二級結(jié)構(gòu)師輔導(dǎo)：結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

1、二級結(jié)構(gòu)師輔導(dǎo)：結(jié)構(gòu)設(shè)計問題1、工程概況本工程地下兩層深9.0m,地下二層為戰(zhàn)時人防地下室；地上二十八層，出屋頂四層，共計三十四層，其中裙樓四層，一至三層為商場，四層為寫字樓使用的多功能大廳及其它房間，五層為設(shè)備層及屋頂平臺花園六二十八層為標(biāo)準(zhǔn)寫字樓，屋頂上四層分別為設(shè)備用房和高位水池。占地面積為6343.75平方米，總建筑面積72290平方米，標(biāo)準(zhǔn)層面積為1559.5平方米，大樓總高度122.1米。2、地基與根底依據(jù)地質(zhì)勘查報告，本工程地質(zhì)自上而下分為兩局部，上部為第四系的人工積累，沖擊，殘積土層，下部為白惡系上統(tǒng)大朗山組黃花崗段的沉積基巖，其巖性可分為粉砂質(zhì)泥巖含礫，泥質(zhì)粉砂巖，礫巖等，基

2、巖局部的一般規(guī)律是隨著深度的增加而風(fēng)化程度減弱，巖面強度增大，微風(fēng)化帶巖體較完整，整體穩(wěn)定性牢靠，一般埋深20.3030.20m，樁端承載力標(biāo)準(zhǔn)值0.5mpa.據(jù)此，結(jié)合本工程的荷載要求，采納人工挖樁根底，以微風(fēng)化巖為持力層，周邊采納一柱一樁，核心筒則采納大底板加群樁，樁徑為3000.3、構(gòu)造及施工方法構(gòu)造按7度地震設(shè)防，筒體與框架的抗震等級為二級，地基類別2類，根本風(fēng)荷0.45kN/平方米。本工程主樓采納框架和筒體協(xié)同工作體系框-筒構(gòu)造，主樓中部樓梯間和電梯間縱橫向剪力的墻組成反抗縱橫向剪力的核心筒。裙房采納框架構(gòu)造，在主樓和裙樓房間加后澆帶。地下室至五層為一般砼梁板構(gòu)造，六二十八層受層高限

3、制，采納后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁構(gòu)造，樓板為一般鋼筋砼板。本工程構(gòu)造計算程序采納TBSA4.2 軟件。二構(gòu)造設(shè)計新技術(shù)1、后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁構(gòu)造本工程構(gòu)造設(shè)計的特點是在七二十九層采納了后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁構(gòu)造。設(shè)計思路如下：1設(shè)計原則A、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋主要用于平衡樓板和扁梁自重，并滿意梁的抗裂度及變形要求。B、為保證構(gòu)件延性，根據(jù)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程梁內(nèi)配置適當(dāng)一般鋼筋。C、耐火極限為兩小時，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的愛護(hù)層厚度不小于40mm.2計算模型樓板厚150mm，扁梁尺寸bxh=1000 x500 1500 x500,計算模型取柱與扁梁組成的剛架，并假定扁梁與內(nèi)筒連接為固接，扁梁截面為

4、T形。3預(yù)應(yīng)力設(shè)計樓板、扁梁的砼為C35,扁梁采納無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)造體系，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋為7f5鋼絲束，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為1570Mpa, 般鋼筋采納II級螺紋鋼，錨固體系采納中國建筑科學(xué)討論院的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨固體系。張拉掌握應(yīng)力取scon=0.7x1570=1099mpa , 張拉時超張拉到1.03scon=1132mpa,同時采納張拉力與伸長值雙掌握?？沽羊炈阋罁?jù)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程要求，扁梁按二級裂等級設(shè)計，適當(dāng)放松；強度驗算中，外荷載在扁梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩取TBSA程序內(nèi)力組合結(jié)果并考慮預(yù)尖力產(chǎn)生的次彎矩。當(dāng)對扁梁施加預(yù)應(yīng)力是，柱中的軸向壓力很小，因此對柱子要進(jìn)展大偏壓或純彎強度肯定值

5、算，并在柱子強度設(shè)計的荷載組合中考慮次內(nèi)力的影響。扁梁采納單根無粘結(jié)預(yù)期應(yīng)力筋張錨體系QMU,張拉端為夾片式錯具，固定端為擠壓錨具，任取一根典型扁梁。4經(jīng)濟(jì)效益1、取標(biāo)準(zhǔn)層一層作為計算單元，將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁構(gòu)造與一般鋼筋砼梁構(gòu)造相比擬，前者砼用量包括柱、梁和砼墻及鋼筋用量不包括預(yù)應(yīng)力筋增加約20%左右，介從整體平看，由于采納無粘結(jié)預(yù)應(yīng)國力寬扁梁可以降低層高，雖然建筑物高度受到限制不允許提高，卻可以增加了建筑面積，有很現(xiàn)實的經(jīng)濟(jì)意義，本工程原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m,由于規(guī)劃高度限制100m，因此僅能建26層，現(xiàn)在采納無粘結(jié)顧應(yīng)力寬扁梁構(gòu)造后，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.3m，則可以建28層。2、型鋼奏在一

