施工難度，在擬建建筑輪廓外部的抗浮樁適宜采用預制樁。通過進行有關的計算得出，本建筑的抗浮樁樁徑與其單樁抗浮承載力特征值分別為Ф400（300kN）、Ф500（350kN）。②因為本建筑地下室面積很大，其基礎和基坑施工所耗時間也很多，所以必須對其抗浮設計需采取措施：第一，在工程施工時需利用抽水設備抽水將施工所在地的地下水位至少降低至承臺下500毫米，使所挖的土始終保持干燥狀態；第二，當地下室混凝土澆筑完成之后，地下室主體施工至設計標高6.0米，且非主體地下室頂板覆土不小于每平方米10kN、施工面載小于每平方米10kN的時候，可停止第一條中所說的降水。
由于本建筑結構超長，需對其采取措施：①按照高層建筑設計有關規范的要求，在對地板進行設計時，應該考慮混凝土干縮和施工時水泥水化熱等影響因素，采用施工后澆帶的方法，在工程中設置了兩條橫向四條縱向的六條混凝土后澆帶，其寬度均為800毫米，同向兩條后澆帶的距離為30到40米；②地下室外墻和車庫頂梁板都采用了無縫施工技術，并且運用了高性能UEA低堿膨脹劑防止收縮龜裂從而使結構達到防水的目的，根據有關規范要求，在縱橫方向各設置兩條膨脹加強帶以提高結構整體防水性，帶間距為50—60米。由于本工程施工的建筑是高層建筑，所以完成基礎等地面以下工程后，對返還填實的土的質量必須進行嚴格的控制，以保證建筑基礎的穩定。地下室外墻和回填土之間的內摩擦角越大說明回填土越夯實，基礎越穩定，抗剪強度也越大。
3.結構體系及計算模型
本建筑的三棟商住樓的結構為框架-剪力墻結構，抗震縫將建筑物分為9個塔樓，并且其結構剛度均勻獨立，它們的地下室是相連的，這就使得建筑底盤很大，形成多塔樓大底盤結構。
①地下室嵌固位置：根據高層建筑設計規范和抗震規范的有關規定，當地下室的嵌固位置為地下室頂板時，其結構的側向剛度必須大于其上部緊挨著的樓層的側向剛度的2倍，且地下室至少為兩層。若不能滿足這個要求且不能增加地下室的側向剛度，就不能選用頂板作為嵌固位置，而需選取其下合適的部位進行嵌固。本工程中由于地下室作為車庫使用，其空間面積很大，導致其側向剛度和水平剛度都不是很大，通過有關的計算分析，工程選用建筑基礎底板作為嵌固點。
②多塔結構計算模型：第一種是離散模型，即將塔樓底盤也進行劃分，將建筑看做是完全獨立的各個塔樓單元，然后分別對其進行計算分析，采用這種模型進行計算由于忽略掉了塔樓之間的相互影響，所以其計算結果往往不夠準確，但是整體模型在反應各塔樓的扭轉特性上十分困難，且各個塔樓的周期比的計算應該采用此模型；第二種就是整體模型，這種模型將塔樓和底盤看作是一個整體進行計算和分析，所以在建筑設計計算時，凡是采用此模型能夠實現的計算都應該優先考慮此模型。
③對于大底盤的措施：本工程建筑的底盤較大，其上部結構對非其本身范圍以內的大底盤的有些豎向抗側力構件影響較大，對其它的豎向構件影響很小，用振型圖來判斷大底盤豎向抗側力構件對上部結構的作用，根據相關規定塔樓周圍的最大范圍在兩個水平方向不宜大于其地下室一層層高的2倍。
④本工程中塔樓部分選用的計算和設計模型是離散模型，大底盤地下室選用的是整體模型，對于塔樓底部加強區的抗震構件的選取按照兩種模型計算結果中較差的那個進行設計。
⑤應該注意的問題：第一，地下室質量產生的地震作用大部分被室外回填土吸收，但是并沒有對其吸收標準做出明確的計算；第二，按照有關規定，對地下室結構中不滿足最小地震剪力系數要求的地方沒有進行調整，這就導致了結構整體地震作用基底剪力的減小，使得傳遞到基礎的總地震剪力和傾覆力矩偏小。
4.結構計算及分析
在對建筑結構設計完成時，需對設計的合理性進行驗算，本工程主要采用電算的計算方式，電算結果如表1所示。
