摘要:随着社会经济的发展,我国的高层建筑越来越多,在高层建筑结构汇总,现浇钢筋混凝土的应用十分普遍。文章通过工程实例,针对某高层综合楼现浇钢筋混凝土框架-剪结构设计要点进行了分析,从概念设计、整体结构计算、局部构造设计等方面进行了详细地论述,并提出了设计中的注意事项,以供结构人员参考。
关键词:高层建筑;现浇钢筋混凝土;框架结构;结构选型
引言
现浇混凝土结构具有空间整体性能好、结构刚度大和工程造价低等优点,同时也存在结构自重较大、延性较差等缺点。选用合理的结构体系和结构布置对满足混凝土结构的建筑功能要求和抗震性能,使建筑具有良好的结构性能和经济效果是很有必要的。常用的混凝土结构体系主要有钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土剪力墙结构、钢筋混凝土框架-剪力墙结构和钢筋混凝土筒体结构。在设计时,应根据每种结构体系的特点,结合概念设计的要求,选用合理的结构体系。在进行结构布置时,除了要满足建筑功能要求外,还要做到经济合理,便于施工。由于现浇混凝土的结构体系和结构布置关系到建筑的整体安全,应当引起工程设计人员和图纸审查专家的高度重视。
1高层建筑结构的特征
与普通建筑相比,高层建筑需承载垂直和水平两个方向的荷载,因此,其对结构的荷载承受能力要求更高,其中垂直荷载主要是由建筑物高度引起的,而水平荷载则是由外界风力产生的,外界风力和地震都是影响高层建筑结构稳定性的重要因素,另外,建筑层数的增高也会加快建筑物的位移速度,而过快的位移速度则会对建筑物的功能性和建筑物内住户的舒适度产生直接的影响,并且过大的侧移位还会对建筑的结构和非结构构件造成损害,因此,相关人员在进行高层建筑结构设计时,需合理控制建筑物的侧移范围,才能保证其结构功能性良好。
2工程概况
本工程共由两栋(12~13#栋)高层商住楼,3栋(14#、15#、16#栋)多层商业,1栋(17-A栋)高层酒店、写字楼和1栋(17-B)栋高层公寓式酒店及其17-C#、17-D#楼以及两层地下室组成。本工程为12#、13#住宅,高度为99.270m,采用装配整体式剪力墙结构,采用预制构件的部位主要有:部分预制剪力墙、部分叠合梁、客厅叠合板、部分预制外墙、预制内隔墙、标准层预制楼梯。
3预制构件构造设计
本工程预制楼板全部采用预制叠合单向板,底板开洞应在制作时预留,开洞位置应避开桁架钢筋的位置。当洞宽小于300mm时,受力钢筋绕过洞口,不得切断;当洞宽大于300mm小于1000mm时,应设洞边附加筋,洞口每侧各两根,其截面积不小于被洞口截断之钢筋面积。屋面及立面收进的楼层应在预制剪力墙顶部设置封闭的后浇钢筋混凝土圈梁,圈梁应与现浇或者叠合楼、屋盖浇筑成整体。各层楼面位置,预制剪力墙顶部无后浇圈梁时,应设置连续的水平后浇带,水平后浇带内应配置不少于2根连续纵向钢筋,其直径不宜小于12mm。
4后浇带设置
4.1后浇带的设计要求
(1)后浇带的接缝形式有直缝、阶梯缝或上下对称坡口形、凹形或多边凹形等形式。一般厚度小于300mm的墙板可做成直缝;厚度大于300mm的墙板可做成阶梯缝或上下对称坡口形;厚度大于600mm的墙可做成凹形或多边凹形断面;(2)后浇带的留置宽度一般为700~1000mm,常用800mm、1000mm和1200mm三种;每30~40m间距留出施工后浇带,后浇带混凝土宜在45天后浇筑;(3)后浇带内的钢筋,有全断开再搭接和不断开另设附加钢筋两种处理方法,后浇带的位置宜设在小跨梁开间或者受力较小的部位,一般可在梁跨三分之一处设置。
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4.2后浇带施工质量的控制
