某金融电子研发中心大跨度型钢混凝土转换梁的设计.pdf

2 0 0 6年 9月 第 3卷 第 3期 深圳土木与建筑 某金融电子研发中心大跨度型钢混凝土转换梁的设计木 覃建华 1 舒情 顾发华 ( 1深圳市建筑设计研究总院，2中国航天建筑设计研究院深圳分院) 【 摘要】 基于对 实际工程结构设计 ，阐述了大跨度转挟 梁计算分析中遇到的实际问题及受力特点。 通过工程 实例详 细介绍型钢混凝土转换梁的截面设计、节点设计及拼接 连接设计，对同类工程具 有一定的参考价值。 【 关键 词 】型钢 混凝 土组合 梁， 大跨 度 ，转换 梁 前言 某金融电子研发中心 ，位于深圳市主下道深南 大道西段，是集办公、会议、金融系统研究与开发于 一 体的现代化综合性建筑。设有一层地下室，用于车 库和设备用房 ( 战时用于人防) ；地上部分是由一栋 1 0层的研发中心主楼 ，一栋七层的数据中心及后勤 综合楼组成，总建筑面积：5 6 3 0 0 n l z 。结构主体采 用钢筋混凝土框架结构 ，部分构件采用型钢混凝土 组合结 构，结构抗 震等级为二 级 。 此工程研发中心主楼首层及二层建筑功能上有一 办公大厅 ( 入 口大厅 ) ，层高 1 0 5 0 m，功能上要 求此大厅内大空间，这就导致 1 1 轴至 1 5 轴问共 2 5 ( ，) ( 、 。 。 ( 、 8 4 0 0 l 8 4 0 0 l 8 4 0 0 I 8 4 0 0 l 8 4 0 0 l 8 4 0 0 J 8 4 0 0 l 6 0 0 0 l - j i i l 导 J KZ Z L Z K Z L L Z K Z Z 一 L _ l I Z Z L Z K Z L L Z I K Z Z l I I I I F： = ； ： Z 盈 L Z K Z L _ ： ： _ L Z K Z L L Z 二 I _ ； I 、 8 4 0 0 8 4 0 0 8 4 0 0 8 4 0 0 8 4 0 0 8 4 0 0 8 4 0 0 6 0 0 0 6 4 8 0 0 覃建华，男， 深圳市建筑 设计研究总 院第 二设计院 地址 ： 深圳市福 田区振华 路 8号设计大 厦 1 2楼 邮编 ： 51 8 0 3 1 电话 ：8 3 7 8 7 4 0 8 3 0 转 戟 重庆 建筑大 学学报增 刊2 0 0 6年 2 8 图 1转换梁布置图 维普资讯 http:/ 2 0 0 6年 9月 第 3卷 第 3 期 深圳土木与建筑 V O L 3 N o 3 S E P 2 0 0 6 2 m范围内无竖向支撑，此位置上有八层结构 。在设 计上于第三层 1 1 轴到 1 5轴采用型钢混凝土转换梁， 为了加大整体钢度及协调整体结构的变形 ，决定在 四层及十层均在此位置设计 同样的型钢 混凝土梁 。 ( 见 图 1 ) 一 、型钢 混 凝土 梁概 况 1 1结构形式的确定 由于使用功能需要大空间，转换梁结构是最常 用 的结构形式 ， 由于其 传力途径 采用墙 ( 柱 )一 转换 梁一柱 ( 墙 )的形式 ，具 有传力直 接 、明确 和清 楚 的优 点 ，便于 工程计算 、分析和 设计 ，且 造价较节省 。在转换梁的设计时我们进行了多方案 的 比较 ：预应 力、桁架及钢 一 混凝土梁 。最 后选 定型钢混凝土梁，对于 2 5 2 m的转换梁 ，设计成单一 的梁，显然是不可能的， 也是不现实的。 在本工程 中， 在第三、第四层和屋面分别设置 了转换梁。它们通过 变形协调共同工作 。 1 2 计算程序 结构设计采用高层建筑结构空间有限元分析与设 计软件 S A T W E整体计算分析，并用 P K 形成单榀框架，手算复核等措施，以保证设计 的安全与经济 。