对某综合楼结构设计的分析.docxVIP

对某综合楼结构设计的分析 摘要：本文结合某综合楼工程分析了建筑结构设计中存在一些关键问题，利用概念设计思想，通过在方案阶段和设计阶段采取构造措施，增强结构整体性和抗扭刚度，实现了较好的抗震性能。获得了较好的经济效益。 关键词：结构设计；混凝土；大跨度 l工程概况 本工程是一座集汽车库、通信、办公、会议、特种大厅等为一体的综合性办公楼。总建筑面积约为38000m2，其中地下面积约为12000m2。地上面积约为26000m2。建筑物长1298m，宽532m，地下2层，地上5层，建筑总高 度为222m。建筑空间多变：内部设有4个从地下1层至顶部的中庭。各功能用房围绕中庭布置，最大限度地实现了建筑的直接通风采光。建筑中央区域14层为两个2层高的特种大厅跨度为234mx234m，1-2层门厅局部柱抽空。形成234mxl56m的大空间。整个建筑物沉稳大气、厚重质朴。与所在区域的空间特点及传统风貌达到了很好的融合。工程结构设计采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。 2结构设计主要问题 建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为8度。设计基本地震加速度为020g，场地类别为类。抗震设防类别为丙类。地下1层顶板为上部结构的嵌固部位，地下2层抗震等级三级，其余层抗震等级二级。 21超长无缝施工技术的应用 由于建筑平面布置和立面造型的要求，未设伸缩缝。而工程总长1298m，远超过混凝土结构设计规范(GB 500102002)表911规定的框架一剪力墙结构伸缩缝最大间距4555 m的限制。采用传统的后浇带虽较为经济，但施工周期长。还易留下渗水隐患等不利因素。鉴于本工程施工工期短等原因。采用超长无缝技术解决结构不设缝问题。 211混凝土原材料选择 严格控制水泥、砂、石、泵送剂和掺合料的性能，以降低混凝土的水化热，减少混凝土的收缩性。如尽量采用减水率达到18以上的泵送剂，掺合料宜采用I级粉煤灰；不得采用高钙粉煤灰，水泥采用矿渣硅酸盐低水化热水泥等。为确保混凝土的抗裂、防渗效果，混凝土的限制膨胀率必须合理。结合本工程主体结构混凝土强度等级、流水段的划分和膨胀剂的性能等条件，经试验验证本工程膨胀剂的掺量宜为105。 212施工过程严格控制 施工是否规范对裂缝控制有着显著的影响。要规范混凝土的配合比、浇筑、振捣、养护的施工技术要求，并对施工的全过程进行严格监控。 混凝土浇筑工艺采取分段浇筑法，即采用“抗”与“放”结合的原则，先“放”后“抗”。主体结构均匀划分为4个施工区段。混凝土按施工段依次浇筑。每段的混凝土均采用同一个混凝土配合比(即全部混凝土均为同一膨胀剂掺量的方案)，段与段之间留施工缝。相邻两段的浇筑间隔3 d以释放部分混凝土产生的温度应力。施工缝是混凝土结构自防水的薄弱环节，需选择性能好的钢板止水带。 213纵向钢筋构造措施 对温度应力影响较大的部位，应加强此部位的配筋，以提高混凝土的极限拉伸，增强结构的抗裂性能。如地下l层顶板、地上1层顶板及屋面板受温度变化影响较大，楼板钢筋沿平面长度方向尽量采用细而密、拉通的方式配筋，考虑到本工程平面不规则、楼板间存在弱连接、在地震作用下结构扭转效应等不利因素，钢筋层层拉通：由于长向结构构件都受到温度应力的作用并受到混凝土硬化过程中收缩的影响，每个楼层不仅要提高框架主梁(包括基础主梁)的腹板钢筋配筋率，次梁也要提高，腰筋按直径16mm、间距150nm配置。 214加强保温隔热措施 为减小建筑物受外界温度变化的影响，在外墙干挂石材的内侧喷硬泡聚氨酯保温材料。外围护墙选用具有较好保温性能的陶粒空心砌块。 22增强结构抗扭刚度措施 工程建筑平面复杂，空间变化多样，平、立面布置不规则，加之结构超长，结构的扭转问题较突出。本工程虽属多层建筑，鉴于其重要性扭转振型希望在第三振型出现。设计采取以下结构措施：在角部、楼、电梯间、空调竖井等位置设置剪力墙并加大外边缘框架梁的宽度和高度。以增大结构抗侧刚度和抗扭刚度，减小地震作用下的扭转效应；对弱连接楼板，钢筋双层双向拉通，钢筋在支座按抗拉锚固；弱连接楼板边梁上下筋拉通，箍筋通长加密，以提高楼板平面内刚度和整体性。 23缓粘结预应力技术的应用 特种大厅234 mx234 nl跨的井字梁采用缓粘结预应力技术。