對電算結果進行分析可知，建筑的結構剛度中心與建筑截面的幾何中心偏離不大，偏心彎矩對基礎的影響不大，剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩大于結構總底部地震傾覆力矩的1/2，結構的自振周期、位移值以及振型曲線都沒有超限(見表1或如圖1、圖2所示)，兩個方向的豎向剛度較均衡，結構扭轉很小，計算結果較為合理。
圖1地震作用下特征陣型示意圖
圖2地震作用下位移曲線示意圖
本工程設置中出現的問題，經過多次電算可知，①根據整體彈性內力、構件塑性設計原理對豎向荷載下框架梁端負彎矩進行降低的幅度要適當增大，調幅系數取0.8—0.9，這樣在地震作用下梁端較易出現塑性鉸，可吸收一部分地震作用；②為避免主梁承受過大的扭矩引起超筋超限，需適當減小梁的抗扭剛度折減系數，根據工程實際情況，適宜取0.5—0.65；③由于高層建筑需進行施工模擬計算，計算結果顯示，與筒體相近的柱下軸力不夠大，柱與筒體之間的梁配筋較大，并且隨著高度的增大此現象更突出，最終導致截面超筋，和實際情況相差較大；④在框架剪力墻結構中，剪力墻主要承受水平作用下的剪力，但是這樣導致了剪力墻的數量增加從而增加了結構剛度和地震作用，且這種結構耗費資金過大，此外，剪力墻的長度很大，且有相當強的翼緣與之相連，導致配筋過大，克服這個問題的方法是對部分墻肢人為地開施工洞，將其分為幾段并連的小墻肢，從而合理分配各個墻肢的剪力，并且避免了超筋現象的出現，達到有關規范的要求。
【參考文獻】：
［1］陳岱林，李云貴，魏文郎.多層及高層結構CAD軟件高級應用.中國建筑工業出版社
［2］高立人，方鄂華，錢稼茹.高層建筑結構概念設計.中國建筑工業出版社
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.
關鍵詞：鋼結構住宅；樓板類型；綜合比較
Key words: steel structure housing; slab types; comprehensive comparison
中圖分類號：TU39 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）36-0068-01
0引言
鋼結構住宅作為一種新型的住宅形式，是在最近20年間才開始投入實際工程中使用的。雖然鋼結構在保護環境、資源合理利用、推進住宅產業化發展等方面具有絕對優勢，但還存在很多限制其發展的因素，例如鋼結構建筑材料價格高，加上缺乏行之有效的行業法規，幾方面原因導致鋼結構在普通民用建筑中難于推廣應用。鑒于此，本文特以多高層鋼結構住宅設計為例，選取其樓板設計為分析對象，從選擇原則、類型及綜合對比等方面進行了深入地比較與分析，望對鋼結構應用于普通民用住宅中起到推進作用。
1多高層鋼結構住宅樓板的選擇原則
鋼結構的基本元件是冷彎或熱軋的型鋼和鋼板，它的承載能力高，外部尺寸小，重量輕，由于框架這種形式，建筑內部支撐少，空間布置的靈活性大。在設計中，針對結構材料和類型特征，應把握如下設計準則:
①設計中綜合考慮布置梁柱的位置，特別是柱的形式、排列和柱距，應最大限度地滿足居住空間靈活性的要求。②選擇合理的樓蓋結構跨度，既不要太大（導致板厚加大，自重增加），也不要太小（不經濟）。③選擇適當的位置布置結構支撐體系，以不妨礙建筑空間布局為宜，應避免設在有門窗洞口或將來住戶有可能開設門窗洞口的位置。④選擇適宜的鋼結構類型，考慮人力、氣候、原材料、工期、造價等綜合因素的影響。⑤結構構件設計應盡量簡化且尺寸精確，以免增加現場安裝的困難和導致廢料的產生。⑥選擇隔聲、防滲效果好的樓板體系，保障居住環境的舒適性。⑦充分考慮鋼構件的防火性能以及因此而產生的費用。
2多高層鋼結構住宅樓板的類型
