主楼超限结构设计论文

2022-05-02

以下是小编精心整理的《主楼超限结构设计论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!【摘要】上海市胸科医院肺部肿瘤临床医学中心病房楼是一座高层病房楼。地下2层,裙房地上3层,主楼地上14层,结构主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,属于平面和竖向均不规则的超限高层建筑。

主楼超限结构设计论文 篇1:

关于高层建筑中超限结构设计方法的研究

摘 要:针对超限高层建筑结构的设计,本文在研究超限高层及相关规定基础上,总结了超限结构设计的常见主要问题,阐述了超限高层结构设计要点。

关键词:超限;高层建筑;结构设计

1 引 言

随着建筑物的高度不断攀升、使用功能的不断复杂化、美观要求的不断标新立异,高层建筑结构的布置、形态及性能日趋复杂,现有的结构设计规范难以有效规定其结构设计并给与明确的控制要求,从而导致了“超限高层建筑”的出现。超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程中所规定的适用高度和结构类型的高层建筑工程,此外还包括体型特别不规则的高层建筑工程以及有关政府管理机构文件中规定应进行抗震专项审查的高层建筑工程。

2 超限高层及相关规定

全国与部分地方主管部门均发布了《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》对钢筋混凝土高层建筑的结构类型所适用的最大高度,高宽比和体型规则性都作了详细的定量规定,并详细规定了什么样条件下构成了超限高层建筑工程。

概而论之,可把建筑物超限分为五种类型:高度超限、规则性超限、大空间超限、新体系新材料超限以及混合超限。其中混合超限是指高度和规则合并考虑后超过规范限值。在《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和《高层建筑混凝土结构设计规程》中对钢筋混凝土高层建筑的结构类型所适用的最大高度,高宽比和体型规则性都作了详细的定量规定。

2.1 高度限值的规定

对于高度限值的确定,按照结构类型可分为:钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构三种不同的结构体系。《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ3-2010,J186-2010)、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)及《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2006)都作了详细的规定。应该注意的是:①《混凝土异形柱结构技术规程》中底部抽柱带转换层的异型柱框架-剪力墙为楼层数和高度双控;②《高层民用建筑钢结构技术规程》中,具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构(指短肢剪力墙承担的倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%的剪力墙结构)应比规程中表3.3.1-1的最大适用高度降低;结构高层部分平面和竖向均不规则、错层结构,最大适用高度宜适当降低;房屋高度从结构嵌固层算起。

2.2 体型规则性的规定

体型规则性的规定,可将其具体化为六个主要方面,即平面不规则包含的三种类型:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续;竖向不规则包含的三种类型:侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层受剪承载力突变。这六个方面的结果可以直接从建筑设计平立剖面图以及结构电算的计算结果中判断得来,直接对照《建筑抗震设计规范》表3.4.3-1及3.4.3-2的相应限值进行核查。并结合规范相应的条文解释,对体型规则性超限作了详细的要求。另外,规范还列出的特別不规则项目的举例:扭转偏大、抗扭刚度弱、层刚度偏小、高位转换、厚板转换、塔楼偏置、复杂连接、多重复杂。并且规定了五种结构为复杂高层建筑结构,包括了:带转换层的高层建筑结构、带加强层的高层建筑结构、错层结构、连体结构和多塔类型,这与《高层建筑混凝土结构设计规程》的复杂高层是相呼应的。

2.3 其它超限规定

属于超限范围的其它高层建筑有:单跨框架以及特殊类型高层建筑,指规范规程未列入的其他高层建筑结构,特殊形式的大型公共建筑及超长悬挑结构,特大跨度的连体结构等;以及超限大跨空间结构,指屋盖的檐口高度大于28m且跨度大于120m或悬挑长度大于40m或单向长度大于300m,屋盖结构形式超出常用空间结构形式的大型列车客运候车室、一级汽车客运候车楼、一级港口客运站、大型航站楼、大型体育场馆、大型影剧院、大型商场、大型博物馆、大型展览馆、大型会展中心以及特大型机库等。还有采用新结构体系,新材料或新抗震技术的高层建筑。

