11甘肃移动生产调度楼结构设计亮

1、淘宝：第 45 卷 第 4 期2015 年 2 月下结构Building StructureVol 45 No 4Feb 2015移动生产调度楼结构设计，亮公司，南京 210001)( 江苏省邮电设计院摘要 本工程主体结构高 68. 1m，采用钢筋混凝土框架 剪力墙结构。扭转不规则、平面开大洞、竖向收进等多项平面及竖向不规则，属于复杂超限。了本工程结构多项超限所采取的对策、多遇下结构整体弹性计算分析结果、罕遇下结构动力弹塑性时程分析结果和混凝土墙柱设计及梁与柱连接节点设计。结果表明，提高结构的抗震性能目标、增强结构的抗扭震安全性。和竖向不规则部位的强度及延性，可保证结构的抗 框架 剪力墙结构;

2、 超限结构; 弹塑性分析号: TU318文献标识码: A文章编号: 1002 848X( 2015) 04 0052 05Structural design on production dispatching building of Gansu Branch Company of China Mobileui Fang，Du Anliang( Jiangsu Posts Telecommunications Planning and Designing Co，Nanjing 210001，China)Abstract: The project adopts structural system

3、of reinforced concrete frame shear wall with structural height of 68. 1m The building is a complex out of code high rise structure with plane and vertical irregularities including torsion irregularity， large openings in plane and vertical setback Countermeasures to solve the above problems were intr

4、oduced as well as the elastic calculation results of the whole structure under the frequent earthquake，elasto plastic time history analysis results under the rare earthquake，SC design of shear wall and column and beam column joint design The results show that the increase of performance based seismi

5、c design objectives can develop the torsional stiffness of the structure as well as the strength and ductility of vertical irregular parts，which can ensure the seismic safety of the structureKeywords: frame shear wall structure; out of code structure;elasto plastic analysis1工程概况移动生产调度楼项目位于兰州市安宁区北面 积

6、 41 158m2 ，其 中 地 上滨 河 西 路，总24 959m216 199m2 ，采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。本工程结构高度 68. 1m，其中地上部分主体 15 层2 层。本工程结构设计使用年限为 50 年抗震设防类别为重点设防类，即乙类。本工程抗震设防烈度为 8 度，设计分组为第二组，设计基本地震度为 0. 20g。场地类别为类，基本风压为0. 35kN / m2 。本工程平面及立面均不规则，属于超结构。工程于 2009 年完成设计，2012效果图见图 1。限年竣工基础设计根据工程特点及场地地质条件，本工程采用筏板基础，以第层卵石层作为持力层，地基承载力2图 1 生产调度楼效果

7、图= 550kPa。底 板 厚 度 为 1. 5m，底 板 标 高 为fak层( 标高 55. 800m) 处A3 A8轴线范围结构局部 12. 8m，对于基础底面下的中细砂夹层及粉土夹层，均予以挖除，并以 C10 混凝土回填至设计标高。收进，属于侧向不规则1，2。2，10，14 层结构平面布置分别见图 2 4; 由于结构平面布置及竖向的3结构超限情况及采取的措施由于立面效果要求，在层处( 标高10作者简介:，学士，高级工程师，一级结构工程师，:39. 000m) C1 C3轴线范围结构局部收进，在 14ruifang jsptpd com。淘宝：，等第 45 卷 第 4 期移动生产调度楼结构

8、设计53局部不均匀收进，造成平面偏心率过大，导致了结构 扭转效应明显。同时由于使用功能上的限制，端部无法设置剪力墙，楼层位移比大于 1. 21，2; 由于使用功能的要求，2 层开设了较大的洞口，有效宽度小于典型宽度的 50% ，属于楼板局部不连续1，2。防不屈服设计。底部加强部位为1 层至地上 2 层; 6) 未设的柱内均设置芯柱，以混凝的变形能力; 7) 严格框架柱和底部加强部位剪力墙的轴压比，将柱子轴压比在 0. 65 以下，墙体轴压比在 0. 5 以下。设计难点及主要构件的截面和材料本工程的主要设计难点为体型收进造成的不规4则。常规结构中，通常要求中心与质量中心重合，但在本工程中，由于竖

9、向收进的，上部结构的作用向下传递时，对下层的中心一个附加弯矩，即计算某层的质量中心时，需考虑该层 上部结构的质量分布。因此，设计时，应尽量做到本层构件的剪切中心与该层上部所有层的综合质量中心相重合。在结构布置时，有意识地加强B2 图 2 2 层平面布置图B6轴线范围内结构的，保证A3 A8轴线范围内结构的适当，同时削弱C1 C3轴线范围内结构的。这样，结构的总体中心与质量中心较为接近。按上述设计思路，B2 B6轴线范围内，柱截面自 1 层至顶层均为 900mm × 900mm 及 800mm ×800mm，同时利用电梯及楼梯井道设置较多剪力墙，9 层以下墙厚 350mm，9

10、 13 层墙厚 300mm，13 层以上墙厚 200mm; A3 A8轴线范围内，柱截面从底部的 900mm × 900mm 逐渐过渡至 600mm × 600mm，在端部设置剪力墙以扭转位移，9 层以下墙厚图 3 10 层结构平面布置图300mm，9 13 层墙厚 250mm; C1 C3轴线范围内柱截面自 1 层至顶层均为 700mm × 700mm，仅设置少量 200mm 厚剪力墙以削弱该区域结构的。对于该竖向不规则结构，最大扭转位移比为 1. 23，表明本设计较好地了结构的扭转结构的安全。8 10层及 12 14层楼板厚度均设为150mm，双层双向拉通配筋

11、，配筋率为 0. 25% ，其余各层楼板厚度均为 120mm。、剪力墙混凝土强度等级:混凝2图 4 14 层结构平面布置图以上超限情况，根据省超限组意见，结构采取的措工程抗震设防专项施为: 1) 框架与剪力墙的抗震等级均提高至特一级; 2) 底部加强部位的所有墙柱以及B2 B6轴线范围内的结构周边墙柱从底到顶均设置钢骨予以加强; 3) 增加结构的，层间位移角由1 /800 提高至1 /1 000; 4) 适当增加洞口周围板厚度，并采层双向配筋，加强楼面的平面内与承载能力; 5)对于 1 4 层的柱及剪力墙、跃层柱、单边设图 5 结构周期淘宝：结构2015 年54层 地上 3 层为 C45，3层

12、为 C40，8 层以上为 8说明采用SATWE 软件及ETABS 软件建立的分析模型是基本可靠的。C35; 楼层梁、板混凝土强度等级为 C35; 钢结构主要为 Q345B，Q235B。钢筋均采用 HB400。设防下结构不屈服分析5. 25计算分析本工程嵌固位置为首层，即 ± 0 000 标高处。采用 SATWE 软件对结构底部加强部位的墙、柱构件进行了设防作用下结构不屈服分析，工程采用 SATWE 软件进行整体计算分析，同时采用 ETABS 软件进行分析校核; 采用 SATWE 软件影响系数最大值按 8 度多遇的 2. 8 倍取用。计算时，抗震等级取四级，不考虑内力调整的 作用效应且

13、抗震承载力按强度标准值计算，各个分项系数均取 1. 0。设防 作用下，X，Y 向底部嵌固层剪重比分别为 13. 47% ，12. 77% ; 最大层间位移角为 1 /512，满足性能要求; 筏板基础承载力大于最大轴力标准值，满足设计要求。其余各计算结果也均满足设计要求。对 1 4 层竖向构件进行了设防不屈服分析计算; 采用分析。EPDA软件进行了动力弹塑性时程 多遇作用下的弹性分析5. 1采用SATWE 及ETABS 软件计算的结构周期见图 5。计算结果表明，结构第 1 周期为 1. 62s( Y 向平动) ，第 2 周期为 1. 49s ( X 向平动) ，第 3 周期为1. 32s( 整体

14、扭转) 。第 1 扭转周期与第 1 平动周期的比值为 0. 81，小于规范限值 0. 90，表明结构有良多遇作用下弹性动力时程分析5. 31的由于结构竖向收进不规则，按照要求，采用 2 条天( TH2TG040，TH4TG040) 与 1条人工波( H1TG040) 对结构进行多遇作用下好的抗扭。结构在多遇作用下的楼层剪力的弹性时程补充分析，并与振型分解反应谱法计算结果进行对比。由图 8 可以看出，X 向及 Y 向时程曲线计算所得的结构底部剪力大于振型分解反应谱法计算结果 的 65% ，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的 80% ，满足1的要求。同时，图 8

15、 中按 TH4TG040 波时程曲线计算所得的楼层剪力部分超过振型分解反应谱及层间位移角分布分别见图 6，7 ( 图中楼层号含地下室 2 层) 。楼层剪力曲线基本光滑; 结构各层侧均大于相邻上一层的 90% ，结构侧向刚向度均匀连续，无结构软弱层; 楼层剪力大于上一层的90% ，无结构薄弱层; 在 作用下，结构层间位移角满足 1 /1 000 限值要求。通过结果对比可知，两个软件的计算结果接近，图 6 多遇作用下楼层剪力图 7 多遇作用下层间位移角图 8 弹性动力时程分析的楼层剪力包络图淘宝：，等第 45 卷 第 4 期移动生产调度楼结构设计55法的计算结果，设计中将作用放大系数调整为1. 0

16、5，按时 的包络进行设计3。图 9 表明按振型反应谱法计算的楼层弯矩均大于各条时程曲线计 算所得结果，结构安全。结构的时程分析受力特性基本与振型分解反应谱法分析的结果一致。由图 10 可见，在竖向收进楼层处的上一层，时程分析及振型分解反应谱法分析均出现了一个较大的 X 向层间位移角。设计中，对此部位全长加密柱箍筋，剪力墙全部采用约束边缘构件，提高结构的延性。图 11 选用波对应的反应谱12 所示。由图可看出，罕遇作用下，结构对 3条波的反应不尽相同，但由于结构不规则竖向收进，在收进位置结构的突然变化造成层间位移角剧增。从 10 层开始，3 条波作用下结构均反映出明显的鞭梢效应，而结构在弹性时程

17、分析中并体现出该特点。该情况，本工程采取加强收进部位上部结构的配筋、在框架柱及剪力墙边缘构件内均设置 的措施，从而使得结构的最大层间位移角为 1 /112，满足 1 1 /100 的限值要求。图 9 弹性动力时程分析的楼层弯矩包络5. 4. 2楼层剪力结构在罕遇作用下楼层剪力如图 13 所示。从图 10 与图 12 以及图 8 与图 13 的对比可以看出， 结构整体指标如层间位移角和底部剪力值，分别相 当于振型分解反应谱法 CQC 结果的 10 倍和 5 倍，图 10 弹性动力时程分析的层间位移角包络图罕遇作用下弹塑性时程分析5. 4由于本工程规则性超限，按照2要求，除进行结构整体弹性计算分析

18、外，还采用 EPDA 软件对结构进行罕遇作用下的弹塑性时程分析。分图 12 罕遇作用下层间位移角曲线析时，考虑结构重力荷载代表值的影响，取为 1. 0 恒载 + 0. 5 活载。本工程采用一条人工波( H1TG045) 和两条天( TH1TG045，TH2G045 ) 对结构进行罕遇作用下的弹塑性时程分析。所选用的 3 条应的反应谱见图 11，分析输入的峰值波对度为400cm / s2 。由图 11 可见，3 条波的持续时间、场地条件等均符合要求。5. 4. 1层间位移角结构在罕遇作用下层间位移角曲线如图图 13 罕遇作用下楼层剪力淘宝：结构2015 年56注意到罕遇作用下的峰值度PGA =

19、400节点大样见图 16。cm / s2 ，相当于小震波 PGA = 70cm / s2 的 5. 7 倍，同时考虑到特征周期的放大( 约 1. 12 倍) ，可认为罕遇 作用下的弹塑性反应与弹性反应相比，有底部剪力减小而位移增大的趋势。结构屈服机制分析5. 4. 3弹塑性动力时程的塑性铰分布图见图 14。结构在罕遇作用下，主楼的梁端大多出现塑性铰， 出现裂缝，各剪力墙无剪切破坏，结构屈服机制合理。图 16 梁内主筋与柱连接节点大样结论( 1) 对于平面不规则超限时应尽量提高结构的抗扭性，提高结构的抗震性能。7，结构布置，同时增加结构的延( 2) 对于竖向收进不规则超限别关注收进部位上部结构的鞭梢效应。设计时应注意增加收进部位结构的强度及延性。( 3) 弹性及弹塑性分析的结果表明，通过采用适当的结构体系、合理的结构布置及适当的构造措 施，本工程结构设计达到了预设的抗震性能目标，各 项指标均符合2的要求，设计合理，结构安全、可靠。图 14 塑性铰分布图6 钢骨混凝土墙柱及柱梁连接节点设计本工程中底部加强部位的所有墙柱以及平面中部 15