2.1 全現澆樓板這種樓板與混凝土結構建筑完全相同，樓板建造需支模，大量濕作業，施工現場工作量大，混凝土養護時間較長。而且因混凝土收縮、地基沉降、溫度等原因，樓板易開裂，影響使用功能。但是成本低、防火性能較好、施工單位較熟悉，目前在鋼結構住宅中仍有不少應用。
2.2 半預制半現澆樓板①壓型鋼板-現澆鋼筋混凝土樓板。通過栓釘將壓型鋼板固定在鋼梁上，作為永久性模板，同時考慮壓型鋼板參與部分樓板受力。現澆混凝土層整體性好，方便水、電等設備管線的敷設。由于壓型鋼板底部不平整，而且壓型鋼板外露防火性能較差，因而樓板下部需要做防火處理并加設吊頂，既增加造價又降低室內空間凈高，國外一些生產企業對壓型鋼板進行技術改造，生產推廣閉口型壓型鋼板作為鋼結構樓層模板。該種鋼承板將板波口部縮小，板面與混凝土現澆層接觸面較多，而暴露在外的面積較小，因而可以不做板底防火處理，即能達到樓板防火要求。同時由于板底平整，無須吊頂，只要板底噴涂即可，保證室內有效凈空。現澆混凝土若采用輕骨料混凝土，可以大大降低結構樓板自重。②預制預應力疊合現澆樓板。將工業化預制的預應力混凝土薄板與鋼梁連接，上澆混凝土現澆層組成疊合板。這種疊合板同樣無須模板，施工方便，且省去了壓型鋼板，可降低造價。樓板厚度根據跨度大小經計算確定。通常，預應力混凝土薄板厚度為0~100mm，寬度國內普遍采用900mm、1200mm兩種類型，長度可達到6m。現澆混凝土板厚度為50~80mm，現澆層加強樓板整體剛度，防止預制板開裂，并可以增加樓板的隔聲性能。③雙向輕鋼密肋組合樓蓋。由鋼筋或小型鋼焊接的單品析架正交成的平板網架，并在網格內嵌入五面體無機玻璃鋼模殼而形成雙向輕鋼密肋組合樓蓋。施工時利用平板網架自身的強度、剛度，并配1~2點臨時支撐即可完成無模板澆注混凝土作業。鋼框架梁和輕鋼析架被現澆混凝土包裹形成雙向組合樓蓋，增加了樓板的剛度。無機玻璃鋼模殼高度約250mm，500~600mm見方，混凝土現澆層厚度為50~70mm，樓板總厚度較大（密肋模殼可供設備管線穿過），需要架設吊頂。④密排小桁架-現澆混凝土樓板。樓面次梁采用密排小析架替代，與現澆混凝土樓板組合作用，各類管線可從析架空腹穿過，同密肋模殼樓板一樣，也需要設置吊頂。
2.3 全預制樓板①壓型鋼板干式組合樓板。以冷彎薄壁型鋼制成的大波紋壓型鋼板作為結構樓板骨架，結構鋼梁預制為下翼緣加強加寬型，壓型鋼板置于結構鋼梁的下翼緣上，跨度可達6m，上部釘高密度水泥刨花板，下部加一層保溫隔聲材料，底部防火石膏板吊頂。樓板各部件工廠預制，現場施工組裝，構件采用螺栓連接，施工全過程無水化。壓型鋼板厚度與鋼梁相同，樓板總厚度在200~400mm。總重量約為混凝土樓板的1/6。在歐洲各國使用較多，國內只有引進的小住宅采用。②預制加氣混凝土樓板。預制加氣混凝土樓板是以硅砂、水泥、石灰等為主要原料，內配經過防銹處理的加強鋼筋，經過高溫、高壓、蒸氣養護而成的多氣孔混凝土板材。計算密度650kg/m3，是混凝土的1/4。具有質輕耐火等特點。板材由工廠預制加工，可根據設計要求定制，也可批量定型化生產。板材容許最大荷載5.0kN/m2，最大長度可達4m。現在國內已有生產廠家引進日本等國家技術設備，大量生產制作并投入使用。
3多高層鋼結構住宅不同類型樓板的綜合比較
從大范圍可分為復合式和單板式。其中預制加氣混凝土樓板為單板式，壓型鋼板一現澆鋼筋混凝土樓板由于壓型鑰板在很大程度上作為模板使用，因此也可歸為單板類，其余均為復合式。從工廠裝配化程度、施工組織、隔聲防火效果、設備管線敷設、空間利用率（凈高）、造價幾方面列表分析中可以看出，不同類型各有優缺點。
【關鍵詞】高層住宅；地質條件；基礎設計；結構設計；建筑設計
引言
