某带大跨转换桁架超限高层结构设计

随着国家新型经济的蓬勃发展,为了满足人民日益增长的精神文化需求,国家各级主管部门加大了对文化娱乐设施的投资,随着文化类建筑的快速发展,各类内设大剧场、演播厅等新型传媒中心在建筑设计中越来越常见,建筑结构形式愈加丰富。本文以东部某城市文化传播中心项目中一单体建筑传媒中心为例,建筑主体总高24.90m,采用框架结构;结构存在楼板大开洞,大跨度转换结构、扭转不规则等超限情况,属于带大跨转换超限高层。本文重点介绍了转换结构的方案比选、结构性能化设计、大跨转换桁架结构设计的关键技术计算分析、并对转换层楼板舒适度进行验算,保证了结构的安全可靠,为后续类似项目提供一定参考。

大跨桁架转换超限高层结构设计与分析

本文介绍了某一存在多项不规则的大跨桁架转换超限高层的结构设计与分析,本工程存在大跨桁架转换、斜柱、体型收进及组合平面等不利因素。针对本工程设计的特点及难点,通过合理有效的结构布置及加强措施,并经过全面的结构计算和分析,结构能够达到设定的抗震设防性能目标,转换桁架、斜柱等关键构件能满足受力要求且有足够的安全储备。转换桁架及斜柱采用钢骨混凝土结构,能与周边的钢筋混凝土结构形成良好的整体性。转换桁架斜、竖腹杆及吊柱采用钢结构达到了节点简化的目的,且不影响结构整体受力性能。楼板作用对转换桁架及斜柱相关构件受力有较大影响,专项分析时宜考虑楼板开裂或失效的影响。

某图书馆大跨转换桁架节点设计

为实现建筑上"彩虹桥"的概念,本工程上部结构采用四榀大跨度桁架进行转换。在转换桁架根部以及主次桁架交汇位置,杆件数量较多,构造及受力复杂。节点设计上以"强节点、弱构件"为准则,构造上以传力合理、平顺,便于施工为导向。根据整体结构在多遇地震下的分析结果,选取两处关键节点位置,采用有限元分析软件MIDAS FEA对关键节点进行精细模拟。结果表明,节点设计满足既定的设计目标。

科创园1号复杂结构方案比选及超限分析

科创园1号地项目由地下2或3层、地上13~19层的5栋高层办公塔楼及裙房、6栋地上1层商业组成。建筑造型复杂,结构整体表现为上部楼层U形平面和下部楼层独立分块的多塔,中间6~8层采用16.8,33.6m跨转换桁架形成回字形的强连接体。基于上述情况,进行了包括结构单体划分、结构布置、转换桁架形式和位置等结构方案比选,尽可能地减少了结构超限程度;针对存在的扭转不规则、凹凸不规则、侧向刚度突变、竖向构件间断4项超限类型的典型超限结构单体,进行了性能化设计分析,并提出了加强措施。结果表明,结构各阶段的性能水准均能满足设定的性能目标,抗震加强措施可靠可行。

深港开放创新中心连体结构设计

深港开放创新中心由西至东跌落退台,逐渐收进,中部形成中央庭院,中庭区域通过室内连廊和观光楼梯相连,两栋塔楼分别在低区3~4层、高区11~14层通过三座跨2层高和一个跨4层高的连廊连接。结构存在扭转不规则及偏心布置、凹凸不规则等6个不规则项,属于高层超限结构。简要介绍了项目的整体情况,重点叙述了设计关键点:跨地块连廊分析、大跨转换桁架分析、斜柱和分叉柱分析等;同时进行了小震、中震弹性、大震弹塑性分析,并对分析结果提出了针对性的加强措施。通过基于抗震性能的分析,工程满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”设防目标要求,可以实现预期的抗震性能目标C级要求。

青岛某音乐厅结构设计

青岛某音乐厅为不规则多层建筑,主体结构采用混凝土框架-剪力墙体系。本单体二层~四层部分楼板缺失,四层及屋面设有几榀大跨度框架,且该楼四层设有一榀大跨转换桁架。演播厅周边由于建筑功能要求设有大量跃层柱。音乐厅屋面结合建筑声学要求,设置双层板结构,利用该双层板结构的空间效应有效减少大跨梁底拉应力。针对上述特点,对主体结构设定了相应的抗震性能目标,通过MIDAS Building及YJK两种程序进行整体结构多遇地震下的弹性分析,采用YJK对结构进行了弹性时程分析及罕遇地震下的静力弹塑性分析,各项指标均满足规范要求。并且对关键部位及关键构件进行了补充分析,确保主体结构、大跨及转换结构在小震、中震、大震作用下具有良好的抗震性能。

中南大学湘雅医院新院区超限结构设计

中南大学湘雅医院新院区主体结构采用带转换层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,存在扭转不规则、平面凹凸不规则、刚度突变和尺寸突变、构件间断以及局部穿层柱等5项超限情况。针对结构的超限情况,结构设计制定了合理可靠的性能化设计目标,采取多项加强措施以提高重要构件及节点的设计标准,并采用多种计算软件对结构进行小震弹性分析、等效中震分析和大震动力弹塑性时程分析。结果表明,结构体系布置合理,具有良好的抗震性能,结构整体指标、关键构件和一般构件均能满足预设的抗震性能目标。

深圳龙岗三馆项目结构分析与设计

深圳龙岗三馆项目是龙岗中心城最具科技人文内涵的标志性建筑,该工程存在大跨大悬挑钢桁架、斜柱支撑转换梁、大跨钢筋混凝土箱型楼板、外框斜柱不连续、结构外框清水混凝土等特点。采用带少量剪力墙的框架结构体系,利用2种不同的计算程序对结构整体进行对比分析,对外框斜柱的强度及稳定性进行设计和验算,对大跨转换钢桁架及弧形悬挑钢桁架的变形及强度进行分析和设计,分析了钢筋混凝土箱型楼板的受力性能,对型钢混凝土斜柱下到地下室转直柱的设计,采取了分担水平力的加强措施,并可为相关工程设计提供参考。