2、等效框架法 把整个结构分别沿纵、横柱列划分

作者:admin 来源:未知 点击数: 发布时间:2018年12月06日

  地下室楼盖布局经济性比力(2014)_建筑/土木_工程科技_专业材料。地下室分类及地下室形成 目 多层地下室楼盖布局形式 多层地下室楼盖荷载取值 各类楼盖形式的经济比力 录 楼盖布局设想及计较方式 布局嵌固端的切磋 2 2 地下室设置需要性 ? 《地基

  地下室分类及地下室形成 目 多层地下室楼盖布局形式 多层地下室楼盖荷载取值 各类楼盖形式的经济比力 录 楼盖布局设想及计较方式 布局嵌固端的切磋 2 2 地下室设置需要性 ? 《地基规范》、《高规》等规范对根本的 埋深要求; 经济成长、pk10不定位34567打法高档小区成长要求,导致泊车 位的大量需求; 当局部分的规划要求,人防工程的设置; ? ? 3 3 地下室设置的感化 1、蓝狐计划 手机版削减地基的附加应力和沉降量; 2、有益于满足天然地基的承载力和上部布局的全体 不变性; 3、削减上部布局的地动反映,匹敌震有益; 4、挡土墙的被动土压力和摩檫力限制了根本的摆 动,使根本底板压力的分布趋于平缓。 4 4 一、地下室分类 ? 地下室的层数 单层地下室 多层地下室 ? 地下室顶板标高 半埋式地下室 全埋式地下室 5 5 ? 地下室功能 通俗、民用地下室 防空位下室 ? 布局材料 砖混布局地下室 钢筋混凝土布局地下室 6 6 二、多层地下室楼盖形式 1、主次梁 2、井字梁 3、十字梁 4、加腋整间大板 5、无梁楼盖 6、空心密肋楼盖 等厚平板式 带托板式柱帽 “无梁”楼盖 “有梁”楼盖 7 7 地下室布局形成 地下室室外顶板 塔楼首层顶板 地下室楼层 地 下 室 侧 壁 地下室底板 8 8 楼盖平面示企图 ① 主次梁楼盖 ② 井字梁楼盖 ③ 十字梁楼盖 ④ 加腋整间大板楼盖 ⑤ 空心楼板楼盖 ⑥ 无梁楼盖 9 9 加腋整间大板 10 10 加腋整间大板 11 11 带托板无梁楼盖 12 12 13 13 14 14 空心密肋楼盖 15 15 16 16 17 17 三、各层地下室楼盖荷载取值 ? 按照地下室各楼层的利用功能可分为: (1)人防顶板、部门设备用房 (2)车库层 (3)地下室顶板 因为利用功能的分歧,其荷载取值分歧,按照《建筑 荷载设想规范》(GB50009-2001)及《人民防空位下室设想 规范》 (GB50038-2005),各部门楼层的取值详下表: 18 18 恒 载 (kN/m2) 核五级 人防顶板 核六级 梁板式 车库 大板式 首层顶板 18h 2 2 活 载 (kN/m2) 110 55 4.0 2.5 5~10 备注 1、h为首层覆土厚度 2、首层顶板活荷载考 虑首层施工或园林荷载。 3、消防荷载另详 19 19 消防车荷载 ? 《建筑布局荷载规范》(B50009—2001)表4.1.1中第 8项的消防车荷载,系指消防车间接行驶于楼板上时, 其轮压折合成等效均布荷载。本地下室首层顶板之上有 覆土或其它填充物时,消防车轮压应按照覆土厚度折合 成等效荷载,具体详见下表: 20 20 消防车(300KN级)轮压感化下单向板的等效均布荷载值(KN/ m2) 覆土厚度/m ≤0.25 35.0 0.50 32.0 0.75 29.1 1.00 26.1 1.25 23.2 1.50 20.2 1.75 17.2 2.00 14.3 ≥2.5 11.3 板跨 /m ≥2 21 21 消防车(300KN级)轮压感化下双向板的等效均布荷载值(KN/ m2) 板各的 短 边 跨度 ≤0.25 /m 覆土厚度/m 0.50 32.0 30.4 28.8 27.1 25.5 23.8 22.2 20.6 18.9 0.75 29.1 