本工程的转换梁及与之相连 的框支 柱均采用型钢混凝土结构，型钢采用 实腹焊接 H型 钢。型钢选用时 ，均考虑了钢板高厚比限值满足有 关规范要求。从而可不进行型钢局部稳定验算。 1 3转换梁截面设计 根据实际情况 中的问题 ，覆土达到 l 2 0 0 m m厚， 而为了避免作 2 层梁，框支梁主要断面5 0 01 2 0 0 ， 80 0 x28 00 ，6 00 x 1 6 00， 900 x 200 0， 1 000 x28 00， 1 2 00 x2 8 0 0 1 4计算结果 ( 1 )考虑荷载工况 A X向地震力作用下的标准 内力 B Y向地震力作用下的标准 内力 C X向风力作用下的标准 内力 D Y向风力作用下的标准 内力 _ 撕 匾 旷 !芒 图 2 第三层转换梁弯矩、剪力包络图 E恒载作用下的标准 内力 F活载作用下的标准 内力 ( 2 )转换梁弯矩 、剪力包络图 经计算分析后 ，转换梁弯矩 、剪力 图如 图 2、 3 、 4 二 ： 图3第四层转换梁弯矩、剪力包络图 一 一 朔一 图4 屋面层转换粱弯矩、剪力包络图 1 1 0 3 6 图5 第三层、屋面层转换梁配筋截面图 图6 第四层转换梁配筋截面图 29 维普资讯 http:/ 2 0 0 6年 9月 第 3 卷 第 3 期 深圳土木与建筑 V O L 3 N o 3 S E P 2 0 0 6 日本 A I J S R C规范在忽略混凝土抗拉强度、遵 从平截面假定及不考虑型钢与混凝土之间的粘结力等 2 ： 翔 盥 L 蛐 苗 啪6 0 任 I I I I 1 ： 帮 n ￥ l 图 7节点详图 条件下，以 “ 强度叠加法 ”作为理论基础 。由于 没有考虑型钢与混凝土之间的相互约束作用， 设计结 果偏于保守。我国的 S R C结构的研究与应用情况， 我 国的规 范也 是 “ 强 度 叠加 ”理 论 。 对于型钢混凝土框架梁， 其正截面受弯 、斜截 面受剪 承载力可以按 型钢混凝土组合结构技术规 e ) l( z L j j J l i f | r L ； 一 ) l、 妃 L f r 【 f 争一 一 ) ( 、 l( z L b l l ( z Z l ( z z l I 图 8 K Z Z立面图 程 计 算 。 在此我们以第三层转换梁截面承载力作为范例计 算。在弯矩计 算方面是俩种材料即混凝土的弯矩承 载力和型钢的弯矩承载力相叠加。而剪力的计算， 型钢只考虑腹板受剪加上混凝 土的斜截面承载力 。 钢筋混凝土：混凝土强度等级 C3 5 1f c b x=f y A 3 0 0 X( 5 0 8 9 + 6 1 0 7 ) ( 1 6 7 xl l O O ) = 1 8 3 m m M= L b x ( h 。 一 耋 ) + A ( 一 日 ) 7R E ： 鱼 ： ! ： ： ! 鱼 ! ： ： - 1 8 8 0 0 K N ， 0 7 5 3 0 V = 0 7 f , b h 。 + 0 7 1 5 7 1 1 0 0 2 1 6 0 +1 2 5 x 3 0 0 x2x4 0 2 s h。 一 1 0 0X21 6 0 0 7 5 型钢 ： Q 3 4 5 M = W 7 肛 =2 6 5 x1 0 5x7 0 3 xl O 。 0 7 5=2 61 0 0 k N =1 21 6 5 维普资讯 http:/ 2 0 0 6 年 9月 第 3卷 第 3期 深圳土木与建筑 实用 E x c e I 辅助偏压墙柱设计 倪 兰洁 ( 深圳市清华苑建筑 设计有限公司) 【 提要】本文结合 工程实例， 介绍了在应用 s A T W E程序进行剪力墙设计时如何运用 E x C e l 编制电子表 格对特殊部位墙肢进行偏压计算并对配筋进行复核的方法 【 关键词】特殊部位墙肢平面外弯曲 偏压计算 一 、引 言 现在建筑结构工程 的设计己普遍采用 T B S A和 S A T W E等计算机辅助设计程序 ，虽然己使结构设计人 员摆脱了大量机械繁琐的计算工作， 但还是有一些特 殊情况需要手工进行验算。 