浅谈钢筋混凝土结构设计选型分析

1、浅谈钢筋混凝土结构的设计选择与分析摘要：本文结合项目实例，在结构选择中进行内力结构系统、楼板系统、楼板混凝土温度和收缩裂缝控制、整体分析计算和时程分析。关键字：钢筋混凝土结构选择结构分析中途分类编号：TU37单据标识代码：a文章编号：1.工程概述和现场综合概述本工程位于广州，由30层住宅建筑1栋，18层住宅建筑2栋，5层服务中心1栋，住宅建筑1层上表面风廊及1层地下室组成。公寓第二层楼上是住宅，第一层是住宅休息室，公共建筑辅助房，地下室是车库，设备室等。30层住宅建筑(框架支撑剪力墙结构)的抗震等级为二级(全高80m)，框架支撑框架的抗震等级为一级，18层住宅建筑(剪力墙结构)剪力墙的抗震等级

2、为三级(全高)场地等级2级，基础等级2级，工程重要性等级2级工程，地面调查等级b级。场地在钻井控制的深度范围内没有发现缺陷的迹象，因此场地位于比较稳定的地块，适合建筑。2.选择结构2.1侧向力结构系统这座建筑物与地面垂直都比较简单，规则简单，高层住宅的情况是，各塔之间地面分隔在上面。垂直必须满足抗风和抗震的基本要求，同时平面布局必须最大限度地考虑建筑设计的功能和使用要求，满足经济要求。根据这种设计理念和想法，在建筑层和电梯之间安装剪力墙核心，在2层安装少量转换梁，以满足地下室的使用。地下底板是上部结构的固定端，在建筑轴线相交部分或其他合适的部位安装剪力墙，形成结构平面布置的基本合理的剪力墙结构

3、内力体系。结构平面布置办公室、卧室、厨房、卫生间基本上尽量考虑当前人们对住房功能的需求，以免暴露梁；此外，将墙尽可能地放置在周围，适当减少核心筒剪力墙的数量，在建筑平面周围凹凸处设置恒定拉梁，提高结构的整体扭转刚度。2.2层建筑系统此工程楼板是典型的钢筋混凝土肋梁楼板，具有下表(单位：mm)中的每个楼板厚度地下屋顶住宅，标准楼层说明楼板：300(塔)、300(地下讲台)、地下室外墙300人防屋顶：250、其他200(保护层)160(室内)标准楼层：11至130屋顶：130钢筋零件板厚度h=1802.3地下楼板、屋顶和裙楼楼板的混凝土温度和收缩裂缝控制本工程地下室最大尺寸达108mx72m，根据

4、钢筋混凝土结构理论及工程经验，地下室及外墙没有空隙，长时间混凝土早期收缩，经常发生裂缝，影响泄漏引起的安全和使用。可以通过在地板、屋顶和外墙上安装永久变形接头的方法来解决，但在安装变形接头的同时，对地下室的防水和施工使用也有很大的影响，目前地下设计大多不使用变形接头，而是通过安装后浇带或加强带来解决这个热手问题。这项工程虽然地下讲台和主楼层有很多差异，但采用了坚实的桩基，因此不需要根据以前的经验设置沉没接缝。地下室和海带一层屋面花园为解决混凝土早期收缩裂缝问题，计划在适当的部位安装后浇带或加固带，皮带宽度为2000mm，后浇带宽度为1000mm。同时，楼板和侧壁采用了改性聚丙烯纤维混凝土，提高

5、了混凝土的抗收缩能力，防止了混凝土的收缩裂缝。考虑到超长结构的温度收缩，地下室被埋在地下，一层屋面郑源部分地面被600mm以上的厚度复盖，温度变化的影响较小，温度变化也不太可能因逐渐减缓而产生裂缝。通过在加强带部分构造一定量的冷轧带钢筋，抵抗混凝土的温度拉伸应力，有效地降低了产生裂纹的可能性。2.4默认选择基础设计级别：根据建筑地基基础设计规 (GB50007-2002)，该项目属于场地和基础条件复杂的常规建筑，基础设计级别为a级。据岩土调查报告及4.3.3节现场综合评价，地下室底部大部分位于粉质土壤中，该地面和粉质黏土层或中间砂层的厚度发生了很大变化，不符合自然地基的承载力要求。进行基础方案

6、的技术经济比较分析，本工程想采用旋挖基础方案。 800 1600，C30混凝土桩的桩径。基坑开挖到设计水平后，如果仍有泥浆，则先清除泥浆，然后重新充填，直到设计水平，再开挖施工。文件长度约为20米，轴承容量特征值为5000到15000kN。用长钢筋和拉伸桩嵌入的文件。与其他桩基方案相比，开挖施工速度快，有利于缩短工期，加快新社区建设。2.5结构材料钢筋：热轧钢筋：d8点HPB235(Q235)钢筋(额定)，fy=210kn/10D16点HRB400(20MnSiV)钢筋，fy=360kn/混凝土：垂直构件(墙、柱)的混凝土强度等级如下：30层住宅：层次4层58912层1316层1720层21层

7、混凝土强度等级C55C50C45C40C35C30水平构件(梁、板)的混凝土强度等级如下：层次1层2层310层10层混凝土强度等级C30C40C30C2518层住宅：级别3层48层9层混凝土强度等级C35C30C25水平构件(梁、板)的混凝土强度等级如下：级别4层5层混凝土强度等级C30C253.结构分析以30层住宅为例，结构计算由中国建筑科学研究院准备的多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件 SATWE采用工程的整体分析计算。SATWE计划计算结果(30层住宅)自行估算周期(秒)T1=2.8829，T2=2.5798，T3=2.4258(T)T4=0.7793，T5=0.7530，T6=

8、0.7111(T)T7=0.3939，T8=0.3845，T9=0.3655(T)注意：括号中的t表示基于扭曲的模式(T3/T1=0.841)方向XY风荷载作用位移顶点U(mm)24.4054.76U/H1/36311/1617最大层间u(mm)0.992.35 u/h1/2971/1234基准力矩m0 (knm) 158421.9271956.2基础剪切Q0 (kn) 5135186地震作用位移顶点U(mm)45.1356.56U/H1/19631/1566最大层间u(mm)1.862.49u/h1/15591/1165基准力矩m0 (knm) 300250.6271956.2基础剪切Q0(

9、KN)4826.155127.06总重量G(T)31628地震作用的剪切比(Q0/G)1.62%1.64%分析计算结果 (JGJ3-2002)根据第4.3.5条和第4.4.2条，扭转不规则I类、周期比和地板侧刚度比符合规范。根据第4.4.3条(JGJ3-2002)，本工程相邻下、上剪切力比符合规格。这项工程根据(DBJ/T15-46-2005)第3.3.1条，不属于楼板的部分不连续性。本工程的位移角符合规格(JGJ3-2002)第4.6.3条。本工程的稳定性符合(JGJ3-2002)第5.4.4条的规格。 (JGJ3-2002)根据第7.1.2、7.2.14条，本项目的轴向压缩比符合规格要求。

10、4.时间线分析结果根据高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002) 3.3.4条，考虑到该项目是具有转换层的复杂高层建筑结构，利用SATWE程序对该项目上部结构频繁发生地震时进行弹性时程分析，根据现场特性周期和设计地震分组情况，工程场地地震安全性评价报告选择了3个地震波，一个是广东省地震工程调查中心提供的本工程所在地区的合成计算结果表明，结构位移和内力曲线更均匀，没有突变，结构反应平均值小于CQC方法。5.基坑支护本工程基坑面积大，地势平坦，场地宽敞，与周围建筑相距甚远。浅地面遍布软弱的土壤，地下水浅埋，水量丰富。基坑平面为不规则矩形，最大横竖为108mx72m，开挖深度约6m，支护结构采用重力水泥搅拌桩挡土墙，水泥搅拌桩长度约9 15m，达到防渗黏土层或岩层，起到止水和支护的双重作用。地下室抗浮措施地下室除了塔的部分外，还要考虑抗水浮力作用，地下水位还要考虑地下室外的地面高程。在承重桩内部放置长钢筋，同时考虑到拉桩的作用，桩顶纵向加强板锚定在承台上。拉伸桩的数量由水浮力计算确定。7.结论通过此工程实例总结楼板结构布局的基本原则如下：1 .满足使用要求中的建筑使用功能，并控制楼板净高度(梁的高影响)，有利