论述高层建筑钢筋混凝土结构设计及计算结果_论文发表__墨水学术,
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论述高层建筑钢筋混凝土结构设计及计算结果
陈家荣(贵州省六盘水市规划设计研究院贵州六盘水553001)
摘要:本文通过对某高层复杂建筑结构方案,并对该方案的计算模型、关键部位的设计和构造及内力进行了详细的论述。对于复杂的结构体系,结构的合理布置更重要。对于连体结构,尽量使连体结构各独立部分的体型、平面和刚度相近,能有效避免连体结构复杂的耦联振动,同时对此类结构的转换层及连体部位要采取相应的抗震措施。
关键词:建筑钢筋;计算结果;结构设计;混凝土结构
1工程简介
某建筑工程为商场办公为一体的高层建筑,地下两层为停车库及设备房,局部为人防地下室,地上建筑由A、B、C三栋多层塔楼及两层的商业裙楼组成,一、二层为商业用房,三层至顶层为办公用房。其中C塔楼为19层,总多度58.6m,与一栋两层的裙楼相连;A、B塔楼为18层,两栋塔楼在地上两层处相连,总多度64.4m,A、B塔楼与两层裙房间通过钢结构连廊相连,连廊与塔楼间设置伸缩缝。由于建筑功能的要求,本工程A、B塔楼采用框架-剪力墙连体结构,底部局部大空间转换采用剪力墙结构,转换层在第3层顶面。由于同时采用了两种复杂结构,且结构体形较复杂,故本工程按超限多层结构进行了送审。该地区地震设防烈度为6度第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,拟建场地为Ⅳ类场地土。结构抗震等级:剪力墙Ⅲ级,框支柱Ⅱ级,框架为Ⅲ级。基础采用桩基础。为了满足建筑功能,结构必须处理好以下几个问题:
(1)连接体结构方案的选择;
(2)连接体结构的内力计算和构造处理;
(3)转换层构件的结构计算和构造处理。
2结构整体设计及计算结果分析
2.1结构计算单元的确定
由于本工程主体分为A、B、C三栋多层塔楼及一栋两层的裙楼,所有塔楼之间由地下室顶板相连,考虑地下室墙体较多,地下室顶板(250~300mm)厚度较厚,整体刚度较大,故将上部结构的计算嵌固点设在±0.000处,计算单元分成三个部分,即C栋和两层的裙楼各为一个计算单元,A楼和B楼由于上部连体,合为另一个计算单元。
2.2基础及地下室设计
本工程采用桩基础,桩型采用抗拔性能较好的钻孔灌注桩,桩径根据上部荷载情况选用φ700和φ800两种,主楼部分采用φ800的桩,其它部分为φ700的。桩基持力层为8~2层圆砾层,桩进入持力层2.5~6.4m,有效桩长为48.1~56m,单桩竖向承载力特征值结合设计试桩结果和地质报告情况分别确定为3500KN和4100kN。两层地下室平面呈“厂”字形,局部为两层人防地下室,人防等级为6级。地下室东西向最长150m,南北向最长120m,中间不设伸缩缝,超过规范建议的结构伸缩缝最大间距,设计采用纵横向设置多道后浇带(后浇带间距40m左右)等措施减小温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
2.3结构选型及结构布置
由于建筑平面较狭长复杂,因此连体结构两边的塔楼采用基本一致的体形、平面和刚度,可以一定程度上减小复杂的耦联振动。最初的建筑方案在两塔楼间的平面呈喇叭形,柱距北面小为16.8m,南面大为29.4m。连接体结构拟采用最下一层的钢筋混凝土梁作为转换结构来支承整个连接体,这样试算下来钢筋混凝土梁的最大断面达到900×3000,给施工带来很大的难度。经过安全性、经济性和可行性的综合分析比较,最后决定在A14轴和A16轴各增加两个柱子,使连接体的柱距相同,均为16.8m(见图1)。连接体结构与主体结构采用刚性连接,连体部分连接主梁为每层设500×1800混凝土梁,保证连接部分的刚度,将主体结构连接为整体协调受力、变形。由于主梁较多,连接体每层层高为主塔楼两层的高度,以满足建筑空间的需要。
图1标准层结构平面图
连体结构因振型丰富,且平动与扭转振型多耦合在一起,因此采用平扭耦联方法计算结构的