西交利物浦大学影视学院结构设计.pdf
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1、江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤1工程概况西交利物浦大学影视学院位于苏州工业园区松涛路文景路交叉路口袁西侧北侧临河袁在西交利物浦南校区西北角袁建筑平面大致呈三角形遥总建筑面积 7 410.85 m2袁 其中地上建筑面积 6 392.33 m2遥地上建筑有影音工作室袁影音后期制作尧编辑工作室袁188 人的放映厅等功能遥 地下室建筑面积1 018.52 m2袁为设备用房遥 实景照片见图 1袁建筑剖面见图 2遥建筑设计根据地块的特点袁平面形状设计为三角形袁地上建筑采用钢筋混凝土框架和钢屋盖相结合的结构形式袁 下部采用钢筋混凝土框架结构袁底西交利物浦大学影视学院结构设计龚沛渊江苏省建
2、筑设计研究院股份有限公司袁江苏南京 210019冤摘要西交利物浦大学影视学院结构形式为下小上大袁下部主体为三层钢筋混凝土框架结构袁为满足建筑平面功能的要求袁采用不等距柱网袁设有穿层柱尧独立悬臂柱尧V 型柱袁落地点基础采用高强预应力管桩抗水平力曰上部钢屋盖平面形状为新颖独特的三角形自由面袁采用单层网壳结构袁整体屋盖通过 11 根钢柱和两个落地点支承袁其中 8 根钢柱落在下部混凝土结构框架柱上袁3 根为独立悬臂柱袁西侧屋面悬挑 15 m遥下部混凝土结构通过 SATWE 和 PMSAP 软件计算袁上部钢屋盖采用 SOFISTIK 和 SAP2000 软件计算袁整体模型采用 SAP2000 软件计算遥
3、 结果表明袁结构的整体指标和承载力满足规范要求袁关键构件按中震弹性的性能化设计袁确保了结构安全袁可供类似的工程设计参考遥关键词穿层柱曰V 型柱曰落地点曰大悬挑曰中震弹性曰单桩水平承载力中图分类号 TU375.4文献标志码 B文章编号1005-6270渊20圆3冤03-0038-06Structure Design of Film and Television School of Xi an Jiaotong-liverpool UniversityGONG Pei渊Jiangsu Province Architectural Design&Research Institute Co.,Ltd,
4、Nanjing Jiangsu 210019 China冤Abstract院The structure of the School of Film and Television of XJTLU is small at the bottom and large at thetop,and the main body of the lower part is a three-layer reinforced concrete frame structure.In order to meetthe requirements of the building plane function,the un
5、equal distance column network is adopted,with cross-layer columns,independent cantilever columns,V-shaped columns,and high-strength prestressed pipe pile isadopted for the foundation of the falling site to resist horizontal force.The plane shape of the upper steel roofis a unique triangular free pla
6、ne,which adopts a single-layer lattice shell structure.The overall roof issupported by 11 steel columns and two landing points,among which 8 steel columns fall on the lower concreteframe columns and 3 independent cantilever columns.The west roof is overhung by 15 meters.The lowerconcrete structure w
7、as calculated by SATWE and PMSAP software,the upper steel roof was calculated bySOFISTIK and SAP2000 software,and the overall model was calculated by SAP2000 software.The resultsshow that the overall index and bearing capacity of the structure meet the requirements of the code,and thekey components
8、are designed according to the performance of the earthquake elasticity to ensure the safety ofthe structure,which can be used as a reference for similar engineering designKey words院cross layer column曰V-shaped column曰place of landing曰large cantilever曰elasticity of medium shock曰horizontalbearing capac
