沈阳华府新天地地下室长度超限审查报告[详细]

1、沈阳华府新天地地下室结构平面长度超长分析审查报告计算: 校对: 审核: 审定: 建学建筑与工程设计所有限公司目 录1.工程概况12.地下室结构概况23.结构温度应力分析23.1 温度荷载取值33.2 楼板设计分析33.3 墙体设计分析83.4 梁柱设计分析114.分析结论及解决结构超长问题的措施154.1 楼板分析结论及应对措施164.2 墙体分析结论及应对措施164.3 梁、柱分析结论及应对措施164.4 其他措施17附录一:温度荷载下楼板主应力云图181. 工程概况沈阳华府新天地项目位于沈阳市沈河区惠工广场西侧,南临哈尔滨路,北临团结路,西侧为华府天地一期工程(已建完),本项目的裙房产品定

2、位以突出游艺、娱乐、休闲特色的商业街店为主的可销售产品,塔楼定位为商务公寓、小户居住公寓为主,酒店式服务公寓为辅的住宅产品.整个项目分为南部组团和北部组团两部分.该项目由沈阳华锐世纪投资发展有限公司开发建设,本次设计内容主要为北部组团,其中含有三层地下室,裙房地上四层,共有六栋塔楼,分别为A1、A2、A3、B1、B2 、B3.上部结构由防震缝分为若干个单体,平面最大尺寸约为80米,由于地上部分为商业建筑,平面尺寸超长不多,对于长向的楼板配筋采取增加0.1%的配筋率,且双向双层拉通予以加强;同时对地上个别超长较多的单体,增设后浇带.详见地上部分相关图纸.项目总图如下所示:图1 项目总图2. 地下

3、室结构概况地下室采用框架结构形式,共三层,在塔楼及裙房范围之外的地下室部分为纯地下室.地下室长度东西方向最长约230米,南北方向最长约130米.因建筑使用要求,在地下室范围内不设置永久结构缝.根据辽宁省地方标准地下混凝土结构防裂技术规程及沈阳市建设标准超长地下室混凝土结构防裂技术规定(SYJG2007-1),在满足国家相应规范标准前提下,配合上述规定要求进行地下室结构平面超长分析.地下室地下一层顶板平面图如下所示:图2 地下室地下一层顶板平面图3. 结构温度应力分析由于建筑使用功能要求不能在地下室范围内设置永久结构缝,因此结构在南北两个方向均超过规范限值,根据相应规范要求需进行温度应力分析,考

4、虑沈阳地区为寒冷地区,季节温差较大,结合当地气象资料和设计经验,按照地下二、三层升降温10,地下一层升降温20进行温度应力计算.计算程序采用中国建筑科学研究院研发的PKP米2010版结构系列分析软件中SATWE和P米SAP进行温度应力分析. 下面从计算参数的选取、楼板、剪力墙、梁、柱的温度应力分析分别加以阐述.3.1 温度荷载取值温度荷载取:地下二、三层升降温10、地下一层升降温20温度.温度荷载折减系数取0.3,温度荷载综合组合系数取0.84(分项系数1.4,组合系数取0.6.分项系数及组合系数取值参考建筑结构荷载规范GB50009-201x征求意见稿及全国民用建筑工程设计技术措施2009-

5、结构体系),因为是地下室结构,结构计算不考虑与风荷载及地震作用的组合.3.2 楼板设计分析1)升温工况下:核心筒及外围墙体的存在,限制了 内部楼板混凝土的膨胀变形,使得大部分楼板混凝土受压.详见附录一:温度荷载下楼板主应力云图.a) 地下三层(B3层)顶板拉力区所需配置的温度应力筋如下:、楼面四角部位:平均拉应力水平取3.0米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为0.756米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:0.756x150x1000/360/2=158米米2/米.板配筋率增加0.11%.、内部核心筒(筒1筒5)剪力墙及零星分布的单片剪力墙两侧楼板:拉应力水平取1.5米

6、pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为0.378米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:0.378x150x1000/360/2=79米米2/米.板配筋率增加0.05%.、核心筒6位置部分区域楼板:拉应力平均值取6.2米pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为1.562米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:1.562x150x1000/360/2=323米米2/米.板配筋率增加0.217%.升温工况下,B3层顶板温度应力分布如下图所示:图3 升温下B3层顶板温度应力图b) 地下二层(B2层)顶板拉力区所需配置的温度应力筋如下:、楼面四角部位:平均拉应力水平取

7、5.0米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为1.26米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:1.26x150x1000/360/2=263米米2/米.板配筋率增加0.18%.、内部核心筒剪力墙及零星分布的单片剪力墙两侧楼板:拉应力水平取6.0米pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为1.512米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:1.512x150x1000/360/2=315米米2/米.板配筋率增加0.21%.、核心筒角部位置部分区域楼板(见下图圆圈所示):拉应力平均值取9.8米pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为2.470米Pa

8、,所需温度应力筋折合到板面为:2.470x150x1000/360/2=515米米2/米.板配筋率增加0.343%.升温工况下,B2层顶板温度应力分布如下图所示:图4 升温下B2层顶板温度应力图c) 地下一层(B1层)顶板拉力区所需配置的温度应力筋如下:、楼面四角部位:平均拉应力水平取10.0米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为2.52米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:2.52x180x1000/360/2=630米米2/米.板配筋率增加0.35%.、内部核心筒剪力墙及零星分布的单片剪力墙两侧楼板:拉应力水平取8.0米pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,

9、配筋用应力为2.02米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:2.02x180x1000/360/2=504米米2/米.板配筋率增加0.28%.、核心筒角部位置部分区域楼板:拉应力水平均值取11.0米pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为2.772米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:2.772x180x1000/360/2=693米米2/米.板配筋率增加0.385%.升温工况下,B1层顶板温度应力分布如下图所示:图5 升温下B1层顶板温度应力图2) 降温工况下:核心筒及外围墙体的存在,限制了 内部楼板混凝土的收缩变形,使得大部分楼板混凝土受拉.详见附录一:温度荷载下楼板主应力云

10、图.a)地下三层(B3层)顶板根据温度应力分析结果,楼板配筋的相应增量分别如下:该层楼板温度应力分析的结果平均拉应力水平约为3.0米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为0.756米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:0.756x150x1000/360/2=158米米2/米.板配筋率增加0.11%.楼板最大拉应力出现在核心筒的角部,拉应力平均值约为5.8米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为1.462米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:1.462x150x1000/360/2=305米米2/米.板配筋率增加0.203%.降温工况下,B3层顶板温度应

11、力分布如下图所示:图6 降温下B3层顶板温度应力图(圆圈内为应力较大的部位)b)地下二层(B2层)顶板该层楼板温度应力分析的结果平均拉应力水平约为2.4米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为0.605米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:0.605x150x1000/360/2=126米米2/米.板配筋率增加0.08%.楼板最大拉应力出现在核心筒的角部,拉应力平均值约为6.2米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为1.562米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:1.562x150x1000/360/2=323米米2/米.板配筋率增加0.217%.降温工

12、况下,B2层顶板温度应力分布如下图所示:图7 降温下B2层顶板温度应力图(圆圈内为应力较大的部位)c)地下一层(B1层)顶板该层楼板温度应力分析的结果平均拉应力水平约为4.0米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为1.01米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:1.01x180x1000/360/2=253米米2/米.板配筋率增加0.14%.楼板最大拉应力出现在核心筒的角部,拉应力水平约为9.2米Pa,乘以0.3折减系数和综合组合系数0.84,配筋用应力为2.318米Pa,所需温度应力筋折合到板面为:2.318x180x1000/360/2=580米米2/米.板配筋率增加0.

13、322%.降温工况下,B1层顶板温度应力分布如下图所示:图8 降温下B1层顶板温度应力图(圆圈内为应力较大的部位)楼板各区域温度应力引起的配筋增量取升、降温工况下配筋增量的包络值.3.3 墙体设计分析内部核心筒墙体厚度较大,因升降温荷载作用影响引起的墙体配筋率变化较小,可在墙体施工图设计时按统一比例进行适当加大以考虑温度荷载的影响.外围地下室侧墙在升降温作用下局部区域受力变化较明显,计算分析结果如下.墙体温度应力分析中,偏保守地忽略地下室外侧填土对地下室侧墙的刚度贡献.(注:以下端部墙段指的是端部一跨范围内墙体、中部墙段指的是去掉两端各一跨范围的墙体)1) 升温工况下:a) 地下三层(B3层)