3 超限结构设计的常见主要问题

在超限结构设计中常见的问题有:大量使用钢-混凝土混合结构;结构体系怪异,结构平面特别不规则。有些工程两个主轴方向刚度差异很大,平面布置明显不对称,扭转地震效应严重;对时程分析的波形、数量、计算参数和计算结果的判断,普遍掌握不好;少数工程严重超高,高宽比较大,总体刚度偏柔;超高较多且有明显薄弱层的工程,未进行弹塑性变形验算。对薄弱层的薄弱程度判断不准确;有的工程未判明结构的抗震薄弱部位,抗震措施不落实;对楼层刚度突变,未做为软弱层予以认真分析;对不同软件计算结果的比较不够,不能依据实际结构与计算模型的差异来判断计算结果;对加强层的数量、位置、型式及所造成的刚度突变等,未进行认真分析;以及对转换层和关键构件的抗震安全要求不明确。

4 超限高层结构设计要点

4.1 结构的超高问题

在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。

4.2 避免严重不规则设计

考虑结构的规则性,超高时建筑结构规则性的要求应从严掌握,在新规范与旧规范对比下,新规范在这方面做了较大的变动,增添了一定的限制条件,如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等。由此,在设计过程中:应采取有效措施妥善地处理结构布置、防震缝设置、转换层和水平加强层、薄弱层和薄弱部位、主楼与裙房共同协同工作等;结构基本周期和变形特征应控制在规范设定的合理范围内;楼层最大层间位移应符合规范限值要求;值得注意的是,当计算的最大层间位移角小于规范限值的40%时,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松;应有明确的多道抗震防线;对混合结构、钢支撑框架结构的钢框架,其重要连接节点应保证使结构有足够的冗余度,形成多道抗侧力体系;多塔、连体、错层以及带转换层、加强层等复杂结构,应减少不规则类型和不规则程度;不宜超过《高规》最大适用高度。

4.3 计算结果的工程判断

在建筑结构分析与计算阶段,要准确、高效地对工程项目进行内力分析并按照规范的要求进行设计与处理,做好工程设计中的每一步工作。抗震墙与框架剪力分配、最大层间位移的位置和分布。结构各层最小地震剪力系数要求,Ⅲ、Ⅳ类场地条件时尚宜适当提高。結构时程分析输入地震波要求,当取七组及以上的时程曲线时,取计算结构的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

4.4 基于性能的抗震设计方法

超限高层建筑结构在不同水准地震下的性能水准以及性能目标的示意图见图1,参考门进杰等在分析了我国目前抗震规范中的地震作用水平的基础上提出四个地震水平(表1所示)和结构性能水平(表2所示),在结构设计中,采用基于性能的抗震设计方法,首先应满足最小地震剪力系数、混凝土构件最小配筋、轴压比、剪压比、钢构件最大长细比要求,避免部分结构或构件破坏导致整体结构丧失承载能力;不应同时采用多塔、连体、错层、带转换层以及带加强层等五种类型中的三种以上的复杂类型。按超限的程度,对关键构件和薄弱部位采取比规范更严格的抗震措施。如:中震弹性设计、大震下抗震承载力验算。当房屋超过《高规》B级高度、或房屋高度、平面和竖向规则性等三方面均不满足规范规定时,应进行专项试验研究、改变结构类型、改变结构材料或采用抗震新技术等。应根据烈度、超限程度和在结构中所处部位,提高抗震等级、内力调整、轴压比、剪压比、钢材的材质等要求,确实提高结构延性。尤其要注意控制柱、墙的轴压比和钢结构构件长细比等。根据结构的实际情况,采用增设芯柱、约束边缘构件、型钢混凝土、钢管混凝土构件、钢结构等提高延性的措施和消能减震新技术。对抗震薄弱部位应从承载力和构造两方面加强。

5 结束语

超限高层建筑结构设计是一项非常长期、复杂的工作,针对超限高层建筑的结构设计,设计机构应结合自身的设计力量和专业公司技术,以及社会咨询和审查意见等资源,要联合建设方和建筑师进行研究、评估与协商,更需要认真的研究、系统的思考和科学的工作。

参考文献

[1]陈建兴,姜文伟,穆为.Pushover分析在性能化抗震设计中的应用[J].结构工程师,2008,24(3):81~86.

