濟(jì)南鐵路局經(jīng)十路高層住宅項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

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鐵路客站／房屋建筑?

濟(jì)南鐵路局經(jīng)十路高層住宅項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

徐書(shū)晨

（中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司濟(jì)南設(shè)計(jì)院，濟(jì)南２５００２２）

摘 要：濟(jì)南鐵路局經(jīng)十路職工高層住宅項(xiàng)目為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，以１號(hào)樓為例，從剪力墻布置、剪力

墻計(jì)算、剪力墻連梁設(shè)計(jì)等方面論述了剪力墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)。結(jié)合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求總結(jié)了需從規(guī)則性判斷、整體穩(wěn)定、

剛度比、嵌固端側(cè)向剛度比、周期比、位移比等幾個(gè)主要方面進(jìn)行計(jì)算結(jié)果控制。基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)。并結(jié)合工程

實(shí)際，采取了平面凹槽處增加連梁及厚板加強(qiáng)，電梯井、樓梯間周邊樓板加厚，梁與墻相交處設(shè)扶壁柱，主樓與裙房

設(shè)置沉降后澆帶等結(jié)構(gòu)措施加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。

關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；剪力墻設(shè)計(jì)；計(jì)算結(jié)果控制；樁筏基礎(chǔ)；結(jié)構(gòu)措施

中圖分類號(hào)：ＴＵ３７５．４ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：１００４—２９５４（２０１３）０４—０１０５—０３

Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ Ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ

ｊｉ’ｎａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｕｒｅａｕ ａｔ Ｊｉｎｇｓｈｉ Ｒｏａｄ

ＸＵ Ｓｈｕ—ｔｈｅｎ

Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ ２５００２２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｏｆ

Ｊｉ’ｎａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｕｒｅａｕ ａｔ Ｊｉｎｇｓｈｉ Ｒｏａｄ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｎｏ．１ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ

ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｆｒｏｍ ｓｏｍｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ

ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｉｅ ｂｅａｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｄｅ，ａｎｄ

ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ

ｓｏｍｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｊｕｄｇｍｅｎｔ，ｇｌｏｂａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｒｉｇｉｄｉｔｙ ｒａｔｉｏ，ｌａｔｅｒａｌ ｒｉｇｉｄｉｔｙ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｆｉｘｅｄ

ｅｎｄ，ｐｅｒｉｏｄ ｒａｔｉｏ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ ｅｔｃ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｉｌｅ—ｒａｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ．

Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ，ｓｅｖｅｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ，ｓｕｃｈ ａｓ ａｄｄｉｎｇ

ｔｉｅ ｂｅａｍｓ ａｔ ｔｈｅ ｇｒｏｏｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｐｌａｎｅ，ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｏｏｒ ｓｌａｂｓ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｏｒ ｓｈａｆｔ ａｎｄ

ｔｈｅ ｓｔａｉｒｃａｓｅ，ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ ｂｕｔｔｒｅｓｓｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｂｅａｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｌｌ，ａｎｄ ａｒｒａｎｇｉｎｇ

ｔｈｅ ｌａｔｅ—ｐｏｕｒｅｄ ｂａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｄｉｕｍｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ；ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ；ｐｉｌｅ?ｒａｆｔ

ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ

１ 設(shè)計(jì)概況

等級(jí)底部加強(qiáng)區(qū)為Ｃ４０，其他為Ｃ３５，基礎(chǔ)采用鋼筋混

凝土樁筏結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為Ｃ４０。見(jiàn)圖１。

２剪力墻設(shè)計(jì)

濟(jì)南鐵路局經(jīng)十路職工高層住宅項(xiàng)目為鐵路局安

居重點(diǎn)工程，總建筑面積９１ ８００ ｍ ，包括４棟高層住

宅、地下車(chē)庫(kù)及幼兒園等。其中１號(hào)樓地上２６層，地

下２層，地上總高７６．４ ｍ，２～４號(hào)樓地上２０層，地下

Ｉ層，地上總高５９．６ ｍ，層高２．８ ｍ。

２．１ 剪力墻布置（圖２）

剪力墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之

一

，

以建筑物墻體作為豎向承重和抗側(cè)力構(gòu)件，是一種

高層住宅采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)形式，

抗震設(shè)防烈度為６度，基本加速度０．０５ｇ，設(shè)計(jì)分組為

第３組，抗震等級(jí)為４級(jí)。剪力墻、梁、板混凝土強(qiáng)度

收稿日期：２０１２—０８一Ｏｌ；修回日期：２０１２—０８—３１

作者簡(jiǎn)介：徐書(shū)晨（１９７９一），女，工程師，２００３年畢業(yè)于濟(jì)南大學(xué)，工學(xué)

