复杂多层结构设计问题讨论.pdf

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1、规划设计复杂多层结构设计问题讨论潘泽民渊浙江中设工程设计有限公司袁浙江杭州310000冤摘要院由于功能及建筑立面要求袁大型综合体项目体型越来越复杂袁大开洞尧错层尧大跨度等结构形式往往出现在同一单体中袁结构计算指标较难控制袁甚至出现结构超限遥本文对复杂多层结构设计要点尧实例分析进行了总结袁为结构设计人员在设计过程中提供参考和帮助袁以提高设计质量遥关键词院大跨度曰不规则结构曰周期比曰大开洞中图分类号院TN304.1文献标识码院A文章编号院1674要3024渊2015冤06要94要02引言部位结构采用以下构造措施院渊1冤大开洞周边板厚适

2、当加大袁配筋按双层双向拉通布置遥随着很多体型复杂建筑的出现袁多层结构的设计和计算也存渊2冤洞口周边的梁截面大小及配筋都适当放大袁使得水平力在较多难以控制的性能指标袁除了对不规则及薄弱部位采取加强的传递更加合理袁减小开洞后周边梁柱刚度削弱对结构的影响遥的构造措施外袁对特别复杂的结构宜采用不同计算模型进行包络2.2周期比的控制计算分析袁并从概念设计中把握设计的各个要点遥地震作用时的地震力可简化为集中在质心处的集中力袁当质1工程概况心与结构的刚心重合袁地震力刚好能够通过刚心袁此时就不会产生附加扭矩遥而质心与刚心不重合则地震力产生的偏心距

3、也就越工程位于浙江省某市袁地下两层袁地上由一幢41层的西塔大袁出现更加明显的扭转效应遥楼尧一幢24层的东塔楼和4层的裙房组成袁1~5层层高均为5.5m遥大开洞导致了结构的质心与刚心偏离较大袁该裙房的三层和其中西塔楼为超高层框架核心筒结构袁虽然裙房为多层框架结四层大开洞不在同一部位袁各层的质心偏离更加大遥除了平面不构袁但由于酒店的功能布局要求袁裙房的结构体型比较复杂袁竖向规则之外袁裙房南侧在二层尧三层有局部错层结构遥平面和竖向布布置也不规则袁裙房部分楼板有较多的大开洞袁造成楼板局部不置都不规则袁导致结构抵抗扭转的能力也较弱袁设计初期

4、结构的连续遥根据叶建筑设计抗震规范曳袁本工程所属地区抗震设防烈度扭转效应就特别明显袁周期比达到0.92袁错层部位局部的位移比为6度袁设计地震分组为第一组袁地震基本加速度值为0.05g袁特征周期为0.45s袁场地类别为芋类遥基本风压棕0=0.45KN/m2袁地面粗甚至达到了1.6遥为改善结构的扭转性能袁满足结构整体指标袁对结构的整体糙度B类袁结构体型系数按1.4遥该工程的设计使用年限为50年袁布置进行了优化遥采用了以下步骤院渊1冤内部柱距8.4mx8.4m的框裙房的的抗震等级为四级遥架主梁截面由原先的0.3mx0.8m调整为0.3m

5、x0.7m袁局部不满足承2结构设计载力和正常使用要求的梁高不做调整遥调整后结构的水平抗侧刚2.1楼板大开洞度有一定下降袁第一平动周期T1增大袁结构的扭转刚度与水平抗裙房由于酒店的功能布置要求袁结构的平面布置较为不规侧刚度比值有一定提高遥渊2冤适当调小结构中间部位柱截面袁并加则袁二层的酒店大堂设置了三层通高的中庭袁三层还设有两层通大外圈梁和柱的截面尺寸袁提高结构整体的抗扭转性能袁减小结高的大宴会厅袁宴会厅的平面尺寸有54.0mx32.0m袁局部的大开洞构扭转周期Tt遥渊3冤减小刚心方向的抗侧力构件尺寸袁减小结构的使得结构的质心与刚心

6、严重不重合遥裙房三层尧四层平面布置图扭转遥经多次优化后结构的位移最大值减小到1.38袁周期比也满见图1遥足规范的要求袁结构模型分别用PKPM和YJK软件计算后的结果详见表1遥图1裙房三层和四层平面布置图表1SATWE及YJK的计算结果对比高规3.4.6条规定袁当楼板平面有较大开洞时袁应在设计中考对于上述采用减小结构周期比的方法有时会遇到问题袁对于虑其对结构产生的不利影响遥楼板的开洞面积不宜超过楼面面积结构本身不规则的结构若是为满足周期比而过度调小内部抗侧的30%袁在扣除洞口后楼板在任一方向的最小净宽不宜小于5m袁力构件袁严重削弱结

7、构的平动刚度袁这样即使满足周期比的要求袁且开洞后的每一边的楼板净宽度不应小于2m遥裙房四层平面的但结构的扭转角也大了袁结构的抗震性能比调整之前更差遥同样开洞面积达到了28%袁接近于规范开洞面积的限值遥盲目加大外圈梁柱的刚度来增加结构的扭转刚度也会存在经济楼板开大洞的结构袁楼板不能形成无限刚性袁即使采用考虑性的问题遥综上所述袁结构的周期比应控制在适合的范围内遥楼板变形的程序进行分析袁也不能准确计算出竖向构件的内力遥2.3楼板舒适度大开洞结构利用PKPM软件计算整体指标时若勾选了刚性楼板由于酒店内部的功能要求局部有抽柱情况袁另外大宴会

8、厅和假定很可能导致结构计算分析失真袁得出较不合理的结果遥因此中庭上空的屋盖等位置都形成较大跨度袁根据抗震规范要求局部大在计算时把大开洞楼周边的楼板设为弹性模和普通弹性板分别跨结构相关范围的梁柱的抗震等级提高一级袁以达到加强的目的遥进行计算分析袁最后