[2]马宏旺,吕西林.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J].同济大学学报,2002,30(12).

[3]JGJ3-2010,J186-2010高层建筑混凝土结构设计规程.

[4]GB50011-2010建筑抗震设计规范.

[5]JGJ149-2006混凝土异形柱结构技术规程.

[6]JGJ99-98高层民用建筑钢结构技术规程.

作者简介:江棹荣(1980-),男,硕士研究生,一级注册结构工程师,主要从事结构设计工作。

作者:江棹荣

主楼超限结构设计论文 篇2:

上海市胸科医院肺部肿瘤临床医学中心病房楼结构设计

【摘要】上海市胸科医院肺部肿瘤临床医学中心病房楼是一座高层病房楼。地下2层,裙房地上3层,主楼地上14层,结构主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,属于平面和竖向均不规则的超限高层建筑。

【关键词】框架-剪力墙;超限高层建筑;平面竖向均不规则

1 工程概况

工程位于上海市徐汇区胸科医院内,东临番愚路,南靠虹桥路,西面和北面均为淮海西路。医院建设标准按三级甲等医院。工程为一幢14层的肺部肿瘤临床医学中心病房楼。

病房楼主体结构体系为框架-剪力墙体系,总高度为53.65m(室外地坪至檐口),地下室2层,地下二层部分兼做人防;裙房地上3层,高度15.05m;主楼地上14层[含一层设备层],总建筑面积约25260m2。

2 基础及地下室结构设计

本工程结构安全等级为二级,基础设计等级为甲级,桩基安全等级为一级。地下室防水等级按二级设计。局部地下室的变配电机房和长期办公逗留部分按一级设计。

根据上述工程地基资料及基础形式建议,本工程高层部分采用带地下室的钻孔灌注桩+承台式桩筏基础,裙房和地下车库部分采用抗拔桩加筏板基础

钢筋混凝土钻孔灌注桩,桩径为 D=600mm,设计桩身混凝土强度等级为 C30。高层主楼的灌注桩桩长33米,桩端持力层为⑦1层(草绿色粉质砂土),单桩承载力设计值为 Rd=1950kN。裙楼和地下车库的灌注桩桩长30.5米,桩端持力层为⑥层(暗绿色粉质粘土),单桩抗拔承载力设计值为 Rd=900kN。单桩实际极限承载力应待试桩结束后,根据试桩报告确定,校核设计值。

主楼与裙房桩径一致,桩长不一致,采用同济启明星Pile2006计算所得沉降量为56mm。考虑到主楼与裙房沉降可能不一致,地下室底板至裙房屋面板每层与主楼连接部位布置沉降后浇带,待主楼结构封顶后且沉降稳定后,再浇筑比周边混凝土高一标号混凝土。

3 上部结构设计

3.1 主要设计参数

工程所在地上海市的建筑抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅳ类,特征周期0.9s,按照《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)中4.0.3节第二条"二、三级医院的门诊、医技、住院用房,具有外科手术室或急诊室的乡镇卫生院的医疗用房,抗震设防类别应划为重点设防类"的规定,上海市胸科医院为三级甲等医院,肿瘤临床医学中心病房楼抗震设防重要性类别为重点设防类(简称乙类),结构的抗震措施按设防烈度提高1度,即按8度执行,主体结构框架抗震等级,框架抗震等级为二级,剪力墙抗震等级为一级,地下室三榀框支梁、框支柱的抗震等级提高一级(为一级),地下一层剪力墙的抗震等级和框架的抗震等级同地上一层。

