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首頁 優秀范文 辦公樓結構設計特點

辦公樓結構設計特點賞析八篇

發布時間:2023-09-25 17:40:15

序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的辦公樓結構設計特點樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。

辦公樓結構設計特點

第1篇

【關鍵詞】高層建筑;技術;創新

(一)高層綜合建筑的結構設計

隨著城市化進程的發展,高層建筑在城市建設中發揮著越來越重要的作用。但是由于高層建筑結構復雜,工程量大,涉及工序多,給建筑施工帶來相當大的難度。辦公管理人員大量增加,像過去那樣分片經營,斧臼管理、建造大量多層建筑,勢必占大量上地,加劇城市用地緊張的局面。高層綜合辦公樓在我國的出現勢在必行,高層綜合辦公樓不但節約城市用地,還提高了辦公的效率和管理水平,促進城市的現代化。高層綜合辦公樓比多層分建可節約附屬建筑面積達40%左右,可節約室外工程費用約70%,最主要的是高層綜合樓建筑節約用地達70%(一般情況下節約50%是有把握的)。高層綜合辦公樓雖然在單體造價上高出多層建筑l~1.5倍,但它在總體及附屬建筑,尤其在節約用地等方面所表現出來的經濟效果是很顯著的。高層建筑功能復雜,子系統多,安裝工程量大,要求精度高。新技術、新材料、新工藝大量采用,對施工管理和工種工序的協調要求較高。高層建筑就是超過一定高度和層數的多層建筑,高層建筑有很多的作用,也成為我們現在建筑中所普遍應用的。高層建筑施工特點:工程量大、工序多、配合復雜;施工準備工作量大;施工周期長、工期緊;基礎深、基坑支護和地基處理復雜;高處作業多、垂直運輸量大;層數多、高度大,安全防護要求嚴;結構裝修、防水質量要求高,技術復雜;平行流水、立體交互作業多,機械化程度高。在高層建筑設計時我們應該考慮的有:總的平面布局要加大防火間距,處理嚴重的日照干擾,為大量集中的人口疏散和停放車輛安排通道和場地,而且應該在符合功能要求的基礎上將多層重復的建筑平面布局標準化、統一化,以滿足主體結構、設備管線、電氣配線分區、防火疏散等豎向設計技術的要求。合理布置豎向交通中心,確定樓梯、電梯的數量和布置方式,保證使用效率和防火安全。高層建筑的內外建筑裝修、構造、用料和做法必須適應因風力、地震、溫度變化等所引起的變形和安全問題。在建筑藝術方面要考慮高大體型在城市和群體中的形象和全方位造型效果。這些都是我們在高層建筑施工中應該考慮的。并且在施工過程中,高層建筑的結構設計也是非常重要,在設計結構方面充分考慮高層建筑遇到巨大風力和地震力時所產生的水平側向力,嚴格控制高層建筑體型的高寬比例以保證其穩定性,會使使建筑平面、體型、立面的質量和剛度盡量保持對稱和勻稱,使整體結構不出現薄弱環節。

(二)高層建筑結構設計中應注意的問題

在高層建筑結構的設計中,我們需要注意一些問題,主要有以下幾方面:1、剪力墻的設計。在高層建筑中,剪力墻對建筑有著重要的影響,所以,在設計剪力墻的時候,剪力墻結構設計剪力墻結構的側向剛度不宜過大,如果采用全剪力墻結構,即除門窗洞外均為剪力墻,無一片后砌的填充墻,第一周期只有1.02秒,側向剛度過大,使地震作用過大,不經濟,不合理。關于底層剪力墻的厚度:抗震設計時,筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于總底部地震傾覆力矩的50%。剪力墻的計算配筋應為墻肢一端的配筋量。 有些人在電算總信息中輸入分布筋的配筋率為0.30%,剪力墻的豎向、橫向分布筋也不必太大,如墻厚為200或250mm,縱、橫向分布筋都配φ12@200雙排(配筋率達0.565~0.452%)似無必要,但鋼筋間距宜≤200mm,對防止剪力墻開裂有好處。2、高層建筑的高度問題。在我國將10層及10層以上的住宅建筑和高度超過24m的公共建筑和綜合性建筑劃稱為高層建筑。根據現有的規定,規定了各種常見建筑結構體系的最大適用高度。在我國的社會經濟發展水平、建筑科研水平和施工科學技術水平的相關背景下,這一高度是比較安全穩妥的,它是目前我國土木工程規范體系中相協調的標準高度。但是在實際的建筑工作中,很多混凝土結構的高層建筑在高度設計上已經超過了這一限制,所以,我們在結構設計的時候,需要考慮這一問題。3、結構設計人員問題。由于設計人員在設計時候出現的問題,所導致的。高層建筑的地基與基礎設計問題一直是建筑結構設計人員比較重視的問題之一,該階段設計工作的好壞會直接影響后期結構設計工作的順利進行,同時,建筑物地基基礎也是整個工程造價高低的決定性因素。在地基基礎設計這一階段,極有可能出現一些問題,如果不加以重視,將對建筑工程造成巨大的損失。4、地基設計時候的問題。該階段設計工作的好壞會直接影響后期結構設計工作的順利進行,同時,建筑物地基基礎也是整個工程造價高低的決定性因素。高層建筑的基礎應選用整體性好,滿足地基承載力和建筑物容許變形的要求,并能調節不均勻沉降的基礎形式。高層建筑宜設置地下室以減小地基的附加應力和沉降量,有利于滿足天然地基的承載力和上部結構的整體穩定性。此外,在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性。

(三)高層綜合樓建筑技術的創新的作用

建筑結構的設計中,建筑質量的好壞主要由設計質量和施工質量兩個方面來衡量。相對而言,建筑設計是一項繁重而又責任重大的工作,直接影響到建筑物的安全、適用、經濟和合理性。但在實際設計工作中,常常發生建筑結構設計的種種創新和方法上的差錯。我們要從以下幾種方式進行技術創新:1、以實用性為主。改善城市環境質量,高層綜合辦公建筑提高了土地的利用率,為城市爭取了更多的綠化地面的機會。由于設置了公共廣場、共享大廳等環境設施,為城市提供了交往場所,創造出了豐富、有特點的四度空問。因此,綜合建筑的建設往往能夠帶動該區域改善環境,并以其特殊的魅力,為城市增添一新的去處,人們可在這里休息、交往、購物、進餐和欣賞城市生活。2、經濟效益高。 傳統的辦公建筑多由各企業、事業單位各自興建,配套設施自己建設,造成空問、時間與經濟上的浪費。高層綜合辦公建筑,則可以建設單位根據自己的業務需要按比例配套并與辦公組為一體,從而獲得更大的經濟效益。 2、對建筑結構的設計進行施工時,需要根據具體情況來進行。在建筑結構設計的時候,結構構件應進行承載能力極限狀態的計算和正常使用極限狀態的驗算,如直接承受動力荷載的構件應進行疲勞強度驗算,結構上多種作用效應同時發生時,應通過結構分析分別求出每一種作用下的效應后,考慮其可能的最不利組合,3、設計單位存在一些不容忽視的問題。由于建筑結構的設計和設計單位離不開關系,由于受利益的驅使,一些掌握建筑裝飾工程項目的單位或個人,以虛假招標或假的邀請招標的辦法,從中弄虛作假,騙得中標,得到施工項目,假借中標單位的名義用自己的親信人員進行管理,臨時拼湊、組建裝飾施工隊伍,工程竣工后這個隊伍也即解散,后期的工程維修保修無人負責,工程質量沒有保障。

