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办公楼结构设计特点赏析八篇

发布时间:2023-09-25 17:40:15

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的办公楼结构设计特点样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

办公楼结构设计特点

第1篇

【关键词】高层建筑;技术;创新

(一)高层综合建筑的结构设计

随着城市化进程的发展,高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。但是由于高层建筑结构复杂,工程量大,涉及工序多,给建筑施工带来相当大的难度。办公管理人员大量增加,像过去那样分片经营,斧臼管理、建造大量多层建筑,势必占大量上地,加剧城市用地紧张的局面。高层综合办公楼在我国的出现势在必行,高层综合办公楼不但节约城市用地,还提高了办公的效率和管理水平,促进城市的现代化。高层综合办公楼比多层分建可节约附属建筑面积达40%左右,可节约室外工程费用约70%,最主要的是高层综合楼建筑节约用地达70%(一般情况下节约50%是有把握的)。高层综合办公楼虽然在单体造价上高出多层建筑l~1.5倍,但它在总体及附属建筑,尤其在节约用地等方面所表现出来的经济效果是很显著的。高层建筑功能复杂,子系统多,安装工程量大,要求精度高。新技术、新材料、新工艺大量采用,对施工管理和工种工序的协调要求较高。高层建筑就是超过一定高度和层数的多层建筑,高层建筑有很多的作用,也成为我们现在建筑中所普遍应用的。高层建筑施工特点:工程量大、工序多、配合复杂;施工准备工作量大;施工周期长、工期紧;基础深、基坑支护和地基处理复杂;高处作业多、垂直运输量大;层数多、高度大,安全防护要求严;结构装修、防水质量要求高,技术复杂;平行流水、立体交互作业多,机械化程度高。在高层建筑设计时我们应该考虑的有:总的平面布局要加大防火间距,处理严重的日照干扰,为大量集中的人口疏散和停放车辆安排通道和场地,而且应该在符合功能要求的基础上将多层重复的建筑平面布局标准化、统一化,以满足主体结构、设备管线、电气配线分区、防火疏散等竖向设计技术的要求。合理布置竖向交通中心,确定楼梯、电梯的数量和布置方式,保证使用效率和防火安全。高层建筑的内外建筑装修、构造、用料和做法必须适应因风力、地震、温度变化等所引起的变形和安全问题。在建筑艺术方面要考虑高大体型在城市和群体中的形象和全方位造型效果。这些都是我们在高层建筑施工中应该考虑的。并且在施工过程中,高层建筑的结构设计也是非常重要,在设计结构方面充分考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力,严格控制高层建筑体型的高宽比例以保证其稳定性,会使使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称,使整体结构不出现薄弱环节。

(二)高层建筑结构设计中应注意的问题

在高层建筑结构的设计中,我们需要注意一些问题,主要有以下几方面:1、剪力墙的设计。在高层建筑中,剪力墙对建筑有着重要的影响,所以,在设计剪力墙的时候,剪力墙结构设计剪力墙结构的侧向刚度不宜过大,如果采用全剪力墙结构,即除门窗洞外均为剪力墙,无一片后砌的填充墙,第一周期只有1.02秒,侧向刚度过大,使地震作用过大,不经济,不合理。关于底层剪力墙的厚度:抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于总底部地震倾覆力矩的50%。剪力墙的计算配筋应为墙肢一端的配筋量。 有些人在电算总信息中输入分布筋的配筋率为0.30%,剪力墙的竖向、横向分布筋也不必太大,如墙厚为200或250mm,纵、横向分布筋都配φ12@200双排(配筋率达0.565~0.452%)似无必要,但钢筋间距宜≤200mm,对防止剪力墙开裂有好处。2、高层建筑的高度问题。在我国将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。根据现有的规定,规定了各种常见建筑结构体系的最大适用高度。在我国的社会经济发展水平、建筑科研水平和施工科学技术水平的相关背景下,这一高度是比较安全稳妥的,它是目前我国土木工程规范体系中相协调的标准高度。但是在实际的建筑工作中,很多混凝土结构的高层建筑在高度设计上已经超过了这一限制,所以,我们在结构设计的时候,需要考虑这一问题。3、结构设计人员问题。由于设计人员在设计时候出现的问题,所导致的。高层建筑的地基与基础设计问题一直是建筑结构设计人员比较重视的问题之一,该阶段设计工作的好坏会直接影响后期结构设计工作的顺利进行,同时,建筑物地基基础也是整个工程造价高低的决定性因素。在地基基础设计这一阶段,极有可能出现一些问题,如果不加以重视,将对建筑工程造成巨大的损失。4、地基设计时候的问题。该阶段设计工作的好坏会直接影响后期结构设计工作的顺利进行,同时,建筑物地基基础也是整个工程造价高低的决定性因素。高层建筑的基础应选用整体性好,满足地基承载力和建筑物容许变形的要求,并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量,有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外,在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。

(三)高层综合楼建筑技术的创新的作用

建筑结构的设计中,建筑质量的好坏主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。相对而言,建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。但在实际设计工作中,常常发生建筑结构设计的种种创新和方法上的差错。我们要从以下几种方式进行技术创新:1、以实用性为主。改善城市环境质量,高层综合办公建筑提高了土地的利用率,为城市争取了更多的绿化地面的机会。由于设置了公共广场、共享大厅等环境设施,为城市提供了交往场所,创造出了丰富、有特点的四度空问。因此,综合建筑的建设往往能够带动该区域改善环境,并以其特殊的魅力,为城市增添一新的去处,人们可在这里休息、交往、购物、进餐和欣赏城市生活。2、经济效益高。 传统的办公建筑多由各企业、事业单位各自兴建,配套设施自己建设,造成空问、时间与经济上的浪费。高层综合办公建筑,则可以建设单位根据自己的业务需要按比例配套并与办公组为一体,从而获得更大的经济效益。 2、对建筑结构的设计进行施工时,需要根据具体情况来进行。在建筑结构设计的时候,结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算,如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算,结构上多种作用效应同时发生时,应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后,考虑其可能的最不利组合,3、设计单位存在一些不容忽视的问题。由于建筑结构的设计和设计单位离不开关系,由于受利益的驱使,一些掌握建筑装饰工程项目的单位或个人,以虚假招标或假的邀请招标的办法,从中弄虚作假,骗得中标,得到施工项目,假借中标单位的名义用自己的亲信人员进行管理,临时拼凑、组建装饰施工队伍,工程竣工后这个队伍也即解散,后期的工程维修保修无人负责,工程质量没有保障。

