帶裙房主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究
時(shí)間:2022-06-15 10:47:28
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摘要:為了提高建在坡地上的商業(yè)裙房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量,本文結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際,對(duì)其結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行了分析,并提出在類似項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)質(zhì)量控制措施,從而為建在坡地上的商業(yè)裙房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞:商業(yè)裙房;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)
1工程概況
本工程為沁源縣城中村(棚戶區(qū))改造安置房紫盛苑項(xiàng)目5號(hào)樓,建設(shè)地點(diǎn)位于山西省長(zhǎng)治市沁源縣縣城西側(cè),勝利路與小河街交叉口西北側(cè)空地內(nèi)。坡屋面,主樓地上8層(帶悶層),地下1層;裙房地上1層,無(wú)地下室。主樓和裙房連成一體,總建筑面積:6443.98m2。南立面和東立面室外標(biāo)高為-0.30m,室內(nèi)外高差0.3m;北立面和西立面室外標(biāo)高為2.25m,室內(nèi)外高0.75m?;A(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。本工程建在坡地上,受場(chǎng)地約束條件的限制,在地震或風(fēng)等水平荷載作用下將產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn),為抗震不規(guī)則結(jié)構(gòu)。
2基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
2.1工程地質(zhì)情況
本工程根據(jù)建設(shè)單位提供的《沁源縣城中村改造安置房2號(hào)地塊建設(shè)項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)勘查報(bào)告,擬建場(chǎng)區(qū)土層屬于可進(jìn)行建設(shè)的一般場(chǎng)地。
2.2基礎(chǔ)選擇
本工程主樓采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),基礎(chǔ)位于第四層土,承載力不滿足要求,采用CFG樁處理地基,處理后復(fù)合地基承載力不小于200kPa;裙房采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ),基礎(chǔ)位于第二層濕陷性粉土,承載力滿足要求,采用1米厚三七灰土處理地基土的濕陷性。
3結(jié)構(gòu)計(jì)算分析
3.1主要計(jì)算參數(shù)
主體結(jié)構(gòu)和裙樓的抗震設(shè)防烈度為7度,抗震設(shè)防類別為丙類。設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g,所屬的設(shè)計(jì)地震分組為第二組,場(chǎng)地類別為Ⅱ類,基本風(fēng)壓為0.50kN/m2,地面粗糙度為B類。
3.2明確抗震等級(jí)要求
設(shè)計(jì)人員進(jìn)行帶裙房高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要明確結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí),嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)開展設(shè)計(jì)工作。根據(jù)工程建設(shè)規(guī)范《山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T472-2020)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》(GB50011-2010)的規(guī)定,本工程底部在地震中期望其具有良好的抗震性能,故地下1層至地上2層抗震等級(jí)為二級(jí),地上3層至屋頂抗震等級(jí)為三級(jí),根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行分析,選擇合適的抗震設(shè)計(jì)方法,保證抗震性能達(dá)到規(guī)定要求。
3.3結(jié)構(gòu)整體分析
本工程應(yīng)根據(jù)接地部位的實(shí)際約束條件,采用合適的分析軟件建立合理的、與真實(shí)受力相符的分析模型,對(duì)內(nèi)力分析結(jié)果應(yīng)分析判斷其合理性。地震影響系數(shù)最大值取0.5,場(chǎng)地特征周期取0.08s,結(jié)構(gòu)彈性狀態(tài)阻尼比取0.05。計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使各振型參與質(zhì)量之和不小于總質(zhì)量的95%。底部加強(qiáng)區(qū)從首層至地上2層頂。
3.4多遇地震下的彈性時(shí)程分析
整體分析分別采用SATWE和PMSAP兩種程序進(jìn)行計(jì)算,采用考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算地震作用,并考慮偶然偏心及雙向地震作用,兩種軟件分析得出的結(jié)構(gòu)反應(yīng)特征基本吻合,結(jié)構(gòu)周期比、層間位移角及位移比均能滿足規(guī)范要求。從上述計(jì)算結(jié)果可以看出,每條地震波大于反應(yīng)譜法的65%且小于反應(yīng)譜法的135%;各條地震波的平均值大于反應(yīng)譜法的80%且小于反應(yīng)譜法的120%。因此,時(shí)程分析和反應(yīng)譜法所得底部剪力基本接近,所選取的地震波滿足規(guī)范的要求。反應(yīng)譜法計(jì)算的基底剪力略大于彈性時(shí)程分析平均計(jì)算結(jié)果,在后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采用反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。