缓粘结预应力技术是在有粘结预应力技术和无粘结预应力技术之后发展起来的一种新的预应力技术。采用此项技术，可在梁宽范围内很方便地布置预应力筋。无须预留孔道，无须孔道灌浆，具有无粘结预应力技术施工方便的优点，与有粘结预应力技术相比，大大缩短了工期；利用填充在外包高强PE护套和预应力筋之间的缓凝胶粘剂。保证在钢筋张拉后产生较强的粘结咬合力，并与预应力筋成为一体，通过波纹状外表面的嵌固作用使预应力筋与混凝土间不能滑移，从而达到有粘结预应力的力学特性，有效控制裂缝宽度和跨中挠度，保证结构具有良好的延性和抗震性能。 预应力梁混凝土强度等级为C40，缓粘结预应力筋采用妒152。缸=l 860 MPa的低松弛钢绞线，与普通松弛钢绞线相比。低松弛钢绞线可减小预应力损失，提高有效应力，使预应力配筋数减少。大厅X向预应力框架梁截面尺寸为600mml 200mm，端跨预应力筋为14根钢绞线。中间跨为18根钢绞线。Y向梁因与门厅框支梁组成连续梁，梁宽由600mm增至800mm，支座竖向加腋尺寸为1 200mm200mm，配22根钢绞线。 预应力筋施工工艺：(1)缓牯结预应力筋采用两端张拉；(2)预应力筋张拉控制应力为0.75fptk=0.5l 860=-1 395(MPa)；(3)张拉工艺：01.03con；(4)预应力筋张拉后，端部锚具应做防腐处理，并用加入微膨胀剂的水泥砂浆进行封堵。 24设置吊杆减小大跨度梁高 大厅2层走廊边梁最大跨度为114m。采取设置吊杆的处理方法可将梁高减至400咖。吊杆上下图如图l所示。该节点构造简单，传力明确，施工方便，较好地解决了大跨度梁的高度问题，争取了更大的使用空间。 图1 吊杆上下节点示意 (a)节点横截面；(b)ll剖面；(e)2-2剖面 25现浇混凝土空心楼盖的应用 部分大跨度板块(如78(84)m84m，6(72，84)m116m等)采用现浇钢筋混凝土空心楼盖。它是按一定规则放置埋入式内模后。经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。本工程采用的内模为BDF空心薄壁箱体，主要起到规范成孔形状的作用，不参与结构受力。现浇混凝土空心楼盖根据混凝土结构受力原理力求节约楼板截面中间受力较小区域内的混凝土把现浇实心楼板整体性好与预制空心楼板自重轻、跨度大等优点结合到一起，克服传统楼盖体系的不足。主要具有以下特点：(1)楼面平整，有利于房间灵活隔断，适合于大开间布置，空间开阔美观；(2)楼盖的封闭空腔，抑制了上下楼层的噪声干扰，隔声效果明显，这种结构也减少了能量的传递，显著提高了隔热保温性能，适应 目前提倡的建设节约型社会、节约能源的要求；(3)楼面刚度大，变形小，抗震性能好；(4)节省了混凝土用量，也减轻了自重，有较好的经济效益。 现浇混凝土空心楼盖内力可依据现浇混凝土空心楼盖结构技术规程(CECS 175：2004)ts3计算：即对边支承楼盖结构的区格板可按不考虑空腔影响的弹性板进行内力计算，正、负弯矩之间的调幅不应超过20。构造应满足第612条、第614618条及第621条 622条的规定。空心板构造如图2所示。 图2现浇混凝土空心板示意 混凝土浇筑应注意两点：(1)抗浮问题，可利用铁丝把板筋与模板体系紧密拉结在一起，以解决箱模抗浮问题，若解决不好，会造成局部楼板标高超高，影响后期装修，还会造成空心箱模的大面积大量上浮，出现质量事故；(2)混凝土浇筑按照顺序依次进行，并加强振捣，保证箱模底部混凝土的密实。 26门厅入口长悬挑钢结构两篷 门厅入口主雨篷外挑62m，内挑18m，宽85m，篷面为钢化夹胶玻璃，自室外地坪上高78m，其三维透视图如图3所示。采用STS计算，荷载标准值取值：永久荷载为07kNm2，活荷载为05 kNm2，基本雪压S。为040 kNm2，基本风压形。为045 kNm2，因悬挑长度较大。8度设防地区悬挑长度超过2m应计算竖向地震作用和水平地震作用。由于建筑立面不允许雨篷设置斜拉杆。设计中利用“杠杆”平衡原理，在6600m标高钢梁GL和4100 m标高钢筋混凝土框架梁KL间设置钢立柱。较好地解决了长悬挑雨篷结构的抗倾覆问题。 图3 雨篷三维透视图 3结语 本工程空间复杂多变。平面、立面布置均不规则而且结构超长，属于较复杂的多层建筑。加之工程重要。设计周期短，如何在保证结构安全、满足建筑使用功能和美学的前提下。做到技术先进、经