27.7 26.3 24.9 23.5 22.0 20.6 19.2 17.8 1.00 26.1 24.9 23.8 22.6 21.4 20.3 19.1 17.9 16.7 1.25 23.2 22.2 21.3 20.3 19.4 18.5 17.5 16.6 15.7 1.50 20.2 19.5 18.8 18.1 17.4 16.7 16.0 15.3 14.6 1.75 17.2 16.8 16.3 15.8 15.4 14.9 14.4 14.0 13.5 2.00 14.3 14.0 13.8 13.6 13.3 13.1 12.9 12.6 12.4 ≥2.5 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 22 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 ≥6.0 35.0 33.1 31.3 29.4 27.5 25.6 23.8 21.9 20.0 22 四、地下室楼盖采用的布局形式及经济对比 ? 按照各楼层的荷载取值,一般环境下各层的楼盖采用的布局形式 为: (1)人防顶板:荷载取值较大、规范有最小板厚要求 (h=200mm),故为了充实阐扬板的受力机能可采用无梁楼盖 或加腋梁板式大板布局; (2)车库楼盖:荷载取值较小,要求的板厚较小,板厚h=120, 一般环境下采用主次梁、井字梁或十字梁布局,或采用无梁楼 盖; (3)首层室外顶板:覆土较厚,荷载较大,首层因为抗渗要求, 需要板厚较厚(h=250),采用加腋梁板式或无梁楼盖。 23 23 人防顶板经济对比 加腋大板计较简图 无梁楼盖计较简图 24 24 计较前提 ? ? ? ? 核六级人防车库 ; 拔取柱网8.4mx8.4m、7X7跨进行计较, 取两头板跨进行计较配筋; 荷载按相关规范取值; 无梁楼盖板厚350,托板厚度500,柱帽 800 : 25 25 计较成果 1 1 加腋大板配筋简图 无梁楼盖配筋简图 26 26 经济对比 材料用量统计表 从表中可无梁楼盖较加腋大板经济,而且无梁楼盖施 工便利,模板用量较少;可以或许降低层高或添加净高,削减 地下室的开挖,降低根本、侧壁和支护布局造价,达到较 好的经济效益。 27 27 地下室车库经济对比 ? 地下室车库一般采用主次梁、十字梁及井字梁 楼盖形式,无梁楼盖; 拔取柱网9mx9m、7X7跨进行计较,取两头板 跨进行计较配筋; 荷载按相关规范取值; 计较成果详下图所示: ? ? ? 28 28 主次梁布局 主次梁布局计较成果 主次梁布局配筋简图 29 29 十字梁布局 十字梁布局计较成果 十字梁布局配筋简图 30 30 井字梁布局 井字梁布局计较成果 井字梁布局配筋简图 31 31 无梁楼盖 32 32 计较成果 33 33 34 34 经济对比 材料用量统计表 注:钢筋价钱取4500元/吨,混凝土价钱为350元/m3 35 35 结论 1、 从以上“楼盖材料用量表”中能够看出梁板式楼盖中主次梁布局形式 的单元面积造价最低,井字梁布局形式的单元面积造价最高,十字梁结 构形式单元面积造价介于两者之间; 2、主次梁楼盖与无梁楼盖单元面积用钢筋量比力接近,但无梁楼盖混 凝土用量较多,使其单元面积造价高于主次梁楼盖; 3、主次梁布局形式因为此中一个标的目的框架梁梁高与次梁同高,设备管 道能够垂直于次梁安插,如许能够提高地下室净高,无梁楼盖考虑 150mm操作空间其地下室净高比主次梁布局提高了100~200mm,但比 主次梁布局添加了近三分之一的分量,添加根本造价。 4、无梁楼盖施工简练、施工速度较快,模板简单,可以或许无效满足工期要 求,视觉美妙;无梁楼盖因为自重较重,故对地下室抗浮有益。 