参考文献:

[1]孔雅莎,《建筑结构设计杂谈》[J].建筑结构,2010(3)

第2篇

1建筑全寿命周期费用的模糊综合评判方法

对于模糊综合评判方法的介绍可参见文献6。根据建筑特点,其全寿命周期费用{三}通常可分为一次性投资费用{Ⅳ}和经常性发生费用{R},即对{}的评价包含{J『、r,引两个因素,可表述为式{L}={JI、r,引,其中:{N}包括材料费用(M),建造费用(c),设计费(D)用等子因素;{引包括日常能耗费{E},维修费{r}等子因素,为简化仅考虑上述子因素,即:{}={,C,D},{Rf={E,r}。可见,对全寿命周期费用{l的评价就转化为对子因素的逐级评价。以维修费{r}为例,}={机电改造费,结构改造费,楼面维修费}={M&E,S,F};再以楼面维修费{F}为例,按裂缝产生原因细分:{l={不均匀沉降,应力集中,碱骨料反应,施工质量差,设计不合理}={,sC,AA,CQ,DQ},从而得到了{}的一个底层因素{F}的子因素集,只要找到其子因素集的权重集{A}就可以得到{F}对应于不同方案的评判集作为上层因素R的子因素集。逐一评判底层子因素集后,评判其上一层子因素集,以此类推,最终实现对{}的评判。

2结构设计优化的模糊综合评判方法

(1)项目概况。某项目基地呈方形,使用功能为商业、办公和服务式公寓的综合体。地面建筑由三部分组成,裙楼4层作为大型购物商场,一栋18层的甲级办公楼和一栋20层的公寓式办公楼。地下建筑三层,地下一层局部为商业用途,地下二、三层为汽车库。采用模糊综合评判方法的目的是在保证安全基础上对基坑维护方案进行优化。

(2)模糊综合评判方法正向应用。根据土层分布特点和基础埋深,备选支护方案见表1。基坑支护评价方案集为U={u。,u:,“,}={方案I,方案II,方案III},因素集设为单层次,为V=,:,}={造价,施工工期,安全性和环保性},权重集可参考文献[7]并修正后选用A={0.424,0.312,0.264}。造价对应的评判集为R.={3240,2860,4320},工期的评判集为R2={155,210,190},安全性的评判集为R={1,0.8,1},将三者归一化后总评价矩阵如式(1)所示:.『-Rt¨410]R=l冗2I=I100.36l(1)【_R3j【.010j综合评价后得到B=A•R={0.63,0.69,0.11},根据最大隶属度原则可发现方案II相对较好。但由于人工挖孔桩机械化程度低、工期长且安全性与环保性稍差,虽然综合评价最高但仍有缺陷。因此,能否通过优化设计方案来改变评价结果就成为拓展模糊综合评判方法应用范围的核心问题。方案I的评价结果同方案II较接近,方案III由于相差较大而不进入优化范围,因此选定方案I进行重点优化。

(3)基于单目标的模糊综合评判方法逆向应用。选择权重集A:{0.424,0.312,0.264}中权重最高因素(即造价)作为优化目标。设定优化目标值为,则总评价矩阵转变为式(2):『R-]4—320—-x101460‘100.360l0(2)经综合评价得到=A.R={432U-x,0.69,0.1I};令方案I和方案II的综合评价结果相等,解方程后,得到优化目标值=3025(万元)。即当方案I的造价低于3025万元时,方案I即取代方案II成为较优方案。方案I的支护费用主要包括围护费用、深坑加固费用和支撑费用。因此,支护费用评价方案集为U={“。,n,}={围护,深坑加固,支撑},权重集采用类似项目的统计数据A={0.428,0.021,0.551}。即在深基坑支护中,支撑费用比重最大、围护次之。从而对此两项设定优化目标值:①围护系统优化目标:(3240—3025)×0.428/(0.428+0.551):94(万元);②支撑系统优化目标:3240—3025—94=121(万元)。根据上述目标,采取了如下优化措施:①支撑系统由三道支撑改为二道支撑,增加立柱桩截面及配筋,节约成本约450万元;②优化围护桩身配筋,增加坑底加固掺量为10%的混凝土用量,减少掺量为20%的混凝土用量。为保证支撑数量减少后围护系统的安全性,增加了围护桩和三轴搅拌桩止水帷幕,取消高压旋喷止水帷幕和压密注浆。设计变更增加成本约60万元。综合上述两点,总成本节约390万元,超过目标值,即优化后方案I取代方案II成为较优方案。基于单目标的模糊综合评判方法逆向应用是模糊综合评判方法的新应用,即根据权重大小逆向设定子因素预期值。据此组织专家进行结构设计优化论证,改变了以往专家论证方案造价的单一性,拓展了模糊综合评判方法的应用范围,为优化设计指明了方向,更有利于控制全寿命周期费用,实现绿色建筑的目标。

第3篇

关键词:超长 多跨连续 有粘结预应力梁 无粘结预应力板 设计方法 施工工序

1前言

框架-剪力墙结构作为一种结构形式在结构设计中被广泛采用。随着经济建设的发展以及人们对建筑使用功能要求的日益提高,现代框架-剪力墙结构形式的建筑呈现出以下两个特点:(1)结构形体越来越大,结构纵向长度较长;(2)结构跨数多且不设缝,为多跨连续混凝土结构。

由于框架结构形式在抗震性能上存在一些弱点,使得新的抗震规范对该结构形式的设计,特别是对部分预应力混凝土框架结构的设计方法及计算原则要求比较严格,例如:受力主框架梁宜采用有粘结预应力结构;梁端纵向受力钢筋的配筋率不应大于2.5%;梁端混凝土受压区高度和有效高度之比一级不应大于0.25,二三级不应大于0.35等。这些严格的要求和框架结构自身的特点不仅给设计者在结构设计中提出了新的难点,同时也给施工带来了不便。这样如何解决这些问题成为我们急需要做的工作。本文结合河南省水利厅防汛调度中心办公楼工程简要介绍了超长结构预应力设计施工的应用实践,供同类型超长结构参考。

2工程概况

河南省水利厅防汛调度中心办公楼工程位于郑州市纬五路与经四路交叉口西北角河南省水利厅院内,是河南省防汛抗旱指挥中心,建设单位要求使用功能不能中断,抗震设防类别应按乙类确定。地下二层,地上十八层,总建筑面积为2.97万平方米,为现浇框架-剪力墙结构,长度80m(轴线),宽度17m(轴线),其中纵向为有粘结部分预应力混凝土框架梁解决结构承载和超长问题,纵向板中布置无粘结预应力筋只解决结构超长问题。

