高層賓館結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...高層賓館構(gòu)造選型設(shè)計(jì)一、工程概況為適應(yīng)城市開展的需要，擬在太原市區(qū)某地段內(nèi)興建規(guī)模為400間客房的高層賓館一座?？偨ㄖ娣e為33000㎡，以適應(yīng)旅游、商務(wù)、會(huì)議的需要。該賓館標(biāo)準(zhǔn)不低于三星級(jí)酒店標(biāo)準(zhǔn)，占地約15000㎡。規(guī)劃要求建筑退讓東側(cè)道路紅線不得小于10米，退讓南側(cè)道路紅線不得小于15米;建筑密度不大于0.4，建筑容積率不大于3，綠地率不小于0.3;做好場(chǎng)地的環(huán)境設(shè)計(jì)，組織好交通、人流;規(guī)劃布局功能分區(qū)合理;滿足無障礙設(shè)計(jì)要求;配建停車位，其中地下停車位不少于總停車位的三分之二。包括公共，餐飲，康樂，管理及客房局部，在總圖中須布置全部用地范圍內(nèi)之內(nèi)容，以及道路、綠化、停車場(chǎng)地劃分以及、鍋爐房、空調(diào)機(jī)房等設(shè)備用空間的布局。建筑基地位于太原市重要地段，緊鄰居住小區(qū)以及商業(yè)區(qū)，周圍商業(yè)氣氛強(qiáng)烈。要求工程功能完善，造型優(yōu)美，創(chuàng)造都市環(huán)境。同時(shí)考慮建筑環(huán)保、節(jié)能方面的技術(shù)應(yīng)用。規(guī)劃建筑退讓東南側(cè)道路紅線15m，西南側(cè)道路紅線10m。本次設(shè)計(jì)對(duì)該方案進(jìn)展構(gòu)造選型，根據(jù)任務(wù)書要求，建筑設(shè)計(jì)概況如下：占地面積為15000㎡，總建筑面積為30771.97㎡，建筑密度0.228，建筑容積率2.05，綠化率30.6％。建筑主體為21層，總高度為90.1m，裙房共3層，層高5.7m，標(biāo)準(zhǔn)層主體18層，層高3.6m。標(biāo)準(zhǔn)客房數(shù)310間，雙套間30間，三套間10間。標(biāo)準(zhǔn)客房進(jìn)深7.2m，開間3.9m。二、房屋適用高度和高寬比1、確定抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度是按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度，一般情況，取50年內(nèi)超越概率10%的地震烈度。建筑所在地為山西省太原市，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50011-2010〕確定太原市抗震設(shè)防烈度為8度，地震加速度值為0.20g。2、房屋適用高度初步擬定建筑構(gòu)造體系為框架-剪力墻構(gòu)造，根據(jù)太原市為8度抗震設(shè)防，查表1得此類A級(jí)高級(jí)鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度為100m。該酒店高度為90.1m，符合規(guī)定要求。查表2得此類A級(jí)高級(jí)鋼筋混凝土高層建筑的最大高寬比為5。該酒店寬度為29.33m，高寬比為3.07，符合規(guī)定要求。表1A級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度(m)構(gòu)造體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)6度7度8度9度0.20g0.30g框架7060504035—框架-剪力墻1501301201008050剪力墻全部落地剪力墻1501401201008060局部框支剪力墻1301201008050不應(yīng)采用筒體框架-核心筒1601501301009070筒中筒20018015012010080板柱剪力墻11080705544不應(yīng)采用表2鋼筋混凝土高層建筑構(gòu)造適用的高寬比構(gòu)造體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度、7度8度9度框架543—板柱—剪力墻654—框架—剪力墻、剪力墻7654三、構(gòu)造體系的選擇高層建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料,提高建筑的安全適用性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性。高層建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視構(gòu)造選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)造體系與平、立面布置方案，并注意加強(qiáng)構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證構(gòu)造整體抗震性能，使整個(gè)構(gòu)造有足夠的承載力、剛度和延性。1、高層建筑構(gòu)造選型應(yīng)根據(jù)房屋高度、高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、構(gòu)造材料和施工技術(shù)條件等因素，并應(yīng)滿足建筑使用功能要求滿足建筑造型藝術(shù)的要求、適應(yīng)未來開展與靈活改造的需要，選用適宜的構(gòu)造體系。2、高層建筑構(gòu)造體系直接影響抗震性能，構(gòu)造選型應(yīng)滿足以下要求：a、應(yīng)具有必要的承載能力、剛度和變形能力。