概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用_第1頁
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文檔簡介

1、CONSTRUCTION城市建設(shè)智能建筑中的接地比較復(fù)雜,由于智能建筑中存在功能各異的多個子系統(tǒng),且每個子系統(tǒng)對接地要求的標準也不完全一樣。在按照其用途或作用來劃分,智能建筑中的接地可以分為兩大類:保護性接地和功能性接地。保護性接地包括防雷接地、防靜電接地與保護接地;功能性接地包括直流接地、屏蔽接地和工作接地。接地系統(tǒng)的良好與否直接關(guān)系到整個智能建筑的正常運行,通常來看,接地電阻是越小越好。目前,國際上通用的防雷技術(shù)設(shè)計中,都采用共用接

2、地系統(tǒng)方式。對智能建筑而言,大樓內(nèi)的各設(shè)備應(yīng)建立良好的等電位聯(lián)結(jié),并和預(yù)留接地端子相連,利用柱內(nèi)主鋼筋引下至接地系統(tǒng),共用一組接地裝置,其接地電阻按其中最小值確定。一般情況下,智能建筑通常采用基礎(chǔ)地網(wǎng)建立共用接地系統(tǒng),接地電阻不大于一歐姆。結(jié)束語:工業(yè)和民用建筑的防雷與接地設(shè)計及安裝是一項系統(tǒng)工程,它的覆蓋面廣,和各專業(yè)系統(tǒng)的交叉點較多,因此在設(shè)計和施工中要細致、認真、全面地加以綜合考慮,進而保證人和建筑物的安全。施工單位要高度重視起建

3、筑防雷與接地設(shè)計及安裝對工業(yè)和民用建筑的重要作用,不斷引進新技術(shù)和新材料,使建筑防雷工程的防雷效果更加顯著。參考文獻:[1]郭明利.智能建筑中弱電系統(tǒng)的防雷設(shè)計與應(yīng)用[J].低壓電器,2009,(16).[2]黃宏偉.淺談輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計[J].建筑,2007,(11S).[3]胡衛(wèi)紅.高明杰.談高層建筑防雷接地設(shè)計與施工[J].建筑科技情報,2004,(04).[4]魏建碑.西志堅.建筑電氣設(shè)計和安裝應(yīng)注意問題淺析[

4、J].黑龍江科技信息,2009,(19).[5]劉先云.建筑工程中的防雷接地技術(shù)及避雷問題分析[J].廣東科技,2008,(08).[6]盧榮佳.論建筑電氣安裝工程中的問題與預(yù)防措施[J].建材與裝飾(下旬刊),2007,(12).概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用羅建城惠州市誠藝建筑設(shè)計有限公司廣東惠州516000摘要:文章結(jié)合某工程實際,從計算結(jié)果和經(jīng)濟分析表明,從概念設(shè)計的原則出發(fā),根據(jù)結(jié)構(gòu)整體性原則經(jīng)過多輪優(yōu)化之后的結(jié)構(gòu)方案,

5、既可以保證結(jié)構(gòu)的安全適用,還可以做到經(jīng)濟合理。關(guān)鍵詞:概念設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計1工程概況某工程項目用地共計11.25hm2,總建筑面積約為72萬m2,擬建成包括高檔公寓、SOHO公寓、普通住宅、商業(yè)、寫字樓等多種功能的大型商業(yè)綜合體,整個綜合體共分為A、B、C、D、E5個建筑組群。本工程為其中的B區(qū),建筑面積1O萬m2,地下部分為兩層地下室,平時主要用于商業(yè)、設(shè)備用房及車庫,地下二層戰(zhàn)時為核5級人防地下室;地上部分裙房2~4層,

6、兩棟住宅塔樓均為40層。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級,地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級。抗震設(shè)防類別為丙類,抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度值為0.1g,設(shè)計地震分組為第一組,建筑場地類別為Ⅱ類。風(fēng)荷載按lOOa重現(xiàn)期的風(fēng)壓值計算,基本風(fēng)壓wo=O.60kNm2,地面粗糙類別采用B類,由于塔樓高寬比4.34>4.0,風(fēng)荷載體形系數(shù)采用1.4。2基礎(chǔ)及地下室設(shè)計2.1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況根據(jù)勘察報告,場區(qū)地貌屬山前

