高层建筑地下室顶板作为嵌固端的设计分析_pdf

2008年6月第5卷 第2期 ± 建 Q ： Q：2 2QQ墨 高层建筑地下室顶板作为嵌固端的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 张涛 (城脉建筑设计[深圳]有限公司) 【摘要l地下室顶板在满足高规及抗规的要求时可作为上部结构嵌固端进行设计计算，但在实 --、上任N中， 会产生一些设计计算误差，本文对此做了一定的分析。 【关键词l高层建筑 地下室 抗震设计 0绪言 在高层建筑设计中，一层或多层地下室结构， 要满足下述条件时，地下室项板可作为嵌固端考虑： (1)构造要求：《高层建筑混凝土结构技术规程》 (简称高规)第 4．5．5条和第 4．8．5条规定，普通地 下室项板厚大于 1 80ram，砼标号大于C30，板钢筋 配筋率大于 0．25％，预应力板厚大于 150ram，柱截 面每侧的纵筋不少于上部柱纵筋的 1．1倍； (2)刚度要求：高规第 5．3．7条规定，地下室楼 层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度 的2倍； (3)抗震等级要求：高规第 4．8．5条规定，地下 一 层按上部结构同等级采用，地下一层以下采用三 级或四级，对超出上部主体部分地下室，可根据具 体情况采用三级或四级，同时在 《建筑抗震设计规 范》(简称抗规)也做了相应规定。另外抗规第 6．1．14 张涛 男 城脉设计 (深圳 )有限公司 地址：南山海德三道海岸大厦东座 B区 14楼 邮编：518059 电话：0755 86290692 条对梁柱配筋也做了要求：底层柱下端实际受 弯承载力小于地下室项板左右梁端截面实际受弯 承载力之和，底层柱下端弯矩设计值根据不同的抗 震等级乘以 ·1．5，1．25，1．15的放大系数 (抗规第 6．2．3条，第 6．2．2条)剪力乘以 1．2，1．25的放大 系数 (抗规第 6．2．7条)。 众所周知，嵌固端之所以为嵌固必须满足转角、 平动位移均为零，而上述要求明显达不到理想嵌固 约束的要求。因此，若按上述要求对高层建筑进行 结构分析，将对计算内力和位移产生误差，个别情 况可能会导致某种程度的不安全，这就要求结构设 计师做出合理的设计分析。 本文将对一层地下室和多层地下室在地震和 风荷载作用下，不完全下埋、一边或多边不埋时， 对选取合理的计算模型和抗震等级方面，做出设计 分析建议。 l结构设计分析 1．1一层地下室 (1)在满足上述规范要求时，底层柱端可按嵌固 考虑，既可将上、下部脱开分析。但在实际受力分 奄奄 奄奄奄 奄奄奄 奄奄 奄奄奄 奄奄 奄奄奄 奄奄 奄奄璐 帝奄奄 奄奄奄 奄奄 奄奄奄 奄奄奄 奄奄奄 奄奄奄 奄奄奄 奄奄奄 奄璐 本结构分析的难点在于结构中包含非线性只 拉单元数目非常多，索桁架平面外截面刚度为零， 只存在应力刚度，线性分析时，会出现小主元使迭 代计算不收敛而无法得到最终结果。所以本文中采 用了非线性计算较为可靠的ANSYS软件进行结构分 析。 本结构中，为索桁架提供边界的并不是刚度较 大的混凝土结构，而是钢管桁架结构。对于预应力 索杆体系而言，拉索预应力大小直接决定结构的刚 度和承载力，所以预应力损失的控制和计算就显得 非常关键。本结构中，两榀空问桁架对边界索桁架 拉索预应力控制起着非常重要的作用。 需要 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 的是，由于本文中所做的分析均为考 虑应力刚化效应的几何非线性分析，所以对于索桁 架中压杆稳定性可以不做另外的验算，而只做强度 验算。 参考文献 【1】预应力钢结构技术规程 (CECS 212：2006)．北京：中国计划出版社， 200612． 【2】董石麟，罗尧治，赵阳等．新型空间结构分析、设计与 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 【M】．