北京银泰中心钢筋混凝土转换梁设计.pdf
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1、第 3 7卷 第 1 1 期 建筑结构 2 0 0 7年 1 1 月 北京银泰 中心钢筋混凝土转换梁设计 韩合军 黄 健 李培彬 赵广鹏 吕佐超 娄 宇 ( 中 国电子工 程设 计 院北 京 1 0 0 8 4 0 ) 提要 北京银泰中心 B, C座塔楼为钢筋混凝土筒中筒结构 , 在结构层 1顶部设置了巨型转换梁承托上部 4 0 层外框筒密柱。此转换梁按深粱计算方法进行配筋设计 , 并 内置型钢以增强与柱的连接性能。为保证转换层 的施 工质 量 , 工程从 降低混 凝土 水化 热 、 采用 高 标 号 自密 实 混凝 土 和延 迟转 换 梁拆 模 板 时间 等技 术 措施 进 行 了控 制 。
2、 关键词 钢筋混凝土转换梁深梁 自密实混凝土 D e s i g n o f G i g a n ti c T r a n s i ti o n B e a ms f o r R C T o w e r B u i l d i n g o f B e i i n g Y i n t a i C e n t e r H a n H e j u n ,H u a n g J i a n ,L i P e i b i n , Z h a o G u a n g pen g ,L U Z u o c h a o , L o u Y u ( C h i n a E l e c t r o n i c s
3、 E n g i n e e r i n g D e s i g n I n s ti t u t e , B e i j i n g 1 0 0 8 4 0 ,C h i n a ) A b s t r a c t : T h e b u i l d i n g s B a n d C i n B e i j i n g Y i n t a i C e n t e r a r e t u b e a n d t u b e c o n c r e t e s t r u c t u r e s O n t h e t o p o f t h e fi r s t fl o o r g i g
4、 an t i c t r a n s i t i o n be a ms a r e s e t f o r s u pp o r t i ng d e n s e c o l u mns i n ou t e r t u b eTh e d e e p be am c o mp ut i n g me t h o d i s us e d f o r t r a ns i t i o n be am s de s i g n an d s ha p e s t e e l i s s e t t o i mp r o v e t h e c o nn e c t i o n p e r f
5、 o r man c e wi t h c o l u mn sS o me me as u r e s a r e a d o pt e d t o e n s ur e c o n s t ruc t i o n, s u c h a s d e c r e asi n g t o hy dr a t e he a t , u s i ng hi g h g r a d e an d s e l f - c l o s e - g r a i n e d c o n c r e t e an d i n c r e a s i n g ma i n t a i n i n g t i me
6、 o f c y c l o s t y l e Ke y wo r d s : gi g ant i c t r a n s i t i o n b e ams ;d e e p b e am ;s e l f - c l o s e - g r a i n e d c o n c r e t e 0 工 程概 况 北京银泰 中心 B, C座 钢筋混凝 土塔楼 , 是两 幢结 构形式一样 的高档办 公写字楼 , 均 为钢筋混凝 土筒 中 筒结构 , 地上部 分都是 4 2层 , 它们和 6 3层的 A座 钢结 构酒店公寓一起 , 组成 了北京银泰中心综合性建筑 群。 塔楼 平 面 为 4 2