在我們的日常生活中，會經常接觸到高層住宅樓。我們所說的高層住宅樓是指長期為人們提供居住的高層建筑，而家庭住宅高層建筑是建立在特定范疇基礎上的居住型高層建筑，是為了滿足家庭生活需要，利用技術手段創造的建筑物。高層住宅除了在傳統大城市里受到青睞，顯示高層住宅具有較大的市場需求和發展潛力。近來沿海和內地的其他城市也掀起了興建高層住宅的另一股熱潮，甚至在一些中小城市也出現了不少高層住宅。
高層住宅樓設計是一項復雜的、綜合的系統工程，住宅建造設計工作十分重要。高層住宅建筑設計必須根據使用要求，通過調查研究擬訂出高層住宅建筑的建造方案。另外，高層住宅建筑與周圍的環境是一個統一的整體，而且高層住宅建筑環境是人文背景，所以在高層住宅建筑設計中，需要統籌考慮。這是因為，住宅建筑應具有良好的環境，同時也必須與環境相適應。影響高層住宅建筑設計的環境因素比較多，其中地質條件是影響住宅建筑設計最重要的因素。但是，長期以來地質學理論主要集中在找礦及交通工程方面，在高層住宅建筑設計上的應用研究還相對較少。本文主要從地基承載力、地質建材、地磁場效應、地震災害等方面討論地質條件對高層住宅建筑設計的影響。并對將來高層住宅樓設計發展中的前瞻性問題提出設計建議，最后對高層居住外部環境的發展趨勢做出展望。
1 高層住宅樓的特點
由于構成建筑物的物質手段與技術措施，住宅樓大多局限于土木石磚等比較原始材料，而且大都是陷于底層空間的不大建筑。隨著經濟高速發展及城市人口的普遍增長，建筑理念的更新以及城市社會功能的多樣化發展，現代建筑的形式發生了巨大變化。當今世界各地修建的各類高層住宅樓技術先進，同時具有很強的藝術性。目前，許多高層住宅樓高度也越來越高，組成縱橫交錯的復雜空間，已經相當于過去多種功能組合起來的復雜建筑群。此外，充分接近自然等更具人性化的高層住宅樓正被許多設計師所采用。同時，也造成了高層住宅樓的地質勘察研究重視的降低，也造成高層住宅樓建造難以實施。一旦發生地質災害，極易造成較大的損失及傷亡事故。所以高層住宅樓對建筑的工程地質勘探設計提出更高的要求。
2 地基承載力與高層住宅樓的基礎設計
住宅建筑與土層直接接觸的部分是基礎，因此，基礎的作用就是承上傳下地傳遞荷載。房屋的屋頂、樓板層、墻壁等組成部分的荷載，最后都通過墻壁傳給了基礎。所以，所選用的材料必須要有足夠的強度。而基礎又把建筑物的全部荷載傳到承受荷載的地基上，以承受荷載和地基的反作用力。并且地基不能經受地下水等的侵蝕，或者產生不均勻沉降。如果地基受到破壞，房屋就會產生裂縫、傾斜，甚至倒塌。所以與地基承載力有關的基礎設計是否合理相當重要。基礎所選擇的形狀應盡量使建筑物的荷載能夠均勻地傳到地基上。因此，基礎的設計直接關系到住宅建筑的安全使用和造價投入。
由于地基的承載能力一般都要比磚、石、混凝土等基礎材料的抗壓能力差得多。在同樣的地基承載能力條件下，基礎通常做成逐步加寬的形式，以擴大基礎底面與地基直接接觸的面積，使基礎傳給地基的單位面積上的壓力減小，而能與地基的承載能力相適應。對于工程地質條件比較復雜的場地，地質較差的地方布置綠地，地質較好的地方布置高層建筑，在交界的地方布置高層建筑應注意，讓一幢高層建筑跨越兩種性質的土層是不合理的。如果建筑上部荷載較大，基礎的底面積也應相應的增大，可以通過加固、打樁等辦法來改善地基的承載能力，同理，即使上部荷載相同，在承載力較高的巖土層埋深較淺的地段要充分發揮其承載力，基礎也應當以不同大小的底面積去適應地基的不同的承載能力。
3 地質建材與高層住宅樓的結構設計
高層住宅樓的建材都直接或間接與區域地質狀況有關，被統稱地質建材。地質建材比較笨重，搬運不便。地質環境提供了石、土、磚、瓦等建材，所以當地大興土木時，除了加工制作產品，大部分屬于未經制作的原始材料，建筑高層住宅樓是就地取材。在施工時一般只需在建筑現場加工便可使用。這對于形成高層住宅建筑結構特色十分有意義。
