前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文,相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜高層;超高層;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中,面臨的問(wèn)題十分復(fù)雜,與普通建筑相比,高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作難度更高。為了解決高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難題,有必要對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討研究,這對(duì)我國(guó)城市發(fā)展以及建筑行業(yè)的發(fā)展都將起到重要的意義。
1、復(fù)雜高層和超高層建筑與普通建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的區(qū)別
復(fù)雜高層和超高層建筑與普通建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有很大的不同,普通高層建筑的高度一般不超過(guò)200m,而復(fù)雜高層和超高層建筑的高度通常在200m以上,甚至可達(dá)到上千米。另一方面,普通高層建筑大多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而復(fù)雜高層和超高層建筑通常采用混合結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。此外,在復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中,需要面對(duì)抗震要求、風(fēng)荷載、舒適度、避難層、機(jī)電設(shè)備層、施工因素等一系列難題,可見復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度要遠(yuǎn)大于普通高層建筑。
2、進(jìn)行復(fù)雜高層建筑與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮的問(wèn)題
2.1設(shè)計(jì)方案方面的問(wèn)題
在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候第一步就要對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)方案問(wèn)題進(jìn)行重要的思考。特別是對(duì)于那些復(fù)雜高層與超高層建筑來(lái)說(shuō),如果因?yàn)樵谶x擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的時(shí)候沒有恰當(dāng)?shù)倪x擇,那么就很容易引起整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案大幅度的調(diào)整。正因如此,設(shè)計(jì)單位在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的制定時(shí),不僅僅要把專業(yè)的東西結(jié)合進(jìn)去,還要對(duì)去其他地區(qū)的實(shí)例進(jìn)行考察,結(jié)合多方面的東西,來(lái)對(duì)方案進(jìn)行有效的確立。
2.2建筑結(jié)構(gòu)類型方面的問(wèn)題
對(duì)復(fù)雜高層建筑與超高層建筑在展開選擇結(jié)構(gòu)類型的時(shí)候,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者不僅僅要對(duì)建筑所在的地區(qū)的抗震度進(jìn)行充分的考慮,還應(yīng)該對(duì)建筑地區(qū)的外部環(huán)境的地質(zhì)進(jìn)行合理有效的分析。不僅如此,在一個(gè)方面還應(yīng)該大量的減少建筑成本,對(duì)建筑工程造價(jià)問(wèn)題進(jìn)行充分合理的考慮,如果條件一樣的話盡量選擇成本比較低的借建筑結(jié)構(gòu)。
3、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1嚴(yán)格選擇合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系
不同高度的高層建筑物,所采用的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系也各不同,不同高度建筑物常用的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系也不盡相同。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,要保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件能有效結(jié)合為一個(gè)整體,在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)過(guò)程中,如果采用多層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系,那么應(yīng)分析每種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的作用,要根據(jù)其作用的不同,對(duì)抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)的布置。在條件允許時(shí),復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)該盡量做到相互連接,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性,如可以通過(guò)伸臂桁架將核心筒和框架柱相互組合,例如廣州東塔及其組合抗側(cè)力體系,該建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,就是通過(guò)伸臂桁架將核心筒和框架柱相互連接。另外也可以將通過(guò)環(huán)帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體,進(jìn)而形成巨型框架,此外還有深圳平安大廈及其組合抗側(cè)力體系,該建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,就是通過(guò)環(huán)帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體。此外,也可以將縱橫向墻體相互組合,形成組砼筒體或者組合墻,此抗側(cè)力體系均可用于復(fù)雜高層和超高層建筑。
3.2概念設(shè)計(jì)的重要性
從以往的建筑工程中得出的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于復(fù)雜高層和超高層建筑,應(yīng)重視在其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)上的重要性,主要應(yīng)重視以下幾點(diǎn):
(1)控制好建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性,保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
(2)保證建筑結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力有直接且有效的傳力途徑。
(3)保證建筑工程結(jié)構(gòu)的整體性。
(4)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,要保證綠色環(huán)保、節(jié)約能源。
建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要想滿足以上幾點(diǎn),需要結(jié)構(gòu)工程師和各專業(yè)設(shè)計(jì)之間的共同努力協(xié)作,只有協(xié)作好才能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),保證工程質(zhì)量。
3.3控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)及計(jì)算結(jié)果的合理性
(1)合理選擇分析軟件
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中已經(jīng)普遍采用了信息化技術(shù),目前計(jì)算機(jī)軟件的種類十分繁多,各個(gè)軟件的側(cè)重點(diǎn)也不盡相同,因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)各種軟件有所了解,根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況,選擇科學(xué)適用的計(jì)算機(jī)軟件。
(2)充分考慮荷載作用
1)地震荷載
在復(fù)雜高層和超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地震荷載的問(wèn)題。對(duì)建筑施工場(chǎng)地進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià),結(jié)合安評(píng)內(nèi)容并與規(guī)范規(guī)定采用的地震力合理對(duì)比,小震時(shí)應(yīng)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì),同時(shí)根據(jù)規(guī)范要求合理選用地震波。
2)風(fēng)荷載
在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,風(fēng)荷載對(duì)建筑物的影響很大,隨著建筑物高度的增加,其風(fēng)荷載也在不斷的增加,對(duì)于建筑高度超過(guò)200m以上的建筑物,應(yīng)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。
(3)合理控制關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)
一定要合理控制各項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo),包括剪重比、自振周期、位移比、層間位移角、側(cè)向剛度比與抗剪承載力比、核心筒和框架部分剪力與彎矩分配、單位面積下的重力荷載代表值、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算等等。