6、般鋼筋砼中的應(yīng)用五層樓面亦即裙樓天面，其建筑使用功能較多，有屋頂花園、光棚，還有游泳池及更衣室等，樓面標(biāo)高變化多，荷載大。另外分別有兩根16M跨和兩根20M跨框架梁，由于承受荷載很大，經(jīng)TBSA程序計算，梁端彎矩過大，按一般鋼筋配已嚴(yán)峻超筋，為了解決這個能量，經(jīng)討論打算將個四根梁改為型鈉砼梁，由此梁兩端的柱相應(yīng)也改為型鋼砼柱，以便于梁柱節(jié)點連接，一般砼中局部采納型鋼砼組合構(gòu)造，給設(shè)計和施工帶來了肯定的麻煩，但我們最終勝利發(fā)解決了這兩者之間簡單的節(jié)點構(gòu)造成。型鋼砼梁與型鋼砼柱及一般砼框及一般砼框架梁的節(jié)點連接，特別簡單，縱筋、箍筋和腰筋交叉，而且框架梁1與型鋼砼梁與型鋼砼柱頂面標(biāo)高不同，假如按原

7、設(shè)計框架梁1的縱筋全部焊接在型鋼柱的翼緣上，縱筋過于密集，將造成框架梁1的縱筋施工無法順當(dāng)進(jìn)展，達(dá)不到設(shè)計強度要求，所以我們將框架梁1的截面由原來的300X800改為500X800頂部的縱筋全部越過型鋼柱焊接在型鋼梁翼緣上，對底部的縱筋，假如焊在型鋼柱的翼緣上，為仰焊，且此節(jié)點鋼筋密集，不便利焊接施工，質(zhì)量很難保證，所以在底縱筋與型鋼柱連接處焊接一塊鋼托，縱筋直接平焊在鋼托上即可，為防止與鋼托焊接處，型鋼受減弱，在此處增設(shè)三角形加勁板，加勁板與框架梁1的底縱筋平齊。三新材料1、新型防水材料地下室防水工程中，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的柔性防水做法，采納了建立部國家科委一九九三年、一九九五年科技成果重點推廣的新

8、型剛性防水材料，即廣西大新建材化工總廠生產(chǎn)的無機鋁鹽防水劑，到達(dá)了剛性防水的目的,該項產(chǎn)品是多功能系列防水材料，具有微膨脹、減水、緩凝、提高抗壓強度，節(jié)省水泥用量，降低砼水化熱等功能，本工程采納的無機鋁鹽防水劑BSII型，是一種砼構(gòu)造自身防水材料，在詳細(xì)施工過程中，特點如下：材料性能好、施工工藝簡便，使用時，只需在砼中摻入水泥用量百分之三的無要鋁鹽防水劑BSII型，即可使一般砼坍落度由5-6提高到14-16左右，緩漲時間可處長4-6小時，微膨脹到達(dá)萬分之三點八左右，抗壓強度在同等水泥用量的狀況下可提高20%以上，比根據(jù)一般砼施工可節(jié)省10-12%水泥用量，砼不透水性，由S6可提高到S12，抗?jié)B

9、率提高了100-200%，使構(gòu)造自身具有較好的防水性和防裂效果。防水效果好，兩層地下室底板，側(cè)墻只有30cm厚，但從施工完畢到面在一年多的時間來看，內(nèi)墻體和底板枯燥無水跡，防水效果很好。經(jīng)濟(jì)造價低，采納新型無機鋁鹽防水劑，根據(jù)水泥用量的百分之三參加防水劑可節(jié)省10-12%水泥用量，經(jīng)過具體計算，采納無機鋁鹽防水劑比采納柔性材料每平方米可節(jié)省造價為20元左右，這還不包括柔性材料施工人工費和構(gòu)造砼其它外加劑，給投資商方速寫為了較高的經(jīng)濟(jì)效益，給施工也帶來了便利。2、機關(guān)報型墻體材料廣東省墻體改革中大力推廣新型墻體材料，本工程標(biāo)準(zhǔn)層仙隔墻采納預(yù)制件輕質(zhì)嵌墻板，該墻板經(jīng)高科技研制而成，設(shè)計獨特，質(zhì)量和

10、工藝技術(shù)指標(biāo)抱均符合國際標(biāo)準(zhǔn)和要求且符合國家測試標(biāo)準(zhǔn)，其表層為高強度纖維水泥板，內(nèi)含高強水泥及聚苯乙烯發(fā)泡珠作蕊材料，蕊實而質(zhì)輕，特有企口及凹凸槽位，易于安裝接合，它可作固定或活動的功能間隔，具有防火、防水、耐沖擊、隔聲、隔熱等特點，有安全軸心上，每米可承受52KN荷載，而重量比一般同等厚度的磚墻要輕一半以上；板材厚度分三種：50mm-38kg/m2； 7500-55kg/； 100mm-72kg/,它可替代傳統(tǒng)市面上的石屎墻、磚、輕質(zhì)砌塊墻、石膏板及其它輕質(zhì)材料中空間墻。四、新型施工工藝六層樓面轉(zhuǎn)換層周圈轉(zhuǎn)換大梁底面受力鋼筋由通長密集40鋼筋組成，閃光對焊連接直徑40mm鋼筋，目前幾乎辦不到，對大截面鋼筋只有機械連接才牢靠，再由于為了加強建筑物剛性，全部鋼筋拉通于梁內(nèi)包括彎鋼筋，接頭處連接困難，基于以上緣由，最終采納香港的“BAR-TEC 鋼筋套筒聯(lián)接方案來解決難題。鋼筋套筒聯(lián)接技術(shù)是近幾年研制和進(jìn)展起來的一種新型鋼筋對接工藝，其特點是：將鋼筋端部加工成螺紋，然后旋入帶有螺紋的套筒中，從而將兩根鋼筋連接起來。 BAR-TEC 鋼筋