高层LOFT公寓结构优化设计实例分析
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高层建筑结构优化设计实例分析与探讨摘要:本文通过工程实例,对高层建筑结构优化设计进行分析与探讨,以供参考。
关键词:高层建筑;结构设计;方案优化一、概述高层住宅楼结构选型和结构布置对建筑物的安全、经济性的影响是很大的,只有对结构整个体系的承载能力、性能以及对结构分体系与结构构件相互作用的关系了解透彻,才能避免只依赖规范、设计手册、计算程序的设计习惯,从而实现结构优化设计,实现安全、科学合理、经济的设计目标。
某高层住宅楼工程,其中地上9层,层高3m;9层上有个跃层为第10层,局部突出屋面部分为电梯机房。
建筑总面积为4337.18m2 ,建筑总高为27.600m。
本工程建筑结构的安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g ,设计地震分组为第一组,地面粗糙度为C 类,基本风压值取值0.35kN/m2 ,场地土类别为Ⅱ类。
本工程原结构方案计划采用一般的剪力墙结构,这种结构形式对于房屋高度不太大的小高层建筑来说,这种结构会造成刚度过大,重量增加,导致地震反应过强,使得上部结构和基础造价提高。
所以,为了有效提高经济指标,经多方案论证,决定采用短肢剪力墙结构体系。
二、结构方案布置在本住宅结构平面布置中,尽量使结构平面形状和刚度均匀对称。
短肢剪力墙双向布置,尽量拉通、对直。
竖向布置中,力求规划均匀,避免有过大的外挑、内收,以及楼层刚度沿竖向突变,使整个房屋的抗侧刚度中心靠近水平荷载合力的作用线,以免房屋发生扭转。
根据建筑的平面布置,在房间、楼梯间、电梯间的四角,采用Z 形、L 形、T 形或异形的墙肢。
在设计过程中还应注意同周期的关系,使结构的第一自振周期避开场地土的卓越周期,以免地基与结构形成共振或类共振,既保证结构在风和地震荷载作用下的变形控制在规范允许的范围内,又要保证建筑物有相对合理的自振周期,做到结构设计经济、合理且实用。
本方案根据上述建议经过多次调试,得到了4种结构方案,结构平面布置见图1。
l o f t设计总结(结构)-j a s o n-141231xxxy期LOFT总结(建筑结构)天津公司张津生摘要:主要论述了天津xxxy期项目LOFT在建筑结构设计中的总结,可为后续其它类似项目的LOFT结构设计提供经验。
关键词: LOFT,钢结构,夹层,BLP板,同层排水前言近年来,在公司陆续开发了两个LOFT产品,两种LOFT的建筑及结构形式差异较大,因xxxy期的LOFT是全精装及4.8m层高项目,与zz府项目相比,其难度及考虑的因素会更多,因此,本文仅就xxxy期的LOFT做设计总结。
此总结主要从以下几个维度做出讨论:主体结构选型、夹层结构选型、管网综合、夹层层高的确定、同层排水问题、BLP墙板问题、钢制楼梯选型、卫生间防水、信息化设计管理。
一、主体结构选型1、夹层结构(梁柱)是采用一次结构还是二次结构LOFT的夹层在zz府项目时,梁柱采用的是一次结构,即在主体施工时,夹层梁柱同步实施,其占主体施工的周期,按照常规工期,4.8m的层高,其主体工期需7天一层,但由于有夹层梁的存在,主体施工工期会达到14天一层左右。
这导致项目的工期较长。
吸取zz府的经验,在xxxy期LOFT结构方案设计时,把夹层梁柱作为二次结构设计,因二次结构可以在主体施工时插入,从而不会影响主体施工工期,对二次结构工期影响也不大。
对于夹层梁,若按一次结构考虑,在结构设计时会带来短柱效应,结构抗震体系不利。
因此综上所述,按二次结构考虑夹层,在结构体系上也是合理的。
对于采用二次结构方式,夹层的梁柱不能直接用原来的层间圈梁及构造柱。
层间圈梁的高度要考虑埋板尺寸,墙内支撑柱的间距等因素。
最终夹层下部墙体中的支撑柱采用200mmX400mm,间距2000mm~3000mm,夹层上部的构造柱采用普通的200mmX200mm左右;夹层梁采用200mmX400mm。
