某高跨多層混凝土廠房的結構設計.pdf

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1、某高跨多層混凝土廠房的結構設計張宗良于洪泳陳顯文南京城鎮(zhèn)建筑設計咨詢有限公司,江蘇南京210036[摘要]通過高跨多層混凝土廠房的設計，分析其底部層高超高的特點，比選結構方案、討論規(guī)范中的“層剛度比控制”在“底部薄弱”結構中的實際意義,為改善上層辦公舒適度而對大跨度結構采取的構造處理和結構抗震性能設計。高跨；層剛度比；變形控制；抗震性能設計TU37；TU273.4A1005-6270(2015)03-0024-03TheDesignonaHighFloorandLongSpansBuildingwithCranesZHANGZong-liangY

2、UHong-yongCHENXian-wen2015-03-18[作者簡介]張宗良，男，南京城鎮(zhèn)建筑設計咨詢有限公司，高級工程師。江蘇建筑2015年第3期(總第169期)25剪力墻如集中布置。則其效果如方案2；剪力墻如分散要求應專門研究和論證(非高規(guī)中的“超限審查”)。側重在布置在每個框架柱的兩側。相當于增加框架柱截面。但兩種底都薄弱層的控制上，可補充結構抗震性能設計(按抗震性布置對建筑的平面。室內空間的使用均存在一定的影響。能目標為c驗算)：①中震下“框架柱均為彈性”；②大震下本工程經過比選，選擇方案1(純框架)?！暗讓由倭靠蚣苤惹?，其余及

3、上部框架柱均不屈服”。3控制指標的取舍規(guī)范中最大位移、位移比、位移角即變形的控制，是對構件的布置、截面大小的一個宏觀衡量指標。目的為正常使用狀態(tài)下：①主結構基本處于彈性受力狀態(tài)，避免墻或柱出現裂縫。②保證填充墻、隔墻等非結構構件的完好，避免產生明顯損傷。3．1樓層層間最大位移與層高之比的限值框架結構為1，550。該值為一線性比值。故本工程層高異常(底層層高為14．70m)。同樣適用于該數值。3．2其他的控制指標其他的控制指標如層間剛度比和上下層的抗剪承載力比(豎向不規(guī)則嘲)。3．2．1層間剛度比層間剛度的比值在不同的結構體系．規(guī)范給出了“不同”的

4、限值：(1)框架結構：樓層側向剛度不小于相鄰上1層的70％或不小于其上相鄰3個樓層側向剛度平均值的80％等：(2)底框結構(上部磚混)：上下層的比值不大于2．5(《抗規(guī)》7．1．8．3條及《砌規(guī))2001版10．2．3條)。(3)框支結構：上下層的比值不大于2．o(《高規(guī)》附錄E)。3．2．2上下層的抗剪承載比本結構名為框架結構。但首層層高異常、頭重腳輕。超出了常規(guī)底框、框支結構，以此指標數值控制本工程。是否合適呢?上下層抗剪承載力比：規(guī)范規(guī)定不應小于0．65。該數值對本工程是否過嚴呢?取一模型說明：一根巨型空腹混凝土梁(截面為8．0m寬x9．O

5、m高，中空為直徑3m的穿廊)，長16m+18m+16m，下設8根框架柱的結構。上層結構幾乎為一不動體系．則該底部層剛度比及層剪力比無控制必要．僅需考慮底層框架柱滿足變形限值及承載力要求即可：山區(qū)的“吊腳樓”亦是同樣道理。3．2．3結論規(guī)范中這兩項指標控制的初衷：①滿足結構的概念設計：墻、柱的塑性鉸在建筑的底部先出現、并充分發(fā)展。②結構豎向的體系盡量規(guī)則。中間的樓層剛度平穩(wěn)過渡，以免中間樓層墻柱先屈服。故這兩項指標對“底部為薄弱層”的設計單體無實際意義或數值過嚴。3．3設計中的取舍力學原理是貫穿整個結構設計．規(guī)范中具體的“數值控制”是針對大多數常規(guī)

6、建筑而設定的．特殊的廠房類結構國家研究較少．規(guī)范及圖集更新節(jié)奏慢．但力學原理是相同的。本工程為多層建筑，如定義為特別不規(guī)則設計。按規(guī)范本工程為一“特殊”工程．層剛度比等的計算參數即使不滿足現行規(guī)范“具體數值”的要求．但實際仍為一“安全可靠”的設計。4計算模型的簡化(1)采用PKPM。系列軟件，按樓層梁分6層輸入，如圖3?！薄?。弘}。u}二：一一。一磊?’㈣_’ul·-；焉j；?！?-?’#■；-j妁：，，溉t圍3分6層建模圖3模型特點：符合建筑實際情況．各層墻體荷載及樓梯平面可完整輸入．豎向軸力計算準確等。(2)標高14．70m以下為1層，層問

7、梁與底部高跨等合并輸入為1層。如圖4。從圖4中看出。因標高14．70m下幾乎無樓板。樓層無法有效傳遞側向地震力。故底部1層層高取不利高度(14．70m)。可準確計算底部高跨的側向剛度及承載力，，一川I{、￡‘-。JⅢj≤，=圖4分3層建模(3)PK的運用：PKPM系列的三維計算程序satwe是基于常規(guī)工程而設計的，對框架柱如為中、細長桿0-lIB為20以上)，目前程序計算需要人工復核。故設計人員在大跨、高跨結構中。應補充計算(如采用PK平面程序等)，并分析其誤差的原因。本工程經過多方分析，多種模型假定、多種計算程序進行復核，最終確定其真實的位移，

8、真實的配筋。5局部計算及構造的注意事項5．1基礎底截面的控制荷載常規(guī)建筑中豎向荷載起控制作用．基礎底面尺寸隨著地基土的承載力高低而調整；