3.2 结构布置

该高层病房楼,地下2层,地上14层,其中第三层为设备层,结构主体高度约53.65m。根据本工程建筑平面布置及高度要求,本工程采用现浇钢筋混凝土框架-抗震墙结构,围绕建筑平面中部及两侧的电梯、楼梯间等布置混凝土墙体,形成主要的抗侧力体系,建筑楼屋面板均为现浇钢筋混凝土梁板结构。本工程高层病房楼地下及地上部分建筑平面总长度达77米,最远端伸展后长度约97米,远远超过《混凝土结构设计规范》有关伸缩缝最大间距的设置规定,为保证本工程建筑功能的正常使用及地下部分的防水性能,除建筑、施工等方面采取若干可靠措施外,主樓地下室和上部结构均设置后浇带,并加强屋面板的厚度及配筋。

该结构纯地下室钢筋混凝土框架柱截面大小为500×500,主楼钢筋混凝土框架柱大小由地下室800×900往屋面逐渐减小为600×700,剪力墙主要厚度为400mm、350mm,主楼标准层混凝土外框架梁截面为350×700,内框架梁主要截面为350×500,主楼标准层板厚120mm,屋面板厚130mm。

3.3 结构超限情况和采取的主要措施

根据建设部《超限高层建筑工程抗震设防专业审查技术要点》(建质[2006]220号)和上海市《超限高层建筑工程抗震设计指南》,该高层建筑规则性分析如下:

(1)平面扭转不规则:考虑偶然偏心下计算的扭转位移比大于1.2。(X方向1.47,Y方向1.43)。

(2)尺寸突变:裙房高度(三层,15.05m)占主楼高度(十四层,53.65m)约28%,大于20%;裙房局部收进的水平尺寸为下一层的42.7%,大于25%。(以⑩轴计算)。

因此,本工程高层病房楼为A级高度钢筋混凝土高层建筑,为平面竖向均不规则的超限高层结构,按要求进行了抗震设防专项审查,并获得通过。

由于本工程存在以上超限情况,故采取以下优化布置和加强措施保证结构的安全可靠:

(1)计算方面,采用空间计算程序计算,同时计入扭转影响,采用两种符合实际情况的空间分析程序(SATWE和PMSAP)进行计算分析比较。

(2)针对扭转不规则,采取加大周边框架柱、框架梁截面措施,以加强结构抗扭刚度,抵抗竖向不规则产生的扭转不规则。

(3)对于尺寸突变,采取裙房屋面板加厚,并适当加强配筋。提高平面收进处的平面刚度和结构整体性。混凝土柱、墙的混凝土强度等级在裙房屋面上一层标高处变标号,错开结构刚度突变处。并采取在相邻上下各一层框架柱全长加密箍筋的构造措施,增加裙房屋面上一层刚度。

(4)弹性时程分析补充计算。

(5)二、三、四层主楼北侧设置结构独立柱、梁以满足建筑造型,没有楼板布置,结构计算采用楼板开洞计算。

(6)加强头层两个方向的侧向刚度,控制头层的层间位移角不大于1/2000。

(7)调整抗侧力构件的布置,减小各楼层刚心与质心的偏差,控制位移比不大于1.4。

(8)局部收进层楼板的厚度及配筋全面加强,其上下各一层竖向构件的配筋适当加强,箍筋全高加密。

(9)设备层的短柱按照其剪跨比,采取相应的加强延性的措施;错层部位柱子提高一个抗震等级采取抗震构造措施。

(10)地下室顶板高差部位的竖向构件提高一个等级采取抗震构造措施,箍筋全高加密;水平构件采取高加宽交界处梁的尺寸并采取抗扭构造等方式保证水平地震作用的可靠传递。

(11)底部加强区的高度往上延伸一层取至设备层的上一层。

(12)轴线(10)处主楼与裙房的连接部位用有限元软件MIDAS,在小震弹性和中震不屈服情况下,分析二层~设备夹层主楼与裙房连接部位的楼板的应力分布情况,计算结果满足规范小震不坏、中震可修的要求。