14、墙体剪力:在各端部墙段(四个角部位置)较大,约为0.300.40米pa,在各中部墙段较小,约为0.030.08 米pa,相应墙体需增加的水平筋数量约为:各端部墙体为0.4x700x4700x0.3/360/(4700/1000)=233.4米米2/米,墙体水平筋配筋率增加0.033%; 各中部墙体为0.08x700x4700x0.3/360/(4700/1000)=46.7米米2/米, 墙体水平筋配筋率增加0.007%.墙体轴力:升温工况下,各墙段在端部(四个角部位置)受拉,拉应力大小约为0.10.2米pa,各墙段在中部位置受压,压应力约为0.050.1米pa.又因上部B2及B1层墙体传来压应

15、力约为26x(5.1+6.5)/1000=0.302米pa0.2米pa,故不需要增加墙体竖向钢筋.地下三层(B3层)在升温工况下典型区域内力图如下: 图9 升温工况下B3层典型区域内力图b) 地下二层(B2层)墙体剪力:在各墙段端部(四个角部位置)较大,约为0.500.80米pa,在各墙段中部较小,约为0.050.10 米pa,相应墙体需增加的水平筋数量约为:各墙体端部为0.8x500x5100x0.3/360/(5100/1000)=333.4 米米2/米,墙体水平筋配筋率增加0.067%;各墙体中部为0.10x500x5100x0.3/360/(5100/1000)=41.6 米米2/米,

16、 墙体水平筋配筋率增加0.008%.墙体轴力:升温工况下,各墙段在端部(四个角部位置)受拉,拉应力大小约为0.080.21米pa,各墙段在中部位置受压,压应力约为0.050.13米pa.上部B1层墙体传来压应力约为26x6.5/1000=0.17米pa0.21米pa,故需要增加墙体竖向钢筋用量为(0.21-0.17)x500x4500x0.3/360/(4500/1000)=16.6 米米2/米, 墙体竖向筋配筋率增加0.003%.地下二层(B2层)在升温工况下典型区域内力图如下: 图10 升温工况下B2层典型区域内力图c) 地下一层(B1层)墙体剪力:在各墙段端部(四个角部位置)较大,约为0

17、.851.40米pa,在各墙段中部较小,约为0.100.20 米pa,相应墙体需增加的水平筋数量约为:各墙体端部为1.4x350x6500x0.3/360/(6500/1000)=408.4 米米2/米,墙体水平筋配筋率增加0.117%;各墙体中部为0.20x350x6500x0.3/360/(6500/1000)=58.4 米米2/米, 墙体水平筋配筋率增加0.016%.墙体轴力:升温工况下,各墙段在端部(四个角部位置)受拉,拉应力大小约为0.240.41米pa,各墙段在中部位置受压,压应力约为0.130.38米pa.不考虑地下室顶板上覆土压力有利影响,需要增加墙体竖向钢筋用量为0.41x3

18、50x4500x0.3/360/(4500/1000)=119.6 米米2/米, 墙体竖向筋配筋率增加0.034%.地下一层(B1层)在升温工况下典型区域内力图如下: 图11 升温工况下B1层典型区域内力图2) 降温工况下:降温工况下结构各构件的内力与上述升温工况下的内力分布等值反号.各层墙体水平筋增量同升温工况,各层中部墙体竖向筋增量分别为:B3及B2层不需增加、B1层增加0.38x350x4500x0.3/360/(4500/1000)=110.9 米米2/米, 墙体竖向筋配筋率增加0.032%.3.4 梁柱设计分析P米SAP程序对于梁柱配筋考虑温度荷载引起的轴向拉伸、弯矩和剪力进行配筋.

19、设计根据P米SAP考虑温度荷载的梁柱配筋与SATWE配筋取包络进行设计.选取某根典型梁为分析对象,其在温度荷载作用下内力图如下:图12 B3层温度荷载引起的典型梁内力图13 B2层温度荷载引起的典型梁内力图14 B1层温度荷载引起的典型梁内力选取某根典型柱为分析对象,其在温度荷载作用下内力图如下:图15 B3层温度荷载引起的典型柱内力图16 B2层温度荷载引起的典型柱内力图17 B1层温度荷载引起的典型柱内力各楼层典型梁柱配筋局部图如下所示:图18 B3层不考虑温度荷载的梁柱配筋局部图19 B3层考虑温度荷载的梁柱配筋局部图20 B2层不考虑温度荷载的梁柱配筋局部图21 B2层考虑温度荷载的梁

20、柱配筋局部图22 B1层不考虑温度荷载的梁柱配筋局部图23 B1层考虑温度荷载的梁柱配筋局部由上述P米SAP及SATWE计算结果可知,考虑温度荷载作用后:1） 梁配筋:地下二、三层梁较无温度荷载作用时配筋量总体约增加8%13%,其中与各塔楼外围柱相连的梁配筋增加约15%20%;地下一层梁较无温度荷载时配筋量总体约增加15%22%,其中与各塔楼外围柱相连的梁配筋增加约25%30%.2） 柱配筋:地下三层柱Y向配筋增量约为1496米米2,单侧配筋率增加约1496/(800x800)=0.23%;X向配筋增量约为694米米2,单侧配筋率增加约694/(800x800)=0.11%.地下二层柱Y向配筋

21、增量约为406米米2,单侧配筋率增加约406/(800x800)=0.06%;X向配筋增量约为13米米2,单侧配筋率增加约13/(800x800)=0.002%.地下一层柱Y向配筋增量约为712米米2,单侧配筋率增加约712/(800x800)=0.11%;X向配筋增量约为229米米2,单侧配筋率增加约229/(800x800)=0.04%.从SATWE配筋结果可得知,在考虑温度荷载作用引起的配筋增量后各层各柱的配筋仍然只需按构造要求配置即可满足要求.4. 分析结论及解决结构超长问题的措施由于建筑功能要求不能在地下室范围内设置永久结构缝,因此结构在南北两个方向均超过规范限值,设计进行温度应力分

22、析,梁、板、柱、墙结构构件应考虑温度荷载进行配筋,同时采取“抗-放”相结合的设计思路,通过计算确定构件配筋、采取构造加强措施以及对施工过程、施工工艺提出要求,保证结构安全.4.1 楼板分析结论及应对措施升温工况下,楼板大部分区域升温膨胀受到地下室外围侧墙和内部核心筒的约束从而产生压应力,压应力从楼板中部向外围侧墙、内部核心筒方向以及楼板洞口周边消散,在外围侧墙的角部及内部核心筒的周边位置甚至出现较大的拉应力.降温工况下,楼板应力分布与升温工况相反,楼板大部分区域因降温收缩产生拉应力,但在外围侧墙的角部、内部核心筒以及楼板洞口周边位置出现较大压应力.设计时,根据分析计算结果,加大楼板配筋.在外围

23、侧墙周边位置、核心筒周边位置以及楼板洞口周边位置,应采取双向双层配筋.特别是在上述区域的角部位置等容易出现应力集中的地方,应采取更为有效的措施如附加配筋来缓解和消除应力集中的不利影响.4.2 墙体分析结论及应对措施内部核心筒位于楼层中部位置,其四周均有楼板与其连接,加上自身具有较大刚度以及受力的对称性,由温度变化引起的剪力除核心筒角部外均很小,可以忽略其对墙体水平配筋的影响.由温度变化引起的轴拉力由计算结果可知对墙体竖向钢筋配筋率的贡献也相对较小,实际设计时可在不考虑温度荷载作用的计算结果的基础上将竖向配筋稍许放大.地下室外围侧墙由于长度过长,温度荷载下的应力不容忽视.其受力较大部位在墙体端部位置(即结构平面四角位置).而越靠近墙体中间部位,温度应力相对越小,因此,除按照计算分析结果增加配筋以外,还应该重点加强墙体端部位置,如进一步增大端部墙体、墙柱的配筋等.4.3 梁、柱分析结论及应对措施计算分析结果表明,温度荷载作用对梁受力影响可观,在设计时梁钢筋配置应考虑温度荷载引起的增量.同时,纯地下室部分及裙房对应位置的地下室梁的内力受温度荷载作用影响要小于与塔楼外框柱相连的梁,应予以重视.根据温度荷载作用下柱的受力分析结果,可知结构内部框架柱内力受温度荷载作用影响较小,在考虑温度荷载作用引起的配筋增量后各层各柱的配筋仍然只需按构造要求配置即可满足要求.4.4 其他措施结构超长,