隨着社會經濟的發展，商業建築迎來了蓬勃發展的時期，下面是小編蒐集整理的一篇探究高層商業樓結構設計的論文範文，歡迎閱讀參考。
在建築功能不斷集成的過程中，出現了一系列的結構問題：體量大、體型複雜、大跨、開洞等，因此現代商業建築對結構設計的要求越來越高。本文將結合工程實例，總結超限高層商業建築的結構設計方法，爲此類項目的設計提供參考。
1工程概況
某工程由1棟6層商業樓，4棟超高層住宅樓，1棟59層超高層辦公樓組成。本文以6層商業樓爲例，分析總結超限高層商業建築的結構設計方法。結合6層商業樓的建築功能和結構平面佈置的特點，設兩道防震縫將其分爲A、B、C三個區，分區後僅A區屬超限高層，故本文主要介紹商業樓A區，下文所提商業樓均指商業樓A區。
本工程所在地區基本設防烈度爲6度，設計基本地震加速度爲0.05g,設計地震分組爲第一組，建築場地類別爲Ⅱ類，場地特徵週期，多遇地震爲0.35s,罕遇地震爲0.40s.商業A區結構單元抗震設防類別爲重點設防類，應按高於本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，故商業樓框架抗震等級應爲2級。多遇地震計算時結構阻尼比取0.05,風振計算時結構阻尼比取0.02.
2基礎設計
商業樓基礎設計等級爲甲級，採用樁加防水板基礎。根據前期試樁檢測報告結論，採用Φ700鑽孔灌注樁，抗壓兼抗拔樁。基礎埋深12.1m,遠大於建築結構高度的1/18.經複覈，風荷載及水平地震作用下基底均不出現零應力區，可滿足高層建築結構抗傾覆穩定要求。
3地下車庫設計
地下車庫採用框架剪力牆結構，局部增加的剪力牆，主要有兩個作用：一是爲了使得地下1層與地上1層的剪切剛度比大於2,滿足正負零作爲地上單體嵌固端的要求，二是爲了更好地保證室內外高差處水平力的傳遞。商業樓室內及室外相關範圍內，正負零零層採用樑板式結構，板厚180~250,雙層雙向配筋，且配筋率不小於0.25%.
4上部結構設計
(1)超限情況的判定
根據“住房和城鄉建設部關於印發《超限高層建築工程抗震設防專項審查技術要點》的通知(建質〔2010〕109號)”,對商業樓的超限情況判定如下：商業樓結構高度29.2m,採用現澆鋼筋混凝土框架結構，屬於A級高度高層建築，高度不超限。商業樓3層以上豎向構件縮進大於25%,屬尺寸突變(立面收進);商業樓地上樓層存在多處樓板有效寬度小於50%,開洞面積大於30%的情況;④商業樓3層和4層之間質心相差達18m,大於相應邊長的15%,同時，考慮偏心扭轉位移比大於1.2,小於1.4.
綜合以上分析，商業樓屬於超限高層建築。
(2)上部結構計算分析
在小震作用下，全部結構處於彈性狀態，構件承載力和變形應該滿足規範的相關要求。根據《高層建築混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第5.1.12條的要求，本工程採用SATWE與PMSAP兩種不同分析軟件分別進行了整體內力及位移計算，兩種軟件的計算結果基本一致，結構體系滿足承載力、穩定性和正常使用的要求。樓層最大位層間移角小於1/550,滿足JGJ3-2010第3.7.3的要求;在剛性樓板假定下，慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值均小於1.4.