3.4 主要计算结果

1)振型分解反应谱法

本工程采用空间有限元分析软件SATWE和PMSAP进行计算分析,采用CQC振型效应组合方式,考虑扭转耦联效应,同时考虑偶然偏心的影响。多遇地震和风荷载作用下的主要计算结果见表1结构动力特征和表2反应谱法结构地震响应计算结果及图5 层间位移角曲线图、图6 楼层最大剪力曲线图。

采用SATWE和PMSAP程序计算的第一、第二周期均为平动,第三周期为扭转周期。扭转周期与第一平动周期之比,满足规范规定,有效质量系数满足要求。

2)弹性时程分析

在振型分解反应谱法计算的基础上进行了弹性时程分析。弹性时程分析选用Ⅳ类场地上的实测地震波TH2TG090波、TH4TG090波和一条人工地震波SHM2-4。规范要求设防烈度(0.10g)时,多遇地震时程分析采用加速度时程曲线的最大值为35cm/s2。时程分析法中步长取0.02s,阻尼比0.05。主要计算结果见表4时程分析地震结构响应计算结果及图7 时程分析响应曲线。

4 结语

上海市胸科医院肺部肿瘤临床医学中心病房楼是一座高层病房楼,结构主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,属于平面和竖向均不规则的超限高层建筑,建筑平面为扇形,通过调整外围结构的抗侧刚度和剪力墙的合理布置增强了平面复杂结构的抗扭刚度,同时用多个软件对其合理性进行验证,并结合结构超限情况采取相应的的加强措施,使结构具有良好的抗震性能,裙房和主楼连接的薄弱部位用有限元软件MIDAS细化分析连接部位的楼板的应力分布情况,局部收进层楼板的厚度及配筋全面加强,竖向刚度突变楼层及相邻上下各一层框架柱全长加密箍筋,设备层的短柱按照其剪跨比,采取相应的加强延性的措施。有效的确保了结构安全。

参考文献

[1] 中華人民共和国建设部. GB 50011-2001 建筑抗震设计规范(2008年版)[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2] 徐培福,傅学怡,王翠坤,等. 复杂高层建筑结构设计[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2005.

[3] 中华人民共和国建设部.JGJ 3-2002 高层钢筋混凝土结构技术规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4] 吕西林.超限高层建筑工程抗震设计指南[M].2版 上海:同济大学出版社,2009.

[5] 黄志华,吕西林.上海市超限高层建筑工程的若干问题研究[J]. 结构工程师,2007,23(5):1-4.

[6] 全国民用建筑工程设计技术措施结构[M]. 北京:中国计划出版社,2003.

作者:倪旭伟

主楼超限结构设计论文 篇3:

某L形超限高层框剪结构的抗震设计加强措施

【摘要】结合某超限高层的结构设计实例,对项目的具体工程概况以及结构超限判断进行了介绍与分析,并根据本项目的超限情况及软件计算结果,提出了具有针对性的抗震加强措施以及对墙、柱、梁和板的抗震加强设计方法,并对一些共性问题进行了总结与探讨。

【关键词】超限高层;超限判断;框剪结构;抗震加强措施

随着全世界经济水平、建筑结构设计分析方法以及施工技术手段的不断进步和发展,现代建筑逐渐的呈现出超高化、形体多样化和功能复杂化的特点,越来越多的超限高层建筑应运而生。在高层建筑的设计过程中,抗震设计一直都是结构设计中的一个主要目标,也是一个工程设计过程中的重点、难点。特别是针对超限高层的抗震设计,建设部在2002年就发布了111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》,明确了在抗震设防区内的超限高层项目需提交结构抗震设防设计论证报告。报告须对结构的超限情况进行判断分析,同时给出不同计算软件在各种地震作用下的计算分析结果,并针对性的提出抗震加强措施,这些给当代结构设计师带来了新的难点与挑战。本文将结合具体工程实例对上述要点进行阐述与分析。

1、工程概况

某超高层酒店总建筑面积约3.7万m2,主楼地上31层,地下2层,地上部分1-2层为商业裙房,3-31层为酒店,地下室为两层车库。建筑高度为139.6m,屋顶构架结构顶标高达到151.5m,地上部分各层层高均为4.5m,地下室两层层高分别为5.2m、3.5m,基础埋深约为9.0m。

本工程结构形式为框架-剪力墙结构,设计使用年限为50年,建筑安全等级为二级,建筑抗震设防分类为丙类,抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,场地類别为II类,设计基本加速度值为0.05g,场地特征周期为0.35s,框架及剪力墙抗震等级均为二级,整体计算嵌固端为地下室顶板。

本工程地上平面呈内角为115度的L形,典型平面柱网为4.8mX6.7m及7.0mX7.9m,结构布置详见图1。其中二层平面L形拐角处因酒店大堂要求通高大空间而导致大范围楼板开洞且无框架梁拉结;标准层因酒店房间功能单一,故除开拐角处、两个核心筒、两侧山墙面布置有剪力墙外,其余均为框架+整跨楼板。

(a) 二层结构布置平面

(b) 标准层结构布置平面

2、结构超限分析判断

本超高层酒店采用框架-剪力墙结构体系,其抗侧力体系主要由剪力墙形成第一道防线,混凝土柱形成第二道防线,水平设置连梁和框架梁形成主要耗能体系。酒店标准层平面尺寸为(41.5m+35.0m)x17.5m,结构高宽比约为5.46(按最不利等效宽度25.57m计算),结构高度139.6m大于130m,即超过规范规定的钢筋混凝土框剪结构的A级高度限值,属于B级高度高层。

根据YJK2.0.3模型计算结果,结合建质[2015]67号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》中的条文规定,结构考虑偶然偏心的扭转位移比为1.39>1.2;L形的平面形状导致偏心率大于0.15、平面凹凸尺寸大于相应边长的30%;二层拐角处的门厅大堂开洞和电梯井洞太近,导致拐角处楼板有效宽度小于50%;同时二层的门厅大堂开洞也产生了局部的穿层柱。

综上所述,本结构存在:1a扭转不规则、1b偏心布置、2a凹凸不规则、3楼板不连续以及7局部穿层柱的问题,同时具有I类超限分类表中四项不规则,属于B级高度超限高层结构。

3、抗震加强措施

针对本工程的超限情况以及结构布置,在结构抗震设计中,采取了多项加强措施以提高重要构件及节点等的设计标准。

3.1 针对二道防线的措施

本工程剪力墙作为结构抗侧力的第一道防线,第二道防线为钢筋混凝土柱与外框钢筋混凝土梁组成的钢筋混凝土框架,为保证第二道防线的可靠性,采取如下措施:

(1)在尽可能控制经济性能并不影响建筑功能的前提下,采取控制柱轴压比、增大柱截面与加大外框梁截面的方式以提高外框架的抗侧刚度,增加外框架的剪力分担比。

(2)通过框架剪力按0.2V0与1.5Vf,max调整的方式,提高外框柱强度储备,保证二道防线安全。

3.2 针对剪力墙的加强措施

为增强剪力墙的受力性能,改善剪力墙的延性,采取如下措施:

