象山希尔顿度假酒店结构抗震设计.doc

上传人:gs****r 文档编号:1822434 上传时间:2019-03-17 格式:DOC 页数:9 大小:113.50KB
下载 相关 举报
象山希尔顿度假酒店结构抗震设计.doc_第1页
第1页 / 共9页
象山希尔顿度假酒店结构抗震设计.doc_第2页
第2页 / 共9页
象山希尔顿度假酒店结构抗震设计.doc_第3页
第3页 / 共9页
象山希尔顿度假酒店结构抗震设计.doc_第4页
第4页 / 共9页
象山希尔顿度假酒店结构抗震设计.doc_第5页
第5页 / 共9页
点击查看更多>>
资源描述

1、1象山希尔顿度假酒店结构抗震设计【摘 要】象山希尔顿度假酒店位于沿海的半岛上,是一个平面和竖向均不规则的超限高层,采用框架剪力墙结构体系,并根据建筑超限的情况及结构体系,提出性能设计目标,通过小震弹性计算、构件性能验算及弹塑性静力分析,结构的抗震性能良好,结构体系安全可靠。 【关键词】超限高层;性能目标;山地建筑 1、工程概况 项目位于宁波市象山县爵溪街道磨石礁,整个项目的基地位于一个沿海的半岛上。拟建五星级度假酒店。本工程用地面积 81517 平方米,建筑面积 109250 平方米(其中地下面积 64602 平方米) ,地下四层,地上八层,地下层 42 为酒店公共区,层 2 以上均为酒店客房

2、,地下四层、地下三层层高 5 米,地下层 28 层高 3.6 米。 工程的结构设计基准期为 50 年,结构安全等级为二级,抗震设防烈度为 6 度(0.05g) ,设计地震分组第一组,场地类别 II 类,场地特征周期 0.35s,属于标准设防类。10 年重现期为 1.2kN/m2(用于舒适度验算) ;50 年重现期为 1.4kN/m2(用于变形验算和配筋计算) ,地面粗糙度为 A类。 2、结构体系及主要平面布置 工程以基础底板作为上部结构嵌固端。主楼平面为 C 字型,通过设置两道伸缩缝分为三个独立的抗震单位 A 区、B 区和 C 区。酒店各区主楼2采用框架+剪力墙结构体系。地上部分为保证海景客房

3、柱网为单跨,典型柱网开间为 9.6 米9.6 米,典型框架柱截面 800x800、上部客房区为600x800,剪力墙厚度均为 400mm-300mm。 图 1 标准层建筑平面图 3、基础设计 整个酒店区域的 C 区和 B 区大部分都在沿海的平地上,A 区和酒店的地下室部分均位于坡地上(等高线较密的范围) ,针对这种特殊的基础条件,拟采用以下三种方式进行建筑基础的设计。 对于需要炸山范围的基础,由于地基底板面已经位于持力层-3 范围之内,采用天然地基+防水底板的形式;对于沿海平地范围的基础,当持力层-3 离基础底板在 3 米范围之内,将挖至持力层顶,将基础直接置于该层上,采用天然地基+防水底板的

4、形式;当持力层-3 离基础底板大于 4 米时,将采用大直径钻孔灌注桩,采用桩基承台+防水底板的形式。(如图 2) 图 2 工程地质与建筑基础的典型剖面 4、塔楼不规则情况分析 塔楼的不规则情况: 第 1 章 考虑偶然偏心最大层间位移比 1.4,属于扭转不规则; 第 2 章 大堂上空区有效楼板宽度小于50%; 第 3 章 立面收进大于下一层的 25%。 5、结构性能目标的确定 主楼根据其不同部位,分别制定了性能目标,通过“三水准两阶段”3的设计方法,达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。 表 1 性能目标表 抗震烈度 多遇地震 (小震) 设防烈度地震 (中震) 罕遇地震 (大震) 性能

5、水平定性描述 完好 结构保持弹性 完好 结构保持弹性 有明显塑性变形,修复或加固后可继续使用 层间位移角限值 1/800 1/800 1/200 底层层间位移角不大于 1/2000 构 件 性 能 核心 筒墙 弹性 弹性 不屈服 抗剪弹性 楼板 弹性 弹性 允许开裂,控制裂缝宽度和刚度退化 大堂跨层柱 弹性 弹性 不屈服 框架柱 弹性 弹性 不屈服 连梁 弹性 不屈服 大部分可屈服 6、结构分析计算 6.1 小震的计算分析 工程采用扭转耦联的振型分解反应谱法进行多遇地震作用下的弹性分析,采用 MIDAS BUILDING 软件进行对比分析。 表 2 软件计算结果比较 项目 SATWE MIDA