參考文獻:

[1]孔雅莎,《建筑結構設計雜談》[J].建筑結構,2010(3)

第2篇

1建筑全壽命周期費用的模糊綜合評判方法

對于模糊綜合評判方法的介紹可參見文獻6。根據建筑特點,其全壽命周期費用{三}通常可分為一次性投資費用{Ⅳ}和經常性發生費用{R},即對{}的評價包含{J『、r,引兩個因素,可表述為式{L}={JI、r,引,其中:{N}包括材料費用(M),建造費用(c),設計費(D)用等子因素;{引包括日常能耗費{E},維修費{r}等子因素,為簡化僅考慮上述子因素,即:{}={,C,D},{Rf={E,r}??梢?,對全壽命周期費用{l的評價就轉化為對子因素的逐級評價。以維修費{r}為例,}={機電改造費,結構改造費,樓面維修費}={M&E,S,F};再以樓面維修費{F}為例,按裂縫產生原因細分:{l={不均勻沉降,應力集中,堿骨料反應,施工質量差,設計不合理}={,sC,AA,CQ,DQ},從而得到了{}的一個底層因素{F}的子因素集,只要找到其子因素集的權重集{A}就可以得到{F}對應于不同方案的評判集作為上層因素R的子因素集。逐一評判底層子因素集后,評判其上一層子因素集,以此類推,最終實現對{}的評判。

2結構設計優化的模糊綜合評判方法

(1)項目概況。某項目基地呈方形,使用功能為商業、辦公和服務式公寓的綜合體。地面建筑由三部分組成,裙樓4層作為大型購物商場,一棟18層的甲級辦公樓和一棟20層的公寓式辦公樓。地下建筑三層,地下一層局部為商業用途,地下二、三層為汽車庫。采用模糊綜合評判方法的目的是在保證安全基礎上對基坑維護方案進行優化。

(2)模糊綜合評判方法正向應用。根據土層分布特點和基礎埋深,備選支護方案見表1。基坑支護評價方案集為U={u。,u:,“,}={方案I,方案II,方案III},因素集設為單層次,為V=,:,}={造價,施工工期,安全性和環保性},權重集可參考文獻[7]并修正后選用A={0.424,0.312,0.264}。造價對應的評判集為R.={3240,2860,4320},工期的評判集為R2={155,210,190},安全性的評判集為R={1,0.8,1},將三者歸一化后總評價矩陣如式(1)所示:.『-Rt¨410]R=l冗2I=I100.36l(1)【_R3j【.010j綜合評價后得到B=A•R={0.63,0.69,0.11},根據最大隸屬度原則可發現方案II相對較好。但由于人工挖孔樁機械化程度低、工期長且安全性與環保性稍差,雖然綜合評價最高但仍有缺陷。因此,能否通過優化設計方案來改變評價結果就成為拓展模糊綜合評判方法應用范圍的核心問題。方案I的評價結果同方案II較接近,方案III由于相差較大而不進入優化范圍,因此選定方案I進行重點優化。

(3)基于單目標的模糊綜合評判方法逆向應用。選擇權重集A:{0.424,0.312,0.264}中權重最高因素(即造價)作為優化目標。設定優化目標值為,則總評價矩陣轉變為式(2):『R-]4—320—-x101460‘100.360l0(2)經綜合評價得到=A.R={432U-x,0.69,0.1I};令方案I和方案II的綜合評價結果相等,解方程后,得到優化目標值=3025(萬元)。即當方案I的造價低于3025萬元時,方案I即取代方案II成為較優方案。方案I的支護費用主要包括圍護費用、深坑加固費用和支撐費用。因此,支護費用評價方案集為U={“。,n,}={圍護,深坑加固,支撐},權重集采用類似項目的統計數據A={0.428,0.021,0.551}。即在深基坑支護中,支撐費用比重最大、圍護次之。從而對此兩項設定優化目標值:①圍護系統優化目標:(3240—3025)×0.428/(0.428+0.551):94(萬元);②支撐系統優化目標:3240—3025—94=121(萬元)。根據上述目標,采取了如下優化措施:①支撐系統由三道支撐改為二道支撐,增加立柱樁截面及配筋,節約成本約450萬元;②優化圍護樁身配筋,增加坑底加固摻量為10%的混凝土用量,減少摻量為20%的混凝土用量。為保證支撐數量減少后圍護系統的安全性,增加了圍護樁和三軸攪拌樁止水帷幕,取消高壓旋噴止水帷幕和壓密注漿。設計變更增加成本約60萬元。綜合上述兩點,總成本節約390萬元,超過目標值,即優化后方案I取代方案II成為較優方案。基于單目標的模糊綜合評判方法逆向應用是模糊綜合評判方法的新應用,即根據權重大小逆向設定子因素預期值。據此組織專家進行結構設計優化論證,改變了以往專家論證方案造價的單一性,拓展了模糊綜合評判方法的應用范圍,為優化設計指明了方向,更有利于控制全壽命周期費用,實現綠色建筑的目標。

第3篇

關鍵詞:超長 多跨連續 有粘結預應力梁 無粘結預應力板 設計方法 施工工序

1前言

框架-剪力墻結構作為一種結構形式在結構設計中被廣泛采用。隨著經濟建設的發展以及人們對建筑使用功能要求的日益提高,現代框架-剪力墻結構形式的建筑呈現出以下兩個特點:(1)結構形體越來越大,結構縱向長度較長;(2)結構跨數多且不設縫,為多跨連續混凝土結構。

由于框架結構形式在抗震性能上存在一些弱點,使得新的抗震規范對該結構形式的設計,特別是對部分預應力混凝土框架結構的設計方法及計算原則要求比較嚴格,例如:受力主框架梁宜采用有粘結預應力結構;梁端縱向受力鋼筋的配筋率不應大于2.5%;梁端混凝土受壓區高度和有效高度之比一級不應大于0.25,二三級不應大于0.35等。這些嚴格的要求和框架結構自身的特點不僅給設計者在結構設計中提出了新的難點,同時也給施工帶來了不便。這樣如何解決這些問題成為我們急需要做的工作。本文結合河南省水利廳防汛調度中心辦公樓工程簡要介紹了超長結構預應力設計施工的應用實踐,供同類型超長結構參考。