3.4結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化分析
(1)在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí),必須有結(jié)構(gòu)專業(yè)的人員參與其中。
(2)復(fù)雜高層和超高層建筑在選擇結(jié)構(gòu)類型時(shí),一定要充分考慮工程所建地的工程地質(zhì)情況。
(3)要考慮工程的造價(jià)成本問(wèn)題,在保證安全、質(zhì)量的前提下,應(yīng)盡可能選擇造價(jià)較低的結(jié)構(gòu)類型。
(4)要重視抗震設(shè)計(jì),在復(fù)雜高層和超高層建筑的抗震方案設(shè)計(jì)過(guò)程中,要慎重的選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震材料,應(yīng)有效控制地震發(fā)生時(shí)樓層間的位移限值,通過(guò)對(duì)發(fā)生改變的建筑構(gòu)件和建筑層間的位移進(jìn)行分析,得出構(gòu)件的變形值,合理選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震方案。
3.5工程施工過(guò)程對(duì)設(shè)計(jì)的要求
在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要充分考慮施工因素的影響,如在復(fù)雜高層和超高層建筑中,豎向構(gòu)件的壓縮變形會(huì)使建筑物的外形發(fā)生改變,而且影響建筑的內(nèi)力分布。因此,為了避免建筑的外形發(fā)生改變,提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,保證施工過(guò)程的安全,應(yīng)對(duì)復(fù)雜高層和超高層建筑進(jìn)行施工過(guò)程模擬和預(yù)變形演練。另外,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一定要注意復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位鋼筋及鋼材傳力的可靠性,同時(shí)要考慮現(xiàn)場(chǎng)施工的可實(shí)施性。如在型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)中主筋與型鋼相交時(shí),通常采取以下4種處理措施:型鋼表面焊接鋼筋連接套筒;鋼筋繞過(guò)型鋼;鋼筋與型鋼表面加勁板相焊連;鋼板上開洞穿鋼筋等。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,一定要合理選擇處理措施,保證現(xiàn)場(chǎng)施工的可實(shí)施性。
4、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別關(guān)鍵,它直接關(guān)系到建筑物的質(zhì)量和安全。所以我們?cè)谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,一定要綜合考慮建筑物的抗側(cè)力性,只有確保建筑結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定才能保證建筑的安全。概念設(shè)計(jì)在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,占有很重要的比重,概念設(shè)計(jì)是否合理決定著高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都應(yīng)高度重視,從而使建筑結(jié)構(gòu)體系達(dá)到安全穩(wěn)定,滿足人們的使用功能要求。本文主要對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)提出幾點(diǎn)建議,希望對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)工作有所幫助。
參考文獻(xiàn):
[1]董興明.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].中原建筑,2014(9):70-72.
[2]辛?xí)杂?復(fù)雜高層、超高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(5):219-220
關(guān)鍵字:轉(zhuǎn)換層;超限高層;高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
Abstract: this paper analyzes the realization with primary and secondary beams of conversion layers high limit high-rise building structural design patterns, for beam type conversion layers points of design analysis, and to the corresponding conversion layers of building structure design of the plan selection and design, structural layout, the analysis of the structure and the structure of the corresponding processing, realize the corresponding construction engineering projects structure design of the key problem in this paper.
Key word: conversion layers; Overrun top; High-rise buildings; Structure design
隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,高層建筑逐漸向功能豐富和復(fù)雜的題型方向發(fā)展。高層建筑的設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)受力上分析,下部樓層的受力大,上部樓層的受力較小,而良好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證下部樓層的剛度,下部的墻體多、柱網(wǎng)較密,到建筑的上部則能逐漸較少墻體和支柱的數(shù)量,從而擴(kuò)大柱網(wǎng)。從高層建筑的功能結(jié)構(gòu)上看,建筑下半部分應(yīng)具有較大的自由活動(dòng)空間,上部空間布置較小,從而能充分滿足居住的要求。由此可以看出,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及功能的要求恰好處于相對(duì)的位置。為充分滿足高層建筑的居住要求,建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行反常規(guī)的設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)建筑的反結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),則必須在建筑豎向結(jié)構(gòu)體系具有變化的樓層設(shè)計(jì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換層。梁式的轉(zhuǎn)換層由于傳力明確、受力的性能較好、工作穩(wěn)定可靠,并且構(gòu)建結(jié)構(gòu)、便利的施工且工程項(xiàng)目的成本不高等優(yōu)勢(shì),成為了高層建筑使用最為廣泛的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。下面通過(guò)對(duì)具體的工程項(xiàng)目的分析具體實(shí)現(xiàn)了高層建筑轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
該工程處于廣東省珠江河畔,處于長(zhǎng)條形位置布置,占地面積為一萬(wàn)多平方米,總建筑面積大約為一萬(wàn)平方米,地上面積各自占據(jù)一定的面積,具有沿江的地理位置優(yōu)勢(shì)。根據(jù)城市規(guī)劃局以及開發(fā)商的具體要求,該工程以商住樓為主,同時(shí)輔助一定面積的辦公樓。為發(fā)揮該地區(qū)的優(yōu)越地理位置,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)商住樓和辦公樓面臨珠江,盡量實(shí)現(xiàn)最多的房間面臨珠江,通過(guò)實(shí)際的方案的比較和分析,最終通過(guò)建筑角度的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了商住樓的客廳以及房建面對(duì)珠江。
一、結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
1、采用框架剪力墻的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。因?yàn)椋摴こ添?xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為地上和地下兩個(gè)部分,地下兩層地上三十五層,地下兩層為停車場(chǎng)以及備用房屋。地上首層為商層,二樓和三樓為辦公室,四樓為會(huì)所以及建筑的轉(zhuǎn)換層,對(duì)建筑空間要求較大,由此采;之上的樓層為住宅層,使用剪力墻的結(jié)構(gòu)。該工程建筑自第四層往上,除了樓梯以及電梯間的墻體落地外,其他的墻體都沒有落地,而建筑相應(yīng)的支撐力量轉(zhuǎn)換需要通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行傳遞;
2、相應(yīng)轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。由于高層建筑的主次梁結(jié)構(gòu)具有受力明確、施工簡(jiǎn)單以及在高層建筑的轉(zhuǎn)換梁的設(shè)置過(guò)程中在轉(zhuǎn)換梁受力較小的部位開設(shè)適宜的洞口,從而能滿足建筑功能和建筑設(shè)備的管線布置要求。相應(yīng)轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)具體的工程項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì),從而能建立實(shí)現(xiàn)良好的高層建筑的結(jié)構(gòu)以及功能的設(shè)計(jì)。
二、結(jié)構(gòu)分析
