框架核心筒結構設計步驟詳解,圖文并茂!
NO.1概況
關于框架-核心筒
【1】框架-核心筒結構常用于高層或超高層寫字樓、公寓,單體大多較高。
【2】隨著建筑物高度的增加,建筑專業(yè)的重要性相對下降,而結構專業(yè)、設備專業(yè)的話語權逐漸增大。
【3】尤其是結構專業(yè),可以根據(jù)概念設計及計算的需要,對其它專業(yè)提出要求。
【4】結構專業(yè)方案應盡量常規(guī)化、簡單化。
結構方案需要確定:
❖梁柱結構形式(混凝土或鋼、組合結構)
❖柱子、剪力墻、梁的截面尺寸
❖豎向構件的調整要求
NO.2 建筑提圖之后
確定計算數(shù)據(jù)
【1】第一輪提圖一般會比較粗略,可能僅有標準層,其它的信息尚待確定。下圖為某實際項目的第一輪提圖:
圖中需要調整的地方較多,本文將逐個進行說明。
需要注意的是:建筑專業(yè)的很多數(shù)據(jù)也尚未確定,所以可以通過溝通來了解大體意向、方向,例如凈高要求、總高度限值、底商層數(shù)層高及業(yè)態(tài)、空調形式、采暖形式等等,做到心中有數(shù),便于留好裕量。
【2】確定如下建筑專業(yè)數(shù)據(jù):
❖標準層層高
層高是電算的基本數(shù)據(jù),須將結構內部梁高(先估算一個梁高,例 如650左右)提供給建筑專業(yè)。
❖底商層數(shù)、層高
底商部位荷載大,且很可能有車庫入口、扶梯、內部樓梯等對平面有削弱的設施。層高較高,無數(shù)值時可按5m估算。
❖屋面上的設施
屋面設施對電算結果有較大影響,包括是水箱間、擦窗機、電信塔、裝飾架、花園、直升機起落平臺等;提前問清,做到心中有數(shù)。
❖墻體材料、地面營造
沒有準確數(shù)值的話,提供意向做法也可。
【3】確定建筑類別
查閱《建筑抗震設防分類標準》,確定建筑類別是丙類還是乙類。搞錯了建筑類別會顛覆既定方案。
歸納總結:
❖上述均為影響結構計算的重要數(shù)據(jù)
❖尚未確定的數(shù)據(jù)可要求建筑專業(yè)進行估算
❖數(shù)據(jù)取偏保守些,為未來調整留好富裕量
NO.3 結構方案確定
方案確定原則
下面要正式對建筑平面進行方案性調整,原則為:
【1】確定墻、柱平面時,墻、柱均外邊取齊。
保證建筑外輪廓不變,內筒外輪廓不變(走道寬度不變)。
【2】確定筒體范圍
內筒不要偏置,如下圖紅色區(qū)域所示,不是所有交通核的墻體都要設置成混凝土墻的。
【3】在筒體四角設柱子,可為700x700全樓通高,與門有干涉時應要求建筑專業(yè)移門。
❖優(yōu)點1:便于搭梁。
❖優(yōu)點2:筒體角部柱子成為邊緣構件的端柱,有可能放松筒體角部開洞的規(guī)范要求(前提是圖審機構同意)。
【4】布置內筒外框梁,如果內筒支座為洞口,則應要求建筑、設備專業(yè)移洞口,保證梁支座落在墻體上(見下圖)。
❖情況1:支座為設備門口時,要求門口移位或變換開啟位置。
❖情況2:支座為通道或不可變位的梁時,調整支座至墻體上,此時梁為斜梁。
【5】連接內筒-外框的框架梁(下文簡稱內筒外框梁),應以墻、柱為支座。盡量避免下圖的布置方式。
注:業(yè)主有強烈要求時才考慮梁搭梁,但要有保證措施。
【6】核心筒角部距內邊緣500mm內不應開洞,有洞口則應移位。
歸納總結:
❖方案性調整主要是要求其它專業(yè)進行配合
❖如加柱子、移門、變換管井位置等
❖以消除錨固不足、框架不能形成榀等不安全因素
NO.4 電算調整步驟
梁柱斷面原則
電算調整與框架結構、剪力墻結構有諸多不同,步驟如下:
【1】先按某一截面(如800或700)統(tǒng)一布外框柱。柱子盡量為方柱。
注:為什么盡量是方柱呢,因為裙房以上的幾層,層高較小,柱斷面較大,柱子長向很容易成為極短柱。