2工程概況

河南省水利廳防汛調度中心辦公樓工程位于鄭州市緯五路與經四路交叉口西北角河南省水利廳院內,是河南省防汛抗旱指揮中心,建設單位要求使用功能不能中斷,抗震設防類別應按乙類確定。地下二層,地上十八層,總建筑面積為2.97萬平方米,為現澆框架-剪力墻結構,長度80m(軸線),寬度17m(軸線),其中縱向為有粘結部分預應力混凝土框架梁解決結構承載和超長問題,縱向板中布置無粘結預應力筋只解決結構超長問題。

3 設計思路及設計參數

3.1設計特點及思路

該工程在設計方面具有以下特點:

該結構形式為框架-剪力墻結構,縱向超長。按照混凝土結構設計規范(GB50010-2002)的要求框架-剪力墻結構伸縮縫間距介于框架結構(55m)與剪力墻結構(45m)之間,筆者認為框架-剪力墻結構只要長度超過50米,應按超長結構設計,縱向框架主梁設計成后張拉有粘結預應力梁??紤]到預應力損失、以及施工中預應力后張拉等諸多因素的影響,沿縱向設兩個后澆帶將結構分成三段,分割后的連續梁縱向長度變短,連續跨度減少,使得預應力損失減少,不僅增加了梁內有效預應力,使預應力筋配筋量減少,同時也解決了施工中間混凝土溫度裂縫問題。被后澆帶截斷的預應力梁在后澆帶處進行張拉,后澆帶跨梁待后澆帶澆筑后再張拉預應力筋,后澆帶跨的普通鋼筋和預應力鋼筋適當加強以滿足承載力和變形的要求。

3.2設計計算參數的確定

考慮到該框架結構使用功能要求比較高,設計時要求控制構件混凝土裂縫不開裂,屬于二級抗裂控制,若現行規范中短期拉應力限制系數αct≤0.6,長期拉應力限制系數αct≤0.25顯然過于嚴格。根據以往的設計經驗并結合該工程的具體情況,設計計算短期拉應力限制系數αct≤1,長期拉應力限制系數αct≤0.85。其它設計參數為:張拉控制應力0.70ptk,預應力度pyA p/ (pyA p+yA s)≤0.7,最大配筋ρ≤2.5%,相對受壓區高度比x/h0≤0.25。

3.3預應力筋曲線線型的確定

3.3.1有粘結預應力筋曲線線型的確定

根據波紋管與普通鋼筋的關系,張拉端處錨墊板的外觀幾何尺寸要求確定曲線最高點和最低點位置;根據雙向框架梁普通鋼筋與預應力筋交叉點的位置關系確定曲線反彎點水平距離為L/9(L為軸線距離)。

3.3.2后澆帶處預應力筋曲線成型的曲線的確定

根據取后澆帶位置配置有粘結預應力筋產生的平衡荷載值放大30%后的數值反算無粘結預應力筋的矢高及無粘結預應力筋與普通鋼筋的關系確定曲線的最高點和最低點位置;反彎點位置取軸線距離的L/9。

3.4 預應力損失

由于后澆帶將連續梁縱向長度減小,使各項預應力損失變得不再復雜,具體數值按照規范公式進行計算。

4 預應力施工

4.1 預應力材料

4.1.1 預應力鋼絞線

鋼絞線的主要技術指標為:鋼絞線抗拉強度標準值ptk=1860Mpa,梁采用高強低松馳有粘結鋼絞線Φs15.24, 板采用高強低松馳無粘結鋼絞線Φs15.24。

4.1.2 預應力錨具

有粘結鋼絞線采用VM型群錨錨具,無粘結鋼絞線采用VM型單孔錨具,固定端均采用P型錨具。錨具的錨固性能符合國家標準的“Ⅰ”類錨具的要求,錨具的靜荷載錨固效率系數η≥0.95,達到實測極限拉應力時的總應變εapu≥2.0%。

4.1.3 預應力波紋管

采用金屬螺旋管內徑Φ70mm,接頭管內徑Φ75mm。

4.2 施工序安排

預應力工程施工是整個工程施工的一個重要組成部分。施工過程隨著主體施工情況安排進行。具體做法如下:

⑴ 波紋管鋪設

按施工方案確定預應力筋曲線控制點的水平位置及高度,在箍筋上焊接定位筋,在定位筋鋪設波紋管并與定位筋綁扎固定。

⑵ 鋼絞線的鋪設

采用人工前牽引后推送的方法,逐根在波紋管中鋪設預應力筋。

⑶張拉端、錨固端安裝

張拉端錨墊板、螺旋筋按施工方案的位置固定,保證錨墊板板面同波紋管垂直,螺旋筋緊貼在錨墊板后,錨固端的承壓板、鋼環、螺旋筋按施工方案的位置固定。

⑷ 灌漿孔、排氣孔的安裝

在波紋管上開口,用帶嘴的塑料弧形壓板與海綿墊片覆蓋并用鐵絲扎牢,再接增強塑料管,并在管中插鋼筋,引出梁面300mm。在每跨的支座和跨中部位均設置排氣孔。

4.3預應力張拉

4.3.1 張拉控制應力

根據設計要求,預應力張拉控制應力σcon=0.70ptk=0.70×1860=1302 Mpa

4.3.2張拉程序:01.03σcon(含3%的超張拉)。

當梁長跨度小于25m時,采用一端張拉,當梁長跨度大于等于25m時,采用兩端張拉,張拉程度為:用27T千斤頂預張拉,然后用150T千斤頂張拉,預應力張拉時應均勻緩慢升高油壓,逐步張拉至控制應力。預應力張拉程序為:00.2張拉力0.5張拉力1.03張拉力持荷2min張拉力張拉時,可按張拉程序量測各級拉力對應的伸長值。

4.4 預應力灌漿

灌漿材料:水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥,水灰比0.4,并摻入0.25%木質素磺酸鈣的外加劑,水泥漿應有足夠的流動性,灌漿用水應是可飲用水,不含對水泥、預應力筋有害的物質。灌漿應緩慢均勻進行,不得中斷,并應排氣通順。

結語

5.1 設計方面

⑴用后澆帶將超長有粘結預應力結構進行合理的劃分,將其化整為零,減少梁的縱向長度,后澆帶用無粘結預應力筋搭接,后澆帶中普通鋼筋和無粘結預應力筋均適當加強。這種設計思路有效地解決超長預應力結構問題。

⑵采用有粘結和無粘結混合預應力配筋形式,既能滿足結構承載力和變形的要求,同時又解決了由于梁截面限制帶來的張拉端位置不易保證問題。

5.2 施工方面

(1) 制定合理的施工工序和具體可行的施工方法是工程得以順利完成重要保證。

第4篇

關鍵詞:建筑工程;整體加固;施工方法

在當前我國社會主義市場經濟發展的過程中,高層建筑結構體系在其中有著十分重要的意義,它們不僅是現代化社會發展的標準,還為人們提供了良好的生活和辦公環境。但是,我們在對這些高層建筑進行施工的過程中,由于受到各方面因素的影響,因此使其整體結構的穩定性和安全性都受到了極大的影響,為此我們就要采用相應的加固結構設計手段,來對建筑結構進行相應的優化設計處理,從而使得建筑結構的穩定性和可靠性得到有效的提高。下面我們就根據工程案例,來對辦公綜合樓整體加固結構設計的相關內容進行介紹。