3 设计思路及设计参数

3.1设计特点及思路

该工程在设计方面具有以下特点:

该结构形式为框架-剪力墙结构,纵向超长。按照混凝土结构设计规范(GB50010-2002)的要求框架-剪力墙结构伸缩缝间距介于框架结构(55m)与剪力墙结构(45m)之间,笔者认为框架-剪力墙结构只要长度超过50米,应按超长结构设计,纵向框架主梁设计成后张拉有粘结预应力梁。考虑到预应力损失、以及施工中预应力后张拉等诸多因素的影响,沿纵向设两个后浇带将结构分成三段,分割后的连续梁纵向长度变短,连续跨度减少,使得预应力损失减少,不仅增加了梁内有效预应力,使预应力筋配筋量减少,同时也解决了施工中间混凝土温度裂缝问题。被后浇带截断的预应力梁在后浇带处进行张拉,后浇带跨梁待后浇带浇筑后再张拉预应力筋,后浇带跨的普通钢筋和预应力钢筋适当加强以满足承载力和变形的要求。

3.2设计计算参数的确定

考虑到该框架结构使用功能要求比较高,设计时要求控制构件混凝土裂缝不开裂,属于二级抗裂控制,若现行规范中短期拉应力限制系数αct≤0.6,长期拉应力限制系数αct≤0.25显然过于严格。根据以往的设计经验并结合该工程的具体情况,设计计算短期拉应力限制系数αct≤1,长期拉应力限制系数αct≤0.85。其它设计参数为:张拉控制应力0.70ptk,预应力度pyA p/ (pyA p+yA s)≤0.7,最大配筋ρ≤2.5%,相对受压区高度比x/h0≤0.25。

3.3预应力筋曲线线型的确定

3.3.1有粘结预应力筋曲线线型的确定

根据波纹管与普通钢筋的关系,张拉端处锚垫板的外观几何尺寸要求确定曲线最高点和最低点位置;根据双向框架梁普通钢筋与预应力筋交叉点的位置关系确定曲线反弯点水平距离为L/9(L为轴线距离)。

3.3.2后浇带处预应力筋曲线成型的曲线的确定

根据取后浇带位置配置有粘结预应力筋产生的平衡荷载值放大30%后的数值反算无粘结预应力筋的矢高及无粘结预应力筋与普通钢筋的关系确定曲线的最高点和最低点位置;反弯点位置取轴线距离的L/9。

3.4 预应力损失

由于后浇带将连续梁纵向长度减小,使各项预应力损失变得不再复杂,具体数值按照规范公式进行计算。

4 预应力施工

4.1 预应力材料

4.1.1 预应力钢绞线

钢绞线的主要技术指标为:钢绞线抗拉强度标准值ptk=1860Mpa,梁采用高强低松驰有粘结钢绞线Φs15.24, 板采用高强低松驰无粘结钢绞线Φs15.24。

4.1.2 预应力锚具

有粘结钢绞线采用VM型群锚锚具,无粘结钢绞线采用VM型单孔锚具,固定端均采用P型锚具。锚具的锚固性能符合国家标准的“Ⅰ”类锚具的要求,锚具的静荷载锚固效率系数η≥0.95,达到实测极限拉应力时的总应变εapu≥2.0%。

4.1.3 预应力波纹管

采用金属螺旋管内径Φ70mm,接头管内径Φ75mm。

4.2 施工序安排

预应力工程施工是整个工程施工的一个重要组成部分。施工过程随着主体施工情况安排进行。具体做法如下:

⑴ 波纹管铺设

按施工方案确定预应力筋曲线控制点的水平位置及高度,在箍筋上焊接定位筋,在定位筋铺设波纹管并与定位筋绑扎固定。

⑵ 钢绞线的铺设

采用人工前牵引后推送的方法,逐根在波纹管中铺设预应力筋。

⑶张拉端、锚固端安装

张拉端锚垫板、螺旋筋按施工方案的位置固定,保证锚垫板板面同波纹管垂直,螺旋筋紧贴在锚垫板后,锚固端的承压板、钢环、螺旋筋按施工方案的位置固定。

⑷ 灌浆孔、排气孔的安装

在波纹管上开口,用带嘴的塑料弧形压板与海绵垫片覆盖并用铁丝扎牢,再接增强塑料管,并在管中插钢筋,引出梁面300mm。在每跨的支座和跨中部位均设置排气孔。

4.3预应力张拉

4.3.1 张拉控制应力

根据设计要求,预应力张拉控制应力σcon=0.70ptk=0.70×1860=1302 Mpa

4.3.2张拉程序:01.03σcon(含3%的超张拉)。

当梁长跨度小于25m时,采用一端张拉,当梁长跨度大于等于25m时,采用两端张拉,张拉程度为:用27T千斤顶预张拉,然后用150T千斤顶张拉,预应力张拉时应均匀缓慢升高油压,逐步张拉至控制应力。预应力张拉程序为:00.2张拉力0.5张拉力1.03张拉力持荷2min张拉力张拉时,可按张拉程序量测各级拉力对应的伸长值。

4.4 预应力灌浆

灌浆材料:水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.4,并掺入0.25%木质素磺酸钙的外加剂,水泥浆应有足够的流动性,灌浆用水应是可饮用水,不含对水泥、预应力筋有害的物质。灌浆应缓慢均匀进行,不得中断,并应排气通顺。

结语

5.1 设计方面

⑴用后浇带将超长有粘结预应力结构进行合理的划分,将其化整为零,减少梁的纵向长度,后浇带用无粘结预应力筋搭接,后浇带中普通钢筋和无粘结预应力筋均适当加强。这种设计思路有效地解决超长预应力结构问题。

⑵采用有粘结和无粘结混合预应力配筋形式,既能满足结构承载力和变形的要求,同时又解决了由于梁截面限制带来的张拉端位置不易保证问题。

5.2 施工方面

(1) 制定合理的施工工序和具体可行的施工方法是工程得以顺利完成重要保证。

第4篇

关键词:建筑工程;整体加固;施工方法

在当前我国社会主义市场经济发展的过程中,高层建筑结构体系在其中有着十分重要的意义,它们不仅是现代化社会发展的标准,还为人们提供了良好的生活和办公环境。但是,我们在对这些高层建筑进行施工的过程中,由于受到各方面因素的影响,因此使其整体结构的稳定性和安全性都受到了极大的影响,为此我们就要采用相应的加固结构设计手段,来对建筑结构进行相应的优化设计处理,从而使得建筑结构的稳定性和可靠性得到有效的提高。下面我们就根据工程案例,来对办公综合楼整体加固结构设计的相关内容进行介绍。

