日照市东港区农产品质量检测中心大厦结构设计
发布时间：2012-06-01 13:48:23更新时间：2012-06-01 13:49:25
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摘要：本文以日照市农产品质量检测中心大厦设计为基础，一一介绍高层地下室车库抗浮、锚杆设计、超长结构处理等若干问题。可供设计人员参考。
关键词：框架-剪力墙、锚杆、抗浮
本工程抗震设防烈度7度、抗震等级为二级，场地类别为II类。
二、结构体系及主要结构尺寸。
地下车库抗浮计算结果如下：
1、荷载统计
车库顶板荷载：
（1）1500mm厚覆土： 18x1.5=27KN/m2
（2）180mm厚砼现浇板： 25x0.18=4.5KN/m2
合计： 31.5KN/m2
（2）车库顶板恒载 31.5KN/m2
（3）车库地面以下恒载
400mm厚土： 18x0.4=7.2KN/m2
400mm厚防水底板： 25x0.4=10KN/m2
合计： 17.2KN/m2
（4）总抗浮水位：6.06米，地下水浮托力按10KPa/m计算。故（31.5+17.2）x0.9=43.83KN/m2<60.6KN/m2
配重比不满足抗浮计算要求，需做抗浮锚杆抵抗水浮力：抗浮锚杆每平方米设计抗浮力为60.6-43.83=16.77KN/m2，取为25KN/m2能够满足。
根据抗浮计算书中，抗浮锚杆每平方米抗浮力为25KN/m，锚杆持力层为第五层花岗闪长岩强风化带，锚杆直径取0.15m,锚杆间距为3mx3m，锚杆轴向设计拉力值为225KN
故取锚杆锚固长度为4.38米，锚杆大样如下图四所示，锚杆孔径为Ø150，孔中心埋没钢筋约束作抗拔锚杆，锚杆持力层为第五层花岗闪长岩强风化带，锚杆进入持力层不小于4.5米。抗拔承载力大于225KN，锚杆钢筋采用HRB400级钢筋3φ22，注浆材料为水泥砂浆，强度不低于30MPa。因主楼与裙房、车库，不设任何永久缝，为解决沉降问题，两者间用施工后浇带和加强带
加以分隔。
基础属于大体积混凝土，要求如下：大体积砼中掺入水泥用量20%优质粉煤灰，同时强度设计值采用混凝土六十天龄期强度，混凝土分层浇筑，控制振捣质量，增强密实度，使用低水化热水泥，降低浇筑温度，降低骨料温度，掺加减水剂，尽量减少砼用水量，保证砼塌落度。
四、结构设计与分析：
（1）结构计算：
本工程抗震设防烈度为七度，基本风压值采用W0=1.1X0.4=0.44 KN/m2
场地类别为II类，结构计算采用中国建筑科学研究院《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》-SATWE程序进行计算分析，主要计算参数如下：砼容重27，结构重要性系数1.0；重量刚度增大系数2.0；梁扭矩折减系数0.4；周期折减系数0.75.结构计算结果见表1
由表1可见，主体结构对于地震作用及荷载作用的反应是正常的，各阵型下结构自振周期、位移及地震力符合规范的限制且均在正常的取值范围内，尤其是起主要作用的以结构扭转为主的第一周期Tt与以平动为主的第一周期T1之比小于0.9，这说明工程的结构布置是合理的，另外，由于结构在X、Y两方向上的刚度基本接近，两个方向的周期、位移基本相同。
五、主要结构构造措施
（1）楼板混凝土收缩及温度应力问题
主楼标准层纵向长度为81.2米，对中间楼板的变形有较强的约束作用，混凝土的温度收缩应力有可能使中间部分楼板出现裂缝，为此，本工程除了设置施工后浇带，楼板设置双层双向钢筋外，还把纵向四道梁的负筋至少有四根通长设置，这样在很大程度上可以有效地抵抗砼的收缩应力。
（2）薄弱层楼板的加强
主楼与附楼相连层上下各一层楼板的厚度均设为120mm厚，且双层双向配筋，大大保证了楼板的刚度。
(3)墙柱与楼板采用不同强度砼时的浇筑界线：本工程十层以下墙柱与楼板的砼强度等级不同，为此，施工中采用两台砼泵分别供应两种砼的使用，墙柱及节点砼稍前于梁板砼的浇筑，不留施工缝，两种不同强度的浇筑界线（如图五所示），其目的旨在保证节点区和墙柱墙柱是等强的。
六、结语
经过本工程的结构设计工作，感到概念设计在结构设计工作中的重要性，而结构方案的顺利实施需其它各工种的密切配合，不可想象，一个优秀的建筑作品是单一工种发挥到最佳，它一定是各工种完美结合的产物。因而，在此再次感谢其它各工种设计人员与相关人员的合作；再次感谢市审图中心的老师们在设计中给予的指导和帮助，特表谢意。
参考文献
（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中国建筑工业出版社
（2）《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》
（3）中国建筑科学院PKPMCAD工程部，高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE （2005版）
关键词：框架-剪力墙、锚杆、抗浮
- 工程概况：
本工程抗震设防烈度7度、抗震等级为二级，场地类别为II类。
二、结构体系及主要结构尺寸。
- 竖向结构体系
- 平面结构体系
- 主要结构尺寸
- 基础设计
地下车库抗浮计算结果如下：
1、荷载统计
车库顶板荷载：
（1）1500mm厚覆土： 18x1.5=27KN/m2