我國高層民居建筑普遍采用梁柱式構架結構，這種結構對太陽能的應用不是十分有利。國外認為被動式太陽能采暖與制冷技術將是下世紀建筑設計的方向。目前，國外正在試驗太陽能集熱式墻體，由兩層保護性玻璃和中間透明塑料體復合而成，其原理是利用透明絕熱材料吸收太陽能用于高層建筑中的理論。為了很好的降低能耗，在設計中運用被動式低能耗技術與場地氣候和氣象數據相結合，同時，使停車場的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，增加環境中的水分，與停車場內的樹林形成一種供水循環系統，提高小區的綠化效果，提高生活質量。分隔房間的墻壁上留有通風口，并配置有通風設備，其具體方法是通過建筑外形的塑造、材料的選擇等。總之，一個地方的住宅結構設計必須要充分考慮該地的地質建材條件。
4 地震災害與高層住宅樓的防震設計
住宅建筑災害有地震、洪水、雷擊等自然災害，必須采取設沉降縫和樁基等措施，減少不均勻沉降引起的對高層建筑物的危害。人為災害地質環境直接影響地震等大災害防范，是住宅建筑設計中必須考慮的一個問題。
高層住宅建筑的群體設計在震區布設住宅群時。應根據地質調查，從抗震的角度考慮，除了在建筑場地的地質條件選擇上、住宅的平面和高度設計上予以特別重視外。布置建筑要避開危險和不利地段。在住宅群中必須留有適當的疏散場地作為震害發生時的避難場所。除了公共綠地外。由于房屋的自振周期短，須在居住小區中專門劃出一些臨時疏散場地；在房屋的可能倒塌范圍之間留出一定寬度的通道備用。震區房屋倒塌情況的調查資料表明，若房屋的自振周期與地基的末震周期接近，可根據這一指標設計通道寬度，以備震害發生時救災人員和車輛通行之用。如果在小區范圍內地基有硬有軟，則因該在軟土區布置剛性較大的建筑，這樣對建筑整體抗震有好處。為了抗震需要，住宅周圍的道路也要合理布設，一般情況為了使用上的方便，把宅前道路布設在臨近住宅出入口的一側，但在震區就必須把住宅群的道路布設在兩幢住宅之間，道路易于清理和使用。
5 磁場與住宅建筑的設計
地表磁場與生物體相互作用的效應有熱效應，所以地表磁場強度分布的地域差異是影響住宅布局的一個地質物理因素。如果地表磁場能量變化不是很強時，人類經過長期演化已適應了這一地質環境。但地表磁場強度的分布具有地域差異性，在生物體內部產生的能量和溫升并不明顯的情況下，一旦局地磁場強度發生較大變化，會使組織的傳熱機能產生混亂，對居住者的生理狀況產生不良影響。當地磁強度過大時，受地磁場影響的組織內吸收的能量遠大于生物體的新陳代謝能力時，球形紅細胞形成速度達到最高值，當超過組織的調節能力，紅細胞溶血速度明顯增大。科學家們還發現，很多疾病的發病率及造成的死亡率，都是因為局部體溫上升，最后導致組織的破壞和死亡。隨住宅建筑周圍的地磁強度月均值的增強而升高，會對居民造成一定的影響。可見，在高層住宅建筑布局設計時，必須要注意選擇地磁強度適中的地方進行建造。
6 結語
地質環境條件是影響住宅建筑設計的重要因素之一。在高層住宅樓工程地質勘察研究過程中，要充分研究地基承載力與高層住宅樓的基礎設計、地質建材與高層住宅樓的結構設計、地震災害與高層住宅樓的防震設計。采用現代化的科技作為高層建筑物基礎，滿足設計及工程建設的要求，并在全國進行推廣應用。并對將來高層住宅樓設計發展中的前瞻性問題提出設計建議，最后對高層居住外部環境的發展趨勢做出展望。
參考文獻：
[1]American Society of Civil Engineers. Minimum Design Loads forBuildings and Other Structures[M].
