浅谈某高层大底盘建筑结构设计

《浅谈某高层大底盘建筑结构设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浅谈某高层大底盘建筑结构设计　　摘要：随着社会经济的发展，城市建设中的高层建筑不断涌现，高层建筑的类型与功能愈来愈复杂，结构体系更加多样化，高层及超高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。本文针对大底盘上的多塔建筑的不同特点，从概念设计、结构分析、构造措施等方面进行结构设计，使结构具有较好的抗震性能。关键词：高层；大底盘；多塔楼；抗扭梁技术；抗震设计；构造措施中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1.结构分析1.1结构选型本工程地下两层，为地下车库；地上三栋塔楼，分别为酒店塔楼为25层

2、，公寓式酒店塔楼为12层，商住塔楼为20层；塔楼间设2层商业裙房。为满足建筑的使用功能需求，选用框支-剪力墙结构体系，转换层设置在3层架空层（即裙房屋面）。该工程为带转换层的复杂高层结构，采用框支梁转换上部酒店及商住楼的剪力墙。1.2抗震设计方面的问题8本工程大底盘多塔的各塔楼质量和刚度分布不均匀，且在平面布置上又不对称于大底盘，在地震作用下结构扭转振动反应较大。大底盘顶层楼盖起着协同各塔楼共同工作的作用，而转换层设置于该层，故此处也为结构上下刚度突变处。理论分析和试验结果均表明，在地震作用下，裙房顶层及上一层是最先破坏

3、且破坏最严重的位置。为保证结构的抗震性能要求，结构整体力学分析与抗震性能分析应选择合理的计算模型，以找出可能出现的薄弱部位，并在设计中采取构造加强措施提高其抗震能力。1.3结构整体计算结构整体动力分析，采用中国建科院开发的SATWE和PMSAP两种不同力学模型程序，PMSAP主要作为校核程序。8本工程为非对称的多塔结构，由于存在双向偏心，在自由振动条件下结构存在平扭耦连振动。因此，结构计算时，除考虑双向地震作用外，还需要考虑平扭耦连计算结构的扭转效应。本设计采用的计算振型数为30，计算得到X、Y方向的振型参与质量系数分别

4、为95.3%、97.1%。通过对结构整体空间振动简图与振型图分析可知，结构整体扭转不明显，未出现整体结构扭转振型特征。由于本工程为框支-剪力墙复杂结构且具有一定的高度，故结构竖向荷载加载方式按模拟施工加载和一次性加载两者加载模式分别计算。实际结构竖向荷载加载方式与计算模型中单纯的模拟施工和一次性加载均有所不同，故实际配筋取用模拟施工时的计算结果，并参考一次加载计算结果适当予以放大。1.4单塔计算假定裙房与主楼楼板连接薄弱部位发生破坏，裙房与主楼都可以成为独立的抗震单元，在每个单元内部都有足够数量的钢筋混凝土抗震墙，能形成

5、明确的、独立的结构抗侧力体系，保证结构整体安全。三个塔楼单元须各自另建计算模型，作为整体模型计算结果的补充校核，满足“大震不倒”的设计原则。加强转换层下部的结构刚度，本工程酒店塔楼、公寓式酒店塔楼、商住塔楼的转换层上、下结构的等效侧向刚度比X向分别为0.95、0.97、0.93，Y向分别为0.97、0.98、0.95。1.5角柱计算由于角部框支柱受力特别复杂，角部扭转效应明显，因此角柱须按抗震设防烈度提高一度、抗震等级提高一级进行计算，提高其抗震能力，确保结构安全。2结构抗扭设计8结构的扭转效应应从两个方面加以限制：1）

6、限制结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应；2）限制结构的抗扭刚度不能太弱。关键是限制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T1之比。当两者接近时，由于振动耦连的影响，结构的扭转效应明显。抗震设计中必须采取措施减小Tt/T1的比值，使结构具有必要的抗扭刚度。由材料力学知识可知，抗扭构件离质心越远，其抗扭刚度越大。对于一般的结构工程，要控制结构的扭转效应，按以下构件布置原则：一是增加建筑物周边构件刚度，而降低内部构件刚度；二是在结构布置时尽量减小质心与刚心的偏心率。针对本工程

7、平面布置情况，在设计中采取了如下措施，以增加其抗扭刚度：1）剪力墙根据建筑交通核心筒及隔墙的分布情况，按照“均匀、分散、对称、周边”的要求布置，以使结构整体有较好的抗侧移能力和抗扭转能力。尽量加大周边剪力墙的刚度，将上部标准层的角部剪力墙墙肢加长，尽量形成L、Z、T等形状，内部剪力墙厚度取用200mm，而将离质心较远处的周边剪力墙厚度增加到240mm，使质心与刚心的偏心率得到改善。2）加强建筑物周边结构梁，将凸窗处结构梁加高至窗台面；在各楼层的凸凹不规则处设拉梁，每隔四层在凹口处局部用混凝土拉板连接，增加结构的整体性，以

8、利于传递水平地震作用。3）剪力墙的门窗洞口上下对齐，形成明确的墙肢和连梁。4）结构平面突出部位的结构梁予以适当加高，以便于增加结构的整体性。8综合应用上述措施，通过多次“建立模型-试算-调整模型”的过程，使质心和刚心尽量重合，有效收敛结构的扭转效应。其计算结果以酒店塔楼为代表：平动为主的第一自振周期T1=2.02s，