(2)地下室顶板无大洞口,顶板厚度为200mm。
(3) 地下室层数3层,满足规范对嵌固端的要求,所以取地下室顶板为嵌固端。
3.2.3结构超限分析
由于建筑体型的复杂,经我们与建筑专业多次协调和初算,A区依然存在如下超限情况:
(1)六层夹层的有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的40%,开洞面积大于该层楼面面积的35%,按沪建建(2003)702号文件要求,应进行超限高层建筑结构抗震设防专向审查。
(2)六层楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%;
(3)楼层最大弹性水平位移(或层间位移)大于该楼层两端弹性水平位移(层间位移)平均值的1.2倍;超过《建筑抗震设计规范》GB50011-2001规定的限值。
针对上述情况,我们采取下列措施:
(1)在建筑平面外围布置宽扁柱,适当加大梁截面高度,使结构周边形成了类似于壁式框架的抗侧力结构体系,增加了结构的抗扭刚度,减小了结构的扭转反应,使结构的扭转位移比控制在规范的要求之内(小于1.20)。
(2)对于因建筑设有较大的中庭引起的楼板开洞过大,为真实反映楼板面内刚度,又不影响梁钢筋的安全储备,采用分块刚性模型加弹性膜楼板连接的计算模型,并适当加强洞口周围楼板厚度和配筋。
(3)六层夹层有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的40%(见图2),在该层下部无夹层处加设部分框架主梁,周边仍设置高截面梁,以减小结构的扭转反应,并适当加强该层受力构件的配筋率,加强楼板厚度和配筋。
(4)六层楼板加厚,采用150厚,并适当加强配筋,采用双层双向配筋。
经过计算结果如下表示,两程序计算结果对比,结构动力特性基本一致。
表一:
计算软件 |
PMSAP |
SATWE |
风荷载 |
总剪力(kN) |
Vx=3964 Vy=3015 |
Vx=4273 Vy=3213 |
最大位移角 |
X向:1/7940 Y向:1/12084 |
X向:1/6766 Y向:1/9999 |
结构总重力 |
总地震剪力(kN) |
VxE=45986 VyE=45845 |
VxE=45806 VyE=49024 |
最大层位移角 |
Ux/h=1/689(2层) Uy/h=1/699(2层) |
Ux/h=1/595(2层) Uy/h=1/645(2层) |
|
扭转位移比 |
1.20(x向+5%偶然偏心 2层) |
1.17(X向+5%偶然偏心 7层) |
1.16(Y向+5%偶然偏心 6层) |
1.12 (Y向+5%偶然偏心 5层) |
周期 |
T1(s) |
1.4223(X向) |
1.5036(X向) |
T2(s) |
1.3328(y向) |
1.4223(X向) |
T3(s) |
1.2819(T) |
1.3475(T) |
本层侧移刚度与上一层相应侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度的80%的比值中较小值 |
X向1.110 Y向1.110 |
X向1.268 Y向1.095 |
X向1.370 Y向1.370 |
X向1.445 Y向1.379 |
X向1.230 Y向1.240 |
X向1.230 Y向1.307 |
X向1.090 Y向1.100 |
X向1.041 Y向1.189 |
X向1.080 Y向1.090 |
X向1.024 Y向1.150 |
X向1.480 Y向1.460 |
X向1.415 Y向1.481 |
3.2.4 屋面钢网架对结构主体计算影响
A区屋面设有较大面积的T形采光天窗(见图3),对结构平面内刚度板削弱较多,设计必须考虑对主体结构的不利影响。为充分考虑到结构可能出现的最不利情况,计算采取3种不同的楼面模型计算假定,综合配筋设计,以达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计原则要求。

图2 A区六层夹层结构布置图图3 A区屋面结构布置图
3种楼面模型计算依次如下:
a取消“强制刚性楼板”假定,在洞口边采用弹性膜楼板假定,特别是屋面采光天窗板厚取零,钢网架简化为等效钢杆件,与主体结构铰接,SATWE和 PMSAP里均选用最不利水平力作用方向,考虑双向地震作用,出屋面小塔楼等内力调整系数取3,不断优化,使构件基本不超筋。
b在上述模型的基础上,取消屋面钢桁架,将相应荷载加在混凝土主体上,将混凝土屋面分为三个独立的塔,(分块刚性楼板)再验算,不断优化,使构件基本不超筋。
c在上述模型的基础上,以六层楼面设为屋面,以上部分均作为出屋面的塔楼,地震作用力放大系数取1.5,不断优化,使构件基本不超筋。六层夹层及以上部分构件配筋以上述abc三种工况下,最大内力包络配筋。个别薄弱部位如配筋不大,取出单榀框架补充分析,可参考配筋。
4.结语
(1)此类大公共建筑层数虽然不高,但体量大,各区单塔结构重力不均衡,水浮力大,使我们的基础设计首要面对抗浮,不均匀沉降等一系列问题,而采用改变基桩支承刚度分布较传统等基桩支承刚度分布在控制沉降差等方面更合理科学.
(2)建筑功能复杂,楼板较多削弱,平面扭转不规则是公共建筑结构经常到的问题。增大结构抗扭转刚度,采用能符合楼板实际面内刚度的计算模型分析并在构造上加强是通常处理方法。
(3)屋面刚网架与结构主体采用铰和滑动支座连接,充分考虑在多遇和旱遇地震下对主体的不利影响。
参考文献:[1]《建筑抗震设计规范 GB50011-2001》中国建筑工业出版社 2001年3月
[2] 《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》中国建筑工业出版社 2002年2月
[3] 《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002》中国建筑工业出版社 2002年9月
[4] 《英皇明星城岩土工程勘察报告(详勘)》 上海市岩土工程勘察设计研究院有限公司2005年3月
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