6、S BUILDING 4结构基本自振 周期(秒) 周期 振型 周期 振型 T1 1.33 X 向 1.35 X 向 T2 1.24 Y 向 1.25 Y 向 T3 1.09 扭转 1.11 扭转 计算振型数及 有效质量系数 X 30 98% 21 98% Y 98% 98% 扭转与平动第一 自振周期之比 T3/T1= 0.820.85 T3/T1= 0.820.85 位移比 双向地震 X 1.21 1.23 Y 1.27 1.24 位移比 偶然偏心 X 1.24 1.30 Y 1.28 1.31 底层柱承担 倾覆力矩比 X 25.84% 24.92% Y 24.66% 24.01% 地震作用下

7、 5最大层间位移角 X 1/3174 1/2632 Y 1/2877 1/2702 地震作用下 基底剪力 X 方向 9111 kN 8832 kN Y 方向 9326 kN 9042 kN 地震作用下 倾覆弯矩 X 方向 232879 kN.m 220050 kN.m Y 方向 246066 kN.m 227100 kN.m 从表 2 中的数据可以发现两个软件计算结果接近,证明结构建模及分析的正确性。 图 3 X 向和 Y 向时程分析的基底剪力 6.2 小震弹性时程分析 采用 PMSAP 软件进行计算,选用了 2条天然波和 1 条人工波。加速度峰值调整到 18cm/s2。与振型分解反应谱得到的

8、基底剪力比较,所有时程分析的基底剪力都不小于反应谱分析基底剪力的 65%,而且平均值不小于反应谱基底剪力的 80%。表明选择的时程记录满足抗震规范要求。 6.3 高位转换时转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比 采用剪弯刚度算法,转换层位于第 5 计算层,其 X 方向下部刚度为 0.1202E+08、X 方向上部刚度为 0.8299E+07,X 方向等效刚度比为0.69;其 Y 方向下部刚度为 0.1205 E+08、Y 方向上部刚度为0.9160E+07,Y 方向等效刚度比为 0.76。可以看到 X 向和 Y 向的等效刚度比均小于 1.3,满足规范的要求。 66.4 大震弹塑性动力时程分析 酒

9、店 B 区超限情况较多,因此补充其弹塑性静力分析,从而找出薄弱部位,在构造措施上进行加强。 图 4 中震性能点 上图是 PUSHOVER 加载至第 13 步(中震性能点对应的步数是第 11 步),可以看到在剪力墙的连梁上出现了大量的塑性铰,剪力墙的墙身尚未出现受拉或受压的裂缝。 PUSHOVER 加载至第 20 步(大震性能点) ,可以看到在剪力墙的连梁的塑性铰进一步的开展,剪力墙的墙身在底部和顶部出现大量的受拉裂缝,局部剪力墙在底部出现了受压裂缝,在周围的框架上并未出现塑性铰。 综上所述,结构产生的塑性铰主要集中在连梁上,同时墙体也产生了裂缝,而外围的框架没有塑性铰的产生。这样的出铰部位和顺

10、序完全符合抗震概念设计的要求,即连梁、剪力墙作为结构抗震的第一道防线,首先进入塑性,消耗地震能量;而框架作为第二道防线,保证结构在大震情况下的安全。由此也可以看出弹塑性静力分析对于指导我们进行抗震设计时的重要意义。 6.5 大震柱验算 塔楼选用混凝土柱,下面验算了典型柱的承载力。根据前文的抗震性能目标,在中震作用下柱保持弹性;在大震作用下不屈服。计算时取小震作用下的内力按地震影响系数的比例进行放大。如验算中震柱承载力时,将小震地震内力的放大系数为 0.12/0.04=3;大震时,放大70.28/0.04=7。验算中震和大震时,不考虑风荷载的组合。 图 5 大震柱验算 框支柱大震不屈服验算(如图

11、 10) ,计算时均采用材料标准值,荷载分项系数取 1.0,可以看到框架柱的内力均在曲线内。 6.6 楼板应力分析 检查了在工况 SPECX、SPECX0、SPECY、SPECY0 作用下的楼板应力。在 B 区四层处为大堂上空区域,此区域楼板缺失面积大于 30%,为本工程的超限内容之一,设计目标为小震和中震楼板不开裂,大震楼板钢筋不屈服。根据小震下 CQC 法应力计算结果,四层楼板开洞附近楼板普遍应力在 80240Kpa,三层楼板普遍应力在 200350Kpa,应力最大主要出现在开洞区域的楼板阴角和剪力墙附近,最大应力在 0.35Mpa 左右;B 区五层为裙房屋面,上一层立面収进大于下一层的