學(xué)士，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈａｐｐｙｃｃｌ２１１＠１６３．ＣＯＢ。

能較好抵抗側(cè)向力的結(jié)構(gòu)體系。其平面布置宜遵循分

散、對(duì)稱、雙向布置的原則，應(yīng)均勻布置在建筑物周邊、

樓梯間、電梯問(wèn)、平面形狀變化較大部位，間距不宜過(guò)

大。縱橫向剪力墻宜組成“Ｌ”形、“Ｔ”形等形式貫通建

筑物全高，避免一字形墻體。

本工程地下二層外墻厚度為３００ ｍｍ，內(nèi)墻厚度為

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鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１３（０４）

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圖１ 高層住宅小區(qū)效果圖

２５０ ｍｍ；地下一層外墻厚度為２５０ ｍｍ，內(nèi)墻厚度為

２００ ｍｍ；地上墻體厚度為２００ ｍｍ。電梯間四周布置剪

力墻，一般墻肢長(zhǎng)度大于８倍墻體厚度并設(shè)置翼緣。

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（ＪＧＪ３—２０１０）

（以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》）第４．２．２條，１號(hào)樓主體高度

７４．９ ｍ，屬于對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，基本風(fēng)壓

按１．１倍采用，取值為０．５ ｋＮ／ｍ ，剪力墻布置時(shí)，分

戶之間增設(shè)貫通剪力墻，以增強(qiáng)水平抗側(cè)力能力。

ｒ ｆ 。 ］【ｆ 。 １］

Ｆ

ｆ ｎ Ｔ ｎ １ ｆ ｎ Ｔ １上ｆ ｎ Ｔ １ Ｊ

¨ ］［ｊ－ ¨ ］［ｊ－ ｕ ｕ

圖２ １號(hào)樓標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻布置（單位：ｍｍ）

２．２剪力墻計(jì)算

剪力墻結(jié)構(gòu)是由一系列的豎向縱、橫墻和平面樓

板組合在一起的空間盒子式結(jié)構(gòu)體系。它所承受的荷

載除樓板傳來(lái)的豎向荷載外，還有水平作用的地震荷

載及風(fēng)荷載。

本工程采用ＰＫＰＭ—ＳＡＴＷＥ結(jié)構(gòu)空間有限元設(shè)計(jì)

軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，剪力墻輸入主要有２種方式，一是按墻

肢輸入，墻肢之間設(shè)鋼筋混凝土梁；另一種是直接輸入

整片墻，然后在墻體開(kāi)洞。經(jīng)設(shè)計(jì)比較，采用第一種輸

入方式更直觀真實(shí)，墻肢問(wèn)跨高比不小于５的鋼筋混

凝土梁按框架梁設(shè)計(jì)，跨高比小于５的按連梁設(shè)計(jì)，即

在模塊“特殊構(gòu)件”里定義為兩端鉸接，僅貫通剪力墻

按照剪力墻開(kāi)洞輸入。

２。３剪力墻連梁設(shè)計(jì)

與剪力墻相連的梁稱為連梁。連梁具有跨度小、

截面大等特點(diǎn)，作為一種耗能構(gòu)件，連梁對(duì)承擔(dān)豎向荷

載下的彎矩所占比例較小，在水平荷載作用下容易出

現(xiàn)剪切裂縫。因此，在豎向荷載作用下，連梁剛度不宜

折減，連梁支座彎矩的降低可通過(guò)支座彎矩調(diào)幅來(lái)解

決；在水平荷載作用下，連梁剛度可以折減，當(dāng)風(fēng)荷載

作用時(shí)，折減系數(shù)不宜小于０．８。

１０６ 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１３（０４）

在本工程設(shè)計(jì)中，地震烈度為６度，為受風(fēng)荷載控

制的高層建筑，對(duì)連梁采取剛度折減后，個(gè)別連梁仍出

現(xiàn)正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不足的現(xiàn)