2、主体的楼板体系采用主次梁体系还是厚板体系因LOFT每层户数较多,交通核电梯较多,因此,LOFT项目的结构体系常规是核心筒体系,若楼层总高是百米左右,则LOFT可采用剪力墙体系。
12款点赞loft设计增容空间新妙招空间特点:宽阔的挑空客厅凸显建筑结构和现代感,大面积落地窗运用最大程度地增加室内采光。
原先的小阳台被打通作为新的室内空间,增大了客厅的休闲区域。
客厅上方悬空的是全新设计的立方体空间,用作卧室。
这这一悬空概念与复式楼中楼结构相呼应,更添一分意味。
玻璃的墙体更是休憩间隙与客厅家人互动的关键。
空间特点:一楼主要是公共空间,二楼则更为私密。
用单透玻璃做隔断打造了一个橱柜式的卧房,是一种令人耳目一新的设计,以此维持这透明度并享有开放的空间感。
在卧室休憩,可以透过玻璃望向房间,看看电视或者欣赏窗外的美景,自然十分美妙。
空间特点:高大而开阔的空间,在打造LOFT时最有发挥余地,无论是高度还是宽度都给予二层以足够的空间,本案例中,现代的家居风格在LOFT也得以延续,所选用的黑色铁艺围栏释放时尚气息,二层被用来作为卧室,开阔的窗户给予二层充足的室内光照。
空间特点:现代感很强烈的loft,简约线条跟铁艺在空间里自由游走~高挑的空间里,客厅以及餐区位置因为上方的空白区域,而格外开阔明朗。
厨房上端的卧室空间,独立休息室提供了多一份的宁静。
空间特点:既然客厅的层高够高,那就好好利用纵向空间,为家多增添一个不错的区域,比如工作室等,案例中,二层的空间由餐区墙延伸而上。
楼梯上的办公空间选用开放式设计,只是在中间位置用了一条宽厚的木条作为围栏保证居住的安全性,作为必要庇护。
空间特点:仿佛儿时的滑滑梯,从二层倾斜而下,再加上牛仔外套的布艺沙发,让空间颇具童趣。
上层空间被用作休息区,下方是跟户外接近的休闲区,连接着室外与室内。
空间特点:层高很高的室内如果想要人为打造出loft的室内观感,家俱的利用是关键!下层用作书桌或者办公桌,上层则是床铺,上下两层分离俐落划分不同的功能区。
蓝色外观添置灰色空间里,更为醒目,每一处细节都凝结著设计师的巧妙心思,强烈的设计概念和视觉享受,缭绕不尽的细节,造就了这个小小乐园。
高层建筑结构优化设计案例分析(全文)范本一:正文:一:引言高层建筑结构优化设计是现代建筑设计中的重要环节,对于提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性具有重要意义。
本文以某高层建筑项目为例,进行了结构优化设计案例分析,旨在探讨高层建筑结构在设计过程中的优化方法和技术。
二:背景该高层建筑项目位于城市中心地带,总高度达到200米,层数共计60层,包含商业、办公和住宅等功能。
项目地处地质条件复杂的地区,同时还需要考虑抗震、防风等因素,在设计过程中面临着诸多挑战。
三:结构设计3.1 结构形式本项目采用框架结构形式,通过立柱和梁的组合形成结构框架,然后再使用混凝土填充实现整体刚度的提升。
这种结构形式具有良好的承载能力和稳定性,能够满足高层建筑的要求。
3.2 结构材料主体结构材料采用高强度混凝土和钢材,其中混凝土强度等级为C50,钢材采用Q345B。
这种结构材料能够有效提高建筑的抗震性能和承载能力。
3.3 结构优化技术在设计过程中,采用了多种结构优化技术,包括有限元分析、参数化设计和多目标优化等。
通过有限元分析,对结构进行了力学计算和模拟,确定了合理的结构形态和尺寸。
参数化设计则通过调整参数来优化结构,使其在满足要求的前提下减少材料使用。
多目标优化则通过考虑多个指标因素来寻找最佳的结构设计方案。
四:设计成果经过优化设计,最终确定了高层建筑的结构方案。
该方案不仅满足了建筑的功能要求,还能够在地震和风载等自然力的作用下保证建筑的稳定性和安全性。
同时,该方案还有效降低了建筑的材料使用量,提高了经济性和可持续性。