36 36 5、 本地下室层数较多(3层以上)、地质前提较好时,布局抗浮要求较 高,可采用无梁楼盖布局形式添加布局自重无效的抵当水浮力以降低抗 浮设想难度;本地下室层高受限制时采用无梁楼盖或空心楼盖布局形式 可较好的达到地下室净高要求。 6、本地下室层数较少(2层)抗浮水位较低时建议采用主次梁布局形式, 以减轻布局分量。 37 37 首层顶板 38 38 ? 从上表中能够看出加腋整间大板布局与无梁楼盖工程造价 相当且较为经济;主次梁、十字梁次之,井字梁布局的造 价最高; 对于首层顶板,一般环境下作为上部布局的嵌固端,由抗 规6.1.14条:“地下室在地上布局相关范畴的顶板应采用现 浇梁板式布局,相关范畴以外的地下室顶板宜采用现浇梁 板布局”,故按照规范要求,建议采用梁板加腋大板布局形 式。 39 ? 39 结论 ? 1、地下室楼层按照分歧的利用功能应采用分歧的楼盖 形式以达到较为合理的经济效益。 ? 2、通过以上布局受力计较、经济性对比阐发能够得出: (1)人防顶板:宜采用无梁楼盖(按照人防品级的 分歧可采用平板式或带托板式无梁楼盖); (2)车库:宜采用主次梁楼盖; (3)首层顶板:宜采用加腋梁板式楼盖; 40 40 ? 3、以上楼盖布局形式的采用不只能够降低楼层的工程 造价,还能够无效的添加楼层净高,或者由净高要求 来确定层高,从而削减基坑的开挖,降低布局的抗浮 水头、削减根本的造价,使得整个地下室工程的造价 有较好的经济性。应用主题 以上布局经济性对比仅限于平面布局构件的对比,实 际上整个地下室工程的经济性应充实考虑地下室层高、埋 深、基坑的开挖、支护布局等各项工程的分析造价。 41 41 工程实例 工程名称 地下室 层数 层高 (m) -5层3.8 -4~-2层3.3 -1层4.5 -4层3.8 -3~-2层3.3 -1层4.8 3.8 -3层4.25 -2层3.7 -1层3.9 -2层3.9 -1层4.8 3.75 -3层4.05 -2层4.8 -1层5.1 单层 面积 (万m2) 1.13 楼盖形式 -4层加腋大板 -3~-1层空心楼盖 首层加腋大板 -3~-1层无梁楼盖 首层加腋大板 加腋整间大板 功能 完成 时间 保利威座大厦 5 底层人防 其余各层车库 底层人防 其余各层车库 车库 底层人防 其余各层车库 底层人防 其余各层车库 底层局部人防 其余各层车库 底层局部人防 其余各层车库 2008.06 嘉裕商旅大厦 4 1.1 2009.08 华发云湖翠谷 珠江新城 K1地块 室第项目 嘉裕宁波酒店 时代地产 珠江花圃 珠江新城N5-1地块 项目 1 2.63 2009.09 3 2.12 加腋整间大板 2010.05 2 1 1.12 8.05 加腋整间大板 无梁楼盖 -2层无梁楼盖 -1层加腋大板 首层加腋大板 2010.10 2011.03 3 2.56 2010.04 42 五、楼盖设想及计较方式 ? 加腋整间大板设想及计较 无梁楼盖设想及计较 ? 43 43 加腋梁板设想及计较 用弯矩分派法或 迭代法计较变截面连 续梁是目前计较加腋 梁最为简明的无效方 法,其计较道理与等 截面构件根基不异, 分歧的只是杆件形常 数与载常数 加腋梁计较简图 44 44 跨长加腋系数 ? 、梁高加腋系数 ? 45 45 ? 按照内力计较阐发及工程经验一般环境下建议: ? ? 0.15 ? ? 0.3 ? 通过采用上述的加腋系数,梁支座弯矩添加在5%~15 %以内; 为了简化计较,当采用上述建议的加腋系数后,梁的 内力可采用等截面梁计较,配筋时按加腋后的截面高 度去计较;并不再考虑支座弯矩的调幅。 46 ? 46 ? 梁支座加腋后,因为添加了梁的无效高度,顺应了梁内 力重分布的需要,因而能够降低梁端的剪应力,削减支 座区的钢筋用量,降低支座区钢筋的密度,以便利施 工,从而提高了节点的靠得住度。 ? 当楼层层高确定后采用加腋梁能改善梁的造型,削减梁 跨中部区间的高度,从而添加楼层利用区域的无效净空 高度,达到较好的视觉结果。 47 47 48 48 ? 加腋梁与加腋板都是通过添加厚度来提高支座的刚度,减 少支座处的配筋,其区别是加腋梁是线杆件,而加腋板为 面单位,其受力根基不异; 加腋长度与加腋高度可参考加腋梁,并连系现实工程的做 恰当的调整; 加腋板的计较:(1)无限元法:较为精确的计较其内力 (2)弹性计较方式:工程现实使用。 ? ? 49 49 ANSYS计较成果 1 ELEMENT SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 MX (NOAVG) TOP DMX =.564E-05 SMN =-63.754 SMX =209.009 AUG 23 2011 16:41:42 1 ELEMENT SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 MY (NOAVG) TOP DMX =.564E-05 SMN =-63.763 SMX =209.016 AUG 23 2011 16:42:28 MX MN MN Y Z X Y Z X MX -63.754 -33.447 -3.14 27.167 57.474 87.781 118.088 148.395 178.702 209.009 -63.763 -33.454 -3.146 27.163 57.472 87.781 118.09 148.398 178.707 209.016 图一:X向跨板的弯矩图 图二:Y向跨板的弯矩图 50 50 弹性计较成果 图三:板底筋计较成果 图四:板支座负筋计较成果 51 51 计较成果对比 52 52 ? 从以上阐发成果能够得出:无限元计较成果与弹性板计 算成果比拟,跨中弯矩弹性板计较成果是无限元阐发计 算成果的1.25倍摆布;而支座弯矩无限元计较成果是弹 性板计较成果的1.05~1.1倍摆布。 ? 现实工程使用中,起首计较出弹性板内力-—跨中弯矩 及支座弯矩,然后采用跨中及支座板厚别离配筋,通过 对比弹性板与无限元计较成果的对比,颠末调整跨中及 支座配筋来满足计较需要 。 53 53 无梁楼盖计较方式 不设柱帽平板式 设锥形柱帽平板式 设方形柱帽平板式 不设柱帽不等厚式 设锥形柱帽不等厚式 设方形柱帽不等厚式 无梁楼盖布局形式 54 54 1、无梁楼盖拔取准绳: (1)柱网尺寸较小时——不设柱帽或设锥形柱帽等厚平板式。 (2)柱网尺寸较大时——设锥形柱帽等厚平板或不等厚板无梁 楼盖。 2、柱帽尺寸: (1)次要取决于板的抗冲切能力。 (2)同时取决于柱上板带的受力形态。 3、柱帽的形式: (1)仅2(1)时——锥形柱帽。 (2)同时2(1) 和 2(2) 时——带托板式或方形柱帽。 55 55 无梁楼盖计较方式 1、经验系数法 先计较两个标的目的的截面总弯矩,再将截面总弯矩 分派给统一标的目的的柱上板带和跨中板带。 2、等效框架法 把整个布局别离沿纵、横柱列划分,并将其视为 纵向等效框架和横向等效框架,别离进行计较。 3、无限元法:etabs、slabcad、safe等计较软件 56 56 经验系数法 ? ? ? 保守的经验系数法仅合用于柱网尺寸不大、柱帽较小的 环境,当柱网及柱帽尺寸较大时,其分派系数应做响应 调整: 经验系数法是在试验研究与实践经验的根本上提出来 的,计较时只需算出总弯矩,再乘上弯矩分派系数,即 得各截面的弯矩。 经验系数法的计较荷载,按全数均布荷载计较,不考虑 活荷载的晦气组合。