海尔集团某行政办公楼建筑与结构设计

摘     要：本次项目为海尔集团某行政办公楼建筑与结构设计，总建筑面积约为4500 m2，为力求达到建筑功能布局合理、技术措施可靠、经济指标适度、建筑造型美观满足城市规划、建筑、消防、抗震、环保及交通要求，通过舟山市海尔集团行政办公楼建筑设计实践，分别对通常办公室内型的办公建筑设计的安全，健康，舒适，经济等一些方面探讨了现代办公建筑设计的一点看法，以期能为业主的使用和发展提供有用的参考作用。

关键词: 建筑设计；适用安全；钢结构；绿色建筑

Abstract: This project is the building and structural design of an administrative office building of Haier Group, with a total construction area of about 4500 m2. In order to achieve reasonable building function layout, reliable technical measures, appropriate economic indicators, beautiful urban planning, construction, fire control, seismic, environmental protection and traffic requirements, in order to provide a useful reference for the use and development of the Owner.

Key words: architectural design; applicable safety; frame structure; green building

一、引言

随着社会的发展，钢筋混凝土钢结构的建筑物越来越普遍，由于钢结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有造价低材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，在我国钢结构是多层框架最常用的结构型式[1]。

二、钢结构设计

钢结构的主要构件包括框架梁、柱、楼板等，其特点是柱网布置灵活，便于获得交大的使用空间。框架梁和框架柱既承受竖向荷载、也承受风、地震作用等水平荷载，在这些荷载的共同作用下，一般情况下框架底部柱M（弯矩）、N（轴力）、V（剪力）最大，往上逐渐减小，底部框架柱多属于小偏心受压构件，顶部几层柱则可能为大偏心受压构件；当荷载条件大致相同时，各层框架梁的M、V较为接近，变化不大。  对于钢结构，在结构建筑特点方面：它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框，加上楼板、填充墙、屋盖所组成的结构形式，楼板和横梁连在一起，横梁和柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为钢结构或纯钢结构。墙体是填充墙，仅起围护和分隔作用，所以钢结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理十分灵活，应用范围很广，因此能为建筑提供灵活的使用空间。 钢结构在结构受力性能方面：钢结构构件截面较小，因此钢结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，所以钢结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能[2]。

任何设计都需要明确的定位。在确定建筑的整体风格后，还应该分析建筑所在地的气象及地理位置特点，包括干球温度，相对湿度，风速分布，太阳辐射情况，周环境质量，交通状况等， 这些都是设计的基础数据[3]。

三、建筑设计方案

平面布置应根据建筑物的使用性质、功能、工艺要求，合理布局。该楼为办公用楼，内部用房包括办公室、会议室、开水间、厕所、盥洗室、档案室等。把大多数的办公室、会议室布置在有良好日照、采光、通风和景观的部位[4]。由于舟山为地震区，因此平面布置较为规整，没有设置错层。

立面的处理，注意形式与内容、统一与变化、均衡与稳定、虚实对比、尺度与比例、色彩与韵律等等，力求美观。建筑布局，民用建筑应根据城市规划条件和任务要求，按照建筑与环境关系的原则，对建筑布局、道路、竖向、绿化及工程管线等进行综合性的场地设计[5]。

四、结构设计方案

进行结构布置时，应满足一下一般原则：1、满足使用要求，并尽可能的与建筑的平、立、剖面划分相一致。2、满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置能有效地进行。3、结构应尽可能简单、规则、均匀、对称，构建类型少。4、妥善地处理温度、不均匀沉降以及地震等因素对建筑的影响。5、施工简便。6、经济合理[6]。

当前，建筑设计中的超限问题越来越多。为保证建筑造型和功能两方面的要求，结构设计要对梁柱截面、楼板厚度、剪力墙布置、材料、局部位置的加强等进行多次调整才最终确定满足规范要求的结构方案[7]。

