1、案例：某高層建筑構(gòu)造體系的選擇案例：某高層建筑構(gòu)造體系的選擇 某綜合性辦公大樓，主樓某綜合性辦公大樓，主樓36層，地下兩層，屋頂標(biāo)層，地下兩層，屋頂標(biāo)高高.7m，首層，首層5.5m，25層層4.8m，1-5層為商業(yè)及餐飲效力，層為商業(yè)及餐飲效力，21層為避難及設(shè)備層，層高層為避難及設(shè)備層，層高5m，其他為辦公用，層高，其他為辦公用，層高3.6m?？拐鹪O(shè)計(jì)按根本烈度?？拐鹪O(shè)計(jì)按根本烈度8度思索，度思索，H類場(chǎng)地土。類場(chǎng)地土。 根據(jù)國(guó)家對(duì)不同體系鋼筋混凝土構(gòu)造的適宜高度的規(guī)根據(jù)國(guó)家對(duì)不同體系鋼筋混凝土構(gòu)造的適宜高度的規(guī)定，該工程應(yīng)選用筒中簡(jiǎn)構(gòu)造，但是原設(shè)計(jì)者采用的方案定，該工程應(yīng)選用筒中簡(jiǎn)構(gòu)造，但

2、是原設(shè)計(jì)者采用的方案為鋼筋混凝土外框內(nèi)筒構(gòu)造，平面為圓形外直徑為鋼筋混凝土外框內(nèi)筒構(gòu)造，平面為圓形外直徑44m，鋼筋混凝土中心筒具有很大的抗側(cè)剛度和強(qiáng)度，承當(dāng)大部鋼筋混凝土中心筒具有很大的抗側(cè)剛度和強(qiáng)度，承當(dāng)大部分程度荷載。在縱橫兩方向的外圈，設(shè)置分程度荷載。在縱橫兩方向的外圈，設(shè)置8根巨型型鋼混根巨型型鋼混凝土柱，可接受部分剪力，另外在角部布置凝土柱，可接受部分剪力，另外在角部布置8根圓柱，以根圓柱，以接受豎向荷載為主。接受豎向荷載為主。 為加強(qiáng)整個(gè)構(gòu)造的抗側(cè)剛度，減少層間及屋頂側(cè)向位為加強(qiáng)整個(gè)構(gòu)造的抗側(cè)剛度，減少層間及屋頂側(cè)向位移，在移，在 21層和層和 35層，設(shè)置了兩道剛性層。層，設(shè)置

3、了兩道剛性層。 原設(shè)計(jì)方案的主要構(gòu)件尺寸為：原設(shè)計(jì)方案的主要構(gòu)件尺寸為： 中心筒外圍混凝土墻厚度從中心筒外圍混凝土墻厚度從600mm逐漸減小為逐漸減小為400mm；巨型柱斷面尺寸從；巨型柱斷面尺寸從25001300mm變化為變化為20001300mm；角部；角部8根圓柱斷面從根圓柱斷面從1500mm變化為變化為1 3 0 0 m m ； 主 要 框 架 梁 尺 寸； 主 要 框 架 梁 尺 寸 4 5 0 6 5 0 m m ，400700mm。 計(jì)算結(jié)果：構(gòu)造自振周期最大為計(jì)算結(jié)果：構(gòu)造自振周期最大為3.145，頂點(diǎn)層間，頂點(diǎn)層間最大位移如下表所示。最大位移如下表所示。 為了調(diào)查其功能程度，

4、將規(guī)范中框筒構(gòu)造的限值為了調(diào)查其功能程度，將規(guī)范中框筒構(gòu)造的限值要求同時(shí)列于表中，便于對(duì)比。要求同時(shí)列于表中，便于對(duì)比。 從表可看出，本工程由抗震控制，風(fēng)荷載作用下位移從表可看出，本工程由抗震控制，風(fēng)荷載作用下位移很小，闡明構(gòu)造剛度很大，與規(guī)范要求相比還是比較保守很小，闡明構(gòu)造剛度很大，與規(guī)范要求相比還是比較保守和平安的。和平安的。 該方案為典型的框架一簡(jiǎn)體構(gòu)造，受力明確，傳力明該方案為典型的框架一簡(jiǎn)體構(gòu)造，受力明確，傳力明晰?？蚣苤糠值臉?gòu)造面積，底層柱為晰。框架柱部分的構(gòu)造面積，底層柱為40.13m2；頂層柱；頂層柱為為31.41m2。構(gòu)造占用的面積較大。構(gòu)造占用的面積較大。 根據(jù)鋼筋混凝

5、土構(gòu)造的適宜高度的規(guī)定，該方案采用根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)造的適宜高度的規(guī)定，該方案采用筒中筒能夠更經(jīng)濟(jì)。筒中筒能夠更經(jīng)濟(jì)。 為此提出接近于筒中筒構(gòu)造的改良方案如以下圖所示，為此提出接近于筒中筒構(gòu)造的改良方案如以下圖所示，即 鋼 筋 混 凝 土 中 心 筒 體 不 變 ， 外 框 架 柱 改 為即 鋼 筋 混 凝 土 中 心 筒 體 不 變 ， 外 框 架 柱 改 為 3 0 根根10001000mm的普通鋼筋混凝土柱，框架梁尺寸不變。的普通鋼筋混凝土柱，框架梁尺寸不變。 經(jīng)過(guò)計(jì)算，結(jié)果如下：經(jīng)過(guò)計(jì)算，結(jié)果如下： 頂點(diǎn)最大位移和層間最大位移如下表所示。套用簡(jiǎn)中頂點(diǎn)最大位移和層間最大位移如下表所示。套用

6、簡(jiǎn)中筒構(gòu)造的規(guī)范限值，也同時(shí)列于表中，便于對(duì)比。筒構(gòu)造的規(guī)范限值，也同時(shí)列于表中，便于對(duì)比。 可見(jiàn)，計(jì)算結(jié)果也滿足規(guī)范要求，而且從抗側(cè)移角度可見(jiàn)，計(jì)算結(jié)果也滿足規(guī)范要求，而且從抗側(cè)移角度看仍有潛力可挖。看仍有潛力可挖。 功能分析：功能分析： 改良方案類似于筒中簡(jiǎn)構(gòu)造開(kāi)洞率為改良方案類似于筒中簡(jiǎn)構(gòu)造開(kāi)洞率為66%、柱間距、柱間距為為4.6m，能較好地滿足抗側(cè)移的功能要求。無(wú)論根據(jù)何，能較好地滿足抗側(cè)移的功能要求。無(wú)論根據(jù)何種構(gòu)造的規(guī)定限值，方案都滿足要求。種構(gòu)造的規(guī)定限值，方案都滿足要求。 改良方案外框架柱的構(gòu)造面積：改良方案外框架柱的構(gòu)造面積： 底層柱底層柱: 1mlm30=30m2，比原方案

7、減小，比原方案減小10.13m2； 頂層柱：頂層柱：0.80.83019.2m2，比原方案減小，比原方案減小 12.21m2。 假定內(nèi)中心筒和樓屋蓋系統(tǒng)堅(jiān)持不變，僅思索構(gòu)造體系假定內(nèi)中心筒和樓屋蓋系統(tǒng)堅(jiān)持不變，僅思索構(gòu)造體系改動(dòng)而引起的外框柱子的變化，方案改良前后的對(duì)比方下。改動(dòng)而引起的外框柱子的變化，方案改良前后的對(duì)比方下。 柱子截面面積減小，構(gòu)造面積減少：假設(shè)每層平均減小柱子截面面積減小，構(gòu)造面積減少：假設(shè)每層平均減小11m211m2，那么，那么3636層總計(jì)可以減小構(gòu)造面積約層總計(jì)可以減小構(gòu)造面積約400m2400m2，即添加凈，即添加凈運(yùn)用面積運(yùn)用面積400m2400m2。 柱子截面的減小，也同時(shí)意味著鋼筋混凝土資料耗費(fèi)減少，柱子截面的減小，也同時(shí)意味著鋼筋混凝土資料耗費(fèi)減少，每層平均按每層平均按11m211m2計(jì)算，構(gòu)造總高度計(jì)算，構(gòu)造總高度 .7m.7m，總計(jì)可以減少混凝，總計(jì)可以減少混凝土用量土用量1540m3 1540m3 。 由于混凝土用量減少，使得構(gòu)造分量減輕，荷載降低，合由于混凝土用量減少，使得構(gòu)造分量減輕，荷載降低，合計(jì)減少荷載：計(jì)減少荷載：1540m31540m325kN25kNm3m338500kN38500kN。因此可減少樁。因此可減少樁的數(shù)量和底板厚度