某高层商住楼结构超限设计及相关技术措施

第３期（总第１６７期）　建前　建筑与装修■　某高层商住楼结构起限设计及相关技术措施　曾小勇　（福建厦门３６１０００）　摘要结合某高层商住楼结构及转换层设计案例，阐述了其结构超限抗震设计的过程，以及相关技术措施和分析　计算结果，供类似超限高层抗震设计借鉴。　关键词商住楼；结构；超限设计；特点；验算　１工程概况　本项目由两栋写字楼塔楼和五层商业裙楼相连组成，设　３层地下室。总部办公楼结构高度为１８０ｍ，标准层层高为　４ｍ。地下室顶板面以上设建筑通道与商业裙楼脱开。　塔楼采用筒中筒结构体系：由底部两层为疏柱上部为密　柱形成的外框筒和内部的抗震墙围合形成的内筒组成。塔楼　外框筒底部区域楼层采用型钢砼柱，上部楼层采用钢筋砼　柱；内筒采用钢筋砼墙体。核心筒筒平面尺寸为１６．７５ｍ×　２５．７５ｍ，外框筒平面尺寸为３９．７ｍ×４１．５ｍ（首层１，四角凹进　８．６３ｍ。高宽比为４：５，核心简高宽比为１０：７。　２结构特点　（１）建筑立面腰线层楼层平面尺寸为最大，渐次向上、下　楼层收小为了使建筑使用空间最大化，外围框筒柱采用随建　筑立面变化的斜柱，即外围框筒柱在腰线以下为底部内收的　斜柱，在腰线以上为顶部内收的斜柱，腰线层外框筒柱距内　筒距离最大，接近１５ｍ。　（２）底部疏柱间距为５．８ｍ，上部密柱间距为２．９ｍ，大堂　入口处柱子间距为１１．６ｍ；上部密柱通过设在建筑二层顶的　型钢砼梁转换为底部疏柱，转换柱采用型钢砼柱，尺寸为　１５００×１５００，大堂入口处柱子尺寸为２０００×２０００，转换层上　层底部区域楼层的密柱采用型钢砼柱，上部楼层密柱采用钢　筋砼柱；内筒采用钢筋砼墙体。墙体厚度首层为８００厚，向上　渐次收至４００厚。　（３）大堂人口处，建筑一层局部无楼板，造成部分疏柱为　越层柱。　３结构超限情况　（１）塔楼结构高度超过《高层建筑混凝土结构技术规程》　Ａ级筒中筒结构最大适用高度１５０ｍ的限值，属于Ｂ级高度　范围内的高层建筑。　（２）建筑一层顶楼板开大洞，楼板不连续，形成局部错　层。　（３）外框筒柱在腰线层上下传力方向有变化。　４结构体系分析　（１）本工程采用多重抗侧力体系筒中筒结构体系，外围　由密柱和裙梁形成为外框筒，柱子尺寸较小，外框筒形成空　间受力特点，接近于实体筒的性能，在水平地震作用下，地震　力由核心筒和外框筒共同承担，简体墙体相对减薄、减少；由　于相对刚度较大的外框筒位于结构的最外围，使结构有很大　的抗扭刚度，可以很好地抵御大震下的扭转效应；从斜柱结　构的受力特点考虑，采用外框筒，增强裙梁，可以加强对斜柱　水平方向的约束。　（２）斜柱受力概念分析。在重力荷载作用下，斜柱楼层受　力状况见图１。在水平荷载作用下，传统的直柱框筒，框架柱　的抗倾覆轴力不产生水平分量也不影响层剪力；对于斜柱框　筒，腰线下部框架斜柱的抗倾覆支撑力产生的水平分量和荷　载作用方向一致，加剧了结构的倾覆效应，并在楼板内产生　拉压轴力，增加了框架柱承受的层剪力；腰线上部斜柱的沿　斜柱的抗倾覆支撑力产生的水平分量和荷载作用方向相反，　平衡了相当部分层剪力，减轻了结构的倾覆效应，并在楼板　内产生拉压轴力；腰线层在倾覆弯矩作用下，上部右侧斜柱　的向下轴力在楼层处产生水平拉力，左侧斜柱的向下轴力在　楼层处产生水平压力；下部右侧斜柱的向上支撑轴力在楼层　处也产生水平拉力。因此，腰线层楼板承受的水平拉力不容　忽视，框筒斜柱在水平力作用下楼层受力情况见图２。　（３）宽扁梁的抗震特性。受建筑使用功能空间限制，本工　程楼盖梁采用大跨度宽扁梁结构。宽扁梁受力特性属于有利　抗震，在截面受弯屈服后，由于宽扁梁有很好的抗剪承载力，　使梁端塑性铰能消耗更多的地震能量，在大震下仍能承受楼　面竖向荷载，能更好地体现“强剪弱弯”的抗震设计宗旨。　５结构性能设计　（１）《高规》３．１　１．