b、應(yīng)防止因局部構(gòu)造或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)造喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用能力；應(yīng)防止連續(xù)倒塌。c、構(gòu)造的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布，防止因局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位。d、宜具有多道抗震防線?？紤]到多方面的因素，初步確定該賓館采用框架-剪力墻構(gòu)造，以下是框架-剪力墻構(gòu)造的特點(diǎn)?？蚣?剪力墻構(gòu)造體系〔簡(jiǎn)稱框剪構(gòu)造〕，是在框架體系的根基上增設(shè)定數(shù)量的橫向和縱向剪力墻所構(gòu)成的雙重受力體系。將框架體系和剪力墻體系結(jié)合起來，取各自長(zhǎng)處，能為建筑提供較大的平面使用空間，可以充分利用樓梯間、電梯井、管道井等墻體座位抗側(cè)力構(gòu)件，具有良好的抗震性能，因而這種構(gòu)造體系已經(jīng)在高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。建筑形體設(shè)計(jì)按照《高層建筑混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》〔JGJ3-2010〕、《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50011-2010〕的規(guī)定，建筑平面形狀應(yīng)盡量規(guī)則、對(duì)稱，并有良好的整體性，均勻變化，震害調(diào)查及力學(xué)分析說明，建筑平、立面外形尺寸突變處、由于應(yīng)力集中都容易產(chǎn)生比擬嚴(yán)重的震害。本建筑平面為規(guī)則的平面，有利于抗震、抗風(fēng)。1、平面設(shè)計(jì)：該建筑中L=104.06m，B=29.33m,L/B=3.54,符合要求。建筑平面見圖1：圖1建筑首層平面圖2、立面設(shè)計(jì)：建筑的立面宜簡(jiǎn)單、對(duì)稱，豎向形體規(guī)則、均勻，防止有過大的外挑和收進(jìn)?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)構(gòu)造上部樓層收進(jìn)部位到室外地面的高度H1與房屋高度H之比大于0.2時(shí)，上部樓層收進(jìn)后的水平尺寸B1不宜小于下部樓層水平尺寸B的75%。該建筑中H1=18.9m，H=90.1m，H1/H=0.21＞0.2，符合要求。B1=17.6m，B=19.34m，B1/B=91%，符合要求。立面簡(jiǎn)單，對(duì)稱，在地震時(shí)較不容易破壞，容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)展細(xì)部處理。建筑立面見圖2：圖2建筑立面圖五、構(gòu)造布置構(gòu)造體系確定后，應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)進(jìn)展構(gòu)造總體布置，使建筑具有良好的造型和合理的傳力路線。構(gòu)造的總體布置，是指其對(duì)高度、平面、立面和體型的選擇，除應(yīng)考慮到建筑使用功能、建筑美學(xué)要求外，在構(gòu)造上應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。地震區(qū)的建筑，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)保證建筑具有良好的抗震性能。設(shè)計(jì)要到達(dá)先進(jìn)合理，首先取決于清晰合理的概念，而不僅依靠力學(xué)分析來解決。確定構(gòu)造布置方案的過程就是一個(gè)構(gòu)造概念設(shè)計(jì)的過程。1框架柱的布置a、柱網(wǎng)的布置滿足建筑功能的要求b、柱網(wǎng)的布置與建筑隔墻布置相協(xié)調(diào)，將柱子設(shè)在縱橫墻穿插點(diǎn)上，盡量減少c、柱網(wǎng)對(duì)建筑適用功能的影響d、柱網(wǎng)布置規(guī)則、整齊、間距適中，傳力體系明確，構(gòu)造受力合理e、柱網(wǎng)布置便于施工表3框架-剪力墻構(gòu)造的抗震等級(jí)抗震設(shè)防烈度6度7度8度9度構(gòu)造高度〔m〕≤60＞60≤2425～60＞60≤2425～60＞60≤2425～60框架四三四三二剪力墻三三二二一一查表3可得構(gòu)造的抗震等級(jí)為一級(jí)柱子的尺寸：混凝土強(qiáng)度選用C35①初估柱子的軸向力NcNc=γG·ω·S·Ns·β1·β2式中γG——分項(xiàng)系數(shù)，取為1.25；ω——單位面積自重，取12～14kN/m2;S——柱的樓面負(fù)載面積，m2;Ns——截面以上樓層數(shù)；β1——考慮角柱的影響系數(shù)，抗震等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)設(shè)計(jì)角柱時(shí)取1.3，其余情況取1.0；β2——由于水平力使9軸力增大的系數(shù)，進(jìn)展非抗震設(shè)計(jì)、6度及7度設(shè)計(jì)時(shí)取1.05；8度抗震設(shè)計(jì)取1.1；9度抗震設(shè)計(jì)取1.2。