某高跨多层混凝土厂房的结构设计.pdf

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1、某高跨多层混凝土厂房的结构设计张宗良于洪泳陈显文南京城镇建筑设计咨询有限公司,江苏南京210036[摘要]通过高跨多层混凝土厂房的设计，分析其底部层高超高的特点，比选结构方案、讨论规范中的“层刚度比控制”在“底部薄弱”结构中的实际意义,为改善上层办公舒适度而对大跨度结构采取的构造处理和结构抗震性能设计。高跨；层刚度比；变形控制；抗震性能设计TU37；TU273.4A1005-6270(2015)03-0024-03TheDesignonaHighFloorandLongSpansBuildingwithCranesZHANGZong-liangY

2、UHong-yongCHENXian-wen2015-03-18[作者简介]张宗良，男，南京城镇建筑设计咨询有限公司，高级工程师。江苏建筑2015年第3期(总第169期)25剪力墙如集中布置。则其效果如方案2；剪力墙如分散要求应专门研究和论证(非高规中的“超限审查”)。侧重在布置在每个框架柱的两侧。相当于增加框架柱截面。但两种底都薄弱层的控制上，可补充结构抗震性能设计(按抗震性布置对建筑的平面。室内空间的使用均存在一定的影响。能目标为c验算)：①中震下“框架柱均为弹性”；②大震下本工程经过比选，选择方案1(纯框架)。“底层少量框架柱先屈服，其余及

3、上部框架柱均不屈服”。3控制指标的取舍规范中最大位移、位移比、位移角即变形的控制，是对构件的布置、截面大小的一个宏观衡量指标。目的为正常使用状态下：①主结构基本处于弹性受力状态，避免墙或柱出现裂缝。②保证填充墙、隔墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。3．1楼层层间最大位移与层高之比的限值框架结构为1，550。该值为一线性比值。故本工程层高异常(底层层高为14．70m)。同样适用于该数值。3．2其他的控制指标其他的控制指标如层间刚度比和上下层的抗剪承载力比(竖向不规则嘲)。3．2．1层间刚度比层间刚度的比值在不同的结构体系．规范给出了“不同”的

4、限值：(1)框架结构：楼层侧向刚度不小于相邻上1层的70％或不小于其上相邻3个楼层侧向刚度平均值的80％等：(2)底框结构(上部砖混)：上下层的比值不大于2．5(《抗规》7．1．8．3条及《砌规)2001版10．2．3条)。(3)框支结构：上下层的比值不大于2．o(《高规》附录E)。3．2．2上下层的抗剪承载比本结构名为框架结构。但首层层高异常、头重脚轻。超出了常规底框、框支结构，以此指标数值控制本工程。是否合适呢?上下层抗剪承载力比：规范规定不应小于0．65。该数值对本工程是否过严呢?取一模型说明：一根巨型空腹混凝土梁(截面为8．0m宽x9．O

5、m高，中空为直径3m的穿廊)，长16m+18m+16m，下设8根框架柱的结构。上层结构几乎为一不动体系．则该底部层刚度比及层剪力比无控制必要．仅需考虑底层框架柱满足变形限值及承载力要求即可：山区的“吊脚楼”亦是同样道理。3．2．3结论规范中这两项指标控制的初衷：①满足结构的概念设计：墙、柱的塑性铰在建筑的底部先出现、并充分发展。②结构竖向的体系尽量规则。中间的楼层刚度平稳过渡，以免中间楼层墙柱先屈服。故这两项指标对“底部为薄弱层”的设计单体无实际意义或数值过严。3．3设计中的取舍力学原理是贯穿整个结构设计．规范中具体的“数值控制”是针对大多数常规

6、建筑而设定的．特殊的厂房类结构国家研究较少．规范及图集更新节奏慢．但力学原理是相同的。本工程为多层建筑，如定义为特别不规则设计。按规范本工程为一“特殊”工程．层刚度比等的计算参数即使不满足现行规范“具体数值”的要求．但实际仍为一“安全可靠”的设计。4计算模型的简化(1)采用PKPM。系列软件，按楼层梁分6层输入，如图3。”“。弘}。u}二：一一。一磊⋯’㈣_’ul·-；焉j；。‘—--⋯’#■；-j妁：，，溉t围3分6层建模图3模型特点：符合建筑实际情况．各层墙体荷载及楼梯平面可完整输入．竖向轴力计算准确等。(2)标高14．70m以下为1层，层问

7、梁与底部高跨等合并输入为1层。如图4。从图4中看出。因标高14．70m下几乎无楼板。楼层无法有效传递侧向地震力。故底部1层层高取不利高度(14．70m)。可准确计算底部高跨的侧向刚度及承载力，，一川I{、￡‘-。JⅢj≤，=图4分3层建模(3)PK的运用：PKPM系列的三维计算程序satwe是基于常规工程而设计的，对框架柱如为中、细长杆0-lIB为20以上)，目前程序计算需要人工复核。故设计人员在大跨、高跨结构中。应补充计算(如采用PK平面程序等)，并分析其误差的原因。本工程经过多方分析，多种模型假定、多种计算程序进行复核，最终确定其真实的位移，

8、真实的配筋。5局部计算及构造的注意事项5．1基础底截面的控制荷载常规建筑中竖向荷载起控制作用．基础底面尺寸随着地基土的承载力高低而调整；