【2】調整柱子斷面。
❖根據(jù)電算結果中的軸壓比數(shù)值,對柱子截面進行換算,并將新的斷面輸入電算。建議用Excel做一個柱子斷面換算表,如下圖:
注:表中混凝土標號可選,混凝土fc隨著標號變化自動變數(shù)。
❖換算原則是:保證新柱子的軸壓比接近規(guī)范限值;這個限值,應考慮井字復合箍及設置芯柱對軸壓比限值的提選自.投標書代寫網 yipai178.com 高。
❖標號最大可為C50,再大時,需要征得業(yè)主同意,并考慮當?shù)毓┴浤芰Α?br />❖柱子斷面內收單邊差值盡量不超過100mm。
❖頂層軸壓比不控制的層,柱子斷面也不可過小,可設定一個最小值,如600x600。
【3】柱子斷面對功能影響較大,一旦按軸壓比限值確定后,盡量不再做調整;參數(shù)不滿足時以調整梁高、墻厚的方式調整,萬不得已時再考慮加大柱子。
【4】按同樣方法調整內筒周圈墻厚。
❖外筒墻最小墻厚建議不小于400,利于抗側及保證梁支座錨固。
❖筒體內部厚度不滿足穩(wěn)定的墻體可先去掉,按荷載輸入,但在施工圖設計中加上。內筒墻各層可輸統(tǒng)一值,如300、250,應與建筑專業(yè)協(xié)調、爭取。
【5】框梁
❖內筒外框梁做寬扁梁,梁寬不宜超過柱子,滿足撓度要求。
❖周圈梁高主要是按側移調整,力爭周圈梁高統(tǒng)一。
【6】電算調整時,為了一目了然,可做一個項目信息一覽表,對電算調整過程及施工圖階段劃分構件標準層都有幫助。見下圖:
歸納總結:
❖外框柱、內筒墻均按軸壓比原則確定截面
❖內筒墻厚取值時還應兼顧梁錨固、穩(wěn)定性
❖內筒外框梁盡量寬扁
NO.5 電算敏感點
電算經驗總結
某些模型的層間位移角調整過程會比較艱辛,在不想對墻、柱做過大調整時,需要一點點地調整。下面列出層間位移角的電算敏感點。
【1】平動系數(shù):電算目標當然是平動系數(shù)為1.00,這種情況下模型的狀態(tài)是最優(yōu)的。
【2】荷載:對電算結果的影響很明顯。層間位移角不滿足時,可嘗試細化樓面荷載、墻體荷載,甚至減小頂部幾層的剪力墻厚度都會有正向效果;混凝土容重取到合理值即可、不宜過大。
【3】需要注意的設計參數(shù)
❖土層水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)。
❖中梁剛度放大。
❖設計參數(shù):梁墻自重扣除與柱重疊部分、樓板自重扣除與梁重疊部分。
❖其它參數(shù):梁柱剛域(一般只考慮梁剛域,不考慮柱剛域)。
注:下篇將對總信息進行詳述。
【4】周圈梁高、偏心設置:電算中應將梁柱偏心按實際取齊。
【5】柱子斷面的概念調整
❖如果上述手段無法達到預期,可對內筒墻厚、外框柱斷面進行調整。
❖墻、柱不是越厚/大越好,斷面增大到正確的位置,才會起到最大的作用。
❖具體加大哪幾層,可參考位移變化曲線,簡言之,側移變化曲率較大的層,加大墻、柱斷面的效果最明顯。
❖見下圖:
依據(jù)上圖可以大致確定增大哪些層的豎向構件截面(箭頭所指位置)。
小貼士:
❖框架-核心筒結構電算結果不一定對墻柱尺寸敏感
❖一味加大豎向構件尺寸效益并不高
❖須多種手段并舉,逐步調整至滿意結果
NO.6 施工圖設計
需要關注的設計點
如果設計人對框架結構、剪力墻結構都熟悉的話,則施工圖設計上難度并不大。幾個需要關注的點有:
【1】墻體需要加邊框,也就是暗梁(與框剪結構相同)。
【2】內筒角部通高為約束邊緣構件。
【3】底部加強部位筒角邊緣構件長度要取墻長的1/4。
【4】外框角部樓板加鋼筋網片。
【5】內筒樓板板厚120,如果內部開洞過多應加厚至140.
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