12、35%,是上部客房塔楼的大底盘,设计时将此处楼板板厚加厚至 160mm,从计算结果可以看出楼板普遍应力在 80350Kpa;B 区六层以上为酒店的客房区,客房区为单跨结构,仅能在两侧布置剪力墙,楼板在协调中间柱和两侧剪力墙变形中起到了关键作用,设计时将此处楼板板厚加厚至 150mm,从计算结果可以看出楼板普遍应力在 80300Kpa,应力较大处主要分布在中间单跨柱的范围,此处在水平力作用下变形最大。结果表明,单体位于 6 度区,这些地震工况下楼板中应力较低。 图 6 模型六层 X 向地震作用下的应力 7、抗震措施 7.1 针对平面不规则的加强措施 8开大洞处及其上一层的楼板加厚,配筋根据楼板应

13、力(组合竖向荷载) ,特别是开洞的四周的阴角处,采用钢筋网进行加强。缺口部位和大开口周边的梁和暗柱的配筋进行加强,梁的上下排主筋均通长,梁配筋率不下于 1.6%,箍筋全长加密至 12mm,箍筋间距加密至 100mm,梁每侧纵向腰筋的截面面积不小于腹板截面面积的 0.3%。暗柱均按约束边缘构件配置,约束边缘构件的高度伸直裙房上两层。 7.2 针对竖向不规则的加强措施 针对裙房収进处的楼板和其上一层客房区的楼板板厚适当加厚,提高楼板的配筋率,配筋根据楼板应力(组合竖向荷载) ;对于収进上下各一层的框架柱,采取如下措施:抗震构造措施按三级,箍筋间距加密100mm,箍筋直径提高 D12,柱配筋率提高,

14、严格控制柱的轴压比 0.8。 ;剪力墙变截面处调整至四层,以保证収进上下两层剪力墙的截面保持一致,剪力墙内设置约束边缘构件是六层结构面,提高剪力墙的延性;避免在収进处,混凝土强度等级的变化,以免形成薄弱层;对于竖向转换转换梁和转换柱,其抗震等级提高一级,转换梁跨度长达 14 米,在梁内设置型钢,提高其变形和承载能力,转换层和其上一层楼板厚度均为180mm。 7.3 针对客房单跨的加强措施 计算时分析楼板应力,根据应力结果进行配筋,钢筋采用双面双向拉通;加强单跨外侧梁的配筋,上下排主筋均通长,梁配筋率不下于 1.2%,箍筋全长加密至 12mm,箍筋间距加密至 100mm,梁每侧纵向腰筋的截面面积

15、不小于腹板截面面积的 0.3%;单跨的柱全箍筋直径增大至 12mm,箍9筋间距加密至 100mm,轴压比控制在 0.8 之内;对于单跨柱的抗震构造措施也提高一级,按三级考虑。 7.4 针对局部夹层的措施 酒店中局部夹层采用下面的方法予以实现,整体计算时,将其作为荷载输入至下一层,配筋计算时按实际情况作为单独一层。 8、结语 酒店是一个较为复杂的公共建筑,结构设计时不仅需要考虑结构自身的安全,也要从建筑师的角度出发理解建筑师的意图,需要根据建筑的超限情况及结构体系特点,采用基于性能的抗震设计方法,针对不同部位的构件制定相应的性能目标,通过小震弹性分析、小震弹性时程分析及大震下的弹塑性静力分析,可以发现主楼基本满足抗震的性能目标,有效的保证结构在地震和风作用下的安全可靠。 参考文献: 1徐培福. 复杂高层建筑结构设计. 北京:中国建筑工业出版社,2005. 2傅学怡. 实用高层建筑结构设计. 北京:中国建筑工业出版社,2010. 3GB50011-2010 建筑抗震设计规范S. 北京:中国建筑工业出版社,2010.

展开阅读全文
相关资源
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 学术论文资料库 > 学科论文

Copyright © 2018-2021 Wenke99.com All rights reserved

工信部备案号浙ICP备20026746号-2  

公安局备案号:浙公网安备33038302330469号

本站为C2C交文档易平台,即用户上传的文档直接卖给下载用户,本站只是网络服务中间平台,所有原创文档下载所得归上传人所有,若您发现上传作品侵犯了您的权利,请立刻联系网站客服并提供证据,平台将在3个工作日内予以改正。