计较一个区格的跨中弯矩与支座弯 矩的总和,对x、y标的目的的总弯矩为: M ox 1 3c ? ql y (l x ? ) 2 8 2 M oy ? 1 3c 2 q l x (l y ? ) 8 2 57 c——柱帽宽度; 57 58 58 截面设想 ? 对竖向荷载感化下有柱帽的板,考虑到板的穹顶作 用,除边跨跨中及边支座外,其他截面的计较弯矩, 均乘以0.8的折减系数。 板的无效高度,统一区格在两个标的目的的同号弯矩感化 下,应别离采用分歧的无效高度。 ? 59 59 无限元计较方式 SLABCAD计较软件 60 60 SAFE计较—板带弯矩计较成果 61 61 ETABS计较成果 62 62 六、对布局嵌固端相关问题的切磋 ? 问题的引出: 1、姑苏、上海等外埠项目本地设想单元及施工图审 查单元均强烈要求将首层作为布局计较嵌固端,从 而导致地下室剪力墙加长、增厚,地下室利用率低 下; 2、外埠单元认为,若取根本顶面作为嵌固端,那么 地下室部门应做上部布局的大底盘即该布局应为大 底盘多塔楼布局; 63 63 3、原广东省《高规》弥补划定上要求 4、我们事务所一般做法:计较时取根本顶面做布局计较嵌 固端,机关上满足首层布局嵌固;束缚边缘构件从负一层 起头设置。而现新抗规及新高规都明白划定: 《抗规》6.1.10.3款;《高规》7.1.4.3款 64 64 新抗规对布局嵌固端的相关划定: 65 65 66 66 新抗规条则申明: 67 67 68 68 对规范的几点疑问 1、规范6.1.14条1、3、4款为满足布局首层嵌固的强度要 求;第2款为刚度要求,整个条则申明均为满足强度要求 的注释而无关于刚度比取2的相关心释; 2、高规5.3.7条划定刚度比计较按附录E.0.1条计较,即按等 效剪切刚度比进行计较;相关范畴的划定(抗规不跨越20 米、高规不跨越三跨,分歧一)有待商榷(高层、超高层 基地剪力相差很大,对首层传送影响该当分歧); 3、条则注释表白:整个布局该当在首层以上部位呈现塑性 铰,地下一层不该屈就;现实上本地下一层不平就时地下 室各层均不会呈现屈就; 从以上能够看出规范6.1.14条所说的嵌固端该当为抗震设想 中概念设想的嵌固端即为呈现塑性铰分布的下端,而并非布局 69 力学计较的嵌固端。 69 相关建议 ? ? ? 因而应将规范中的嵌固端区分为计较嵌固端与机关(概 念设想)嵌固端;若将计较嵌固端拔取在首层则会形成 布局刚度偏大; 计较时取根本顶面作为布局力学的计较嵌固端,地下室 顶板即首层作为机关嵌固端并满足抗规6.1.14条的所有强 度要求; 底部加强区应从地下室一层起头设置,无须满足《抗规》 6.1.10.3款及《高规》7.1.4.3款划定的底部加强区延长至 根本顶面; 70 70 首层顶板剪力传送相关问题 无论计较嵌固端拔取在任何位置,因为 地下室周边有 很大的刚度的侧墙并受周边岩土的束缚,在地动感化下其 侧向位移遭到限制,所以地下室对高层建筑上部布局的嵌 凝结果是客观具有的,上部布局的程度地动感化要通过地 下室顶板进行传送也是必然的,高层建筑地下室顶板即首 层楼板必需具有较强的全体性和刚度,可将高层建筑的水 平地动感化无效的传送到地下室周边岩土中去;通过相关 计较阐发可知塔楼必然范畴内布局(纯地下室框架)程度 剪力递减较快,但仍然具有必然的内力,而现实工程中经 常会呈现塔楼与室外顶板有较大的高差,如下图所示: 71 71 现实工程环境 72 72 处理方式一: 将高差分成几个较小的高差,并在高差处设置较宽的梁, 加强该梁的抗扭能力 73 73 处理方式二: 通过在上下梁板端采纳加腋体例 74 74 75 75

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