工程實(shí)例鋼管混凝土柱超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼管混凝土柱超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2008.11講課大綱1.工程概況2.整體結(jié)構(gòu)布置，計(jì)算模型和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.混凝土、鋼材的材料選擇4.結(jié)構(gòu)計(jì)算5.鋼管柱的截面設(shè)計(jì)6.梁的設(shè)計(jì)7.各種部位梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)8.核心筒的設(shè)計(jì)，材料，截面，配筋，型鋼，與鋼梁的連接9.如何實(shí)現(xiàn)由計(jì)算書到施工圖的設(shè)計(jì)，手工計(jì)算所依據(jù)的規(guī)范，需要查閱的圖集10.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明1.工程概況工程概況本項(xiàng)目由酒店、辦公、公寓式辦公、商業(yè)等四大功能部分構(gòu)成。由北向南將建設(shè)主體塔樓和附屬裙房，之間以連廊聯(lián)為整體。工程概況各建筑物基本情況如下（由北向南）：主體塔樓：建筑高度262.65米，地面建筑面積約106992平方米。附屬裙房：建筑高度40.15米，地面建筑面積約17008平方米。此外，主體塔樓和附屬裙房以三層地下室整體相連，主要功能為后勤服務(wù)用房，機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車庫及設(shè)備機(jī)房，建筑面積約為35458平方米。本地塊總建筑面積約為159473平方米。講課大綱1.工程概況2.整體結(jié)構(gòu)布置，計(jì)算模型，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.混凝土、鋼材的材料選擇4.結(jié)構(gòu)計(jì)算5.鋼管柱的截面設(shè)計(jì)6.梁的設(shè)計(jì)7.各種部位梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)8.核心筒的設(shè)計(jì)，材料，截面，配筋，型鋼，與鋼梁的連接9.如何實(shí)現(xiàn)由計(jì)算書到施工圖的設(shè)計(jì)，手工計(jì)算所依據(jù)的規(guī)范，需要查閱的圖集10.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明結(jié)構(gòu)體系的選擇結(jié)構(gòu)體系的選擇主樓的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系用以抵抗地震和風(fēng)力荷載。主要抗側(cè)力系統(tǒng)由內(nèi)部的鋼筋混凝土核心筒和外圍鋼管混凝土柱與鋼梁組成的框架組成。核心筒系統(tǒng)位于主樓的中心，包括電梯、電梯廳、疏散樓梯的墻體，厚度在400mm至1150mm范圍內(nèi)。鋼筋混凝土的連梁將連接相鄰的剪力墻。核心筒的外墻是閉合式的，從而提供建筑大部分的扭轉(zhuǎn)剛度。外圍由鋼管混凝土柱組成，并通過在20、33和50層的6.30米高設(shè)備層布置的外伸鋼桁架與巨型核心筒連接在一起。外圍鋼管柱在上述三層各有一道鋼的邊桁架在外圍連接，從而使柱子更加均勻地受力。隨著建筑高度的變化，鋼管混凝土柱的直徑大約在900mm至1350mm范圍內(nèi)。主樓的第二道抗側(cè)力體系是位于建筑外圍的鋼框架。建筑從上到下，外圍鋼梁在每層與外圍鋼管混凝土柱剛性連接形成第二道抗側(cè)力體系。這個(gè)系統(tǒng)為建筑總體提供了附加的扭轉(zhuǎn)剛度，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性，提高了結(jié)構(gòu)的冗余度。典型樓層結(jié)構(gòu)布置加強(qiáng)樓層結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系結(jié)構(gòu)平面施工圖結(jié)構(gòu)平面圖紙見pdf文件計(jì)算軟件和計(jì)算模型選用國際通用的三維有限元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件ETABS和國內(nèi)主流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件SATWE進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)梁柱采用桿單元模擬，剪力墻采用殼單元模擬，樓板采用膜單元模擬根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)5.3.7條規(guī)定，嵌固層選在地面層?；A(chǔ)設(shè)計(jì)主樓的基礎(chǔ)體系是3.6米厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土筏板，由位于中等風(fēng)化花崗巖或微分化花崗巖,直徑1.5m的沖鉆孔灌注樁支承。樁的有效長度約50m,樁尖入中等風(fēng)化花崗巖或微分化花崗巖0.5m,單樁豎向承載力特征值為18800KN/根.樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)裙樓及地下室基礎(chǔ)采用厚度為1米的現(xiàn)澆鋼筋混凝土筏板,筏板由位于碎卵石層,直徑為0.9m，的沖鉆孔灌注樁支承。樁的有效長度約37m,樁尖入碎卵石層1.35m,單樁豎向抗壓承載力特征值為4800KN/根，單樁豎向抗拔承載力特征值為2250KN/根.樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30.裙房部分在樁頂設(shè)置厚度為1300mm的承臺(tái),純地下室部分的沖鉆孔灌注樁作為抗拔樁?；A(chǔ)設(shè)計(jì)施工圖見pdf圖紙。講課大綱1.工程概況2.整體結(jié)構(gòu)布置，計(jì)算模型和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.混凝土、鋼材的材料選擇4.結(jié)構(gòu)計(jì)算5.鋼管柱的截面設(shè)計(jì)6.梁的設(shè)計(jì)7.各種部位梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)8.核心筒的設(shè)計(jì)，材料，截面，配筋，型鋼，與鋼梁的連接9.如何實(shí)現(xiàn)由計(jì)算書到施工圖的設(shè)計(jì)，手工計(jì)算所依據(jù)的規(guī)范，需要查閱的圖集10.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明選擇混凝土的考慮對(duì)于柱、剪力墻等豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由于結(jié)構(gòu)高度很大，軸向壓力也很大，需要選擇強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土，同時(shí)考慮到施工可靠性，柱和剪力墻選擇了C60混凝土。對(duì)于梁、板等水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般選擇C40或者C30的混凝土。福州世茂國際中心混凝土的選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)件GB50010-2002

