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林樹枝:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度分析

來(lái)源:中國(guó)幕墻網(wǎng)收集整理  作者:林樹枝  日期:2018-7-9
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  隨著城市的發(fā)展,原有城市建筑特點(diǎn)無(wú)法滿足人口聚集的需要,所以城市建筑向空間、縱向發(fā)展已成為必然。高層建筑的發(fā)展已有100多年的歷史,其根本原因主要有:經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市人口密集、土地資源減少、科技進(jìn)步等。隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展和多種高性能建筑材料的產(chǎn)生,對(duì)于高層建筑的要求已不僅限于滿足使用,建筑形式和審美要求也越來(lái)越重要。

  本篇文章內(nèi)容由[中國(guó)幕墻網(wǎng)]編輯部整理發(fā)布:

  案例十七:萬(wàn)科金域華府

  屈曲約束支撐

  在受拉與受壓時(shí)均能 達(dá)到屈服而不發(fā)生屈 曲失穩(wěn)的軸力構(gòu)件。

  小震下主要控制指標(biāo)對(duì)比

  在多遇地震作用下,采用屈曲約束支撐減震結(jié)構(gòu)的Y方向最大層間位 移角較原結(jié)構(gòu)方案減小了14%,滿足規(guī)范的層間位移角1/750的限值要 求,其他各項(xiàng)指標(biāo)也均能夠滿足現(xiàn)行規(guī)范的控制要求。

  案例十八:杏林灣商務(wù)營(yíng)運(yùn)中心

  型鋼-砼框架-核心筒結(jié)構(gòu),

  地下3層,地上50層,高度超限,總高度250m。

  1、 勁性混凝土柱+鋼管混凝土柱。

  2、深井灌注樁。

  案例十九:廈門火車北站

廈門火車北站——整體鳥瞰圖

廈門火車北站

  案例二十:廈門海峽明珠大廈

  1、地上50層,總高度232m。

  2、內(nèi)部鋼筋混凝土核心筒。

  3、外圍鋼管混凝土框架柱與 鋼梁組成的框架。

  4、伸臂桁架,建筑16、32層,每個(gè)加強(qiáng)層X(jué)、Y向分別設(shè)置四道伸臂,伸臂采用高度等于層高的桁架連接核心筒和外圍框架柱。

  5、頂部采用鋼管混凝土斜柱來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑要求的外立面傾斜。

  效果圖

斜柱結(jié)構(gòu)選型

廈門海峽明珠大廈主塔結(jié)構(gòu)

  案例二十一:廈門帝景苑

  廈門首個(gè)超高層住宅項(xiàng)目,5 幢62層,258米高,全鋼結(jié)構(gòu)精品住宅。

效果圖

  結(jié)構(gòu)體系及基礎(chǔ)形式

  鋼框架+鋼支撐+鋼板剪力墻(約束屈曲支撐、阻尼器)

  矩形鋼管柱最大尺寸 2500*2500

  鋼管柱最大鋼板厚度 80mm

  灌芯混凝土強(qiáng)度 C70~C50

  鋼板厚度小于35mm時(shí)Q235B、Q345B

  鋼板厚度大于35mm時(shí) Q345GJ、Q390GJ

  基礎(chǔ)形式: 大直徑深井灌注樁、樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖

  最大樁徑4.50米 最大樁長(zhǎng)50.0米 平均樁長(zhǎng)30.0米

  鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)戶型與鋼結(jié)構(gòu)戶型結(jié)構(gòu)面積比較

  經(jīng)過(guò)比較,鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)戶型的戶內(nèi)豎向構(gòu)件面積明顯高于鋼結(jié)構(gòu)戶型,兩者相差約戶型面積的14%。這就意味著客戶每買100㎡的鋼結(jié)構(gòu)戶型,就會(huì)多得到14㎡,扣除25%的公攤后也可多的10.50㎡。