(1)严格控制加强区墙体在重力荷载代表值下的轴压比在0.6以下,对楼板洞口周边的剪力墙适当加厚。

(2)在较长墙肢中设置结构洞口,以减小单片墙肢的长度和刚度。

(3)底部加强区域内,提高角部墙体的约束边缘构件配筋率,提高加强区墙体的承载力和延性。

(4)严格控制剪力墙截面的剪应力水平,适当提高底部加强区剪力墙水平钢筋的配筋率,以提高剪力墙的抗剪承载力。

(5)底部楼板洞口周边剪力墙加强平面外墙肢约束,以提高其墙体稳定能力。

(6)在不影响建筑功能的情况下,剪力墙设置边框柱,并安规范要求设置暗梁。

3.3 针对外框柱的加强措施

(1)在尽可能控制经济性能并不影响建筑功能的前提下,适当加大柱的截面,特别是楼板开洞周边的框架柱,严格控制抗剪截面控制条件。

(2)严格控制柱在地震作用下的轴压比,同时控制框架柱截面的剪应力水平。

(3)底部加强区的框架柱适当提高纵向钢筋的截面面积(不小于柱截面面积的1.0%),增加框架柱刚度。

(4)越层柱全部采用加芯柱的钢筋混凝土柱,适当提高芯柱的配筋率,并严格控制其重力荷载代表值下的轴压比,适当提高越层柱箍筋的配筋率,对箍筋全高加密处理。

3.4 针对楼板的加强措施

(1)适当增加中庭大堂洞口周边相关区域及相邻层楼板厚度和配筋率,并采用双层双向配筋加强、增设放射筋及角筋等加强措施。

(2)对电梯井前室、拐角部位楼板适当加厚,并采用现浇混凝土和双层双向配筋加强。

(3)地下室顶板作为嵌固端,板厚不小于180mm,配筋双层双向且配筋率不小于0.25%。

(4)中间拐角部位楼板厚度和配筋适当加强,特别是在L形平面内凹角部位增設结构板,并加强构造处理。

3.5 针对框架梁的加强措施

(1)二层中庭洞口外边框梁在大震下可能存在全截面受拉,故采取增大截面尺寸、梁全长通长配筋、箍筋全长加密的措施。

(2)标准层外框梁受扭严重,采取箍筋全长加密和设置抗扭腰筋的措施增强其抗扭能力。

(3)屋顶构架层高度较高,且无楼板拉结,鞭梢效应较大,采用增强框架配筋率、钢筋采用机械连接的措施。

3.6 针对偏心布置的加强措施

主楼平面不规则,中部剪力墙主要集中在楼梯与电梯间一侧,层偏心率大于0.15,采取如下加强措施:

(1)计算计入扭转影响,严格控制在规定的水平力及偶然偏心作用下楼层两端弹性水平位移(或层间位移)的最大值与其平均值的比值大于1.5。

(2)适当增加外框梁刚度和少墙侧框架柱截面及配筋。

结语:

从上述对本工程的超限判定和抗震加强措施中,我们不难发现一些共性的问题和解决方法:

(1)对总高较高(如B级高度)的框架-剪力墙结构,底部加强区竖向构件的承载力及延性至关重要,一般都需要严控轴压比、适当加大配筋等方式来加强处理;同时还要通过长墙开洞及加大柱刚度等方式来合理调节墙与柱的剪力分担,确保第一道防线的同时加强第二道防线。

(2)对平面呈L形的异形结构,往往都存在偏心布置及凹凸不规则的问题,计算过程中周期及位移等指标也较难算过,此时可在L形两端设剪力墙、加强拐角处楼板以及适当提高外框架刚度。

(3)对于楼板不连续及楼板开大洞的位置,则可通过加强洞口周边所有构件刚度、加大相邻楼层相同位置的板厚及配筋等方式来处理。

参考文献:

[1]吕西林.超限高层建筑工程抗震设计指南[M].同济大学出版社,2009.

[2]王微.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].工程技术(文摘版),2016(24):00030-00030.

[3]JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

作者简介:

周扬(1988-),男,汉族,湖南长沙,硕士研究生,工程师,主要从事结构设计工作。

作者:周扬

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