根據建築抗震設計規範GB50011-2010第5.1.2條，對不規則建築應採用時程分析進行多遇地震下的補充計算。本工程所選的三條波爲TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035,每條時程曲線計算得到的結構底部剪力均大於CQC法的65%,三組時程曲線計算得到的底部剪力平均值大於CQC法計算得到的底部剪力的80%,故所選三條波滿足規範要求。時程分析的結果表明，結構體系無明顯薄弱層，時程分析法包絡值較CQC法計算結果小，故結構的小震彈性設計由CQC法計算結果控制。
根據高層建築混凝土結構技術規程JGJ3-2010第5.1.13條的要求，對商業樓採用彈塑性靜力分析方法進行了補充計算。兩個方向罕遇地震下性能點最大層間位移角均小於1/50,小於規範彈塑性位移角限值，因此宏觀上商業樓所用結構體系能保證大震不倒的`設計要求。
在透過二階段設計實現三個水準的基本設防目標以外，針對本工程的具體情況，提出了以下抗震性能化目標：設防地震作用下，中庭連廊等薄弱處樓板內雙層雙向鋼筋不屈服;設防地震作用下，懸挑樑根部框架柱及大跨樑兩端相連框架柱斜截面抗剪按彈性設計，正截面抗彎按不屈服設計;PMSAP樓板應力分析結果表明，中庭連廊根部、平面凹口陰角位置一般爲應力集地區域，在多遇地震作用下，樓板主拉應力不大於混凝土抗拉強度標準值，樓板不會開裂，在設防地震作用下，應力集中位置樓板主拉應力略大於混凝土抗拉強度標準值，但適當加大樓板配筋，即可滿足樓板內鋼筋不屈服。
在設防地震作用下，利用SATWE進行彈性設計和不屈服設計，分別校覈懸挑樑根部框架柱及大跨樑兩端相連框架柱的箍筋和縱筋，並與多遇地震計算結果一起進行包絡設計。計算結果表明，配筋值均在合理範圍，配筋切實可行。透過以上性能化設計措施，在對結構的經濟性影響較小的情況下，提高了結構的抗震性能，增加了建築的安全性。
(3)上部結構設計
針對偏心佈置和扭轉不規則，設計時，儘量使結構抗側力構件在平面佈置中對稱均勻佈置，避免剛度中心與質量中心之間存在過大的偏離;加強外圍構件的剛度，增強結構的抗扭性能。計算時，考慮偶然偏心的影響，設計時適當加強受扭轉影響較大部位構件的強度、延性及配筋構造。透過調整結構佈置，將考慮偶然偏心下的最大位移比嚴格控制在1.4以下，第一扭轉週期和第一平動週期比嚴格控制在0.9以下。
針對立面收進帶來的扭轉不利影響而採取的抗震措施詳第(1)條。構造上，對收進樓層(4層)加厚至140mm且雙層雙向加強配筋，配筋率不小於0.25%,但爲減小大跨部分樓板自重，室內大跨度區域樓板厚120mm,屋面大跨度區域樓板厚130mm,收進部位上下層樓板(3層和5層)厚度不小於120mm,並雙層雙向加強配筋。根據《高層建築混凝土結構技術規程JGJ3-2010》的相關規定，體型收進部位上、下各兩層塔樓周邊豎向結構構件的抗震等級提高一級，框架柱在此範圍內箍筋全高加密，提高縱筋配筋率;收進部位以下兩層結構周邊豎向構件配筋加強。
針對因開洞形成樓板不連續情況，整體計算時按實際開洞情況建模，並將以上樓層定義爲彈性膜，以考慮樓板不連續對結構的影響;同時，構造加厚連廊等薄弱區域樓板至130mm厚，並雙層雙向配筋，配筋率不小於0.25%.
5結語
本文對某超限高層商業樓的結構設計進行了簡要介紹，主要的設計要點可總結如下：(1)結合建築功能和結構佈置合理設縫，規避平面佈置的不規則;(2)優化佈置結構抗側力構件，適當加強外圈構件的剛度，提高結構的抗扭性能;(3)採用兩種軟件進行多遇地震彈性分些，結構應滿足相應的強度和剛度要求;(4)對結構進行多遇地震下的彈性時程分析，驗證結構體系的合理性，並與振型分解反應譜法進行包絡設計;(5)補充罕遇下的靜力彈塑性分析，控制性能點層間位移角不大於規範要求;(6)根據工程的具體情況，提出合理的抗震性能化設計目標;(7)利用概念設計原理，結合規範要求，對薄弱部位進行構造加強。
參考文獻：
[1]呂西林.超限高層建築工程抗震設計指南[M].上海：同濟大學出版社，2005.