一、工程实例

某办公综合楼工程修建于1997年,其房屋结构主要分成南、北楼这两种结构体系,其中南楼结构主要为框架结构,它主要是六层办公楼结构组成的,而北楼则是由五层砖混结构组成的。不过,随着时代的发展,该办公综合楼结构在长期使用的过程中,南、北楼的结构面中都出现了变形裂缝,其裂缝的宽度一般则是在100mm左右。

二、该工程存在的问题

该办公楼综合楼在长期使用的过程中,由于受到外界环境因素的影响,因此导致其建筑结构中存在着许多的问题,其中主要表现在以下几个方面:第一,在该建筑结构的墙体结构上,存在着多道裂缝,这些裂缝的最高宽度可以得到5mm,而且通过相关数据分析,我们发现在该建筑物中墙体结构中的裂缝,会随着建筑楼层结构的增加,其裂缝的宽度呈现出减少的现象。第二,我们在对该建筑结构进行设计施工的过程中,由于其二楼层面上存在着一个大型的浴池,这就进一步的加大了建筑墙体结构符合,这就使得建筑结构的稳定性和可靠性受到一定的影响。第三,因为该建筑结构是由南楼和北楼这两种结构体系组成的,所以在使用是南楼结构的裂缝,主要是向西北方向偏移,而北楼的裂缝则是向东南方向偏移,这就导致高办公楼结构中的裂缝在顶部相碰,这就使得该建筑物在使用的过程中存在着一定的安全隐患。

由此可见,我们在该建筑工程使用的过程中,其自身结构的裂缝问题十分的严重,这就对建筑工程结构的稳定性和可靠造成了一定的影响,因此我们就要采用相关的加固措施,来对该工程施工中存在的问题进行有效的处理,从而有效的提高建筑结构的稳定性。

三、建筑整体加固结构设计方案

1 通过对原设计的验算,由于沉管灌注桩的桩端持力层强度不够,且分布不均匀,致使南楼基础存在变形不协调的问题。如1轴~2轴间的承台CT-3上荷载为5800kN,配20根桩,承载能力为8900kN;而4轴~10轴间的承台CT-1上荷载为6600kN,配16根桩,承载能力为7100kN。此外,南楼西侧三层~六层尚未使用,若使用后装璜荷载、活荷载作用,变形还会加大。因此,需对南楼的基础进行加固。使各承台变形基本一致,满足变形要求。而北楼问题较轻,仅对变形缝部位的基础进行加固。

2 对于两楼倾斜相碰,由于其最大倾斜率为213‰,按国家规范≤4‰偏斜率允许值的要求,不需进行纠偏,采取拆除北楼相碰部分外墙并使南楼顶层切割缩进100mm。

使变形缝宽度达到国家规范要求,同时减轻作用在基础上的荷载。

3 对墙体开裂,楼板开裂及梁柱达不到设计和使用要求的部位进行加固补强处理。

四、建筑物整体加固结构设计

1 基础的加固设计与施工处理措施

根据《补充勘察报告》,原基础设计桩的持力层为③-2层粉质粘土,强度不够,且不均匀。因此加固时考虑在变形协调的基础上,将以后使用中的装潢荷载和活荷载由新增加的桩来承担。

基础加固:对沉降大的部位采用旋喷桩加固法,桩端进入④层粉砂层,位置为南楼4轴~12轴,及变形缝两侧E轴~G轴问承台。

旋喷桩采用高压喷射注浆,70年代以来在我国的岩土工程领域得到了广泛的应用和发展。具有加固体强度高、加固质量均匀、加固体形状可控的特点,已成为被国内工程界普遍接受的、多用、高效的地基处理方法。旋喷桩的基本原理是利用高压水泥浆的喷射力将土体置换成水泥桩,这种置换是在瞬间完成的,因此在置换的过程中不会产生附加沉降。

高压旋喷注浆,先利用钻机把带有喷嘴的注浆管,钻入土层的预定位置,然后将浆液或水以高压流的形式从喷嘴里射出,冲击破坏土体,高压流切割搅碎的土层,呈颗粒状分散,一部分被浆液和水带出钻孔,另一部分则与浆液搅拌混合,随着浆液的凝固,组成具有一定强度和抗渗能力的固结体。

旋喷桩的喷浆由下而上进行,喷浆压力为20MPa。提升速度小于150mm/min,旋转速度取10r/min~20r/min。采用3215级水泥,水灰比1∶1,桩长为28m,旋喷桩平面布置。

2 框架梁的加固设计与施工处理

梁的加固分以下三种情况采用不同的加固方法。

(1)对于梁端有斜裂缝的框架梁,主要是由于梁的抗剪能力不够。加固采用在梁侧粘贴碳纤维布的u形箍的加固方法,提高其抗剪能力。

(2)对于梁中有垂直裂缝的框架梁,主要是由于梁的抗弯能力不够。加固采用在梁底粘贴长条形碳纤维布的加固方法,提高其抗弯能力。

(3)对于由于南、北两楼碰撞造成的框架梁梁侧的垂直裂缝,加固采用在梁侧粘贴长条形碳纤维布的加固方法,提高其侧向抗弯能力。

3 碳纤维布加固方法具有以下优点:

(1)具有很高的材料抗拉强度,且自重小,即比强度高。FRP的拉伸强度为钢材的10倍,而比重却只有其1/4。如用纤维复合材料对房屋结构进行加固,可基本不考虑纤维复合材料对原结构附加的荷载;

(2)具有很高的比刚度(弹性模量与密度之比)。高弹模碳纤维的弹性模量可达钢材的2倍~3倍,弹性变形能力强;

(3)抗腐蚀性能和耐久性好;

(4)结构外观和尽寸不会出现明显变化,修复加固效果好;

五、结束语

由此可见,在当前我国社会发展的过程中,对办公综合楼体加固设计的有着十分重要的作用,它不仅有效提高了建筑结构的稳定性和可靠性,还进一步的增强了建筑结构使用功能。不过,从当前我国建筑结构加固施工的实际情况来看,我们在对其进行加工处理的时候,还存在着许多的问题,因此我们还要在不断的实践过程中来对其,进行相关的加固优化处理。

参考文献

[1] 陈文海,韩丽萍,卫龙武,姜庆舟.某综合楼加固方案探讨[J]. 混凝土.2006(02)

