该建筑公寓大厦是一栋兼汽车库、办公公寓为一体的高层建筑。地上25层,地下3层,建筑面积20000m2,总高度为92m,标准层层高3.00m,地上1~10层为可以停放200辆汽车的立体汽车库,11层以上为公寓,顶部有餐饮及娱乐设施。建筑外形与20年前建造的远洋宾馆互相呼应成为一体。
由于该公寓大厦建地窄小,地处交通要道,混凝土结构施工很不方便。同时,为了提高建筑面积的使用率,增强抗震性能,加快建造周期,由开始的混凝土结构方案改为钢框架———钢筋混凝土剪力墙方案。
(1)钢框架——钢筋混凝土剪力墙混合结构。由于原来是钢筋混凝土结构,保留了钢筋混凝土剪力墙,这种结构形式的优点是较全钢结构造价低,楼电梯的墙既是承载又是分割墙;缺点是施工复杂,尤其是由于本工程的建筑平面特点混凝土墙不能先于钢结构施工,影响钢结构的进度。本文第三节将说明解决途径。
在原混凝土结构的结构布局条件下,利用钢结构大柱网的特点,将1、3、4轴上的四排柱改为三排柱,1/4轴上仅保留G轴上一个柱,减少了柱子,减小了柱截面,发挥了钢结构的优势,为租售楼创造了有利的条件。
(2)钢框架———支撑体系的纯钢结构方案:这个方案也可以较好地满足建筑平面的要求。结构优点是自重轻、地震作用小、减小了钢-混凝土剪力墙结构平面的刚度偏心影响,有较好的延性。缺点是较钢-混凝土混合结构造价高。经过竣工后的实际比较,为了使钢-混凝土混合结构施工合理,采用本文第三节方案后,实际用钢量与纯钢结构已相差很少。
(1)合理的施工流水作业,加快工期。本工程建筑平面中剪力墙未形成独立的筒形结构,不可能先行施工,国内很多钢———混凝土混合结构是筒中筒结构,筒体可以先于钢结构6~10层浇注混凝土墙体,而后安装钢结构。如果本工程采用一般混凝土剪力墙,钢结构与墙各层需同步施工,必然影响钢结构的进度,失去了钢结构快的优势。因此,本工程在混凝土剪力墙中设置钢柱梁及斜撑,组成临时稳定的结构,与钢框架同时安装形成整体框架———支撑结构,安装之后逐层浇注钢筋混凝土墙。这样安装钢结构与混凝土作业分别进行,相互没有影响。
(2)钢———混凝土混合结构在施工中由于钢梁的安装误差与混凝土墙的施工误差相差近十倍,由于混凝土墙的偏斜经常发生钢梁很难就位的情况。在本工程中于墙内设置钢骨后,与钢梁连接的预埋件和墙内钢骨柱相连,可以控制钢结构误差之内使钢梁准确的就位,不会再发生钢梁难安装的问题。
(3)本工程10层以下为停车库,由于需满足200辆车位,面积很紧张,按照车辆布局要求,1轴剪力墙不可能上下贯通,需结构作局部转换,上部墙内的钢骨在下部形成钢骨混凝土柱作为支承构件之一,较好的满足上下转换结构的要求。
(4)钢骨的设置使钢骨混凝土剪力墙提高了承载能力及延性。经计算,增加钢骨柱可以减小混凝土截面及竖向钢筋,提高墙体抗压弯的承载能力。
钢骨设置于墙端及转角处,在外接钢框架梁处挑出钢牛腿并连接预埋件,上边再焊接连接板与钢框架梁腹板用高强度螺栓相连。
由于墙内钢骨柱及梁较小,作为临时支撑结构,在该状态下按6层钢框架-支撑结构承受风及常规荷载计算,可以满足侧向位移限值要求。因此,在施工时要求安装钢结构与浇注灌混凝土相差不得超过6层。
实践证明,在施工中设钢骨混凝土墙做法达到了预期效果。由于墙内设置钢骨,用钢骨增加约15kg/m2。
本工程为一般钢-混凝土混合结构,设有很特殊之处,使用了SATWE及美国ETABS软件计算分析,风荷载取值:基本风压0.5km/m2,风载系数1.4,由于周边高层建筑较多,风荷按增大1.3倍计算,地震设防为7度,Ⅱ类场地上,地震作用各系数按混凝土结构取值。
经计算结构主要特征如下:
结构自振周期:Tx=2.95s Ty=3.13s。
(1)钢构件:地下一层框架柱、梁为钢骨混凝土结构,其中钢骨与一层柱截面相同,钢框架柱为焊接箱型截面,梁为焊接H型截面,停车库夹层次结构均为焊接H型钢梁柱。最大钢柱为550×550×25,由于层荷载较大,最大梁截面为H600×250×12×25,柱、梁采用的最厚钢板为25mm,剪力墙厚度:-3~11层为600mm,12~24层为500mm,24层以上为400mm。混凝土标号分别为C40,C35,C30。楼板为压型钢板作模板上浇钢筋混凝土。
对建筑住宅小区设计的综合论述
肖体强
(北京中华建规划设计研究院有限公司)
摘要:本文作者主要根据住宅小区的建筑设计出发引入了节能规划的概念,并重点介绍了几种常用的建筑节能方法,以改善人民的居住环境,并提高人民的居住质量。希望能与同行探讨。
关键词:住宅建筑规划设计;节能措施;使用和应用
1前言
