綜合體結構選型及概念設計研究范文

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1裙房結構體系的確定

裙房屋面高度為21．25m，有較大范圍屋面頂標高為26．35m但不與塔樓相連，裙房總高大于24m，為高層建筑，裙房平面尺寸為143．1m×94．4m，與塔樓相差較大，且塔樓偏置于裙房一側，故考慮采取措施盡可能減小裙房對塔樓的影響。結合建筑布置，將裙房定為框剪結構，并調整剪力墻的布置使其基本滿足墻間距的要求，通過計算復核及局部調整，確定裙房結構部分在不考慮塔樓筒體剛度的情況下，其位移角、位移比以及周期比等計算參數也可以滿足規范的要求并盡量接近塔樓的參數，達到了盡可能減小裙房對塔樓的不利影響的設計目的。

2梁板布置的確定

2．1塔樓梁板布置的確定

1)梁布置:塔樓標準層平面較規則，且筒體結構體系對于塔樓的高度及高寬比而言偏安全，故平面主要采用了雙次梁布置，但由于塔樓平面左上角及右上角開間較大且角部本身即存在應力集中的情況，左上角及右上角開間采用井字梁布置以加強，此外根據建筑要求，柱網內梁高限制為600，綜合考慮結構梁撓度的問題及經濟性問題，采取的措施主要包括大跨度梁外挑及盡量減少小梁，最終確定了塔樓標準層的梁布置，詳見圖3。2)板布置:為加強框架柱與筒體的連接，標準層板厚取120，并加層平面角部板配筋及筒體內、筒體之間板配筋。考慮到裙房屋面以上主體平面發生突變，裙房屋面以上第一層板厚取150mm，配筋為雙層雙向10@150，根據計算局部附加鋼筋;第二層板厚120mm，配筋雙層雙向8@150，根據計算局部附加鋼筋，并要求進行彈性板計算復核。

2．2裙房梁板布置的確定

1)梁布置:一層至屋面層裙房平面布置皆有較大差異，但都存在開間長寬比較大、懸挑較多、大跨度梁較多的問題，結合實際情況并考慮工程經濟性的目的，梁平面布置同塔樓一樣主要采用了雙次梁布置，一層室外地下室頂板主要采用井字梁布置。2)板布置:裙房一層為地下室頂板，盡管本工程嵌固端設為基礎，地下室頂板在傳遞地震力時仍有一定作用，而且尺寸超長，考慮其將承受較大的溫度應力，取一層板厚為180mm，板配筋為雙層雙向10@150，根據計算局部附加鋼筋;裙房其他層平面尺寸均超長，故均考慮適當加強，二、三層取120mm厚，板配筋為雙層雙向8@150，根據計算局部附加鋼筋;四層為裙房屋面下一層，應同時考慮裙房屋面以上突變的影響，取130mm厚，板配筋為雙層雙向8@150，根據計算局部附加鋼筋;裙房屋面層除以上問題外，還存在開洞面積大的問題，故板厚取150mm厚，板配筋為雙層雙向10@100，根據計算局部附加鋼筋。二層～四層洞邊狹長板帶鋼筋適當放大，且裙房各層樓板最后均應考慮溫度應力后做彈性板分析復核。

3結構超限情況

3．1結構超限情況判斷

本工程存在塔樓偏置的情況，經計算，單塔與大底盤的質心偏心距為底盤相應邊長的30%，大于20%，屬于超限的高層建筑工程。

3．2根據結構概念確定的應對措施

1)控制框架柱的軸壓比:在建筑允許的情況下，控制框架柱軸壓比使其比規范限制再小0．1左右，對于跨層柱，還應進一步增大柱截面，標準開間柱截面不小于700×700。2)增大裙房剪力墻墻厚:剪力墻作為抗震設計的第一道防線，有著很重要的意義，而由于建筑功能的需要，裙房中剪力墻數量偏少，故增大裙房剪力墻墻厚以達到增強結構安全性的目的，大部分剪力墻厚取為400及以上。

4特殊構件的初步設計及分析

4．1轉換梁

由于建筑功能在豎向的多次變換，導致部分框架柱不能落到基礎上，需要通過轉換以達到設計目的。轉換梁主要分布在負一層、一層及四層:負一層及一層轉換梁跨度小，多為標準跨度8．4m，梁上柱所傳遞荷載較大;四層轉換梁梁上柱所傳遞荷載均較小，跨度大部分偏大，為14m～15m。各轉換梁均應考慮豎向地震作用進行設計。考慮經濟性及施工的操作性難度，轉換梁的初步設計思路為:盡可能采用普通的混凝土梁，在普通的混凝土梁滿足不了空間使用要求或結構承載力設計要求時，采用型鋼混凝土梁或預應力梁，考慮到梁上柱的施工，排除采用預應力梁，三根大跨度轉換梁中，有兩根梁的梁上柱距一側轉換柱距離較近，約為2m～3m，可以考慮轉換梁僅一段采用鋼骨梁。

4．2大跨度梁

本工程存在較多大跨度梁，集中存在與裙房屋面26．35m及23．45m標高處，其他各層也有分布。大跨度梁的初步設計思路為:在滿足撓度要求的前提下，盡可能采用普通混凝土梁，可采取加高梁高、加密次梁等措施，普通混凝土梁滿足不了要求時，可采用型鋼混凝土梁或預應力梁，經經濟性分析，并考慮施工難度，決定采用預應力梁。考慮到樓面荷載并不大，跨度20m及以下的梁均采用普通混凝土梁，跨度大于20m的梁采用預應力梁。跨度在18m及以上的梁均應考慮豎向地震作用進行設計。

4．3大懸挑梁

本工程裙房各層均存在大量大懸挑梁，塔樓標準層左下角及右下角也存在5m左右的大懸挑梁。裙房的大懸挑梁主要分布在中庭邊緣以及平面外緣，后者承重大于前者，考慮到減輕梁自重，盡量采用變截面梁，中庭邊緣的大懸挑梁梁端高度采用500mm，平面外緣的大懸挑梁梁端高度采用600mm。大懸挑梁盡可能采用普通混凝土梁，以增大梁高及增多外挑梁段的方式控制撓度。其中有幾處特別的懸挑梁，跨度約為7m～8m，且梁段落有扶梯，荷載較大，對梁的剛度要求也較高，因中庭的使用空間要求，梁高也有限制，故這幾根梁決定采用預應力混凝土梁。跨度3m及以上的懸挑梁均應考慮豎向地震作用進行設計。

5結語

5．1基本計算前概念分析意義

根據本工程的建筑資料初步分析，可得出本工程豎向剛度不連續、存在塔樓偏置等結論，根據概念進行初步的豎向構件布置之后，可以發現本工程部分豎向構件不連續、存在大量大懸挑梁以及大跨度梁，接著進行梁板的初步布置，最后將根據概念分析得出的初步結構布置導入模型計算，大部分概念設計得到了肯定，大大減小了調試模型的工作量。

5．2概念設計對抗震設計的意義

由于本工程屬于超限高層建筑工程，最后還做了彈塑性計算并進行性能化分析，得出的結論與概念設計時的結論相近，由此觀之，正確的概念設計分析對得出有效抗震的合理結構方案有重大意義。

作者：何立萍單位：中國建筑西南設計研究院有限公司