五:结论通过本案例分析,我们可以得出结论:在高层建筑结构的优化设计过程中,采用框架结构形式,结合高强度混凝土和钢材等材料,运用有限元分析、参数化设计和多目标优化等技术,能够有效提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性。
附件:1. 结构设计图纸2. 有限元分析报告3. 结构参数化设计数据法律名词及注释:1. 结构形式:指高层建筑的整体结构组成形式,如框架结构、剪力墙结构等。
LOFT户型夹层楼板设计方案浅析中图分类号:[g232.3]文献标识码:a 文章编号:loft在牛津词典上的解释是“在屋顶之下、存放东西的阁楼”。
loft户型通常是小户型,面积在30-50平米,层高在4.8~6米左右。
虽然销售时按一层的建筑面积计算,但实际使用面积却可达到销售面积的近1倍。
高层高的空间变化丰富,购买者可以根据自己的喜好随意设计。
天津某住宅项目loft户型夹层拟采用轻质夹层楼板结构形式,目前可采用的结构形式有以下方案:方案一:钢结构(龙骨)+水泥纤维板(面层)方案二:钢结构(龙骨)+金特·厚板王(面层)方案三:钢结构(主龙骨)+方木(次龙骨)+竹胶模板×2(面层)方案四:结结构(龙骨)+楼板夹层压型钢板(基层)+砂石混凝土(面层)方案五:钢结构(龙骨)+钢板(面层)其中方案四为型钢和现浇混凝土楼板组合的结构体系,楼板本身自重较大,并且在主体竣工后二次夹层施工中要求湿作业,大大增加了施工难度,影响施工进度;方案五多用于工业厂房的平台夹层,隔音效果不好,抗震动能力不强,如用于住宅、办公中直接影响到loft在使用中的舒适度。
综上所述,本工程暂不考虑方案四、方案五。
以下针对钢结构水泥板与钢木结构进行技术分析:从技术方面考虑水泥纤维板,金特板与竹胶模板比较有以下几方面技术优势:水泥纤维板,金特板厚度薄,一般为1200×2400×24mm,扩大了建筑使用空间。
水泥纤维板,金特板密度大,所以强度特别大,每平米可承重3吨多。
水泥纤维板,金特板防火性能特别好,耐火时间长,属a级不燃的新型楼板材料。
水泥纤维板,金特板导热系数低,保温隔热效果好,降低了能源的消耗。
水泥纤维板,金特板施工简单快捷,综合造价低。
施工很少产生垃圾,有利于保护环境。
夹层楼板方案比较说明:以该工程建设期间市场价格作为参考,工字钢价格4813元/吨;槽钢价格4625元/吨;方钢价格5176元/吨;方木价格2821.3元/m3;防锈处理268元/吨。
实例分析公寓结构设计1、工程概况本工程位于江西省宜春市靖安县高湖镇山口村金罗湾旅游区,工程位于江西省宜村市靖安县,本子项名称为1#公寓(图1),集合了禅房,棋牌室,娱乐室,车库,厨房,卧室等诸多功能,室外还有一个游泳池,地上建筑面积为886.9m2,地下建筑面为250.5m2,建筑高度为7.975m,坡屋面,框架结构,并带有半地下室。
该工程建筑结构安全等级为二级,根据“金罗湾国际度假村”岩土工程勘察报告(工程编号:KC2009-33),抗震设防烈度为6度,抗震设防类别为丙类,结构重要性系数为1.0,设计使用年限为50年。
2、结构设计2.1本工程待解决问题:(1)整体为框架结构且局部有半地下室的基础设计(2)不同屋面在不同的层高处,且屋顶为坡屋面的结构设计;(3)带少量剪力墙结构的框架计算2.2结构设计的预期目标1、承载能力设计目标:满足结构构件及结构整体的承载力要求,提高结构关键部位的承载力设计指标。
2、变形能力设计目标:满足混凝土构件的裂缝及挠度要求;满足钢桁架屋盖的挠度要求。
2.3基础设计根据地勘报告,基础设计等级为丙级,场地土类别为Ⅱ类场地土,以第四层全风化层作为持力层,地基承载力特征值为350Kpa。
本工程室外自然地平面高为-0.600,室内标高为+0.000.室外下沉室庭院部分有一層健身房,健身房顶标高为-0.300,此处有局部地下室。