一、工程實例

某辦公綜合樓工程修建于1997年,其房屋結構主要分成南、北樓這兩種結構體系,其中南樓結構主要為框架結構,它主要是六層辦公樓結構組成的,而北樓則是由五層磚混結構組成的。不過,隨著時代的發展,該辦公綜合樓結構在長期使用的過程中,南、北樓的結構面中都出現了變形裂縫,其裂縫的寬度一般則是在100mm左右。

二、該工程存在的問題

該辦公樓綜合樓在長期使用的過程中,由于受到外界環境因素的影響,因此導致其建筑結構中存在著許多的問題,其中主要表現在以下幾個方面:第一,在該建筑結構的墻體結構上,存在著多道裂縫,這些裂縫的最高寬度可以得到5mm,而且通過相關數據分析,我們發現在該建筑物中墻體結構中的裂縫,會隨著建筑樓層結構的增加,其裂縫的寬度呈現出減少的現象。第二,我們在對該建筑結構進行設計施工的過程中,由于其二樓層面上存在著一個大型的浴池,這就進一步的加大了建筑墻體結構符合,這就使得建筑結構的穩定性和可靠性受到一定的影響。第三,因為該建筑結構是由南樓和北樓這兩種結構體系組成的,所以在使用是南樓結構的裂縫,主要是向西北方向偏移,而北樓的裂縫則是向東南方向偏移,這就導致高辦公樓結構中的裂縫在頂部相碰,這就使得該建筑物在使用的過程中存在著一定的安全隱患。

由此可見,我們在該建筑工程使用的過程中,其自身結構的裂縫問題十分的嚴重,這就對建筑工程結構的穩定性和可靠造成了一定的影響,因此我們就要采用相關的加固措施,來對該工程施工中存在的問題進行有效的處理,從而有效的提高建筑結構的穩定性。

三、建筑整體加固結構設計方案

1 通過對原設計的驗算,由于沉管灌注樁的樁端持力層強度不夠,且分布不均勻,致使南樓基礎存在變形不協調的問題。如1軸~2軸間的承臺CT-3上荷載為5800kN,配20根樁,承載能力為8900kN;而4軸~10軸間的承臺CT-1上荷載為6600kN,配16根樁,承載能力為7100kN。此外,南樓西側三層~六層尚未使用,若使用后裝璜荷載、活荷載作用,變形還會加大。因此,需對南樓的基礎進行加固。使各承臺變形基本一致,滿足變形要求。而北樓問題較輕,僅對變形縫部位的基礎進行加固。

2 對于兩樓傾斜相碰,由于其最大傾斜率為213‰,按國家規范≤4‰偏斜率允許值的要求,不需進行糾偏,采取拆除北樓相碰部分外墻并使南樓頂層切割縮進100mm。

使變形縫寬度達到國家規范要求,同時減輕作用在基礎上的荷載。

3 對墻體開裂,樓板開裂及梁柱達不到設計和使用要求的部位進行加固補強處理。

四、建筑物整體加固結構設計

1 基礎的加固設計與施工處理措施

根據《補充勘察報告》,原基礎設計樁的持力層為③-2層粉質粘土,強度不夠,且不均勻。因此加固時考慮在變形協調的基礎上,將以后使用中的裝潢荷載和活荷載由新增加的樁來承擔。

基礎加固:對沉降大的部位采用旋噴樁加固法,樁端進入④層粉砂層,位置為南樓4軸~12軸,及變形縫兩側E軸~G軸問承臺。

旋噴樁采用高壓噴射注漿,70年代以來在我國的巖土工程領域得到了廣泛的應用和發展。具有加固體強度高、加固質量均勻、加固體形狀可控的特點,已成為被國內工程界普遍接受的、多用、高效的地基處理方法。旋噴樁的基本原理是利用高壓水泥漿的噴射力將土體置換成水泥樁,這種置換是在瞬間完成的,因此在置換的過程中不會產生附加沉降。

高壓旋噴注漿,先利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管,鉆入土層的預定位置,然后將漿液或水以高壓流的形式從噴嘴里射出,沖擊破壞土體,高壓流切割攪碎的土層,呈顆粒狀分散,一部分被漿液和水帶出鉆孔,另一部分則與漿液攪拌混合,隨著漿液的凝固,組成具有一定強度和抗滲能力的固結體。

旋噴樁的噴漿由下而上進行,噴漿壓力為20MPa。提升速度小于150mm/min,旋轉速度取10r/min~20r/min。采用3215級水泥,水灰比1∶1,樁長為28m,旋噴樁平面布置。

2 框架梁的加固設計與施工處理

梁的加固分以下三種情況采用不同的加固方法。

(1)對于梁端有斜裂縫的框架梁,主要是由于梁的抗剪能力不夠。加固采用在梁側粘貼碳纖維布的u形箍的加固方法,提高其抗剪能力。

(2)對于梁中有垂直裂縫的框架梁,主要是由于梁的抗彎能力不夠。加固采用在梁底粘貼長條形碳纖維布的加固方法,提高其抗彎能力。

(3)對于由于南、北兩樓碰撞造成的框架梁梁側的垂直裂縫,加固采用在梁側粘貼長條形碳纖維布的加固方法,提高其側向抗彎能力。

3 碳纖維布加固方法具有以下優點:

(1)具有很高的材料抗拉強度,且自重小,即比強度高。FRP的拉伸強度為鋼材的10倍,而比重卻只有其1/4。如用纖維復合材料對房屋結構進行加固,可基本不考慮纖維復合材料對原結構附加的荷載;

(2)具有很高的比剛度(彈性模量與密度之比)。高彈模碳纖維的彈性模量可達鋼材的2倍~3倍,彈性變形能力強;

(3)抗腐蝕性能和耐久性好;

(4)結構外觀和盡寸不會出現明顯變化,修復加固效果好;

五、結束語

由此可見,在當前我國社會發展的過程中,對辦公綜合樓體加固設計的有著十分重要的作用,它不僅有效提高了建筑結構的穩定性和可靠性,還進一步的增強了建筑結構使用功能。不過,從當前我國建筑結構加固施工的實際情況來看,我們在對其進行加工處理的時候,還存在著許多的問題,因此我們還要在不斷的實踐過程中來對其,進行相關的加固優化處理。

參考文獻

[1] 陳文海,韓麗萍,衛龍武,姜慶舟.某綜合樓加固方案探討[J]. 混凝土.2006(02)

