CN111705916B - 一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法 - Google Patents

一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111705916B
CN111705916B CN202010391018.4A CN202010391018A CN111705916B CN 111705916 B CN111705916 B CN 111705916B CN 202010391018 A CN202010391018 A CN 202010391018A CN 111705916 B CN111705916 B CN 111705916B
Authority
CN
China
Prior art keywords
column
support column
lower concrete
connecting short
sliding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010391018.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111705916A (zh
Inventor
何小辉
温四清
董卫国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CITIC General Institute of Architectural Design and Research Co Ltd
Original Assignee
CITIC General Institute of Architectural Design and Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CITIC General Institute of Architectural Design and Research Co Ltd filed Critical CITIC General Institute of Architectural Design and Research Co Ltd
Priority to CN202010391018.4A priority Critical patent/CN111705916B/zh
Publication of CN111705916A publication Critical patent/CN111705916A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111705916B publication Critical patent/CN111705916B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
    • E04B1/21—Connections specially adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B2001/0053—Buildings characterised by their shape or layout grid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

本发明涉及一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系，包括重力结构与抗侧结构；所述重力结构采取滑动构造，所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接。其设计方法包括：1）结合建筑功能布置和体型收进控制需求，将选定区域的柱顶采取滑动构造，建立重力结构与抗侧结构混合的结构体系，消除体型收进所产生的尺寸突变不规则项；2）多方案比选，以确定最优新结构体系方案；3）在确定新结构体系之后，对柱顶滑动构造进行设计。本发明所得到的结构体系能够消除建筑体型收进不规则项，使结构抗侧刚度沿竖向变化更加均匀，确保结构具有更可靠的抗震性能。

Description

一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法
技术领域
本发明属于建筑结构领域，具体涉及一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系。
背景技术
民用建筑形体常常采用体型收进的手法来表达更好的外观效果，其立面空间更加丰富，建筑品质得以提升。然而，当体型收进尺度较大时，将导致结构出现竖向不规则——尺寸突变，甚至导致相邻楼层的结构侧向刚度沿竖向发生剧烈变化，于结构抗震不利。历次震害表明，收进部位往往在强震中首先破坏，形成薄弱部位或薄弱层，产生塑性变形集中，导致整体结构抗震性能水平下降，甚至出现因局部严重破坏而发生连续倒塌等灾难性事件。