NC=γG·ω·S·NS·β1·β2=1.25x12x45.12x21x1.3x1.1=20324.30.kN②初估柱截面面積Ac〔a〕僅有風(fēng)荷載作用或抗震等級(jí)為四級(jí)時(shí)N=〔1.05～1.1〕Nc；Ac≥N/fc〔b〕有地震作用，抗震等級(jí)為一~三級(jí)時(shí)N=〔1.1～1.2)Nc抗震等級(jí)為一級(jí)時(shí)，Ac≥N/0.65fc；抗震等級(jí)為二級(jí)時(shí)，Ac≥N/0.75fc；抗震等級(jí)為三級(jí)時(shí)，Ac≥N/0.85fc。式中，Nc——柱組合的軸向力設(shè)計(jì)值；Ac——柱截面全面積；fc——柱混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；柱截面面積Ac確定后即可估計(jì)柱邊長(zhǎng)尺寸。N=1.1NC=22356.7344kNAC=N/〔0.65fC〕=2.06m2柱子尺寸估算為：1.44mx1.44m2剪力墻的布置應(yīng)遵循“均勻、對(duì)稱、分散、周邊〞的原則，其中，均勻、分散是要求剪力墻的片數(shù)多，，且每片的剛度不要太大，在樓層平面內(nèi)均勻不開。對(duì)稱，周邊是高層建筑抵抗扭轉(zhuǎn)的要求。假設(shè)平面內(nèi)對(duì)稱布置剪力墻有困難，則可以調(diào)整有關(guān)部位剪力墻的長(zhǎng)度和厚度，使框架剪力墻構(gòu)造體系的抗側(cè)剛度中心與質(zhì)量中心盡量接近，以減輕地震作用對(duì)構(gòu)造產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的不利影響。1.剪力墻布置的位置和要求：a、豎向荷載較大處b、建筑平面復(fù)雜部位或變化處c、樓梯間和電梯間處d、橫向剪力布置在接近房屋端部，但又不在建筑物近端的部位e、縱向剪力布置在中部附近2.剪力墻墻厚確定1〕剪力墻的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于c20，本方案選擇c35混凝土2〕按一、二級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于樓層高度的1/20，且不應(yīng)小于160mm；按三、四級(jí)抗震等級(jí)和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于樓層高度的1/25，且不應(yīng)小于160mm。有邊框即嵌在框架梁柱間時(shí)，剪力墻厚度>=墻體凈高的1/30，且>=120mm。根據(jù)表11.1.3確定本方案抗震等級(jí)為一級(jí)，層高為3600，剪力墻墻厚選擇200mm。3梁的尺寸梁截面高度一般可取跨度的1/10左右，截面寬高比一般為1/3-1/2主梁：750mmx250mm次梁：600mmx200mm4、墻體厚度外墻400mm，內(nèi)墻200mm5、樓板選擇本為滿足剛度要求，單向板樓板的厚度不應(yīng)小于板跨度的1/40〔連續(xù)板〕、1/35〔簡(jiǎn)支板〕以及1/12〔懸臂板〕，且應(yīng)滿足最小厚度要求。最小厚度取值為：一般屋面60mm，一般樓面60mm，工業(yè)房屋樓面80mm。方案采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋，裙房采用普通肋梁樓蓋，局部區(qū)域例如宴會(huì)廳與游泳館采用密肋樓蓋。

板的類型：?jiǎn)蜗虬鍐蜗驑前宓暮穸炔粦?yīng)小于板跨度的1/40，且滿足最小跨度要求。板厚：200mm6防震縫的設(shè)置當(dāng)高度不超過15米時(shí)不應(yīng)小于100mm；超過15米時(shí)，6、7、8、9度相應(yīng)每增加5米、4米、3米、2米，宜加寬20mm。在多層及高層建筑構(gòu)造中，在設(shè)縫時(shí)應(yīng)盡可能地將“三縫合一〞，應(yīng)盡量少設(shè)縫或不設(shè)縫。這可簡(jiǎn)化構(gòu)造、方便施工、降低造價(jià)、增強(qiáng)構(gòu)造整體性和空間剛度，在進(jìn)展建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過調(diào)整平面形狀、尺寸、體型等措施；在進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過選擇節(jié)點(diǎn)連接方式、配置構(gòu)造鋼筋、設(shè)置剛性層等措施；在施工方面，應(yīng)通過分階段施工、設(shè)置后澆帶、做好保溫隔熱層等措施，來防止由于溫度變化、不均勻沉降、地震作用等因素所引起的構(gòu)造或非構(gòu)造構(gòu)件的破壞。建筑高度為90.1m，縫寬=〔90.1-15〕/3x20+100=600.67mm7綜合以上設(shè)計(jì)過程，選擇框架-剪力墻構(gòu)造，繪制構(gòu)造圖構(gòu)造布置見圖3、圖4：圖3建筑首層構(gòu)造布置圖圖4建筑標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)造布置圖六、繪制圖紙〔詳見附圖〕參考資料[1]葉獻(xiàn)國(guó)，建筑構(gòu)造造型概論[M]。武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2013[2]張建榮，建筑構(gòu)造選型[M]。北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013[3]JGJ