象，采取了以下措施：增加剪力墻的厚度，即增加連梁

截面的寬度，以提高連梁的截面承載力；增加剪力墻數(shù)

量，以減少每片墻承擔(dān)的水平力；加大洞口，以增加連

梁的跨度；減小連梁的截面高度，以降低連梁的剛度等

措施，使連梁內(nèi)力符合截面設(shè)計(jì)的要求。

３主要計(jì)算結(jié)果控制

根據(jù)規(guī)范要求，以１號(hào)樓為例，計(jì)算結(jié)果控制主要

有以下方面。

（１）規(guī)則性判斷：１號(hào)樓總長(zhǎng)７８．５ ｍ，寬度最小處

為８．３ ｍ，Ｌ／Ｂ＝７８．５／８．３＝９．４＞６．０，為細(xì)腰形平面，根

據(jù)《高規(guī)》第３．４．３條判定為平面不規(guī)則，據(jù)《抗規(guī)》第

５．１．１條，應(yīng)計(jì)入雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。

（２）整體穩(wěn)定控制：根據(jù)整體穩(wěn)定及抗傾覆計(jì)算

結(jié)果，按照《高規(guī)》第５．４．４條判斷整體穩(wěn)定是否滿足

要求。１號(hào)樓 向剛重比４．７２，ｙ向剛重比３．７１，大于

１．４，滿足整體穩(wěn)定要求。

（３）剛度比控制：根據(jù)《高規(guī)》第３．５．２條，樓層側(cè)

向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的７０％或其

上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的８０％，可通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

軟件ＰＫＰＭ中的ＳＡＴＷＥ模塊一“建筑結(jié)構(gòu)總信息”一

“計(jì)算信息”中的ＲａｔＸ１、ＲａｔＹ１（ ，ｙ方向本層側(cè)移剛

度與上一層相應(yīng)側(cè)移剛度７０％的比值或上三層平均

側(cè)移剛度８０％的比值中之較小者）是否大于１判定。

本工程經(jīng)計(jì)算，每一層的側(cè)向剛度均滿足規(guī)范要求。

（４）嵌固端側(cè)向剛度比控制：本工程地下室頂板

作為嵌固端，根據(jù)《高規(guī)》第５．３．７條，當(dāng)?shù)叵率翼敯?

作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛

度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的２倍。可通

過(guò)ＳＡＴＷＥ模塊一“建筑結(jié)構(gòu)總信息”一“計(jì)算信息”中

地下室頂板所在標(biāo)準(zhǔn)層的ＲａｔＸ２，ＲａｔＹ２（ ，ｌ，方向本

層側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)側(cè)移剛度比值）是否大于

２判定。

（５）周期比控制：根據(jù)《高規(guī)》第３．４．５條，結(jié)構(gòu)扭

轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之

比不應(yīng)大于０．９。１號(hào)樓扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期

１．６２２ ８ Ｓ，平動(dòng)為主的第一自振周期２．４１６ ９ Ｓ，比值

徐書(shū)晨一濟(jì)南鐵路局經(jīng)十路高層住宅項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（即層間位移角）不應(yīng)大于１／１ ０００。１號(hào)樓Ｙ＋５％偶

然偏心地震作用下，ｌ，方向最大位移比為１．１４，最大層

間位移比為１．１２，最大層間位移角為１／２ ７１５，滿足要 墻窗臺(tái)高程處，設(shè)置水平現(xiàn)澆鋼筋｝昆凝土帶。填充墻

求。其他地震作用類同，可通過(guò)ＳＡＴＷＥ模塊一“位移

輸出文件”進(jìn)行判別。 ５．５ 主樓與裙房施工要求

４ 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本工程場(chǎng)地為適宜建造房屋的均勻地基，采用鉆

孔灌注樁樁筏基礎(chǔ)，樁徑６００ ｍｍ，樁長(zhǎng)２７ ｍ，置于全風(fēng) 行沉降觀測(cè)，待主樓封頂沉降穩(wěn)定后再澆筑裙房部分，

