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发布时间：2017-06-26 16:44所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次
下面是两篇建筑职称论文发表范文，第一篇论文介绍了无梁底板结构设计，建筑结构随着人们的需求而不断变化，无梁地板结构的优点在于可以降低楼层高度并增强实用性，第二篇论文介绍了超限高层建筑结构设计与弹塑性，论文对超高层剪力墙结构住宅楼的设计方法进行
下面是两篇建筑职称论文发表范文，第一篇论文介绍了无梁底板结构设计，建筑结构随着人们的需求而不断变化，无梁地板结构的优点在于可以降低楼层高度并增强实用性，第二篇论文介绍了超限高层建筑结构设计与弹塑性，论文对超高层剪力墙结构住宅楼的设计方法进行了总结。
《无梁底板结构设计》
摘要:结合具体工程，探讨无梁底板的结构布置、冲切计算、承台柱帽模型等效、错位板带及柱帽承台的钢筋布置等问题，并基此提出相应的解决方法。
关键词:无梁底板结构;冲切;柱帽;板带
引言
随着社会对建筑结构使用性、经济性要求的提高以及对施工进度的控制，“无梁结构”的布置形式也随之产生。其优点是上部结构表现在满足同等室内净高的情况下，可以降低楼层高度与增强实用性，在地下室布置时可显著降低材料、人工费用的支出与缩短施工工期。本文结合具体实际工程，就无梁底板设计相关的内容进行阐述。
1工程概况
“某金融港中心”项目位于福州台江区，坐落于闽江与光明港河交汇处，是一个集商业与办公为一体的综合性建筑群，建筑总平图如图1所示。其征用地面积41761.0m2，总建筑面积136581.0m2，其中地上建筑面积105655.33m2(分1～3#、5#、6#、B1#、B2#共7栋)，地下建筑面积30925.67m2。基础形式为桩基，采用无梁防水底板结构，地下室水位水头高度3.9m，底板荷载为反向水浮力控制(扣除底板自重后输入模型的反力标准值按33.0kN/m2计算)。本文用反向荷载工况为例来阐述笔者观点。
2无梁结构的布置
无梁结构适用范围:地下室底板抗浮设计水位及楼面使用荷载相对确定，荷载超载的概率也较低，此时把底板做成无梁底板的形式就可以充分地发挥出其自身的优点。首先，无梁底板厚重的楼盖有利于结构抗浮能力的提高;其次，经工程比较，无梁底板的布置方式相对有梁底板可减少约30%的钢筋量，所以在节省材料的同时也相应地减少了工程量;最后在施工方面，采用无梁底板可以省砖模、方便钢筋绑扎以及便于施工设备安装，从而节省相应的人工费且加快了施工的进度。对于顶板的结构形式，笔者建议做成有梁楼板，由于无梁板在结构延性方面的性能较差，一旦使用荷载(局部施工堆载或大型车辆)超过设计极限荷载，就会在柱帽边或柱边形成严重且无征兆的冲切破坏，其后果相当严重，而顶板超载的概率又较底板大得多，故顶板要慎用无梁板布置的结构形式。
嵌固位置对底板布置的影响:当地下室顶板满足嵌固条件(“高层建筑混凝土结构技术规程”12.2.1[1])时，上部结构嵌固在地下室顶板，则主楼下及主楼外部分的地下室底板均可做无梁楼板;当地下室顶板不满足嵌固条件，上部结构嵌固在基础面时，则应在主楼范围及外扩一跨范围做梁板式底板，主楼范围之外做无梁底板，但笔者认为若主楼下的基础对上部结构的柱、墙弯矩有较强的双向约束力时(即为3桩以上的基础形式时)，就可以认为基础对上部的柱墙有嵌固作用，再加上无梁厚底板约束的加强，所以该情况下亦可以做成无梁防水底板结构的形式，以方便施工及节省造价。
3柱帽冲切计算模型的差异
由于冲切破坏是无延性的脆性破坏，故在无梁底板设计过程中，柱帽的冲切验算是最为关键的一环。该工程使用PKPM中的SLABCAD有限元模块来模拟底板的计算。为了不影响建筑功能的使用，该工程无梁底板做成柱帽在下底板在上的形式，即下柱帽;但软件计算时则默认按上柱帽计算如图2所示，所以会形成在柱帽尺寸及底板厚度均相同时，由于柱帽布置形式的不同，使柱帽在板边的抗冲切承载力存在差异的情况，计算结果如表1所示。由表1可得，下柱帽与上柱帽在柱帽边的抗冲切承载力比值为2162/2582=0.837，这主要是由于上、下柱帽在柱帽边冲切锥的面积及柱帽抵消的水反力不同造成的，显然下柱帽冲切锥面积明显小于上柱帽的的冲切锥面积。所以在实际工程设计时，应对不同尺寸类型的柱帽抗冲切承载力进行逐一的手算复核，不能直接利用SLABCAD模块的计算结果，否则就会对底板结构产生较大安全隐患。
4模型中承台柱帽的等效布置
