某超高层转换桁架设计

《某超高层转换桁架设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某超高层转换桁架设计（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第4 l 卷增刊 2 0 1 1 年4 月 建筑结构 B u i l d i n gS t r a c l u r e V o l4 1S A p t 2 0 1 某超高层转换桁架设计 白建承，张良平，尚文红 华森建筑与工程设计顾问有限公司，深圳5 1 8 0 5 4 ) 搞 】本【程的特点是主接层2 5 局部开大洞层6 一 钢桁架转换。本文对I 程白勺难点如月部转换结构进 行T 分析，并采用r 相应的扮造措施。 关麓月 结构设i l 结构选型；计算分析；构造措施 中田分盛号： 1 3 J 3 1 8女棘标识码：A 女童号：l 0 0 2 - s 4 8 x ( 2 0 t 1 ) 5 1 4

2、 1 6 1 7 4 ) 5 $ l l a l e t u r a ld e s i g no f 蛆o u t - o r - c o d em 曲- r i s eb 曲d i g B a iJ i a n y o n g ，Z h a n gL i a n g p i n g ，S h agW e n h o n g ( H u 聃e nh r e h i t t ur a l E n 目”e e n D e s i g n i n gL t d e n “e n5 1 8 0 5 4 ，c h J M ) A h a u a c t ：B a g d “1 4 c d eh i 曲一

3、b u i l d i n g ，t h ed e s i g nd 】m c b s u c h I dt r a T l s f e r 日l dl r 叫 n e md I u s “i nt h ep a p e r K e ” o r d s ：B I c l u 捌d 。p ；l 1 目“o “；e 月2 e u l a f i o n 刊“，8 j # ，5 1 w c I u m s l 工程概况 建筑总高度为1 9 l5 m 地下2 层，地面以上为 4 7 层办公建筑( 不包括出屋面部分) 。标准层的平 面尺寸为3 40 mx4 4l m 。核心简短边长度约为 1 07 m

4、，结构的高宽比约为56 ，核心筒高宽比为 1 79 ，结j I 句类型为钢筋混凝土框架一核心简。层1 6 层高为45 m ，标准层层高为40 m ( 圈1 3 ) 。 丰工程的结构设计使用年限为5 0 年，建筑结 构的安争等级为二缦重要性系数10 。基本风压 w o = 05 0 k N m 2 ，地面粗糙度B 类体型系数l4 。 本工程抗震设防类别为阿类，抗震设防烈度为6 度I I 类场地，设计地震基本加速度值为00 5 9 ，设 计地震分组为第一组。 2 结构设计 本工程属于B 级高度钢筋混凝土框架- 核心筒 高层建筑，所以在层3 2 以下外框柱内i 殳置刑钢作 为抗震加强措施，同时可减小

5、柱子截面尺寸。 目l 2 5 # * 平目目 目3B8 皱构平目 楼层平面核心域以外部分为办公区域，外框 柱间距1 2 m 左打但为适腑建筑需要在层6 7 用 人字形支撑对人处的柱子进行了转化转换枉之 间踌度为2 06 5 m ( 图4 ，5 ) 。 n 女m ”：r j m m ，nn 一* n m Hr W F m i l I d l 1 6 3 m 建筑结构 2 0 1 1 妊 揖瞬 圉4 结构剖i 意目5 桁架转换i 意图 为适应建筑立面改变的需要层4 0 - 4 2 设有3 根斜柱，柱的倾斜度为3 m 9 m ( 斜柱与垂线的夹角 为1 84 。) ，有艘地将上部结构荷载直接传递到下