随着我国国民经济的持续高速增长,人民生活水平的不断提高,城市居民的住宅条件也在不断改善,住房消费者对住宅的要求已经不是单纯意义上“居住”的需求,而是在居住环境、居住功能等多方面提出更高的要求。专家提出:身体不得病只是健康的最低层次,真正的健康不应该仅停留在身体上,它包括心理、生理、生态环境及住宅环境的健康。如何能更好地为人们设计良好的居住环境,是新一代职业建筑师的重要任务,下面就对建筑住宅小区设计的综合论述进行探讨。
2住宅建筑规划与设计要求
(1)住宅的规划与设计,不再单纯是一幢两幢的规划设计,而是以一定规模的小区作为前提,小区的规划设计首先以人为本,同时营造更优美的室外环境。要求功能合理,让居住者能在其中方便、安全、卫生、舒适地生活。住宅内部房间齐全,动静分开,洁污分离;主要居住的房间阳光充足,通风良好,各种设施齐全,能满足节能的要求。同时要结合城市的自身特色,小区的地理位置和环境,对小区进行总体规划设计,是创造良好小区环境的基础,是小区设计的感观因素,是设计中的重要工作。住宅建设要充分考虑到可持续发展,考虑目前的适用性、将来的可改造性和可持续发展性。
(2)住宅设计的要求。未来的住宅标准将有很大的提高,细微之处将得到重视。节点细部设计在于整体布局合理,功能性强,
(2)钢材全部采用国产钢材,框架柱梁用Q345B级,次梁及次要构件可用Q235B级。
(3)节点连接形式:考虑制作及现场施工简便,采用简易常用的连接方式。柱梁刚接时,翼缘剖口焊、腹板用高强螺栓连接;铰接时,腹板用高强螺栓与柱连接。墙内钢骨柱与主梁连接均为铰接。
(4)设计用钢量:主框架为1480t,墙内钢骨为310t,平均用钢量:主框架结构70.5kg/m2墙内钢骨为14.7kg/m2。
(1)工程为一般高层建筑结构,结构计算分析方面设有明显的特点。由于建筑平面决定,剪力墙较强,因此基本上是由剪力墙承受水平力。结构的变形性能有明显的剪力墙结构特点。钢框架主要承受垂直荷载。不起担负第二道防线的作用。因此,设计具有深刻的文化内涵;同时细部设计、节点处理也是非常重要的。任何设计的尺寸、体量都应从人的生理学考虑,作为主体人感受到外部环境的舒适程度,可以直接衡量设计的好与坏,千万不能忽视细节的小问题,一切从人的需求考虑是获取成功的关键。
(3)住宅舒适性的高要求。现在,人们对住房的要求不仅是“住得下”,而且要“住得好”,这就是说人们对住房舒适性要求越来越高,要求住宅要方便、舒适、自由、美观。对室内采光、日照、通风、采暖、景观等因素有着越来越高的要求,需要现代、接近自然,要有时代感,体现自由、体现家庭的亲切感。
3小区建筑整体规划与节能措施
小区规划中,小区的选址、住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及小区路网结构、环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境,从而影响住宅建筑的能耗。因此,小区规划也应注重对节能问题的研究,适应当地自然环境、气候和地理条件,从项目选址、交通组织、环境绿化、空气质量、噪声、采光与日照、小气候等方面提出要求,合理选择住宅建设用地,避免有害环境对居住环境的影响。在小区规划设计中要与建筑节能设计互相配合,统筹考虑建筑朝向、日照间距、通风、景观绿化,合理应用雨水回收系统,透水地面砖等节能、环保技术以及配套设备(能源供应、小高层给水、公共照明、电梯等)采取的节能措施,大力推广部分太阳能热水供应系统等先进技术,以形成系统的住宅建筑节能体系,营造能耗低、环境舒适的居住环境。在建筑设计中,原则上应
中保证剪力墙的较好抗震性能是非常重要。
(2)建筑高宽比为6,正好为限值,层面积较小,剪力墙偏心,平面及竖向的形状对抗震不利,如果采用纯钢结构的钢框架———支撑体系对加强抗震性能更为有利。
(3)本工程相对于结构计算分析来说,结构的构造、连接节点、焊接质量及材料的选取更为重要。是保证结构安全、施工质量进度的重要环节。本工程在设计中对这些方面给予了充分的重视,均采取了相应的措施。
(4)钢框架部分采用大柱网,构件数量较少,标准层仅有9根柱。对于窄小的施工现场,减少构件吊次可以提高安装效率。
(5)钢———混凝土混合结构中使用钢骨混凝土剪力墙或是在混凝土墙中放构造钢骨(不参与受力计算)。对钢———混凝土混合结构的施工,提高承载能力,加强延性都是有利的。
摘要：随着经济的发展,城市建设日新月异,同时在建筑设计中,以钢结构为主的建设设计也得到了飞速的发展,本文是作者论述广州某高层钢结构的设计特点,并着重介绍了高层钢——混凝土混合结构在设计及建造中应注意和解决的问题。
关键词：混合结构,结构设计,钢框架
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