同济大学土木工程本科毕业设计西安三桥项目某区域裙房的结构选型分析(一)-刘射洪

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1、西安三桥项目某区域裙房的结构选型分析（一）目录1工程概况12选型分析22.1混凝土结构方案32.1.1建筑效果42.1.2整体计算结果42.1.3经济性分析72.1.4施工特点72.1.5综合评价72.2钢结构方案72.1.1建筑效果92.2.2整体计算结果92.2.3经济性分析112.2.4施工特点112.2.5综合评价123方案对比及结论12参考文献13附录1普通住宅建筑混凝土用量和钢筋用量估算值141工程概况华润置地西安三桥商业一期项目位于陕西省西安市沣渭新区西郊三桥新街与老西户公路丁字口西南角，南与华宇凤凰城一墙相隔，交通便利。该项目为一

2、特大型城市商业综合体，集商业、办公、餐饮、会议、文娱等于一体，功能齐全、规模庞大。对于其建筑结构而言，既有高层、超高层办公塔楼，又有大面积、大跨度、大悬挑的商业裙房，传统单一的结构形式显然难以满足要求，因此属典型的大跨度混合结构。在本工程中，a-8轴至b-7轴交a-A轴至a-F轴区域的商业裙房最具代表性，如图1-1所示。该区域裙房两侧是商铺，中间为服务大厅，楼层4层，首层高6.0m，其他层高5.4m，建筑平面形状不规则，跨度最大达19m，悬挑最大达9m以上，且两侧均有连廊与周围裙房相连，显然传统单一的结构形式难以满足要求。因此，本文选取该区域的商

3、业裙房作为研究对象，分析探讨大跨度混合结构的优化设计。根据建筑、功能等的要求，成都基准方中建筑设计事务所的初步设计结构布置如图1-1、图1-2所示。研究区域放大图图1-1建筑平面示意图共14页第16页图1-2结构布置示意图2选型分析对于大跨度建筑，传统单一的结构形式通常难以满足要求，而混合结构将不同材料或构件组合在一起，可以充分发挥各种材料和构件的优势，是一种比较理想的结构形式。在城市商业综合体这种大跨度混合结构中，钢—混凝土组合楼盖、型钢混凝土梁、型钢混凝土柱等组合构件运用最多，其相互之间的混合及其与混凝土构件、钢构件等的混合也是最为常见的混合

4、结构形式（见表2-1）。水平构件系统竖向构件系统混凝土梁+混凝土板钢梁+组合板型钢混凝土梁+混凝土板混凝土柱√√√钢柱√型钢混凝土柱√√表2-1常见大跨度结构形式本文对几种常见的混合结构形式进行比较分析，同时与单一的混凝土结构、钢结构进行共14页第16页对比，研究各自的优缺点，最后做出结构最优选型。建模分析时，构件编号及结构平面布置如图2-1所示（各层平面布置相似，本文构件分析仅以一层为例）。图2-1构件编号及结构平面布置示意图2.1混凝土结构方案本工程如果采用普通混凝土结构方案（混凝土柱+混凝土梁+混凝土板）中，混凝土强度等级取C30（N/mm

5、2，N/mm2），钢筋强度等级取HRB400（N/mm2）。采用PKPM建模分析，楼板厚120mm，，主要梁柱尺寸见表2.1-1。表2.1-1梁柱截面尺寸类型编号截面尺寸（mm×mm）柱KZ1550×550KZ2850×850KZ31150×1150KZ41250×1250梁主梁KL1、KL5250×750KL2、KL3、KL4400×1200KL6、KL8、KL10350×1050KL7600×1500KL9500×1500次梁L1、L2、L3、L7、L8、L9、L10、L11250×750L4、L5、L6300×1200L12200×600共

6、14页第16页L13250×900一层梁柱配筋率示意图如图2.1-1所示，从图中可以看到柱的轴压比大多为0.5~0.6，配筋率为2%~3%，柱的材料性能发挥充分，处于经济配筋率范围。同理，从图中可以看到主、次梁的配筋率大多为1.1%~1.5%，也处于经济配筋率范围。因此，表2.1-1中的梁柱尺寸在受力上是比较合理的。图2.1-1一层梁柱配筋率示意图2.1.1建筑效果本工程如果采用单一的混凝土结构方案，柱的尺寸最大为1.25m，主梁高度最大将达到1.5m，这对于建筑功能使用（楼层净高要求首层4.2m，其他层3.8m）、视觉要求等是不利的。2.1.2

7、整体计算结果整体计算结果指标分析如下：（1）结构质量按照计算模型，结构总质量约为4028吨。标准层每平方米质量约为1.38吨，处于框架结构重量（恒+活）合理范围之内。（2）结构自振特性按照计算结果，结构前三阶振型为扭转、X向平动及Y向平动，周期分别为0.8782s，0.8666s，0.8287s，结构振型性质较差，第一扭转与第一平动周期之比最大值为，不满足《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.5条的规定：结构平面布置应减少扭转的影响，结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比，A共14页第16页级高度高层建筑不应大于0.9。但

8、是对于多层框架结构，并没有周期比的限制，因此这里只是作为参考。结构的周期相关数据如表2.1.2-1所示。表2.1.2-1结构振型周期振型