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1、对某高层建筑结构设计及计算浅析-结构理论对某高层建筑结构设计及计算浅析 摘要:本工程结构设计针对项目的实际情况,针对限、转换及非荷载效应等难点,根据安全、适用、经济的原则,提出了一系列的解决方案及构造措施,可为类似高层建筑的设计提供了参考。并对结构布置和选型、结构设计措施及计算进行了论述。 关键词:高层建筑、结构布置、计算分析、结构设计 1工程简介 某大厦为大底盘双塔楼建筑,总建筑面积约14万m2,地面以下建筑面积约3万m2,设4层地下室作为停车库,其中负4层兼作6级人防地下室;地上部分建筑面积约11万m2。本工程南北地块统一布局,共设6层裙楼,不设结构防震缝;裙
2、楼以上楼建筑高度175.5m,采用框架-核心筒结构;楼建筑高度99.7m,采用框架-剪力墙结构。本工程抗震设防烈度为7度(商场区域为乙类建筑,抗震构造措施按8度),场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第1组。 2结构设计重点 本工程建筑造型独特,裙楼建筑功能丰富,要求裙楼商业区域有较多的大空间,并对结构高度作出了严格的限制,结构设计中有以下问题需重点解决: ⑴房屋高度为175.5m,采用钢管混凝土柱框架-核心筒体系,据《高层建筑混凝土结构设计技术规程》规定的A级高度为130m。 ⑵对某高层建筑结构设计及计算浅析-结构理论对某高层建筑结构设计及计算浅析 摘要:本工程结构
3、设计针对项目的实际情况,针对限、转换及非荷载效应等难点,根据安全、适用、经济的原则,提出了一系列的解决方案及构造措施,可为类似高层建筑的设计提供了参考。并对结构布置和选型、结构设计措施及计算进行了论述。 关键词:高层建筑、结构布置、计算分析、结构设计 1工程简介 某大厦为大底盘双塔楼建筑,总建筑面积约14万m2,地面以下建筑面积约3万m2,设4层地下室作为停车库,其中负4层兼作6级人防地下室;地上部分建筑面积约11万m2。本工程南北地块统一布局,共设6层裙楼,不设结构防震缝;裙楼以上楼建筑高度175.5m,采用框架-核心筒结构;楼建筑高度99.7m,采用框架-剪力
4、墙结构。本工程抗震设防烈度为7度(商场区域为乙类建筑,抗震构造措施按8度),场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第1组。 2结构设计重点 本工程建筑造型独特,裙楼建筑功能丰富,要求裙楼商业区域有较多的大空间,并对结构高度作出了严格的限制,结构设计中有以下问题需重点解决: ⑴房屋高度为175.5m,采用钢管混凝土柱框架-核心筒体系,据《高层建筑混凝土结构设计技术规程》规定的A级高度为130m。 ⑵大厦限结构的位移控制及稳定性验算; ⑶大厦部分由于裙楼大空间的要求,造成多处竖向构件上下不连续, 需进行大跨度结构转换; ⑷竖向构件差异变形的影响及分析。 3结构布置和
5、选型 根据建筑使用功能及立面的需要,本工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,利用电梯井、楼梯间及设备用房等设置沿建筑物全高贯通的核心筒,框架柱则设置在建筑物周边,以使建筑空间能灵活分隔。为提高结构的抗震性能及控制框架柱的轴压比,框架柱和转换桁架支柱均采用钢管混凝土柱。 4结构设计措施及计算分析 4.1整体计算分析 考虑本工程的特殊性,我们采用多个空间结构分析程序进行计算对比分析,并对各程序的计算结果进行判断后用于构件设计。整体分析主要以中国建研院编制的《多层及高层建筑空间有限元分析及设计软件》SATWE为主,采用PMSAP进行设计验证;对于转换桁架及转换大梁等
6、关键构件则采用充分考虑构件轴向变形的ETABS等程序进行重点分析。根据JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构设计技术规程》的有关要求,并为确保限结构的安全,本工程计算中按《地震安全性评价报告》所提供的场地人工地震波输入结构作弹性动力时程分析;计算中按罕遇地震的地震影响系数对结构作地震作用下的弹性内力分析,把罕遇地震作用下的弹性内力和竖向荷载进行组合,依次验算落地剪力墙的抗剪强度以及楼板薄弱位置的抗拉、抗剪强度,保证其满足强度要求(验算时荷载分项系数取1.0,材料强度取标准值),以确保在设计罕遇地震作用下关键构件不出现脆性破坏,从而保证符合“大震不倒”的设计原则。 针对
7、本工程结构X向高宽比为5.27及抗侧刚度较小的特点,设计在采用框架-核心筒结构的基础上,设置外框架加强构造宽扁梁及X向宽梁,采用提高竖向构件强度及弹性模量而不加大构件截面及重量的措施,从而达到提高刚重比的要求。本工程在风荷载及地震荷载作用下的最大层间位移见表1,地震荷载及风荷载作用下最大层间位移均未过规范限值1/694。 表1风荷载、地震作用下结构的层间位移 注:括号内数字为PMSAP结果。 4.2转换桁架的设计 根据建筑立面和功能的要求,本工程部分局部结构竖向柱构件上下不连续贯通,需要进行竖向构件转换,考虑工程实际情况,转换结构
