结构专业重点、难点及设计要点

1、精选优质文档-倾情为你奉上一、结构专业重点、难点及设计要点根据本工程建筑方案特点，结合吴江区当地自然条件，选择合理的结构体系是本项目施工图阶段设计的关键内容，也是为业主节约造价，缩短工期的核心问题。服务用房为多层房屋采用框架结构比较合理，根据现有建筑方案 功能要求，合理布置柱网，使结构平面质量，刚度尽量对称，避免造成扭转影响。建筑长向长度为70m，超过规范允许要求，应采取措施避免砼收缩的不利影响。在适当位置设置施工后浇带或在砼中掺入外加剂，同时结构计算时应考虑温度作用的影响。1#、2#楼为高层建筑，也是本次工程中占整个造价比重较大的部分，合理造型非常重要。建筑方案平面尺寸为69.6m×

2、;13.2m，长宽比为5.3，接近规范限值6，为长矩形平面。采用框架结构方案无疑是最为经济的结构方案，但设计中重点需要解决框架结构扭转刚度比较弱的弱点。控制层间位移角 ，满足规范要求。方案中1#、2#公寓楼同服务用房间二层人性化的用连廊连接，设计上要处理好各单体与连廊的关系，应设置伸缩缝断开。由于连廊仅二层，同1#、2# 相比，竖向荷载相差较大，基础设计时应注意采取措施减小不均匀沉降的影响。基础设计时，应考虑服务楼下人防地下室深基坑给连廊、1#、2#高层公寓带来的影响，尽量减小土方开挖，以节约投资。1#、2#高层下未设地下室，应注意基础埋深满足高规要求，保证水平荷载作用下，剪力的有效传递。本次

3、工程是一项人的福利工程，体现了政府对人民的关怀，对设计人来说一定要非常细致，精心设计，任何微小的失误都会给使用者带来不便。设计时一定要制定周密的技术措施，保证各项指标达到、优于规范要求。设计前要注重合理优择结构方案，设计时精确计算分析，不断优化完善。以使结构在满足建筑使用功能的前提下，达到最节约投资，所以控制工程造价是在结构设计工作中自始至终的一条主线。二、结构的优化1.结构优化思想结构专业非常重要，结构设计方案的优劣的整个工程造价和质量品质起着决定性作用。本工程结构设计中应注重“概念设计”原则，结合吴江区自然条件、场地条件，处理好结构与结构、结构与构件间的关系，充分发挥结构构件的最理想受力状

4、态，使结构具有足够的承载力、刚度和延性。因地制宜，选择安全合理、经济适用的结构方案，这是施工图优化方面要解决的首要问题。2. 主要技术条件本工程主要分成两个部分：服务用房和1#、2#高层（级高度）公寓 。主要技术条件如下：（1） 本工程安全等级为二级，结构使用年限为50年。（2） 抗震：本工程抗震设防类别为丙类；基本设防烈度为6度；基本地震加速度为0.05g；设计地震分组为第一组。（3） 荷载：基本风压：0.45KN/；基本雪压：0.4KN/；楼（层）面活载：按荷载规范取值。（4） 材料：砼：C30（C40）；钢筋：HRB400级。（5） 结构类型：框架结构。（6） 地基与基础设计等级：乙级；

5、柱基础设计等级：乙级；地基基础：桩基础或筏板基础。3. 结构设计的原则和主要的技术参数3.1 1#、2#楼在本工程土建造价中比重较大，方案阶段我们主要针对1#、2#楼进行了结构计算，计算分析采用了中国建筑科学研究院PKPM工程部制作的PKPM结构分析计算软件（2012年6月30日版）。3.2 主要计算原则和控制指标如下：（1） 考虑双向地震作用影响；（2） 考虑结构扭转藕联的影响；（3） 考虑偶然偏心的影响；（4） 对1#、2#楼框架方案考虑重力二阶效应；（5） 位移比控制：规定水平力作用下，楼层最大弹性力水平位移（或层间位移）同该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值比一般1.2，最大不超

6、过1.4；（6） 侧面刚度比控制：各层侧面刚度不小于上一层的70%，同时满足不小于相邻3层侧面刚度平均值的80%；（7） 楼层抗剪承载力控制：楼层层间受剪承载力不小于相邻上一楼层的80%；（8） 周期比的控制：结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一周期T1之比不应大于；（9） 振型质量参与系数控制；（10） 最小剪重比控制.；（11） 层间位移角控制：框架；框架剪力墙8；剪力墙。4. 结构体系和经济合理性比较：我院为了将1#（2#）高层公寓楼结构体系最优化，对1#楼分别作了种结构方案：剪力墙结构、框架剪力墙结构和框架结构。并通过平面布置调整，使各方案均满足.条中各项指标要求，为经济性比

