西溪山庄御景园 [温岭市西溪山庄御景园6#楼结构设计]

时间：2019-04-02 03:10:45　来源：雅意学习网本文已影响人

　　中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：　　工程概况　　1.1工程概述　　本工程为温岭市西溪山庄御景园1#楼，位于温岭市九龙大道南面，地段北临九龙大道，东临西环路，地上1-2层为商业用房，3层以上为住宅，总层数32层，总高度为97.58米，地下为（平时）汽车库房及设备房，结构为底部大空间部分框支剪力墙结构，2层为转换层；地下为（平时）摩托车库，结构为剪力墙结构。
　　1.2工程结构设计条件
　　本工程建筑结构安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，设计使用年限为50年，设计基本地震加速度值小于0.05g，设计场地类别为Ⅲ类，场地抗震设防烈度小于6度(非抗震设防)，地基基础设计等级为甲级，地下室防水等级为二级，人防工程抗力等级核6级，砌体施工质量控制等级为B级。
　　1.3工程场地自然条件
　　设计标高±0.000相当于绝对标高4.800m，基础桩基持力层土层类型：主体结构以11-3层中风化凝灰岩，纯地下室结构以10层含砾粘土，防水设计水位标高-0.150m，抗浮设计水位标高-0.150m，场地的地震动力参数：加速度为0.05g，50年一遇的基本风压值为0.70KN/m ,50年一遇的基本雪压值为0.30KN/m ,地面粗糙类别为B类。按环境类型地下水对混凝土结构的腐蚀性评价为：场地地下水无腐蚀性，地基土对混凝土无腐蚀性。
　　二、结构分析
　　 2.1结构建模
　　本工程主体结构整体计算分析采用PKPM系列结构空间计算分析软件（SATWE和PMSAP）。一、二层平面图、转换层平面图和标准层平面图如图1所示：
　　
　　 2.2主要指标控制
　　 2.2.1高宽比确定
　　本工程主要使用用途为住宅楼，为满足通风、采光等要求，平面凹凸较多，为平面不规则结构。为满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）（以下简称《高规》）的各项有关规定，我们对结构的相关部位做了结构加强处理，主要是在平面开口部位加设结构梁、板（如图2）。
　　
　　
　　工程伊始，对本工程的宽度取值一直存在较大的争议，本工程最窄处仅6.6米，最宽处达16.75米。相差悬殊。最后参考SATWE计算时给出的各楼层等效尺寸等效高H= 14.65米，确定（如图3），本工程的高宽比为97.58/14.65=6.66。按B类高层指标控制设计。
　　 2.2.2周期比控制
　　周期比是控制结构扭转效应的重要指标。他的
　　目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，
　　使结构不致于出现过大的扭转效应。也就是说，周
　　期比不是要求结构足够结实，而是要求结构承载布
　　置合理。
　　由于位移比是在“全楼刚性楼板”的假定下计算的，所以一般情况下位移比是由结构四角部位的层间位移决定的。因此调整结构外围抗侧力构件的刚度是控制位移比的最为有效的方法。周期比的控制在于结构具备足够的抗扭转刚度，而结构外围抗扭转刚度对结构的抗扭转贡献最大。因此调整结构外围抗侧力构件刚度以控制位移比时，必然对周期比产生较大的影响。刚开始时，虽然周期比能够满足规范要求，但结构第3振型的扭转系数仅为0.63。显得扭转不是很纯，后来将本工程的封闭阳台梁上翻，截面由250X400改为250X900。再次运算后，第3振型的扭转系数达到0.91。本工程最后周期比：
　　 T1/Tt=1.5997/2.1035=0.7605<0.85，满足《高规》4.3.5的规定。
　　2.2.3位移角的控制
　　层间位移的控制，是为保证结构具有必要的刚度，是对构件截面大小、刚度大小的一个相对指标。在正常使用条件下，限制高层建筑结构层间位移的主要目的有两点：
　　 1) 保证主结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构来讲，要避免混凝土墙或柱出现裂缝；同时，将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围之内。 2) 保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。
　　在楼板刚性假定的情况下，本工程Y 方向风荷载作用下的楼层最大层间位移角为: 1/1234。出现在23层。能满足规范要求。
　　在非楼板刚性假定的情况下，本工程Y 方向风荷载作用下的楼层最大层间位移角为: 1/ 640（如图7）。出现在34层构架柱位置如图8位置。不能满足规范要求。
　　 2.3有关附录E转换层上、下结构侧向刚度的计算
　　由于底部带转换层的高层结构，部分竖向抗侧力构件不连续，转换层上部与下部结构的侧向刚度会发生突变，为防止落地剪力墙过早开裂和破坏，必须对这种突变加以限制。这就是《高规》要求对底部带转换层的高层建筑结构，其转换层上部与下部结构的侧向刚度比及其限值应正确计算并应符合该规程附录 E 的规定的原因。
　　对于底部带转换层的高层建筑结构，楼层侧向刚度比不能采用“地震剪力和
　　地震层间位移之比”的方法来计算。采用“地震剪力和地震层间位移之比”的方法来计算转换层上部与下部结构的侧向刚度比，其结果明显偏小，偏于不安全。正确计算转换层上部与下部结构的侧向刚度比的方法是：
　　 1）当转换层位于层 1 时，采用“剪切刚度”来计算转换层上部与下部结构的侧向刚度比γ。γ宜接近 1，非抗震设计时不应大于 3。
　　 2）当转换层位置大于层 1 时，采用“剪弯刚度”来计算转换层上部与下部结构的侧向刚度比γe。γe宜接近 1，非抗震设计时不应大于 2。
　　采用剪弯刚度算法计算底部层数大于1的结构时，对于带地下室的情况，要根据工程实际情况确定转换层及其下部结构的高度。一般情况下，无论地下室层数多少，H1应算至基础顶面。若底层地下室由于特殊要求（例如人防地下室）增设很多混凝土墙体，而且在转换住四周都有墙体相连，此时H1应算至地下室顶板。
　　本工程的计算结果为见图8所示。
　　当转换层设置在层 3 及层 3 以上时，除了采用“剪弯刚度”来计算转换层上部与下部结构的侧向刚度比外，还应按照“地震剪力和地震层间位移之比”
　　方法再算一次，并使转换层本层的侧向刚度不应小于转换层相邻上一层侧向刚度的 60％。本工程的计算结果为：
　　
　　
　　
　　其中，Ratx，Raty表示: X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值。故应取转换层上部的信息倒数计算。
　　所以：转换层上部与下部结构的侧向刚度比:
　　 X方向：1/1.5943=0.627 Y方向：1/1.5478=0.646
　　即，转换层本层的侧向刚度均大于转换层相邻上一层侧向刚度的 60％。
　　也就是说转换层设置在层 3 及层 3 以上时，结构要计算两次，才能正确控制转换层上部与下层结构侧向刚度的突变。
　　此外，还应特别注意，转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层，不管程序判断转换层是否满足上述刚度比要求，都应将转换层设置为薄弱层进行计算。
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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