7、 5 m4 2 , 5 m 的正 方 形 , 总 高度 1 8 6 m 。 为满足首层交通 大堂 大空 间的使用要 求 , 在层 1结构 顶部设置 了转换 梁承托上部 4 0层外框筒密柱 , 每道转 换梁上有 8根钢筋混凝土柱 。转换梁相邻楼 层立面如 图 1 所 示。 1 转 换梁选 型及整体分析 1 1转换 梁选 型 根据 高层混凝 土结构技术规程) ( J G J 3 -2 0 0 2 ) ( 简 称 高规 ) , 转 换梁 截面宜 由剪压 比控制 , 以避免脆 性 破坏和具 有合适 的含箍 率。同时 高规 规定 , 转换 梁 的剪压 比在不考 虑地震作 用组合 时 , 应小 于 0 2
8、 , 考 虑 地震作用组合时 , 应小于 0 1 7 。 工程框架抗震 等级为 特一级 , 适 宜 的转 换 梁剪压 比控制值在 0 0 8以下 。转换梁剪压 比: t z : V b h 0 ( 1 ) 式 中 一 为转换 梁支座 截面最 大组合 剪力设 计值 , , e 为转换梁混凝土抗 压设计 强度 , b为转 换梁截 面宽度 , 为转换梁截 面有效高度 。 对转换梁进行 了多次试算 、 调整 , 在 混凝 土强度等 1 4 4 2 5 0 0 4 5 0 0 层 5 1 - L 层 。 r7 , 转 换梁 , 一 , 一 一 - 层 l r J U L U L 一 5 0 0 9 7
9、5 0 2 2 5 0 l 3 5 0 0 2 1 5 0 97 5 0 25 0 0 1 45 0 0 1 35 0 0 1 45 0 0 图 1 转换梁相邻楼层立面示意图 f 8 8I 1 1 5 0 量 器 O 0 0 级为 C 5 0时 , 转换梁 的截面最后采用2 0 0 06 0 0 0 。 1 2整体静力分析 根据梁式转换 结构形 式 的特 点 , 在 进行 整体结 构 计算分析时 , 转换梁 可 以作 为梁单元 考虑 。但 是在转 换梁 的截面高度 大于或 等于该层 层 高时 , 计 算 中转换 梁的位置取在梁 顶标高处 , 即下层 层 高取到 转换梁顶 标高 处_ 4 J 。
10、转 换 层 楼 层 高 度 =5 5 0 0+6 0 0 0= 1 1 5 0 0 m m , 转 换 层 上一 层 楼 层 高度 为 h ,=4 0 0 0 m m 。 计算结果所得的柱端弯矩应乘 以下式 的修正系数 : = h j , ( h l+ 2 ) ( 2 ) 此时 , 转换梁作为考虑轴 向变形的弯曲杆单元 , 并应同 时考虑剪切变形 的影响 。 维普资讯 在进行有 限元计 算分 析时 , 转换 梁上部 楼层 分 别 取层 2, 3 , 4及层 6与 下部转 换梁 一起进 行计 算分 析 , 这时 , 转换梁与上部框架共 同参与工作 , 上部 框架作 为 空腹桁架考虑 。通过计 算
11、分析 得 出 , 只要 上部楼 层 总 高度大于下部 转换 梁处 的楼层 高度 , 计算 出来 的转换 梁 内力就基 本 上趋 于一致 。转换 梁 楼 层计 算 层 高 为 1 1 5 m, 对其进行 有 限元分 析时 , 实际取 上部 四个 楼层 ( 四个楼层的计算层高为 44:1 6 m) 与下部转 换梁组 成一体 , 并考虑杆件的轴 向变形 。 2 截面设计 目前 国内对转换 梁截 面的结 构设计 方 法主要 有 : 1 ) 按普通梁截 面设 计方 法 , 这时 转换 梁的受 力基本 与 普通梁相同 ; 2 ) 规程 J G J 3 -2 0 0 2 , J 1 8 6 -2 0 0 2
12、中有 具体 的偏心 受拉构 件截 面设计 方法 , 其关键 是 利用有 限元 分析得到转换 梁截 面上 的应力转 化成 截 面内力 , 然后 再按偏 心受拉 构件 进行 配筋计算 及设 计 ; 3 ) 按深梁 截 面设计 , 实际工程 中的转换梁 的高跨 比 f =1 81 6 , 其受力 和破坏特征类 似于深 梁 , 可 以按 混凝土结 构设 计规范 ( G B 5 0 0 1 0 -2 0 0 2 ) 中的规定 进行转 换梁截 面 的 配筋计算及设计 。依据银泰 中心工 程转换梁 的实际情 况 , 工程采用 了深梁法进行转换梁截 面设计 。 2 1等效侧向刚度 比 底部大空 间大 于 1层
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