楼层中部设备夹层的结构优化设计.pdf

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1、规划与设计建材与装饰2017年7月楼层中部设备夹层的结构优化设计李银文（兰州有色冶金设计研究院有限公司甘肃兰州7３0000）摘要：本文介绍了某医院医技住院楼楼层中部的设备夹层结构设计的主要内容，通过对结构方案进行优化，避免了在该层同时形成软弱层与薄弱层，从而改善了结构方案的合理性，并对所采取的结构优化措施进行了总结归纳，以期对类似工程在进行结构优化设计时提供一定的参考和借鉴。关键词：设备夹层；薄弱层；优化设计中图分类号：TU３18文献标识码：A文章编号：167３-00３8（2017）27-0096-011工程概况果高层建筑结构同一楼层的刚度和承载力变化均不规则，该层本工程

2、为某医院医技住院楼，地下1层，地上14层，地下1极有可能同时是软弱层和薄弱层，对抗震十分不利，因此应尽量层为设备用房，层高7.３0m，1～３层为医疗技术功能用房，1层层避免，不宜采用。高为5.10m，2层、３层层高为4.20m，4层主要为手术室及手术辅根据初步试算结果，由于第4层层高为4.80m，第5层为助用房，层高为4.80m，5层为设备夹层，层高2.19m，6层为产科2.19m，导致第4层与第5层的侧向刚度比为0.54，小于规范限病房，7～11层为病房，12～14层为医师培训用房，6层以上层高均值。且第4层与第5层的承载力比为0.55，亦小于规范限值。也为３.70m。

3、房屋建筑高度为5３.94m，平面形状为矩形，长度为就是说，该结构方案中的第四层刚度和承载力同时不满足规范96.00m，宽度51.00m。工程所在地抗震设防烈度为Ⅶ度（0.15g），规定，该层同时是软弱层和薄弱层，根据规范规定不宜采用，所设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅱ类场地。以有必要对结构方案进行优化设计。2初选方案4方案优化根据建筑方案的平面布置，结构设计初步确定采用框架剪力通过分析，导致第4层同时成为软弱层和薄弱层主要原因在墙结构，严格按照建筑专业设置的楼层层数和各层层高，采用中于第5层设备夹层的层高层高仅为第4层层高的46%，从而导国建筑科学研究院PKPM工程部编

4、制的结构分析程序《多层及致其刚度和承载力相对于第4层来说均偏大。经与建筑方案设高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》（V2.2版）进计者进行协商，由于总建筑面积及房屋高度所限，此设备夹层层行结构分析初步试算，获得了这一方案的试算结果，并通过试算高已不能加大，而第4层主要为手术室及手术辅助用房，由于功结果对这一方案的合理性进行了判定。能所限层高也没有可以压缩的空间。所以调整层高这一思路不能实现。经反复研究试算，最终采用将第5层与第6层结构层合３方案评价并的方法，将第5层设备夹层的顶面梁板采用与主体结构脱开根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ３-2010）３.

5、5.2条的次结构，使其在总体计算时仅作为叠加在第四层顶面的荷载及其条文说明抗震设计时，高层建筑相邻楼层的侧向刚度变化来考虑，这样一来第5层（建筑功能上的第5层、第6层）层高变应符合下列规定：①对框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度为5.89m。按此思路重新建模计算，此时刚度及承载力变化较大比γ1可按式（３.5.2-1）计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于的第5层（层高5.89m）与第6层（层高３.70m）的侧向刚度比为0.7，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。②对框架-1.14，承载力比为1.09，均满足规范限值要求，薄弱层与软弱层均剪力墙结构、板柱-剪力墙结

6、构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、得到了消除。筒中筒结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ2可按式（３.5.2-2）计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于0.9；当本层层高大于5结论与建议相邻上层层高的1.5倍时，该比值不宜小于1.1；对于结构底部嵌（1）医院类建筑中医技综合楼经常布置为底部几层为医技功固层，该比值不宜小于1.5。正常设计的高层建筑下部楼层侧向能用房，上部为住院部的形式，中间经常设置用于设备及管道转刚度宜大于上部楼层的侧向刚度，否则变形会集中于刚度小的换的设备夹层。当该设备夹层的层高较小时，容易在该层的下一下部楼层而形成结构软弱层，所以应对下层与相邻上层的侧向

7、层同时形成软弱层与薄弱层，设计时应特别注意。刚度比值进行限制。（2）根据规范规定，若某结构层同时是软弱层和薄弱层，对抗根据相关条文说明A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的震十分不利，因此应尽量避免，不宜采用。实际设计中可以通过层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%，不将层高较小的设备夹层与主体脱开的方法，将该层设计成相对应小于其相邻上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼于主体结构的次结构，从而达到消除软弱层和薄弱层的目的。层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。收稿日期：2017