北京： 人民交通出版社，2006．i0 『31张其林编著．索和膜结构『M1．上海 ：同济大学出版社 ，2002．2．● 29 维普资讯 http://www.cqvip.com Administrator 新建图章 2008年6月 第 5卷 第2期 深圳土 VO L．5 NO．2 JUN2008 析时，该嵌固端将有一定的转角位移和水平位移， 若按振型分解反应谱法分析，水平地震作用为： Fj ~jbxjtai(i：1，2⋯n，．『=1，2⋯m) ：∑ t／∑稚Gt ￡=1 ， ￡=1 式中 Fff—f振型i质点的水平地震作用标准值 f一相应于f振型白振周期的地震影响系数 “— 振型￡质点的水平相对位移 — f振型的参与系数 r 10(772—0,45)a ( 0 1) 其中 ={ ⋯ L加20 2 一771( 一5 )】 max(5 < <6．0) 式中 771、772一与结构和土有关的常数。 一 地震影响系数最大值 一 特征周期 一 结构 自振周期 一 地震影响系数 由上式可知，当考虑底层竖向构件下端有一定 位移和转角时，结构 自振周期 将会加大。 即： 加大时，当 ≤0．1时， ，将变大，地震 力将加大，实际地震力大于按嵌固计算地震力；0．1 < < 时， f不变，地震力不变，实际地震力与 计算相同嵌固计算地震力； < <6．0时， f将变 小，地震力将变小，实际地震力小于按嵌固计算地 震力。 (2)在地下室完全下埋时，土对地下室侧向变形 有约束作用，间接提高了地下室楼层侧向刚度，将 使嵌固层结构变形减少，使之更加趋于固端作用， 但上述关于周期对地震力影响分析依然成立，填土 的多少，开敞的程度只会对约束的程度产生影响， 所以应尽量提高地下室的侧面填土，使嵌固作用更 强。 (3)在风荷载作用下，根据荷载规范 7．1．1条： = 0 式中 一风荷载标准值 30 一 高度Z处风振系数 一 风荷载体型系数 一 风压高度变化系数 一 基本风压 其中 =1+ ／ (荷载规范 7．4．2) 式中 一脉动增大系数 y一脉动影响系数 一 振型系数 由荷载规范表7．4_3可知， 与 T2成正比，在 100m 以内y与高度成正比，所以 的增加，将使风 荷载加大，即按固端模型计算风压值小于实际风压 值。 类似于地震作用，侧面覆土约束将使计算更为合理。 1．2多层地下室 (1)根据高规，楼层刚度比大于 2，是判断嵌固 端与否的条件，但在层刚度计算中，除考虑地下一 层与底层的剪切刚度比之外，由于结构的位移还取 决于地下二层、三层的刚度，所以尚应参照高规附 录 E．0．2条，计算等效侧向刚度比 ，以复核层刚 度比是否大于 2。在有覆土时可在计算中根据覆土 高度在计算模型中相应位置附加外侧弹性约束，以 考虑土对刚度的影响。 (2)在刚度比不满足规范要求时，若覆土达到一 定高度，可考虑土的约束作用，使Ye= 1H2／a1Hz (高规附录 E．0．2条)计算值大于 2，使结构近似按 嵌固端考虑。其中 一顶板及其下部结构的高度， 4，一顶板及其下部结构的顶部在平行水平力作用 下的侧向位移， 一项板及其以上若干层结构的高 度，其值应等于或接近 ，但不大于 ， 一顶板 上部若干层结构H，处的顶部单位水平作用下的侧 向位移。 同时若顶板达不到嵌固要求，可进一步计算地 下其余层的 值，以决定嵌固端是否在地下一层或 其他层。 (3)风荷载作用下，与一层地下室分析类似，按 固端计算将使结构内力计算值偏小。 1-3抗震等级 在满足规范刚度及抗规要求时，可直接按规范 取地下结构抗震等级，在下述几种情况下，应做适 当调整： (1)地下室有一侧或二侧开敞 在满足规范刚度及构造要求时，仍可按嵌固考 虑，但由于土的约束作用减小，所以地下各层抗震 等级均取与上部结构相同。 (2)半地下室 维普资讯 http://www.cqvip.com 2008年6月 第 5卷 第2 土 VO L．