化輝長(zhǎng)巖內(nèi)，入巖深度不小于１ ２００ ｍｍ，單樁承載力特 減少因不均勻沉降引起的構(gòu)件開(kāi)裂現(xiàn)象。

征值１ ６００ ｋＮ，筏板厚度１ ２００ ｍｍ，外挑長(zhǎng)度１ ０００ ｍｍ，

采用ＰＫＰＭ．ＪＣＣＡＤ“樁筏、筏板有限元計(jì)算”。 本工程１號(hào)樓水平向總長(zhǎng)７８．３５ ｍ，根據(jù)規(guī)范要

５結(jié)構(gòu)措施

５．１ 平面凹槽處增加連梁及厚板加強(qiáng)

本工程ｌ號(hào)樓南側(cè)分戶之間平面有凹槽，凹人深

度４．８ ｍ，根據(jù)規(guī)范要求，當(dāng)中央部分樓板有較大削弱

時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)樓板以及連接部位墻體的構(gòu)造措施，設(shè)計(jì)

時(shí)，在外伸段每隔３層在凹槽處設(shè)置連接板，如圖３所 目前，該項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)已全部竣工。隨著社會(huì)經(jīng)

示，既能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，又能滿足建筑采光及立面 濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，高層剪力墻結(jié)構(gòu)已

效果要求。

圖３建筑平面形狀示意

５．２ 電梯并、樓梯間周邊樓板加厚

考慮電梯井、樓梯問(wèn)開(kāi)洞對(duì)結(jié)構(gòu)的削弱影響，設(shè)計(jì)

時(shí)將周邊樓板加厚至１２０ ｍｍ，并采用雙層雙向配筋等

措施加強(qiáng)。

５．３梁與墻相交處的處理

梁與墻在平面外相交時(shí)，主要有以下幾種處理方

式：一是在梁支座處設(shè)扶壁柱或沿梁軸線方向布置剪

力墻；二是將支座處改為鉸接；三是在支座處墻內(nèi)設(shè)型

鋼或暗柱，提高支座處墻體剛度。本工程設(shè)計(jì)時(shí)采用

的是第一種方法，利用建筑門(mén)垛作為墻體的扶壁柱，不

出現(xiàn)“一”字形墻體。

５．４后砌填充墻應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施

后砌填充墻作為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)忽視其構(gòu)造措

施。填充墻應(yīng)沿墻高每隔０．５ ｍ配置２４）６ ｍｍ拉結(jié)鋼

筋與剪力墻拉結(jié)，每邊伸入墻內(nèi)不應(yīng)少于５００ ｍｍ。樓

梯間、電梯間填充墻拉結(jié)筋通長(zhǎng)設(shè)置；當(dāng)墻長(zhǎng)大于５ ｍ

時(shí)，墻頂與梁宜有拉結(jié)；墻長(zhǎng)超過(guò)層高２倍時(shí)，宜設(shè)置

鐵道標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)計(jì)ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１３（０４）

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鐵路客站／房屋建筑?

鋼筋混凝土構(gòu)造柱；墻高超過(guò)４ ｍ時(shí)，墻體半高宜設(shè)置

與端柱連接且全長(zhǎng)貫通的鋼筋混凝土水平系梁。填充

轉(zhuǎn)角處及懸挑端，應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱。

根據(jù)施工工序，裙房在主樓施工完成后進(jìn)行，利用

此時(shí)問(wèn)差，在主樓上部施工時(shí)，梁板澆至相鄰裙房第一

跨的１／３跨度處，并甩出裙房的梁板鋼筋，并對(duì)主樓進(jìn)

５．６解決剪力墻超長(zhǎng)問(wèn)題

求，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)室內(nèi)伸縮縫最大間距

４５ ｍ，地下室墻體室內(nèi)伸縮縫最大間距３０ ＩＴＩ，設(shè)計(jì)時(shí)

采用上部結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)置伸縮縫，地下結(jié)構(gòu)設(shè)置

２道后澆帶的措施來(lái)解決剪力墻超長(zhǎng)的問(wèn)題。

６ 結(jié)語(yǔ)

成為住宅建筑主要結(jié)構(gòu)型式之一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)首先從

概念設(shè)計(jì)出發(fā)，把握全局，具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮多種

因素，既要滿足建筑設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期的建筑效果，

又要通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布置，精準(zhǔn)的計(jì)算數(shù)據(jù)，嚴(yán)格的設(shè)

計(jì)把控達(dá)到設(shè)計(jì)的日臻完善。

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