重庆帝豪丽都结构设计论文_赵 华 陈庆玉 陈庆会 陈庆福

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摘要:部分框支-剪力墙结构是商住楼普遍采用的结构型式,存在上下刚度突变和竖向构件不连续。通过对上部剪力墙、框支层采取可靠措施,确保了结构安全的同时,取得了明显的经济效益,可供设计框支—剪力墙结构参考。超长转换层,通过设置后浇带,掺加混凝土微膨胀剂、纤维后,可以达到不设缝。

关键词:部分框支—剪力墙结构;剪力墙;框支层;超长结构;后浇带

重庆帝豪丽都位于江北区五黄路,由2幢地下3层、裙房5层、转换层以上15层的公寓组成。地下室为车库,一层为大堂及会所,二至五层为办公楼,六至二十层为跃层式公寓。

业主要求公寓设计做到房间内基本不露梁、柱。裙房为车库、大堂、会所、写字间,要求具有大空间,可任意分隔。根据以上要求,结构型式确定为部分框支—剪力墙体系。按6度抗震设防,Ⅰ类场地。

由于部分框支—剪力墙结构竖向刚度突变,抗侧力构件不连续,传力复杂,在地震作用下框支层将产生很大的内力和塑性变形,抗震性能差,易造成震害;转换层应力复杂,材料耗用量大,自重大,施工复杂,造价高,因此部分框支剪力墙结构设计难度较大。建筑方案确定后,为改善抗震性能,减轻自重并节约投资,本工程结构设计采取以下措施。

1 上部剪力墙技术措施

(1)减轻结构自重

减轻结构自重,可直接减少混凝土用量,同时减小竖向荷载和水平地震作用,减小结构内力,可提高经济性,特别是基础和转换层的混凝土和钢材用量。

1)楼板

楼板量大面广,减小楼板厚度即为每平方米建筑面积所减少的混凝土量。采用把楼板厚度控制在满足板的厚度与计算跨度要求的比值,并满足防火和预埋管线要求的较小值即100㎜,以取得最低的混凝土消耗。

2) 剪力墙

剪力墙采用高强高性能混凝土,在满足轴压比及承载力要求的前提下,尽量减小剪力墙截面高度,可减小混凝土用量,同时弱化上部剪力墙的刚度,降低结构刚度突变的程度。填充墙体采用轻质隔墙,减轻自重,厚度外墙采用200,内墙100mm。

(2)减小转换层上部结构刚度

部分框支—剪力墙结构其上部剪力墙刚度偏大,而下部转换层以下接近框架结构,刚度较小,因此存在刚度突变,应弱化上部剪力墙刚度,使结构上下刚度尽量接近,以改善结构的抗震性能。

1) 加大剪力墙间距,减小界面高度

剪力墙采用大开间布置,一方面降低结构刚度,充分利用结构强度,另一方面可提供改造成大空间的可能性。剪力墙尽量隔开间设置,无法隔开间设置的减短剪力墙长度,减少进深方向剪力墙数量,不但减少混凝土用量,亦减小刚度。

2)剪力墙开结构洞

较长的墙体开结构洞口,洞口用轻质填充墙体填充,可有效减小剪力墙结构的刚度。

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3) 加大转换层上一层的楼层的层高

部分框支—剪力墙结构应控制转换层上下层的剪切刚度比。加大转换层上一层楼层层高,能直接改善剪切刚度比。一般转换层下部为大空间,层高较大,转换层以上是公寓,层高较小,造成剪切刚度比较大。本工程利用公寓为夹层式结构的特点,将夹层直接支承于转换层上,与上部剪力墙结构脱开,这样层高由2.2米变为4.8米,可直接减小上下层剪切刚度比的差距。转换层上面为住宅,住宅卫生间需要降低标高,而转换层要求在同一标高上,为此,转换层整体降到卫生间标高上,同时减少转换层层高,增加转换层上一层层高,更有利于减小转换层上下层的剪切刚度比。

2 框支层设计

本工程下部裙房及车库要求大开间,基本为7.8米×7.8米柱网,上部公寓要求不露梁、柱,剪力墙每开间设置,进深方向受上部公寓体型影响,大部分墙体亦未直接落在框支柱上,剪力墙的内力只能通过转换梁传给框支柱。

(1) 减轻转换层自重

尽管上部剪力墙布置复杂,本工程从减轻自重出发,仍采用梁板系转换,未采用厚板转换,梁截面最高2米,一般为1.5—1.8米,梁宽0.5—0.6米,部分0.8米。

(2) 加强梁的抗扭刚度

尽管上部公寓有厨房、卫生间,建筑需要降低板面标高,但转换大梁受力复杂,梁的扭矩大,本工程按照国家规范,转换层梁板不降低标高,转换层板厚取200㎜。

(3) 加强转换梁与核心筒的连接

转换梁与核心筒连接处梁负弯矩大,核心筒剪力墙存在平面外受力,同时钢筋锚固长度也较难满足要求,且转换梁断面与核心筒墙体壁厚300㎜亦不协调,故采用在核心筒四角设置端柱,同时设置边框梁的方式,加强框支梁与核心筒剪力墙的连接。

3 框支层以下结构设计

(1)增加落地剪力墙的数量及刚度

本工程建筑功能要求大空间,不能设置更多的落地剪力墙,故在不影响功能的情况下,在电梯和楼梯间四角加设端柱,墙体厚度加厚为300㎜,以增加框支层下部结构的刚度和抗侧力。

(2) 框支柱采用芯柱,加大箍筋配箍量,提高抗震性能

为提高框支柱抗震性能,提高其延性,框支柱内部设400×400芯柱,箍筋直径采用12㎜。

(3) 加强地下室顶板刚度

地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,将上部结构的地震剪力传递到全部地下室结构,地下室顶板刚度应加强。地下室顶板厚度取180㎜,采用双层双向配筋。

4 超长结构设计

本工程裙房尺寸为92.7米×66.9米,长度超过规范设缝长度较多,但考虑到使用方便,本工程未设置伸缩缝。根据建筑物实际形状,在两幢公寓之间设置施工后浇带,待60天后再连接。裙房梁板混凝土掺混凝土微膨胀剂,转换层梁板混凝土除掺混凝土微膨胀剂外,还掺纤维。裙房以下板配筋采用双层双向配筋。

论文作者:赵 华 陈庆玉 陈庆会 陈庆福

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年3期

论文发表时间:2020/4/3

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