高層建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

1、高層建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)該項(xiàng)目舉行計(jì)劃優(yōu)化設(shè)計(jì)，要求計(jì)劃滿足建造擴(kuò)大空間、結(jié)構(gòu)平安、經(jīng)濟(jì)合理并符合超限高層建造抗震規(guī)范要求。對(duì)原設(shè)計(jì)單位所作的計(jì)劃，我院提出以下優(yōu)化看法。削減外圍框架柱數(shù)量，增大建造空間 為滿足建造大空間的功能要求，將原設(shè)計(jì)計(jì)劃中每邊八根柱削減到每邊五根柱，底層柱截面由原設(shè)計(jì)的1500mm-1500mm、1400mm-1500mm增大為1800mm-1800mm、1700mm-1700mm，上部各層柱分段減小，以滿足軸壓比的要求。優(yōu)化后可以增強(qiáng)建造用法面積約750m2，并節(jié)省混凝土用量約2700m3。為了彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的不足，在塔樓四角區(qū)設(shè)置l型桁架（見圖3），構(gòu)成框架桁架結(jié)構(gòu)

2、，內(nèi)部布置核心筒，形成框撐-核心筒體系。并且在建造上將四面的支撐裸露，造型美觀，具有獨(dú)特的標(biāo)記性風(fēng)格。減小核心筒墻體厚度 經(jīng)過計(jì)算分析，芯筒內(nèi)的內(nèi)墻對(duì)抗側(cè)剛度貢獻(xiàn)較小，主要承受的豎向荷載是墻體本身的分量，因此可以將內(nèi)墻厚度適當(dāng)減薄。原設(shè)計(jì)計(jì)劃芯筒內(nèi)墻厚度為800、400、350、250mm，優(yōu)化設(shè)計(jì)后改為400、250、200mm。同時(shí)將原設(shè)計(jì)中芯筒外墻厚度也削減100mm，由此可以節(jié)省混凝土用量約4500m3，增強(qiáng)建造用法面積約1250m2。 其他 在滿足結(jié)構(gòu)平安的狀況下，將原設(shè)計(jì)計(jì)劃中窗群梁由500mm-1500mm優(yōu)化為500mm-700mm，塔樓井字梁由250mm-450mm優(yōu)化為20

3、0mm-400mm。3結(jié)構(gòu)整體分析3.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年，用法年限100年，平安等級(jí)為一級(jí)，設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。 本工程抗震設(shè)防烈度為6度，地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，建造抗震設(shè)防類別為兩類。因?yàn)楸竟こ烫厥庵匾?，現(xiàn)將建造設(shè)防類別提高為乙類。因?yàn)楸緢?chǎng)地為i類場(chǎng)地，仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求實(shí)行抗震構(gòu)造措施。該工程為b級(jí)高度建造，其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)剪力墻和框架柱均為二級(jí)。 場(chǎng)地的特征周期，水平地震影響系數(shù)最大值，放大系數(shù)。 基本風(fēng)壓為0.45kn/m2，基本風(fēng)壓增大系數(shù)取1.2，即按0.54kn/m2取用。地面粗糙為c類，風(fēng)壓體形系數(shù)、風(fēng)壓高度變幻系數(shù)及風(fēng)振系數(shù)均按荷載

4、規(guī)范gb50009-2001的規(guī)定采納，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載規(guī)范取值。3.2主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面表1 核心筒剪力墻尺寸樓層心筒外墻厚心筒內(nèi)墻厚-2f4f800400/250/2005f21f700400/250/20022f32f600350/250/20033f40f500350/250/20041f53f400300/20053f以上400300/200表2 框架柱截面尺寸樓層角柱中柱框架主梁-2f4f1800-18001700-1700500-7005f22f1800-18001700-1600500-70023f31f1700-17001700-1400500-70032f39f1600

5、-16001700-1200500-70040f52f1400-14001700-1000500-70052f以上1200-12001700-800500-700表3 混凝土強(qiáng)度等級(jí)樓層核心筒墻框架柱梁、板-2f24fc60c60c3025f33fc50c50c3034f42fc40c40c3042f以上c30c30c303.3計(jì)算模型與程序按照本工程結(jié)果的特別性，結(jié)構(gòu)整體分析采納satwe和tat兩種軟件分析計(jì)算。為了優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并充分利用已經(jīng)施工完成的基礎(chǔ)，按照專家組的建議，分離對(duì)六柱計(jì)劃、五柱計(jì)劃和四柱計(jì)劃三種框撐-核心筒體系舉行計(jì)算分析。綜合分析以上三種計(jì)劃，專家組全都推舉其次計(jì)劃，

6、即五柱計(jì)劃。3.4主要計(jì)算結(jié)果五柱計(jì)劃 表4表6為satwe和tat主要計(jì)算結(jié)果的對(duì)照分析。應(yīng)解釋的是，采納satwe程序計(jì)算，可將樓板按彈性樓板考慮，消退了復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系按剛性樓板假定計(jì)算帶來的誤差。注：表中只列出了前9個(gè)周期。表5 抗風(fēng)計(jì)算結(jié)果分析軟件satwetat備注x向最大層間位移1/11631/1033滿足規(guī)范要求y向最大層間位移1/11271/1012滿足規(guī)范要求x向頂點(diǎn)位移163.25181.97滿足規(guī)范要求y向頂點(diǎn)位移170.03185.73滿足規(guī)范要求x向總剪力（kn）12813.612999.04表6 抗震計(jì)算結(jié)果分析軟件satwetat備注x向最大層間位移1/18361/1969滿足規(guī)范要求y向最大層間位移1/18041/1968滿足規(guī)范要求x向頂點(diǎn)位移102.0190.62滿足規(guī)范要求y向頂點(diǎn)位移105.0191.26滿足規(guī)范