摘要：本工程由圖書館、博物館、文化館三個單體組成, 地上結構采用鋼筋混凝土框架結構, 局部大框架為鋼框架。概述項目的總體情況、地質(zhì)情況及基礎設計, 并對各個單體的采取不規(guī)則判別, 以便針對結構的薄弱環(huán)節(jié)進行有效加強, 以更加有效、經(jīng)濟的達到安全可靠的目的。
關鍵詞：框架結構;不規(guī)則判別;薄弱部位;
1、 工程概況
本工程位于福建省仙游縣,并總建筑面積3.5萬m2本工程分為圖書館、博物館、文化館三個結構單體,并在三個館連橋處設縫。主要結構屋面標高為18m,為多層結構采用框架結構。
建筑整體效果圖如圖1所示。各個分區(qū)平面如圖2所示。
2 、工程地質(zhì)概況
2.1 、場地地質(zhì)情況
本工程基礎設計依據(jù)為福建省閩中地質(zhì)工程勘察公司于2016年3月出具的《仙游縣圖書館新館建設項目 (詳勘) 》、《仙游縣文化館新館建設項目 (詳勘) 》及《仙游縣博物館新館建設項目 (詳勘) 》。
擬建項目場地屬山間沖積平原地貌, 地形平坦開闊, 地面海拔高程變化不大。本區(qū)未見液化土層, 本場地內(nèi)不會發(fā)生砂土震動液化現(xiàn)象。
圖1 建筑整體效果圖
圖2 平面分區(qū)及平面尺寸圖/m
2.2 、水文地質(zhì)資料
擬建場地地下水主要為基巖風化層中的風化裂隙孔隙水, 屬潛水類型, 富水性貧乏, 其補給來源為大氣降水。大氣降水是本區(qū)地下水的主要補給來源, 歷史最高水位約為31.00m, 故可不考慮地下水對建筑材料的腐蝕影響, 同時設計階段無需考慮抗浮問題。
3 、基礎設計
采用樁基礎基礎, 持力層采用砂土狀強風化花崗巖, 其單樁抗壓承載力特征值為1500kPa。根據(jù)勘察報告的相關意見, 本工程未特殊注明的樁采用鉆 (沖) 孔灌注樁樁徑為800mm。并按照規(guī)范的相應要求進行樁身完整性及單樁豎向抗壓靜載試驗。
4 、抗震設防烈度及設計基本參數(shù)
本項目的抗震設防烈度及設計基本參數(shù)如表1所示。
表1抗震設防烈度及設計基本參數(shù)
本項目整體計算采用北京盈建科軟件有限責任公司編制的盈建科結構軟件YJK1.8進行各個單體的計算, 整體計算模型如圖3所示。
圖3 整體計算模型
5 、抗震等級及結構形式
依據(jù)結構的抗震設防分類、結構體系、設防烈度等條件, 詳細設定各部分結構構件的抗震等級, 保證重要構件的抗震措施和抗震構造措施得到充分加強, 本項目地上部分結構形式如表1所示。
表2地上結構形式
6、 結構計算分析
整體分析及基礎設計均采用北京盈建科軟件有限責任公司編制的盈建科結構軟件YJK1.8。
單構件的核算采用理正結構設計系列軟件 (7.0PB1) 。
補充驗算采用中國建筑科學研究院PK.PMCAD工程部編制的結構分析程序《多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE》 (2010版2011年1月1日) 。
7 、結構體系的選取
整個項目的各個單體層數(shù)及建筑高度均不高, 故采用抗側(cè)力較好, 較為經(jīng)濟的鋼筋混凝土結構框架結構。
8 、結構不規(guī)則項判別
8.1、 圖書館
圖書館典型的平面類似L形, 其計算模型如圖4所示。建筑平面有較大內(nèi)凹且建筑平面寬度較窄, 經(jīng)計算, 圖書館為具有扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù) (含穿層柱) 等3項不規(guī)則項的多層結構。
8.2 、文化館
圖4 圖書館計算模型
圖書館文化館主要柱網(wǎng)尺寸8.0m×8.0m, 其計算模型如圖5所示, 采用鋼筋混凝土框架結構。經(jīng)計算, 文化館為具有扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù) (含穿層柱) 等3項不規(guī)則項的多層結構。
圖5 文化館計算模型
8.3 、博物館
博物館主要柱網(wǎng)尺寸8.0m×8.0m, 其典型平面呈輻射狀, 其計算模型如圖6所示, 采用鋼筋混凝土框架結構。經(jīng)計算, 博物館為具有扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù) (含穿層柱) 等3項不規(guī)則項的多層結構。
9 、結構設計中技術的處理
9.1、 樓板弱連接的處理
三個單體均具有樓板不連續(xù)弱連接的部位。計算時采用彈性樓板來控制整體計算指標, 分塊進行各部位的承載力設計, 并與整體計算進行相應包絡。
施工圖進行樓板配筋時, 加厚該部位板厚, 并設置雙層拉通鋼筋, 以提高該部位的受力能力。
圖6 博物館計算模型
9.2 、針對穿層柱的設計措施
各個單體建筑均有大空間穿層柱的部位, 采用以下的相應措施予以加強:
1) 采用性能化設計方法, 要求穿層柱承載力滿足中震彈性設計要求;
2) 穿層柱按相鄰普通柱剪力反算, 且其配筋不小于相鄰不穿層柱。
9.3 、博物館區(qū)域的局部長懸挑的處理方案
博物館南側(cè)局部有8m長的懸挑部位, 結合建筑的布置方案, 采用局部的懸挑桁架方案完成該部位的效果, 相鄰柱中設置連接的鋼骨柱, 計算中考慮豎向地震的工況。并且施工圖階段中加強該部位的樓板配筋。懸挑桁架的設置如圖7所示。
9.4 、文化館大跨度空間的處理
文化館因使用功能的需求, 屋面為大跨度梁, 其跨度為18m, 采用后張法預應力梁, 大跨度梁的配筋控制其承載力, 預應力鋼絞線的設置來控制梁的撓度及變形。
9.5 、裝飾架的處理
建筑專業(yè)的需要, 需將三個單體作為一個整體, 故在其上方設置36m大跨度的裝飾架, 以增強整個組群的整體性。
裝飾架的上方鋪設遮陽格柵, 地上區(qū)域, 裝飾架與主體結構脫開, 豎向構件在柱頂上方設置連接鋼骨, 框架梁采用箱形鋼梁, 遮陽格柵主龍骨均與柱頂上方鉸接連接。如圖8所示。
圖7 博物館懸挑桁架部位計算模型
圖8 裝飾架計算模型
10 、結語
本項目根據(jù)建設方及建筑的功能及外觀要求, 存在設計中的相應難點及重點。設計采用合理設置結構布置、經(jīng)濟性比較、多模型包絡設計等多種措施對計算指標及結果進行控制。綜合各種得失, 使結構既能夠滿足規(guī)范的各項要求, 又能達到經(jīng)濟合理的目的。
參考文獻
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