7、较提供对比基础抗侧力构件。 4.1剪力墙结构方案：工程实践中，设计经验表明短肢墙较一般剪力墙经济性上并未取得优势，且抗震性能上已被业界否定，故在本方案结构布置时，尽量采用了一般剪力墙结构，结构标准层平面布置详见图一，计算结果详见表一。图一：表一：剪力墙方案电算结果信息汇总表周期周期平动系数扭转系数T11.92791.000.00T21.44790.970.03T31.09440.030.97扭转与平动第一自振周期之比T3/T10.567有效质量系数X方向99.49Y方向97.94本层与上一层抗剪承载力比最小值X方向0.88Y方向0.94规定水平力下结构底层框架部分承受的倾覆力矩与结构总地震倾覆

8、力距的比值X方向2.45Y方向0.87最小地震剪力系数（剪重比）X方向1.47Y方向1.74刚重比 X方向4.31Y方向6.24风荷载作用下最大层间位移角X方向1/5173Y方向1/1590地震作用下最大层间位移角X方向1/1418Y方向1/1736风荷载作用下各楼层最大水平位移与该层平均值之比最大值X方向1.05Y方向1.15地震作用下各楼层最大水平位移与该层平均值之比最大值X方向1.05Y方向1.29 4.2框架-剪力墙结构方案：为满足建筑物功能方面的要求，剪力墙结合楼梯间，电梯间布置，按“、对称”的原则，并尽量抗震墙厚，以使经济性最优化，框架-剪力墙方案，标准层平面布置详见图二，计算结果

9、详见表二。图二：表二：框架-剪力墙方案电算结果信息汇总表周期转角周期平动系数扭转系数T1149.591.41160.960.04T257.471.34770.970.03T3100.261.04240.130.87扭转与平动第一自振周期之比T3/T10.74有效质量系数X方向97.34Y方向94.55本层与上一层抗剪承载力比最小值X方向0.88Y方向0.91规定水平力下结构底层框架部分承受的倾覆力矩与结构总地震倾覆力距的比值X方向30.6610.85Y方向23.9417.089最小地震剪力系数（剪重比）X方向1.91Y方向1.75刚重比 X方向7.93Y方向7.01风荷载作用下最大层间位移角X

10、方向1/9999Y方向1/1305地震作用下最大层间位移角X方向1/2067Y方向1/1566风荷载作用下各楼层最大水平位移与该层平均值之比最大值X方向1.03Y方向1.22地震作用下各楼层最大水平位移与该层平均值之比最大值X方向1.04Y方向1.21 4.3框架结构方案：本工程建筑平面为长矩形，长向长度约为70m，长宽比为5.3.经结构计算，需在中间设缝断开，分成两个抗震单元（左塔和右塔），本方案同时也解决了因砼框架超长需要采取附加措施造价增加的问题。框架方案，标准层平面布置详见图三，计算结果详见表三。图三：表三：框架方案电算结果信息汇总表（表中信息:左塔/右塔）周期转角周期平动系数扭转系数

11、T185.77/98.342.25/2.21.00/1.000.00/0.00T2175.30/7.912.14/2.10.77/0.920.23/0.88T3177.33/1.831.999/6.770.24/0.10.76/0.9扭转与平动第一自振周期之比T3/T10.89/0.83有效质量系数X方向98.699/98.65Y方向95.53、98.39本层与上一层抗剪承载力比最小值X方向0.83/0.87Y方向0.87/0.87最小地震剪力系数（剪重比）X方向1.03/1.04Y方向1.02/1.04刚重比 X方向13.47/14.09Y方向13.75/14.86风荷载作用下最大层间位移角

12、X方向1/2370/1/1680Y方向1/664/695地震作用下最大层间位移角X方向1/1590/1524Y方向1/1621/1605风荷载作用下各楼层最大水平位移与该层平均值之比最大值X方向1.05/1.04Y方向1.13/1.15地震作用下各楼层最大水平位移与该层平均值之比最大值X方向1.04/1.05Y方向1.07/1.12 4.4经济性比较：在同样满足规范和安全性要求下，我院对以上三种结构方案计算配筋结构进行了经济指标的分析计算，详见表四。表四：1#2#楼结构方案经济性比较楼号结构方案估算钢筋含量（kg/m2）估算混凝土含量m3/m21#（2#）楼剪力墙结构框架-剪力墙结构框架结构 结论：由上述可知，1#（2#）公寓采用框架结构切实可行，且能取得良好的经济性，可为业主取得较好的投资效益。5. 基础设计1#、2#楼基础类型选择应根据当地具体的地址情况确定。方案一：采用了桩基础承台的形式，桩类型可选择造价便宜且采购方便的预应力砼管桩，桩径500，承台高度经计算约为10m。承台间设置联系梁，满足抗震要求，同时基础埋深应不小于-2.400米。经计算最大反力（标准组合）PXMAX=204kpa，若场地条件适宜。亦可以采用筏板基础，此时，基础梁埋深应不小于-2.900米。基础设计时，应进行高