高层Loft公寓结构方案设计

2023年4月28日发(作者：装修一间15平方ktv要多少钱)

某高层Loft公寓结构方案设计

摘要：Loft公寓因其层高比普通住宅高，使得其结构的抗侧移刚度较为薄弱。本文根据一幢高层

Loft公寓的方案设计，提出这种公寓结构设计的主要思路，同时讨论了这种设计思路在高设防烈度区的

可行性。

关键词：Loft公寓；抗侧移刚度；高设防烈度区

Structural Concept Design of a High-rise Loft Apartment Building

Abstract: Loft apartment has a larger floor height comparing to normal apartment, it weaken the lateral

stiffness of the structue. In this paper, an structural design-idea of Loft apartment is proposed according to a

high-rise Loft apartment building. At the same time, the feasibility of the idea carried in higher earthquake

intensity areas is discussed.

Keywords: Loft apartment, lateral stiffness, higher earthquake intensity areas

满足Loft公寓这种设计理念所要求的大空间，

0．结构设计背景

Loft公寓作为现阶段的建筑时尚，已经越成为本工程结构设计的重点。

来越多地出现在大中城市里。这种户型的主要如建筑平面（图1）所示，主要开间为4m，

特点是： 进深为6.0～8.0m。而为满足业主DIY的需要（即

（1）面积在30~50平方米，层高在3.6~5.5两户合为一户），建筑师要求结构开间为8m，相

2

米左右。 当于留下50m以上的空间供业主使用。由于层

（2）高层高空间变化丰富，购买者可以根高为5.45m，可预见结构整体刚度将相当薄弱。

据自己的喜好随意设计。 在此情况下，尽可能地利用建筑的楼梯间，电

由于这种户型对建筑净空的要求很高，因梯间来布置剪力墙，形成框架-剪力墙结构，成

此在设计高层Loft公寓时，如何在结构安全性为满足建筑空间需求及结构安全需求的最好方

和建筑空间找到平衡点，成为摆在设计人员面案。

前的一个难题。 2.2结构布置主要思路

作为Loft公寓，在设计时需考虑业主增加

1．工程概况

本工程位于江苏省吴江市盛泽镇，为一幢阁楼后的附加荷载。考虑到市场上的诸多轻型

Loft公寓，层高为5.45米，建筑高度为93.15建筑材料，我们在设计时，附加荷载按恒载

米。地下一层，地上17层。其中第1、2层为1.5kN/m，活载2.0kN/m考虑，并按X向的单

22

商铺，3层以上为Loft公寓。结构主要标准层向传导，以线荷载的形式加于Y向的梁上。因

建筑平面图如1.1。 此，结构每层单位面积的自重将比普通住宅结

本工程主体结构设计使用年限为50年。构增大25%左右。由于结构开间较大，并且为

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012），板式建筑，在X向，剪力墙布置的灵活度受较

2

设计基本风压为0.50kN/ m。抗震设防烈度为大限制。因而在有效利用楼梯间和电梯间的隔

6度，设计基本地震加速度值为0.05 g，设计墙作为剪力墙的同时，结合建筑平面，利用空

地震分组为第一组。建筑场地类别为Ⅳ类，特调架的X向隔墙和分户隔墙，布置T字型的剪

征周期值为0.65s。 力墙，以提高结构的整体刚度，同时也保证了

户型内部空间的完整性。标准层结构布置平面

2. 结构分析与设计

2.1结构选型主要思路 简图如图2。

虽然本工程地质较差，场地特征周期长， 剪力墙厚度及框架柱截面尺寸均随着层数

但地处低烈度区，同时基本风压相较华南沿海的增加均匀变化。其中，底层剪力墙厚度主要

地区也不大，加上建筑平面比较规则，所以本为350mm，至顶层变化为250mm。底层框架柱典

工程中，水平力的作用将不会成为设计难点。型截面尺寸为800mm*1200mm和900mm*1000mm，

因此，如何在保证结构的抗侧移刚度的前提下，至顶层变为400mm*700mm和400mm*650mm。框架

梁典型截面尺寸为300mm*700mm。

2.3 结构分析

本工程采用SATWE进行结构整体分析与设计。

主要分析参数及分析结果如表2.1及2.2。

图1 建筑标准层平面图

图2 结构标准层简图

表2.1 结构分析主要结果 表2.2 结构位移主要计算结果

项目 细分项 SATWE 项目 工况 数值

抗震等级

框架 3级 X向地震 44.5

剪力墙 3级 塔楼顶点位Y向地震 41.5

周期折减系数 0.85 X向风荷载 40.6

总重量(kN) 472027.9 Y向风荷载 72.3

平均重量(kN/m) 19.7 X向地震 1/1723(12)

2

计算振型数 15 Y向地震 1/1585(14)

振型质量参与系X 98.65 X向风荷载 1/2115(10)

数(%)

Y 92.3 Y向风荷载 1/1080(11)

刚重比

X 3.12

Y 3.46

T1 3.2639(0.01)

T2 3.0198(0.03)

T3 2.3516(0.96)

自振周期(s)

T4 1.0267(0.01)