第5篇

1超高層辦公樓建筑設計要點

1.1平面構成

超高層辦公樓在平面構成上可分為線生形和形生形兩種。其中,線生形是以基本線型的組合發化,可生出無窮發化的平面形式?;揪€型有兩種:直線、曲線。而形生形是以基本形為構形基礎要素,創造新形體的構形方式?;拘斡校赫叫巍⒕匦?、正三角形、園形、菱形等。基本形經漸變、彎曲、切割、錯疊、群化、減切、伸展、拉壓等,可產生各種新的形式。而將原形作交合、取舍,也可產生許多新形式。不同的平面組合構成不同的建筑形體,從而形成極具特征及標志性的寫字樓產品。

1.2體型研究

辦公樓在功能方面的定位較為簡單,設計人員在進行建筑體型設計時,一般不需要過多地考慮建筑內容與功能等問題。但是,由于辦公樓常處于繁華地段,代表著某個區域的整體風貌,其體型設計必須實現與城市建設的總體規劃、城市地域特點、周圍環境等方面的協調。因此,設計人員必須在設計中對超高層建筑的各個角度進行完善處理,以保證建筑的圓融性。同時,超高層辦公樓的建設在某種程度上代表著時代的風貌、社會的特征,在設計體型時,設計人員還應當盡量地結合當前時代以及社會環境,通過應用新型節能的材料、技術、工藝等,使建筑在體型及外立面,凸顯出對于生態化、人本化的設計理念。

1.3標準樓層技術參數

標準層主要由核心筒、辦公區域、走道三部分組成,其中核心筒主要包括客用電梯、后勤服務電梯(兼消防梯)、疏散樓梯、衛生間、茶水間、空調機房、機電管井等。核心筒面積對標準層的實用率起著決定性作用,在精細化設計中應注意盡量壓縮核心筒面積,對機電管井及設備用房進行多方案比選,控制面積。辦公區域進深主要根據室內采光、結構、朝向及景觀、家具布置等方面決定,常規做法為8~12m。

1.4垂直交通體型

超高層辦公樓垂直交通以電梯為主,樓梯為輔。影響電梯廳尺度的因素主要有以下幾個方面:①寫字樓的定位是超甲級還是準甲級、甲級,不同的定位對電梯廳公區尺度要求不同;②電梯轎廂深度決定電梯廳的最小寬度,對于單側布置和雙側布置應滿足規范及空間舒適度的要求;③可以利用高區電梯廳在低區設置輔助功能(如衛生間、空調機房等)以提高利用率。

1.5消防設計

設計人員為超高層辦公樓設計消防裝置,要考慮到消防通道、消防出口、防火分區、疏散樓梯以及滅火設備等幾個方面的問題,同時要做好對于消防控制中心的設計。具體而言,在進行消防設計時,要保證不同功能分區入口的獨立設定,并采用防火卷簾、隔墻、防火門等分隔不同防火分區,還要做好對于防火分區疏散寬度的控制。每個分區要分成不同的防煙分區,而各防煙分區的面積要在500m2以下,可用結構梁作為防煙分區的劃分界限。此外,必須設置簡單明了暢通的疏散樓梯,除了疏散樓梯方面的設計要求外,還要做好對于相鄰的安全出口之間的最大距離設定。

1.6機電設備

機電系統劃分應根據物業類型、產權模式、營銷定位等方面綜合確定。機電系統分為空調系統、強電系統、弱電系統、消防系統??照{系統一般分為風機盤管加新風系統、變風量全空氣系統、多聯機系統;強電系統主要從以下幾個緯度重點考慮:負荷主要為生活給水、通風系統、公共照明系統等,發電機房負荷主要考慮消防;弱電系統應根據業態定位結合智能化統一考慮,常用的系統有智能監控、信息網絡、停車智能化、公共空間燈光控制系統等;消防系統主要分為室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、水噴霧滅火系統、氣體滅火系統。

2案例分析

太古匯,為大型綜合性建筑,座落于廣州天河路。主體建筑分為五部分,包括一棟212m高的42層辦公樓1,一棟166m高的29層辦公樓2,一座132m高的28層五星級酒店,一座文化中心,以及裙樓商業。兩座辦公樓及酒店,均為超高層建筑。各組成分別位于用地四角,利用裙樓商場把各部分聯合起來。地下共四層,地上的第三層裙樓屋面為一公眾文化廣場。屋面花園提供市民休閑場所,為城市作出貢獻,與城市相互依存。整體構思是以功能各異的塔樓,分別坐落于用地四角,因其高度、體量、朝向的差異,形成效果豐富的群體。如璀璨的長方體水晶,從穩重的石材基座生長出來,各塔樓向外的角部對角切出球面弧線,形成的弧面與城市空間友善對話,塔樓之間也姿態親和。

3結束語

隨著大城市土地資源的稀缺,超高層辦公樓建筑將會隨著經濟的發展和科學技術的進步而不斷增加,這是社會和經濟發展的必然。當然,我們也必須充分地意識到,超高層辦公樓建筑的發展給我們帶來了標志、形象、空間、容量,但同時也帶來了社會、生態、防災、安全、維護、管理等等的負面影響。所以,超高層辦公樓建筑建設至今,一直爭議不斷,特別是當前世界能源和經濟的不景氣,使人們對超高層辦公樓建筑越來越持懷疑態度,引發了眾多的討論,這些是每個建筑師都需思考的問題。

作者:吳彬彬 單位:廣州中交南沙置業有限公司

參考文獻

[1]馮琪.高層辦公樓電梯系統設計淺析[J].城市建筑,2010(8):35~37.

第6篇

關鍵詞:蜂巢芯現澆空心樓蓋;方案比對;超大荷載;結構計算;荷載區域

1 工程概況

長沙市開福區政府中心廣場位于政府辦公樓北側,面積約2.5萬平方米。廣場入口在東邊,向西逐步抬高延伸,其西端為3#常委辦公樓。常委辦公樓北向為會議中心。結合區冶大院整體規劃,根據廣場西部地勢要求高的特點,在設計中我們將廣場西端架空一層作為3#辦公樓的樓前廣場,其下面為車庫及中心廣場環形通道的西段。這樣即解決了土方問題,又解決了廣場車道的疏導問題。

工程分兩期,即車庫部分與3#辦公樓通過后澆帶分開,一期工程架空車庫與中心廣場同步進行。這樣可以保證中心廣場在景觀及使用上的完整性。同時解決了區冶大院內車輛停放難的問題,一期工程于2005年5月開工,2006年竣工,至今使用效果良好。

2 蜂巢芯現澆鋼筋混凝土空心樓蓋的應用

2.1 功能要求

由于車庫內的通道是3#辦公樓及會議中心的主要通道,同時也是中心廣場環形車道的一部分。因此除應考慮一般小車外,還應考慮單位客車的通過。通過調查,開福區單位用客車的高度約為2.8m,因此設計車庫的凈高必須大于2.8m。