基礎(chǔ)和地下墻C40

剪力墻

C60–C50

柱

C60–C50

板、梁C40–C30其他，混凝土填料/墊塊/欄板

C30混凝土墊層C15

鋼材的材料選擇

福州世茂國際中心樓面鋼梁采用Q345B鋼材，鋼管混凝土柱的鋼管，加強(qiáng)層伸臂與帶狀桁架均采用Q345GJ鋼。當(dāng)鋼板厚大于等于40mm且承受沿板厚方向的拉力時(shí)，受拉試件板厚方向截面收縮率，不應(yīng)小于國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》（GB50313）中關(guān)于Z15級(jí)規(guī)定的容許值。采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003,表3.4.1所列的，隨厚度而改變的鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度。鋼材的自重為7850kg/m3,楊氏彈性模量為206,000MPa，熱膨脹系數(shù)為1.20x10-5/oC。講課大綱1.工程概況2.整體結(jié)構(gòu)布置，計(jì)算模型和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.混凝土、鋼材的材料選擇4.結(jié)構(gòu)計(jì)算5.鋼管柱的截面設(shè)計(jì)6.梁的設(shè)計(jì)7.各種部位梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)8.核心筒的設(shè)計(jì)，材料，截面，配筋，型鋼，與鋼梁的連接9.如何實(shí)現(xiàn)由計(jì)算書到施工圖的設(shè)計(jì)，手工計(jì)算所依據(jù)的規(guī)范，需要查閱的圖集10.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明合理建立地計(jì)算模型常用結(jié)構(gòu)田分析軟件棗：SAT備WE和E餡TABS穿。普通結(jié)夜構(gòu)用SA響TWE即屠可，前后激處理功能惱很好；復(fù)杏雜結(jié)構(gòu)要畝用ETA擴(kuò)BS，S翁AP等，喇計(jì)算準(zhǔn)確最。選取合理右的單元模譜型：整體持分析時(shí)梁腹柱選用桿謹(jǐn)單元，剪凳力墻采用竭殼單元，硬樓板采用蹄膜單元。根據(jù)結(jié)待構(gòu)情況義合理建微模：適吼當(dāng)處理鋤墻開洞漠，適當(dāng)談處理次琴要構(gòu)件嫩，抓住熄結(jié)構(gòu)的思力學(xué)實(shí)扁質(zhì)。正確確岔定計(jì)算終參數(shù)連梁剛度酬折減：一護(hù)般可以取材0.7，索不宜小于暖0.5?，F(xiàn)澆樓壞板的面悟外剛度冊(cè)：高層接建筑一棟般采用急現(xiàn)澆樓冒面，樓嘗板作為再梁的有剩效翼緣悄形成T能形截面裂梁，提雨高了樓兆面梁的鄭剛度，個(gè)也提高厚了結(jié)構(gòu)尾整體的慚側(cè)向剛辣度。通絡(luò)過對(duì)梁扔的剛度近乘以放塘大系數(shù)恥來考慮且，一般躬為1.稈3~2吉.0.框架梁彎仙矩調(diào)幅：腦0.8~星0.9。樓面梁威的扭矩漠：0.怠4~0購.7。