我国《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称“《抗规》、《高规》”）均对结构平面、竖向不规则性进行了描述。规范要求：建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取抗震性能化设计，高层建筑则需组织结构抗震专项审查；严重不规则的建筑不应采用。结构抗侧力体系是结构布置规则性的根本，抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力的突变。建筑形体的平面不规则类型有：扭转不规则、凹凸不规则、细腰组合平面、楼板局部不连续等；建筑形体的竖向不规则类型有：侧向刚度不规则、尺寸突变、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。
对于竖向尺寸突变不规则项，分3种情形：1）竖向构件收进位置高于结构高度20%且收进大于25%；2）外挑大于10%和4m；3）大底盘多塔结构。《高规》第10章 复杂高层建筑结构设计对该类结构的计算和构造做出相关规定，需根据具体情况采取相应加强措施。对收进部位楼板应进行加厚和配筋加强；对收进楼层及相邻楼层的周边竖向构件应进行配筋加强和抗震等级提高。应控制上部收进结构的底部楼层层间位移角不宜大于相邻下部区段最大层间位移角的1.15倍。《高规》10.6.5条条文说明指出：大量地震震害以及相关的试验研究和分析表明，结构体型收进较多或收进位置较高时，因上部结构刚度突然降低，其收进部位形成薄弱部位，因此在收进的相邻部位采取更高的抗震措施，如图1所示的上部结构周边构件和下部结构周边构件均应加强。
目前建筑结构设计在结构不规则项的处理主要有2个思路：1）结构与建筑商量，调整建筑平立面布置，使结构布置规则对称，消除不规则项；2）实现建筑师的设计意图，结构计算和设计采取适当加强措施，满足规范设计要求，确保结构抗震安全可靠。显然，建筑与结构在不规则性问题上的主张是相互矛盾的，往往需要沟通协调或采取折衷方案。如果结构被判定为特别不规则结构（如具有三项或三项以上不规则项），即结构超限，则需在初步设计阶段增加结构抗震专项审查流程，方可进行后续施工图设计、施工等工作。该流程所需具备的相关审批手续和审查耗时往往是业主（建设方）不愿意接受的，将严重滞后项目的设计和施工进程。为此，很多好的建筑设计方案被迫调整、降级，未能达到预期的建筑效果。体型收进是一项建筑结构较为常见的竖向不规则项——尺寸突变，主要表现为裙房顶收进、立面退台收进和核心筒内收等，较大程度的体型收进将导致结构的高阶振型反应明显，易于形成薄弱部位，于整体结构抗震不利。本专利提出的消除结构不规则项——体型收进的结构体系及其设计方法，既可满足建筑效果，维持原建筑设计方案，又可满足结构不规则性控制要求，有利于避免结构超限，从而免除结构抗震专项审查流程，为业主节约时间和工程造价。该新结构体系是一种经济、合理的结构设计新方法。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法，所得到的结构体系能够消除结构不规则项，使结构抗侧刚度沿竖向变化更加均匀，确保结构具有更可靠的抗震性能。
本发明提供的技术方案是：
一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系，包括重力结构与抗侧结构；重力结构布置于建筑体型收进区域，不提供抗侧刚度（只承受竖向重力荷载，不传递水平作用）；所述重力结构采取滑动构造，所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接。
所述滑动构造层由下层钢板、聚四氟乙烯板和上层钢板组成，上层薄钢板兼做上部混凝土连接短柱的底模与上部混凝土连接短柱浇注成一体；下层薄钢板平铺于下部混凝土支撑柱顶。
所述下部混凝土支撑柱的下端为抗弯刚接，上端设置柱头扩大端。
在下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置防坠落挡件。防坠落挡件包括支挡T型钢和锚栓，锚栓预埋固定于柱头扩大端顶部，支挡T型钢设置螺栓孔并套入锚栓，通过拧紧螺栓固定于柱头扩大端的侧壁。
本发明还提供了一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系的设计方法，包括以下步骤：
1）结合建筑功能布置和体型收进控制需求，将选定区域的柱顶采取滑动构造，建立重力结构与抗侧结构混合的结构体系，消除体型收进所产生的尺寸突变不规则项；所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接；所述下部混凝土支撑柱顶部具有柱头扩大端；抗侧力结构体系既承担重力荷载，又承担风荷载和水平地震作用。重力结构体系则仅承受负荷范围的重力荷载，负荷范围质量产生的地震力通过楼盖传递至周边相邻的抗侧力体系，进而向下传至基础。
2）多方案比选，以确定最优新结构体系方案：对多方案的结构体系进行抗震计算，选取抗震性能（楼层抗侧刚度比、受剪承载力比、扭转位移比等指标）优于普通结构体系（即无柱顶滑动构造，所有重力承重体系均为抗侧结构）的最优方案作为新结构体系；