第5篇

1超高层办公楼建筑设计要点

1.1平面构成

超高层办公楼在平面构成上可分为线生形和形生形两种。其中,线生形是以基本线型的组合发化,可生出无穷发化的平面形式。基本线型有两种:直线、曲线。而形生形是以基本形为构形基础要素,创造新形体的构形方式。基本形有:正方形、矩形、正三角形、园形、菱形等。基本形经渐变、弯曲、切割、错叠、群化、减切、伸展、拉压等,可产生各种新的形式。而将原形作交合、取舍,也可产生许多新形式。不同的平面组合构成不同的建筑形体,从而形成极具特征及标志性的写字楼产品。

1.2体型研究

办公楼在功能方面的定位较为简单,设计人员在进行建筑体型设计时,一般不需要过多地考虑建筑内容与功能等问题。但是,由于办公楼常处于繁华地段,代表着某个区域的整体风貌,其体型设计必须实现与城市建设的总体规划、城市地域特点、周围环境等方面的协调。因此,设计人员必须在设计中对超高层建筑的各个角度进行完善处理,以保证建筑的圆融性。同时,超高层办公楼的建设在某种程度上代表着时代的风貌、社会的特征,在设计体型时,设计人员还应当尽量地结合当前时代以及社会环境,通过应用新型节能的材料、技术、工艺等,使建筑在体型及外立面,凸显出对于生态化、人本化的设计理念。

1.3标准楼层技术参数

标准层主要由核心筒、办公区域、走道三部分组成,其中核心筒主要包括客用电梯、后勤服务电梯(兼消防梯)、疏散楼梯、卫生间、茶水间、空调机房、机电管井等。核心筒面积对标准层的实用率起着决定性作用,在精细化设计中应注意尽量压缩核心筒面积,对机电管井及设备用房进行多方案比选,控制面积。办公区域进深主要根据室内采光、结构、朝向及景观、家具布置等方面决定,常规做法为8~12m。

1.4垂直交通体型

超高层办公楼垂直交通以电梯为主,楼梯为辅。影响电梯厅尺度的因素主要有以下几个方面:①写字楼的定位是超甲级还是准甲级、甲级,不同的定位对电梯厅公区尺度要求不同;②电梯轿厢深度决定电梯厅的最小宽度,对于单侧布置和双侧布置应满足规范及空间舒适度的要求;③可以利用高区电梯厅在低区设置辅助功能(如卫生间、空调机房等)以提高利用率。

1.5消防设计

设计人员为超高层办公楼设计消防装置,要考虑到消防通道、消防出口、防火分区、疏散楼梯以及灭火设备等几个方面的问题,同时要做好对于消防控制中心的设计。具体而言,在进行消防设计时,要保证不同功能分区入口的独立设定,并采用防火卷帘、隔墙、防火门等分隔不同防火分区,还要做好对于防火分区疏散宽度的控制。每个分区要分成不同的防烟分区,而各防烟分区的面积要在500m2以下,可用结构梁作为防烟分区的划分界限。此外,必须设置简单明了畅通的疏散楼梯,除了疏散楼梯方面的设计要求外,还要做好对于相邻的安全出口之间的最大距离设定。

1.6机电设备

机电系统划分应根据物业类型、产权模式、营销定位等方面综合确定。机电系统分为空调系统、强电系统、弱电系统、消防系统。空调系统一般分为风机盘管加新风系统、变风量全空气系统、多联机系统;强电系统主要从以下几个纬度重点考虑:负荷主要为生活给水、通风系统、公共照明系统等,发电机房负荷主要考虑消防;弱电系统应根据业态定位结合智能化统一考虑,常用的系统有智能监控、信息网络、停车智能化、公共空间灯光控制系统等;消防系统主要分为室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、气体灭火系统。

2案例分析

太古汇,为大型综合性建筑,座落于广州天河路。主体建筑分为五部分,包括一栋212m高的42层办公楼1,一栋166m高的29层办公楼2,一座132m高的28层五星级酒店,一座文化中心,以及裙楼商业。两座办公楼及酒店,均为超高层建筑。各组成分别位于用地四角,利用裙楼商场把各部分联合起来。地下共四层,地上的第三层裙楼屋面为一公众文化广场。屋面花园提供市民休闲场所,为城市作出贡献,与城市相互依存。整体构思是以功能各异的塔楼,分别坐落于用地四角,因其高度、体量、朝向的差异,形成效果丰富的群体。如璀璨的长方体水晶,从稳重的石材基座生长出来,各塔楼向外的角部对角切出球面弧线,形成的弧面与城市空间友善对话,塔楼之间也姿态亲和。

3结束语

随着大城市土地资源的稀缺,超高层办公楼建筑将会随着经济的发展和科学技术的进步而不断增加,这是社会和经济发展的必然。当然,我们也必须充分地意识到,超高层办公楼建筑的发展给我们带来了标志、形象、空间、容量,但同时也带来了社会、生态、防灾、安全、维护、管理等等的负面影响。所以,超高层办公楼建筑建设至今,一直争议不断,特别是当前世界能源和经济的不景气,使人们对超高层办公楼建筑越来越持怀疑态度,引发了众多的讨论,这些是每个建筑师都需思考的问题。

作者:吴彬彬 单位:广州中交南沙置业有限公司

参考文献

[1]冯琪.高层办公楼电梯系统设计浅析[J].城市建筑,2010(8):35~37.

第6篇

关键词:蜂巢芯现浇空心楼盖;方案比对;超大荷载;结构计算;荷载区域

1 工程概况

长沙市开福区政府中心广场位于政府办公楼北侧,面积约2.5万平方米。广场入口在东边,向西逐步抬高延伸,其西端为3#常委办公楼。常委办公楼北向为会议中心。结合区冶大院整体规划,根据广场西部地势要求高的特点,在设计中我们将广场西端架空一层作为3#办公楼的楼前广场,其下面为车库及中心广场环形通道的西段。这样即解决了土方问题,又解决了广场车道的疏导问题。

工程分两期,即车库部分与3#办公楼通过后浇带分开,一期工程架空车库与中心广场同步进行。这样可以保证中心广场在景观及使用上的完整性。同时解决了区冶大院内车辆停放难的问题,一期工程于2005年5月开工,2006年竣工,至今使用效果良好。

