四合院設(shè)計(jì)

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淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

作者:lyy  發(fā)布時(shí)間:2015-01-16 14:41:54

多塔大底盤結(jié)構(gòu)有其復(fù)雜性,設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意分析判斷計(jì)算軟件各種參數(shù)的選取,對(duì)計(jì)算輸出結(jié)果加以認(rèn)真分析和比較,在一些特殊部位的結(jié)構(gòu)還需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)加強(qiáng)構(gòu)造措施,才能保證結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

  1 大底盤地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  大底盤地下室作為上部多塔的結(jié)合部,將上部結(jié)構(gòu)與地下室作為一個(gè)整體考慮,地下室頂部覆土1?!? m,地下室層高4?!? m,在計(jì)算中采用了彈簧剛度法,在SATWE選項(xiàng)“回填土對(duì)地下室約束相對(duì)剛度比”取值為3。因地下室上1層的側(cè)向剛度有劇烈變化,上部結(jié)構(gòu)突然收進(jìn),屬于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu),塔樓與地下室結(jié)合部位為結(jié)構(gòu)薄弱部位,應(yīng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。首先在SATWE計(jì)算中,把地下室上1層自行車庫(kù)層定義為薄弱層,而且對(duì)地下室頂板的厚度及配筋均應(yīng)加厚加強(qiáng)(頂板厚度取值180 mm),板鋼筋雙層雙向拉通,對(duì)汽車坡道入口等大開洞邊樓板應(yīng)進(jìn)行彈性板定義計(jì)算。因地下室停車庫(kù)功能要求,局部上部結(jié)構(gòu)的柱子不能伸入地下室,在地下室頂板層進(jìn)行梁上立柱轉(zhuǎn)換,計(jì)算中需要梁上立柱的梁進(jìn)行轉(zhuǎn)換梁定義。SATWE軟件對(duì)于梁上立柱構(gòu)件的計(jì)算有些缺陷,對(duì)于立柱荷載能導(dǎo)入轉(zhuǎn)換梁并準(zhǔn)確計(jì)算梁上有立柱的轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力和配筋,但是對(duì)轉(zhuǎn)換梁局部抗剪的計(jì)算不精確,對(duì)于梁上立柱部位的附加箍筋和吊筋嚴(yán)重不足,設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)立柱的荷載自己計(jì)算附加箍筋和吊筋,而且在梁平面表示法中,不能自動(dòng)形成梁上立柱的位置,無(wú)梁上立柱附加箍筋和吊筋的表示,所以施工圖設(shè)計(jì)過程中一定要注意梁上立柱位置的表示以及附加箍筋和吊筋的標(biāo)注,以免造成施工過程中柱插筋遺漏等問題。
  2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的差異沉降控制
  在高層建筑裝修設(shè)計(jì)、地基與基礎(chǔ)的相互作用下,由于基礎(chǔ)對(duì)高層建筑荷載的擴(kuò)散作用,存在一個(gè)以塔樓為中心的“共同作用有效范圍”。以各塔樓下面一定范圍的區(qū)域?yàn)槌两抵行?,基礎(chǔ)沉降變形各自沿徑向向外衰減,并在共同的影響范圍內(nèi)相互疊加;地基反力也是以各塔樓下面某一區(qū)域?yàn)橹行?,通過塔樓的裙房基礎(chǔ)沿徑向向外擴(kuò)散,并在共同的荷載擴(kuò)散范圍內(nèi)相互疊加。
 大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)由于高層主樓與裙房或地下車庫(kù)的基礎(chǔ)連接成整體時(shí),相互間的差異沉降是關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵性問題。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定:高層建筑的基礎(chǔ)和與其相連的裙房基礎(chǔ),當(dāng)不設(shè)沉降縫時(shí),應(yīng)采取有效措施減少差異沉降及其影響針對(duì)工程具體情況,如高層主樓和裙房或地下車庫(kù)基礎(chǔ)均采用樁基時(shí),則按照變形調(diào)整原則或承載力計(jì)算確定各自樁的直徑、長(zhǎng)度和數(shù)量,通過調(diào)整盡量使主樓和裙房的沉降一致,減小其差異沉降值;如高層主樓采用樁基,裙房或地下車庫(kù)可采取滿堂基礎(chǔ)的天然地基,使其與主樓沉降值接近。