3）在确定新结构体系之后，对柱顶滑动构造进行设计：（1）根据预估的滑移量Δp，按下式确定柱头扩大端的宽度尺寸B0：B0=（B3- B1）/2+Δp+100，其中B0为柱头扩大端相对下部混凝土支撑柱的单侧伸出长度，B1为下部混凝土支撑柱的边长或直径，B3为上部混凝土连接短柱的边长或直径；（2）通过柱头扩大端的弯剪承载力计算，确定其高度尺寸H0，其中验算剪力Vt=N，即连接短柱产生的轴压力；验算弯矩Mt=N*B0，为极端情况最大弯矩；（3）根据支撑柱的轴压力和偏心弯矩，按压弯构件进行承载力校核，并确定所需截面尺寸；（4）根据防坠落预估的水平作用力，在下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置防坠落挡件，对防坠落挡件按现行规范进行设计。
所述滑动构造中下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱的截面中心应上下对齐，且下部混凝土支撑柱的截面尺寸B1不小于上部混凝土连接短柱的截面尺寸B3，即B1≥B3，下部混凝土支撑柱的下端为能承受上部混凝土连接短柱滑移引起的偏心弯矩Mb作用的抗弯刚接。
按大震弹塑性层间位移角的规范限值[θ p]，根据式Δ1=h i*[θ p]，计算备选滑移量Δ1，其中h i为收进下部楼层的层高或越层支撑柱的总高度；根据大震动力弹塑性时程分析，提取上部连接短柱的最大地震位移作为备选滑移量Δ2，比较备选滑移量Δ1和备选滑移量Δ2，取其中的较大值作为预估的滑移量Δp。
下部混凝土支撑柱按压弯构件进行设计，其轴压力为N，弯矩Mb=N*Δp，且应考虑轴力二阶效应的弯矩放大影响。
防坠落挡件的水平抗力设计值Vh按Vh=2*N*α max式计算，其中α max为小震水平地震影响系数最大值，其布置数量依据常规方法如现行《钢结构设计标准》和《混凝土结构设计规范》计算确定。
步骤2）中抗震性能是指楼层抗侧刚度比和受剪承载力比，普通结构体系是指所有重力承重体系均为抗侧结构的体系。
本发明提出的消除结构不规则项——体型收进的结构体系，该新结构体系将选定的重力支撑柱采取柱顶滑动构造，使其只承受重力荷载，不提供抗侧刚度和承载力；首次在混凝土结构中实现抗侧力结构体系和重力结构体系的功能分离，且能够消除结构不规则项，使结构抗侧刚度沿竖向变化更加均匀，避免刚度突变过大，避免结构因多项不规则而超限，确保结构具有更可靠的抗震性能。可维持原建筑设计方案不变，实现预期的建筑效果，且无需开展结构抗震专项审查，为工程建设节约时间和成本，具有较好的经济和社会效益。
附图说明
图1为现有技术中建筑体型收进结构加强部位示意；
图2为本发明结构方案立面布置示意图；
图3为本发明柱顶滑动构造竖向剖面示意图；
图4为本发明柱顶滑动构造水平剖面示意图。
具体实施方式
参见图2-图4，本发明消除建筑体型收进不规则项的结构体系，包括重力结构与抗侧结构；重力结构布置于建筑体型收进区域，不提供抗侧刚度；整个结构的抗侧力结构体系位于A区，由刚接框架（通常由框柱和框梁组成）或剪力墙构成；C区属于重力结构体系，采取柱顶滑动构造，相应支撑柱均按非抗侧柱设计，只承受竖向荷载，不承受地震剪力。因此，竖向抗侧力构件的收进尺度为：β=B/A，其中B区对应建筑形体收进范围（B+C区）可提供抗侧刚度的部分。当β≤25%，可判定结构不存在体型收进引起的尺寸突变。实际工程结构设计时，选取楼（屋）盖重量轻区域C的竖向构件采取柱顶滑动构造，且控制β≤25%以消除结构竖向不规则项——尺寸突变（体型收进）。选定区域C的楼（屋）盖重量轻，其地震作用产生的水平剪力相对较小，可通过楼（屋）盖梁板体系传至周边抗侧力构件。选定区域C位于收进部位的远端，有利于减小收进尺度β，调控结构规则性。本结构方案实现了混凝土结构中的重力结构体系和抗侧力结构体系的功能分离，可充分发挥收进下部楼层的抗侧刚度和承载力，且避免了收进楼层相对下部楼层出现较大的刚度和承载力突变。
当收进处楼（屋）盖为超长混凝土结构时，结构远端采取柱顶滑动构造以释放约束，将减小楼（屋）盖的温度内力，有利于控制超长结构的收缩裂缝，满足建筑正常使用要求。
图3给出了柱顶滑动构造做法。下部支撑柱1只提供竖向承载力，不抵抗楼（屋）盖产生的水平地震力。下部支撑柱1与上部连接短柱3之间设置滑动构造层4，由双薄钢板夹低摩擦聚四氟乙烯板组成，薄钢板为不锈钢板、厚3mm，聚四氟乙烯板厚5mm；支撑柱顶面和连接短柱底面应平整光滑。因此下部支撑柱1与上部连接短柱3之间相当于力学上的只受压支承，两者之间仅传递竖向压力，不传递水平力、轴拉力和弯矩作用，滑动构造层4相当于地震隔离层。上部连接短柱3与楼（屋）盖梁板5、6采取整体一次性浇筑，连为一体。在重力荷载代表值作用下，楼（屋）盖梁板5、6所产生的轴压力N通过连接短柱3向下传递，经由滑动构造层4的直接承压传给下部支撑柱1，也即支撑柱1承担了受荷范围的重力荷载。支撑柱1与连接短柱3的截面中心应上下对齐，且支撑柱1的截面尺寸B1不应小于连接短柱3的截面尺寸B3，即B1≥B3，以减小下部支撑柱1的偏心荷载作用。下部支撑柱1应设置柱头扩大端2，其宽度尺寸B0应满足连接短柱3的滑移位移量Δp需求，即B0=（B3- B1）/2+Δp+100），其中Δp需通过整体结构地震反应分析得到；其高度尺寸H0应满足局部传力需求，确保柱头扩大端2的弯剪承载力满足规范要求。柱头扩大端2的设置有利于控制支撑柱1的截面尺寸，以满足建筑设计要求。下部支撑柱1的下端应为抗弯刚接，应能承受连接短柱3滑移引起的偏心弯矩Mb作用，设计滑移量Δp按大震弹塑性层间位移角的规范限值[θ p]控制，即Δp=h i*[θ p]，其中h i为收进下部楼层的层高或越层支撑柱的总高度。设计滑移量Δp应取前述规范限值和大震动力弹塑性时程分析结果的较大值，其有限元计算模型可模拟悬臂支撑柱1的局部振动影响。下部支撑柱1须按压弯构件进行设计，其轴压力为N，弯矩Mb=N*Δp，且应考虑二阶效应的弯矩放大影响。柱头扩大端2的四周应设置防坠落挡件7，可采用短T型钢，并通过预埋锚栓8固定于柱头扩大端顶部。防坠落挡件7可在极罕遇地震作用下避免连接短柱3滑落，以避免重大安全事故。防坠落挡件7的水平抗力设计值Vh可取2*N*α max，其中α max为小震水平地震影响系数最大值，其布置数量需通过计算确定。连接锚栓可采取对拉螺杆方式以解决粘结锚固强度不足。连接短柱3的底部与楼（屋）盖梁的底部之间应间隔空隙d，建议取150~300mm，以方便施工操作和工程验收检查。