1、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇
該工程屬于丙類建筑,抗震防裂應(yīng)設(shè)置為七度,建筑結(jié)構(gòu)的基本地震加速值為0.1g,并且設(shè)計(jì)地震的分組為第一組。一百年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓的值為0. 6kN/ m2,高層建筑結(jié)構(gòu)的地面粗糙程度為C 類,工程項(xiàng)目的建筑體形系數(shù)為1. 4。并且工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部開發(fā)的SATWE(空間桿-墻板元模型)和TAT(空間桿-薄壁桿系模型)程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,從理論上對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全,經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。同時(shí),可采用至少兩個(gè)不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體計(jì)算。
2、等效側(cè)向剛度比的控制
高層建筑的工程項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換層的下部樓層的側(cè)向剛度設(shè)計(jì)應(yīng)大于上部樓層的側(cè)向剛度,否則,相應(yīng)的建筑樓層的變形將集中于下部樓層而形成相應(yīng)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的薄弱層。對(duì)建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)造成影響。為防止相應(yīng)高層建筑薄弱層的形成,應(yīng)對(duì)相應(yīng)建筑工程下部樓層側(cè)向剛度指數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑工程項(xiàng)目的樓層側(cè)向的剛度不應(yīng)小于建筑上部相鄰樓層的百分之七十,或是與相鄰三層側(cè)向剛度的平均值的百分之八十。該工程項(xiàng)目的高層建筑的側(cè)向比應(yīng)根據(jù)建筑工程中的剪力墻厚度、混凝土強(qiáng)度以及柱子截面尺寸以及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)等系數(shù)進(jìn)行確定。工程項(xiàng)目下部樓層的側(cè)向剛度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)高層建筑的相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),以轉(zhuǎn)換層為界,結(jié)構(gòu)的下部與上部的等效側(cè)向剛度比宜接近于1,而非抗震設(shè)計(jì)時(shí)的等效側(cè)向剛度比不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.8。具體工程項(xiàng)目的剛度比設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)概念的設(shè)計(jì),根據(jù)具體細(xì)化的規(guī)范對(duì)下部樓層側(cè)向的剛度比進(jìn)行設(shè)計(jì)。高層建筑側(cè)向的剛度比應(yīng)有層間位移角比值進(jìn)行控制,通過(guò)工程項(xiàng)目的模擬實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程項(xiàng)目側(cè)向剛度的規(guī)范設(shè)計(jì)。
3、剪力墻剪應(yīng)力水平的設(shè)置要點(diǎn)
剪力墻剪應(yīng)力水平的設(shè)置應(yīng)根據(jù)具體工程項(xiàng)目的基數(shù)進(jìn)行。高層建筑的轉(zhuǎn)換層剪力墻在地震常遇狀況下剪應(yīng)力水平為0.025,轉(zhuǎn)換層上層的剪力墻的剪應(yīng)力水平為0.017,從而保證在常遇地震的地質(zhì)作用狀況下建筑的剪力墻不發(fā)生剪切破壞。設(shè)計(jì)過(guò)程中,提出了彈性水平地震作用增大系數(shù)法來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),該方法的基本思路是:假設(shè)結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下仍處于彈性狀態(tài),根據(jù)規(guī)范給出的多遇地震和罕遇地震的水平地震影響系數(shù)最大值αmax的比值來(lái)放大多遇地震作用下的水平地震作用,而此時(shí)將荷載分項(xiàng)系數(shù)和材料分項(xiàng)系數(shù)取1.0。則設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)的內(nèi)力組合為G+βE=G+6.25E,其中G為重力荷載作用代表值,E為多遇地震作用下的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值;而與此內(nèi)力組合對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用材料的標(biāo)準(zhǔn)值而不是設(shè)計(jì)值。采用這種方法可以得出在罕遇地震作用下,轉(zhuǎn)換層剪力墻的最大剪應(yīng)力水平僅為0.156,可以保證在規(guī)范規(guī)定的罕遇地震作用下剪力墻不發(fā)生剪切破壞。
三、高層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題
高層建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體的工程項(xiàng)目的技術(shù)要點(diǎn)分析,并根據(jù)具體的建設(shè)部門關(guān)于高層建筑中的工程項(xiàng)目的抗震設(shè)防的專項(xiàng)審查技術(shù)的要點(diǎn)要求,結(jié)合本工程設(shè)計(jì)出帶主次轉(zhuǎn)換梁層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震措施如下:
1、保證換層結(jié)構(gòu)側(cè)向有足夠的剛度。高層建筑應(yīng)保證大空間的需求的房間具有足夠的剛度,從而防止轉(zhuǎn)換層沿豎向的剛度變化過(guò)大,應(yīng)建立嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換層上部和下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比例。高層建筑的轉(zhuǎn)換層抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不小于上一層結(jié)構(gòu)側(cè)向高度的百分之七十,并且根據(jù)高層建筑的指數(shù)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求??刂妻D(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的下部與上部的等效側(cè)向剛度比宜接近于1。同時(shí)還應(yīng)保證一定比例剪刀墻的落地,加大落地厚度,從而提高剪刀墻混凝土的強(qiáng)度等級(jí),減小洞口的尺寸,從而盡量使縱橫墻形成筒體。
2、加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層整體結(jié)構(gòu)的剛度。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)換層樓板平面內(nèi)的整體性和側(cè)向的剛度進(jìn)行加強(qiáng),并采用現(xiàn)澆混凝土的樓板,樓板的厚度為200mm,同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層的上下兩層的平面內(nèi)剛度,樓板的厚度為150mm;結(jié)構(gòu)的布置為左右對(duì)稱,在薄弱部位加強(qiáng)樓板的厚度及配筋。整體結(jié)構(gòu)的分析過(guò)程,應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換層的薄弱部位的樓板平面的變形對(duì)建筑結(jié)構(gòu)受力的印象程度。并通過(guò)剪刀墻的布置方式的調(diào)整,從而使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)與剛性相接近,避免了扭轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)平面布置的規(guī)范。
3、 按施工現(xiàn)場(chǎng)地震安全性評(píng)估報(bào)告提供人工合成選擇兩條典型的地震波加速度和地震波加速度的記錄, 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)彈性的分析。此外,采用兩個(gè)不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)空間對(duì)程序進(jìn)行分析計(jì)算, 例如一個(gè)采用空間桿- 薄壁桿系模型, 而另一個(gè)采用空間桿- 墻板元模型,要確保在計(jì)算中考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響,同時(shí)除計(jì)算正交的X軸、Y 軸外,還需要計(jì)算可能受力不利的45度和135度的方向。
4、合理地加強(qiáng)框支剪力墻轉(zhuǎn)換層以下豎向構(gòu)件的配筋率。 按相關(guān)規(guī)定確保整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)抗傾覆;同時(shí),使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板來(lái)達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的目的。 保證核心筒內(nèi)部樓板厚為150mm,并且是雙層雙向的配筋以及相關(guān)圍護(hù)材料為新型輕質(zhì)材料, 從而有利于減小地震反應(yīng),減輕建筑自身重量。
參考文獻(xiàn):
[1] 季靜,韓小雷,楊坤,鄭宜. 帶主次梁轉(zhuǎn)換層的超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)建材資訊, 2005, (04) .