  對(duì)這種情況,一方面,沿主樓周邊,在高層主樓和裙房或地下車庫(kù)基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置沉降后澆帶,其目的在于消除施工期間相互間產(chǎn)生的不均勻沉降,待高層部分主體結(jié)構(gòu)完成時(shí)再連接成整體。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),一般認(rèn)為主體施工完成可實(shí)現(xiàn)60%?。?0%的沉降。
  應(yīng)通過計(jì)算與實(shí)測(cè)相結(jié)合確定主體的沉降完成量,沿底板后澆帶每隔10m布置沉降觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)期為底板施工完成后至后澆帶澆筑完成,期間每半個(gè)月觀測(cè)一次,根據(jù)實(shí)測(cè)沉降值情況并計(jì)算后期沉降差來確定沉降后澆帶的澆灌時(shí)間。另一方面,采用天然基礎(chǔ)的地下室應(yīng)盡可能減小基礎(chǔ)底面積以加大沉降,在滿足施工工況及低水位使用工況下抗壓承載力的基礎(chǔ)上,盡量采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ),不宜采用滿堂基礎(chǔ)。
  3 多塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  1)多塔結(jié)構(gòu)必須在SATWE中進(jìn)行多塔結(jié)構(gòu)補(bǔ)充定義,可以用圍區(qū)方式依次指定各個(gè)塔樓的范圍,輸入各塔樓的起始層號(hào)、終止層號(hào)和塔號(hào),一般定義塔號(hào)根據(jù)樓層高低從高到低順序定義,建筑裝修設(shè)計(jì)伸縮縫兩邊分別定義多塔,縫隙兩邊的墻體還應(yīng)執(zhí)行“遮擋定義”,使該墻面成為風(fēng)荷載遮擋面,其風(fēng)荷載體型系數(shù)按設(shè)縫多塔背風(fēng)面體型系數(shù)取值。定義多塔時(shí),不能將同一個(gè)構(gòu)件定義在兩個(gè)塔內(nèi),也不能有些構(gòu)件不屬于任何一個(gè)塔,可以用多塔檢查命令檢查定義的多塔是否正確。
  2)多塔結(jié)構(gòu)的各個(gè)塔樓可以有不同的結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)結(jié)構(gòu)高度和結(jié)構(gòu)型式確定不同的構(gòu)件抗震等級(jí),也可以有不同的混凝土等級(jí),這些操作可以在特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義中進(jìn)行。比如上部共分七個(gè)塔樓,其中三個(gè)塔樓為高度大于30 m的框架結(jié)構(gòu),三個(gè)塔樓為高度小于60 m的框架-抗震墻結(jié)構(gòu),還有一個(gè)為3層框架結(jié)構(gòu)會(huì)所,根據(jù)抗震規(guī)范,會(huì)所部分抗震等級(jí)為三級(jí),其它塔樓抗震等級(jí)為二級(jí),應(yīng)分開定義??蚣埽拐饓λ侵校?yàn)榭蚣懿糠殖惺艿牡卣饍A覆力矩大于結(jié)構(gòu)總傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級(jí)按框架結(jié)構(gòu)確定,該數(shù)據(jù)可以在多塔結(jié)構(gòu)切分后,根據(jù)各個(gè)塔樓分開計(jì)算值,查框架柱地震傾覆彎矩百分比輸出文件。
  3)在地下室的設(shè)計(jì)中,將各塔樓和底盤綜合在一起,作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)模型計(jì)算分析,進(jìn)行全樓構(gòu)件內(nèi)力和配筋計(jì)算后,將整體計(jì)算的有關(guān)數(shù)據(jù),在分析結(jié)果圖形和文本顯示中,把位移比,層間位移比,層間側(cè)移剛度比,層間受剪承載力,剪重比等大多數(shù)控制系數(shù)分塔輸出,把上部結(jié)構(gòu)荷載與剛度傳給基礎(chǔ),再進(jìn)行JCCAD設(shè)計(jì),但是整體模型中對(duì)周期比的輸出是不正確的,必須將多塔各自獨(dú)立切分,分開進(jìn)行抗震計(jì)算。根據(jù)建筑裝修設(shè)計(jì)平面布置分別切分了6個(gè)單體,每個(gè)單塔在地下室部分保留1 ̄2個(gè)柱距,使塔樓與地下室頂交界處作45°向外斜線交于地下室底部的范圍內(nèi)構(gòu)件保留。切分過程中還發(fā)現(xiàn)了2005?!?版SATWE軟件必須保留底層所有整體計(jì)算輸入的所有節(jié)點(diǎn),底層不能進(jìn)行節(jié)點(diǎn)清理這一步驟的操作,否則上部結(jié)構(gòu)的梁荷載會(huì)全部丟失。
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