某商业公寓结构设计的问题.doc

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1、某商业公寓结构设计的问题-工程事故分析某商业公寓结构设计的问题吴国翔李英陈谦董斌陈作勤摘要：商业公寓是一座设备先进，管理现代化的高级公寓式写字楼，93年开始施工，96年5月建成使用。本文总结了此工程结构设计及施工中采用的新技术，新材料和新方法，重点介绍了无粘结预应力宽扁梁，钢-砼组合结构以及新型无机铝盐防水剂等的应用。关键词：无粘结预应力，钢-砼组合结构，刚性防水剂，新型墙体，钢筋套管联接一，工程简介1，工程概况本工程地下两层深9.0m，地下二层为战时人防地下室；地上二十八层，出屋顶四层，共计三十四层，其中裙楼四层，一至三层为商场，四层为写字楼使用的多功能大厅及其它房

2、间，五层为设备层及屋顶平台花园六~二十八层为标准写字楼，屋顶上四层分别为设备用房和高位水池。占地面积为6343.75平方米，总建筑面积72290平方米，标准层面积为1559.5平方米，大楼总高度122.1米。标准层平面及剖面简图见图1，2所示。2，地基与基础根据地质勘查报告，本工程地质自上而下分为两部分，上部为第四系的人工堆积，冲击，残积土层，下部为白恶系上统大朗山组黄花岗段的沉积基岩，其岩性可分为粉砂质泥岩（含砾），泥质粉砂岩，砾岩等，基岩部分的一般规律是随着深度的增加而风化程度减弱，岩面强度增大，微风化带岩体较完整，整体稳定性可靠，一般埋深20.30~30.20m

3、,桩端承载力标准值0.5mpa.据此，结合本工程的荷载要求，采用人工挖桩基础，以微风化岩为持力层，周边采用一柱一桩，核心筒则采用大底板加群桩，最大桩径为3000。3，结构及施工方法结构按7度地震设防，筒体与框架的抗震等级为二级，地基类别2类，基本风荷0.45kN/平方米。本工程主楼采用框架和筒体协同工作体系（框-筒结构），主楼中部（楼梯间和电梯间）纵横向剪力的墙组成抵抗纵横向剪力的核心筒。裙房采用框架结构，在主楼和裙楼房间加后浇带。地下室至五层为普通砼梁板结构，六~二十八层受层高限制，采用后张无粘结预应力宽扁梁结构，楼板为普通钢筋砼板。本工程结构计算程序采用TBSA4

4、.2软件。二，结构设计新技术1，后张无粘结预应力宽扁梁结构本工程结构设计的最大特点是在七~二十九层采用了后张无粘结预应力宽扁梁结构。其布见标准层平面图1，设计思路如下：(1)设计原则A、无粘结预应力筋主要用于平衡楼板和扁梁自重，并满足梁的抗裂度及变形要求。B、为保证构件延性，按照《无粘结预应力砼结构技术规程》梁内配置适当普通钢筋。C、耐火极限为两小时，无粘结预应力筋的保护层厚度不小于40mm。（2）计算模型楼板厚150mm，扁梁尺寸bxh=1000x500(1500x500)，计算模型取柱与扁梁组成的刚架，并假定扁梁与内筒连接为固接，扁梁截面为T形。（3）预应力设计楼

5、板、扁梁的砼为C35，扁梁采用无粘结预应力砼结构体系，无粘结预应力筋为7f5钢丝束，抗拉强度标准值为1570Mpa，普通钢筋采用II级螺纹钢，锚固体系采用中国建筑科学研究院的无粘结预应力锚固体系。张拉控制应力取scon=0.7x1570=1099mpa,张拉时超张拉到1.03scon=1132mpa，同时采用张拉力与伸长值双控制。抗裂验算根据《无粘结预应力砼结构技术规程》要求，扁梁按二级裂等级设计，适当放松；强度验算中，外荷载在扁梁内产生的弯矩取TBSA程序内力组合结果并考虑预尖力产生的次弯矩。当对扁梁施加预应力是，柱中的轴向压力很小，因此对柱子要进行大偏压或纯弯强度

6、绝对值算，并在柱子强度设计的荷载组合中考虑次内力的影响。扁梁采用单根无粘结预期应力筋张锚体系QMU，张拉端为夹片式错具，固定端为挤压锚具，任取一根典型扁梁，配筋如图4所示。（4）经济效益1、取标准层一层作为计算单元，将无粘结预应力宽扁梁结构与普通钢筋砼梁结构相比较，前者砼用量（包括柱、梁和砼墙）及钢筋用量（不包括预应力筋）增加约20%左右，介从整体平看，由于采用无粘结预应国力宽扁梁可以降低层高，虽然建筑物高度受到限制不允许提高，却可以增加了建筑面积，有很现实的经济意义，本工程原设计标准层层高3.6m，因为规划高度限制100m，因此仅能建26层，现在采用无粘结顾应力宽扁

7、梁结构后，标准层层高3.3m，则可以建28层。2、型钢奏在普通钢筋砼中的应用五层楼面亦即裙楼天面，其建筑使用功能较多，有屋顶花园、光棚，还有游泳池及更衣室等，楼面标高变化多，荷载大。另外分别有两根16M跨和两根20M跨框架梁，由于承受荷载很大，经TBSA程序计算，梁端弯矩过大，按普通钢筋配已严重超筋，为了解决这个能量，经研究决定将个四根梁改为型钠砼梁，由此梁两端的柱相应也改为型钢砼柱，以便于梁柱节点连接，普通砼中局部采用型钢砼组合结构，给设计和施工带来了一定的麻烦，但我们最终成功发解决了这两者之间复杂的节点构造成，下面列出典型的大样图。图5、6为型钢