关于建筑超长结构设计实例应用探究.doc

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1、关于建筑超长结构设计实例应用探究摘要：本文通过笔者的工作实践和工程实例，针对某大型商业建筑超长结构设计要点进行了总结与分析，主要从结构布置、超长结构设计及处理措施等方面进行论述，旨在为类似的工程提供参考与指导。关键词：超长结构；结构布置；温差分析；实例分析近年来，超长结构在多层公共建筑屮得到了广泛的应用，如星级酒店、图书馆、医院等，由于这种建筑功能的特殊性，使得框架结构成为结构方案的首选。框架结构具有平面布置灵活、适应性、强施工方便等优点。一般来说，超长多层建筑的框架结构设计的难点在于结构方案设计、施工变形裂缝控制、抗震结构等方面。下

2、面结合工程实例，就建筑超长结构设计屮关键点进行探讨与研究。1工程概况本工程为大型商业广场，总建筑面积约16万m2,地上5层，地下1层，包括购物中心、超级市场和影院。采用钢筋混凝土框架结构。1层地面用作停车场，1〜5层为购物中心。2层以上设有中庭，将结构分成儿个部分，结构之间采用连桥连接。由于结构超长，平面需要采取设置变形缝的处理方式。2结构布置本工程基础采用预应力混凝土管桩，桩长为37mo管桩沉桩施工中进入持力层的深度以设计桩长及压桩力双控的方式来确定最终桩长。桩的单桩竖向抗压承载力特征值lb为2000k乂考虑底层停车布置的方便，该结

3、构一层的典型柱网为16X8m,而2~5层屮间设有屮庭，屮庭边的商铺面与一层的柱网没能落在同一条线上，且该区域的柱网与一层无法对齐，需要进行转换。由于结构超长，平面上需耍设置变形缝将其断开。变形缝将建筑结构分为四个区域。中庭又将2〜4层的楼板断开，中间用一端饺接，一端滑移的钢桥连接，释放结构因变形产生的内力。楼顶的采光结构采用一端较接一端滑移的钢屋盖。因此，该结构在一层以上被分为几个单塔。3超长结构设计本工程在短跨方向结构长度约170m,长跨方向虽设置变形缝，最大跨长仍冇近150m,工程各个结构单元平面尺寸均远超出《混凝土结构设计规范》

4、(GB50010-2010)中框架结构伸缩缝的最大间距55m的要求，属典型的超长结构。其中一层B区在所有单元区域中长度最长，且受到底层柱的约束，温度应力对结构内力的影响较大。为此，木文结合一层B区的情况，分析了超长结构温差与处理措施。3.1温差分析在温度变化作用下，建筑结构将产生一定的约束应力，从而造成结构内力的重分布。超长混凝土结构设计的难点在于解决温度收缩应力问题，在自然环境变化的作用下，钢筋混凝土结构将会引起温差荷载效应，其主耍分为日照温差、骤降温差和季节温差三种类型。在荷载作用下，稳态温度效应直接影响到结构稳连定性，日照温差和

5、骤降温差引起的温度作用是趋于稳定后的温度效应。因此，本文结构温差荷载取值需耍按照季节温差进行计算，取日平均最高温度和最低温度，以及结构成型吋温度最大变化范围，日平均温度取30年一遇值，结构成型时的温度取月平均值。在正常使用情况下，室内最高温度为35°C,最低温度为5°C之间，假设结构工作温度约20°C,成型时的温度最大变化范围为20±15°Co最大升温工况ATk二Ts,max?CTO,min二35?C5二10°C最大降温工况ATk二Ts,min?CTO,max二5?C35二?C30°C3.2温度作用下的框架内力选取BIX底层的最长一棍

6、框架（总长约169m）,施加降温荷载-36・2°C,计算得出框架的轴力、剪力与弯矩；在降温工况下转换梁旁边一跨的梁的轴向拉力达到1756.4kN,且截面面积小于转换梁，因此耍针对该处的梁加强纵向配筋。由于框架整体受到转换梁刚度的影响，剪力与弯矩最大值均出现在靠边第二跨的柱子上，最大剪力556.4kN,最大弯矩2017.3kN?m0因此要针对该处的柱子进行纵筋加强与箍筋加密，防止英在温度作用下产生拉裂与剪切破坏，应采取结构加强措施。在实际设计中，考虑到混凝土结构带裂缝工作，采用刚度折减系数0.6、温度作用组合系数0.7、分项系数1・3进

7、行结构整体分析。当考虑温度工况进行设计时，靠近边跨的柱内力增加，配筋率提高，符合上文分析的内力变化趋势。具体的柱配筋变化情况如表1所示。由表1得知，部分柱配筋的增幅较大，因此需要对超长结构进行温度作用进行分析。3.3温度作用下的楼板应力温度对楼板的作用主要表现为降温工况下楼板内产生的拉应力。本工程1层楼板面积最大，且屮间除开洞外无任何分隔；而2〜4层由于在内部设冇中庭，将楼层平面断开为几个单独的框架与楼板，其面积明显小于一层楼板，因此采用有限元软件对一层B区框架及楼板进行整体建模，分析其在降温工况下楼板的温度应力。由于该处楼面异形，导

8、致柱网较密，对楼板的水平约束也较强，因此产生了较大的拉应力。从整体来看，楼板横向跨中缩进部位与开洞部位的拉应力均较大，为2.5~4MPao由温度作用产生的整体拉应力水平大于混凝土楼板材料C35的抗拉强度标准值2.20MP