7、坡洪積平原。場地內(nèi)巖土分層自上而下描述如下:第1層:雜填土,第2層:細砂,第3層:粉質(zhì)粘土,第4層:強風(fēng)化云母片巖,第5層:中風(fēng)化云母片巖,該層未穿透。場區(qū)內(nèi)無不良地質(zhì)現(xiàn)象,無液化土層,區(qū)域穩(wěn)定性較好,適宜工程建設(shè)。場區(qū)地下水位標高0.85~3.43m(黃海高程)。地下水類型為第四系松散巖類孔隙水及基巖裂隙水??垢≡O(shè)計水位標高建議值為4.00m2,相對于0.00為0.25m。2.2基礎(chǔ)類型根據(jù)勘察報告,并考慮抗浮要求,裙房部分的基礎(chǔ)采用

8、筏板基礎(chǔ),以第3層粉質(zhì)粘土層(=280)或第4層強風(fēng)化云母片巖層(=3OO)為基礎(chǔ)持力層。筏板厚度為0.6m框架柱位置根據(jù)抗沖切需要設(shè)置相應(yīng)尺寸的柱墩。塔樓基礎(chǔ)考慮過兩種方案,一是天然筏板基礎(chǔ),二是大直徑人工挖孔樁基礎(chǔ)。通過從結(jié)構(gòu)造價、施工方便等方面綜合比較,最后采用了傳力直接的大直徑人工挖孔樁墻下承臺梁防水板基礎(chǔ)。挖孔樁樁長約13m,樁徑1000~1600,擴底1800—2900,樁端持力層為第5層中風(fēng)化云母片巖,樁端極限端阻力標準值

9、=6000。2.3地下室抗浮設(shè)計地下室抗浮設(shè)計水位為0.25m,需要進行抗浮設(shè)計。設(shè)計上采用抗拔錨桿(Φ150)進行抗浮,錨桿進入強風(fēng)化巖不小于lOm,長度不小于14m,單根錨桿抗拔承載力特征值為360kN。2.4地下室結(jié)構(gòu)超長及主裙樓差異沉降地下室平面尺寸為206x137m,大大超過規(guī)范要求。但考慮到設(shè)縫對建筑結(jié)構(gòu)的不利影響,設(shè)計時通過采取適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)措施(采用微膨脹混凝土、設(shè)置后澆帶、加強配筋等)、建筑措施(純地下室頂板及墻加強保溫措

10、施)及施工措施(分段施工、加強養(yǎng)護、采用添加劑等),在地下室范圍內(nèi)不設(shè)變形縫而設(shè)置收縮后澆帶。另外,為解決主裙樓之間的差異沉降問題,在主裙樓之間還設(shè)置了沉降后澆帶。收縮后澆帶要求在混凝土澆筑兩個月后可進行封閉,沉降后澆帶則需根據(jù)沉降觀測的結(jié)果進行分析后再選擇合適時機進行封閉。3上部結(jié)構(gòu)方案工程地下室部分不設(shè)伸縮縫和沉降縫,整個工程連為一體,地下室頂板設(shè)計為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。上部結(jié)構(gòu)通過設(shè)置2道抗震縫將結(jié)構(gòu)分為完全獨立的3個部分,其中左

11、上角和右下角均為40層的2個塔樓,左下部分為2層的框架結(jié)構(gòu)。兩棟塔樓均為剪力墻結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)高度119.9m,為A級高度的鋼筋混凝土高層建筑。塔樓平面外包尺寸為27.8x31.7m,高寬比HB=4.34,長寬LB=1.14,均滿足規(guī)范的有關(guān)要求。結(jié)構(gòu)方案階段,首先根據(jù)概念設(shè)計的原則進行剪力墻的平面布建筑設(shè)計267CONSTRUCTION城市建設(shè)項目SATWEETABS周期,ST13.153.03T22.942.73Tt2.161.85周

