高層設計總結

2022-11-24 13:10:21 字數 2833 閱讀 7237

地王廣場f區結構設計總結

結構裝置部 2012.02.24

一. 工程簡介

本工程建築面積約66872.43m2,建設方為改善場地利用率,利用原有地勢進行重新規劃。本工程為其配套地下停車場和群樓商業建築,由1幢、2幢兩部分組成,其中1幢上部為住宅樓(地上18層,框支剪力牆),2幢上部為公寓樓(地上18層,框架剪力牆)。

地王廣場2 幢地下2層為停車場、商場。地下二層層高4.0米;地下一層層高4.

2米;首層層高5.0米;群樓層高5.0米;標準層層高3.

0米。該工程有如下幾個特點:

1.平面較為不規則;

2.豎向不規則;

3.剪力牆較少;

4.標準層水電管線從樑端加密區開洞。

二.結構特點:

1棟:1. 本工程的建築使用功能不同造成結構體系比較複雜,底部商場需要大開間大進深,上部住宅希望儘量減小構件尺寸提高房間使用率。

因此裙樓選用部分框支結構體系。底部大跨度的柱網跟剪力牆核心筒相結合,有效保證下部裙樓的剛度。

2. 本工程的塔樓偏置在一側,塔樓的質心與裙樓質心明顯偏心,通過以下措施進行比較選擇:①在不設縫的前提下通過改變豎向構件佈置讓剛心質心靠攏,儘量控制在規範容許範圍內。

②設縫,將塔樓與裙樓分離,然而造成雙柱影響使用及感觀,同時對橫跨兩端的扶梯有影響。結合新版《廣東省超限高層審查細側》,採用不設縫,適當加強裙樓屋面構造措施,採用多塔模型模擬計算。

3. 本工程塔樓底部架空兩層,架空層層高達6米,而上部標準層層高3米,造成架空層剛度明顯小於上部。採取以下措施:

架空層剪力牆加厚截面核心筒剪力牆全部做滿,架空層框架柱截面加大,上部標準層減小剪力牆截面及減小柱截面,上部標準層核心筒剪力牆只做部分。調整後架空層側向剛度得到明顯改善同時樓層受剪承載力滿足要求。

4. 轉換層構件設計,由於本工程在四層轉換,按規範要求宜提高一級抗震設防,但考慮到商場使用柱截面太大影響使用,所以本工程的框支柱只在構造措施上提高一級,未按提高一級進行計算;本工程轉換樑跨度比較大,最大跨度接近10米,按常規設計樑高將比較大,進而影響樓層淨空影響使用,本工程採取寬扁樑截面,加強抗剪箍筋配置,提高縱向受力筋型號等級的措施,有效保證了轉換樑樑高的控制。

2棟:1.從建築平面看柱網總體較為不規則,較為特殊的地方是6-37軸柱,同一排柱子,需要用三根軸線來定位,標準層以下是群房地下室,為了使群樓和地下室的樑能夠搭接在柱子上形成柱網,故地下室的個別柱子就要額外地加大,含鋼量相應地也會有所提高,在施工時要注意仔細較對軸網後再施工。

2.建築平面不規則還帶來了施工圖結構超限審查的一系列問題。該方案裡包含了:a、扭轉不規則;b、凹凸不規則,組合平面(細腰形);c、樓板不連續。

《廣東省超限高層建築工程抗震設計專項審查實施細則》中明確規定,具備三項及以上不規則的高層建築工程應作超限高層建築工程抗震設防專項審查。為避免超限高層審查帶來的工期延誤以及帶來的一系列問題,筆者在領導和同事的幫助下,建議把建築對方案進行一點修改。在細腰形部位,增加樓板寬度,使樓板有效寬度大於50%,開洞面積小於30%,從而避免了出現樓板不連續。

因為建築方案就決定了平面出現凹凸不規則和扭轉不規則,又因本工程為框架-剪力牆結構,扭轉位移比1.23.尺寸突變。

結構上部樓層收進部位到室外地面的高度(h1=15.000米)與房屋高度(h=60.500米)之比大於0.

2,上部樓層收進後的水平尺寸(b1=39.600米)小於下部樓層水平尺寸(b=61.500米)的75%(46.

125米)。為減少這條不規則,筆者對地王廣場f區重新分縫,使得下部樓層水平尺寸(b=45.800米),符合尺寸要求。

4.側向剛度不規則。因群樓層高(5.

500米)和標準層層高(3.0米)相差太大。在群樓和塔樓相交處側向剛度比小於上一層側向剛度的80%,出現薄弱層。

根據規範規定出現薄弱層處,薄弱層**剪力乘以放大係數1.25。乘以了一個1.

25的放大係數以後,導致個別剪力牆配筋超筋,按正常情況下根本不能合理配鋼筋。我多次嘗試過調整這兩層的剪力牆截面厚度以試圖改變該兩層的剛度比,結果徒勞的。筆者跟同事曾工商量了一下,他提出因為四層樓面有0.

5米的高層,故可以嘗試著把群樓頂層的層高改為5.0米,標準層的層高改為3.5米,該方法的效果很明現,使結構計算中避免出現了薄弱層,從而節約了工程造價,減速少浪費。

5.為配合商場和地下室的使用,該結構的剪力牆分佈更多的分佈在中間,四周的剪力牆較多為短肢剪力牆,甚至取消了剪力牆。這種建築方案與結構的概念設計又是相背的。

對於這種“凹”字形的結構中,質量和剛度明顯不對稱、不均勻,扭轉效果很明顯,平動因子在85%左右,扭轉週期比將要接近0.9的上限了。雖然位移比和週期比都能滿足規範的要求,但筆者對這樣的結構還是不滿意,經過十多次模型的除錯以後,筆者做了一個看似不太常規的舉動,把剛度較弱的6-34軸線上的剪力牆,從下以上,最少的剪力牆厚做了250mm,把與之相連的框架樑寬都做成與剪力牆同厚。

這一做法對於一般的18層的框架-剪力牆結構方案來說是不可思議的,但對於該工程來說,卻是恰到好處。加強結構外圍的剛度對結構的抗扭作用起到十分重大的作用,這與結構的概念設計不謀而合,這也跟材料力學中提到把更多的質量分佈在物體的四周將獲得更好的抗扭剛度相符合的。經調整後的結構x\y方向的平動因子均為1.

0,週期比0.604,很好地控制了結構的扭轉作用,大大地提高了結構的整體抗震效能。

6.隨著高層建築的不斷髮展,相應的建築物質的功能也越來越複雜,由此帶來的各種建築輔助設施(通風、空凋、熱水、以及上下水道管等 )變得越來越龐大而複雜。目前常見的做法是讓這些管道在樓層的結構下通過,這將佔據樓層高度的1/6~1/5。

因該結構標準層層高只有3.0米,框架樑高達到0.7米,若管道在樓層的結構下通過,樓層的使用空間就不能達到淨空的要求。

筆者曾做過一個《鋼筋混凝土小開孔樑的驗算》的課題研究,採用樑腹開孔,使管線從樑腹穿過,在樓層建築使用淨高一定的前提下,可降低樓層的結構高度,從而降低建築物的總高度。這對控制工程造價、減少能耗具有重要的意義。