钢筋混凝土密肋网格式框架_核心筒结构体系性能分析.pdf
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1、第 43 卷 第 7 期 2013 年 4 月上 建筑结构 Building Structure Vol 43 No 7 Apr 2013 钢筋混凝土密肋网格式框架-核心筒 结构体系性能分析 王其明 1, 马克俭1, 2, 陈志华1, 3, 孙 涛 1 ( 1 天津大学建筑工程学院,天津 300072;2 贵州大学空间结构研究中心, 贵阳 550003; 3 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室( 天津大学) ,天津 300072) 摘要首先介绍了一种新型结构体系 钢筋混凝土密肋网格式框架-核心筒, 并以采用该体系的某实际工程 为例, 和普通框架-核心筒结构体系进行对比, 分析了周期、 位移
2、比、 楼层位移和经济技术指标之间的差异, 得出了 该体系在力学性能和经济效益方面均优于普通框架-核心筒结构, 且能满足在高烈度地区建造高层的需要的结论。 为今后设计采用该结构体系的工程提供参考。 关键词钢筋混凝土;密肋网格式框架-核心筒;抗震性能;经济性能 中图分类号: TU973 + 16文献标识码: A 文章编号: 1002- 848X( 2013) 07- 0034- 04 Performance analysis of RC dense rib grid frame- tube structure system Wang Qiming1,Ma Kejian1, 2,Chen Zhihu
3、a1, 3,Sun Tao1 ( 1 School of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China; 2 Space Structrues Research Center( SSRC) of Guizhou University,Guiyang 550003,China; 3 Key Laboratory of Coast Civil Structure Safety ( Tianjin University) ,Ministry of Education,Tianjin 300072,China) Abstract:
4、A real building using a new structure system called RC dense rib grid frame-tube was studied The period, displacement ratio,story deflection and econo-technical target of this new system were researched and were contrasted with the normal frame-tube system The results show that the RC dense rib grid
5、 frame-tube structure has a better property compared with the normal frame-tube structure,which proves this new building system can be applied in high intensity earthquake area It can provide reference for similar projects in the future Keywords: reinforced concrete;dense rib grid frame-tube;seismic
6、 behaviour;econo-technical target 作者简介: 王其明, 博士研究生,Email: wqmpass 163 com。 0引言 为响应国家“变废为宝、 节能建筑、 绿色建筑” 的号召, 促进工业废渣( 制造磷酸的废渣( 二水石 膏) 、 火力发电厂的废渣( 粉煤灰) 加工后的脱硫石 膏) 再利用, 马克俭院士课题组结合框架-核心筒结 构抗震性能好、 适用于高层建筑的特点, 提出了一种 新的结构体系 密肋网格式框架-核心筒结构体 系。利用网格式框架的梁、 柱间距较小的特点, 外填 充墙采用现浇脱硫石膏 1。并首次在地震高烈度 地区 唐山市建造了国内第一栋以脱硫石膏为