[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.電磁環境與人體健康[J].大自然探索，1987(2)75-78.
關鍵詞：高層建筑;位移角;地基基礎
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
中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：
1、工程概況
本工程總建筑面積114128m2 。1#住宅樓建筑面積22169 m2 ，地上29層，地下2層地下室。該工程建筑結構安全等級為二級，設計使用年限為50a，建筑抗震設防為丙類，抗震設防烈度為7度，地震作用和抗震措施均按抗震7烈度設防，設計基本地震加速度為0.2.g，設計地震分組為第一組，剪力墻抗震等級為二級。1#住宅樓采用現澆鋼筋混凝土剪力墻結構，抗震等級為二級。
2、高寬比確定
高層建筑的高寬比，是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制。根據《高層建筑混凝土結構設計規程》JGJ3-2002第4.2.3條條文解釋“一般場合，可按所考慮方向的最小投影寬度計算高寬比，但對凸出建筑物平面很小的局部結構（如樓梯間、電梯間等），一般不應包含在計算寬度內。”根據規范提供的方法， 本工程高寬比超過《高層建筑混凝土結構設計規程》JGJ3-2002第4.2.3條表4.2.3-1抗震設防烈度為7度時，A級高度剪力墻結構高寬比不宜大于6的規定。因高寬比超過規范限值，因此，本工程在結構設計時應采取必要的加強措施。
3結構設計
3.1 結構選型
建筑物的結構設計，不僅要求具有足夠的承載力，而且必須使結構具有足夠抵抗
側力的剛度，使結構在水平力作用下所產生的側向位移限制在規定的范圍內，基于上述基本原理，工程綜合分析了結構的適用，安全，抗震，經濟，施工方便等因素，選取結構為剪力墻體系，由鋼筋混凝土框架承擔豎向力和側力。鋼筋混凝土框架剛度布置相對比較均勻，在滿足建筑功能情況下，盡量減少平面扭轉對結構的影響。
3.2 主要材料
混凝土強度等級。墻、柱：-1~5層為C50，6~10層為C45，11~15層為C40，16~20層為C35，21~25層為C30，26~29層為C25；梁、板：-1~20層為C30，11~天面層為C25。鋼筋采用普通鋼筋HPB235級、HRB335級、HRB400級。
3.3板厚取值
現澆樓蓋中，板的混凝土用量約占整個樓蓋的50% ～60% ，板厚的取值對樓蓋的經濟性和自重的影響較大，在滿足板的剛度和構造要求的前提下，應盡量采用較薄的板，雙向板的最小板厚度為80 mm, 板的厚度與跨度的最小比值：四邊簡支板為1 /40， 連續板為1 /50。工程最大板跨為5m， 其余板跨均小于4 m， 考慮到工程為住宅樓，板內有埋機電暗管, 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結構計算分析
工程采用了中國建筑科學研究院的PKPM系列SATWE軟件（ 多、高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件）進行計算，施工圖采用SATWE的計算結果，按15個振型進行結構計算分析。
4.1結構整體抗傾覆驗算結果
===============================================
傾覆力矩Mr 傾覆力矩Mov 比值Mr/Mov零應力區(%)
X風荷載5250527.5 209207.725.10 0.00
Y風荷載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