  案例二十二:特房波特曼大廈

  由兩座主樓組成,均為48層,高度220m,地下室共三層,采用鋼管混凝土柱框架-筒體結(jié)構(gòu)。各擬建物對(duì)差異沉降敏感,建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí),地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。

  效果圖

場(chǎng)地風(fēng)化槽斷面示意圖

  地基基礎(chǔ)優(yōu)化

  • 原設(shè)計(jì):持力層中微風(fēng)化巖。沖鉆孔(詞條“鉆孔”由行業(yè)大百科提供)樁,樁徑1200,樁長(zhǎng)約90米。

  • 問(wèn)題1、施工難度大,澆搗困難。

  • 問(wèn)題2、樁身混凝土難密實(shí)。

  • 問(wèn)題3、樁太長(zhǎng),垂直度難控制。

  • 問(wèn)題4、造價(jià)太高。

  方案一 (樁端持力層為碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化巖)

  沖鉆孔灌注樁樁-筏-土協(xié)同作用計(jì)算分析:

  土體地基承載力修正后為 fa=458.73kpa, 單樁持力層為(碎裂狀)強(qiáng)風(fēng)化。

  樁混凝 土強(qiáng)度等級(jí)為C40,框架柱下樁長(zhǎng)為57.0米 ~64.0米,采用每柱下3樁,共60根;核心筒下樁長(zhǎng)為60.0米~75.0米,梅花型布置, 共94根,單樁豎向承載力特征值12000KN。 核心筒下筏板(詞條“筏板”由行業(yè)大百科提供)厚為4.5米,其余板厚為3.0 米,考慮水浮力的有利影響時(shí),取其水浮 力為75 KPa,土體彈簧剛度取為6.0MPa。

  方案二 (樁端持力層為散體狀強(qiáng)風(fēng)化巖)

  沖鉆孔灌注樁樁-筏-土協(xié)同作用計(jì)算分析:

  土體地基承載力修正后為 fa=458.73kpa,單 樁持力層為(散體狀)強(qiáng)風(fēng)化。

  樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,框架柱下樁長(zhǎng)為43.0米 ~50.0米,采用每柱下3樁,共60根;框架柱下單樁豎向承載力特征值8200KN.核心筒下 樁長(zhǎng)為53.0米~64.0米,梅花型布置,共94 根。

  核心筒下單樁豎向承載力特征值 11000KN。核心筒下筏板厚為4.5米,其余板 厚為3.0米,考慮水浮力的有利影響時(shí),取 其水浮力為75 KPa,土體彈簧剛度取為 4.0MPa。

  樁平面布置同方案一。

  方案對(duì)比

  方案一 :樁長(zhǎng)為61~75m,比較長(zhǎng),施工較為困難,但是整個(gè)樁反力呈內(nèi)大外小,整個(gè)沉降變形減少,整個(gè)承臺(tái)的彎矩和核心筒沖切力減小。

  樁所承擔(dān)總荷載的73.46%,水承載總荷載的8.98%,土體所承擔(dān)總荷載的17.56%。

  方案二 :樁長(zhǎng)為43~64m,有所減少,但是整個(gè)樁反力呈內(nèi)小外大,整個(gè)沉降變形加大,整個(gè)承臺(tái)的彎矩和核心筒沖切力增大。

  樁所承擔(dān)總荷載的59.63%,水承載總荷載的 8.98%,土體所承擔(dān)總荷載的31.4%。

  案例二十三:廈門高崎國(guó)際機(jī)場(chǎng)T4航站樓

廈門高崎國(guó)際機(jī)場(chǎng)T4航站樓

  問(wèn)題:風(fēng)荷載取值出現(xiàn)較大偏差。主樓錐形圓鋼柱,原設(shè)計(jì)斷面 Ф2100~800×40,經(jīng)優(yōu)化后,設(shè)計(jì)斷面減為Ф1800~800×40。斷面積 減少約30%。

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