[2] 周華海,蔣滄如. 帶梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑設(shè)計(jì)[J]. 山西建筑, 2007,(04) .
關(guān)鍵詞:超高層建筑、建筑設(shè)計(jì)、問(wèn)題
中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、前言
現(xiàn)如今,在城市發(fā)展的同時(shí),隨著超高層建筑的不斷涌現(xiàn),超高層建筑已經(jīng)成為城市形象的標(biāo)志性建筑,但由于超高層建筑過(guò)分追求其美觀度及個(gè)性化,在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上難免出現(xiàn)一些偏差,進(jìn)而導(dǎo)致超高層建筑存在一定的安全隱患。因此,加強(qiáng)對(duì)超高層建筑設(shè)計(jì)的研究力度,對(duì)保證超高層建筑設(shè)計(jì)的穩(wěn)定非常具有意義。
二、高層建筑設(shè)計(jì)的論述
高層建筑的建筑設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)城市而言是非常重要的,很多高層建筑往往是一座城市的象征,具有城市的代表性,例如美國(guó)芝加哥西爾斯大廈等。同時(shí)高層建筑也會(huì)反映一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō),選擇合理的造型至關(guān)重要,因?yàn)槠潴w量、高度巨大,且是城市的有機(jī)組成部分,對(duì)城市的形象和發(fā)展有很大影響。21世紀(jì)以來(lái),隨著我國(guó)鋼筋混凝土高層建筑的飛速發(fā)展和當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,高層建筑的建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題日益凸顯,從基本的框架到建筑構(gòu)造以及高層的疊加,每層都會(huì)存在諸多的設(shè)計(jì)問(wèn)題尚待解決,這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重威脅到人們的財(cái)產(chǎn)生命安全。
圖1:世界上最高建筑美國(guó)芝加哥西爾斯大廈之一
三、高層建筑的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)
高層建筑的主要特征是不僅要承受在垂直方向上的重力負(fù)荷,還要承受大自然環(huán)境的風(fēng)力水平壓力,同時(shí)高層建筑在抗震方面也要求有一定的抵抗力,相對(duì)于低層建筑高層建筑在這些方面的要求要高得多。其次隨著高層建筑的高度增加,其水平位移也會(huì)越來(lái)越大,如果水平位移達(dá)到一定的程度就會(huì)對(duì)整個(gè)建筑物的安全性構(gòu)成威脅。高層建筑的建筑設(shè)計(jì)相對(duì)于低層建筑在專業(yè)程度上要求更高,并且在專業(yè)中的地位更加重要。不同的建筑類型和高度等都對(duì)結(jié)構(gòu)體系的選擇產(chǎn)生影響,關(guān)系到整個(gè)建筑的平面布局、立體形態(tài)、管道機(jī)電和施工技術(shù)等,在工程造價(jià)和施工時(shí)間上都會(huì)有一定的要求。
四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
在目前一些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,過(guò)分地追求美觀度和個(gè)性化,從而忽略了其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。同時(shí)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是多種多樣的。但是在選擇過(guò)程中存在一定的不合理性。另外在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,要注重考慮水平載荷中的風(fēng)荷載以及地震作用,做好抗震設(shè)防系統(tǒng),以能夠提高建筑安全性,但是在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,還存在對(duì)這些問(wèn)題不注重問(wèn)題,考慮不全面問(wèn)題,從而導(dǎo)致高層建筑存在一定的安全隱患。
表1:高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中風(fēng)荷載和地震考慮標(biāo)準(zhǔn)
2、沒有處理好高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系
高層建筑結(jié)構(gòu)在布局時(shí)還應(yīng)把握高層建筑的整體尺度、城市和街道尺度、細(xì)部尺度。一個(gè)造型完美的高層建筑必須很好地均衡主體、裙房和頂部的尺度關(guān)系。高層建筑是城市形態(tài)的關(guān)鍵因素和重要景點(diǎn),因此要規(guī)劃好城市的結(jié)構(gòu)中高層建筑的位置,以及高層建筑與城市街道的關(guān)系,保證高層建筑不能對(duì)街道行人和正?;顒?dòng)造成影響,也不能造成視覺上的影響。目前高層建筑在這一方面還具有一定的薄弱性,沒有處理好高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)其受力情況和水平荷載的考慮不夠完善
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,其高度不同,那么其受力情況也就不同,其水平荷載跟豎向荷載共同作用,是對(duì)高層建筑整體設(shè)計(jì)效果進(jìn)行控制的主要因素。但是隨著建筑高度的不斷增加,其側(cè)向位移增加的速度也越來(lái)越快,底部彎矩也隨之加大,其側(cè)向變形過(guò)度會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)在橫向荷載下,附加應(yīng)力明顯增加,從而引起了填充墻的出現(xiàn);導(dǎo)致電梯軌道以及裝修等服務(wù)設(shè)施,出現(xiàn)變形或者裂縫問(wèn)題,嚴(yán)重危及了高層建筑結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。
五、高層建筑中的建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題及其對(duì)策
1、高層建筑整體設(shè)計(jì)探析
(1)主體設(shè)計(jì)
當(dāng)代高層建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)全新的要求就是實(shí)現(xiàn)建筑本身的生態(tài)節(jié)能,這就要求對(duì)建筑本身主體的裙房部分加強(qiáng)設(shè)計(jì),裙房的設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑周圍街道的人性化空間的創(chuàng)造等有很大影響。對(duì)裙房的設(shè)計(jì)不僅要注重人性化,更要注重形式的多樣性;
(2)處理手法上的巧妙運(yùn)用