在实际设计工作中如遇到 这种情况往往会是多个构件需要进行 同类验算， 如逐 一 手工验算 ，重复工作也是很繁琐费时的。因此，为 弥补这点不足，不妨运用 E x c e l 电子表格编制一些常 倪兰洁，女， 深 圳市清 华苑 建筑设计有 限公司 地址 ： 深圳南 山区桃园路南苑新 村四号楼 邮编 ： 5 1 8 0 5 2 电话 ： 2 6 0 7 9 5 2 4 用的小程序 。虽然初次编制时要花些功夫，但在以 后的设计工作 中可以随时运用，十分方便。笔者以 某工程设计中用到的一个偏压墙柱验算为例， 将这种 方法具体介绍给大家 。 二 、实例 介绍 本工程 为高层住宅 ，采用框支 剪力墙 结构体 系，屋顶呈阶状，屋面分布在三个高度。另设两个装 饰构架，与屋面错落，均出屋面两个层高独立墙肢 高度为 6 m ，墙厚 2 0 0 m m 和 2 5 0 m m 。建筑顶部结构计算 模型如图所示 ( 见图 1 ) 。 根据建筑布局， 为使程序计算输 出装饰框架粱传 剪力只考虑腹板受剪 V = xIXt 一 1 5 5x1 8 81 0 m x4 0 Sx7 E 2 49 6 4 0 0 00 7 5 = 6 2 2 7k N M 总= = = M 混 +M 钢 1 8 8 0 0+2 61 O 0=4 4 9 0 0 k Nm 3 0 3 9 4 k Nm 手 1 21 6 5+6 2 2 7：1 8 3 9 2 k N 6 0 01 k N 结语 由此可 以看出，采用型钢混凝土结构既可 以满 足设计要求 ，又能为建设单位增加经济效益 ，为在 建筑设计中解决超限、受力复杂 问题 ( 如大跨度 、 层高受限等 )提供了可靠途径，是一种值得推广 的 良好的结构体系 。在这个项 目的截面设计， 其设计理 念，简化方法 ，节点设计可以作为同类结构设计的 参 考 。 参考文献 1 唐元荣 高层建筑转换层结构设计与施工 M 北京： 中国建筑工 业出版社， 2 0 0 2 2 国家行业标准 型钢混凝土组合结构技术规程 ( J G J1 3 8 2 0 01 ) M 北京 ： 中 国建筑工业 出版 社， 2 0 0 1 3 国家行业标准高层建筑混凝 土结构技术 规程 ( J G J 3 2 0 02， J 1 8 6 2 0 0 2) M 北京 ： 中 国建筑工业 出版 社， 2 0 0 2 4 国家标准 建筑抗震设计规范 ( G B 5 0 01 卜 2 O 0 1 ) M 北 京： 中 国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 1 5 国 家标准 钢结构设计规范 ( G B 5 0 01 7 - 2 0 0 3 ) M 北 京 ： 中国 计划 出版社 ， 2 O 0 3 6 国家标 准 混凝土结构设计规程 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2) M 北京 ： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 2 7 王连 广等 国外型钢混凝 土(s R c ) 结构设 计规 范基础 介绍 J 建筑结构， 2 0 0 1 ， 第 3 1卷第 2期： 2 3 3 5 31 维普资讯 http:/