局部地下室外墙采用钢筋混凝土墙体,其底部与基础相连,基础刚度较大,可认为与基础固接,水平方向为支撑在框架柱间的连续板,也可认为是固接触,因建筑上考虑通风采光要求,外墙顶部留有一排窗户,故与顶板端连接按自由端计算。
Pkpm建模计算基础时候,按考虑地下室外墙与上部结构一起考虑计算,回填土对地下室外墙的约束相对刚度比进行折减,在jccad中计算时,局部地下室部分采用筏板基础加柱墩的形式,筏板厚为250mm,柱墩为下柱墩形式,厚度按照独立的柱下基础厚度取值,筏板按照双层双向配筋,且满足最小配筋率1.5%的要求,局部附加钢筋,这样既满足承载力及地基沉降要求,有经济合理。
某高层Loft公寓结构方案设计摘要:Loft公寓因其层高比普通住宅高,使得其结构的抗侧移刚度较为薄弱。
本文根据一幢高层Loft公寓的方案设计,提出这种公寓结构设计的主要思路,同时讨论了这种设计思路在高设防烈度区的可行性。
关键词:Loft公寓;抗侧移刚度;高设防烈度区Structural Concept Design of a High-rise Loft Apartment BuildingAbstract: Loft apartment has a larger floor height comparing to normal apartment, it weaken the lateral stiffness of the structue. In this paper, an structural design-idea of Loft apartment is proposed according to a high-rise Loft apartment building. At the same time, the feasibility of the idea carried in higher earthquake intensity areas is discussed.Keywords: Loft apartment, lateral stiffness, higher earthquake intensity areas0.结构设计背景Loft公寓作为现阶段的建筑时尚,已经越来越多地出现在大中城市里。
这种户型的主要特点是:(1)面积在30~50平方米,层高在3.6~5.5米左右。
(2)高层高空间变化丰富,购买者可以根据自己的喜好随意设计。
由于这种户型对建筑净空的要求很高,因此在设计高层Loft公寓时,如何在结构安全性和建筑空间找到平衡点,成为摆在设计人员面前的一个难题。
1.工程概况本工程位于江苏省吴江市盛泽镇,为一幢Loft公寓,层高为5.45米,建筑高度为93.15米。
LOFT公寓户型设计优化思路浅析摘要:LOFT 的空间有非常大的灵活性,人们可以随心所欲地创造自己梦想中的家、梦想中的生活。
人们可以让空间完全开,也可以对其分割,从而使它蕴涵个性化的审美情趣。
关键词:LOFT公寓;户型设计;优化引言LOFT公寓作为当前地产领域流行的一种产品,最初起源于20世纪50年代的美国。
当时纽约SOHO区许多艺术家无法承担高额的房租,创造性的利用那些租金低廉、空间巨大、光线充足的废旧厂房和仓库,分离出居住、工作、社交、娱乐、收藏等空间,形自己的生活空间和艺术工作室。
1998年他被引入中国,以京沪、苏杭等城市为代表造就了一大批现代艺术聚集区,其中典型的项目如北京798、杭州LOFT49等。
2000年左右他作为地产产品在国内出现,产品逐步成熟,由单层演变出挑空复式、双钥匙、甚至三钥匙等各种创意户型。
客群也从早期以年轻自住客群为主,逐渐演化为自住、投资、民宿、创意办公、小型商业工作室等多种业态需求共生。
项目位置强调交通的便利性,道路、轨道交通通达的商圈附近更具吸引力。
户型面积段一般都偏小,以30-50平米单开间面积段为主力,层高以4.5米以上为佳,5米左右最为理想,可大大提高实际得房率和居住品质。
