超长回字形结构初步设计·.doc

第四章：结构设计一、 工程概况 本项目总建筑面积25832.04m；地上主楼四层，建筑高度23.6米。地下一层为消防水池。二、 设计依据（1）国家现行的设计、施工及验收规范：建筑结构荷载规范 （GB50009-2012）建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011）钢结构设计规范 （GB50017-2003）混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）地下工程防水技术规程 （GB50108-2008)高层建筑混凝土结构技术规程 （JGJ3-2010）建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008 ）建筑抗震设防分类标准 （GB50223-2008）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002）其它国家、行业、地方现行标准、规范及规程项目总设计师下达的设计要则。各有关专业提供的设计资料。三、 基本设计荷载取值：基本风压： 0.40kN/（10m高度，50年基准期）基本雪压： 0.30kN/屋面活荷载： 0.7kN/ （不上人屋面）楼面荷载按工艺专业要求及建筑结构荷载规范GB50009-2012进行取值。四、 工程地质条件层耕土(Q4pd): 灰黄色,松散,稍湿,成分以粉土为主,含少量植物根系及虫孔等。该层土质均匀性很差。场区普遍分布，厚度:0.300.80m;层底标高:56.0156.81m;层底埋深:0.300.80m。层粉土(Q4al): 灰黄色,稍密中密,稍湿湿,局部粘粒含量较高,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。该层具中压缩性,土质均匀性较差,局部1.00m左右夹厚约0.30m的粉质粘土薄层(棕褐色,可塑)。场区普遍分布，厚度:2.103.10m;层底标高:53.5754.16m;层底埋深:2.603.50m。层粉质粘土(Q4al): 棕灰色棕褐色,可塑软塑,无摇震反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。该层具中高压缩性,土质均匀性较差。场区普遍分布，厚度:0.301.80m;层底标高:52.0653.59m;层底埋深:3.505.00m。层粉土(Q4al): 灰黄色黄灰色,中密密实,湿,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。该层具中压缩性,土质均匀性稍好。场区普遍分布，厚度:7.408.90m;层底标高:44.2645.07m;层底埋深:11.8012.90m。层粉质粘土(Q4al): 棕褐色棕黄色,局部棕灰色,可塑硬塑,下部含少量姜石,局部富集,粒径一般不大于2cm,无摇震反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。该层具中压缩性,土质均匀性较差。场区普遍分布，厚度:3.607.70m;层底标高:36.1637.26m;层底埋深:19.5021.00m。-1层粉土(Q4al): 灰黄色,中密密实,湿,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。该层具中低压缩性,土质均匀性稍好。场区普遍分布，厚度:0.504.10m;层底标高:39.9640.66m;层底埋深:16.3017.00m。五、 结构体系选型5.1 地基基础方案 本工程拟采用钢筋混凝土独立基础，其中消防水池部分基础拟采混凝土筏板基础。5.2 结构方案本工程为超长回子形钢筋混凝土结构，长度为100m，宽度为75.6m。如按现行规范将其分为六块的话，在建筑入口大堂部分楼板宽度被消弱导致结构刚度突变，抗侧刚度差。结构平面布置存在薄弱部分。同时在结构内设缝较多，也影响了建筑使用功能和立面，增加了造价。因而本工程借鉴国内同类型成功的经验，采用钢筋混凝土回子形结构形式。柱网为9跨12X8.4米，四层，高23.00米。地下消防水池部分为一层，柱网与上部结构相同。本工程采用框架结构，楼板采用主次梁+混凝土现浇楼板形式。5.3 设计时考虑框架抗震等级为三级。5.4 抗震设计抗震设防的有关参数见表4.1。表4.1 抗震设防的有关参数抗震设防烈度7度设计基本地震加速度0.15g设计地震分组第一组设计特征周期值0.45(s)建筑场地类别类建筑场地土类型-5.5 建筑结构的安全等级和设计使用年限及抗震设防标准表4.2 结构的安全等级和设计使用年限及抗震设防准结构安全等级二级设计使用年限50年抗震设防类别丙类地基基础设计等级乙级抗震设防标准地震作用按7度考虑地消防水池防水等级 二级抗震措施按8度考虑六、 材料6.1 混凝土强度等级：地下消防水池部分：混凝土外墙、梁、板均采用C30，柱为C35其中地下室混凝土抗渗等级为P8。地上部分：柱采用C40、 梁、板均采用C30。6.2 热轧钢筋：HPB300(fy=270N/mm2):HRB335级(fy=300N/mm2)；HRB400级(fy=360N/mm2)。6.3 钢结构：钢材：采用Q235，Q345. 6.4 墙体材料:外墙及地下采用红土多孔砖，内墙体采用加气砼砌块。地下部分采用M7.5水泥砂浆，地上部分采用M5.0混合砂浆砌筑：七、 结构分析方法7.1 拟采用计算分析软件：中国建筑科学研究院研制的2010年版PKPM系列程序“多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE”进行结构整体分析;基础部分采用钢筋混凝土地基基础和筏板基础设计软件-JCCAD”进行基础计算。7.2设计计算分析结果汇总计算塔号1号结构类型框架结构计算振型个数15计算层数5结构自振周期耦联T1(s)(扭转成份)1.1351 (0.08)T2(s)(扭转成份)1.1297 (0.31)T3(s)(扭转成份)1.0125 (0.60)扭转周期与最大平动周期的比值Tt/T10.8919层间最大弹性位移角(不考虑偶然偏心)地震X向Max-Dx/h(对应层号)1/ 627 (2)()Y向Max-Dy/h(对应层号)1/ 624 (1)风X向Max-Dx/h1/7616Y向Max-Dy/h1/9724最大弹性位移与层平均位移的比值(考虑偶然偏心)地震X向Rat-(X)1.15Y向Rat-(Y)1.18风X向Rat-(X)1.03Y向Rat-(Y)1.09剪重比X向Qox/Ge6.46%Y向Qoy/Ge5.76%参与地震分析的有效质量系数X向Cmass-x99.21%Y向Cmass-y98.37%楼层侧向刚度与相邻上层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%的比值Rat-X11.4722Rat-Y11.5830结构刚重比DiHi/Gi（框架结构）X向32.03Y向32.49八、 结构超长措施：由于建筑物结构超长，考虑使用功能的需要，本工程未设变形缝。为了控制各个阶段的裂缝，采取如下措施：8.1在平面内横向设置二道收缩后浇带，竖向设置一道收缩后浇带中梁板钢筋均断开，并在60天后，于气温较低之时或与原浇捣时气温相近时封闭。这可以一定程度上缓解混凝土初期收缩问题。 8.2在平面内横向设置二道收缩后浇带，竖向设置一道收缩后浇带中梁在材料的使用上，减少水泥用量和水灰比，掺入合适的外加剂，严格控制大体积砼施工时水化热温度差。8.3在平面内横向设置二道收缩后浇带，竖向设置一道收缩后浇带中梁设计中楼板钢筋做到双层双向拉通，并适当加大，以抵抗温度造成的应力；屋面板厚不小于120，对于大堂等位置楼板消弱部分，明显