复杂建筑结构分析及优化设计_张书鸳

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1、第23卷第6期天津建设科技规划与设计2013年12月TianjinConstructionScienceandTechnologyPlanandDesign复杂建筑结构分析及优化设计□文/张书鸳朱黎蓬摘要：通过天津某餐饮综合体结构设计，总结讨论设计及优化过程中遇到的问题及采取的对策。包括对复杂建筑结构方案的确定及优化；竖向体型收进结构设计时采取的加强措施；长悬挑结构配筋的包络设计；弹性时程分析法对复杂建筑结构的补充计算。关键词：框架-剪力墙；体型收进；长悬挑结构随着社会的进步和经济的发展，人们对建筑使用方案一：框架结构。周期比、位移比

2、等控制性综合功能和美观艺术的要求不断提高，建筑平面形状和立指标参数均不满足规范要求。采用增大周边柱截面及面体形日趋复杂，结构形式呈现出复杂多变的趋势，与梁高等措施，对以上控制性综合指标参数影响有限，但此同时在适应上部结构大轴网、局部楼板开大洞、抽柱对工程经济性影响较大。形成大的共享空间等情况下，选择安全适用，经济合理方案二：框架-剪力墙结构。第一扭转周期与第一平的结构形式显得尤为重要。动周期比值为0.69，抗扭能力较强，考虑偶然偏心作用的扭1工程概述转位移比1.36，位移角在1/800的规范限值范围内，各某餐饮综合体位于天津市繁华地段

3、，地上分为酒项综合指标均符合规范要求且经济性较框架结构有店区和餐饮区，总建筑面积4.06万m2，其中地上3.12利。最终本工程裙楼主体采用框架-剪力墙结构。万m2，地下0.94万m2，由1栋19层高塔楼与4层高裙由于裙楼地下2层，地上4层，局部6层偏置于结房（局部6层）组成，设置2层地下室，两者地下连成一构一侧。设计人员对此结构单塔偏置还是高位收进结体，地上通过抗震缝一分为二。塔楼主体高度80.20m，构存在争议，最终经过SATWE分析计算，从结构整体振采用框架-核心筒结构体系，裙房高32.80m，采用框动形态观察，4层以上突出部分不

4、存在独立的主要振架-剪力墙结构体系，见图1。型，而是同下部几层一同振动且在整体震动中所占比例较小，塔楼整体空间震动见图2和图3。图2X方向塔楼整体空间振动图1工程效果2设计及优化过程中遇到的问题及采取措施工程设计使用年限50a，设防烈度7度（0.15g），场地类别为Ⅲ类场地。主楼（酒店）抗震等级为二级；裙楼（餐饮）框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级，抗震构造措施均不提高。图3Y方向塔楼整体空间振动1）裙楼主体结构方案的优化。高度30m左右，轴网表明下部楼层并未对收进处楼层形成大底盘嵌8.4m的建筑，在设防烈度7度（0.15g），

5、场地类别为Ⅲ固，因此认为属于立面收进不规则形态，不属于单塔大类场地的前提条件下，一般有框架及框-剪结构2种底盘结构。布置方案，此工程对此2种结构方案进行试算。二层楼板局部开洞，但是开洞面积小于整层面积65规划与设计第23卷第6期天津建设科技PlanandDesign的15%，不属于楼板不连续。考虑偶然偏心作用的扭转本地震加速度JGJ3—2010第4.3.15条取相应值。位移比＞1.2，属于扭转不规则。局部存在越层柱，但在因结构设计与建筑专业设计相比有很大不同，结整体结构中所占比例很小，故可不列入结构不规则项。构设计不能等建筑条件完全确

6、定再行，要把握重点，轻综上本工程属于一般不规则高层建筑结构，但应计算重概念，对于复杂的工程问题，不可能等彻底研究对收进部位采取相应加强措施。合理把握结构真实的透了再设计，结构设计重在及时解决工程问题。因此在工程特性，而不是单纯从表面上判断结构形态，可以把概念清晰、技术可靠的前提下合理进行包络设计，可作[1]握问题实质，减小不必要的浪费。为解决复杂技术问题的基本办法。长悬挑构件及其2）竖向体型收进的复杂高层在结构设计时采取的支承柱设计配筋所采用的计算方法也正是基于上述原加强措施。结构侧向刚度沿竖向发生剧烈变化，属于竖则进行的简化。长悬挑

7、部分配筋见图4。向体型收进复杂高层建筑结构，在结构设计时采用措1B准施进行加强。25准1222准254/22020，22516准（1）裙楼局部6层与裙房相连的外围柱，在裙楼屋KL2（2）30准8@100/21准2N6准6准8@200（2）准4准N4LB1(1A)42L2（2）250准2204/2面上下层(4～5层)范围内全高加密柱箍筋。准KLC（1A）300×3006准254/2准8@100/200（2）2准25（2）与裙房相连的外围剪力墙在从固定端至裙房25+2准204/2准46Φ254/28准254/4屋面上一层（-1～5层）的高

8、度范围设置约束边缘构件。204准25204/2300×100/70025+2准准准8@100（2）（3）体型收进部位上下各两层塔楼周边竖向结构4准34准25LB（1A）25+2构件及收进部位以下两层周边竖向构件的抗震等级