從結果可以看出，由于Y方向較“薄”，造成Y風荷載作用時所產生的傾覆力矩遠大于X風荷載及地震力產生的傾覆力矩，分別為X風的2倍、X地震的1.5倍、Y地震的1.6倍。
4.2結構整體穩定驗算結果
X向剛重比 EJd/GH**2=7.24
Y向剛重比 EJd/GH**2=5.15
該結構剛重比EJd/GH**2大于1.4,能夠通過高規(5.4.4)的整體穩定驗算
該結構剛重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考慮重力二階效應
4.3 彈性層間位移角
根據廣東省《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ—2002）補充規定DBJ/T15-46-2005第3.5條“對于高度小于150m的剪力墻、筒中筒結構等彎曲型結構，當彎曲變形的影響明顯，某層層間有害位移角小于層間位移值的50%，該層層間位移角限值可放寬至1/800。”本工程Y方向風荷載控制時的位移角1/851
4.4軸壓比
計算結果分析表明，本工程各項整體指標均能滿足相關規范的有關要求或未超出規范規
定的最大限值；柱的軸壓比和各構件的強度及變形也均能滿足規范的要求。
4.5樁基礎設計
本工程采用PKPM系列JCCAD程序進行布樁、樁反力計算及承臺配筋。由于Y向風荷載產生較大的傾覆力矩，最大樁反力為Y向風荷載控制，且最終的配樁數量要多于根據D+L結果估算的配樁數量。
5、地基與基礎
該場地土類型為中軟場地土，建筑場地類別為Ⅲ類。基礎位于地下水位以下，基坑開挖時應采取降水措施，建議采用管井降水方案。該工程地基持力層為4層粉質粘土，其承載力特征值為180kPa，天然地基不能滿足工程對地基承載力和沉降的要求。地基處理方案為：采用:CFG 樁處理地基，其持力層為樁下沉降變形較小的第7層卵石、圓礫層。基礎平面布置見圖1。
關鍵詞：地質勘察；地基承載力；高層
地質環境條件是影響住宅建筑設計的重要因素之一，分析地質因素對住宅建筑設計的影響，探討地質學原理在住宅建筑設計中的應用，不但具有理論價值，而且對于住宅的建設工作也十分重要。
現今,隨著城市建筑物的日益增多,尤其是高層建筑不斷增多。根據高層建筑使用功能不同，可以分為居住高層建筑、工業高層建筑、公共高層建筑等。對于高層建筑，最引人注目的是居住型高層建筑。家庭住宅高層建筑是建立特定范疇基礎上的居住型高層建筑，是為了滿足家庭生活需要，利用技術手段創造的建筑物。高層住宅在傳統大城市里受到青睞，顯示高層住宅具有較大的市場需求和發展潛力。高層住宅樓設計是一項復雜的、綜合的系統工程，住宅建造設計工作十分重要。高層住宅建筑設計必須根據使用要求，通過調查研究擬訂出高層住宅建筑的建造方案。另外，高層住宅建筑與周圍的環境是一個統一的整體，而且高層住宅建筑環境有其人文背景，所以在高層住宅建筑設計中，需要統籌考慮。影響高層住宅建筑設計的環境因素比較多，其中地質條件是影響住宅建筑設計最重要的因素。本文主要從地基承載力、地質建材、地磁場效應、地震災害等方面討論地質條件對高層住宅建筑設計的影響。并對將來高層住宅樓設計發展中的前瞻性問題提出設計建議，最后對高層居住外部環境的發展趨勢做出展望。
一、高層住宅樓與地質的關系以及其特點
過去由于構成建筑物的材質與技術手段的制約，住宅樓大多局限于土木石磚等比較原始材料，大都陷于底層空間的多層建筑。隨著經濟高速發展及城市人口的普遍增長，建筑理念的更新以及城市社會功能的多樣化發展，現代建筑的形式發生了巨大變化。當今世界各地修建的各類高層住宅樓技術先進，同時具有很強的藝術性。目前，許多高層住宅樓高度越來越高，組成縱橫交錯的復雜空間，已經相當于過去多種功能組合起來的復雜建筑群。此外，充分接近自然等更具人性化的高層住宅樓正被許多設計師所采用。但是由于高層住宅樓的地質勘察研究滯后，造成高層住宅樓建造難以實施；一旦發生地質災害，極易造成較大的損失及傷亡事故。所以高層住宅樓對建筑的工程地質勘探設計提出了更高的要求。