LOFT公寓由于其层高超出常规住宅的特点,在空间设计与利用上有很大的发挥余地。
在当前地产市场已是一片红海的现实下,LOFT公寓的竞争也日趋白热化,如何更好的吸引客群的关注,促使他们掏出真金白银,营销层面上的功夫当然不可或缺,但真正具备说服力的还是产品自身的产品力。
一个户型设计合理,功能设施方便,空间利用率超高,展示效果出色的样板房摆在面前,比任何华丽的营销说辞都更能打动人。
因此深入研究LOFT公寓的户型设计是做出好产品的第一步。
LOFT产品户型优化思路通过实际案例来分析当前流行的LOFT产品在户型设计中应予以关注的重点,提供产品优化思路。
选取最为典型的单开间小面积户型,层高4.5米,分为挑空LOFT设计和上下层分开双钥匙设计两种进行进行分析。
某高层Loft+平层公寓结构设计讨论摘要:Loft 公寓不同于以往普通住宅建筑,层高一般比较大,且中间楼层为层高较低的平层公寓,使得其结构易出现平面不规则、竖向抗侧刚度不连续以及扭转等的结构抗震不利因素。
本文结合工程实例,阐述了结构抗震薄弱环节的准确判断以及主要技术参数的控制要点。
关键词:Loft 公寓;抗侧刚度;结构抗震0.引言上世纪90年代末以来,随着人们生活水平的不断提高,居住环境的改善让人们对品质住宅提出了更高的要求,Loft 公寓引领建筑时尚的前沿,已经越来越多地出现在大中城市里。
这种户型面积不大,层高较高,这种高挑空间设计可以通过改建“一层变两层”满足人们不同的空间需求。
由于这种户型建筑对空间的要求很高,因此在设计高层 Loft 公寓时,结构工程师需要在满足结构自身安全的前提下,尽可能满足建筑的空间使用要求。
1.工程概况本工程位于山东省淄博市高新区,为一幢Loft+平层公寓,建筑长为38.350m,宽为24.400m,高为79.600m,地上20层,地下1层,建筑屋面标高79.600m,室内外高差0.100m。
地下一层层高为5.30m,地上一层、二层公共服务空间层高4.50m,标准层平层公寓层高为3.20m、标准层LOFT公寓层高为4.50m。
本工程主体结构设计使用年限为 50 年。
根据规范[1],设计基本风压为 0.40kN/m2,对于高度大于60m的高层建筑,承载力验算时基本风压值乘以放大系数1.1。
抗震设防烈度为7 度,设计基本地震加速度值为(0.1g)[2],设计地震分组为第三组。
建筑场地类别为Ⅲ类,特征周期值为 0.65s。
2.结构方案的确定2.1 结构选型原则高层建筑结构要特别注重概念设计,在满足建筑使用空间的前提下,建筑结构平面应力求规则、简单,尽量减少突出、凹进等复杂平面。
在建筑物的一个结构单元内,宜使结构的质量中心与刚度中心靠近,减少地震作用下的扭转。
结构布置应尽可能减少扭转影响,若扭转周期比不满规范要求,一般可通过调整竖向构件(墙、柱)布置和增加边梁宽度,增大结构抗扭刚度,若刚度过大,可以通过削弱刚度的方式进而放大第一平动周期,以使周期比满足规范要求。
LOFT户型夹层结构的成本管控及案例分析近年来随着“类住宅”建筑项目产品的日益成熟,带有夹层的LOFT公寓因其灵活的建筑空间划分、宜居住宜办公及面积小总价低的特点,备受广大消费者的追捧,已然成为建筑领域时尚和潮流的代名词。
摘要:夹层结构材料选择经济技术比选一、LOFT户型的造价管控要点自2012年以来,随着“类住宅”项目政策调控不断加码,LOFT项目的层高不断刷新下限,开发商和消费者关注的重心转移至夹层结构的成本、厚度及安全等方面。
因此,夹层结构的选择是LOFT户型成本管控的重点。
二、LOFT夹层经济技术分析经济分析经调研,目前市面上常见的LOFT夹层结构除了传统的现浇板及钢板外,新型节能材料ALC板防火、隔热,高密度水泥纤维压力板质轻、高强,TD-loft超薄夹层系统工期短、成本低,都让LOFT项目成就着更多可能。
最后我们汇总了以下五种LOFT夹层结构方案:方案一现浇钢筋混凝土板植筋+现浇钢筋砼方案:作为传统的施工方案,工艺简单、技术可靠;结构板厚仅约100mm,板底平整,刷漆可直接做天棚,现浇板内可预埋管线,无需开槽。
