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公共艺术馆建筑结构设计分析

2019-05-15 15:51  来源:未知   编辑:王会晶  点击:次   [我要评论]

  某公共艺术馆建筑工程,总建筑面积13 542.01 m2,建筑基底面积2 541.32 m2。建筑工程设计等级为一级,设计使用年限为50年。建筑层数为地上5层,建筑高度为22.04 m,结构形式为框架结构。防火设计建筑分类为多层建筑,耐火等级为二级。使用功能:1层为琴房、画室、舞蹈室和附属用房;2层为琴房、画室、幼儿教育教室和附属用房;3层为琴房、画室、舞蹈室和附属用房;4层为计算机室、画室和附属用房;5层为计算机室、画室、排练室和附属用房。建筑结构标高:本工程用相对标高来表示,室内±0.000标高相当于绝对高程,室内外高差600 mm。本工程结构为5层框架结构。抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,特征周期为0.45 s,设计地震分组为第1组,框架抗震等级为二级,建筑结构的安全等级为二级,建筑抗震设防类别为乙类,砌体施工质量控制等级为B级。
 
  1.桩基础结构设计分析
 
  (1)本工程基础采用静压预应力混凝土管桩,选自国标图集10G409《预应力混凝土管桩》。(2)根据某勘测工程技术有限公司2008年11月提供的《公共艺术馆规划设计方案岩土工程勘察技术报告书》及静压试桩报告,确定桩为端承摩擦桩,桩端持力层为粉质粘土层。本工程布桩时按竖向承载力特征值Ra=600 kN进行设计,管桩长度为13 m。管桩桩端进入粉质粘土层深度不应小于800 mm(图1)(3)静压混凝土管桩选用预应力高强混凝土管桩(PHC),AB型,直径400 mm,壁厚95 mm。根据试桩及现场实际施工情况,确定是否采用钢桩尖。(4)静压预应力管桩施工、检测等要求均详见JGJ94—2008《建筑桩基技术规范》及DB21/T1565—2015《预应力混凝土管桩基础技术规程》。(5)预应力混凝土管桩施工要求及接桩等构造均见10G409《预应力混凝土管桩》。(6)施工前,施工单位应根据场地本身实际情况、地下管线情况及周边建筑情况合理安排沉桩顺序和进度,开挖防挤沟,设置应力释放孔,以减小地基土体的变形。加强施工过程中挤土位移监测,边监测边施工[1]。(7)本工程管桩顶设计标高为–2.650m,桩顶进入承台50mm。(8)冬期施工的管桩工程应按JGJ104—2011《建筑工程冬季施工规程》有关规定施工。
 
  2.钢筋混凝土结构分析
 
  (1)钢筋:HPB235(),HRB335(),冷轧带肋钢筋CRB550。焊条:E43型、E50型。混凝土强度等级:现浇构件均采用C30混凝土,梁柱等节点钢筋过密的部分,须采用同强度等级的细石混凝土振捣密实[2]。墙体材料:±0.000以下采用MU10矿渣砖,±0.000以上采用大孔非承重空心砖,密度不大于8.0kg/m3。砌筑砂浆:±0.000以下采用M5水泥砂浆,在±0.000以上采用M5混合砂浆。钢筋保护层厚度:地面以上板15mm,梁25mm,柱30mm;地面以下梁35mm,柱35mm,基础40mm。(2)钢筋的抗震锚固长度及搭接长度:当混凝土强度等级C30,抗震等级二级时,钢筋的抗震最小锚固长度LaE:HPB235为27d;HRB335为34d;CRB550为34d。其中锚固长度La对于各种钢筋都不应小于250mm;梁柱钢筋的连接可采用机械连接或焊接,其接头的类型及质量应符合国家现行有关标准及规范的规定。钢筋的抗震搭接长度LIE=ζLaE;钢筋搭接长度修正系数ζ按当纵向钢筋搭接接头面积百分率为25%时,取1.2;为50%时,取1.4。(3)梁板跨度大于4m时,应按施工规范起拱。(4)非承重墙与框架柱拉接筋设置:砖砌体与混凝土框架柱沿高度方向设置的拉结筋。(5)砖墙长度大于5m时,墙顶部和梁应当有拉结措施,墙长大于层高2倍时,增设钢筋混凝土构造柱。(6)砖墙门窗等洞口顶标高无框架梁处应当选用混凝土过梁。若遇在柱边开洞的,应在柱预留过梁钢筋(锚入柱中35d),过梁在砖砌体中每边支承长度不应小于250 mm。
 