6、 部结构柱上，避免了转换或其他措施引起的结构传 力复杂化。斜柱之间由于力的传递形成的水平力 主要由相连楼层粱和楼层板承担。 楼面开大洞的处理。在层1 5 存在大面积的 楼面缺失，连接薄弱，且造成三个柱成为跃层柱，跃 层柱高度达2 25 m ( 图5 ) ，针对这种情况，采取下 列措施加强薄弱部位： ( 1 ) 采用基于性能抗震设计方法，对跃层柱、 转换桁架及核心筒墙体等采用专门的抗震性能目 标和设计控制指标，提高楼面开大洞楼层竖向掏件 的抗震性能。使用反应谱方法、弹性时程及动力弹 塑性时程进行了整体计算分析。 ( 2 ) 跃层柱采用钢管混凝土柱，以提高其承载 力、剐度及延性。 ( 3 ) 适当

7、提高楼面开太洞楼层的整体刚度使 地震作用下结构的薄弱部位不发生在底部。 ( 4 ) 加强开大洞楼层的抗震措施：底部加强区 向上延伸到开大洞楼层上两层( 层7 ) ，底部加强区 重要构件的抗震等级提高一级( 核，t L , 筒：一级外框 柱：级) 。 ( 5 ) 增加开洞楼层上一层( 层6 ) 的接板厚度到 1 5 0 n 珊，并且加强其及楼板开大洞楼层的楼板配 筋，按照双层双向贯通配筋，对楼板进行应力分析 以控制其应力在可以接受的水平，保证水平力的可 靠传递。 3 转换结构的选型殛力学性能分析 综合考虑建筑、结构和施工经济性的要求，对 转换桁槊形式进行多方案比较，虽终采用丁人字形 斜撑转换(

8、方案二) 。用S A T W E 及E T A B S 两个程 序进行计算计算结果吻合较好，E T A B S 的计算结 果见图6 1 0 及表1 。 目6 肯案一计算结果 田7 方案= 汁算结果 目8 方案二计算结皋 利用有限元软件O p t i s m J e t 分析了转换桁架中 的两个重要节点，考察了节点在1 0 0 年风作用下的 应力状态( 整体计算分析表明桁架为1 0 0 年风控) 。 第4 l 卷增刊 白建永，等某超商珏转换桁架设计 图1 0 方案计算结果 方案鞍t 总襄 材料参数：钢材： * 相模世2 IxI O5 M P a ，呐松 比03 ，密度78 5x l O ”t m

9、 m l 。，混凝土掸性横量 36 】0 4 M P a ，油松比02 密度25 5x 1 0 “t r a m 3 。 3 1 节点1 分析结果 选J ； I 力和位移混合边界条件，往节点柱端和 粱端利用r i g i d l i n k ( 刚臂) 连接，在刚臂E 施加荷戟 模拟t 部柱和楼而梁对转换桁架的作川，转换桁架 弦杆端部固结。有限元横刊弛图1 1 ，分析结果如 图1 2 一1 4 所示。由圈可知，在1 0 0 年风作用下，节 点区最大应力为2 0 8 M P a ，应力状态娃乐节点处于 弹性范围之内。 目1 1F 点1 有限i 模犁 扣零 囤1 3 节点1m M I 蝴应山分布

10、32 节点2 分析结果 选用力和位移混合边界条件，柱l 一端和忏f 架弦 扦端均利用r i g i d l i n k ( 剐臂) 连接，在刚臂1 施加荷 拽，种端下部同结。打限J L 榄刑见削I5 ，分析结小 立罔】6 1 7 所i 。、 边霹一 建筑结构 a 囤1 41 7 点l 横硒板v n nM i s e s 山分柑 围1 6 节点2 变形目国1 7 节点2v mb t i ”s 力分布 枉1 0 0 年肌作用下，节点医最大应力为 3 9 9 M P a ，但考察发现只有节点板上极个别单元应 力1 F 常大，这是由于应力集中引起根据圣维南原 坪，应力在集t l 处会迅速扩散对整个节点