2 蜂巢芯现浇钢筋混凝土空心楼盖的应用

2.1 功能要求

由于车库内的通道是3#办公楼及会议中心的主要通道,同时也是中心广场环形车道的一部分。因此除应考虑一般小车外,还应考虑单位客车的通过。通过调查,开福区单位用客车的高度约为2.8m,因此设计车库的净高必须大于2.8m。

在区冶大院改造过程中,由于受已有工程北端武装部办公楼和宿舍楼以及南部1#、2#办公楼的制约,由中心广场上楼前广场的坡道按10%考虑,其车库最顶部标高为35.40m,而车库内地坪标高考虑与1#办公楼的连接为31.60m,即层高为3.8m,由于车库的上面为室外中心广场的西部,考虑广场的景观效果及3#办公楼的环境,应种植一定规模的绿化植被,且根据规范,3#办公楼的消防通道要上到楼前广场,因此,在车库顶部的不同区域分布有植被覆土及消防车等超大荷载,在设计过程中必须予以重视。

2.2 方案比选

车库柱网布置为:8.4m×8.4m、8.4mx6.0m、8.4mx5.4m以及9.0mx8.4m

2.2.1 采用肋梁楼盖,由于其楼板上荷载很大,因此只能采用刚度大的双向板肋梁楼盖(井字楼盖)和密肋楼盖形式,由于井字楼盖和密肋楼盖不仅在施工工艺上与蜂巢空心楼板相比存在支侧、拆膜、工作量大,工期长的特点,而且其框架大梁经结构计算约1.2m左右,再加上消防喷淋管的设置,及广场地面的面层因素,其净高远不能满足使用要求,若要降低车库地坪标高,则只有做成半地下式车库才能解决车库南通道口的连接问题。

由于半地下室车库除在建筑规范上要求更严格外,诸如土石方工程量增加,车库四周应做防水挡土墙,且车库内下坡车道对停车位数量的影响等都大大增加工程造价,降低了车库的使用功效,且工期增加对政府大院的正常工作影响较大。

2.2.2 若采用蜂巢芯空心楼盖,由于其设计原理即是通过挖去板在受拉区的大部分砼,其空心率达到50%以上。因此减轻了楼板自重,楼盖可以采用宽扁梁形式与实心楼盖结构相比节约了楼板砼,减少了钢筋用量,增加了室内有效净空。同时,在基础荷载大大减轻的情况下,基础造价也相应降低。且由于车库为室外工程,蜂巢空心楼盖中芯盒的双层效应,在隔声隔热方面也具备一定的优势。因此其优势明显。综上所述,我们最终决定采用蜂巢芯无梁空心楼盖。

3 蜂巢芯现浇楼盖的设计技术

3.1 蜂巢芯空心盒的选型

蜂巢芯是以超高强无机胶结料为主要原料,辅以纤维增强,复合制成的一个整体的,带加强筋的空心构件,其底部向内凹进,形成内槽,外形尺寸根据结构设计确定,就本工程而言,由于楼盖面层为室外广场的基层,其上部荷载很大,如种植较大的植被和消防车通道。因此对楼面的刚度及裂缝的要求提高。为防止面层开裂,楼面应配置双向双层钢筋。楼板厚度不宜小于100mm,据此我们选择900mm×900mm ×450mm的大空心盒。如图,这样可以减少密肋数量,加大肋间距,提高楼板空心率与以前500×500的小空心盒方案相比,减少了砼的用量,减轻了肋间钢的绑扎难度,提高了工程进度。

3.2 大型蜂巢芯现浇钢筋混凝土空心楼盖的结构设计原理

蜂巢芯现浇楼盖为钢筋混凝土正交双向工肋空心楼盖,蜂巢芯空心盒以100~200mm的间隙宽度平辅于楼板中,使现浇钢筋混凝土板在浇注后内部形成蜂巢式的空心,而蜂巢芯间的混凝土与上部混凝土楼板及下部空心盒凹槽内的混凝土形成“工”字型截面梁,构成类型于井字梁的双向肋传力体系。与四边的框架大梁和柱子一起构成空间结构体系。由于“工”字肋下部凹槽混凝土部分主要是起到楼盖形成后卡住空心盒不掉落的作用,且该部分与主肋相比量相对较小。因此我们可以将“工”字肋的底部作用安全储备而忽略,按“T”型肋来考虑。这样,我们就可以将蜂巢芯楼盖按双向井字梁楼盖形式,输入电脑进行结构计算,如图1。

3.3 超大荷载作用下蜂巢芯空心楼盖的设计要点

3.3.1 结合建筑与环境室外设计、设置超大荷载区域和较大荷载区域

超大荷载区域一般指楼面上有较大的种植植被的区域及以消防车通道的范围,这些区域由于要考虑植被的存活,因此要有足够的土层以及植被本身的载荷以及消防车载满水时的荷载,因此其荷载值达到15~20kN/m2,属超大荷载,而较大荷载区域一般指种植室外小型灌木以及一般小型轿车的荷载,其值在4~6kN/m2范围。由于其荷载值悬殊很大,因此对梁板的断面及钢筋用量影响很大,从而对工程造价的影响非常大。因此,有必要将其进行区域划分(见图2),这是在室外环境设计过程中容易疏忽的。为了保证这种区域划分的有效可行性。在进行环境设计时,应对方案进行反复推敲论证。在听取多方的意见后,形成最终方案进行施工图设计,对最终的施工图设计不能进行原则性的调整。

3.3.2 对于超大荷载区域应结合具体设计可局部采用明框梁蜂巢空心楼板。

由于超大荷载区域荷载大的特点,因此若采用框架暗梁(即宽扁梁)则其截面宽度非常大,这样不仅降低了楼板的空心率,增加了楼面的自重,而且由于其宽度大而截面高度相对较小的特点,其内力及配筋就会非常大,与相应的框架明梁相比。就梁而言,钢筋用量要增加30%左右。而框架明梁虽然受力合理且经济,但由于截面高度太大,建筑净空大大降低,因此,为了达到既经济又不影响建筑的使用,就需要我们精心设计。根据建筑超大荷载的分布以及设备管线的走向,局部设置

框架明梁,使主管线分布于暗框梁的位置,而支管向框架明梁范围延伸(如图2)