5 NO．2 JUN2008 地下室外墙设计的几点体会 练贤荣 (深圳华森建筑设计顾问有限公司) I摘要】本文根据工程设计 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 ，给出常规地下室挡土墙的设计方法，对特殊情况及其它注意事项进行总 结，供设计人员参考。 I关键词l挡土墙 水、土压力 地下室外墙 荷载 在一般民用建筑设计中，绝大部分地下室外墙只受 到背面的水、土压力及室外活载产生的侧向压力。土压 力的计算是个比铰复杂的问题，它随挡土墙可能位移的 方向分为主动土压力、被动土压力和静I卜：t压力。其大 小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。其 计算理论主要有古典的郎肯理论和库伦理论。对于民用 建筑中—般的地下室，绝大部分都可以按静L匕土压力计 练贤荣 深圳华森建筑设计顾问有限公司 工程师 地址：深圳市南山区滨海之窗办公楼六楼 邮编：518054 电话：0755．86126929 算，当地下室四周土体高差相近时，—般可以认为整个 建筑不会因土体压力而产生f顷覆和滑移问题，因此地下 室外墙就简单的变成了一个受弯或压弯构件，土压力引 起的效应为永久荷载效应。而水压力根据广东省 《建筑 地基基础设计规范》(D~15．31~003)规定，应取建筑物 设计使用年限内 (包括施工期)可能产生的最高水位， 当勘察不明确时，取至室外地面。水土压力宜按水压力 与土压力分算的原则计算。室外活载可等效折算为土厚 转换成侧面压力。这样—个通常的地下室外墙承受的侧向 力可按图1计算： 其中： = 半地下室指覆土深度在地下一层层高一半的位置。 在顶板满足嵌固条件时，地下一层抗震等级同上部结 构，地下二层可比地下一层减一级考虑。 1．4地下室顶板设转换层 在结构设计中，常有地下室设停车场，而必须在 顶板上设转换层。 根据上述对地震作用和风荷作用的分析，可以得 出： (1)考虑到实际结构为非理想固接，所以对剪力墙 结构底部加强区宜取顶板上二层及墙肢总高的 l／8的 较大值，墙肢总高从地下室底板计算。若地下室四面 有覆土，宜从覆土下面第二层楼板标高算起，覆土下 面第二层以下剪力墙可按三级或四级构造配筋。 (2)若地下室一面无覆土时，也可将嵌固端设置在 顶板或其他层，但该层板需满足本文绪言中的(1)(2)(3) 条规定。 (3)对项板上有大开洞时，由于规范对洞口大小无 量的标准，考虑洞口对层刚度的削弱作用，故应根据 计算决定开洞处是否满足嵌固要求，并对设计做相应 调整。 1．5按嵌固端计算对上部结构层间位移的 影响 在嵌固端加一初始位移角，将使上部结构的层间 位移角加大，即不按固端计算，将使层问位移角加大。 反之，若按固端计算，由于计算周期减小，使地震力 加大，也加大了层间位移角，所以，若合理的话，应 按上、下部共同工作考虑层问位移角，同时考虑土的 约束作用。在计算结构顶点加速度时，根据 《高层民 用建筑钢结构技术规程》5．5．1条横内风顶点最大加速 度与结构第一周期的平方成反比，故周期加长，顶点 加速度减小，所以对加速度限值计算影响偏于安全。 2结论 (1)在结构自振周期小于0．1秒和在风荷载作用下， 按规范要求作嵌固计算，计算内力偏小，建议按上下 部整体计算，并考虑土的约束作用。 (2)在多层地下室时，宜按高规附录E．0．2条附加计 算层刚度比，以进一步判定嵌固端的位置和是否满足 刚度比大于2的要求。 (3)在多层地下室并有转换层 (地上或地下转层)， 应首先判定嵌固端位置，计算转换层到嵌固端的高度， 以决定是否为高位转换 (是否进行超限计算)，同时判 定土的约束作用，以决定剪力墙底部加强区的范围。 ■ 31 维普资讯 http://www.cqvip.com Administrator 新建图章 Text191: Text192: Text193: