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时间:2017-12-30
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1、以某工程为例谈高层建筑结构设计 【摘要】:本文结合国内某建筑工程,分析了该工程的地质条件、地基处理及基础形式、结构主体方面的设计,并利用软件对该结构进行设计计算,最后对结果进行分析。结果显示,该建筑结构满足规范要求,抗震性能满足设计要求。【关键词】:工程;高层建筑;结构设计中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:眼下,经济的飞速发展,促使着房屋建筑逐渐由单层、多层向高层阔步发展。但由于目前房屋建筑结构设计周期短,任务重,大多数结构设计仅是根据已确定好的平面和竖向布置,先假定好构件尺寸,通过电算来调整结构的周期、位移、刚度比等,以至于房屋建好后在经济、实用、安全方面留下遗憾。一、
2、工程概况7某高层建筑总长60.8m,总宽19m,总高65.10m。地上十五层,地下一层。地下室层高7.4m(含局部设备夹层层高3.2m),一二层层高5.1m,三至十二层层高3.9m,十三至十五层层高4.8m。其中一至十二层为办公室,十三层至十五层为实验室,地下部分为车库和设备用房。总建筑面积18182.26m2,建筑占地面积2130.40m2。此建筑设计使用年限50年,为二类建筑,建筑耐火等级为一级,屋面防水等级为二级,地下室防水等级为二级(配电室为一级)。二、自然条件及地质情况本工程场地地震基本烈度8度,设计基本地震加速度0.2g,设计地震分组第一组,建筑场地类别Ⅲ类。100年遇基
3、本风压0.45kN/m2,50年遇基本雪压0.25kN/m2,场地标准冻深0.68m。场地地基土自上而下可划分为16层,从上至下依次为耕土,层厚0.4~0.5m;湿陷性黄土,层厚2.5~3.6m;细砂,层厚0.5~1.5m;粉土,层厚0.6~1.9m;粉质黏土,层厚1.9~3.8m;粉土,层厚1.5~3.1m;细砂,层厚4.0~5.2m;粉土,层厚5.7~7.3m;细砂,层厚1.1~3.4m;粉砂,层厚1.6~3.7m;细砂,层厚3.1~4.2m;粉质黏土,层厚3.5~4.4m;粉土,层厚3.0~5.9m;粉质黏土,层厚3.4~5.1m;细砂,层厚4.7~5.6m;粉土,未揭穿,主要
4、由第四系上更新统河流相冲、洪积层。地下水稳定水位标高为425.6m至425.9m,地下水对混凝土及混凝土中的钢筋具弱微腐蚀性,场地为非自重湿陷性场地,地基湿陷等级为Ⅰ级(轻微),湿陷性分类乙类。按非液化场地设计。本场地可不考虑软弱土的震陷影响,为稳定场地。三、地基处理及基础形式7为了提高地基承载力,本工程主楼不应采用天然地基,拟采用CFG桩进行地基处理,经计算,桩径400mm,正方形布置,间距1400mm,桩长16.50m,桩体混凝土强度不小于20MPa,要求单桩承载力特征值≥550kN,处理后复合地基承载力特征值≥380Kpa。地基基础设计等级乙级。根据场地地质情况及地基承载力大小
5、,最终确定主楼采用梁板式筏型基础,门厅及地下车库采用钢筋混凝土柱下条形基础。另外,由于此建筑主楼与门厅、地库重量相差较大,为了减小两部分之间因不均匀沉降所引起的上部结构间的内力,在与主楼相连的门厅处从基础至顶层设置沉降后浇带,后浇带采用比相应结构部位高一级的微膨胀混凝土,施工期间后浇带两侧构件应妥善支撑,并且要在两侧结构单元沉降基本稳定后再进行浇筑,这是兼顾经济利益与施工工艺的有效措施。四、结构主体设计1.结构选型7根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008规定,本建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)。考虑到主楼一层大厅为双层中空,建筑功能布局多为开敞办公区、视频大会议
6、室、监控室等大空间以及建筑外形要求美观、大方等方面因素,故本建筑主体部分采用钢筋混凝土框架———抗震墙结构形式,这种结构体系兼顾了框架结构和抗震墙结构的优势,既能使房屋空间布局灵活,又能使高层建筑结构满足较大刚度的要求。具体做法是在建筑电梯井筒及楼梯间四周布置抗震墙,以及东西两侧山墙分别设置抗震墙,其余部位水平剪力由框架柱和框架梁承担。参照规范规定,结构抗震等级为框架一级,抗震墙一级,地下车库框架三级。2.主要荷载取值表1设计采用的均布楼、屋面活荷载标准值kN/m2楼梯、阳台和上人屋面栏杆顶部水平荷载取0.5kN/m。高低层相邻的屋面,低层屋面考虑施工时临时荷载取4kN/m2。大型设
7、备按实际情况考虑。地震参数:场地特征周期0.45s,建筑结构的阻尼比0.05,多遇地震水平地震影响系数最大值0.16。3.主要受力构件尺寸取值表2结构主要竖向构件尺寸变化值mm×mm除地下车库顶板板厚为200mm、地下一层顶板厚为180mm外,其他各层楼板厚度均为120mm。4.主要结构材料选取表3主要结构构件的混凝土强度等级7此外,圈梁、构造柱、挑檐、雨篷及楼梯均采用C30混凝土。主要用于基础梁、板,墙和柱以及楼面梁的纵筋选用HPB235、HRB335、
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