11、的工作 状态造成的影响是极为有限的。应力状态显示节 点处于弹性范啊之内。 3 3 节点构造 市点构造设计时对钢召与混凝土及钢管混凝 土方案进行比较，最终采用钢管桁架转换结构以满 足受力性能的要求。如阿l8 2 0 所示。 钢骨与混凝土转换桁架的缺点是钢筋用量多、 绑扎量太，型钢截面抗弯剐度低，节点构造复杂、小 宜施工特别是柱子纵向钢筋和箍筋碰副楼面粱、 桁架时无法穿越。优点是钢骨可以现场拼接、吊装 方便，混凝土可作为型锕防火保护层。 钢管混凝土转换桁架的优点是节点掏造简单、 目1 9 转换桁槊节点= 施工方便，型钢抗弯承载力利用率高，构件延性好， 钢筋用量少钢管可以作为浇筑柱内混凝土的模 板。

12、缺点是截面须分段吊装对吊装要求较高，要 考虑钢管混凝土的防火。 节点构造设计时采用主要措施：采用合适的内 隔板宽度增加楼层中间的横隔板，谨循既确保钢 管柱的围束作用卫方便旌工的原则：预留人_ 振 捣施工空问。钢骨混凝土粱与钢管混凝土转换怖 架钢筋连接采用连接套筒= 意2 *兰一口 第4 l 卷增刊 门建永，等某超商层转换桁架设讣 1n l 目2 0 转换桁架节点= 4 结语 杭州兰爵国际超高层铜管桁架转换结构工程 寅践丧1 月，诚种体系f e 力明确、承载力高，延性明显 优J ：普通说凝土转换结构。在泣计过程一h f H 强化 转换J 去及其F 部结构，确保转换结构技其F 部 率 问f 越够的

13、强度、剐度，延性。对于转换结构本身， 要挺高构件的抗震抗飙性能，使之有足够的安全 度；同时遵循“强节点、弱构件”的原则节点小形 成破坏机构。考虑钢管桁架转换结构的特点，连接 节点设计应合理可靠以满足受力性能的要求。 考女献 1 G B 5 0 0 1 1 2 0 I o 建筑抗震设计规范【s 北京中国 建筑I 业出版牡2 0 1 0 2 】G B 5 0 0 1 0 - - 2 0 0 2 混凝结构设计规范 S 】北京：中 目建筑I n 出版杜2 0 0 2 3 I G J 3 _ 2 0 0 2 高层建筑混凝结构技术规程 s 北 京中国建筑I 业出版社2 0 0 2 4 Y B 9 0 8

14、2 - - 2 0 0 6 铜骨混凝结构设计规程 s 】| 匕 京冶金I 业m 版社 5 i 爵剧R 项目结悔超眼设计日行性论证擞告 s 】 某超高层转换桁架设计某超高层转换桁架设计 作者：白建永， 张良平， 尚文红 作者单位：华森建筑与工程设计顾问有限公司，深圳 518054 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条) 1. 何天森.张晓光.巢斯 钢结构拉索在结构设计中的应用会议论文-2008 2. 韩小红.王赛宁 轻钢结构支撑系统的设计会议论文-2007 3. 隋英杰.陈永强.赖玉辉.蔡秉志.唐旭雄 上海某超限高层办公楼结构设计会议论文-2011 4. 方敏.刘辉.杨耀国.张明辉.覃

15、兆平 大型全玻璃钢高层架体的结构设计会议论文-2007 5. 王绍合.刘婷.刘洋.贾文颖.孙媛媛 长白山酒店结构设计会议论文-2011 6. 宋莉.邱韶光 嘉和广场矩形钢管混凝土框架-核心筒超高层性能化设计会议论文-2011 7. 郑建东.方君仲.戴小颖 某高层结构扭转位移比调整方法对比分析会议论文-2011 8. 朱林辉.张琳.张守峰.王宇.郭益.李新华 营口经济开发区图书馆结构设计会议论文-2011 9. 贾卫平.李忠盛.崔青.吕晓静.王又文.张全辉.张慧 鄂尔多斯机场新航站楼结构设计会议论文-2011 10. 张付奎 中央财经大学沙河校区学生活动中心及食堂结构设计会议论文-2011 本文链接：