周期折減輔：框架-浴剪力墻結(jié)丘構(gòu)：0.胖7~0.米8.施工順序膛加載分析類型一般采用軋反應(yīng)譜分馳析，振型曲參與質(zhì)量建系數(shù)要大叉于90%暴，很多實(shí)元際項(xiàng)目都渣是達(dá)到9農(nóng)5%以上候。對(duì)于高度楊較大、結(jié)伯構(gòu)復(fù)雜的欠結(jié)構(gòu)要補(bǔ)年充彈性時(shí)刪程分析。對(duì)于高堅(jiān)度很大藝，結(jié)構(gòu)飼很復(fù)雜駐或者很雹重要的群結(jié)構(gòu)，蒙補(bǔ)充進(jìn)片行彈塑持性分析盒。講課大喂綱1.工波程概況2.整體結(jié)結(jié)構(gòu)布置聯(lián)，計(jì)算模害型和基礎(chǔ)浴設(shè)計(jì)3.混凝愛土、鋼材假的材料選刑擇4.結(jié)構(gòu)量計(jì)算5.鋼響管混凝友土柱的董截面設(shè)掠計(jì)6.梁城的設(shè)計(jì)7.各倉種部位盡梁柱節(jié)伍點(diǎn)的設(shè)最計(jì)8.核心芒筒的設(shè)計(jì)駱，材料，嚴(yán)截面，配緣瑞筋，型鋼麻，與鋼梁雙的連接9.如飄何實(shí)現(xiàn)跨由計(jì)算番書到施云工圖的童設(shè)計(jì)，判手工計(jì)蕉算所依畏據(jù)的規(guī)瓦范，需濟(jì)要查閱吵的圖集10.異鋼結(jié)構(gòu)逝設(shè)計(jì)總既說明鋼管混掛凝土柱竭的截面賄設(shè)計(jì)依更據(jù)《鋼管繳混凝土邪結(jié)構(gòu)設(shè)很計(jì)與施腦工規(guī)程且》（C瀉ECS味28蒜:90叼）《現(xiàn)代林鋼管混榴凝土結(jié)徐構(gòu)（修雖訂版）橫》（2用007幼年版）《鋼管混漸凝土結(jié)構(gòu)隔技術(shù)規(guī)程存》（DB物J13-環(huán)51-2查003)鋼管混閱凝土柱狀的截面檢設(shè)計(jì)依煉據(jù)《型鋼混帽凝土組合耀結(jié)構(gòu)技術(shù)獅規(guī)程》(臂JGJ1醬38-2嗽001)《鋼骨飽混凝土零結(jié)構(gòu)設(shè)真計(jì)規(guī)程石》(Y卡B9藍(lán)082揀-97蒼)設(shè)計(jì)方括法SAT管WE軟榜件會(huì)將集分析和末設(shè)計(jì)全塔部完成嫌。在跨層處披注意柱計(jì)沫算長度系逢數(shù)的數(shù)值享?？梢园褍?nèi)裙力組合結(jié)賤果讀出，羽并根據(jù)前壞面所說的零規(guī)程進(jìn)行殃手工復(fù)核艦。還可以胸根據(jù)規(guī)匆程編制命出N-宗M相關(guān)林曲線，襪把把內(nèi)阿力組合爺結(jié)果畫圣到相關(guān)話曲線上管。設(shè)計(jì)方法ETA堡BS軟腎件分析我結(jié)果準(zhǔn)久確，但聚是不能捐按照規(guī)咱程來設(shè)逮計(jì)。可以把內(nèi)雞力組合結(jié)誦果讀出，將并根據(jù)前遷面所說的貫規(guī)程進(jìn)行遵手工復(fù)核舅。還可以根懼據(jù)規(guī)程編紀(jì)制出N-備M相關(guān)曲鄰線，把把碑內(nèi)力組合蠢結(jié)果畫到繳相關(guān)曲線推上。講課大叛綱1.工程仍概況2.整體殊結(jié)構(gòu)布置隸，計(jì)算模毅型和基礎(chǔ)淡設(shè)計(jì)3.混凝成土、鋼材束的材料選司擇4.結(jié)杯構(gòu)計(jì)算5.鋼管蘭混凝土柱及的截面設(shè)沫計(jì)6.梁的免設(shè)計(jì)7.各捧種部位叨梁柱節(jié)疾點(diǎn)的設(shè)睬計(jì)8.核誤心筒的鏈設(shè)計(jì)，攀材料，漁截面，懇配筋，宅型鋼，傷與鋼梁臟的連接9.如何投實(shí)現(xiàn)由計(jì)識(shí)算書到施婦工圖的設(shè)畜計(jì)，手工平計(jì)算所依連據(jù)的規(guī)范狀，需要查稍閱的圖集10.鋼遵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)象總說明鋼梁的設(shè)賀計(jì)方法鋼梁：賀SAT方WE和察ETA讀BS都蘋會(huì)完成岡分析和贈(zèng)設(shè)計(jì)。對(duì)于上翼鳳緣有鋪板自的鋼梁，惡無支撐長書度比要改攝小，不需裙要考慮鋼槍梁的穩(wěn)定瞧應(yīng)力，只區(qū)要強(qiáng)度應(yīng)派力滿足強(qiáng)晃度設(shè)計(jì)值萄要求。鋼梁有抗晶彎應(yīng)力比愈和抗剪應(yīng)鬼力比。組合梁的幻玉設(shè)計(jì)方法ETA暫BS能然夠完成拆組合梁胸的設(shè)計(jì)翁。也可以辮根據(jù)《侄鋼結(jié)構(gòu)皂設(shè)計(jì)規(guī)酸范》（橡GB5燭001扇7-2怠003蕩）進(jìn)行纏手工計(jì)剖算。還可以鞋編制E嚴(yán)XCE篇L表進(jìn)征行組合墊梁的設(shè)逆計(jì)。鋼筋混凝旗土梁的設(shè)蜻計(jì)SAT菜WE和予ETA僵BS都大會(huì)完成累鋼筋混幅凝土梁睜的分析語和設(shè)計(jì)沒。鋼筋混磁凝土連趨梁的設(shè)歸計(jì)：對(duì)收于跨高盆比小于丙2的連鵝梁宜配閘置交叉稀暗撐，御增強(qiáng)其捆抗剪能懂力，達(dá)投到強(qiáng)剪擺弱彎的菠效果。講課大冊(cè)綱1.工碑程概況2.整筍體結(jié)構(gòu)偏布置，認(rèn)計(jì)算模沉型和基駕礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.混羞凝土、堪鋼材的豈材料選環(huán)擇4.結(jié)許構(gòu)計(jì)算5.鋼檔管混凝毒土柱的規(guī)截面設(shè)挺計(jì)6.梁熱的設(shè)計(jì)7.各種切部位梁柱扎節(jié)點(diǎn)的設(shè)股計(jì)8.核心城筒的設(shè)計(jì)云，材料，勸截面，配僑筋，型鋼懂，與鋼梁征的連接9.如何王實(shí)現(xiàn)由計(jì)躁算書到施框工圖的設(shè)宜計(jì)，手工俘計(jì)算所依詢據(jù)的規(guī)范銷，需要查飯閱的圖集10.艙鋼結(jié)構(gòu)坦設(shè)計(jì)總?cè)f明梁柱節(jié)瓶點(diǎn)的設(shè)籃計(jì)按照“托強(qiáng)節(jié)點(diǎn)調(diào)，弱桿激件”的切要求進(jìn)網(wǎng)行設(shè)計(jì)疲。在計(jì)暖算和構(gòu)主造兩方價(jià)面滿足忘要求?！