施工步骤：1）先浇筑支撑柱，预埋固定T型钢的锚栓；2）待柱混凝土强度等级达到设计强度后，铺设薄钢板和聚四氟乙烯板，上层薄钢板兼做上部连接短柱的底模；3）搭设收进部位的楼（屋）盖梁、板的模板体系，绑扎钢筋并浇筑混凝土；4）待收进部位的楼（屋）盖模板拆除后，安装防坠落挡件——T型钢。
本发明一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系的设计方法，包括以下步骤：
1）结合建筑功能布置和体型收进需求，将选定区域（位于收进区域）的柱顶采取滑动构造，建立重力结构与抗侧结构混合的结构体系，消除体型收进所产生的尺寸突变不规则项；所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接；所述下部混凝土支撑柱顶部具有柱头扩大端；
所述滑动构造中下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱的截面中心应上下对齐，且下部混凝土支撑柱的截面尺寸B1不小于上部混凝土连接短柱的截面尺寸B3，即B1≥B3，下部混凝土支撑柱的下端为能承受上部混凝土连接短柱滑移引起的偏心弯矩Mb作用的抗弯刚接。
按大震弹塑性层间位移角的规范限值[θ p]，根据式Δ1=h i*[θ p]，计算备选滑移量Δ1，其中h i为收进下部楼层的层高或越层支撑柱（下部混凝土支撑柱）的总高度；根据大震动力弹塑性时程分析，提取上部连接短柱的最大地震位移作为备选滑移量Δ2，比较备选滑移量Δ1和备选滑移量Δ2，取其中的较大值作为预估的滑移量Δp。
下部混凝土支撑柱按压弯构件进行设计，其轴压力为N，弯矩Mb=N*Δp，且应考虑轴力二阶效应的弯矩放大影响。二阶效应依据现行规范计算。
2）多方案比选，以确定最优新结构体系方案：对多方案的结构体系进行抗震计算，选取抗震性能（楼层抗侧刚度比、受剪承载力比、扭转位移比等指标）优于普通结构体系的最优方案作为新结构体系；所述抗震性能是指楼层抗侧刚度比和受剪承载力比，普通结构体系是指所有重力承重体系均为抗侧结构，无柱顶滑动构造。
3）在确定新结构体系之后，对柱顶滑动构造进行设计：（1）根据预估的滑移量Δp，按下式确定柱头扩大端的宽度尺寸B0：B0=（B3- B1）/2+Δp+100，其中B0为柱头扩大端相对下部混凝土支撑柱的单侧伸出长度，B1为下部混凝土支撑柱的边长或直径，B3为上部混凝土连接短柱的边长或直径；（2）通过柱头扩大端的弯剪承载力计算，确定其高度尺寸H0，其中验算剪力Vt=N，即连接短柱产生的轴压力；验算弯矩Mt=N*B0，为极端情况最大弯矩；（3）根据支撑柱的轴压力和偏心弯矩，按压弯构件进行承载力校核，并确定所需截面尺寸；（4）根据防坠落预估的水平作用力，在下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置防坠落挡件，防坠落挡件包括支挡T型钢和锚栓，锚栓预埋固定于柱头扩大端顶部，支挡T型钢设置螺栓孔并套入锚栓，通过拧紧螺栓固定于柱头扩大端的侧壁。对支挡T型钢和锚栓按现行规范进行设计。防坠落挡件的水平抗力设计值Vh按Vh=2*N*α max式计算，其中α max为小震水平地震影响系数最大值，其布置数量依据现有《钢结构设计标准》和《混凝土结构设计规范》计算确定。

Claims (10)

1.一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系，其特征在于：包括重力结构与抗侧结构；重力结构布置于建筑体型收进区域，不提供抗侧刚度；所述重力结构采取滑动构造，所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接。
2.根据权利要求1所述的结构体系，其特征在于：所述滑动构造层由下层钢板、聚四氟乙烯板和上层钢板组成，上层薄钢板兼做上部混凝土连接短柱的底模与上部混凝土连接短柱浇注成一体；下层薄钢板平铺于下部混凝土支撑柱顶。
3.根据权利要求1或2所述的结构体系，其特征在于：所述下部混凝土支撑柱的下端为抗弯刚接，上端设置柱头扩大端；下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置有防坠落挡件。
4.一种消除建筑体型收进不规则项的结构设计方法，包括以下步骤：
1）结合建筑功能布置和体型收进控制需求，将选定区域的柱顶采取滑动构造，建立重力结构与抗侧结构混合的结构体系，消除体型收进所产生的尺寸突变不规则项；所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接；所述下部混凝土支撑柱顶部具有柱头扩大端；
