刚性加强层在超限高层建筑结构中的应用研究
武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计
第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计曹源,李智明(中信建筑设计研究总院有限公司,武汉430000)[摘要] 武汉某住宅超限高层项目结构高度138.3m,采用框架-剪力墙结构形式,剪力墙为钢筋混凝土剪力墙,框架柱为钢管混凝土柱,属于B级高度建筑,存在扭转不规则、凹凸不规则、穿层柱等多项不规则项。
利用YJK、MIDAS Builiding、SAUSAGE等计算软件对结构进行小震弹性分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析,并补充了弱连接处楼板抗震性能化设计以及穿层柱屈曲分析。
计算结果满足规范要求,可供同类工程设计参考。
[关键词] 框架-剪力墙结构;钢管混凝土柱;性能化设计;楼板损伤分析;穿层柱屈曲分析中图分类号:TU355 文献标识码:A 文章编号:1002-848X(2020)S2-0234-05Seismic analysis and design of a high-rise residential structure in WuhanCAO Yuan, LI Zhiming(CITIC General Institute of Architecture Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430000, China)Abstract: The structural height of a high-rise residential project in Wuhan is 138.3m. It is a frame-shear wall structure, the shear wall is a reinforced concrete shear wall and the column is a steel tube concrete column, which belongs to the B-level height building.There are a number of irregularities such as torsion irregularities, uneven irregularities, and through-layer pillars.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis, and supplements for weak earthquakes.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis. It also supplements the seismic performance design of the floor slab at the weak connection and the buckling analysis of the through-story column. The calculation result meets the requirements of the specification and can be used as a reference for similar engineering design.Keywords:frame-shear wall structure; concrete-filled steel tube column; performance-based design; floor damage analysis; buckling analysis of stratified column1工程概况本项目总建筑面积13.59万m2,包含10栋办公楼、1栋商业建筑及1栋住宅。
性能化设计在某超高层结构设计中的应用
建筑科技95性能化设计在某超高层结构设计中的应用张青峰,鲁 阳(合肥工业大学设计院(集团)有限公司,安徽 合肥 230009)摘要:某高层建筑建筑高度241.5m,采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系,经过试算分析,不设置加强层结构刚度能满足国家规范相关要求。
结合现行规范和规程,介绍了性能化设计在超限高层建筑结构中的应用,设定了抗震性能目标,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下结构的弹性及弹塑性分析,找到了结构的关键部位并采取可靠措施予以加强,为此类似结构设计提供借鉴。
关键词:超高层结构;抗震性能目标;桁架转换本项目用于酒店、办公,地下3层,地上55层,建筑高度241.50m,主楼轴线平面尺寸为 45.0mx36.6m,平面基本柱网尺寸为 9.0m×图1 A 塔建筑剖面图本工程主体结构设计使用年限为50年,建筑结构安全等级为二级,重要性系数 1.0。
本工程抗震设防类别为重点设防类(乙类),地基基础设计等级为甲级。
抗震设防烈度为7度,设计基本地震动加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,场地土类别为Ⅱ类。
钢管混凝土框架为一级、钢筋混凝土核心筒为特一级,41层转换结构构件、支承构件及其上下各一层竖向构件、竖向收进上下各一层的剪力墙均为特一级。
1 结构体系 1.1 结构选型本工程属于超B 级高层建筑,采用钢管混凝土框架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系,框架由钢管混凝土柱、H 形或箱型截面钢梁及组合楼板组成。
地下室顶板无大开洞,顶板楼盖设计符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)[1]3.6.3条,地下一层与相邻上层的侧向刚度比符合高规5.3.7条要求,计算嵌固端确定为地下室顶板。
计算时通过比对分析,发现在不设置加强层的情况下,结构刚度满足高规相关要求,最终确定不设置加强层的结构方案。
1.2 楼盖体系 塔楼核心筒采用钢筋混凝土楼板,核心筒外围楼板采用钢筋桁架楼承板组合楼板[2],转换桁架上下两层的楼板厚为150mm,地下室顶板板厚180mm,其余楼层的楼板厚度均为100mm。
超限高层建筑结构抗震性能设计及受力分析
第35卷第3期2021年6月Vol・35No・3Jun.2021粉煤灰综合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION超限高层建筑结构抗震性能设计及受力分析Seismic Performance Design and Stress Analysis of Over-limit High-rise Buildings彭茹(新疆建设职业技术学院,新疆乌鲁木齐832000)摘要:深圳市罗湖区兆鑫汇金广场项目大屋面高度147.9m,地下5层,地上44层,为部分框支剪力墙结构,属于B级高度超限的超高层建筑。
根据不规则项目特点并结合结构超限判定,确定各构件的抗震性能目标,通过分析建筑在不同地震工况下的弹性分析和弹塑性分析,验证结构性能设计的可靠性。
计算模型采用YJK、ETABS、PKPM-SAUSAGE程序进行分析,根据分析结果,采取了一系列加强措施。
结果表明:结构能够满足竖向荷载和风荷载作用下的有关指标,抗震性能能够达到设定的性能目标。
文中所采用的设计及加强措施为类似工程提供重要的参考和借鉴价值。
关键词:超限高层建筑;剪力墙结构;时程分析;抗震性能分析;抗震加强措施中图分类号:TU318文献标志码:A文章编号:1005-8249(2021)03-0008-06D0I:10.19860/ki.issn1005-8249.2021.03.002PENG Ru(Xinjiang Construction Vocational and Technical College,Urumqi832000,China)Abstract:The height of the roof of the Zhaoxin lluijin Plaza project in Luohu District,Shenzhen City is147.9m,with5stories underground and44stories above ground,which is a partial frame-supported shear wall structure,belongs to the super high-rise building with B-class height exceeding the limit.According to the characteristics of the irregular profect and combined with the structural over-limit determination,the seismic-performance targets of each component were determined,and verified the reliability of structural performance design by analyzing the elastic and elastic-plastic analysis of buildings under frequent earthquake,seismic fortification earthquake and rare earthquake.The calculation model is analyzed by YJK,ETABS and PKPM-SALSAGE programs.According to the analysis results,a series of strengthening measures were taken.The results show that the structure can meet the relevant indexes under vertical load and wind load,and the seismic performance can reach the set performance target.The design and measures adopted in this paper provide important reference value for similar projects.Keywords:over-limit high-rise building;shear wall structure;time history analysis;seismic performance analysis;seismic strengthening measures0引言超限高层建筑因为大幅度提升土地利用率而逐作者简介:彭茹(1985-),女,硕士,讲师,研究方向为土木工程。
浅谈超高层建筑结构的超限设计
浅谈超高层建筑结构的超限设计摘要:由于社会发展的需要,建筑物高度日渐增高,体型日渐复杂,结构设计的难度也越来越大。
本文通过一个工程实例,介绍一下超高层建筑结构超限设计的处理方法及思路,以供其他设计参考。
关键词:超高层建筑;结构设计;超限设计;一、前言随着城市化进程的加快,土地资源日益紧张,为了充分利用有限的土地资源,建筑物的层数及高度只能不断增加,越来越多的超高层建筑拔地而起,并且建筑为了兼顾美观及使用,往往体型也伴随着较多的不规则性。
对于超高层建筑结构设计,需针对超限情况采取对应的补充计算分析,并采取一定的加强措施,来保证建筑物的安全性。
二、工程实例1.工程概况本工程为超高层住宅小区,总建筑面积30.2万㎡,地上22.4万㎡,地下7.8万㎡。
由9栋塔楼组成,设2层地下室,塔楼高度为148.75m~158.95m,地下室高度为10.48m。
本文主要介绍其中1栋塔楼结构超限情况及处理方法。
本工程基本地震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。
50年重现期的基本风压为Wo=0.5kN/㎡,承载力计算时按基本风压的1.1倍采用,地面粗糙度类别为C类。
塔楼主体采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,隔墙采用蒸压加气混凝土砌块,塔楼外墙采用铝模砼墙。
墙混凝土强度等级为 C60~C30,梁板为C30;钢筋采用HRB400;嵌固端为基础面。
各楼层构件主要截面分别如下:地下室底板采用平板结构,塔楼底板1500mm,塔楼外底板厚度500mm;地下室顶板,塔楼范围外采用无梁楼盖体系,板厚400mm,塔楼范围内梁板结构,板厚160mm;塔楼标准层楼板厚度为 100~150mm。
剪力墙厚 450mm ~200mm;框架梁截面200mm×400mm~250mm×1595mm,次梁为200mm×300mm~200mm×605mm。
基础采用直径1.1m直径钻(冲)孔灌注桩,有效桩长约30~35m,单桩竖向承载力特征值12000kN,桩身混凝土强度C45,持力层为<4-4>微风化花岗岩层。
超限高层建筑工程抗震设计指南pdf
超限高层建筑工程抗震设计指南pdf
一、引言
超限高层建筑工程抗震设计指南是为了确保超限高层建筑工程在地震等自然灾害中的安全而制定的设计指南。
该指南主要关注超限高层建筑工程的抗震性能,以确保其在地震中的稳定性、安全性和可靠性。
二、超限高层建筑工程的定义
超限高层建筑工程是指高度超过普通高层建筑规范限制的建筑工程。
这些工程由于其高度较高,更容易受到地震等自然灾害的影响,因此需要进行特别的抗震设计。
三、抗震设计的必要性
由于超限高层建筑工程的高度较高,其结构自重和地震作用力也随之增大。
在地震等自然灾害发生时,超限高层建筑工程的结构容易发生破坏或倒塌,对人民生命财产造成重大损失。
因此,进行抗震设计是十分必要的。
四、抗震设计的基本原则
超限高层建筑工程抗震设计的基本原则包括:提高结构的延性、加强结构的整体性、优化结构的布局和形式、采取有效的抗震构造措施等。
这些原则旨在提高超限高层建筑工程的抗震性能,使其在地震中能够保持稳定性和安全性。
五、抗震设计的具体措施
为了实现上述基本原则,需要进行一系列的抗震设计措施。
这些措施包括:加强基础结构、采用适当的抗震材料、优化结构节点和连接、设置适当的减震和隔震装置等。
这些措施需要根据具体情况进行选择和调整,以达到最佳的抗震效果。
六、结论
超限高层建筑工程抗震设计指南是为了确保超限高层建筑工程的安全性和稳定性而制定的。
在进行超限高层建筑工程的设计和施工时,必须充分考虑抗震设计的原则和措施,以确保工程的安全性和可靠性。
同时,还需要不断进行技术研究和创新,提高超限高层建筑工程的抗震性能,为人民生命财产的安全提供更好的保障。
超限高层建筑抗震性能化设计若干问题探讨
超限高层建筑抗震性能化设计若干问题探讨摘要:超限高层建筑的抗震性能化设计对于保障人民生命财产安全、维护社会稳定和促进城市可持续发展具有重大意义。
通过科学合理的设计,可以提高建筑物的抗震能力,减少地震灾害对建筑物和人员的损失。
在抗震设计过程中,需要充分考虑建筑的重要性、使用功能和经济性,实现科学合理的综合性设计。
通过不断提升超限高层建筑的抗震性能化设计水平,可以有效减轻地震灾害对城市和社会的影响,确保人民生命财产安全。
关键词:超限高层建筑;抗震性能化设计;若干问题引言超限高层建筑是指高度超过一定限制的建筑物,其抗震性能化设计具有极其重要的意义。
地震是一种破坏性极大的自然灾害,对建筑物的安全性提出了极高的要求。
超限高层建筑的抗震设计需要充分考虑地震力的作用,并采取合适的抗震措施来确保建筑物在地震发生时能够安全稳定地承载地震力。
1超限高层建筑抗震性能化设计的意义1.1超限高层建筑抗震性能化设计对于保护人民的生命安全至关重要地震是一种自然灾害,其破坏力极大,往往导致建筑物的倒塌和人员伤亡。
超限高层建筑作为人们生活和工作的场所,其抗震性能的好坏直接关系到人们的生命安全。
通过抗震性能化设计,可以提高超限高层建筑在地震中的抗震能力,减少倒塌和损坏的风险,从而保护人民的生命安全。
1.2超限高层建筑抗震性能化设计对于减少经济损失具有重要意义超限高层建筑的兴建需要耗费大量的资金和资源,一旦在地震中受损或倒塌,不仅会造成建筑本身的巨大经济损失,还会对周边环境和经济活动产生严重影响。
抗震性能化设计可以通过提高建筑的抗震能力和减少破坏程度,减少地震对建筑物和周边环境的损害,从而降低经济损失。
1.3超限高层建筑抗震性能化设计对于提升建筑品质具有重要意义超限高层建筑是城市的标志,也是城市形象的重要组成部分。
一个高品质的超限高层建筑不仅能够给人们带来美的享受,还能够提高城市的整体形象和吸引力。
抗震性能化设计可以提高超限高层建筑的结构稳定性和抗震能力,使其更加坚固和安全,从而提升建筑的品质和形象。
关于超限高层建筑工程主要范围
超限高层建筑工程主要范围发布者:admin 来源:发布时间:2010-10-28 11:13:57下列工程属于超限高层建筑工程:(一)房屋高度超过规定,包括超过《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度、超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高层混凝土结构规程》)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。
(二)房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于《抗震规范》、《高层混凝土结构规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。
(三)房屋高度大于24米且屋盖结构超出《网架结构设计与施工规程》和《网壳结构技术规程》规定的常用形式的大型公共建筑工程(暂不含轻型的膜结构)。
附录一:超限高层建筑工程主要范围的参照简表表一房屋高度(m)超过下列规定的高层建筑工程注:当平面和竖向均不规则(部分框支结构指框支层以上的楼层不规则)时,其高度应比表内数值降低至少10%;表二、同时具有下列三项及以上不规则的高层建筑工程(不论高度是否大于表一)注:深凹进平面在凹口设置连梁,其两侧的变形不同时仍视为凹凸不规则,不按楼板不连续中的开洞对待;序号a、b不重复计算不规则项;局部的不规则,视其位置、数量等对整个结构影响的大小判断是否计入不规则的一项。
表三、具有下列某一项不规则的高层建筑工程(不论高度是否大于表一)注:仅前后错层或左右错层属于表二中的一项不规则,多数楼层同时前后、左右错层属于本表的复杂连接;表四、其他高层建筑附件:住房和城乡建设部关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的通知(建质〔2010〕109号).doc 注:表中大型建筑工程的范围,参见《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223说明:1、当规范、规程修订后,最大适用高度等数据相应调整。
2、具体工程的界定遇到问题时,可从严考虑或向全国、工程所在地省级超限高层建筑工程抗震设防专项审查委员会咨。
山西省住房和城乡建设厅关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查送审报告格式与内容》的通知
山西省住房和城乡建设厅关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查送审报告格式与内容》的通知文章属性•【制定机关】山西省住房和城乡建设厅•【公布日期】2013.01.07•【字号】晋建质函[2013]15号•【施行日期】2013.01.07•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】建筑市场监管正文山西省住房和城乡建设厅关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查送审报告格式与内容》的通知(晋建质函〔2013〕15号)各市住房城乡建设局(建委)、规划局:为了进一步规范超限高层建筑工程抗震设防专项审查送审报告的格式与内容,经研究,现将《超限高层建筑工程抗震设防专项审查送审报告格式与内容》印发给你们,请遵照执行。
山西省住房和城乡建设厅2013年1月7日超限高层建筑工程抗震设防专项审查送审报告格式与内容一、封面、扉页与汇总表(一)封面×××工程超限高层建筑工程抗震设防专项审查送审报告建设单位:设计单位:日期:(二)扉页工程名称:×××设计单位:×××(盖章)报告编写人:(打印并签字)结构专业负责人:(打印并签字)建筑专业负责人:(打印并签字)项目负责人:(打印并签字)技术总负责人:(打印并签字)编写单位法定代表人:(打印并签字)建筑结构注册人员章(三)专项审查汇总表说明:根据具体超限高层建筑工程,表中项目内容可以增加。
二、目录三、正文内容(一)工程概况1、工程简要介绍。
2、小区规划平面布置图,建筑结构平面图、立面图与剖面图。
(二)设计依据1、现行国家与省相关规范、标准。
2、建筑工程规划许可手续。
(三)设计条件1、设计荷载:包括楼(屋)面使用荷载、风荷载、雪荷载、其它特殊的荷载等。
2、地震作用:包括抗震设防烈度、抗震设防分类、抗震设防标准等。
3、结构使用年限与结构安全等级等。
4、勘察报告相关数据:包括岩土分层、场地类别、等效剪切波速和覆盖层厚度、地下水位、液化判别、湿陷判别、持力层名称与埋深、场地有利不利评判,地基承载力等。
关于《超限高层建筑工程抗震设防专项审查》
关于《超限高层建筑工程抗震设防专项审查》附件超限高层建筑工程界定标准根据国家建设部《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》确定的超限高层建筑工程界定标准,结合我省实际予以细化,归纳整理如下:一、房屋高度超过以下规定的高层建筑属于超限高层建筑结构类型烈度6 7 8 9框架60 55 45 25 框架-抗震墙130 120 100 50抗震墙140 120 100 60 部分框支抗震墙120 100 80 不应采用框架-核心筒150 130 100 70筒中筒180 150 120 80 板柱-抗震墙40 35 30 不应采用注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);2、框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构;3、部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构;4、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度;5、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
(以上摘自《建筑抗震设计规范》表6.1.1)《建筑抗震设计规范》第6.1.1条还规定:平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低(规范条文说明规定“一般降低20%左右”)。
结构类型6、7度8度9度框架110 90 50框架-支撑(抗震墙板)220 200 140筒体(框筒、筒中筒、桁架筒、束筒)和巨型300 260 180 框架注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);2、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
(以上摘自《建筑抗震设计规范》表8.1.1)《建筑抗震设计规范》第8.1.1条还规定:平面和竖向均不规则或建造于Ⅳ类场地的钢结构,适用的最大高度应适当降低。
(三)短肢剪力墙较多房屋适用的最大高度(M)《高层建筑混凝土结构技术规程》相关规定:第7.1.2条高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
超限高层建筑抗震设计基本方法研究分析
超限高层建筑抗震设计基本方法研究分析【摘要】随着经济的发展,科学技术水平的提高,我国城市化进程不断加快,致使建筑行业的发展也日新月异。
建筑是人们的容身之所,也是人民生活水平提高的一大标志,因此建筑的安全关系着人们的生命财产安全,尤其是近些年来因城市化水平不断提高,现我国高层建筑不断增加,为保证建筑的安全性及人民生活水平的安定,对于高层建筑的抗震设计,我们就需要做出更进一步的研究。
文章阐述了建筑抗震设计的基本概念,提出了超限高层建筑抗震设计的基本要求及其应遵循的原则,分析了超限高层建筑结构在设计抗震时的要点,并从地震作用力的输入及建筑抗震抵抗力两方面讨论了超限高层建筑抗震设计的基本方法。
【关键词】超限高层建筑;抗震设计;基本方法引言随着经济的快速发展,科学技术的提高,现城市的规模越来越大,城市的现代化水平也越来越高。
但正也因为如此,地震一旦产生所造成的生命及财产损失也是非常严重。
据报道,1994年,美国的加州北岭所发的地震为6.7级,而因地震死亡的人数有57人,造成的经济损失高达170亿美元[1];1995年,日本的兵库县南部所发生的地震为7.2级,其死亡人数5438人,伤者超过4万人,造成的经济损失达1000亿美元;1999年,土耳其发生的地震为7.4级,其死亡人数超过1.5万人,有2万多人受伤,10万多间房屋倒塌;1999年,我国台湾发生地震为7.6级,有2405人死亡,11306人受伤,其所造成的经济损失在100亿美元上下。
今年4月20日所发生的雅安地震高达7.0级,倒塌的房屋不计其数,在地震后发生的7天内,死亡人数达196人,伤者13484人,而所产生的伤亡人数还在不断增加。
地震发生后最直接的表现便是房屋倒塌导致人员伤亡[2]。
另外,地震还能使供电系统遭到损害[3]。
由此可见,地震所带来的危害是我们个人及国家都难以承受的。
所以,对于建筑抗震设计的方法我们有必要进行仔细的研究,尤其是针对超限高层建筑。
高层建筑中局部不规则引起超限及加强措施
高层建筑中局部不规则引起超限及加强措施摘要:结合工程实例,介绍在高层建筑结构设计中经常碰到的实际情况,往往都会存在一定的竖向或平面扭转不规则,如不做详细分析,就认定属于超限高层建筑,则会影响项目的推进,本文根据实际工程的计算结果及影响范围可以将局部的不规则情况通过具体的量化分析,将此类情况规为局部不规则项。
关键词:高层建筑超限高层局部不规则加强措施目前的建筑规划设计往往在临街布置商业,经常会出现住宅单体与商业连为一体的情况,根据使用功能不同,商业层高与住宅也不同,商铺往往层高较高,往往与单体塔楼的楼面标高形成错层,平面上由于单体剪力墙落在商铺范围,局部剪力墙影响商铺的使用,需要局部采用框支转换这样的情况往往会导致高层建筑的超限,下面我根据实际的工程情况来说一下这种情况下如何判别是否超限高层以及出现这类情况怎么处理加强,首先根据“抗规”和“超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点”有关规定,超限情况见下表:某高层建筑,结构体系为框架剪力墙,抗震设防烈度为 7 度,Ⅲ类场地土,基本风压 0.80,丙类建筑,地上 22 层,地下 2 层,住宅首层层高 3.6 米,标准层层高 2.9 米,商铺层高 6 米,总高度 58.7 M,剪力墙抗震等级均为三级,采用盈建科 YJK 程序进行设计计算。
首先判断建筑物的高度是否超限,建筑为剪力墙结构,结构高度 58.7米,在 B 级高度范围内,不属于超限结构。
判断平面扭转不规则,一般情况下可以通过调整剪力墙布置及周边的梁高来控制标准层的位移比在 1.2 内,由于商铺往往只有一层,采用的框架结构,与单体高层剪力墙结构的位移往往会差距较大,导致相邻的楼层位移比超过 1.2的情况经常出现,但是位移比超过的 1.2 影响范围往往只有商铺的上下层,其余楼层均在 1.2 范围内,此时可以判断此结构为局部不规则。
由于建筑方案平面布置形成的平面凹凸不规则不可避免,为 1 项不规则。
本建筑平面不属于组合平面。
DBJ_T15-92-2021《高层建筑混凝土结构技术规程》在某六度区超限高层中的应用郭俊鸿徐榕华
DBJ/T 15-92-2021《高层建筑混凝土结构技术规程》在某六度区超限高层中的应用郭俊鸿徐榕华发布时间:2023-05-28T09:08:13.456Z 来源:《建筑实践》2023年6期作者:郭俊鸿徐榕华[导读] 本项目为一栋B级高度的超高层,位于六度区,采用钢筋混凝土框架核心筒结构体系。
本工程采用新版广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92-2021)进行超限分析,分析采用"二阶段、二水准"的性能设计方法。
分析对比了风荷载及设防烈度地震作用下的基底剪力、倾覆弯矩等,并补充罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。
结果表明,低烈度区的超高层风荷载起控制作用时往往可以满足性能目标B而不增加投资,更能增大建筑使用面积,提高土地资源利用率,契合绿色发展理念。
中国建筑第八工程局有限公司(华南),广州 510000)[摘要]:本项目为一栋B级高度的超高层,位于六度区,采用钢筋混凝土框架核心筒结构体系。
本工程采用新版广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92-2021)进行超限分析,分析采用"二阶段、二水准"的性能设计方法。
分析对比了风荷载及设防烈度地震作用下的基底剪力、倾覆弯矩等,并补充罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。
结果表明,低烈度区的超高层风荷载起控制作用时往往可以满足性能目标B而不增加投资,更能增大建筑使用面积,提高土地资源利用率,契合绿色发展理念。
[关键词]:6度设防区;B级高度超高层;框架-核心筒结构;性能目标;动力弹塑性时程分析Application of an out of code high-rise building in 6-degree seismic region under DBJ/T 15-92-2021 "Technical specification for concrete structures of tall buildings"Guo Junhong,Zhen Shuofeng,Xu Ronghua(China Construction Eighth Engineering Division.Corp.Ltd(South China).,Guangzhou 510000,China)Abstract:This project is a B-Level height super high-rise building,located in 6-degree seismic region,adopts reinforced concrete frame-corewall structure.The over-limit analysis of this project is DBJ/T 15-92-2021 "Technical specification for concrete structures of tall buildings",The performance design method of "two stages and two levels"was adopted.The base shear and overturning moment under wind load and earthquake intensity are analyzed and compared,the dynamic elastic-plastic time history analysis under rarely occurred earthquake is supplemented.The results show that when the wind load plays a controlling role in the low-intensity area,it can fulfil B-level seimic performance design goal without increasing the investment,increase the applicable building area and improve the utilization rate of land resources,which is consistent with the concept of green development.Keywords:6-degree seismic region;B-Level height super high-rise building;frame-corewall structure;Seismic performance objectives;Dynamic elastic-plastic time history analysis1.工程概况本工程位于广州市黄埔区九龙镇,主要功能为办公及公寓,地下室共两层,功能均为车库,埋深约10.4 米。
某建筑结构超限设计研究
本 工程地面 以上 为 1 5层 的钢 筋混 凝 土框 架一 剪力 墙结 构 , 3 抗 震设 防性 能 目标 根据 J G J 3 - 2 0 1 0高层建筑混凝 土结构技术规程第 3 . 9 . 4条及 置 落地 剪力墙 , 剪 力墙厚 度一般 为 6 0 0 m m, 4 0 0 m n l , 2 0 0 m i l l 。为 1 0 . 5 . 6条 , 剪力墙的抗震等级为一级 , 框架 的抗震等级为一级 。
图1 。
规范定义及要求
在考虑偶 然偏 心影响的规定水平 地震 力作 用下 , 扭转位移比大于 1 . 2 平面凹进尺 寸大于相应投影 方向总尺寸的 3 0 % 多塔
本工程情况 超限判定
向: 1 . 3 2> 1 . 2 0 y向 : 1 . 2 7 >1 . 2 0 B , B ㈣ : o . 4 4 双塔 支撑不连续 连续 收进 是
调 整结 构刚度及偏心 , 在结 构⑩轴交⑤轴 与⑩轴 等 4处设 置承 载 为量化“ 小震不坏 , 中震可修 , 大震不倒 ” 的抗震设 防 目标 , 本 型屈曲约束支撑 , 支撑标 高从 1 5 . 5 5 0到标 高 7 1 . 0 5 0 , 与支 撑相 连 工程对整体结构及 构件 进行 性能 化设计 。根据 J G J 3 - 2 0 1 0高层
的框架 柱为型钢柱 , 与支撑相连框架 梁为型钢 梁。塔楼框 架柱截 建筑混凝土结构技 术规 程第 3 . 1 1节 , 本工 程结 构预期 的抗 震性 面一般 为 8 0 0× 8 0 0和 8 0 0×1 2 0 0, 裙楼框 架柱截面一般 为 6 0 0× 能 目标要求达到 C级 , 相应 小震 、 中震 和大震 下 的结构抗 震性 能
公 部分为满足建筑使 用功能要 求 主梁截面 采用 1 0 0 0×4 5 0宽 扁
带裙房超限高层公寓结构设计探析
关键词:超限;伸臂桁架;性能目标1工程概况该工程为某地块1号楼项目。
项目位于城市主干道交汇处,紧邻城市地铁线。
主楼采用钢管混凝土框架结构体系,设置两个加强层;裙房采用钢管混凝土框架-钢支撑体系。
主楼与裙房连为一体。
由于裙楼存在较多不规则,且主楼与裙房偏心距较大,引起整体结构超限。
主楼及裙房均为地下4层,结构地面标高为-17.710m;地上部分,主楼为32层,高度为149.96m;裙房为5层,高度为27.36m。
-4~-2层主要功能为车库;-1~5层主要功能为商业,局部4~5层为影院;主楼6层及以上为公寓,其中11层、23层为避难层。
裙房钢管柱伸至地下一层,主楼钢管柱伸至基础。
建筑物总高为149.96m。
该工程安全等级为二级,结构重要性系数为1.0。
超高层建筑效果如图1所示。
2地基与基础设计该项目主楼楼层较多,竖向构件底部荷载较大,根据太原市类似工程的设计经验,主楼核心筒采用钢筋混凝土后压浆灌注桩-筏板基础,主楼及裙房框架柱采用桩-承台基础。
该工程主体核心筒区域下满布后压浆灌注桩,桩长为46.0m,桩径为800mm,桩端持力层为第8层粉质黏土层,抗压承载力特征值≮6000kN;框架柱采用柱下布桩,桩长为46.0m,桩径为800mm,桩端持力层为第8层粉质黏土层,抗压承载力特征值≮6000kN。
裙房桩长为20.0m,桩径为700mm,桩端持力层在地面下第6层粉质黏土层,抗压承载力特征值≮3000kN。
3结构超限情况根据《山西省抗震设防超限高层建筑工程界定规定》对不规则建筑的规定,该工程超限情况有:相邻层质心相差20%、五层开洞面积为55%、设置2个加强层抗剪承载力突变、裙房北侧及中庭存在穿层柱、局部钢梁外挑超4m。
针对上述超限情况,该工程从结构体系的选择、抗震等级的确定、设计内力调整、增强重要构件的延性(轴压比和剪压比控制、材料选取、设置边缘构件、型钢混凝土构件)等方面采取了相应的加强措施。
3.1结构体系选择主楼采用钢管混凝土框架结构体系,即钢筋混凝土核心筒与伸臂桁架混合,裙房采用钢管混凝土框架-钢支撑体系。
超限高层建筑工程
超限高层建筑工程超限高层建筑工程是指高度超过规定限制的建筑物。
这类建筑物在现代城市发展中日益增多,但也导致了一系列安全隐患和管理问题。
本文将探讨超限高层建筑工程的定义、挑战、管理方法以及未来发展的前景。
一、定义超限高层建筑工程是指高度超过国家规定限制的建筑物。
通常,国家或地方都会制定有关建筑物高度的规定,以确保建筑物在安全和可持续发展的前提下进行建设。
然而,由于城市化进程和经济发展的需要,一些地方开始建设超限高层建筑工程,进而导致了一系列问题和挑战。
二、挑战1. 结构安全挑战:超限高层建筑工程的高度增加意味着建筑物会面临更大的结构压力。
建筑师和工程师需要设计出更加牢固和稳定的结构,以确保建筑物的安全性和稳定性。
2. 消防安全挑战:超限高层建筑工程的高度增加意味着火灾的风险也增加。
因此,应该在设计和建设过程中加强消防系统的规划和实施,以确保人员的生命安全和财产的保护。
3. 管理挑战:超限高层建筑工程通常需要更加复杂的管理和监督机制。
政府和相关部门需要加强对这类建筑工程的管理,以确保其符合规定要求,并能正常运营和维护。
三、管理方法1. 制定明确的规范:政府和相关部门应制定明确的规范和标准,规定超限高层建筑工程的设计、施工、运营和维护要求。
这些规范应涵盖结构、消防、电气、设备等各个方面的要求,以确保建筑物的安全和正常运营。
2. 强化监管力度:政府和相关部门应加强对超限高层建筑工程的监管力度,确保建筑物的设计和施工符合相关规范。
同时,还需要建立健全的监督机制,定期对建筑物进行检查和评估,以保障建筑物的安全和可持续发展。
3. 加强技术支持:政府和相关机构应提供技术支持,为超限高层建筑工程的设计和施工提供专业指导。
这可以包括技术咨询、培训和研究等,以提高相关从业人员的技术水平和建筑物的质量。
四、未来发展前景随着城市化进程的加速和经济发展的推动,超限高层建筑工程在未来将继续增多。
为了应对相关挑战和问题,政府和相关部门需要加强对这类建筑工程的管理和监管。
上海某超限高层建筑的结构分析及其措施
上海某超限高层建筑的结构分析及其措施陈嫣;陈有亮;陈瑛【摘要】Out-of-code super high-rise buildings generally in one or some pects do not conform to the seismic concept design.The tower of such structures usually is of the features of torsional irregularity,tower bias,floor discontinuities,etc.The analysis of a certain out-of-code super highrise building in Shanghai was carried out by using the programs of SATWE and PMSAP.The results show that the structural parameters calculated by either program are basically the same.The parameters of rigidity-weightratio,period ratio and shear-weight ratio satisfy the requirements of the codes.Detailed measures were provided aiming at dealing with the out-of-code factors,such as the torsional irregularity,tower bias,floor discontinuities,setback and super-long structure.%超限高层结构在某一方面或多个方面存在与抗震概念设计不相符合的情况.塔楼存在扭转不规则、楼板不连续、塔楼偏置等问题,属于超限高层.本项目采用SATWE和PMSAP两个不同力学模型,对上海浦东新区某高层建筑的塔楼进行计算和对比分析.结果表明,两种模型计算得出的结构指标基本一致,刚重比、周期比、剪重比等均满足规范要求,并针对塔楼扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、体型收进、超长结构等超限情况给出了具体措施.【期刊名称】《上海理工大学学报》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】6页(P91-96)【关键词】超限高层建筑;结构体系;扭转不规则;塔楼偏置;楼板不连续【作者】陈嫣;陈有亮;陈瑛【作者单位】上海理工大学环境与建筑学院,上海200093;上海理工大学环境与建筑学院,上海200093;上海建筑设计研究院有限公司,上海200041【正文语种】中文【中图分类】TU9731 工程概况本项目位于上海浦东新区,北临耀体路,东临平家桥路,用地面积14 679.1 m2,地上总建筑面积88 791.4 m2,地下总建筑面积38 083.6 m2.本项目的地块平面如图1所示,主要由塔楼T3,T4及其裙楼组成,形成大底盘双塔楼的高层结构.塔楼T3地上主体结构15层、地下3层,结构主屋面高度为66.00 m;塔楼T4地上主体结构24层、地下3层,结构主屋面高度为106.50 m.塔楼T3和T4由位于裙楼的抗震缝分开,抗震缝宽度为150 mm.塔楼采用钢筋混凝土框架—核心筒结构.本文对塔楼T4进行超限分析及论述.图1 本项目地块平面Fig.1 Plot plan2 有关设计计算指标和参数取值a. 设计使用年限及结构安全等级:本工程设计使用年限为50年.裙楼地下一层及塔楼的一至四层的建筑结构安全等级为一级,建筑抗震设防类别为标准设防类(乙类);塔楼五层及以上的建筑结构安全等级为二级,建筑结构抗震设防类别为标准设防类(丙类).b. 基本风压:50年重现期的基本风压为0.55 kN/m2.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》[1],本塔楼工程结构超过60 m,属于对风荷载较敏感的高层建筑,风荷载按照1.1倍基本风压进行计算.地面粗糙程度为C类.c. 设防烈度:本工程设计采用的基本地震加速度值为0.10 g (相当于抗震设防烈度7度),设计地震分组为第二组,水平地震影响系数最大值在多遇地震时取0.08,在罕遇地震时取0.50,场地类别为Ⅳ.3 结构抗震性能目标本项目的抗侧力体系为:框架—核心筒.核心筒剪力墙作为最重要的抗震防线,承担大部分的水平剪力及倾覆弯矩.布置于周边的框架结构也为整体结构提供了较大的抗剪及抗弯刚度.通过混凝土楼板相连,核心筒剪力墙与框架共同工作,以控制层间位移,满足规范对层间位移角的限值.结构分别采用SATWE和PMSAP两种不同力学模型的三维空间分析软件进行整体计算,采用弹性方法计算结构荷载和多遇地震作用下内力和位移,并考虑P-效应,采用弹性时程分析法进行补充验算.图2为塔楼T4的计算模型.图2 3D 计算模型Fig.2 3D computing modela. 楼板分析设计的目标.多遇地震下(小震),框架梁处于偏心受拉工作状态,按偏心受拉构件进行设计,根据地震作用下,弯矩、轴力通过承载力计算确定梁内的纵筋,同时满足正常使用状态下最大裂缝宽度wmax<0.3 mm的要求.设防烈度地震下(中震),通过承载力计算,梁内配置足够的钢筋以满足中震钢筋不屈服.为满足规范[2-9]对楼层位移角的要求,结构将用表1层间位移角限值设计.表1 层间位移角限值Tab.1 Limit value of the story drift ratio设计项目层间位移角限值重现期为50年的风荷载作用下的层间1/800重现期为50年的风荷载作用下嵌固端上一层塔楼层间1/2000多遇地震作用下的层间1/800多遇地震作用下嵌固端上一层塔楼层间1/2000b. 为满足规范[2-9]对楼层位移角的要求,混凝土结构将用表2受弯挠度限值设计.混凝土受弯构件的挠度应按荷载效应的准永久组合并考虑荷载长期作用影响进行计算.其中l0为混凝土受弯构件跨度.表2 混凝土结构受弯挠度限值Tab.2 Bending deflection limit value of the concrete structure构件计算跨度l0/m受弯挠度限值/mml0<7l0/2007≤l0≤9l0/250l0>9l0/300c. 为满足规范[2-9]对楼层位移角的要求,钢结构将用表3受弯挠度限值设计.其中l为受弯构件跨度,悬臂梁为悬伸长度的2倍.表3 钢结构受弯挠度限值Tab.3 Bending deflection limit value of the steel structure永久荷载+可变荷载下的受弯挠度限值l/mm可变荷载受弯挠度限值l/mm主梁/桁架400500其他2503504 超限判断4.1 超限判断对照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》[11],本项目存在扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、尺寸突变、局部穿层柱等多项不规则类型.其结构超限判断如表4和表5所示.本项目属于A级高度的高层建筑.根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对于7度抗震设防烈度区(0.10 g),采用框架—核心筒体系时,建筑高度小于130 m为A级建筑.表4中可知,裙楼以上部分的最大扭转位移比为1.29,含裙楼部分的最大扭转位移比为1.41,属扭转不规则超限.4层以上塔楼偏心率小于0.15;2~4层由于裙楼偏置,偏心率大于0.15(最大偏心率在2层为0.16).裙楼层面缩进处,塔楼上部质心与下部底盘的质心差与底盘相应边长的比值分别为3.2%和24.1%,属偏心布置超限.建筑二、三层存在平面开洞,属楼板不连续超限.塔楼不发生尺寸突变,尽管裙楼屋面收进尺寸大于25%,裙楼高度为塔楼高度的15.5%.局部有穿层柱,属局部不规则超限.表4 T4塔楼结构一般规则性超限检查Tab.4 General regularity transfinite checks of the T4 structure序号不规则类型判断依据超限判断备注1a扭转不规则考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2超限1b偏心布置偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%超限2a凹凸不规则平面凹凸尺寸大于相应边长的30%未超限2b组合平面细腰型或角部重叠型未超限3楼板不连续有效宽度小于50%,平洞面积大于30%,错层大于梁高超限4a刚度突变相邻层刚度变化大于70%未超限4b尺寸突变竖向构件收进位置高于结构高度20%且收进大于25%,外挑大于10%和4m未超限5构件间断上下墙、柱、支撑不连续,含加强层、连体类未超限6承载力突变相邻层受剪承载力变化大于80%未超限7局部不规则如局部的穿层柱、斜柱、夹层、个别构件错层或转换,或个别楼层扭转位移比略大于1.2等超限具有4项不规则的高层建筑表5 T4塔楼结构严重规则性超限检查Tab.5 Serious regularity transfinite checks for the T4 structure序号项目判断依据超限判断备注1扭转偏大裙楼以上的较多楼层考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.4无2扭转刚度弱扭转周期比大于0.9,超过A级高度①的结构扭转周期比大于0.85无3层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%无4塔楼偏置单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长的20%有5高位转换框支转换构件位置:7度时超过5层,8度超过3层无6厚板转换7-9度设防的厚板转换结构无7复杂连接各部分层数、刚度、布置不用的错层,连体两端塔楼高度、体型或沿大底盘某个主轴方向的振动周期显著不用的结构无8多重复杂结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔等复杂类型的3种无有1项项严重不规则5 超限设计的措施和对策本项目采用了两个不同力学模型的结构分析软件(SATWE,PMSAP)进行了整体计算分析,以保证力学分析的可靠性.从其后的分析结果可知,PMSAP和SATWE的分析结果基本一致.5.1 针对扭转不规则的措施高层建筑扭转不规则的判断,主要从刚重比、周期比、位移比、剪重比等方面考虑[12].结构高度越高,平面扭转效应的控制越严.《高层建筑混凝土结构技术规程》中3.4.5条规定[1],一般情况下,应控制各楼层,考虑偶然偏心的扭转位移比不大于1.5.结构扭转为主的第一振型周期Tt与平动为主的第一振型周期T1 之比,A级高度高层建筑不应大于0.9.《高层建筑混凝土结构技术规程》中5.3.7条规定[1],高层建筑结构计算中,当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍.剪重比是反映地震作用大小的重要指标,它可以由“有效质量系数”来控制,当“有效质量系数”大于90%时,可以认为地震作用满足规范要求.SATWE和PMSAP建模的结构动力特性见表6和表7,塔楼T4的X向与Y向嵌固层下层与上层的刚度比均大于2,满足规范要求.表6,第一振型T1以X向为主、第二振型T2以Y向为主,第三振型以扭转为主,两个软件计算的周期比Tt/T1<0.90,满足规范要求,扭转刚度强.根据结构布置,塔楼T4在考虑偶然偏心时,裙楼以上部分的楼层最大扭转位移比为1.29,小于 1.4;含裙楼部分的楼层最大扭转位移比为 1.41,小于 1.5;满足规范要求.塔楼T4在X向和Y向有效质量系数均大于90%,满足规范要求.表6 SATWE和PMSAP计算模型振型指标Tab.6 Vibration mode index by calculation model SATWE and PMSAPT1(s)T2(s)Tt(s)立面平面SATWE模型2.672.442.21PMSAP模型2.562.342.12在设计中,若存在扭转不规则,主要从刚重比、周期比、位移比、剪重比等指标考虑.通过对整体结构的平面布置的调整,合理调整整个结构体系的刚度(包括抗扭刚度),结构的扭转效应减小至最小,从而增强整个结构体系的抗震性能,并严格控制结构的周期.5.2 针对偏心布置的措施为了减少结构的扭转振动反应,上部塔楼结构的综合质心与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%.底盘屋面层楼宜连续,不宜出现大开洞、错层、连接薄弱等不规则类型.塔楼T4上部质心与下部底盘的质心差为3.2%,其质心距离为底盘相应边长的24.1%. 塔楼由于偏心体型收进,上下质心的偏移超过 20%,引起结构竖向不规则,需要对塔楼、裙楼周边竖向构件以及裙楼屋面加强,来弥补超限带来的不利影响.表7 SATWE和PMSAP计算模型结构技术指标Tab.7 Structure technical index by calculation model SATWE and PMSAP计算软件SATWEPMSAPX向Y向X 向Y向刚重比3.323.744.475.08结构总质量/t100,244100,354有效质量系数98.64%99.21%98.67%99.02%风作用总倾覆弯矩/kN·m467,926402,254525,051450,399总剪力/N6,7615,6976,7615,697最大层位移角1/27361/38091/27641/3844地震作用总倾覆弯矩/kN·m1,144,9501,214,0361,178,5661,249,136总地震剪力/kN16,99718,57617,41419,014最大层位移角1/8481/11071/9061/1168扭转位移比裙楼(L4)以上楼层1.291.181.281.16含裙楼的楼层1.411.291.411.30剪重比2.05%2.24%2.51%2.75%嵌固层下层与上层的刚度比3.412.593.593.18本层侧刚与上层90%,110%(本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时)的比值(最小值)1.161.161.161.16楼层受剪承载力与上层的比值(最小值)1.001.001.010.99规定水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与总倾覆力矩的比值39.89%38.11%39.20%37.60%具体加强措施如下:a. 裙楼屋面收进部位的楼板(L4)加厚至150 mm,楼板双层双向通长配筋.体型收进部位上、下结构的楼板也应加强构造措施.b. 体型收进部位上、下各两层塔楼周边竖向结构构件(如图3所示)的抗震等级宜提高一级. 体型收进部位下两层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级由一级提高至特一级,而体型收进部位上两层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级由二级升到一级.图3 结构加强部位Fig.3 Structural reinforcement sitec. 由于塔楼T4为偏心收进,加强收进部位以下 2 层结构周边竖向构件的配筋构造措施.例如,柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高(宜提高10%以上),柱箍筋在加强范围内加密等.5.3 针对楼板不连续的措施对楼面平面开大洞的情况,大洞口周边宜设钢筋混凝土梁,并加强洞口周围楼板的厚度及配筋.对由于楼面开洞形成的狭长板带传递水平力时,周边梁的拉通钢筋及腰筋应予以加强,并可靠锚固.a. 针对L2,L3层建筑平面大开洞的情况,在设计时考虑对该层楼板整体加厚为130 mm,楼板双层双向通长配筋.对L2,L3层楼板进行抗侧力分析,将洞口周边一跨范围的楼板可定义为弹性膜单元,其余楼板仍按刚性楼板处理.考虑地震组合工况下1.0(DL+0.5LL)+1.0EL的正常使用极限状态下,除极少区域外,均小于混凝土抗拉强度标准值2.2 N/mm2(C35混凝土).超出的部分区域将通过额外钢筋加强以抵抗相对较高的拉应力水平.b. 顶板开洞边设置抗震墙,确保水平地震力的可靠传递,墙体均调整为带端柱和有转角翼墙,避免单肢墙和短肢墙.c. 开大洞边缘的框架柱箍筋全高加密,抗震构造措施提高一级.d. 开大洞四周的顶板加强配筋,尤其是开洞阴角处,采用钢筋网进行加强.5.4 针对体型收进的措施《高层建筑混凝土结构技术规程》中10.6.5 规定[1],收进处上部结构的底部楼层层间位移角不宜大于相邻下部区段最大层间位移角的1.15 倍.收进部位的楼板厚度不宜小于150 mm,并应加强配筋构造,每层配筋不小于0.25%.塔楼T4在第四层存在体型收进问题.应加强上部收进结构底部的侧向刚度和承载力.底盘高度与塔楼高度比约为16%,体型缩进约为50%.第五层的最大层间位移角和相邻下部区段最大层间位移角的比值为 0.92 (X向)和 1.04 (Y向).对于塔楼T4,满足要求.体型缩进部位的楼板(L4)加厚至150 mm,楼板双层双向通长配筋.目前的楼板满足在小震作用下(正常使用极限状态下)不会出现裂缝.5.5 针对超长结构的措施由于抗震缝的设置,塔楼T4及其相连裙楼,在南北方向最长约为90 m,在东西方向最长约为60 m;塔楼T3及其相连裙楼,在南北方向最长约为90 m,在东西方向最长约为75 m.《混凝土结构设计规范》建议室内框架结构伸缩缝最大间距为55 m[6].两座塔楼的伸缩缝最大间距均超过了规范建议范围.有如下建议措施:a. 后浇带是避免施工期收缩裂缝的有效措施,后浇带浇筑注时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度,最好是室外温度为15~18 ℃.浇筑时间尽量靠后,宜在主体混凝土浇筑2个月后进行;b. 应规范和监督混凝土的养护,以减少塑性收缩引起的裂缝;c. 可以采用含减少收缩添加剂的混凝土或纤维混凝土,以减少收缩或控制裂缝的进展;d. 增加楼板的配筋率或者采用纤维钢筋;e. 在温度变化较大的现浇板区域,例如,裙楼屋面,应在板的表面双向配置防裂构造钢筋.6 结束语T4塔楼抗侧力体系主要为框架—核心筒结构.对照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,塔楼T4存在扭转不规则、楼板不连续、塔楼偏置等超限问题,本项目提出一系列措施:a. 超限高层存在扭转不规则时,从刚重比、周期比、位移比、剪重比等方面考虑,调整平面布局,合理调整结构体系刚度,减小扭转效应,严格控制结构周期等.b. 高层存在大开洞、错层等偏心布置的超限情况,需加强塔楼、裙楼周边竖向构件及裙楼屋面的构造措施等.c. 针对楼板不连续的超限情况,需在大洞口设置钢筋混凝土梁,加强楼板厚度及配筋.洞边可增设抗震墙,洞边框架柱可加密箍筋,提高抗震构造措施等.d. 针对体型缩进的超限情况,可加厚楼板,双层双向通长配筋等.e. 针对超长结构的超限情况,适温适时浇筑后浇带,规范混凝土养护,减少混凝土收缩增加剂,可采用纤维钢筋等.【相关文献】[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 3—2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50011—2010 建筑抗震设计规范(2016年版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.[3] 中华人民共和国建设部,国家质量监督检验检疫总局.GB 50068—2001 建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50223—2008 建筑工程抗震设防分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50009—2012 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50010—2010 混凝土结构设计规范(2015版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.[7] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50016—2014 建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2015.[8] 中华人民共和国建设部.JGJ 94—2008 建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.[9] 中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50017—2003 钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.[10] 胡淑辉,孙鹏,刘钢.上海某项目超限高层结构设计[J].建筑结构,2014,44(24):59-64.[11] 中华人民共和国住房与城乡建设部.建质[2015]67号超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[S].北京:中华人民共和国住房与城乡建设部,2015.[12] 杨学林.复杂超限高层建筑抗震设计指南及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2014.。
某高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计
某高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计邓天山【摘要】随着房地产的高速发展,兰州涌现出了大量高宽比超过规范限制的高层建筑,虽然《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002及建设部114号令未将高宽比超限列为超限建筑,而《甘肃省建筑工程施工图设计文件审查要点》仅对高宽比较规范大于1以内的建筑进行了抗震加强措施的规定,针对较规范限制大于1小于2的高宽比超限建筑进行了分析,进行多种计算和加强设计,采取多重抗震加强措施以满足建筑的结构刚度、整体稳定以及承载能力.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2012(028)018【总页数】3页(P131-132,26)【关键词】高层建筑;高宽比超限;多种软件计算分析;弹塑性分析【作者】邓天山【作者单位】甘肃省建筑设计研究院,甘肃兰州730030【正文语种】中文【中图分类】TU972甘肃某高层住宅楼位于甘肃省兰州市。
地下3F,地上31F。
其中-3F层高为6.00m;-2F层高为3.60m;-1F层高为5.10m;1F及1F以上为住宅,层高均为2.90m。
主要跨度尺寸2.70、3.30、4.20m、4.80、1.50、3.30m。
房屋高96.20m( -2F顶~屋面结构板高度),等效宽度13.758m(3.5倍回转半径),长33.70m,长宽比 2.449,高宽比6.99。
标准层平面如图1所示。
建筑场地自上而下为①杂填土层、②黄土状粉土层、③饱和黄土状粉土层、④圆砾层、⑤卵石层。
卵石层埋深10.40~18.60m,勘察厚度为6.2~14.1m(未穿透)。
地基承载力特征值fak=500kPa,变形模量Es=50MPa。
根据现场地质情况,基础采用平板式筏形基础,持力层为卵石层。
地基基础设计等级为甲级。
筏板厚度为1.30m,悬挑处筏板厚度为1.50m。
基底埋深-16.00m,基础有效嵌固高度10.90m,为建筑高度的1/8.8。
1)抗震设防烈度8度,设计地震基本加速度0.20g,设计地震分组为第三组,多遇地震影响系数0.16,罕遇地震影响系数0.90,特征周期值0.45s。
高宽比超限(高宽比超出规范介于6~7之间)高层建筑设计
高宽比超限(高宽比超出规范介于6~7之间)高层建筑设计马延忠【摘要】随着社会的不断发展和科技水平的不断改进,高层建筑不断的涌现,高宽比超限的高层建筑是越来越普遍,本文通过甘肃某高层建筑进行计算和设计,并采取多重加强构造措施,以达到对结构整体刚度、抗倾覆能力、整体稳定、承载能力的控制.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2019(035)006【总页数】5页(P81-85)【关键词】高宽比超限;计算分析;地基承载力;零应力区【作者】马延忠【作者单位】甘肃省建筑设计研究院有限公司,甘肃兰州730030【正文语种】中文【中图分类】TV2551 工程概况本工程为某房地产开发有限公司开发的高层住宅楼,地上28层,地下1层;房屋高度84.45m,基础埋深7.95m。
标准层结构平面图1所示。
图1 标准层结构平面2 设计条件2.1 地质情况1)本工程场地地貌单元属渭河南岸II级阶地。
勘探孔孔口高程引自场地北侧围墙外一电线杆上(有标识),假设标高100.00m。
场地地面高程97.72~98.98m之间,相对高差1.27m。
地层岩性自上而下为:(1)素填土层:层厚2.20~4.00m。
地基承载力特征值fak=70kPa,变形模量Es=5.0Mpa。
(2)圆砾层:揭露层度8.10~13.00m,埋深约2.20~4.00m,层面标高94.27~95.98m,稍密~中密。
地基承载力特征值fak=380kPa,变形模量E0=32.0Mpa。
(3)-1粉质粘土层:层厚0.60m。
埋深约4.00m,层面标高93.90m,韧性中等,可塑。
地基承载力特征值fak=120kPa,变形模量Es=6.0Mpa。
(4)泥岩层:揭露层度3.30~11.30m,埋深12.30~16.10m,层面标高82.34~85.29m,地基承载力特征值fak=400kPa,变形模量E0=30.0Mpa。
2)该场地勘察深度范围内未见地下水,设计时可不考虑地下水对建筑物的影响。
高层结构超限判断与调整方法
中联环GA所
结构超限判断与调整
中联环GA所
结构超限判断与调整
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结构超限判断与调整
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结构超限判断与调整
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结构超限判断与调整
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结构超限判断与调整
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注意:未成年人学校、医院等除了提高抗震措施和抗震构造措施外,还必须提高计算时的 地震力。
二、结构整体空间振动简图 扭转和平动振型的确定除了看文本文件中的数据外,还要参考整体空间振动简图。 可以甄别去除局部振动; 可以通过振型图了解平面各个部位的相对强弱,如下部振幅比上部振幅大,则说明下部比上 部抗侧力刚度小,或者下部比上部的质量偏大,调整方法可以:1、加强下部刚度或者减小 上部刚度,使两者均衡,注意和位移角的关系,如位移角有富余可采用减少刚度的措施,如 位移角接近下限,则增大刚度;2、加强侧面竖向构件的刚度,弱化上下刚度的不均衡。
90
50
构
框架-支撑(抗震墙板)
220
220
200
140
各类筒体和巨型结构
300
300
260
180
注 平面和竖向均不规则,或 IV 类场地,按降低 20%控制; 6 度的短肢墙、错层结构高度较 7 度适当提高
2.三项及三项以上不规则超限,表 1-2
序 不规则类型
涵
义
依据的规范条文
1 扭转不规则
考虑偶然偏心的扭转位移比大于 1.2
结构超限判断与调整
中联环GA所
高层结构调整方法
一、控制指标:确定是否超限
1. 高度超限,超过表 1-1 规定高度(m),表 1-1:
关于某高层带裙房如何规避超限高层及加强关键、薄弱部位设计问题的探讨
关于某高层带裙房如何规避超限高层及加强关键、薄弱部位设
计问题的探讨
洪添丁
【期刊名称】《福建建材》
【年(卷),期】2017(000)010
【摘要】首先对建筑结构当中的超限进行了概述;其次对高层建筑当中的超限判断中主体因素做出了分析;最后在实际情况的基础上,对高层建筑如何规避超限判断的主体问题应对策略做出了分析,同时对裙房的结构体系进行了优化比较分析,对结构设计中的关键、薄弱部位如何通过性能化设计来加强进行了探讨.
【总页数】2页(P42-43)
【作者】洪添丁
【作者单位】厦门东翔工程设计有限公司,福建厦门361000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.高层建筑结构设计中关于如何规避“超限高层”问题的探讨 [J], 汪春福
2.某超限高层楼板及薄弱部位墙体应力分析 [J], 武芳
3.关于高层建筑结构设计中如何规避“超限高层”问题的探讨 [J], 徐敬莲
4.超限高层建筑结构抗震设计加强措施和建议——以某超限高层建筑为例 [J], 卢一麟;尹凤霞;郭献洲;
5.某带裙房超限高层公寓结构设计 [J], 郑慧敏
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刚性加强层在超限高层建筑结构中的应用研究
作者:梁桂媚
来源:《中国房地产业·上旬》2020年第02期
【摘要】高层建筑物在我国建筑行业中的数量越来越多,为了增强高层建筑获得良好的抵抗水平荷载,则要在侧面施工时增强刚度,满足城市用地紧张的局面,继而符合城市化发展的需要。
带刚性加强的超高层建筑物在建设的过程中,需要综合分析刚度的问题。
本文就刚性加强层在超限高层建筑结构中的应用策略进行研究和分析。
【关键词】刚性加强层;超限高建筑结构;应用策略
随着城市用地的紧张加剧,城市的高层建筑物越来越多,而且也成为了一个城市的地标建筑物,显示着城市的现代化水平。
高层建筑的高度在增加的情况下,也容易导致地面的水平荷载压力不断增大,为此需要建筑施工单位加强对地质结构的分析和研究,做好结构设计的工作,确保高层建筑的安全性和稳定性。
为了满足高层建筑物抗侧力刚度的要求,要建设建筑避难层、设备层,通过优化高层建筑物的设计状况,以此来前面的推动刚性加强层刚性建筑物满足实际建筑的要求。
1、刚性加强层的基本概念和工作原理
当前在我国的超高层建筑结构设计中,由于超高层建筑的结构高度比较大,为此如果高度和宽度在比较大或者抗侧刚度不足的时候,需要在建筑的结构层中设置了刚性加强层。
刚性加强层的结构形式主要是整栋建筑物中比较复杂的部分,而且存在施工难度大的特征,为此要优化钢骨构建、钢筋和模板结构,以此来促进工艺流程的优化,增强建筑施工的科学性和合理性,减少返工现象的出现,同时也能够促进工期的有效节约,增强建筑工程的造价。
在设计高层建筑结构时,如果结构抗测力的刚度不够,那么需要综合运用建筑的设备层或者避难层,设置加强层的结构,继而全面增强建筑结构体系的抗侧力刚度,这种对建筑结构抗测力抗力刚度控制的方法就是刚性加强层。
在实际的风控设计环节,通过设置刚性加强层,能够避免建筑结构出现不正常的水平位移问题。
设置刚性加强层也容易使建筑结构出现抗侧力刚度产生变化,在地震的影响下,建筑结构的内力层也容易产生变化,通过强化建筑结构抗测力的刚度,则能够减少建筑结构出现刚度突变的问题。
刚性加强层的工作原理是选择适合的建筑结构体系类型,避免建筑结构出现薄弱层的问题,同时要强化建筑结构的基本类型和工作原理,结合实体梁、延性加强的方式来控制剪力墙。
同时还要强化构建的工作原理,在墙壁的竖缝中结合柔性填充材料进行封堵。
2、刚性加强层结构设计的特征
2.1刚性加强层结构要同刚度相匹配
设计刚性加强结构层时,应确保框架柱、刚臂、筒体、框架柱的匹配度满足实际的需要,要使得刚臂的线刚度小于筒体的线刚度,若刚臂与线刚度之间的比例在10%~30%之内,那么当加强刚臂自身的刚度时,高层建筑物整体的结构抗侧刚度也会因此而变好。
如果刚臂与筒体之间的比例比10%要低时,那么产生的作用比较微弱。
如果刚臂和筒体之间的线刚度比30%要大,那么整体结构的抗侧刚度增加值也会相应增加。
刚臂与线刚度的比例对增强刚性结构具有一定的影响。
2.2刚性加强层的合适位置以及数量
在刚性加强层数量不断增多的情况下,高层建筑物的整体结构的抗侧刚度也会因此而增加,但是如果刚性加强层的数量大于6,那么依照实际的情况应设置消防避难层,通常情况下,间隔15分钟左右就要设计消防避难层。
如果设计100层左右的超限高层,那么高层建筑物的刚性加强层数量则会设置在4个左右。
在对刚性加强层进行布置时,通常在分析有关建筑物的高度来布置刚性加强层。
从实践层面来看,若刚性加强层的位置位于中部偏上的0.6H 时,如果再将第二个刚性加强层加入到其中,那么刚性加强层的位置大约会位于中部的0.5H 左右。
2.3带刚性加强层结构的地震响应
将刚性加强层引入到建筑结构中,会导致原有的建筑刚度从竖向层面表现出较为突出的变化,如果上带刚性加强层在地震响应时显得非常复杂,因此在刚性加强层设计时应根据实际的情况来设置地震载荷动力,以此来加强带刚性加強层结构对地震发生时的响应。
在风力荷载的作用下,设计刚性加强层能够有效降低结构的水平位移,但是在地震的影响下,设计刚性加强层则容易导致高层建筑物结构的刚度和内力发生突变,由此而使得建筑物形成薄弱的层,导致地震区域存在带刚性加强层的框架。
根据地震区带刚性加强层结构的动力响应特征,以此来推动区域加强层的合理布置,及时的结合有效的抗震措施,继而发挥加强层的作用。
3、带刚性加强层抗震设计的核心
由于地震作用,加强层的出现会使原结构在竖向上层建筑中出现侧移刚度突变,继而容易引起外框柱和心筒剪力墙楼层剪力的急剧变化,如果超高楼层建筑在地震作用下没有采取相应的抗震加固措施,一旦地震发生,建筑结构薄弱层将发生严重破坏,使建筑物整体结构出现倒塌问题,为此需要加强刚性加固层的抗震设计。
3.1加强层框架同核心筒结合的结构
在地震的影响下,设置刚性加强层会导致刚度结构以及内力产生变化,由此而产生薄弱层。
如果地震区需要框架、核心筒结合的方式,继而增强抗震防护的能力,确保建造出的刚性加强层来增强对区域的设置和设计,继而发挥刚性加强层的效用。
3.2引入“合适刚度”的设计概念
在地震区域设计带刚性的加强层框架筒体结构设计,需要将“合适刚度”的设计理念引入到其中,很多人在设计的过程中认为刚性结构会受到地震的影响,使得刚性加强层的伸臂满足屈服的状态,由此而达到抗震设计的需要,继而能够让刚性加强层满足了最低限度以及规范位移的要求,继而对整体结构的抗震延性得到一定程度的提升,这样也能够帮助企业获得更高的经济效益。
3.3改善其他建筑结构
带刚性加强层的框架筒体结构抗震设计中,需要控制好加强层的“合适刚度”,对上下层等效刚度的比进行限制,确保关键的薄弱部位结合有效的加强方法,推动建筑结构抗震延性的有效增强,提高建筑物的稳定性和抗震能力。
将“带刚性加强层”理念引入到建筑设计中来,要分析“合适刚度”的概念,需要对比限制加强上下层的刚度,继而在外框柱、刚臂梁等其他有关部位设计加强的措施,继而促进抗震延性得到一定程度的改善。
结语:
城市化进程的加快,使得城市面临着用地紧张的局面,为了有效的缓解人地矛盾问题,很多城市选择了超高层的建筑。
当前城市化水平提高的标志包含了高层建筑物的数量,很多城市修建高层建筑物,为了展现城市的良好风貌。
刚性加强层应用在高层建筑物中,则能够增强高层建筑物的受力,应对外部环境因素对高层建筑物带来的影响。
应用刚性加强层是现代建筑物建筑质量和抗震能力增强的表现,建筑规划设计单位应做好前期的规划管理,确保高层建筑物设计符合实际要求,满足城市化发展的需求。
参考文献:
[1]孙立冬.刚性加强层设置对超高层建筑结构受力性能影响[J].中外建筑,2009,(5):198-200.
[2]梅占馨,冯仲齐.高层与超高层框架-芯筒结构中刚性加强层的布置对侧移控制作用的研究[J].应用力学学报,1997,014(004):138-141.。