后浇带的连接形式应按照施工图设计进行,后浇带处混凝土在第一次浇筑留设缝隙前后,要采取相关保护性措施,防止缝内进入垃圾、避免钢筋被踩踏变形,避免给清理工作带来困难。在浇筑混凝土前,应对伸缩缝内杂质进行剔凿和冲刷,对移位的钢筋要复位,对混凝土要振捣密实,从而提高其自身防水能力。由于后浇带两侧的梁板在未补浇混凝土前长期处于悬挑状态,所以未补浇混凝土前两侧模板支撑不能拆除,等后浇带混凝土浇筑后强度达85%以上一同拆除,混凝土浇筑后应注意加强保护,及时养护,并做好观察记录。
5材料对比
5.1混凝土
混凝土强度等级应满足相关规定,剪力墙、梁、板等预制构件的强度、耐久性、耐火性、防水性等性能应与现浇构件相同,其中预制剪力墙板的混凝土轴心抗压强度标准值不得高于设计值的20%。装配式构件对水泥、骨料、矿物掺合料、外加剂等的设计要求与现浇钢筋混凝土的设计要求相同以外,应特别保证骨料级配的连续性,未经设计单位批准,混凝土中不得掺加早强剂或早强型减水剂。装配式混凝土配合比除满足设计强度外,尚需根据预制构件的生产工艺、养护措施等因素确定。装配式在同条件养护的混凝土立方体试件抗压强度达到设计混凝土强度等级值的75%、且不应小15N/mm2于方可脱模;吊装时应达到设计强度值。
5.2钢筋、钢材和连接构造
现浇钢筋混凝土构件与预制构件使用的钢筋和钢材需要满足下述性能指标:钢筋强度标准值应具有不小于95%的保证率;吊钩、吊环采用HPB300级钢筋,严禁采用冷加工钢筋;抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度的实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值比值不应大于1.30;且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。现浇和装配式构件所用预埋件的性能指标应满足设计要求,且装配式构件应满足预制构件吊装和临时支撑等需要。
6抗震加强措施
(1)转换结构抗震的加强措施。建筑结构是非常复杂的,,转换层为薄弱层,因此,在抗震构造设计过程中,应采取以下加强措施:①对于框支柱、框支梁、剪力墙底部等部位,应加强抗震等级并提高一级采用。②对于转换层,作为一种薄弱层,将它的地震剪力乘以1.15的增大系数;同时要合理调整框支柱的剪力。③在框支柱、框支梁抗震设计时,应满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)修订版的规定。④要增加框支梁所在层的楼板厚度,双层双向加强配筋构造。(2)连接体结构抗震的加强措施。本工程属于Ⅰ类扭转不规则(Y+5%偶然偏心地震力作用下连体部分的楼层最大位移1.45),同时根据震害分析,在地震中连接体将会受到严重破坏。故在抗震构造设计时,应采取了以下措施:①对于连接体及相邻结构构件,其抗震等级提高一级。②将楼板厚度增加到150mm,加强连接板配筋,采用双层双向布置方式,且要加强边梁和最底层构件的配筋。③确保连接体下层设计的合理性,并将它指定为薄弱层,以放大地震力。
结语
综上所述,本文就高层综合楼钢筋混凝土框架结构设计中相关要点。从中可以看出,在高层综合楼钢筋混凝土框架结构设计过程中,对连接体结构,要确保高层建筑结构布置的合理性,并做好抗震加强措施。同时,要确保连体结构平面满足刚度要求,以免连体结构复杂的耦联振动,确保连体部位结构的可靠性和安全性。
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论文作者:王浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签:结构论文; 混凝土论文; 钢筋混凝土论文; 钢筋论文; 构件论文; 高层论文; 现浇论文; 《基层建设》2018年第34期论文;