2）多方案比选，以确定最优新结构体系方案：对多方案的结构体系进行抗震计算，选取抗震性能优于普通结构体系的最优方案作为新结构体系；
3）在确定新结构体系之后，对柱顶滑动构造进行设计：（1）根据预估的滑移量Δp，按下式确定柱头扩大端的宽度尺寸B0：B0=（B3- B1）/2+Δp+100，其中B0为柱头扩大端相对下部混凝土支撑柱的单侧伸出长度，B1为下部混凝土支撑柱的边长或直径，B3为上部混凝土连接短柱的边长或直径；（2）通过柱头扩大端的弯剪承载力计算，确定其高度尺寸H0，其中验算剪力Vt=N，即上部混凝土连接短柱产生的轴压力；验算弯矩Mt=N*B0，为极端情况最大弯矩；（3）根据支撑柱的轴压力和偏心弯矩，按压弯构件进行承载力校核，并确定所需截面尺寸；（4）根据防坠落预估的水平作用力，在下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置防坠落挡件，对防坠落挡件按现行规范进行设计。
5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：所述滑动构造中下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱的截面中心应上下对齐，且下部混凝土支撑柱的截面尺寸B1不小于上部混凝土连接短柱的截面尺寸B3，即B1≥B3，下部混凝土支撑柱的下端为能承受上部混凝土连接短柱滑移引起的偏心弯矩Mb作用的抗弯刚接。
6.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：按大震弹塑性层间位移角的规范限值[θ p]，根据式Δ1=h i*[θ p]，计算备选滑移量Δ1，其中h i为收进下部楼层的层高或越层支撑柱的总高度；根据大震动力弹塑性时程分析，提取上部连接短柱的最大地震位移作为备选滑移量Δ2，比较备选滑移量Δ1和备选滑移量Δ2，取其中的较大值作为预估的滑移量Δp。
7.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：下部混凝土支撑柱按压弯构件进行设计，其轴压力为N，弯矩Mb=N*Δp，且应考虑轴力二阶效应的弯矩放大影响。
8.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：在下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置防坠落挡件，防坠落挡件包括支挡T型钢和锚栓，锚栓预埋固定于柱头扩大端顶部，支挡T型钢设置螺栓孔并套入锚栓，通过拧紧螺栓固定于柱头扩大端的侧壁。
9.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：防坠落挡件的水平抗力设计值Vh按Vh=2*N*α max式计算，其中α max为小震水平地震影响系数最大值，防坠落挡件的布置数量按常规方法计算确定。
10.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：步骤2）中抗震性能是指楼层抗侧刚度比和受剪承载力比，普通结构体系是指所有重力承重体系均为抗侧结构。
CN202010391018.4A 2020-05-11 2020-05-11 一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法 Active CN111705916B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010391018.4A CN111705916B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010391018.4A CN111705916B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111705916A CN111705916A (zh) 2020-09-25
CN111705916B true CN111705916B (zh) 2021-09-07

Family

ID=72537410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010391018.4A Active CN111705916B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111705916B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1458375A (zh) * 2003-04-25 2003-11-26 胡德明 利用空间造地的山形建筑构架
KR20120119824A (ko) * 2011-04-22 2012-10-31 주식회사 포스코건설 프리캐스트 고성능 섬유시멘트 복합체를 이용한 철근 콘크리트 복합기둥공법
JP2012255295A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Okabe Co Ltd ピン接合形式の露出型鉄骨柱接合構造