  3.钢筋混凝土现浇板
 
  (1)板的底部钢筋伸入支座不小于5d,且伸至支座中心线,边支座上部钢筋锚入支座LaE[3]。(2)板上孔洞应预留,避免后凿,施工时各工种必须根据各专业图纸配合土建预留全部孔洞。当孔洞尺寸不大于300mm时,洞边不再另设加强筋,板内钢筋由洞边绕过,不得截断,当孔洞尺寸大于300mm时,洞边应另设加强筋,当平面图未交待时,一般按如下要求:洞口两侧各2根,其截面不得小于被洞口截断的钢筋面积,且不小于212,长度为单向板受力方向以及双向板的两个方向沿跨度通长,并锚入支座不小于5d,且应伸至支座中心线,单向板非受力方向洞口加筋长度为洞宽两侧各加40d。(3)楼板上后砌隔墙的位置应严格遵守建筑施工图,不可随意砌筑,对墙下无梁的后砌隔墙,应按建筑施工图所示位置在墙下板内设置216的纵向加强筋(沿墙通长,两端锚入支座250mm)。
 
  4.网架结构设计
 
  (1)网架形式:焊接球节点平板网架支承形式为上弦柱支承(图2)。(2)材料:钢球、钢管、钢板、锚筋,螺栓选用Q235b钢,钢管采用高频焊管或无缝钢管。焊条选用E43型,图中未注明焊缝一律满焊,焊缝高度为母材最小厚度的1.5倍,材料应具有质量证明及验收报告,钢球须打上工号,所有产品的质量应符合相关行业标准。(3)设计技术参数:静荷载1.20kN/m2(包括钢架及檩条自重);可变荷载0.50kN/m2;基本风载0.50kN/m2;荷载须作用在节点上,杆件不承受横向荷载。(4)钢材涂装:除锈,钢结构制作前构件表面应进行除锈处理,除锈等级不低于GB10923—2009《锻压机械精度检验通则》中Sd2.5级标准;防腐涂层,钢材表面经除锈后,应喷涂醇酸防锈底漆两遍,共65μm厚,再涂两道醇酸面漆,共65μm厚;钢构件的焊接连接部位,不得涂漆。
 
  5.结束语
 
  本工程结构平面复杂,在桩基础结构设计上采用桩为端承摩擦桩,桩端持力层为粉质粘土层。在钢筋混凝土结构部分,从结构的合理性和经济性等角度进行分析,并对实施方案进行多项抗震概念的加强。在钢结构部分,考虑其平面形状,采用同强度等级的细石混凝土振捣密实结构,既满足了建筑功能的需要,又使结构与建筑体态相融合。
 
  参考文献
 
  [1]李辉.预应力管桩工程应用实践中挤土效应的处理[J].中国新技术新产品,2010(24):100.
 
  [2]林盛,孙吉会,李展.型钢混凝土柱的设计深化与施工改进[J].建筑施工,2008(9):783–786.
 
  [3]王铁军.高层建筑施工项目质量管理与控制研究[D].西安:西安建筑科技大学,2009.
 
  [4]关旭.浅谈网架散装法安装施工技术[J].广东建材,2008(6):98–100.
 
  [5]许飞,吴书安,胡永乐,等.某办公楼局部新增结构与补强加固设计[J].建筑技术,2017,48(7):725–728.
 
  [6]文跃茗,魏春雨,张光.清水饰面混凝土夹心保温墙体综合设计与施工技术[J].建筑技术,2017,48(11):1220–1223.

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