耐火抗震设计: 一、二级耐火等级建筑的屋面板应采用不燃烧材料，但其屋面防水层和绝热层可采用可燃材料。二级耐火等级住宅的楼板采用预应力钢筋混凝土楼板时，该楼板的耐火极限不应低于0.75h[8]。该办公楼的抗震设防类别为重点设防类，抗震等级为三级。  钢筋混凝土多层钢结构房屋具有良好的抗震性能，结构设计中只要经过抗震计算并采取妥善的抗震构造措施，在一般烈度区建造多层框架房屋是可以保证安全的[9]。

设计时，遵循“三强三弱”原则，即强柱弱梁原则、强剪弱弯原则、强节点弱杆件原则。同时，满足结构抗震构造措施[7]。

由于钢结构构件截面较小，因此钢结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，所以钢结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能[10]。

五、绿色办公

既然是办公楼的设计，还应该注重绿色生态办公。现代写字楼的最大特征——生态办公成为一种趋势，最贵的楼不再是最高的楼，而是环境最好、最舒适的楼。当然，生态办公不仅意味着小环境的绿色舒适，还意味着针对大环境的节能环保，既让员工快乐工作，提高效率，更能节省使用费用[11]。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内最大限度地节约资源，节能，节地，节水，节材，保护环境和减少污染[12]。为人们提供健康，舒适和高效的使用空间与自然和谐共生的建筑。总结绿色建筑设计过程中可以采用的基本方法和应注意的问题。比如：在设计过程中可采用计算机模拟技术优化建筑形体，合理利用自然通风降低空调负荷，提高室内外舒适度与空气质量[13]。让办公有一个舒适的环境。对于依赖市中心商务圈的写字楼而言，大环境无法选择，小环境的生态环保还是有很多作为的。比如，通过薄板楼体、外遮阳设备、呼吸幕墙、隔热玻璃、新型空调、立体绿化等方式，来营造生态写字楼[14]。人的一生绝大部分时间在各种建筑内度过，因此建筑的室内环境对人的生理、心理健康以及工作效率尤为重要。绿色建筑的室内环境设计模式有助于身体健康、心情愉快、工作高效，因此，在满足了人们对建筑室内环境质量要求的前提下，降低建筑能耗，充分利用可再生资源，降低碳排放，减轻建筑节能对环境和全求生态系统的压力，成为绿色建筑的重要组成部分[15]。

结束语

对于我们土木工程专业的学生来说，通过毕业设计，完成对一钢结构建筑的全过程的设计，不但能提高综合知识的应用能力，对所学过的知识得以系统的深化，而且适应了当今建筑设计的潮流。

参考文献

[1]王光友. 浅谈钢结构设计中的几点经验[D]. 安徽滁州市建筑勘察设计院，2003.

[2]杨娅琦，赵友云. 钢筋混凝土钢结构的应用[N]. 科技创新导报，2009(28).

[3]房屋建筑学[M].北京：北京高等教育出版社， 2006.

[4]黄楠，尤佳. 浅谈现代商务办公楼建筑设计[J].城市建设理论研究， 2012.

[5]民用建筑设计通则（GB50352—2005）[S].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[6]沈蒲生. 高层建筑结构设计 [M].北京：中国建筑工业出版社，2005 .

[7]吴伟. 钢结构设计的技术措施探析[J].城市建设理论研究，2012(18).

[8]建筑设计防火规范（GB50016-2006）[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[9]李国强，李杰，苏小卒.建筑结构抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[10]丰定国. 工程结构抗震[M]. 北京：地震出版社，2005.

[11]张传经，曹泽新，吴俊. 商业办公楼的绿色建筑设计思路[N]. 2006(6).

[12]黄绳. 面向可持续发展的绿色建筑[N].建筑学报，2004(4).

[13]黄志平. 绿色建筑设计理念探讨[N].科技创新导报，2010，(9).

[14]翁如壁. 现代办公楼设计[M]. 中国建筑工业出版社，1997（3）.

[15]黄楠，尤佳.浅谈现代商务办公楼建筑设计[J].城市建设理论研究，2012(8).