CN107882177A (zh) * 2017-09-26 2018-04-06 同济大学 自复位混凝土框架柱滑移节点
CN207453114U (zh) * 2017-11-09 2018-06-05 福州大学 一种带外包防火盖板的隔震橡胶支座节点构造
CN210002569U (zh) * 2019-04-26 2020-01-31 中建钢构有限公司 展厅和中廊连接结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1458375A (zh) * 2003-04-25 2003-11-26 胡德明 利用空间造地的山形建筑构架
KR20120119824A (ko) * 2011-04-22 2012-10-31 주식회사 포스코건설 프리캐스트 고성능 섬유시멘트 복합체를 이용한 철근 콘크리트 복합기둥공법
JP2012255295A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Okabe Co Ltd ピン接合形式の露出型鉄骨柱接合構造
CN107882177A (zh) * 2017-09-26 2018-04-06 同济大学 自复位混凝土框架柱滑移节点
CN207453114U (zh) * 2017-11-09 2018-06-05 福州大学 一种带外包防火盖板的隔震橡胶支座节点构造
CN210002569U (zh) * 2019-04-26 2020-01-31 中建钢构有限公司 展厅和中廊连接结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN111705916A (zh) 2020-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN213114257U (zh) 一种钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区用结构
CN111705916B (zh) 一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法
Worsfold et al. Moment transfer at column-foundation connections: physical tests
CN102033023B (zh) 一种密肋复合墙的抗震设计方法
CN111797449B (zh) 分层浇筑混凝土梁合理高度的判断方法
Topuzi et al. A new technique for the seismic retrofit of Slab-Column connections
CN103195183A (zh) 一种标准单元装配式隔减震结构体系
CN116657970A (zh) 一种弱连接体结构的抗震设计方法
CN108560830B (zh) 一种隔震层预应力抗拉装置
Aman et al. Analysis And Design of A Multi Storey Building with Flat Slab (C+ G+ 9) Using ETABS
CN202627255U (zh) 配置局部斜向钢筋的剪力墙
CN114108944A (zh) 具破坏警示功能的非对称断面金属梁柱
CN217870006U (zh) 城市高架方形立柱无支撑抱箍结构及其螺栓面构造
CN104878855A (zh) 一种叠合板式剪力墙结构底部加强部位墙板层间连接节点
CN204662708U (zh) 一种叠合板式剪力墙结构底部加强部位墙板层间连接节点
CN112962914B (zh) 一种柱贯通式轻钢龙骨电梯井道体系
CN220888292U (zh) 一种桥梁抗震拉拔装置
Rahman et al. Investigation of a hybrid technique for seismic retrofitting of bare frames
US20120090254A1 (en) Method of forming flat strip stepped slab floor system of reinforced concrete
Hossen et al. Seismic performance of concrete flat slabs
Sun et al. Design of a Super High-Rise Staggered Structure with Transition by Diagonal Bracing
CN220414534U (zh) 一种用于楼板的钢柱钢梁连接结构
CN112049457B (zh) 用于古建筑砌体柱的防震拉索的选取方法及防震拉索系统
CN108842965B (zh) 极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒结构
Sahu et al. Seismic and wind analysis of RCC building with different shape of shear wall and without shear wall

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant