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结构设计方法论文

2017-08-15 14:22:00  字体:   打印 收藏 

摘 要:超限高层建筑抗震结构设计分析 摘要:近年来,城市人口增加导致用地日趋紧张,传统商住楼(底层为纯商业,其余层为纯住宅)的设计已不能满足业主的需求,而底层部分商业、部分住宅的混合商住楼设计越来越受业主的认可和青睐。但由于商业层高大而住宅层高小,就

关键词:结构设计方法论文


  超限高层建筑抗震结构设计分析

  摘要:近年来,城市人口增加导致用地日趋紧张,传统商住楼(底层为纯商业,其余层为纯住宅)的设计已不能满足业主的需求,而底层部分商业、部分住宅的混合商住楼设计越来越受业主的认可和青睐。但由于商业层高大而住宅层高小,就会导致在结构设计中存在楼层错层等问题。本商住楼因平面不规则、楼板错层的问题,造成结构超限。文章针对该工程的超限问题,阐述相应的抗震分析和加强措施。更多设计论文相关范文尽在职称论文发表网。

  关键词:结构设计论文

  1工程概况

  该工程位于兰州市七里河区,主楼地上十九层,房屋高度57.35m;裙房二层,房屋高度9.45m。主楼采用钢筋混凝土剪力墙结构。建筑平面如图1所示。本工程按8度抗震设防,设计基本地震加速度0.2g,设计地震分组第三组。一~二层(底部商业)为乙类,其余为丙类。场地类别为二类。地上一~二层抗震等级均为一级,其余均为二级。

  2结构计算模型及超限判断

  2.1结构计算模型楼层错层在计算模型输入时通常有两种方法:①通过修改节点标高和输入层间梁、层间板的方式实现。此类方法适用于错层面积较小的情况,但由于标高繁冗较容易出错;②增加标准层的方式。此类方法适用于错层面积较大的情况。两种方法均能实现相同楼层,标高不同的目的。本工程采用第二种方法输入模型。依据《高层建筑混凝土结构技术规程》第10.4.3条规定,当采用错层结构时,为了保证结构分析的可靠性,相邻错开的楼层不应归并为一个刚性楼层计算。故在计算时,错层处楼板按弹性膜处理。2.2结构超限判断(1)楼板不连续:①局部有效楼板宽度小于典型楼面宽50%。即7.8/17.35=45%<50%;②楼板局部错层如图2所示。(2)凹凸不规则:平面凸出的尺寸大于相应投影方向尺寸的30%。即20.8×30%=6.24<6.5。(3)扭转不规则,考虑偶然偏心下,错层楼层处扭转位移比大于1.4,小于1.5。由于底部三层裙房局部楼板不连续导致楼层抗侧力刚度与楼层抗剪承载力比值较小,但均满足规范要求。根据住建部《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》具有以上三点的高层建筑工程应进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。

  3结构计算结果分析

  根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.4.3条规定,凡具有上述三项或三项以上不规则者均为特别不规则的建筑。故采用《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》和《复杂空间结构分析与设计软件PMSAP》(2011年9月版)两种结构计算软件进行整体分析比较,以保证力学分析结构的可靠性。并采用弹性动力时程分析、弹塑性静力时程分析(PUSH)进行了补充计算。通对分析计算,结果表明:①PMSAP与SATWE计算结果基本一致,均满足相关规范要求。说明SATWE计算能较为真实反映结构实际受力情况,结构整体设计时可采用SATWE计算结果;②弹性动力时程分析,每条时程曲线计算所得结构底部剪力均不小于振型分解反应谱计算结果的65%,七条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱计算结果的80%。平均反应的最大楼层剪力曲线、最大楼层位移角曲线均小于CQC法计算结果,结构无明显薄弱层或薄弱部位;③罕遇地震作用下弹塑性静力时程分析(PUSH),结构在罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性层间位移角最大值1/136,均不大于1/120,在罕遇地地震作用下结构不会出现整体垮塌。

  4结构构造加强措施

  本工程属于超限高层建筑,结构设计除满足规范的一般要求外,还针对不同超限内容采取一定的构造加强措施。4.1凹凸不规则的加强措施整体计算时,采用分块刚度板假设,将凹凸连接薄弱部位楼板指定为弹性膜,以改善结构变形能力。4.2扭转不规则的加强措施针对扭转不规则情况,查找扭转较大位置的结构构件,加大该部位竖向边缘构件的配箍特征值,一层至裙房顶上一层剪力墙约束边缘构件最小构造配筋率不小于1.45%,配箍特征值比规范规定增大10%。周边墙体中增设暗梁,提高结构延性,降低扭转不规则带来的不利影响。4.3楼板不连续的加强措施主要内容:①错层处楼板按弹性膜输入;②错层部位及上下各一层楼板板厚不小于120mm,双层双向配筋,单层单向配筋率不小于0.3%。4.4楼板局部错层的加强措对于结构错层处剪力墙墙后不应小于250mm,抗震等级提高一级,混凝土强度等级不应低于C30,水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.5%。

  5结束语

  本工程通过对结构布置的不断优化,对各种结构电算结果的计算分析,采取相应的结构加强措施,使得结构主要控制指标能满足规范有关要求,可以达到预期的抗震目标,结构安全可靠。

  参考文献:

  [1]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学,2013.

  作者:周丽 单位:兰州有色冶金设计院有限公司

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