12、期比TtT10.690.61地震作用基底總剪力(kN),X向76378258基底總剪力(kN),Y向79509110最大層間位移角,X向1152511467最大層間位移角,Y向1166111936最大位移比,X向1.121.07最大位移比,Y向1.121.07風(fēng)荷載最大層間位移角,X向1181012254最大層間位移角,Y向1227313195置,盡量控制剪力墻的墻肢長度滿足普通剪力墻的要求,并盡量布置帶有翼緣的剪力墻,以提高整個建筑物

13、的抗震性能。二是充分利用中間交通核心形成的剪力墻內(nèi)筒的抗側(cè)力作用,盡量減小外圍剪力墻的數(shù)量和尺寸。再根據(jù)結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和整體性原則,對整體計算分析的結(jié)果從周期比、位移比、剛度比和層間受剪承載力之比、剛重比以及層間位移角等方面進行綜合分析和判斷,在經(jīng)過多輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,確定了塔樓的結(jié)構(gòu)方案。其中,塔樓的剪力墻厚度從底部的400厚到300到250再到上部的200厚均勻變化;混凝土強度等級也從底部的C50到C40,最后過渡到C30,并且剪力墻厚度

14、的變化與混凝土強度等級的變化均錯開數(shù)層。優(yōu)化后的標準層結(jié)構(gòu)平面布置詳見圖1。圖1標準層結(jié)構(gòu)平面圖根據(jù)本工程的特點和結(jié)構(gòu)平面布置圖,還采取了一些構(gòu)造加強措施:正常樓層板厚為h=l10,地下一層樓板由于人防采用400厚,0.00樓板作為整個工程的嵌固端厚度h=180,裙房屋面層樓板厚度加厚為h=130,塔樓屋面層樓板厚度采用h=150;內(nèi)筒左右兩側(cè)及電梯間由于樓板開大洞,板厚均加強為h=150,以傳遞水平力。4結(jié)構(gòu)整體計算分析4.1振型分解

15、反應(yīng)譜法結(jié)構(gòu)整體計算分析時采用了2個不同的計算軟件,先采用SATWE進行整體計算,再采用Etabs中文版進行驗證。地震作用計算首先采用考慮扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)振動影響的振型分解反應(yīng)譜法,塔樓的部分計算結(jié)果如表1。結(jié)果表明,兩種軟件的計算差別不大,各項指標均滿足規(guī)范的有關(guān)要求。4.2彈性時程分析補充計算本工程結(jié)構(gòu)高度大于100m,抗震設(shè)防烈度為7度,需進行多遇地震下的彈性時程補充分析計算。選用1條人工波RHITG035以及2條實際地震記錄TAF2、T

16、H2TG035,采用SATWE進行彈性動力時程分析,輸入地震加速度的最大值為35cms2。結(jié)構(gòu)兩個主方向的最大樓層剪力曲線圖如圖2。圖2主方向最大樓層剪力曲線結(jié)果表明:每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力均大于振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果的65%,三條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果的80%,選波有效。時程分析法計算所得剪力平均值在大部分樓層小于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果,在頂部個別樓層出現(xiàn)了大于振型分解反應(yīng)譜法的現(xiàn)象。針

17、對這個問題在SATWE中采用了地震力放大系數(shù)的方法進行解決,這部分樓層配筋計算據(jù)此進行。5結(jié)語工程根據(jù)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)方案進行恰當?shù)呐浣顦?gòu)造,保證了結(jié)構(gòu)的整體性能。根據(jù)甲方的經(jīng)濟分析,本工程標準層含鋼量為35kgm2。結(jié)果表明,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍應(yīng)用概念設(shè)計原則,既可以保證結(jié)構(gòu)的安全適用,還可以做到經(jīng)濟合理。參考文獻:[1lGB500112001,建筑抗震設(shè)計規(guī)范【s】.[2]JGJ3—2002,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程【s】.[3]GB5

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