9、ity of single pile收稿日期圆园22鄄12鄄12作者简介龚沛袁男渊1969-冤袁江苏省建筑设计研究院股份有限公司袁高级工程师袁一级注册结构工程师袁从事结构设计工作遥38江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤层平面尺寸 37.1 m伊53.4 m袁屋面采用钢结构袁形状为类三角形空间曲面袁三角形的投影边长大约 80 m遥混凝土部分建筑总高度 14.70 m袁钢结构大屋面建筑高度为 18.75 m袁局部突出大屋面为放映厅袁放映厅屋面建筑高度为 20.45 m遥 混凝土部分为 3 层建筑袁层高分别为 5.4 m尧4.70 m尧4.60 m袁局部地下 1层袁层高 5.4 m袁
10、2 层结构平面见图 3遥本工程按 7 度抗震设防袁设计基本地震加速度为 0.10g袁设计地震分组为第一组遥抗震设防类别为丙类建筑袁结构安全等级为二级袁设计合理使用年限为 50 年遥场地为芋类建筑场地袁由于有 3 个孔实测土层等效剪切波速值处于芋尧郁类场地的分界线附近袁按叶建筑抗震设计规范曳渊GB 50011要2010冤表 4.1.6 条袁 应允许按插值方法确定地震作用计算所用的设计特征周期曰 内插时场地覆盖层厚度取80 m袁经插值设计特征周期可取 0.54 s遥 地面粗糙度为 B 类袁50 年一遇的风压标准值为 0.4 kN/m2遥2结构体系和布置本项目根据建筑平面形状和建筑平面使用功能以及上
11、部钢屋盖支承的要求袁下部钢筋混凝土框架结构采用不等距柱网袁框架柱的主要截面尺寸院500 mm伊500 mm尧600 mm伊600 mm 和 700 mm伊700 mm 三种袁穿层柱为 椎800 圆柱袁V 型柱底部柱为 800 mm伊800 mm 方柱袁V 型柱尺寸为 600 mm伊780 mm袁框架梁主要截面尺寸为 300 mm伊800 mm 和 300 mm伊900 mm袁次梁主要截面尺寸为 250 mm伊800 mm 和250 mm伊700 mm遥 混凝土强度等级院底层以上框架柱 C35,梁板 C30遥2.1 空间曲面的钢结构屋面结合建筑设计要求屋盖结构轻薄灵动的特点袁钢结构屋面采用单层网
12、壳结构袁南北向跨度 81.95 m袁东西向跨度 70.35 m袁 中间开有 24.1 m伊18.1 m 长方形洞口袁属于各向变化的空间结构袁洞口出屋面的位置为放映厅袁远看像放电影的放映机遥 整个屋盖竖向支承通过 11 根支撑钢柱与下部结构的混凝土柱相连袁以及建筑的东侧落地点渊1冤和南侧的落地点渊2冤袁其中 Z1尧Z2尧Z3 柱为 椎500 独立柱与混凝土结构主体无关曰KZ1尧KZ2 为 椎800 的穿层柱袁其余柱为 3 层的框架柱袁柱平面布置见图 4遥 两个落地点和在 KZ6 与 KZ7 之间的人字形钢柱作为钢屋盖的抗侧力体系遥屋盖主钢梁采用焊接箱型变截面钢梁袁箱型钢梁中间高度 1 m袁屋盖外
13、边圈梁 0.3 m遥钢梁 A 支撑在 Z1和 Z2 独立柱上袁钢梁 B 支撑在 3 轴线的 KZ1KZ8 框架柱上袁钢梁 C尧D尧E 分别支撑在钢梁 A尧B 上袁钢梁 A和落地点渊1冤之间设置钢梁 F袁屋盖主钢梁布置示意见图 5袁截面尺寸见表 1袁材质均为 Q355B遥2.2 穿层柱和独立悬臂柱的设计为满足建筑底层大厅空间高度的要求袁KZ1 和KZ2 柱设为穿层柱袁 柱通高 14.70 m袁Z1尧Z2 和 Z3图 1影视学院实景图 2建筑剖面图图 32 层结构平面图图 4柱平面布置图39江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤柱为独立悬臂柱袁只支撑钢屋盖袁和下部混凝土结构无关袁 截面
14、尺寸 椎500袁 柱通高分别为 9.88 m尧10.482 m尧8.708 m遥 这 5 根柱是屋盖支撑柱袁作为关键构件均按中震弹性设计袁 其中 KZ1 和 KZ2 同下部主体混凝土结构相连袁其剪切刚度小于同楼层的其它框架柱的剪切刚度袁在小震作用下袁其分配的剪力较小袁考虑在设防地震作用下楼层其它框架柱刚度退化袁穿层柱剪力加大袁本项目穿层柱的剪力按本层相邻框架柱最大剪力进行承载力计算遥Z1尧Z2 和 Z3 柱配筋按钢屋盖单独计算的静力组合工况下的最大反力值计算遥2.3V 型混凝土转换柱的设计在 3 层楼面 69 轴和 HF 轴设有边长为 15 m伊21 m 的 188 座的放映厅袁由于 9 轴底
15、层没有柱袁如果从 8 轴悬挑梁袁水平长度达 8.17 m袁结构的梁柱尺寸比较大袁 且放映厅的下部正好是门厅的位置袁为了保证建筑门厅大空间的视觉效果袁8 轴框架柱从 2 层楼面以上变为 V 型柱袁V 型柱和竖向的夹角为 24毅 袁悬挑梁长度缩小为 4.6 m袁梁柱的截面尺寸都变小袁满足了建筑的美观要求遥由于 V 型柱相当于两根斜柱袁与 V 型柱平面内相连的框架梁产生了 404 kN 的拉力袁为平衡拉力袁框架梁内增设了预应力钢筋袁V 型柱大样见图 6袁实景图见图 7遥2.4放映厅的设计放映厅结构形式采用自重轻尧构件尺寸小的门式刚架结构袁柱底采用铰接袁屋面梁柱连接采用固接遥 采用 PKPM 软件中钢
16、结构软件单独计算放映厅袁 用 SATWE 软件计算下部混凝土结构整体模型袁按二者的计算结果包络设计遥 模型见图 8遥3基础设计本工程地基基础和桩基设计等级为乙级遥 根据勘察报告提供的土层自上而下分别为淤素填土袁厚度2.3 m耀3.6 m袁于黏土耀粉质黏土袁厚度 3.2 m耀4.9 m袁盂粉质黏土袁厚度 1.2 m耀2.3 m袁榆粉土夹粉质黏土袁厚度 2.7 m耀4.0 m袁虞粉质黏土袁厚度 0.5 m耀1.6 m袁愚粉砂夹粉土袁厚度 3.0 m耀4.5 m袁舆粉质黏土夹粉土袁厚度 13.5 m耀15.5 m袁余粉质黏土袁厚度 3.9 m耀6.6 m袁俞1 粉土夹粉质黏土袁厚度 0 m耀3.3
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