某大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

作者 張作運(yùn)，賴艷作者單位 中元國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究張保良帶裙房高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用研究該文首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和資料收集匯總,總結(jié)現(xiàn)有帶裙房高層建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn).然后針對(duì)帶裙房高層建筑的樁數(shù)很多所帶來(lái)的問(wèn)題,提出計(jì)算樁基礎(chǔ)的新方法.再詳細(xì)探討帶裙房高層建筑在沉降、基底反力、基礎(chǔ)內(nèi)力等方面的規(guī)律;主樓與裙房之間設(shè)縫與否的差異;裙房面積大小的影響.接著應(yīng)用該文帶裙房高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用理論對(duì)具體工程實(shí)例進(jìn)實(shí)現(xiàn)主樓和裙房之間不設(shè)縫而滿足建筑功能的需要.王金平帶裙房高層建筑地基基礎(chǔ)沉降協(xié)調(diào)分析在軟土地基上建造帶裙房高層建筑,由于須考慮沉降、溫度收縮和地震等對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的不利影響,通常設(shè)置沉降縫、伸縮縫或抗震縫將結(jié)構(gòu)分成若干獨(dú)立部分.但設(shè)縫后會(huì)對(duì)建筑物的使用帶來(lái)諸多不利因素.近十年來(lái),由于國(guó)外建筑方案的引入,同時(shí)也引入了國(guó)外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路,上海出現(xiàn)了很多不設(shè)縫的帶裙房高層建筑,但由于沒(méi)有具體的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),各設(shè)計(jì)例的分析,闡述了采用不同樁型、樁長(zhǎng)解決在軟土地基上建造帶裙房高層建筑在主樓與裙房之間不設(shè)縫、減少主樓與裙房之間差異沉降及基礎(chǔ)差異沉降引起的上部結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力的方法.為今后同類工程的設(shè)計(jì)及相應(yīng)規(guī)范、規(guī)程的編制提供參考數(shù)據(jù).唐峻偏心裙房高層建筑非規(guī)則結(jié)構(gòu)的抗扭設(shè)計(jì)分析及實(shí)例控制指標(biāo)是每個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須面臨的問(wèn)題，也是較難處理的問(wèn)題，因此對(duì)其進(jìn)行研究是十分必要的。計(jì)要求的結(jié)構(gòu)方案，并在此基礎(chǔ)上探討了偏心裙房高層建筑抗扭控制方法。通過(guò)以上分析研究得出的主要成果有：心盡量接近。如果結(jié)構(gòu)的平動(dòng)剛度過(guò)大，而轉(zhuǎn)動(dòng)剛度不夠的時(shí)候，就不僅要在結(jié)構(gòu)周邊增加剪力墻以增加結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度，同時(shí)也要減小結(jié)構(gòu)平面中部的剪力墻數(shù)量以及厚度，以減小結(jié)構(gòu)的平動(dòng)剛度。②對(duì)重慶某偏心裙房結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗扭設(shè)計(jì)，給出了滿足要求的抗扭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。構(gòu)應(yīng)盡量調(diào)整上部塔樓剛心與質(zhì)心接近，且應(yīng)盡量與裙房剛心接近，即剛心應(yīng)盡量在一豎直線上，而不是分別調(diào)整每層的剛心、質(zhì)心接近。若裙房部分扭轉(zhuǎn)位移比調(diào)整確有困難，且層間位移遠(yuǎn)小于規(guī)范限值(如為1/3～1/5)時(shí)，建議可適當(dāng)放寬扭轉(zhuǎn)位移比要求。具體放寬量值有待深入研究。趙華帶裙房高層建筑樁筏基礎(chǔ)的數(shù)值分析瞿偉廉.陳靜.徐幼麟.C.L.Ng帶裙房高層建筑地震反應(yīng)控制振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究-地震工程與工程振動(dòng)2002年9月在香港理工大學(xué)成功地進(jìn)行了帶裙房高層建筑地震反應(yīng)控制試驗(yàn)研究.設(shè)計(jì)和制作的結(jié)構(gòu)模型是帶3層裙房的12層高樓剪切模型,在裙房頂層與主樓之間安裝單MR阻尼器形成MR阻尼器耦聯(lián)結(jié)構(gòu)模型.MR阻尼器采用美國(guó)LORD公司摩擦型MR阻尼器,并且選用其配套產(chǎn)品計(jì)算機(jī)電流控制器對(duì)其進(jìn)行控制,控制系統(tǒng)采用德國(guó)dSPACE主樓、獨(dú)立裙房和原結(jié)構(gòu)模型的動(dòng)力特性進(jìn)行了辨識(shí);對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了ElCentro地震動(dòng)作用下的地震反應(yīng)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn);以作者提出的MR阻尼器半主動(dòng)邏輯控制算法,對(duì)MR阻尼器耦聯(lián)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了地震反應(yīng)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果表明:用MR陳靜帶裙房高層建筑的半主動(dòng)邏輯控制該課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目"土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)的智能控制"(50038010)和香港理工大學(xué)項(xiàng)目"ASD-StructureVibrationControl"(1.31.37.A204)及"ASD-StructureControlandIntelligentBuildings"(1.31.37.A234).針對(duì)帶裙房高層建筑地震反應(yīng)的鞭梢效應(yīng)問(wèn)題,以瞿偉廉教授和徐幼麟教授提出的"ER/MR智能阻尼器耦聯(lián)的帶裙房高層建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的半主動(dòng)控制"理論為起點(diǎn),采取理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)等研究手段,首次將基于泛布爾代數(shù)的邏輯控制方法引入結(jié)構(gòu)控制領(lǐng)域,提出了半主動(dòng)邏輯控制方法,包括單MR阻尼器半主動(dòng)邏輯控制A、B、C和多MR阻尼器半主動(dòng)邏輯控制D、E、F等六種.2002-2003年在香港理工大學(xué),首次進(jìn)行了單/多MR阻尼器阻尼器耦聯(lián)的帶裙房高層建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的數(shù)字仿真和地震模擬振動(dòng)臺(tái)系列試驗(yàn).設(shè)計(jì)和制作了MRMR阻尼器控制系統(tǒng)觀測(cè)點(diǎn)的選取與傳感器布置的一般原則,解決了實(shí)際試驗(yàn)工作中的問(wèn)題.地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果表明:MR阻尼器的Passiveoff方式是外部電源被切斷時(shí)的最低控制效果,能消除原結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的鞭梢效應(yīng),并使主樓和裙房的地震反應(yīng)有一定的減少,六種半主動(dòng)邏輯控制方法的減振效果比passiveoff方式更好,多MR阻尼器控制的效果優(yōu)于單MR阻尼器.該文提出的半主動(dòng)邏輯控制方法的主要優(yōu)點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)單,不需要控制對(duì)象和MR阻尼器的數(shù)學(xué)模型,能充分應(yīng)用MR阻尼器的非線性,可靠性高,魯棒性強(qiáng).半主動(dòng)邏輯控制方法不依賴結(jié)構(gòu)體系模型和外界擾動(dòng)影響,只依賴于邏輯控制算法自身,簡(jiǎn)化了分析過(guò)程,增強(qiáng)了控制效果,且對(duì)不同激勵(lì)的適應(yīng)性強(qiáng),比目前廣泛應(yīng)用的部分最優(yōu)控制算法的控制效果和魯棒性好,是一種新的具有工程應(yīng)用價(jià)值的結(jié)構(gòu)智能半主動(dòng)控制方法.郗俊玲.高兌現(xiàn).牛建輝高層建筑與裙房整體連接時(shí)變形規(guī)律研究葉立寰大底盤高層建筑主樓和裙房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討王濤帶裙房高層建筑樁基優(yōu)化設(shè)計(jì)與樁土相互作用影響系數(shù)的試驗(yàn)研究樁筏基礎(chǔ)具有整體性好、豎向承載力高、基礎(chǔ)沉降小、調(diào)節(jié)不均勻沉降能力強(qiáng)、較之樁箱基礎(chǔ)具有更加開闊的內(nèi)部空間的特點(diǎn)，同時(shí)可以承受風(fēng)荷載或地震作用引起的巨大水平力，抗傾覆能力強(qiáng)，目前已成為高重建筑物或軟土地基上建筑物常用的基礎(chǔ)形式。本文通過(guò)野外一系列單樁、平板、帶臺(tái)單樁、帶臺(tái)雙樁試驗(yàn)及主樓變剛度調(diào)平樁筏及主裙連體基模型試驗(yàn)，實(shí)測(cè)出樁-土-樁相互作用影響范圍，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特定土質(zhì)條件通過(guò)回歸分析提出對(duì)彈性理論相互作用影響系數(shù)的修正模型?；诘鼗?、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)共同作用原理以及模型試驗(yàn)的沉降與樁頂反力實(shí)測(cè)結(jié)果，論述了樁筏基礎(chǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法存在的弊端，建議采用變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)新理念進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，既最大限度地減小差異沉降，又改善了樁筏基礎(chǔ)受力性狀。最后，利用修正后的樁-土-樁相互作用影響系數(shù)，采用簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算方法分析樁筏基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基(樁土)的共同作用。主要完成以下工作： 1．通過(guò)大比例尺模型試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的結(jié)果與彈性理論解的對(duì)比，指出彈性理論解夸大了樁-樁、樁-土、土-土相互作用影響，造成沉降計(jì)算值偏大和過(guò)高估計(jì)樁頂反力的不均勻性(或筏底地基土反力的不均勻性)，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特定土質(zhì)條件通過(guò)回歸分析，提出對(duì)彈性理論相互作用影響系數(shù)的修正模型。 2．對(duì)承臺(tái)分擔(dān)荷載比例的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，通過(guò)對(duì)帶臺(tái)單樁、群樁模型承載性狀的分析，說(shuō)明帶臺(tái)單樁的承載性狀與群樁的承載性狀并不完全相同。因此，不能將帶臺(tái)單樁的試驗(yàn)結(jié)果簡(jiǎn)單地推廣到群樁的設(shè)計(jì)計(jì)算中去。在帶臺(tái)單樁試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)帶臺(tái)單樁的極限承載力大于或等于單樁與平板極限承載力之和，即“1＋1≥2”的結(jié)論，而在復(fù)合群樁試驗(yàn)中，復(fù)合樁基的極限承載力在樁距較小時(shí)則遠(yuǎn)小于各單樁與平板極限承載力之和，而且即便在較大樁距情況下，承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)也難以發(fā)揮到1.0?，F(xiàn)場(chǎng)大型群樁模型試驗(yàn)結(jié)果與彈性理論關(guān)于承臺(tái)分擔(dān)荷載的計(jì)算結(jié)果比較后表明，實(shí)測(cè)的承臺(tái)分擔(dān)荷比也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于彈性理論計(jì)算結(jié)果。 3．運(yùn)用變剛度調(diào)平的概念設(shè)計(jì)理念，通過(guò)改變主樓下地基和基樁的剛度分布，使之與荷載匹配，從而促使框筒結(jié)構(gòu)高層建筑主樓的變形趨向均勻，基礎(chǔ)的沖、剪、彎內(nèi)力、上部結(jié)構(gòu)次生應(yīng)力減小。這種變剛度調(diào)平的概念設(shè)計(jì)思想通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模型試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，并介紹了應(yīng)用此法進(jìn)行某工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程。4．本次模型試驗(yàn)主裙之間未考慮變剛度調(diào)平和設(shè)置沉降后澆帶，也未采取相應(yīng)增沉措施，目的在于研究主裙連體對(duì)于沉降、荷載傳遞、筏板和上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力等的影響，從而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果中主裙連體基礎(chǔ)筏板縱向相對(duì)差異沉降略大于規(guī)范允許值。筆者為此對(duì)減小主裙差異沉降問(wèn)題進(jìn)行討論，主裙連體設(shè)計(jì)應(yīng)使基礎(chǔ)沉降協(xié)調(diào)，高層主體采用樁筏基礎(chǔ)使其沉降減至最??；裙房可采用天然地基上的獨(dú)立基礎(chǔ)、格形基礎(chǔ)。地下水位高時(shí)，格形梁之間設(shè)抗水板，也可采用在梁板式筏基的中間板下敷設(shè)苯板、爐渣等增沉作法?；诨娱_挖回彈再壓縮減小差異沉降的有利效應(yīng)，當(dāng)裙房超過(guò)4～5層或當(dāng)裙房采用上述增沉措施時(shí)可不設(shè)沉降后澆帶。模型試驗(yàn)無(wú)法模擬基坑開挖引起的