１条附录建议：“结构高度超过Ａ级高度　或不规则性超过适用范围较少时，可考虑选用Ｃ级或Ｄ级性　・２９・　第３期（总第１６７期）　楚－遽前　工程应用■　探讨桥梁空　板梁预制　采用充　橡胶内模的应用与施工控制　黄荣杰　（福建阳胜工程项Ｉｌ管理有限公司，福建泉，ｆｋｉ１　３６２０００）　摘要在城市建设的桥梁工程设计中，桥梁空心板梁由于施工方便、节省材料、降低工程造价，并且可减少梁体自　重已得到广泛应用，特别是橡胶内模代替传统内模作为混凝土预留孔的主要工具也随着广泛开展。从预制空心板梁采　用橡胶内模作为芯模的应用着重分析了在施＿Ｔ－过程的控制措施。　关键词桥梁空心板梁；充气橡胶内模；顶板厚度；施工控制措施　０引言　桥梁混凝土空心板梁如果顶板厚度不足则危害甚大，轻　则影响桥梁的使用寿命，重则造成顶板早期破损，危及行车　因为芯模上浮而造成顶板厚度不够。在采用橡胶芯模时，因　芯模自重很小，流动的混凝土在芯模下边产生向上的浮力，　问题更为突出。由于空心板顶板处受压区，主要依靠混凝土　顶板承受着荷载产生的全邵压应力，如果顶板厚度不够将会　直接影响到空心板的整体承载能力。《公路工程质量检查评　定标准＞＞ＪＴＧ　Ｆ８０／１—２００４中规定“空心板梁采用橡胶气囊施　安全。我国目前已普遍采用充气橡胶胶囊作为内模，由于充　气橡胶内模易出现上浮现象，导致空心板梁顶板厚度不足问　题已较突出，是一个施工生产的质量通病，由此也制约了橡　胶内模的应用。本文就对采用橡胶内模、顶板厚度不足问题　的施工控制措施进行探讨分析。　工时，胶囊上浮量应符合设计要求”，而在设计文件中往往要　求“必须注意胶囊上浮，以保证顶板厚度”，一般不对顶板厚　度的施工误差作具体的规定。这里主要的问题是顶板厚度本　１橡胶充气内模　橡胶胶囊有着重量轻、结构简单、安装方便的特点，在很　身由于挖空率的最大化，最小断面厚度一般都不厚，仅仅大　于８ｃｍ，大多控制在９．５ｅｍ左右，所以调整的余地非常小，设　计时不作具体的规定也是情有可原，因为稍有不慎就不满足　最小厚度要求。在工程实践中遇到因为空心板顶板厚度不足　而导致报废的情况非常多。过去施工中虽然采用一些办法去　控制上浮量，但效果不理想。对空心板梁顶板进行钻孔检查，　发现其厚度有时不足设计的一半甚至仅为设计尺寸的１／３，　多工程项目中已经替代了传统的钢制内模。但橡胶胶囊也有　很大的缺点，其强度不高，容易在混凝土浇筑的过程中上浮，　如果充气后出现不均匀的凹凸，直接影响混凝土内面的平整　度和厚度，所以控制好橡胶胶囊的产品质量是保证预制梁板　质量的重要步骤。　２空心板顶板厚度不足　空心板顶板厚度不够是在空心板预制过程中最容易出　现的质量弊病，其主要原因是在混凝土浇筑过程中芯模发生　问题比较严重，又无合适的补救办法，只能按报废处理，对工　程施工单位会造成相当的经济损失和影响施工进度安排的　被动局面。　—９‘　ｒ　，奎　・ｊ　ｒ宣　，奎　，９　夸　ｒ　夸　，９　坐９　ｊ　，，奎ｋ　了上浮。即使采用木芯模或钢芯模，在混凝土浇筑时往往会　９　，ｊ　ｊ　｝ｊｋｒ　ｋ，ｊ　窜　ｒ夸　夸ｋｒ　ｋ　宣　，毫ｋｒｊ　ｒ宣ｋｒ　－坐ｊｋ　宣　，壹；ｔｒ　筋率。　（８）砼墙柱截面沿竖向变化位置与核心筒上部收进楼层　错开变化，以免增加结构竖向刚度突变程度。　（９）底部若干楼层的框架柱采用型钢砼柱，型钢含钢率　在４％～１０％。　数和结果指标满足现行规范。针对结构的薄弱部位采取了抗　震构造措施加强。结构总体能达到Ｃ级抗震性能设计目标。　参考文献　【１】ＧＢ　５００１１—２００１，建筑抗震设计规范［ｓ】　９结束语　根据详细的计算结果，本工程结构周期及位移均符合规　范要求。该工程属于Ｂ级高度的超限高层，设计采用了两种　［２】奥雅纳．广９’Ｉ，ｌ西塔初步设计报告【Ｒ］，２００６．５　【３】ＪＧＪ３—２００２，高层建筑混凝土结构技术规程［ｓ】．　【４】ＣＥＣＳ　２８：１９９０，钢管混凝土结构设计与施工规程【ｓ】　不同力学模型的空间分析软件进行三水准抗震设计，计算参　・３１・