在區冶大院改造過程中,由于受已有工程北端武裝部辦公樓和宿舍樓以及南部1#、2#辦公樓的制約,由中心廣場上樓前廣場的坡道按10%考慮,其車庫最頂部標高為35.40m,而車庫內地坪標高考慮與1#辦公樓的連接為31.60m,即層高為3.8m,由于車庫的上面為室外中心廣場的西部,考慮廣場的景觀效果及3#辦公樓的環境,應種植一定規模的綠化植被,且根據規范,3#辦公樓的消防通道要上到樓前廣場,因此,在車庫頂部的不同區域分布有植被覆土及消防車等超大荷載,在設計過程中必須予以重視。

2.2 方案比選

車庫柱網布置為:8.4m×8.4m、8.4mx6.0m、8.4mx5.4m以及9.0mx8.4m

2.2.1 采用肋梁樓蓋,由于其樓板上荷載很大,因此只能采用剛度大的雙向板肋梁樓蓋(井字樓蓋)和密肋樓蓋形式,由于井字樓蓋和密肋樓蓋不僅在施工工藝上與蜂巢空心樓板相比存在支側、拆膜、工作量大,工期長的特點,而且其框架大梁經結構計算約1.2m左右,再加上消防噴淋管的設置,及廣場地面的面層因素,其凈高遠不能滿足使用要求,若要降低車庫地坪標高,則只有做成半地下式車庫才能解決車庫南通道口的連接問題。

由于半地下室車庫除在建筑規范上要求更嚴格外,諸如土石方工程量增加,車庫四周應做防水擋土墻,且車庫內下坡車道對停車位數量的影響等都大大增加工程造價,降低了車庫的使用功效,且工期增加對政府大院的正常工作影響較大。

2.2.2 若采用蜂巢芯空心樓蓋,由于其設計原理即是通過挖去板在受拉區的大部分砼,其空心率達到50%以上。因此減輕了樓板自重,樓蓋可以采用寬扁梁形式與實心樓蓋結構相比節約了樓板砼,減少了鋼筋用量,增加了室內有效凈空。同時,在基礎荷載大大減輕的情況下,基礎造價也相應降低。且由于車庫為室外工程,蜂巢空心樓蓋中芯盒的雙層效應,在隔聲隔熱方面也具備一定的優勢。因此其優勢明顯。綜上所述,我們最終決定采用蜂巢芯無梁空心樓蓋。

3 蜂巢芯現澆樓蓋的設計技術

3.1 蜂巢芯空心盒的選型

蜂巢芯是以超高強無機膠結料為主要原料,輔以纖維增強,復合制成的一個整體的,帶加強筋的空心構件,其底部向內凹進,形成內槽,外形尺寸根據結構設計確定,就本工程而言,由于樓蓋面層為室外廣場的基層,其上部荷載很大,如種植較大的植被和消防車通道。因此對樓面的剛度及裂縫的要求提高。為防止面層開裂,樓面應配置雙向雙層鋼筋。樓板厚度不宜小于100mm,據此我們選擇900mm×900mm ×450mm的大空心盒。如圖,這樣可以減少密肋數量,加大肋間距,提高樓板空心率與以前500×500的小空心盒方案相比,減少了砼的用量,減輕了肋間鋼的綁扎難度,提高了工程進度。

3.2 大型蜂巢芯現澆鋼筋混凝土空心樓蓋的結構設計原理

蜂巢芯現澆樓蓋為鋼筋混凝土正交雙向工肋空心樓蓋,蜂巢芯空心盒以100~200mm的間隙寬度平輔于樓板中,使現澆鋼筋混凝土板在澆注后內部形成蜂巢式的空心,而蜂巢芯間的混凝土與上部混凝土樓板及下部空心盒凹槽內的混凝土形成“工”字型截面梁,構成類型于井字梁的雙向肋傳力體系。與四邊的框架大梁和柱子一起構成空間結構體系。由于“工”字肋下部凹槽混凝土部分主要是起到樓蓋形成后卡住空心盒不掉落的作用,且該部分與主肋相比量相對較小。因此我們可以將“工”字肋的底部作用安全儲備而忽略,按“T”型肋來考慮。這樣,我們就可以將蜂巢芯樓蓋按雙向井字梁樓蓋形式,輸入電腦進行結構計算,如圖1。

3.3 超大荷載作用下蜂巢芯空心樓蓋的設計要點

3.3.1 結合建筑與環境室外設計、設置超大荷載區域和較大荷載區域

超大荷載區域一般指樓面上有較大的種植植被的區域及以消防車通道的范圍,這些區域由于要考慮植被的存活,因此要有足夠的土層以及植被本身的載荷以及消防車載滿水時的荷載,因此其荷載值達到15~20kN/m2,屬超大荷載,而較大荷載區域一般指種植室外小型灌木以及一般小型轎車的荷載,其值在4~6kN/m2范圍。由于其荷載值懸殊很大,因此對梁板的斷面及鋼筋用量影響很大,從而對工程造價的影響非常大。因此,有必要將其進行區域劃分(見圖2),這是在室外環境設計過程中容易疏忽的。為了保證這種區域劃分的有效可行性。在進行環境設計時,應對方案進行反復推敲論證。在聽取多方的意見后,形成最終方案進行施工圖設計,對最終的施工圖設計不能進行原則性的調整。

3.3.2 對于超大荷載區域應結合具體設計可局部采用明框梁蜂巢空心樓板。

由于超大荷載區域荷載大的特點,因此若采用框架暗梁(即寬扁梁)則其截面寬度非常大,這樣不僅降低了樓板的空心率,增加了樓面的自重,而且由于其寬度大而截面高度相對較小的特點,其內力及配筋就會非常大,與相應的框架明梁相比。就梁而言,鋼筋用量要增加30%左右。而框架明梁雖然受力合理且經濟,但由于截面高度太大,建筑凈空大大降低,因此,為了達到既經濟又不影響建筑的使用,就需要我們精心設計。根據建筑超大荷載的分布以及設備管線的走向,局部設置

框架明梁,使主管線分布于暗框梁的位置,而支管向框架明梁范圍延伸(如圖2)

3.3.3 確定蜂巢芯樓板的肋寬

由于超大荷載作用下蜂巢芯樓蓋的密肋的內力及配筋地相應較大。因此為方便施工過程中綁扎鋼筋及澆筑砼其肋寬不宜過小,一般在120~200mm之間。

由于樓蓋中密肋的數量很大,因此,其寬度的取值將是影響整個樓蓋砼用量的關鍵因子,而一般樓蓋砼用量占整一個框架結構砼用量的65%以上。因此,我們從降低工程造價的角度出發,我就該合理慎重取值密肋的肋寬。如本工程蜂巢空心樓蓋厚度為550mm,面層板厚取100mm。其不同肋寬相應的折算板厚(見表1),從表中我們可以看出肋寬對樓蓋的折算板厚影響很大。因此,在設計過程中,應根據結構計算,在滿足結構強度、抗裂要求及施工工藝的同時,盡量取低值,以降低工程造價。

3.4 超大荷載作用下蜂巢芯空心樓蓋的施工

3.4.1 蜂巢芯現澆砼空心樓蓋的施工工藝流程為:在場地或已建樓層上測量放線支腳手架并安裝底模龍骨安裝樓蓋底模在模板上放線蜂巢芯及預埋水電線管盒的定位綁扎蜂巢芯肋粱鋼筋水電線管的安裝綁扎樓面面板鋼筋隱蔽工程驗收并整改澆筑混凝土樓蓋砼養護混凝土達到濕度后拆模。

3.4.2 應嚴格控制蜂巢芯的制作質量盡量確保施工過程中無質量問題。

由于超大荷載作用下空心樓蓋的蜂巢芯高度都在400mm以上,其砼澆筑過程中對其側壁產生較大的側壓力,若側壁強度不夠,在施工過程中產生強度破壞,則砼會灌入芯內,變成實心樓蓋,增加工程造價甚至造成質量事故。在操作過程中,除必須嚴格按常規要求控制各道工序外,還應特別注意以下幾個問題。

1 嚴格控制蜂巢芯產品的出產日期,不能以工期緊為由,將未達到強度的蜂巢盒用于施工安裝,這需要施工單位提前做好施工組織設計,盡早與蜂巢芯的制作單位簽訂了協議并報計劃。

2 對于芯盒較高一般在400mm以上的側壁,應設計雙層鋼絲網或增設斜撐筋,以增強蜂巢芯側壁的抗壓強度。

第7篇

【關鍵詞】 工程 辦公樓 建筑設計 分析 基礎

本工程為五層框架結構,建筑物總高度為17.25m,抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.15g,設計地震分組為第一組,建筑抗震設防類別為丙類,框架結構抗震等級為三級,結構安全等級為二級,結構正常使用年限為50年。室內設計標高為±0.000,相對于絕對標高0.450m,室內外高差為450mm。建筑物的耐火等級為二級。圖紙中標高以米計,尺寸以毫米計。由于建筑物總長度為54.6m,沒有超過了《混凝土規范》GB50010-2002第9.1.1條伸縮縫最大間距為55m要求,在結構設計計算中,首先進行結構選型和結構布置,確定承重體系。

1 設計要點

1.1 建筑平面設計

(1)依據建筑功能要求,確定柱網的尺寸,然后,再逐一定出各房間的開間和進深;(2)根據交通、防火與疏散的要求,確定樓梯間的位置和尺寸;(3)確定墻體所用的材料和厚度,以及門窗的型號與尺寸。

1.2 建筑立面設計

(1)確定門窗的立面形式。門窗的立面形式一定要與立面整體效果相協調;(2)與平面圖對照,核對雨水管、雨棚等的位置及做法;(3)確定墻體立面裝飾材料做法、色彩以及分格藝術處理的詳細尺寸。

1.3 建筑剖面設計

(1)分析建筑物空間組合情況,確定其最合適的剖切位置。一般要求剖到樓梯及有高低錯落的部位;(2)進一步核實外墻窗臺、過梁、圈梁、樓板等在外墻高度上的關系,確定選用那種類型的窗臺、過梁、圈梁、樓板及其形狀和材料;(3)根據平面圖計算確定的尺寸,核對樓梯在高度方向上的梯段的尺寸,確定平臺梁的尺寸。

2 方案設計

本方主要特點:突出“以人為本”,努力創造功能合理,經濟適用,安全舒適,環境優美,滿足現代人工作的辦公樓,方案可實施性較強。

2.1 建筑平面設計

平面上力求簡單、規則、對稱,整個建筑平面為“一”字形,既有利于自然采光和自然通風,同時又有利于抗震。

整棟建筑為南北朝向,建筑物主入口的朝向為北邊。本辦公樓工程為現澆混凝土框架結構,在框架結構的平面布置上,柱網是豎向承重構件的定位軸線在建筑平面上所形成的網格,使框架結構的脈絡,柱網布置既要滿足建筑平面布置和使用功能的要求,又要使結構受力合理,構件種類少,施工方便,柱網布置還應與建筑分隔墻布置互相協調,一般常將柱子設在縱橫建筑墻交叉點上,以盡量減少柱網對建筑使用功能的影響。框架結構常用的柱網布置方式有:內廊式、外廊式、等跨式、對稱不等跨式等。本框架結構辦公樓采用內廊式柱網布置。各個房間的開間和進深根據現行辦公建筑設計規范劃定。建筑物的總長為54.6米,總寬度為16.8米,其長寬比約為3.3,滿足7度抗震設防區建筑物長寬比不允許超過6.0的要求。

該工程為一科技局辦公樓,根據使用功能的要求,每層設有辦公室,會議廳,資料檔案室,配電室等。

2.2 建筑立面設計

該辦公樓在建筑立面上采用寬大而明亮玻璃窗,有效的滿足室內采光的要求,同時可以表現簡潔和現代感。建筑立面和豎向剖面上力求規則,避免立面的凹進或突出,使結構的側向剛度變化均勻,有利于結構抗震。

2.3 建筑剖面設計

建筑物的剖面圖要反應出建筑物在垂直方向上各部分的組合關系。剖面設計的主要任務是確定建筑物各部分應有的高度、建筑物的層數及建筑空間的組合關系。

在建筑物的層高上,考慮到建筑空間比例要求及辦公建筑設計規范規定辦公樓室內凈高要求,該辦公樓的層高為常用的3.3m,室內外高差為0.45m。根據總建筑面積等各方面的要求,該建筑物為5層;總建筑高度為17.25m,其高寬比為1.03,滿足7度抗震設防烈度區建筑物高寬比不允許超過4的要求。另外從室內采光和通風的角度考慮,窗臺的高度取0.9m。屋頂為形式。

此設計滿足“適用、安全、經濟、美觀的總體要求,建筑平面簡潔、明快、體現時代待征,結構方案合理,體系選擇準備、技術先進、利于施工,裝飾簡潔適用、經濟。

3 基礎選型

多層框架結構的基礎,一般有柱下獨立基礎、條形基礎、十字基礎、片筏基礎,必要時也可采用箱形基礎或樁基等。

基礎類型的選擇,取決于現場的工程地質條件、上部結構荷載的大小、上部結構對地基不均勻沉降及傾斜的敏感程度以及施工條件等因素,還應進行必要的技術經濟比較。

綜上考慮,本設計采用現澆柱下鋼筋混凝土獨立基礎和聯合基礎,混凝土強度等級用C25,鋼筋用I級鋼筋。

取柱A,D進行獨立基礎的設計,取柱B和柱C進行聯合基礎設計。

根據室內外高差0.45m,基礎頂面到室外地坪0.65m,選取基礎高度為0.75m,礫石層作為持力層,取,。

3.1 確定基頂荷載(聯合基礎)