全部湿作业易污染工作面,材料运输不便、工序多、工期长。
方案二钢梁+花纹钢板钢结构+花纹钢板+吊顶方案:施工速度较现浇板方案快,钢板上细石砼找平为湿作业;含钢量大成本高,钢梁下部做吊顶、钢板上部细石砼找平,整体夹层厚度高达185mm~250mm。
方案三钢梁+ALC板钢结构+ ALC板+吊顶方案:ALC板是一种性能优越的新型建材,具有良好的保温隔热性能、耐久抗冻;干作业施工、速度快,板面可直接刮专用腻子,ALC板吸水性强,不易用于有水房间,不同户型钢梁需根据板材定尺排版施工。
某些地区为鼓励新型节能材料的应用,ALC板可计算装配率。
方案四钢梁+水泥压力板钢结构+水泥压力板+吊顶方案:高密度水泥纤维压力板,质轻、高强,具有优良的防潮、防火性能。
干作业施工、可加工及二次装修性能好,板材安装简单方便。
高层LOFT公寓结构优化设计实例分析
本文通过对一高层LOFT公寓的结构体系、地基基础和地下室楼盖进行结构方案的对比分析,探讨此类结构的优化设计方法,为此类公寓结构的优化设计提供一定的参考。
标签:结构体系;加腋板;基础优化
建筑行业竞争日益激烈,如何在保证建筑结构安全、功能合理的前提下,最大限度的为开发商节约投资成本,这就需要对建筑结构设计进行优化及分析探讨。
建筑结构设计的前期方案会直接影响建筑项目的总成本,而结构优化往往在建筑前期并不参与其中,以致前期方案不注意结构的合理性和可行性,增加了结构设计的难度。
为此,设计人员应在建筑前期进行结构体系、地基基础等结构方案的优化设计,使其能更好地满足建筑功能需要及使用舒适度的要求,有效的节约投资成本。
1、工程实例
本工程为郑州航空港区一个高层LOFT公寓项目,地上16层,层高5.09m,建筑高度76.65m。
标准层典型房间4.2X8.4m,建筑平面布局回字形,平面布置较规则。
地下两层,负一层层高3.5m,覆土1.5m,负二层层高3.3m。
地下水位较浅,为地面下2.5m。
2、结构体系优化
根据建筑平面布局及功能需要,本工程建筑初步方案阶段采用框架-剪力墙结构体系。
设计后期,拟对结构体系进行优化,对框架-剪力墙和剪力墙结构体系这两种方案进行试算对比。
本项目采用YJK计算软件对两种方案计算分析,根据计算结果可知,两种方案的位移均宜控制,而周期比差别较大。
框架-剪力墙结构最大周期比为0.92,剪力墙结构最大周期比0.81,而《高规》规定周期比不得大于0.9。
由于本工程特点为内部核心筒剪力墙在建筑平面中居中,外围框架梁由于夹层采光需要不能做高,如采用外围框架体系抗扭刚度较小,周期比难以控制。
采用T形截面剪力墙能有效增大结构的整体抗扭刚度,周期比较宜控制。
同时,设计T形截面剪力墙时,注意控制墙翼缘长度,不能影响地下室停车位,可以采用加厚墙体厚度的方法来控制轴压比。
由于LOFT公寓带夹层,总荷载较大,如采用框架柱底部几层柱截面较大,对公寓空间使用有一定影响,而采用T形剪力墙底部墙厚300mm即可满足要求,能得到更舒适的使用空间。
可见,从结构计算及建筑使
用功能上讲,本工程采用剪力墙结构体系为更优的方案。
3、夹层荷载优化
本工程Loft公寓夹层部分考虑防火、净高、荷载等因素,考虑采用三种方案。
方案一:在公寓夹层处增设混凝土圈梁,夹层拟采用H型钢,其高度为150mm,翼缘宽度为75mm,上铺60mm厚的钢筋混凝土预制板。
该方案施工方便,舒适度较好,但夹层厚度完成后超过250mm,净高有一定影响。
方案二:在公寓夹层处增设混凝土圈梁,待主体结构封顶后再植筋浇筑100mm厚的钢筋混凝土板作为公寓夹层楼板。
该方案结构自重大,结构模型计算复杂,且需现场搅拌混凝土,不利于后期改造施工。
方案三:在公寓夹层处增设混凝土圈梁,夹层拟采用H型钢做主次梁,内部采用角钢,在H型钢及角钢上方铺设20mm厚的加筋水泥纤维压力板,该方案能够控制夹层厚度,梁下净高较大,且荷载较小,能有效减小墙柱截面,后期改造施工方便。