3.3.3 确定蜂巢芯楼板的肋宽

由于超大荷载作用下蜂巢芯楼盖的密肋的内力及配筋地相应较大。因此为方便施工过程中绑扎钢筋及浇筑砼其肋宽不宜过小,一般在120~200mm之间。

由于楼盖中密肋的数量很大,因此,其宽度的取值将是影响整个楼盖砼用量的关键因子,而一般楼盖砼用量占整一个框架结构砼用量的65%以上。因此,我们从降低工程造价的角度出发,我就该合理慎重取值密肋的肋宽。如本工程蜂巢空心楼盖厚度为550mm,面层板厚取100mm。其不同肋宽相应的折算板厚(见表1),从表中我们可以看出肋宽对楼盖的折算板厚影响很大。因此,在设计过程中,应根据结构计算,在满足结构强度、抗裂要求及施工工艺的同时,尽量取低值,以降低工程造价。

3.4 超大荷载作用下蜂巢芯空心楼盖的施工

3.4.1 蜂巢芯现浇砼空心楼盖的施工工艺流程为:在场地或已建楼层上测量放线支脚手架并安装底模龙骨安装楼盖底模在模板上放线蜂巢芯及预埋水电线管盒的定位绑扎蜂巢芯肋粱钢筋水电线管的安装绑扎楼面面板钢筋隐蔽工程验收并整改浇筑混凝土楼盖砼养护混凝土达到湿度后拆模。

3.4.2 应严格控制蜂巢芯的制作质量尽量确保施工过程中无质量问题。

由于超大荷载作用下空心楼盖的蜂巢芯高度都在400mm以上,其砼浇筑过程中对其侧壁产生较大的侧压力,若侧壁强度不够,在施工过程中产生强度破坏,则砼会灌入芯内,变成实心楼盖,增加工程造价甚至造成质量事故。在操作过程中,除必须严格按常规要求控制各道工序外,还应特别注意以下几个问题。

1 严格控制蜂巢芯产品的出产日期,不能以工期紧为由,将未达到强度的蜂巢盒用于施工安装,这需要施工单位提前做好施工组织设计,尽早与蜂巢芯的制作单位签订了协议并报计划。

2 对于芯盒较高一般在400mm以上的侧壁,应设计双层钢丝网或增设斜撑筋,以增强蜂巢芯侧壁的抗压强度。

第7篇

【关键词】 工程 办公楼 建筑设计 分析 基础

本工程为五层框架结构,建筑物总高度为17.25m,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第一组,建筑抗震设防类别为丙类,框架结构抗震等级为三级,结构安全等级为二级,结构正常使用年限为50年。室内设计标高为±0.000,相对于绝对标高0.450m,室内外高差为450mm。建筑物的耐火等级为二级。图纸中标高以米计,尺寸以毫米计。由于建筑物总长度为54.6m,没有超过了《混凝土规范》GB50010-2002第9.1.1条伸缩缝最大间距为55m要求,在结构设计计算中,首先进行结构选型和结构布置,确定承重体系。

1 设计要点

1.1 建筑平面设计

(1)依据建筑功能要求,确定柱网的尺寸,然后,再逐一定出各房间的开间和进深;(2)根据交通、防火与疏散的要求,确定楼梯间的位置和尺寸;(3)确定墙体所用的材料和厚度,以及门窗的型号与尺寸。

1.2 建筑立面设计

(1)确定门窗的立面形式。门窗的立面形式一定要与立面整体效果相协调;(2)与平面图对照,核对雨水管、雨棚等的位置及做法;(3)确定墙体立面装饰材料做法、色彩以及分格艺术处理的详细尺寸。

1.3 建筑剖面设计

(1)分析建筑物空间组合情况,确定其最合适的剖切位置。一般要求剖到楼梯及有高低错落的部位;(2)进一步核实外墙窗台、过梁、圈梁、楼板等在外墙高度上的关系,确定选用那种类型的窗台、过梁、圈梁、楼板及其形状和材料;(3)根据平面图计算确定的尺寸,核对楼梯在高度方向上的梯段的尺寸,确定平台梁的尺寸。

2 方案设计

本方主要特点:突出“以人为本”,努力创造功能合理,经济适用,安全舒适,环境优美,满足现代人工作的办公楼,方案可实施性较强。

2.1 建筑平面设计

平面上力求简单、规则、对称,整个建筑平面为“一”字形,既有利于自然采光和自然通风,同时又有利于抗震。

整栋建筑为南北朝向,建筑物主入口的朝向为北边。本办公楼工程为现浇混凝土框架结构,在框架结构的平面布置上,柱网是竖向承重构件的定位轴线在建筑平面上所形成的网格,使框架结构的脉络,柱网布置既要满足建筑平面布置和使用功能的要求,又要使结构受力合理,构件种类少,施工方便,柱网布置还应与建筑分隔墙布置互相协调,一般常将柱子设在纵横建筑墙交叉点上,以尽量减少柱网对建筑使用功能的影响。框架结构常用的柱网布置方式有:内廊式、外廊式、等跨式、对称不等跨式等。本框架结构办公楼采用内廊式柱网布置。各个房间的开间和进深根据现行办公建筑设计规范划定。建筑物的总长为54.6米,总宽度为16.8米,其长宽比约为3.3,满足7度抗震设防区建筑物长宽比不允许超过6.0的要求。

该工程为一科技局办公楼,根据使用功能的要求,每层设有办公室,会议厅,资料档案室,配电室等。

2.2 建筑立面设计

该办公楼在建筑立面上采用宽大而明亮玻璃窗,有效的满足室内采光的要求,同时可以表现简洁和现代感。建筑立面和竖向剖面上力求规则,避免立面的凹进或突出,使结构的侧向刚度变化均匀,有利于结构抗震。

2.3 建筑剖面设计

建筑物的剖面图要反应出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑物的层数及建筑空间的组合关系。

在建筑物的层高上,考虑到建筑空间比例要求及办公建筑设计规范规定办公楼室内净高要求,该办公楼的层高为常用的3.3m,室内外高差为0.45m。根据总建筑面积等各方面的要求,该建筑物为5层;总建筑高度为17.25m,其高宽比为1.03,满足7度抗震设防烈度区建筑物高宽比不允许超过4的要求。另外从室内采光和通风的角度考虑,窗台的高度取0.9m。屋顶为形式。

此设计满足“适用、安全、经济、美观的总体要求,建筑平面简洁、明快、体现时代待征,结构方案合理,体系选择准备、技术先进、利于施工,装饰简洁适用、经济。

3 基础选型

多层框架结构的基础,一般有柱下独立基础、条形基础、十字基础、片筏基础,必要时也可采用箱形基础或桩基等。

基础类型的选择,取决于现场的工程地质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基不均匀沉降及倾斜的敏感程度以及施工条件等因素,还应进行必要的技术经济比较。