(1)由基礎梁傳來的恒載設計值。

基礎梁自重

25×0.20×0.35×(7.2+2.4+7.2×2-0.7×4)×0.5=18.55KN

墻重

5.5×0.24×(16.8-0.6×5)×(7.2+2.4-0.7×2)×0.5=74.69

合計 93.24 KN

Nb=1.2×93.24=111.89KN

Mb=111.89×0.23=25.73KN·m

(2)由柱傳來的荷載設計值。

第一組:(Nmax與相應的M和V)

M1c=15.31KN·m N1c=2141.79KN V1c=9.74KN

第二組:(Mmax與相應的N和V)

M2c=452.97KN·m N2c=1285.46KN V2c=159.64KN

故作用于基底的荷載設計值:

第一組:

M1c=15.31+25.73+9.74×0.75=58.69KN·m

N1c=2141.79+111.89=2253.68KN V1c=9.74KN

第二組:

M2c=452.97+25.73+159.64×0.75=496.35KN·m

N2c=1285.46+111.89=1474.08KN V2c=159.64KN

3.2 初估基底截面面積和基礎高度(聯合基礎)

(1)地基承載力設計值計算。

設基礎埋深1.4m,,,b=0,,則地基承載力設計值:

式中:

f—地基承載力設計值

fk—地基承載力標準值

b、d—分別為基礎寬度、深度的承載力修正系數

γ,γm—分別為基地下土的重度、基底以上的加權平均重度

b—基礎底面寬度

d—基礎埋置深度

(2)基底底面積估算。

先按軸心受壓估算基底面積:

第8篇

關鍵詞:建筑工程;結構設計;基礎拉粱;多層框架

隨著我國社會經濟的不斷發展,人們的生活水平迅速提高。隨之,人們對于生活的質量也提出了更高的要求,其中加強安全意識、剔除安全隱患備受關注。建筑是日常生活中不可或缺的,相應地,建筑質量問題順理成章地成為了一項社會發展指標。當建筑業應社會需求不斷發展的同時,其中所存在的問題也漸次地浮現出來。其中多層框架房屋建筑結構設計問題就是一個尤為突出的問題,本文就這一問題作簡要分析。

一、獨立基礎設計荷載取值問題

在我國的多層框架房屋工程中,一般都采用柱下獨立基礎,當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時。不超過8 層且高度在24m 以下的一般民用框架房屋或荷載相當的多層框架廠房??刹槐剡M行地基和基礎的抗震承載力驗算。另一種情況是。在設計獨立基礎時,作用在基礎頂面上的外荷載(柱腳內力設計值)只取軸力設計值和彎矩設計值,無剪力設計值?;蛘呱踔林蝗≥S力設計值。以上兩種情況都會導致基礎設計尺寸偏小,配筋偏少。影響基礎本身和上部結構的安全。

二、框架計算簡圖不合理問題分析

無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,其獨立基礎埋置較深,在0.05m 左右設有基礎拉梁時,應將基礎拉梁按層1 輸入,以某學生宿舍樓為例。該項目為三層鋼筋混凝土框架結構,丙類建筑,建筑場地為Ⅱ類l層高3.3m,基礎埋深4.0m,基礎高度0.8m,室內外高差0.45m,根據《抗震規范》第6.1.2 條,在7 度地震區該工程框架結構的抗震等級為二級。設計者按3 層框架房屋計算,首層層高取3.35m。即假定框架房屋嵌固在一0.05m 處的基礎拉梁頂面;基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計;基礎按中心受壓計算。

顯然,選取這樣的計算簡圖是不妥當的。因為,第一,按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,《混凝土結構設計規范》GB50010-2002)第7.3.11 條規定,框架結構底層柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明,這樣的框架結構宜按4 層進行整體分析計算,即將基礎拉梁層按層一輸入,拉粱上如作用有荷載,應將荷載一并輸入。

三、基礎拉粱設計問題分析

多層框架房屋基礎埋深值大時,為了減小底層柱的計算長度和底層的位移。可在±0.000 以下適當,位置設置基礎拉梁。但不宜按構造要求設置。宜按框架梁進行設計,并按規范規定設置箍筋加密區。但就抗震而言,應采用短柱基礎方案。

一般說來,當獨立基礎埋置不深,或者埋置雖深但采用了短柱基礎時。由于地基不良或柱子荷載差別較大,或根據抗震要求,可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁?;A拉梁截面寬度可取柱中心距的1/20~l/30,高度可取柱中心距的1/12~1/18。構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍的下限,縱向受力鋼筋可取所連接柱子的最大軸力設計值的l0%作為拉力或壓力來計算。當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時,拉梁截面應適當加大,算出的配筋應和上述構造配筋疊加。

四、結構計算中幾個重要參數的選取問題

《抗震規范》第3.6.4 條指出,所有的計算機計算結果,都應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下,計算機的計算結果主要是結構的自振周期,樓層地震剪力系數,樓層彈性層間位移(包括最大位移與平均位移比)和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比,振型參與質量系數,墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內力設計值??蚣芤豢拐饓Y構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。為了分析判斷計算機計算結果是否合理,進行結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。

4.1 結構的抗震等級

在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等。其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度,按《抗震規范》表6.1.2 確定,而對于電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223―2008,確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。對于乙、丙類建筑,其地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6~8 度時,抗震措施應符合按本地區抗震設防烈度提高一度的要求。

所謂抗震措施,在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度,由《抗震規范》表6.1.2 確定其抗震等級,當7 度地區的乙類建筑的高度超過表6.1.2 規定的范圍時,還應采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如:某7 度地震區城市的一個大型零售商場和一個三級醫院的門診樓本屬乙類建筑,但設計人員錯當成丙類建筑來設計,使建設物的抗震能力大為降低,不得不對設計計算作重大修改。

4.2 地震力的振型組合數

對于多層建筑,當不考慮扭轉耦聯計算時,地震力的振型組合數至少應取3;當振型數多于三時,宜取3 的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤2 時,振型數可取層數,對于不規則的高層建筑結構,當考慮扭轉耦聯時,振型數應≥9;結構層數較多或結構剛度突變較大時,振型數應多取,如結構有轉換層,頂部有小塔樓、屬多塔結構等,振型數應≥12 或更多。但不能多于房屋層數的3 倍,只有當定義彈性樓板,采用總剛分析,且必要時,振型數才可以取得更多。

《抗震規范》中指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SATWE 等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有人員不大重示電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是應當改進的,此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算得來的數值。僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯計算,但在必要時應補充非耦聯計算。

4.3 結構周期折減系數

框架結構及框架一抗震墻等結構中,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度。計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,結構顯得不安全,所以對結構的計算周期進行折減是必要的;但若折減系數取得過大也是不妥當的。對于框架結構來說,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6~0.7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7~0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9,只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。

五、結束語

結構設計員,在進行多層框架房屋結構設計時,不僅要掌握設計規范,還應根據自己的工程中積累的經驗,結合設計計算結果選擇出合理的結構體系,正確的處理結構設計中問題,從而提高結構的設計質量。

參考文獻:

[1]辛海虹. 結構設計優化技術與其在房屋結構設計中的應用[J]. 價值工程. 2010(27)

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