综合考虑防火、净高、荷载等因素,夹层优选采用钢龙骨+水泥纤维压力板做法,结构计算考虑恒荷载1.0kN/m2。
4、地基基础优化
本工程由于均为LOFT公寓,层高较大,荷载较大,采用筏板基础较为合适,能更好满足冲切及地基承载力的要求,初步设计时采用地基基础布置方案一(图3)。
本工程特点为剪力墙布置间距较大,传给筏板的荷载分布不均匀,接近条状分布。
根据荷载条形分布的特点,及桩宜直接布置墙下传力直接且减小筏板配筋的原则,对筏板基础及CFG桩进行优化设计。
筏板开洞优化后为地基基础布置方案二,由图4可知,筏板接近条形基础,能满足承载力及冲切要求,同时由于基础受基底反力面积减小,墙边基底反了产生的弯矩变小,能减小筏板受弯钢筋。
可见,方案二能有效减小了筏板基础面积及桩的个数,减小耗钢量及混凝土用量的同时使筏板受力更均匀更合理,是更优的方案。
5、地下室楼盖优化
本项目为两层地下室,且根据地质报告资料可知地下水位较浅,考虑到减少土方开挖量和基坑支护费用,不采用降水方案等因素,应采用减小梁截面高度和地下室层高的结构方案,拟采用密肋空心楼盖和加腋大板這两种有效减小梁高的
方案,梁高均采用600mm。
加腋大板板中间部位板厚250mm,板跨边加腋至500mm。
密肋空心楼盖板厚130mm,肋高600mm。
采用有限元软件YJK盈建科建立加腋大板模型。
由于加腋板厚度较高,为500mm,计算梁时可考虑板的面外刚度对梁变形的有利影响,因此宜考虑梁板的共同变形作用。
楼板按弹性板6参与整体计算,板元细分长度1m,弹性板荷载导算采用有限元导荷,考虑梁与弹性板变形协调整体计算配筋。
根据计算结果可知,梁跨中存在轴拉力,为拉弯受力,梁端处存在轴压力,为压弯受力。
由于计算梁内力时,考虑了板面外刚度的有利贡献,其弯矩及变形比常规的梁板计算要小很多,但是在梁配筋时要考虑轴力对配筋的影响。
采用YJK盈建科有限元软件对加腋大板楼盖和密肋空心楼盖进行计算分析对比。
这两种楼盖均采用弹性板6进行有限元分析。
取典型跨8.1x8.1m,在相同荷载下,恒载27 kN/m2(覆土1.5m),活载16kN/m2(考虑消防车荷载)的计算模型进行计算对比分析。
对于加腋大板方案,由于板弯矩及轴力分布差别很大,板有限元配筋结果分布不均匀,为了达到经济且受力合理的目的,本工程采用板带式分块配筋,局部配筋见施工图5。
密肋空心楼盖也采用无梁楼盖板带式分块配筋。
通过绘制施工图并统计每平方钢筋用量和混凝土用量见表1。
由统计结果可知,加腋大板考虑梁板共同作用且按有限元结果板带式分块配筋时,与密肋楼盖体系相比,其耗钢量较小,混凝土用量与密肋楼盖相差不大。
而考虑到密肋楼盖体系顶板较薄,防水性能稍差,且模壳较贵,综合造价比较高,且模壳有年久损坏掉落的缺点。
而加腋大板体系,楼板较厚,考虑梁板共同变形作用及拱的有利作用,受力更加合理。
可见,合理配筋的加腋大板楼盖体系为更优方案。
结论:
(1)高层LOFT公寓开间较大且规则时,结构体系可采用剪力墙结构,能有效增大结构抗扭刚度,控制周期比。
且基础宜采用条形筏板基础优化设计,使筏板更经济受力更合理。
(2)加腋大板楼盖在考虑梁板共同变形作用,且考虑加腋板的拱有利作用时,能有效减小梁高。
同时,如果按有限元结果板带式配筋时,是一种更加经济合理的地下室楼盖体系。
(3)综合考虑防火、净高、荷载等因素,夹层采用钢龙骨+水泥纤维压力板做法,能有效减小夹层荷载,有效控制墙柱截面及基础厚度。
参考文献:
[1]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[2]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].
[3]彭丽红,张元坤,彭勃.加腋整间大板结构的设计及应用[J].广东土木与建筑,建筑结构,2008(7).。