結(jié)合某工程案例研究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

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1、結(jié)合某工程案例研究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計　　摘要：本文針對雙塔樓復雜高層結(jié)構(gòu)采用兩種程序進行計算分析、比較，并對體型收進部位及裙房周邊構(gòu)件加強構(gòu)造措施。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；整體計算分析；構(gòu)件構(gòu)造加強中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號：1工程概況某高層建筑雙塔：Ａ塔共17層，塔頂總高度為80.5ｍ，采用框筒結(jié)構(gòu)；Ｂ塔共６層，Ｂ塔塔頂總高度為39.2ｍ，采用框剪結(jié)構(gòu)；地上裙房３層，地下室一層，屬于Ａ級高度鋼筋混凝土高層建筑，平面圖詳見圖１。本工程建筑設(shè)計榮獲優(yōu)秀創(chuàng)作獎，為滿足建筑功能及立面造型的要求，兩

2、棟塔樓間不設(shè)防震縫。裙房平面輪廓尺寸約為40ｍ×85ｍ，Ａ塔、Ｂ塔平面輪廓尺寸分別約為34ｍ×33ｍ、44ｍ×16ｍ，兩塔樓非對稱布置，屬復雜高層雙塔結(jié)構(gòu)。7本工程抗震設(shè)防類別為丙類，場地基本烈度為７度，基本地震加速度為0.1g，設(shè)計地震分組為第二組，場地土類別Ⅲ類，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011－2010），A、B塔抗震等級為二級，與Ａ、Ｂ塔相連的裙房在主樓相關(guān)范圍（一般指主樓周邊外延不少于三跨的裙房結(jié)構(gòu)）內(nèi)，裙房抗震等級不應(yīng)低于主樓，抗震等級也取為二級。因此本工程剪力墻和框架抗震等級均

3、為二級。根據(jù)地質(zhì)報告所揭示的地質(zhì)情況，基礎(chǔ)選用錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁尖持力層選用第７層（強風化花崗巖層），要求樁端全斷面進入持力層不小于1.2ｍ。為調(diào)整不均勻沉降，在Ａ塔與裙房間設(shè)置沉降后澆帶。2結(jié)構(gòu)計算分析計算分析采用中國建筑科學研究院PKPM系列軟件SATWE、PMASP，按以下步驟進行：先將多塔結(jié)構(gòu)分開成單塔結(jié)構(gòu)，對單塔帶底盤進行分析，再將單塔模型拼裝為雙塔模型，注意單塔模型整體性能指標和雙塔模型內(nèi)力配筋計算結(jié)果的合理性，以反復進行方案調(diào)整。地震作用分析方法采用總剛分析方法，層剛度比為地震

4、剪力與地震層間位移之比。模擬施工計算方法選用模擬施工三，由于模擬施工三的計算分析同時考慮剛度的逐層形成和荷載的逐層累加，是最符合實際施工情況的模擬。2.1分塔計算分析7按建筑平面布局，Ａ塔標準層結(jié)構(gòu)呈正方形，Ｂ塔標準層結(jié)構(gòu)呈長方形，Ａ塔、Ｂ塔結(jié)構(gòu)平面布置見圖1、圖2。由于受到建筑平面布局和立面造型的限制，結(jié)構(gòu)平面布置存在一定偏心。針對以上特點，結(jié)構(gòu)設(shè)計在塔樓平面布置中按照均勻分散布置剪力墻的原則，將剪力墻主要布置于電梯井道四周。Ｂ塔設(shè)計時將剪力墻布置在Ｂ塔結(jié)構(gòu)上半部的電梯和樓梯間周圍，以期減小兩塔樓

5、結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離圖1A塔結(jié)構(gòu)平面布置圖圖2B塔結(jié)構(gòu)平面布置圖使之遠小于底盤相應(yīng)邊長的20％，減小平面扭轉(zhuǎn)?？蚣苤贾弥饕捎弥啵福碜笥业闹W(wǎng)，在保證結(jié)構(gòu)受力要求的基礎(chǔ)上兼顧建筑需要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用能反應(yīng)樓板實際剛度的彈性樓板模型對結(jié)構(gòu)進行細化分析，并且在配筋中考慮樓板的面內(nèi)應(yīng)力，增加板內(nèi)的配筋率，抵抗由于扭轉(zhuǎn)帶來的內(nèi)力。計算中考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)及雙向地震作用，對于結(jié)構(gòu)整體性能設(shè)計的關(guān)鍵指標如周期、周期比、位移、剪重比、位移比以及振型參與質(zhì)量與總質(zhì)量之比等均滿足規(guī)范要求。2.2雙塔整

6、體計算分析本工程A、B塔層數(shù)不同，且布置在裙房兩端，屬非對稱雙塔結(jié)構(gòu)［１］。非對稱雙塔結(jié)構(gòu)由于存在雙向偏心，其所有振型皆為平扭耦聯(lián)振型，可能以平動為主，也可能以扭轉(zhuǎn)為主。因此在計算分析時應(yīng)選取足夠的振型以滿足設(shè)計精度要求，結(jié)合本工程實際情況選用振型數(shù)為18個。7經(jīng)雙塔整體計算模型與單塔帶底盤模型計算結(jié)果比較表明，將大底盤多塔結(jié)構(gòu)簡化為單塔樓帶底盤結(jié)構(gòu)進行計算，會低估高塔的反應(yīng)，而高估低塔的反應(yīng)。雙塔整體計算時周期較短、剪重比較小、規(guī)定水平力下最大層位移比較??；Ａ，B塔在雙塔模型中配筋略大于單塔模型；

7、在底盤結(jié)構(gòu)１－Ｄ軸～２－Ａ軸兩塔相接即裙房范圍內(nèi)，與塔樓相鄰２跨～３跨間裙房受塔樓影響較明顯，受力最大部位集中在兩塔樓間相連部位，單塔模型計算時該范圍內(nèi)框架梁配筋有所增大。因此施工圖設(shè)計時，采用雙塔整體計算模型與單塔帶底盤模型中計算結(jié)果較大者作為配筋參考。３結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施雙塔結(jié)構(gòu)在豎向體型收進部位，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度沿豎向發(fā)生相對劇烈的變化，側(cè)向剛度的變化部位也是結(jié)構(gòu)相對薄弱的部位；而塔樓偏心收進時，兩塔樓結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離雖遠小于底盤相應(yīng)邊長的20％，但偏心值仍較大，扭轉(zhuǎn)仍較大，收進部位周

8、邊結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力明顯增大。為降低剛度突變、內(nèi)力突變，采取加強端部構(gòu)件如加強柱墻構(gòu)造措施、增加梁高來提高抗扭剛度，減少結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；對裙房屋面板以及上下層樓板進行必要的樓板加厚或配筋加強以提高整體性?？蚣苤凹袅?gòu)件的加強7剪力墻作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，在計算中按基本振型作用下，底部數(shù)層承擔的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總傾覆力矩的50％控制。在構(gòu)造上，剪力墻底部加強區(qū)高度取至底盤屋面上一層，在加強區(qū)范圍內(nèi)，剪力墻均設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。Ａ、Ｂ塔在裙房屋面以下各層及上１層范圍內(nèi)，剪力