T5 0.8372(0.10)

T6 0.7790(0.02)

T扭/T1 0.72

地震基底剪力X 3801.34

(kN)

Y 4259.42

最小剪重比

X 0.81%

Y 0.90%

地震基底倾覆弯X 273316.2

矩(kN-m)

Y 306252.2

底部框架柱地震X 24.80%

倾覆弯矩百分比

Y 20.13%

风荷载基底倾覆X 224398.4

弯矩(kN-m)

Y 422558.1

图2.1 塔楼主要标准层建筑平面图

由表2.1可知，本结构扭转周期比仅为0.72，

结构最小剪重比和刚重比也均满足规范要求。

另外，框架柱部分总倾覆弯矩与结构底部总倾1.27(4)

覆弯矩的比值控制在较合理数值。由表2.2可

知，结构在水平力作用下的顶点位移和最大层

间位移均满足规范的要求，同时塔楼位移比控

制在1.35以内。可见本次结构方案能够在保证

结构安全的前提下，满足建筑师对建筑空间的

要求。

移(mm)

塔楼最大层

间位移角

(层号)

塔楼楼层最

X-5%偶然偏心地震 1.12(2)

大位移比

Y-5%偶然偏心地震 1.27(4)

(层号)

X向风荷载 1.07(2)

Y向风荷载 1.19(3)

注：计算中最大位移比为1.39，见于3层裙楼

部分的角点

表2.3 结构主要分析结果

项目 工况 数值

X向地震(0.10g) 77.5

Y向地震(0.10g) 68.1

塔楼顶点X向地震(0.15g) 116.2

位移(mm)

Y向地震(0.15g) 102.2

X向风荷载 59.1

Y向风荷载 104.9

X向地震(0.10g) 1/991(10)

塔楼最大

Y向地震(0.10g) 1/975(13)

层间位移

X向地震(0.15g) 1/661(10)

角(层号)

Y向地震(0.15g) 1/650(13)

X向风荷载 1/1021(10)

Y向风荷载 1/740(11)

X-5%偶然偏心地

震(0.10g)

1.12(2)

Y-5%偶然偏心地

震(0.10g)

塔楼楼层

最大位移1.12(2)

X-5%偶然偏心地

震(0.15g)

比(层号)

Y-5%偶然偏心地

震(0.15g)

1.27(4)

X向风荷载 1.10(2)

Y向风荷载 1.22(3)

X向地震(0.10g) 1.57%

最小剪重Y向地震(0.10g) 1.57%

比

X向地震(0.15g) 2.35%

Y向地震(0.15g) 2.36%

3. 该结构方案在高烈度区、高风压区的可

行性分析。

由于本项目地处低烈度区(6度)，同时基本风[2] GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S]

压也不大，因此水平力没有为本次结构方案的设[3] GB 50009-2012 建筑结构荷载规范[S]

计带来较大的困难。但目前，国内的主要大中城

市，均分布在沿海地区，同时设防烈度较多在7

度以上。沿海地区50年一遇的基本风压大多在

0.5kN/m以上，加上较高的设防烈度，将使水平

2

力为结构设计带来较大困难。因此，初步研究本

工程的结构方案在高设防烈度区及高风压区的可

行性显得很有必要。

在完成本次结构方案设计的同时，将设防烈度

提高至7度，设计基本地震加速度分别为0.10g

和0.15g，场地类别改为Ⅲ类，基本风压提高至0.70

kN/m，定为模型1和模型2，分别采用SATWE

2

对该结构进行分析。主要计算结果表2.3。

由表2.3可知，最小剪重比均未能满足规范要

求。

在模型1中，地震工况下最大层间位移角能

满足规范的要求，位移比较小，而在Y向风荷载

作用下最大层间位移角超出规范限值，但超出幅

度不大。结构构件超筋超限的情况较少，但框架

梁的配筋较大。因此在设防烈度为7度(0.10g)，

场地类别为Ⅲ类，基本风压为0.70 kN/m的条件

2

下，该结构方案可经过适当优化，达到安全性和

舒适性的要求。优化措施有：提高混凝土强度等

级、采用钢—混凝土组合构件等。

在模型2中，最大层间位移角最大层间位移

角超出规范限值，且超出幅度较大。结构构件超

筋超限的情况较多，未超筋的构件，配筋均不经

济。因此在设防烈度为7度(0.15g)，场地类别为

Ⅲ类，基本风压为0.70 kN/m的条件下，该结构

2

方案无法达到安全性和舒适性的要求。因此在较

高烈度区，该结构方案，即结构总高度100m左

右，层高5m以上，结构开间达8m时仍然采用框

架－剪力墙的结构形式，无法满足结构安全性和

舒适性的要求。

参考文献

[1] JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S]

4.结论

本文所提到的结构设计思路，也即在总高度

100m左右，层高5m以上，结构开间8m的前提

下，仍然采用框架－剪力墙的结构形式，在设防

烈度为7度(0.10g)以下，基本风压小于0.50 kN/m

2

的条件下，能够满足相关规范的要求。当设防烈

度在7度(0.10g)以上时，这种结构方案无法满足

规范的要求。