某高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究

《某高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、某高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究　　摘要:某小區(qū)1號棟由A、B、C三個單元組成，研究分析了地基形式后采用CFG復(fù)合地基。通過設(shè)置后澆帶,采取必要的構(gòu)造措施,改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度,提高結(jié)構(gòu)的抗扭承載力及采用空間有限元法和時程分析計算手段,解決了設(shè)計中存在的結(jié)構(gòu)超長、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯等問題,使結(jié)構(gòu)滿足抗震設(shè)防的要求。關(guān)鍵詞：CFG復(fù)合地基；沉降差控制；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換；抗震；扭轉(zhuǎn)效應(yīng)中圖分類號：TU4文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1工程概況該項目位于長沙市雨花區(qū),由7棟高層組成,地下有兩個相互連通的一層地下室。其中1號棟地上27層,地下1層,由A、B、C三個單體組成,單體之間采用260mm寬的防震縫彼此脫開

2、。1號棟1、2層為商業(yè)用房,3層以上為住宅,地下為一層的五級人防地下室。A、C單體為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，B單體上部剪力墻不允許全部落地,在3層頂做了框支梁承托上部無法落地的剪力墻，從而形成鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系。2地基基礎(chǔ)設(shè)計7該項目場地的地貌單元屬湘江沖積階地,按其結(jié)構(gòu)特征,地層成因,土性不同和物理力學(xué)的差異劃分為8層。地基土的構(gòu)成和特征見表1。擬建場地淺部土層中的地下水屬于潛水,設(shè)計抗浮水位標(biāo)高為-5.00m。1號棟地下室的基礎(chǔ)底標(biāo)高為-6.20米。由表1可以看出,地下室底板下土層由層②、③、④構(gòu)成,其承載力不高,壓縮模量較大,作為1號棟的天然地基土承載力顯然不夠。

3、若采用長沙地區(qū)常用的人工挖孔灌注樁,有兩個制約因素:其一是樁端持力層落在層⑧上,樁長達到將近30米,不經(jīng)濟;其二是層⑥中富含潛水,將對人工挖孔樁的施工造成困難。參考文1,文2,結(jié)合本地經(jīng)驗,在本工程中采用了水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基(CFG樁)。筆者在之前的幾個項目中采用了該種復(fù)合地基,采用文1的計算方法,其沉降計算值與實測值接近,載荷板試驗數(shù)據(jù)較為理想,證明在長沙地區(qū)采用水泥粉煤灰碎石復(fù)合地基是可行的。經(jīng)過計算，CFG樁樁徑500mm,樁間距1500mm,復(fù)合地基承載力特征值fspk=620kPa,承載力能滿足設(shè)計要求。地下室主樓以外車庫部分荷載較小,在控制好沉降的前提下采

4、用天然地基，基礎(chǔ)持力層為層②、③、④，綜合地基承載力采用240kPa。主樓基礎(chǔ)采用平板式筏形基礎(chǔ),板厚1.5m,核心筒下板厚2.70~2.2m，主樓外車庫基礎(chǔ)采用梁板式筏形基礎(chǔ)。采用JCCAD計算的最大沉降量為:主樓核心筒最大沉降量19mm,角柱沉降量4mm;主樓外車庫部分沉降量2mm。其沉降量及沉降差均能滿足規(guī)范要求。但是考慮主樓與主樓外車庫部分基底反力相差較大,實際有可能產(chǎn)生較大的沉降差,造成連接處開裂。工程中采用將主樓周邊設(shè)置沉降后澆帶的做法，在施工期間把主樓與車庫部分脫開,沉降后澆帶需在主樓封頂且沉降穩(wěn)定后采用高一標(biāo)高微膨脹混凝土澆筑，這樣可以有效減少沉降差。根據(jù)近

5、十年來對已建成的高層建筑主樓基礎(chǔ)與相連的裙房基礎(chǔ)沉降觀測表明,當(dāng)主樓為筏形基礎(chǔ),裙房也采用筏形基礎(chǔ)時,主樓與裙房基礎(chǔ)相連處設(shè)置沉降后澆帶,在施工期間以及竣工以后,此處基礎(chǔ)沉降曲線是連續(xù)的,沒有突變現(xiàn)象。當(dāng)后澆帶封閉后,只要底板具有足夠的剛度,可以認(rèn)為該計算結(jié)果是符合實際工程情況的。3.上部結(jié)構(gòu)設(shè)計該項目抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計基本地震加速度值為0.05g,設(shè)計地震分組為第一組,場地土的類型為中硬場地土,建筑場地類別為Ⅱ類,設(shè)計地震特征周期值為0.35S。主樓上部結(jié)構(gòu)A、C單元采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu),B單元為框支剪力墻結(jié)構(gòu)。A、C單元框架抗震等級為三級,剪力墻抗震

6、等級為三級；B單元框支框架抗震等級為二級,底部加強部位剪力墻抗震等級為二級,非底部加強部位剪力墻抗震等級為三級。地下車庫采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),抗震等級為三級。在設(shè)計中主要有以下問題需要解決。3.1結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換7B單元3層以上為剪力墻住宅,1、2層為商業(yè)、娛樂用房,需要較大開間及空間,上部的剪力墻無法全部落地,因此存在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換問題。針對工程實際情況,并考慮到造價的因素,在轉(zhuǎn)換層設(shè)置轉(zhuǎn)換大梁,以承托上部剪力墻。由于轉(zhuǎn)換梁承托著上部24層的剪力墻,受力很大,因此需要很大的截面和配筋,即需要轉(zhuǎn)換層下層有較大的層高。按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》表3.4.2-2對于側(cè)向剛度不規(guī)則的定義,

7、盡量使2層與3層的側(cè)向剛度比大于70%。經(jīng)與建筑專業(yè)人員協(xié)商,在轉(zhuǎn)換層以下部分山墻兩端及房間開間兩側(cè)設(shè)置剪力墻,加大房屋的整體剛度及抗扭剛度。同時轉(zhuǎn)換層以下不設(shè)管道層,在3米標(biāo)高處設(shè)置管道通廊,將設(shè)備管道由此引出室外,從而將轉(zhuǎn)換層下層的層高由5.4米降到4.8米。經(jīng)過計算,滿足了側(cè)向剛度規(guī)則的要求,該轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)方案傳力途徑明確,受力狀況相對簡單,對框支構(gòu)件另采用平面有限元的程序進行單7獨分析,并與總體計算結(jié)果對比,以保證關(guān)鍵構(gòu)體的抗震安全。值得注意的是,由于轉(zhuǎn)換梁上部承托的剪力墻墻肢長度不大，轉(zhuǎn)換層大梁的受力有別于