7、填 充的密肋网格式框架-核心筒结构 唐山建华工 程质量检测中心办公大楼, 2012 年 10 月该工程主 体结构已经完工。为考察这种新结构体系的抗震和 经济性能, 以该工程为基础, 详细对比分析了密肋网 格式框架-核心筒结构和普通框架-核心筒结构性能 的差异。 1密肋网格式框架- 核心筒结构体系 钢筋混凝土密肋网格式框架-核心筒结构体系 是由现浇石膏为填充外 墙 的网 格 式 框 架 结 构 外 筒 2、 钢筋混凝土剪力墙内筒和连接内外筒的密肋 图 1网格式框架结构示意图 井字空腔大板组成( 图 1) 。其和普通框架-核心筒 结构体系的区别在于网格式框架外筒( 图 1) 和密肋 井字空腔大板
8、3( 图 2) , 网格式框架中间为现浇石 膏填充墙, 密肋井字空腔大板空腔部分为石膏模盒 填充 4。 外围网格式框架梁柱( 图 1) 间距一般按照窗户 的宽度取值, 同时考虑密肋井字楼盖中密肋梁的影 响, 框架柱间距一般取 1. 8 2. 5m; 柱截面尺寸仍按 照建筑抗震设计规范 ( GB 500112010) 和高层 第 43 卷 第 7 期王其明, 等 钢筋混凝土密肋网格式框架-核心筒结构体系性能分析 图 2密肋井字空腔大板( 标准格) 示意图 建筑混凝土结构技术规程 ( JGJ 32010) 所要求的 轴压比 限 值 和 构 造 确 定, 柱 最 小 边 长 不 宜 小 于 300m
9、m; 当柱宽大于 500mm 时宜取为方柱, 以免柱 过宽影响窗户的采光; 考虑施工问题和梁、 柱的空间 整体作用, 梁最小间距不宜小于 1 500mm, 最大间距 不宜大于 2 500mm, 楼层梁的高度比密肋井字楼盖 厚度大 50mm 以上, 考虑楼盖钢筋在梁中锚固, 楼层 梁应有足够的抗扭刚度以给楼盖提供可靠约束, 楼 层梁宽度不小于 300mm。层间梁的高度和宽度一 般都是按照构造选取, 层间梁和柱应能组成刚性框 架; 石膏填充墙厚度考虑保温的要求, 一般情况下要 能包裹框架梁。 密肋井字空腔大板楼盖( 图 2) 中密肋梁高度一 般取楼盖跨度的 1 /30, 考虑钢筋的摆放, 肋梁宽度
10、 一般不宜小于 150mm, 上、 下层板受力较小, 按构造 要求厚度不宜小于 60mm, 板内的石膏模盒重量应 以 2 个人抬得动为宜。 图 3唐山建华检测 有限公司办公大楼 2工程概况 唐山建华检测有限公司办公大楼是集办公、 职 工娱乐健身、 住宿和会议一体的综合性办公大楼 ( 图 3) 。主楼采用密肋网格式框架-核心筒结构体 系, 楼盖为脱硫石膏模盒填充的钢筋混凝土密肋井 字空腔大板结构, 建筑平 面为 长 33. 6m, 宽 25. 2 m, 内筒尺寸为 16. 8m 6. 95m, 地 下 3 层, 地 上 22 层( 局部 24 层) , 大楼 的右侧有一地下 3 层、 地 上 2
11、 层的裙房, 裙房外轮 廓 尺 寸 为 长 28. 2m, 宽 25. 2m, 为普通框架结构 体系。总建筑面积约 2 万 m2, 主楼平面布置图 见 图 4。 标 准 层 层 高 3. 3m, 结构檐口高度 79. 5m, 局部水箱间顶面标高 为 87m。 本工程位于唐山市高新区, 抗震设防烈度为 8 度, 基本风压为 0. 5kN/m2, 结构设计主要荷载有: 楼 面恒荷 载 ( 不 包 括 密 肋 井 字 空 腔 大 板 自 重)取 1. 5kN/m2, 考虑隔墙可以任意分割房间, 隔墙按楼 面等效均布荷载计算, 其值为 1. 3kN/m2, 楼面活荷 载取 2. 5kN/m2。 图 4
12、密肋网格式框架-核心筒结构 3计算模型及主要设计参数 为简化计算模型, 便于对比两种结构形式的力 学性能, 模型未包括裙房部分。 3. 1 密肋网格式框架- 核心筒结构 网格式框架柱距为 2 100mm, 标准层柱截面为 400mm 400mm, 房 屋 四 角 隅 设 L 形 的 剪 力 墙 ( 2. 1m 2. 1m 0. 4m) , 以防止剪力滞后对角柱压 力过大造成的影响。框架网格沿竖向在标准层划分 为 3 格, 每格的高度约 1. 1m, 即楼层一道、 层间两道 框架梁, 楼层梁截面尺寸为 300mm 350mm, 层间 梁截面尺寸为 300mm 250mm。中间核心筒外墙 厚度为
13、400mm, 电梯间墙厚为 200mm, 其余墙厚度 为 250mm。混凝土密肋井字空腔楼盖的网格尺寸 均为 2. 1m 2. 1m, 楼盖短跨方向长度为 8. 4m, 板 厚按 1 /30 短跨长度, h = 8 400 /30 = 280mm, 实际厚 度取 300mm。空腔楼板上、 下层板厚度均为 65mm, 中间为 3mm 厚的永久脱硫石膏模盒( 图 2) , 每个网 格内放置 4 个模盒。 3. 2 普通框架- 核心筒结构 为了和密肋网格式框架-核心筒结构进行对比, 保持核心筒部分不变, 把普通框架-核心筒结构的外 框柱柱距调整为 8. 4m, 按照网格式框架柱的轴压比 相同的原则选
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