实例分析高层建筑结构设计

作者:乐鱼体育官网登录发布时间:2021-12-13 00:46

本文摘要:实例分析高层建筑结构设计概要:本文融合高层建筑结构设计实例,对复合结构设计技术展开了研究,分别讲解了结构选型、相连方式自由选择、抗震受力特性、支座设计方法。 关键词:实例分析,高层建筑,结构设计 1阐述 高层建筑复合结构是将近几十年发展一起的一种更为新型的结构形式,其结构设计也比一般的单体结构或多塔楼结构变得更加简单。

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实例分析高层建筑结构设计概要:本文融合高层建筑结构设计实例,对复合结构设计技术展开了研究,分别讲解了结构选型、相连方式自由选择、抗震受力特性、支座设计方法。  关键词:实例分析,高层建筑,结构设计  1阐述  高层建筑复合结构是将近几十年发展一起的一种更为新型的结构形式,其结构设计也比一般的单体结构或多塔楼结构变得更加简单。本文融合某公寓式酒店复合结构设计实例,对复合结构的结构设计展开了研究,讲解了结构形式确认、相连方式自由选择、抗震受力特性、支座设计方法等,并阐释了解决问题一些明确问题的过程。

  2工程概况  某商业办公用房项目由1号楼(公寓式酒店、商业)和2号楼(会展中心、公寓式办公)构成,地下1层~2层,地上7层~9层,总建筑面积92634㎡。公寓式酒店地下1层、地上9层,现浇剪力墙结构体系,剪力墙为主要外用侧力构件,标准层层低3.25m,地上建筑面积为23780㎡。公寓式酒店平面布置呈圆形半个返字形,设置两条抗震针将结构分成北楼、南楼、连接体3个单体。

在8层、屋顶层处设置复合结构,复合结构平面呈圆形直角梯形。结构平面图闻图1。结构剖面图闻图2。

  3结构选型  公寓式酒店的连接体在第8层和屋顶层有相连,归属于高规第10章的简单高层建筑中的复合结构。复合结构与塔楼的相连方式可以分成强劲相连和很弱相连,本工程复合结构如果使用强劲相连,在地震荷载起到下将受到相当大的轴向力和弯矩,无法协同变形。在考虑到无意间偏心影响的地震起到下,不存在仅次于弹性水平偏移(或层间偏移)小于该楼层两端弹性水平偏移(或层间偏移)平均值的1.2倍等若然情况,给抗震设计带给诸多有利。根据建筑拒绝仅有在8层处拒绝有楼板相连,连接体层数仅有占到总层数的11%,跨度比较较小,因此优先考虑到很弱相连形式,考虑到自身重量和承载力性能的比值,复合结构确认为钢结构桁架特活动支座的弱相连形式结构体系。

结构形式上类似于桥梁,一端使用相同无轨电车支座,连接体可绕无轨电车支座旋转,另一端使用双向的滑动支座,来符合地震起到下的连接体部分的水平滑动起到。  4设计分析  本结构设计用于年限为50年,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,抗震设防类别为丙类。

设计地震为第一组,场地类别为上海Ⅳ类场地,场地特征周期所取0.9s,各振型阻尼比所取0.05,主体结构使用SATWE展开结构整体分析,使用PM-SAP展开结构整体分析并展开校核。分析时考虑到挽回耦联和双向地震效应,使用振型分解成反应谱法和时程法计算出来结构号召,各振型贡献按照CQC人组。

  4.1结构动力特性(周期比验算)。按照各个单体分别计算出来其固有振动特性,验算其周期比,计算结果闻表格1。

周期比计算结果符合规范拒绝。  4.2偏移比。验算偏移比时,使用单体模型计算出来(计算出来模型中的各个单体的各个楼层,使用强迫刚性楼板假设),并按照各单体模型逐级加以验算。

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反应谱法结构地震号召偏移计算结果如表格2右图。计算结果符合规范拒绝。  4.3反应谱法底部结构的剪力、弯矩和有效地质量系数计算结果闻表格3。

  计算结果符合规范拒绝。  4.4振型数。

振型数小于15,且使振型参予质量不大于总质量的90%。  4.5楼板模型。

各单体计算出来分析内力时,懦弱层(或人为假设的懦弱层)的楼板在计算出来模型中按照弹性板处置(使用壳单元)。其他区域的楼层考虑到为刚性楼板。  5支座设计  本工程复合结构的支座为相同无轨电车支座与双向滑动支座,设计过程中主要考虑到支座的水平滑动量和线脚力的大小,支座型号则根据计算出来值确认。

  5.1抗震针宽度。根据抗震设计的拒绝,位移量(也就是适当节点的偏移量)是拒绝在大震起到情况下获得的,且抗震针的宽度(主要是与南侧单体双向滑动支座)拒绝考虑到大如雷起到下南北单体适当节点位移量的互相变换起到。经分别计算出来获得南侧单体在大震起到下四个节点的X向与Y向的位移量皆为95mm,而北侧单体适当数值为X向为120mm,Y向为80mm。由于复合结构北侧为相同无轨电车支座,不产生实际滑动,偏移量仅有作为南侧抗震针的变换参照因子。

计算出来得出结论北侧单体偏移值为X向145mm,Y向95mm,南侧单体偏移值为X向110mm,Y向115mm;按CQC方法对北侧单元节点偏移展开人组获得仅次于节点偏移为175mm,按照最有利情况南北单元偏移变换175+115=290mm,故南侧抗震针的宽度所取300mm。  5.2支座线脚力。考虑到重力荷载掌控起到下,通过计算出来求出支  座仅次于线脚力设计值为800kN。

  5.3支座钢限位。根据建筑平面布置,滑动偏移量以Y向偏移掌控居多,在X向设限位可制另一方向的滑动。在最外侧两个钢牛腿的外侧上翼缘设置呈圆形90角的钢限位,一旦滑动支座限位过热且又产生地震起到的情况下,钢限位需要制止钢梁产生过大的位移变形,从而强化了结构的安全性性能。根据以上计算出来和拒绝已完成支座部分的设计,双向滑动支座的节点详图闻图3,相同无轨电车支座的节点详图闻图4,钢限位的节点详图闻图5。

  6结语  JGJ3-2002连接体结构归属于高规第10章中所提及的简单高层建筑,归属于若然高层,设计时必须十分谨慎。设计过程中首先要具体结构体系和传力路径,如果本工程在设计初始使用刚性相连方案:  6.1不符合实际情况,只能靠8层楼板无法协商两栋单体变形;  6.2如果按照刚性相连设计,考虑到协同变形,两侧单体的结构体系甚至是明确构件设计与现在的非刚性相连不存在极大的有所不同,将导致结构的不安全性。

使用现行的非刚性相连方案将原本简单的连接体结构转化成为非若然的普通高层结构+钢结构连接体形式,修改了设计程序,延长了设计论证周期,使得结构体系具体,传力路径简练,构件节点具备通用性,便利搭配及施工。  参考文献:  [1]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].  [2]徐培福,傅学怡,王翠坤,等.简单高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005..。


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