综上考虑,本设计采用现浇柱下钢筋混凝土独立基础和联合基础,混凝土强度等级用C25,钢筋用I级钢筋。

取柱A,D进行独立基础的设计,取柱B和柱C进行联合基础设计。

根据室内外高差0.45m,基础顶面到室外地坪0.65m,选取基础高度为0.75m,砾石层作为持力层,取,。

3.1 确定基顶荷载(联合基础)

(1)由基础梁传来的恒载设计值。

基础梁自重

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

墙重

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

合计 93.24 KN

Nb=1.2×93.24=111.89KN

Mb=111.89×0.23=25.73KN·m

(2)由柱传来的荷载设计值。

第一组:(Nmax与相应的M和V)

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

第二组:(Mmax与相应的N和V)

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

故作用于基底的荷载设计值:

第一组:

M1c=15.31+25.73+9.74×0.75=58.69KN·m

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

第二组:

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

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

3.2 初估基底截面面积和基础高度(联合基础)

(1)地基承载力设计值计算。

设基础埋深1.4m,,,b=0,,则地基承载力设计值:

式中:

f—地基承载力设计值

fk—地基承载力标准值

b、d—分别为基础宽度、深度的承载力修正系数

γ,γm—分别为基地下土的重度、基底以上的加权平均重度

b—基础底面宽度

d—基础埋置深度

(2)基底底面积估算。

先按轴心受压估算基底面积:

第8篇

关键词:建筑工程;结构设计;基础拉粱;多层框架

随着我国社会经济的不断发展,人们的生活水平迅速提高。随之,人们对于生活的质量也提出了更高的要求,其中加强安全意识、剔除安全隐患备受关注。建筑是日常生活中不可或缺的,相应地,建筑质量问题顺理成章地成为了一项社会发展指标。当建筑业应社会需求不断发展的同时,其中所存在的问题也渐次地浮现出来。其中多层框架房屋建筑结构设计问题就是一个尤为突出的问题,本文就这一问题作简要分析。

一、独立基础设计荷载取值问题

在我国的多层框架房屋工程中,一般都采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时。不超过8 层且高度在24m 以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房。可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。另一种情况是。在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载(柱脚内力设计值)只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值。或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少。影响基础本身和上部结构的安全。

二、框架计算简图不合理问题分析

无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,其独立基础埋置较深,在0.05m 左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层1 输入,以某学生宿舍楼为例。该项目为三层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为Ⅱ类l层高3.3m,基础埋深4.0m,基础高度0.8m,室内外高差0.45m,根据《抗震规范》第6.1.2 条,在7 度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。设计者按3 层框架房屋计算,首层层高取3.35m。即假定框架房屋嵌固在一0.05m 处的基础拉梁顶面;基础拉梁的断面和配筋按构造设计;基础按中心受压计算。

显然,选取这样的计算简图是不妥当的。因为,第一,按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩;第二,《混凝土结构设计规范》GB50010-2002)第7.3.11 条规定,框架结构底层柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明,这样的框架结构宜按4 层进行整体分析计算,即将基础拉梁层按层一输入,拉粱上如作用有荷载,应将荷载一并输入。

三、基础拉粱设计问题分析

多层框架房屋基础埋深值大时,为了减小底层柱的计算长度和底层的位移。可在±0.000 以下适当,位置设置基础拉梁。但不宜按构造要求设置。宜按框架梁进行设计,并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言,应采用短柱基础方案。

一般说来,当独立基础埋置不深,或者埋置虽深但采用了短柱基础时。由于地基不良或柱子荷载差别较大,或根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20~l/30,高度可取柱中心距的1/12~1/18。构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限,纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的l0%作为拉力或压力来计算。当拉梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时,拉梁截面应适当加大,算出的配筋应和上述构造配筋叠加。

四、结构计算中几个重要参数的选取问题

《抗震规范》第3.6.4 条指出,所有的计算机计算结果,都应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期,楼层地震剪力系数,楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移比)和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移。楼层的侧向刚度比,振型参与质量系数,墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋,底层墙和柱底部截面的内力设计值。框架一抗震墙结构中抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。为了分析判断计算机计算结果是否合理,进行结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。

4.1 结构的抗震等级

在工程设计中,多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑,如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等。其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度,按《抗震规范》表6.1.2 确定,而对于电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑,首先,应当根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223―2008,确定其中哪些建筑属于乙类建筑。对于乙、丙类建筑,其地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑,一般情况下,当抗震设防烈度为6~8 度时,抗震措施应符合按本地区抗震设防烈度提高一度的要求。

所谓抗震措施,在这里主要体现为按本地区设防烈度提高一度,由《抗震规范》表6.1.2 确定其抗震等级,当7 度地区的乙类建筑的高度超过表6.1.2 规定的范围时,还应采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。如:某7 度地震区城市的一个大型零售商场和一个三级医院的门诊楼本属乙类建筑,但设计人员错当成丙类建筑来设计,使建设物的抗震能力大为降低,不得不对设计计算作重大修改。

4.2 地震力的振型组合数

对于多层建筑,当不考虑扭转耦联计算时,地震力的振型组合数至少应取3;当振型数多于三时,宜取3 的倍数,但不应多于层数;当房屋层数≤2 时,振型数可取层数,对于不规则的高层建筑结构,当考虑扭转耦联时,振型数应≥9;结构层数较多或结构刚度突变较大时,振型数应多取,如结构有转换层,顶部有小塔楼、属多塔结构等,振型数应≥12 或更多。但不能多于房屋层数的3 倍,只有当定义弹性楼板,采用总刚分析,且必要时,振型数才可以取得更多。

《抗震规范》中指出,合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE 等电算程序已有这种功能,可以很方便地输出这种参与质量的比值。有人员不大重示电算程序使用手册的应用,选取振型数时比较随意,这是应当改进的,此外,由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算得来的数值。仅当结构存在明显扭转时才采用耦联计算,但在必要时应补充非耦联计算。

4.3 结构周期折减系数

框架结构及框架一抗震墙等结构中,由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度。计算周期大于实际周期,因此,算出的地震剪力偏小,结构显得不安全,所以对结构的计算周期进行折减是必要的;但若折减系数取得过大也是不妥当的。对于框架结构来说,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取0.6~0.7;砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7~0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9,只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。

五、结束语

结构设计员,在进行多层框架房屋结构设计时,不仅要掌握设计规范,还应根据自己的工程中积累的经验,结合设计计算结果选择出合理的结构体系,正确的处理结构设计中问题,从而提高结构的设计质量。

参考文献:

[1]辛海虹. 结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J]. 价值工程. 2010(27)