二、地基承載力的特點
住宅建筑與土層直接接觸的部分是基礎，因此，基礎的作用就是承上傳下地傳遞荷載。房屋的屋頂、樓板層、墻壁等組成部分的荷載，最后都通過承重墻傳給了基礎。所以，所選用的材料必須要有足夠的強度。而基礎又把建筑物的全部荷載傳到承受荷載的地基上，以承受荷載和地基的反作用力。并且地基不能經受地下水等的侵蝕，或者產生不均勻沉降。如果地基受到破壞，房屋就會產生裂縫、傾斜，甚至倒塌。所以與地基承載力有關的基礎設計是否合理相當重要。基礎所選擇的形狀應盡量使建筑物的荷載能夠均勻地傳到地基上。因此，基礎的設計直接關系到住宅建筑的安全使用和造價投入。
由于地基土的承載能力一般都要比磚、石、混凝土等基礎材料的抗壓能力差得多。在同樣的地基承載能力條件下，基礎通常做成逐步加寬的形式，以擴大基礎底面與地基直接接觸的面積，使基礎傳給地基的單位面積上的壓力減小，而能與地基的承載能力相適應。對于工程地質條件比較復雜的場地，地質較差的地方布置綠地，地質較好的地方布置高層建筑，在交界的地方布置高層建筑應注意，讓一幢高層建筑跨越兩種性質的土層是不合理的。如果建筑上部荷載較大，基礎的底面積也應相應的增大，可以通過加固、打樁等辦法來改善地基的承載能力。同理，即使上部荷載相同，在承載力較高的巖土層埋深較淺的地段要充分發揮其承載力，基礎也應當以不同大小的底面積去適應地基的不同的承載能力。
三、地質建材對住宅的影響
高層住宅樓的建材都直接或間接與區域地質狀況有關，被統稱地質建材。地質建材比較笨重，搬運不便。地質環境提供了石、土、磚、瓦等建材，所以當地大興土木時，除了加工制作產品，大部分屬于未經制作的原始材料，建筑高層住宅樓是就地取材。在施工時一般只需在建筑現場加工便可使用。這對于形成高層住宅建筑結構特色十分有意義。
我國高層民居建筑普遍采用梁柱式構架結構，這種結構對太陽能的應用不是十分有利。國外認為被動式太陽能采暖與制冷技術將是下世紀建筑設計的方向。目前，國外正在試驗太陽能集熱式墻體，由兩層保護性玻璃和中間透明塑料體復合而成，其原理是利用透明絕熱材料吸收太陽能用于高層建筑中的理論。為了很好的降低能耗，在設計中運用被動式低能耗技術與場地氣候和氣象數據相結合。同時，使停車場的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，增加環境中的水分，與停車場內的樹林形成一種供水循環系統，提高小區的綠化效果，提高生活質量。分隔房間的墻壁上留有通風口，并配置有通風設備，其具體方法是通過建筑外形的塑造、材料的選擇等。總之，一個地方的住宅結構設計必須要充分考慮該地的地質建材條件。
四、地震災對住宅的影響
住宅建筑災害有地震、洪水、雷擊等自然災害，必須采取設沉降縫和樁基等措施，減少不均勻沉降引起的對高層建筑物的危害。人為災害地質環境直接影響地震等大災害防范，是住宅建筑設計中必須考慮的一個問題。高層住宅建筑的群體設計在震區布設住宅群時。應根據地質調查，從抗震的角度考慮，除了在建筑場地的地質條件選擇上、住宅的平面和高度設計上予以特別重視外，布置建筑時要避開危險和不利地段。在住宅群中必須留有適當的疏散場地作為震害發生時的避難場所。除了公共綠地外。由于房屋的自振周期短，須在居住小區中專門劃出一些臨時疏散場地；在房屋的可能倒塌范圍之間留出一定寬度的通道備用。震區房屋倒塌情況的調查資料表明，若房屋的自振周期與地基的末震周期接近，可根據這一指標設計通道寬度，以備震害發生時救災人員和車輛通行之用。如果在小區范圍內地基有硬有軟，則應該在軟土區布置剛性較大的建筑，這樣對建筑整體抗震有好處。為了抗震需要，住宅周圍的道路也要合理布設，一般情況為了使用上的方便，把宅前道路布設在臨近住宅出入口的一側，但在震區就必須把住宅群的道路布設在兩幢住宅之間，道路易于清理和使用。