高層建筑的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)階段,高層建筑的塔樓設(shè)計(jì)并不能有很大的變化空間,但是可以從底層部分入手運(yùn)用一些巧妙地處理進(jìn)行空間上的拓展,通常都是采用入口縮進(jìn)和底層架空等手段進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2、高層建筑中的分類建筑設(shè)計(jì)探析
(1)底層入口設(shè)計(jì)
底層入口相對(duì)來(lái)說(shuō)很重要,在北方地區(qū),高層建筑的底層入口在設(shè)計(jì)上首先應(yīng)該避開地域內(nèi)的冬季迎面風(fēng),保證冬季的底層溫度。而在我國(guó)的南方地區(qū),一定要保證底層入口設(shè)計(jì)的通風(fēng)散熱,因?yàn)槟戏降南募据^為炎熱,可采用局部或全部架空的方式避免對(duì)通風(fēng)的阻礙。
(2)建筑圍護(hù)設(shè)計(jì)
一般來(lái)說(shuō)大部分人在高處都會(huì)有一定的恐懼心理,尤其在高層建筑上。在高層建筑的設(shè)計(jì)中一定要注重護(hù)欄的設(shè)計(jì),可以給人以安全感。同時(shí),高層建筑的窗戶設(shè)計(jì)也要注意高處風(fēng)壓?jiǎn)栴},高處風(fēng)壓過(guò)大會(huì)對(duì)窗戶開關(guān)造成一定影響,所以外窗設(shè)計(jì)可采用推拉的啟閉方式以避免人們開關(guān)窗時(shí)的恐懼心理。
(3)服務(wù)設(shè)施設(shè)計(jì)
高層建筑在設(shè)計(jì)初期要充分考慮到建筑的服務(wù)設(shè)施,這對(duì)高層建筑的整體感覺非常重要。首先在底層入口處要設(shè)置值班室,方便對(duì)出入人員的管理,其中要配置先進(jìn)的夜間電梯緊急呼叫裝置以及公用電話等,還要有特定的停車處和分戶信箱。
3、高層建筑設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題探析
(1)高層建筑的防火問(wèn)題
防火問(wèn)題對(duì)于大多數(shù)建筑尤其是高層建筑來(lái)說(shuō)異常重要,建筑設(shè)計(jì)師要對(duì)防火問(wèn)題的設(shè)計(jì)進(jìn)行加強(qiáng)。首先高層建筑的總體布局要保證安全通暢,出現(xiàn)緊急情況時(shí)能確保人員的疏散及時(shí),采光設(shè)備和緊急照明設(shè)備要有保障。其次要有合理的防火分區(qū),高層建筑樓道內(nèi)的消防器械和疏散通道要分區(qū)合理,消火栓的位置要照顧到整個(gè)樓層。
(2)電氣的問(wèn)題
高層建筑的電氣問(wèn)題主要分為三個(gè)方面,一是消防電源與配電問(wèn)題,要求供電電源來(lái)自不同發(fā)電廠或不同的區(qū)域變電站,以保證突發(fā)事件時(shí)供電及時(shí)解決。二是應(yīng)急照明問(wèn)題,高層建筑發(fā)生火災(zāi)或者其他突發(fā)狀況時(shí)事故照明要正常。三是高層建筑的電梯安裝問(wèn)題,電梯的位置設(shè)置要合理,電梯運(yùn)行過(guò)程中噪音不應(yīng)太大,且最大荷載量應(yīng)符合高層建筑的需要,方便快捷。
(3)防雷擊問(wèn)題
防雷擊問(wèn)題也是高層建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn),應(yīng)本著“整體防御、綜合治理、多重保護(hù)、突出重點(diǎn)”的原則,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設(shè)計(jì)的重點(diǎn),可以安裝避雷針、避雷網(wǎng)或者避雷帶等。同時(shí)要利用建筑中的鋼筋做接地裝置,建筑周圍也要做避雷帶,內(nèi)部金屬物體也要接地。
六、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,時(shí)代的不斷進(jìn)步,建筑行業(yè)在發(fā)展的同時(shí)一定要做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,加強(qiáng)對(duì)建筑整體設(shè)計(jì)的研究力度,同時(shí),相關(guān)工作人員還應(yīng)加強(qiáng)自身工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),努力創(chuàng)新,確保超高層建筑設(shè)計(jì)的完善,保證高層建筑的質(zhì)量和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn):
[1] 黨杰 尹尼:《超高層建筑設(shè)計(jì)――上海環(huán)球金融中心》,《建筑學(xué)報(bào)》,2009年07期
【關(guān)鍵詞】高層建筑;鋼筋結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);施工工藝
Abstract:This article first analyzes the high-rise building steel structure design, and then discusses the high-rise building steel structure construction process to ensure the maximum economic and social benefits of high-rise building can be achieved.
Key words: high-rise buildings; reinforced structure; design; construction technology
中圖分類號(hào):TU972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
隨著建筑功能及類型的日益繁雜,結(jié)構(gòu)體系也日益變多。高層建筑功能及類型的繁雜度讓高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日益繁雜,所以在設(shè)計(jì)以及施工的時(shí)候,錯(cuò)誤及遺漏會(huì)偶爾出現(xiàn),同時(shí)高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工日益變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及重點(diǎn)。
一、高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.墻梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)
對(duì)于框架-剪力墻結(jié)構(gòu),次梁、框架梁于核心筒墻體過(guò)梁、暗梁之上進(jìn)行直接安置,框架梁截面要是與過(guò)梁、暗梁的截面高度一樣,會(huì)致使核心筒過(guò)梁、暗梁主筋與框架梁主筋位置發(fā)生矛盾。此節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則為,依照固定端框架梁存在的彎距形式,框架梁處于支座位置,下鐵受壓及上鐵受拉;墻體過(guò)梁、暗梁受扭。盡可能確保連梁、暗梁箍筋存在的完整性。其設(shè)計(jì)對(duì)策有,過(guò)梁下鐵設(shè)置不能高于六根主筋成為兩排進(jìn)行布置,框架梁下鐵于過(guò)梁下鐵一排與二排鋼筋間進(jìn)行設(shè)置,同時(shí)框架梁接頭位置都處于支座旁邊。接頭要根據(jù)5O%比例進(jìn)行錯(cuò)開??蚣芰荷翔F于過(guò)梁上鐵之上進(jìn)行擱置,確??蚣芰褐鹘铄^固長(zhǎng)符合規(guī)范。針對(duì)GB50204-2000其中要求,過(guò)梁以及框架梁的箍筋尺寸分別取為負(fù)誤差及正誤差,最終確保框架梁、過(guò)梁的保護(hù)層厚度。把暗梁、過(guò)梁截面減少、降低5cm,于過(guò)梁之上,進(jìn)行框架梁上鐵的直接錨固,確??蚣芰号c樓板鋼筋具有的保護(hù)層厚度。
2.梁柱受力主筋位置設(shè)計(jì)
基于兩種情形,框架梁及框架柱的受力主筋位置出現(xiàn)矛盾,其一為框架梁截面寬與框架柱邊長(zhǎng)等同;其二為框架梁一邊重合于框架柱。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要遵循的原則為,“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁”為框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則,要確??蚣苤芰χ鹘钐幱诘奈恢谩F湓O(shè)計(jì)策略為,于框架柱內(nèi)側(cè),框架梁主筋得以通過(guò)。為了確??蚣芰航孛娉叽纾诳蚣芰航咏谥鶄?cè)四角進(jìn)行4根鋼筋的加設(shè),當(dāng)作架立鋼筋。
3.勁性柱主筋與框架梁主筋錨固長(zhǎng)度存在的關(guān)系
框架梁針對(duì)框架端柱,它的錨固長(zhǎng)度符合不了規(guī)范具有的最低直錨長(zhǎng),進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工,要彎錨或者運(yùn)用機(jī)械錨同手段,由于此框架柱上層鋼筋存在的連接點(diǎn)處于跨中位置,因?yàn)樵趶濆^端,鋼筋太長(zhǎng),在施工現(xiàn)場(chǎng),擋安全對(duì)策和結(jié)構(gòu)面只相距50cm,造成此鋼筋連接現(xiàn)場(chǎng)確保不了。因此上層鋼筋實(shí)施不了彎錨,不然現(xiàn)場(chǎng)施工操作極難。要采用如下解決方法,現(xiàn)場(chǎng)施工均運(yùn)用機(jī)械錨固對(duì)策,其一為有清楚規(guī)定的焊接等直徑鋼筋的對(duì)策,其二為于鋼筋端部,進(jìn)行直螺紋連接套筒的加設(shè),使鋼筋握裹性能加大,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試?yán)摻罨炷猎噳K的制造,最終結(jié)果說(shuō)明了于端部加設(shè)直螺紋套筒的施工策略與施工規(guī)范相符,施工還很便利。
二、高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)施工工藝
1.需要鋼尺量具以及測(cè)量?jī)x器
進(jìn)行高層、超高層大樓的建設(shè),其和鋼結(jié)構(gòu)、土建、玻璃幕墻以及每種設(shè)備的配置有著關(guān)系,運(yùn)用的鋼尺以及測(cè)量?jī)x器一定要通過(guò)國(guó)家法定的計(jì)量部門具有的同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鑒定。因?yàn)楦邔蛹俺邔咏ㄖ兄容^久的施工期,要按時(shí)檢驗(yàn)鋼尺量具及測(cè)量?jī)x器,確保建筑物每種指標(biāo)與規(guī)定指標(biāo)相符。通常把土建部門的鋼尺量具以及測(cè)量?jī)x器當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)。
2.定位軸線、標(biāo)高以及地腳螺栓
對(duì)于鋼柱,其定位軸線能按照?qǐng)龅貙捳龋诮ㄖ饣蛘邇?nèi)部進(jìn)行控制軸線的加設(shè)。進(jìn)行控制樁的安置,便于進(jìn)行激光儀、經(jīng)緯儀控制樁地方的控制。把達(dá)到可視、通視作為原則。對(duì)于鋼柱長(zhǎng),要達(dá)到起重量多少以及運(yùn)輸可能性,通常2-3 層作為一節(jié)。進(jìn)行各節(jié)柱子的安置,不可運(yùn)用下節(jié)柱子存在的定位軸線,要通過(guò)地面控制軸線引入到高空。確保各節(jié)柱子安置準(zhǔn)確。防止出現(xiàn)累積誤差。柱腳和鋼筋混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行連接,常運(yùn)用埋入式剛性柱腳。對(duì)于地腳螺栓,其為安置就位首節(jié)鋼柱的情況下,進(jìn)行平面尺寸以及標(biāo)高的暫時(shí)固定手段的控制。
3.進(jìn)行鋼柱制作及安裝
對(duì)于鋼柱,其為高層或者超高層建筑確定建筑總高及層高的重點(diǎn)豎向構(gòu)件。進(jìn)行加工制造時(shí),一定要和現(xiàn)行的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)相符。通常100m的超高層鋼柱劃成8到12節(jié)構(gòu)件,鋼柱進(jìn)行翻樣下料制作的時(shí)候,要關(guān)注焊縫存在的收縮變形以及豎向荷載造成的壓縮變形。因此鋼柱翻樣下料長(zhǎng)和設(shè)計(jì)長(zhǎng)不一樣,雖然僅為幾毫米,不可忽略。當(dāng)上下兩節(jié)鋼柱截面全部相同的時(shí)候,也不可進(jìn)行互換,應(yīng)該就各節(jié)鋼柱進(jìn)行編號(hào),便于分別,準(zhǔn)確安裝就位。方形或者矩形鋼柱中的加勁板焊接要根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范,使用熔嘴電渣焊,不可運(yùn)用另外的比如于箱板之上進(jìn)行開孔或者槽塞焊這些形式。
4.進(jìn)行框架梁制作以及安裝
高層或者超高層框架梁通常使用H型鋼,框架梁和鋼柱要運(yùn)用剛性連接,鋼柱呈現(xiàn)貫通型,處于框架梁上下翼緣位置,于鋼柱中進(jìn)行橫向加勁肋的安置??蚣芰阂鶕?jù)設(shè)計(jì)編號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確就位。為了確??蚣芰汉弯撝B接位置的節(jié)點(diǎn)域存在比較好的延性,還有連接可靠性,以及樓層高準(zhǔn)確性,工廠進(jìn)行制造的時(shí)候,于框架梁處于的位置,進(jìn)行懸臂梁、短牛腿的加設(shè),懸臂梁上下翼緣和鋼柱進(jìn)行連接使用剖口熔透焊縫,腹板使用貼角焊縫??蚣芰汉弯撝鶓冶哿阂约岸膛M冗M(jìn)行連接,上下翼緣連接運(yùn)用弧板全熔透焊縫,其中的腹板使用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。因?yàn)殇摻罨炷潦┕ひ笃畋蠕摻Y(jié)構(gòu)存在的精度要求要高,在框架梁和鋼筋混凝土筒壁或者剪力墻進(jìn)行連接的時(shí)候,在腹板的連接板,能夠開設(shè)橢圓孔,要確保孔邊距存在的要求。框架梁存在的翻樣下料長(zhǎng)不同于設(shè)計(jì)長(zhǎng),要關(guān)注焊接收縮變形。焊接收縮變形能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算,后根據(jù)具體進(jìn)行加工,還要校核,定出翻樣下料具有的準(zhǔn)確長(zhǎng)。框架梁上下翼緣進(jìn)行連接,能運(yùn)用高強(qiáng)螺栓、焊接進(jìn)行連接,當(dāng)今,很多運(yùn)用帶襯板的全熔透焊接進(jìn)行連接。進(jìn)行施工,焊完下翼緣之后,焊上翼緣,在一端進(jìn)行點(diǎn)焊定位,后焊另外一端。腹板要運(yùn)用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接。使用摩擦型高強(qiáng)螺栓的時(shí)候,摩擦系數(shù)要合適。使用高強(qiáng)螺栓群進(jìn)行連接的時(shí)候,孔位精度極其關(guān)鍵。制孔通常運(yùn)用多軸數(shù)控鉆孔以及模板制孔,前者的精度高,后者的精度低,首先考慮使用前者。運(yùn)用模板制孔的時(shí)候,確保模板精度,最終保證高強(qiáng)螺栓組裝孔以及工地安裝孔存在的精度標(biāo)準(zhǔn)??孜灰蔷植科?,僅可利用鉸刀進(jìn)行擴(kuò)孔。禁止運(yùn)用氣割進(jìn)行擴(kuò)孔,若用氣割擴(kuò)孔。對(duì)于高強(qiáng)螺栓群,要同方向插到螺栓孔中,高強(qiáng)螺栓群運(yùn)用的擰緊流程,要從中心,按照輻射方向一層層地往外進(jìn)行擴(kuò)展,終擰以及初擰均要根據(jù)事先定出的鮮明色彩,于螺帽頭位置作出表示。
三、總結(jié)
高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工工藝都很重要,應(yīng)該加大對(duì)建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工細(xì)節(jié)、實(shí)用性的重視,以確保工程質(zhì)量的提高,最大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]霍英杰.淺析高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工工藝[J].建筑科學(xué),2012年1月(下).
關(guān)鍵詞:B級(jí)高度框架核心筒超限高層抗震性能設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào): TU352.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1. 工程簡(jiǎn)介
本項(xiàng)目位于江蘇省南通市新城區(qū)核心位置,毗鄰中央CBD中南世紀(jì)城,地上建筑共分為6棟樓(1#~6#),包括綜合商業(yè)、超高層酒店、高層商辦、文化產(chǎn)業(yè)、超市及地下車庫(kù)。項(xiàng)目總建筑面積約24.15萬(wàn)平方米(地上約18.85萬(wàn),地下約5.3萬(wàn));2號(hào)樓超高層酒店地上單體總建筑面積約5.6萬(wàn)平方米,位于整體大地下室之上,抗震設(shè)防烈度為7度(南通為6度設(shè)防區(qū)域,因本工程為大型公建,故按7度設(shè)防);抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類);結(jié)構(gòu)形式為框架核心筒結(jié)構(gòu);框架及核心筒抗震等級(jí)均為一級(jí)。
2.超高層酒店結(jié)構(gòu)基本形式
本工程由裙房與塔樓構(gòu)成,二者連為整體,無(wú)抗震縫。塔樓部分采用框架-核心筒結(jié)構(gòu),重力荷載主要由鋼筋混凝土樓蓋傳到核心筒以及周邊的框架上,然后由核心筒、框架把重力荷載傳到基礎(chǔ)。
裙房部分較低,采用僅設(shè)置框架柱即可滿足計(jì)算要求。
側(cè)向荷載:地震作用和風(fēng)荷載由外框架和核心筒把作用力和荷載傳到基礎(chǔ)。
裙房層平面:平面長(zhǎng)x寬=100.6mx 30.0m。
標(biāo)準(zhǔn)層平面:平面長(zhǎng)x寬=46.9mx 30.0m。
核心筒長(zhǎng)20.6m,寬9.6米,核心筒的總高與寬度的比值為148.6/9.6=15.5;Y向剛度相對(duì)較弱,如何加強(qiáng)Y向剛度為主要控制要點(diǎn),針對(duì)這一不足,根據(jù)核心筒墻體的布置特點(diǎn),采取了適當(dāng)增加翼墻厚度,充分發(fā)揮組合墻體整體效應(yīng),提高核心筒在Y向的抗側(cè)剛度;
Y向邊榀框架不連通,對(duì)Y向位移控制不利;框架柱的截面變化盡量有利于Y向位移控制,X向收進(jìn);
裙房高度主屋面高度15.7m,為塔樓高度的0.106
上部塔樓質(zhì)心與裙房底盤質(zhì)心偏差約為11m,為底盤長(zhǎng)度的11%
3.結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)
3.1 底部平面尺度狹長(zhǎng): 2#底部商業(yè)單體長(zhǎng)寬約為100mX30m,長(zhǎng)方向超過(guò)規(guī)范限值較多,對(duì)單體長(zhǎng)度超長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),需采取有效措施防止由于混凝土收縮和溫度應(yīng)力造成的建筑物開裂;板面設(shè)置貫通溫度鋼筋,單層單向配筋率不小于0.15%,加強(qiáng)樓板防裂性能,施工期間在適當(dāng)位置設(shè)置施工后澆帶,后澆帶內(nèi)板鋼筋均按搭接處理,以釋放混凝土早期收縮應(yīng)力,選擇合適的溫度條件封閉后澆帶,盡量減少溫度應(yīng)力對(duì)正常使用的影響;適當(dāng)加強(qiáng)受溫度應(yīng)力影響較大的構(gòu)件配筋。
3.2B級(jí)高層:酒店總高度約148.65m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu),根據(jù)《南通市建設(shè)工程抗震設(shè)防管理辦法》的相關(guān)規(guī)定,此結(jié)構(gòu)單體應(yīng)按七度標(biāo)準(zhǔn)抗震設(shè)防,按規(guī)范的相關(guān)規(guī)定,屬于B級(jí)高度的高層建筑;根據(jù)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)(建質(zhì)〔2010〕109號(hào))》的相關(guān)規(guī)定,屬需進(jìn)行“超限高層抗震專項(xiàng)審查”的超限高層建筑。
3.3 立面收進(jìn)變化大:底部商業(yè)大部分為三層,局部四層,收進(jìn)尺度較大,但收進(jìn)部分高度與房屋高度之比不大于0.2,不屬于結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則;大底盤的偏心率不大于15%,不屬于豎向不規(guī)則范圍。
3.4 局部開洞:酒店入口設(shè)置二層通高大堂,局部開洞,形成二根穿層柱,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)核對(duì)穿層柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù),柱配筋應(yīng)滿足長(zhǎng)度系數(shù)修正后計(jì)算結(jié)果。
3.5 大量短柱:建筑總高度較高,單柱荷載較大,大量框架柱的柱凈高與截面高度之比不大于4,柱箍筋應(yīng)按規(guī)范要求全高加密。
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
4.1 計(jì)算程序及主要參數(shù):主體結(jié)構(gòu)采用由中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件SATWE》(2010版)進(jìn)行整體分析,北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司開發(fā)的《三維建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件MIDAS》(版本號(hào):V2011)進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算,其中小震反應(yīng)譜計(jì)算采用SATWE和MIDAS,小震彈性時(shí)程計(jì)算采用SATWE。多遇地震下參數(shù)選取按規(guī)范參數(shù)與安評(píng)參數(shù)計(jì)算的基底剪力較大者采用,經(jīng)比較安評(píng)參數(shù)基底剪力較大,故多遇地震動(dòng)參數(shù)按安評(píng)采用。
主要計(jì)算參數(shù)詳見下表:
4.2SATWE與MIDAS計(jì)算結(jié)果匯總:
4.2.1 結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布:
SATWE:結(jié)構(gòu)總質(zhì)量10.88萬(wàn)噸,恒載9.97萬(wàn)噸,活載0.91萬(wàn)噸,平均每平方米恒載1.588噸,每平方米活載0.122噸。
MIDAS:結(jié)構(gòu)總質(zhì)量10.88萬(wàn)噸,恒載9.97萬(wàn)噸,活載0.91萬(wàn)噸,平均每平方米恒載1.588噸,每平方米活載0.122噸。
4.2.2 結(jié)構(gòu)周期及位移指標(biāo):
周期指標(biāo):
4.3 小震彈性時(shí)程分析結(jié)果
根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010第5.1.2條規(guī)定,本建筑為一般不規(guī)則高層結(jié)構(gòu),應(yīng)進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。計(jì)算分析時(shí)采用由PKPM提供的2條天然波和1條人工波,分別為RH3TG055(人工波),TH3TG055(天然波),TH4TG055(天然波),三條地震波均包括X,Y兩個(gè)方向的輸入分量,主次方向峰值加速度比值為1:0.85。
時(shí)程法結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計(jì)算結(jié)果:
地震波時(shí)程特性與CQC對(duì)比結(jié)果:
結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)體系無(wú)明顯薄弱層,且每條時(shí)程曲線計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)底部剪力均大于CQC法的65%,三組時(shí)程曲線計(jì)算得到的底部剪力平均值大于CQC法計(jì)算得到的底部剪力的80%,彈性時(shí)程分析結(jié)果滿足規(guī)范要求。
5. 構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)性能目標(biāo)
針對(duì)不同結(jié)構(gòu)部位的重要程度,設(shè)計(jì)采用了不同的抗震性能目標(biāo),如下:
6.結(jié)構(gòu)超限設(shè)計(jì)及計(jì)算措施
1)、地震參數(shù)選取按“安評(píng)參數(shù)”及“規(guī)范參數(shù)”計(jì)算后基底剪力大者取用。
2)、嚴(yán)格按規(guī)范要求控制剪力墻、框架柱的軸壓比(剪壓比),保證剪力墻、框架柱的延性,從而提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的變形能力。
3)、裙房屋面層樓板按規(guī)范要求加厚,并采用雙層雙向配筋加強(qiáng)。
4)、底部加強(qiáng)區(qū)墻體中震受拉,鋼筋配置按中震不屈服控制,鋼筋連接采用機(jī)械“A”級(jí)接頭予以加強(qiáng)。
5)、穿層柱采用全高設(shè)置箍筋增強(qiáng)其延性設(shè)計(jì),滿足中震彈性。
6)、內(nèi)隔墻采用輕質(zhì)填充墻,盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重,減小地震作用。
7)、對(duì)裙房層頂層樓板補(bǔ)充應(yīng)力計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果采取中震不屈服進(jìn)行加強(qiáng)。
8)、對(duì)穿層柱的設(shè)計(jì)剪力和彎矩取值不小于該層其它柱的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值。
9)、對(duì)關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行抗震性能化設(shè)計(jì),滿足抗震性能目標(biāo)要求。
10)、采用PUSH對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的彈塑性靜力時(shí)程分析,以考察結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的抗震性能,對(duì)分析中發(fā)現(xiàn)的薄弱部位采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施,保證重要部位不屈服,并控制整體結(jié)構(gòu)的塑性變形滿足規(guī)范1/100要求。
7.結(jié)語(yǔ)
本文概述了對(duì)該B級(jí)高度塔樓結(jié)構(gòu)體系的研究、線彈性分析、彈性時(shí)程分析及構(gòu)件的驗(yàn)算。各層面的分析結(jié)果表明目前的結(jié)構(gòu)方案可以滿足本文中所制定的目標(biāo),各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范要求,該工程結(jié)構(gòu)體系成立,是安全可行的。主要的分析結(jié)論如下:
(1)該結(jié)構(gòu)整移指標(biāo)為地震荷載控制,小震作用下的最大層間位移角為1/902,風(fēng)荷載下的最大層間位移角為1/1412,均滿足規(guī)范小于1/800的要求;大震作用下最大彈塑形層間位移角為1/228,滿足規(guī)范小于1/100的要求。
(2)筒體剪力墻滿足中震抗剪彈性、中震抗彎不屈服及大震作用下截面限制的要求。
(3)躍層的框架柱滿足中震抗剪彈性、中震抗彎不屈服的要求。
參考文獻(xiàn):
1.《南通市建設(shè)工程抗震設(shè)防管理辦法》(通政發(fā)〔2009〕39號(hào))
2.《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》(建質(zhì)[2010]109號(hào))
3. 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2010)