（2）180mm厚砼现浇板： 25x0.18=4.5KN/m2
合计： 31.5KN/m2
- 地下水位标高在室外地坪标高下1.2米，需抗浮验算：
（2）车库顶板恒载 31.5KN/m2
（3）车库地面以下恒载
400mm厚土： 18x0.4=7.2KN/m2
400mm厚防水底板： 25x0.4=10KN/m2
合计： 17.2KN/m2
（4）总抗浮水位：6.06米，地下水浮托力按10KPa/m计算。故（31.5+17.2）x0.9=43.83KN/m2<60.6KN/m2
配重比不满足抗浮计算要求，需做抗浮锚杆抵抗水浮力：抗浮锚杆每平方米设计抗浮力为60.6-43.83=16.77KN/m2，取为25KN/m2能够满足。
- 车库整体抗浮的要求
根据抗浮计算书中，抗浮锚杆每平方米抗浮力为25KN/m，锚杆持力层为第五层花岗闪长岩强风化带，锚杆直径取0.15m,锚杆间距为3mx3m，锚杆轴向设计拉力值为225KN
故取锚杆锚固长度为4.38米，锚杆大样如下图四所示，锚杆孔径为Ø150，孔中心埋没钢筋约束作抗拔锚杆，锚杆持力层为第五层花岗闪长岩强风化带，锚杆进入持力层不小于4.5米。抗拔承载力大于225KN，锚杆钢筋采用HRB400级钢筋3φ22，注浆材料为水泥砂浆，强度不低于30MPa。因主楼与裙房、车库，不设任何永久缝，为解决沉降问题，两者间用施工后浇带和加强带
加以分隔。
基础属于大体积混凝土，要求如下：大体积砼中掺入水泥用量20%优质粉煤灰，同时强度设计值采用混凝土六十天龄期强度，混凝土分层浇筑，控制振捣质量，增强密实度，使用低水化热水泥，降低浇筑温度，降低骨料温度，掺加减水剂，尽量减少砼用水量，保证砼塌落度。
四、结构设计与分析：
（1）结构计算：
本工程抗震设防烈度为七度，基本风压值采用W0=1.1X0.4=0.44 KN/m2
场地类别为II类，结构计算采用中国建筑科学研究院《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》-SATWE程序进行计算分析，主要计算参数如下：砼容重27，结构重要性系数1.0；重量刚度增大系数2.0；梁扭矩折减系数0.4；周期折减系数0.75.结构计算结果见表1
| 自振周期（秒） | 周期 | 平动系数X | 平动系数Y | 扭动系数Z |
| T1 | 1.60 | 1.0 | 1.0 | 0.00 |
| T2 | 1.39 | 1.0 | 1.0 | 0.00 |
| T3(Tt) | 1.20 | 1.0 | 1.0 | 1.00 |
| 最大弹性层间位移角 | X方向地震 | 1/1389 | ||
| Y方向地震 | 1/1754 | |||
| 最大弹性层间位移角 | X方向风 | 1/4749 | ||
| Y方向风 | 1/3014 | |||
| 最大层间位移比 | X方向地震 | 1.06 | ||
| Y方向地震 | 1.14 | |||
| 最大楼层位移比 | X方向地震 | 1.06 | ||
| Y方向地震 | 1.14 | |||
由表1可见，主体结构对于地震作用及荷载作用的反应是正常的，各阵型下结构自振周期、位移及地震力符合规范的限制且均在正常的取值范围内，尤其是起主要作用的以结构扭转为主的第一周期Tt与以平动为主的第一周期T1之比小于0.9，这说明工程的结构布置是合理的，另外，由于结构在X、Y两方向上的刚度基本接近，两个方向的周期、位移基本相同。
五、主要结构构造措施
（1）楼板混凝土收缩及温度应力问题
主楼标准层纵向长度为81.2米，对中间楼板的变形有较强的约束作用，混凝土的温度收缩应力有可能使中间部分楼板出现裂缝，为此，本工程除了设置施工后浇带，楼板设置双层双向钢筋外，还把纵向四道梁的负筋至少有四根通长设置，这样在很大程度上可以有效地抵抗砼的收缩应力。
（2）薄弱层楼板的加强
主楼与附楼相连层上下各一层楼板的厚度均设为120mm厚，且双层双向配筋，大大保证了楼板的刚度。
(3)墙柱与楼板采用不同强度砼时的浇筑界线：本工程十层以下墙柱与楼板的砼强度等级不同，为此，施工中采用两台砼泵分别供应两种砼的使用，墙柱及节点砼稍前于梁板砼的浇筑，不留施工缝，两种不同强度的浇筑界线（如图五所示），其目的旨在保证节点区和墙柱墙柱是等强的。
六、结语
经过本工程的结构设计工作，感到概念设计在结构设计工作中的重要性，而结构方案的顺利实施需其它各工种的密切配合，不可想象，一个优秀的建筑作品是单一工种发挥到最佳，它一定是各工种完美结合的产物。因而，在此再次感谢其它各工种设计人员与相关人员的合作；再次感谢市审图中心的老师们在设计中给予的指导和帮助，特表谢意。
参考文献
（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中国建筑工业出版社
（2）《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》
（3）中国建筑科学院PKPMCAD工程部，高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE （2005版）
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