4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制
4.1具體設(shè)計(jì)方案
進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員要認(rèn)識(shí)到裙房作為商鋪,對(duì)內(nèi)部空間需求較高,為了更好地滿足商鋪營(yíng)業(yè)需求,主樓采用剪力墻結(jié)構(gòu),裙樓采用框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)規(guī)范要求,地下一層頂和首層頂板厚均取0.16m,樓板配筋應(yīng)采用雙層雙向通長(zhǎng)布置。此外,地下一層頂板和首層頂樓蓋應(yīng)采用考慮樓板面內(nèi)彈性變形的計(jì)算模型進(jìn)行補(bǔ)充內(nèi)力分析。結(jié)構(gòu)地上一層頂樓蓋和框架梁應(yīng)補(bǔ)充按偏拉構(gòu)件設(shè)計(jì),其軸向拉力可取彈性樓板時(shí)計(jì)算值的1.1倍。除此之外,因建筑物兩側(cè)存在2.55m的高差,主體結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮地下室側(cè)墻引起的結(jié)構(gòu)剛度偏心,并采取相應(yīng)的措施。同時(shí),本工程底部抗側(cè)力構(gòu)件的約束部位不在同一水平面上且不能簡(jiǎn)化為同一水平面,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生平面和豎向不規(guī)則。在進(jìn)行構(gòu)件分析和設(shè)計(jì)時(shí),宜考慮豎向構(gòu)件自身的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。本工程建在坡地上,應(yīng)進(jìn)行罕遇地震下的抗傾覆驗(yàn)算。采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)構(gòu)傾覆力矩,然后采用SRSS或CQC組合方法計(jì)算結(jié)構(gòu)總傾覆力矩。抗傾覆力矩根據(jù)不同方向和接地方式等具體情況進(jìn)行計(jì)算。由計(jì)算可知,本工程抗傾覆安全系數(shù)為1.56,滿足規(guī)范要求。
4.2重視基坑開挖設(shè)計(jì)
(1)基坑開挖時(shí),應(yīng)根據(jù)勘察報(bào)告提供的參數(shù)進(jìn)行放坡或支護(hù)。非自然放坡開挖時(shí),基坑護(hù)壁應(yīng)做專門設(shè)計(jì),以確保道路、市政管線和現(xiàn)有管線及現(xiàn)有建筑物的安全和施工的順利進(jìn)行。支護(hù)、帷幕及降水應(yīng)由有相應(yīng)設(shè)計(jì)和施工資質(zhì)的單位承擔(dān)。(2)在建設(shè)場(chǎng)區(qū)內(nèi),由于施工或其它因素的影響有可能形成滑坡的地段,必須采取可靠的預(yù)防措施,防止產(chǎn)生滑坡。對(duì)具有發(fā)展趨勢(shì)并威脅建筑物安全使用的滑坡,應(yīng)及早整治,防止滑坡繼續(xù)發(fā)展。(3)基坑施工前應(yīng)做好基坑開挖與支護(hù)的施工組織設(shè)計(jì),充分考慮到基坑開挖與地下水位變化引起的基坑外土體的變形及其對(duì)基礎(chǔ)樁、鄰近建筑物和周邊環(huán)境的影響。選定開挖機(jī)械、開挖程序、機(jī)械和運(yùn)輸車輛行駛路線、地面和基坑坑內(nèi)排水,應(yīng)采取有效的防水、排水措施,且采取措施避免擾動(dòng)持力層,不得超挖?;觾?nèi)雜物應(yīng)清理干凈,無(wú)積水?;又苓叾演d不得超過(guò)設(shè)計(jì)限值。
4.3重視地下室設(shè)計(jì)
要明確地下室是否可以作為嵌固端,本工程裙房無(wú)地下室,主樓地下室與地下車庫(kù)相連,要考慮停車需求。根據(jù)規(guī)范要求,詳細(xì)了解施工區(qū)域的實(shí)際情況,發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目地下室無(wú)法對(duì)上部結(jié)構(gòu)形成有效的嵌固,根據(jù)計(jì)算可知地下一層與首層的等效剪切剛度比小于2,故設(shè)計(jì)人員進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),將基礎(chǔ)頂作為嵌固端。此外,因建筑物兩側(cè)室外地面高差為2.55m,本工程地下室擋土墻兼作支擋結(jié)構(gòu),地下室擋土墻和土體間會(huì)產(chǎn)生靜力和動(dòng)力相互作用,需將土靜力或動(dòng)力地震作用施加到地下室擋土墻與主體結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)體系上,根據(jù)規(guī)范取有地震作用時(shí)地下室擋土墻的主動(dòng)土壓力為不考慮地震作用時(shí)的1.165倍。故計(jì)算地下室擋土墻時(shí),還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)在地震作用下向邊坡移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的土壓力,可取被動(dòng)土壓力、罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)傳給地下室外墻的彈性地震作用與靜止土壓力之和兩者的較小值。計(jì)算可知地下室擋土墻墻厚取0.25m,豎向配筋取,水平配筋取,拉筋為梅花型布置。
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作者:馮潔 單位:山西省第二建筑設(shè)計(jì)院