2023年东方万汇城某公寓楼结构设计.docx

天道酬勤 东方.万汇城某公寓楼结构设计 伍雁华 []东方·万汇城某公寓楼结构高度99.5m，采用框支剪力墙结构。本文介绍了结构体系及布置、抗震设防性能目标、结构整体计算分析等。框支转换结构体系分析、型钢混凝土结构应力分析等专项分析内容及方法。 [关键词] 框支剪力墙; 高层建筑; 结构分析; 转换结构 中图分类号：TU208文献标识码： A 1 工程概况 工程位于南京市浦口区，占地面积约30657平方米。建筑物由高档酒店、高层住宅、商业裙房及地下车库组成。其中某幢公寓地面以上32层，上部为公寓，底部两层为商业，在二层顶进行局部转换，地下两层为车库以及设备用房，局部为人防地下室。公寓结构高度99.5m，平面布置规那么。 公寓楼效果图 2 建筑结构的设计标准 公寓楼结构设计标准见下表2-1 表2-1 结构设计标准 单体类别 类别住宅商业裙房 平安等级二级二级 设计使用年限50年50年 抗震设防类别标准设防类标准设防类 建筑耐火等级二级二级 地基根底设计等级甲级甲级 建筑桩基平安等级 一级一级 地 下 室耐火等级一级一级 防水等级二级二级 3 自然条件 3.1 风、雪荷载 表3.3-1 风雪荷载 根本风压地面粗糙度体型系数根本雪压 06幢Wo=0.40kN/m2B类1.4So=0.65kN/m2 3.2 抗震设防根本参数 表3.3-2 抗震设防根本参数 抗震设防 烈度设计根本地震加速度值设计地震 分组建筑场地 类别场地特征 周期水平地震影响系数最大值 常遇地震罕遇地震 7度0.10g第一组Ⅲ类场地0.45s0.080.50 4结构体系与抗震设计 公寓楼采用局部框支剪力墙结构，抗震类别属于标准设防类，地面以上高度99.05m〔含屋面构架高度103.5〕，地下二层〔9.4m〕，地下一层以上局部抗震等级为二级，底部加强部位剪力墙及框支框架抗震等级为一级，地下一层以下局部抗震等级为三级。 5 结构分析 5.1平面布置 公寓楼三层以上为住宅，一二层为商业，地下二层为车库及设备用房，建筑功能多样，为满足商业大空间要求，本栋公寓楼在二层顶采用底部带托墙层的剪力墙结构，并且将落地剪力墙布置在结构外边靠近四角位置，并且适当加厚落地剪力墙和核心筒墙体的墙厚，提高结构刚度和抗扭性能，有利于保持结构在地震作用下的整体性和抗转动能力。上部剪力墙布置尽量与框支梁中心重合，防止框支梁扭矩过大产生扭剪破坏，并且设置于框支梁垂直的楼面梁，减小框支梁扭矩。框支剪力墙及不落地剪力墙布置如以下列图： 5.2 计算要点 〔1〕根底设计时将上部结构与地下室作为一个整体，用JCCAD分析根底变形； 〔2〕 以地下室顶板作为上部结构的嵌固端； 〔3〕 构件设计时楼板按弹性板计算； 〔4〕 地震作用和风荷载按两个主轴方向作用，高层局部同时考虑5%的偶然偏心地震作用下的扭转影响，并验算双向地震作用下的扭转效应； (5)本工程局部采用次梁转换，后期施工图阶段将对此进行应力分析，并根据应力校核配筋结果； 〔6〕结构分别采用SATWE〔2023版〕和midas Building〔2023版〕两种不同力学模型的三维空间分析软件进行计算。两种模型计算结果均满足标准要求，本文摘录SATWE结果进行阐述。 5.3 主要计算结果〔地下局部略〕 公寓楼单体SATWE结构分析的前3～6个振型主要计算结果见下表： 表5.3.1 高层公寓局部结构自振周期 振型号周期〔s〕平动系数扭转系数 公寓楼12.96641.000.00 22.89141.000.00 32.15190.010.99 40.87601.000.00 50.67811.000.01 60.58620.001.00 表5.3.2 高层公寓局部主要控制参数 幢别作用方向楼层最小剪重比有效质量系数楼层最大水平位移与该楼层平均值的最大比值楼层最大层间位移与该楼层平均值的最大比值楼层层间最大位移与层高之比的最大值 公寓楼X1.56%97.06%1.061.111/1191 Y1.76%91.27%1.051.081/1181 由计算结果分析： 1．有效质量系数大于90％满足标准要求。 2. 表中结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比均小于0.85，满足标准要求。 3．表中层间最大位移与层高之比为均小于1/1000，满足标准要求；最大水平位移和层间位移比值均小于1.4，满足标准要求。 4.对楼层剪重比<1.6%的单体按标准要求进行地震力调整。 5.±0.00作为上部结构的嵌固端，地下一层与首层的剪切刚度比大于2，满足嵌固端要求。 5.4特殊部位详细分析 1 .局部框支次梁应力分析 选取公寓楼某处框支次梁，用PKPM系列软件FEQ做构件应力分析， 通过比照可以知道，转换梁纵筋配筋值以及箍筋配筋值均小于SATWE计算配筋值。转换主楼在转换次梁搭接处，梁底受拉应力集中，此位置转换梁内插型钢，平衡受拉应力；转换梁上部上部墙体开洞位置，受压剪应力集中，此位置转换主楼均内插型钢，并适当加大外套大箍直径。 2 .转换层楼板应力分析 通过Midas Building楼板应力软件分析，可以知道，在在水平地震力作用下，公寓楼转换层内板拉应力均在0.2~0.6MPa之间，小于C35混凝土轴心抗拉强度。 3.转换层上一层楼板应力分析 通过Midas Building楼板应力软件分析，可以知道，在在水平地震力作用下，公寓楼转换层内板拉应力均在0.1~0.3MPa之间，小于C30混凝土轴心抗拉强度。 6 结构加强措施 本工程为复杂高层建筑，为此结构设计采取了以下措施，确保结构具有很好的承载能力和延性，满足我国抗震标准设防目标：小震不坏，中震可修，大震不倒。 1、结构计算分析 1〕采用两种不用力学模型的三维空间分析软件SATWE和midas Building，进行整体结构内力与位移计算和比拟，确保计算分析结果的真实可靠。 2〕采用SATWE对结构进行中震弹性和大震不屈服分析，找出结构的薄弱部位。对分析中发现的薄弱部位采取相应的加强措施，保证重要部位不屈服。 3〕对结构的关键部位〔转换层梁、转换层楼板和转换层上层剪力墙〕进行应力分析，并根据应力分析结果在施工图设计中进行包络设计。 2、针对薄弱层抗震加强措施 1〕薄弱层地震剪力乘以1.25的增大系数； 2〕转换层及相邻上层剪力墙设置约束边缘构件，并适当提高剪力墙水平分布筋配筋率、框支柱的纵筋配筋率和体积配箍率。 3〕针对转换层抗震加强措施 本工程在结构第2层进行转换，底部加强区剪力墙和框支柱抗震等级提高为一级。为此，在构件配筋时，对底部加强区剪力墙和框支柱的剪力、弯矩增大系数进行适当放大，配筋适当加强。 3、针对扭转不规那么抗震加强措施 在构件配筋时，对结构的角柱剪力、弯矩增大系数进行适当放大，配筋做适当加强；角部剪力墙全长设置约束边缘构件。 4、特殊部位楼面板处理 转换层楼面板厚180mm，双层双向配筋，每层每方向配筋率不小于0.25％；转换层上下板厚120mm，双层双向配筋，每层每方向配筋率不小于0.20％；保证板具有足够的水平刚度，有效传递水平力。大开洞楼板周边楼板做适当加强，双层双向配筋，每层每方向配筋率不小于0.20％。 7 结论 根据概念设计理念，运用多种计算手段，完成了对本复杂高层工程的结构分析。结果说明：本工程在地震作用下的变形符合相关标准的要求，重要受力构件具有较好的平安储藏。设计上采用相应的构造措施后，结构的延性也会得到有效的保证。 参考文献 [1]GB500110-2023 混凝土结构设计标准[S]北京：中国建筑工业出版社，2023 [2]GB20011-2023 建筑抗震设计标准[S] 北京：中国建筑工业出版史，2023 [3]JGJ3-2023 高层建筑混凝土结构技术规程[S] 北京：中国建筑工业出版社，2023 [4]朱炳寅 高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析[M] 中国建筑工业出版社 2023