陡邔訔壝裼媒ǚ摻Y(jié)深構(gòu)技術(shù)季規(guī)程》警（JG仆J99覽-98型）第8蹲章做了坡規(guī)定?！朵摻Y(jié)構(gòu)什設(shè)計(jì)手冊(cè)迷》（第三懇版）（2要004年水版）有計(jì)蜂算范例。梁柱節(jié)蓋點(diǎn)的設(shè)蘭計(jì)福州世茂霉鋼結(jié)構(gòu)節(jié)遺點(diǎn)圖紙講益解。1.工蛇程概況2.整體送結(jié)構(gòu)布置敘，計(jì)算模烏型和基礎(chǔ)薪設(shè)計(jì)3.混凝感土、鋼材羽的材料選詞擇4.結(jié)成構(gòu)計(jì)算5.鋼炎管混凝仍土柱的么截面設(shè)邪計(jì)6.梁俱的設(shè)計(jì)7.各纏種部位悔梁柱節(jié)軟點(diǎn)的設(shè)拌計(jì)8.核別心筒的刷設(shè)計(jì)，鉗材料，牛截面，濱配筋，怖型鋼，楊與鋼梁哭的連接9.如何叢實(shí)現(xiàn)由計(jì)票算書到施凈工圖的設(shè)棕計(jì)，手工讀計(jì)算所依疼據(jù)的規(guī)范嘴，需要查稅閱的圖集10.集鋼結(jié)構(gòu)競(jìng)設(shè)計(jì)總酷說明講課大綱核心筒的攻設(shè)計(jì)SATW耀E能夠完斗成分析和戶設(shè)計(jì)。ETA信BS能攔夠完成惡分析，陸得到內(nèi)籌力組合隨結(jié)果，冬但是需坐要提取宣出內(nèi)力油組合結(jié)步果，再結(jié)根據(jù)《山高層建粘筑混凝磁土結(jié)構(gòu)紛技術(shù)規(guī)炸程》（渴JGJ鑄3-2煉002檔）進(jìn)行卵設(shè)計(jì)。一般采海用鋼筋短混凝土芬核心筒李。按照規(guī)卸范規(guī)定送，在底著部加強(qiáng)第區(qū)的邊膠角部位最按照約蛋束邊緣崖構(gòu)件配瞞筋，內(nèi)慢部配置暑豎向和逼水平向術(shù)分布鋼慈筋。在江底部加能強(qiáng)區(qū)之臘上的邊吳角部位晉按照構(gòu)劍造邊緣蘋構(gòu)件配藥筋，內(nèi)棍部配置刊豎向和鍵水平向團(tuán)分布鋼唐筋?！陡邔咏◣ぶ炷料探Y(jié)構(gòu)技術(shù)具規(guī)程》（車JGJ3剛-200似2）對(duì)于稼剪力墻配態(tài)筋有明確掉規(guī)定。核心筒的炭材料和配涂筋核心筒內(nèi)棟的型鋼《高層建王筑混凝土維結(jié)構(gòu)技術(shù)國規(guī)程》（利JGJ3忘-200鄭2）第1播1章對(duì)于攪混合結(jié)構(gòu)兵設(shè)計(jì)有相殘關(guān)規(guī)定。一般在核能心筒角部啄要配置型別鋼。核心筒膨剪力墻撞中的型陵鋼可以姿參與剪婚力墻受公力。核心筒與花鋼梁的連舅接核心筒與引鋼梁的連嶼接節(jié)點(diǎn)圖困講解。講課大綱1.工暢程概況2.整體個(gè)結(jié)構(gòu)布置皮，計(jì)算模麥型和基礎(chǔ)曾設(shè)計(jì)3.混惰凝土、糊鋼材的痛材料選妨擇4.結(jié)構(gòu)必計(jì)算5.鋼爭(zhēng)管混凝職土柱的風(fēng)截面設(shè)筍計(jì)6.梁丙的設(shè)計(jì)7.各種吉部位梁柱樸節(jié)點(diǎn)的設(shè)節(jié)計(jì)8.核心臉筒的設(shè)計(jì)江，材料，尿截面，配挎筋，型鋼完，與鋼梁爆的連接9.如簽何實(shí)現(xiàn)濱