当承台较大且承台边的冲切满足承载力要求时，就可以把整体承台当成一个大柱帽使用，这时的承台往往不是规则的矩形，而是多边形或其他组合形状如表2所示。通过手算可以较准确地计算柱帽(承台)边底板的抗冲切承载力，但对于底板的抗弯配筋计算较为困难。针对这种情况需要把各类承台等效为柱帽输入到模型中进行计算，以模拟承台尺寸对底板配筋的真实影响，同时作为底板配筋设计的依据，具体等效做法，如表2所示。为方便设计，当柱墙间距较小(板跨不大)且冲切满足验算要求时，可不用输入等效柱帽进行模拟计算，因为小跨度时的底板基本均是构造配筋。
5错位板带钢筋的布置
由于建筑使用功能上的差异，地下室塔楼与塔楼外的柱网布置往往是不同的，如图3所示，一般会出现塔楼与塔楼外柱网错开布置的情况，这样就产生了错位的板带分布，如图4所示。在一般规则柱网情况下，柱下板带的跨中附加筋及跨中板带的跨中附加筋均是顺轴线布置(即与贯通筋方向平行)，此时底板单面的钢筋层数为双向共2层。当存在柱网错位板带斜向布置的情况时，最直接的方法就是在斜向板带上增设斜向附加筋，虽然这样的布置在受力上会更加直接，但底板势必将多增加一层斜向附加筋，底板单面钢筋总层数将增加到3层(双向错位时可能更多)，这样将会造成底板截面有效高度的减少及施工难度的增加。综合考虑到以上因素，实际设计把板带上的斜向附加筋方向调整为与贯通筋方向平行布置(电算布筋方向同贯通筋)，分布宽度为板带在贯通筋方向上的交线宽度范围，当柱下板带和跨中板带分布宽度重叠时取二者之大值布置，这样在满足计算配筋的同时，也方便了施工且缩短了工期，如图4所示。
6承台形式柱帽的钢筋布置
该工程的无梁底板把桩基承台作为柱帽使用时，采用以下方法进行相关的布筋设计，如图5所示。(1)底板面筋在承台有配置面筋且满足“承台宽度B>2La(LaF)+500”条件时，底板面筋允许断开并分别锚入承台1.2La(LaF)，钢筋无需贯通承台布置，该做法优化了钢筋的布置，在节约了造价的同时亦方便了施工。(2)底板底筋及附加筋在满足“承台宽度B>2La(LaF)+500”的条件时，底板底筋允许断开并分别锚入承台La(LaF)，钢筋无需贯通承台布置，该做法优化了钢筋的布置，在节约了造价的同时也方便了施工。
(3)在承台侧边布置竖向封边钢筋传递剪力:由受力分析可知，底板在水反力的作用下会将弯矩M及剪力V传递给承台，弯矩M可以由底板钢筋传入承台，但向上的剪力V仅能通过素砼传递，而承台素砼的抗拉承载力又较小，所以在底板水反力较大时难免会引起承台混凝土的拉裂破坏。这时可通过把承台底筋直接上弯，或在承台侧边增设竖向封边筋的方式来传递剪力V(类似吊箍受力)，剪力V的数值可在SLABCAD的“有限元内力结果”里查看(应采用组合后的设计值)，最后根据查看的剪力值来确定上弯钢筋的数量或竖向封边筋的配置。由于构造上承台配置的底筋直径均较大，若采用承台钢筋弯起的方式就可能造成钢筋的浪费及施工的不便，故笔者建议采用另增设竖向封边钢筋的方式来传递剪力(间距应配合承台钢筋确定)，该工程实配竖向封边钢筋，可承受770×360/1000=277kN/m底板传来的承台边剪力。
7结语
无梁底板相对以往的有梁底板是一种较为经济且较易施工的底板结构形式，其传力的直接性决定了其经济性(底板直接传力于柱、墙构件)。采用柱下板带替代柱间实梁的方式则决定了其易施工的特点(简化了包括基槽开挖、砖模支模、建筑防水、钢筋绑扎等施工工序)，所以无梁底板是一种值得推广使用的一种底板结构形式，具有良好的应用前景。“某金融港中心”于2015年10月设计，同年11月开始施工，经过与施工单位的密切配合，现地下室及大部分主体结构已经封顶。
参考文献
[1]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社，2010.
作者：翁熙 单位：福建福大建筑设计有限公司
《超限高层建筑结构设计与弹塑性》
摘要:结合一栋B级高度的剪力墙结构住宅楼的结构设计过程，分析项目的超限情况，采用振型分解反应谱法对计算模型进行了多遇地震作用下的对比分析，同时采用弹性时程分析、静力弹塑性(Pushover)分析及楼板应力分析等补充计算方法对结构体系的合理性进行验证，并在施工图设计阶段采取了有效的抗震构造加强措施。计算分析表明，该工程采用的结构体系抗震性能良好。
关键词:超限高层;剪力墙结构;抗震性能化设计;静力弹塑性
1工程概况
该工程位于泉州市鲤城区笋江路，总建筑面积约60万m2;其中住宅2-1#楼为地下2层，地上42层的超高层建筑，首层层高为5.1m，其余各层层高均为3.15m，建筑总高度为134.25m，项目总用地面积约13万m2。该项目设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级。结构抗震设防类别为丙类，设防烈度7度(0.15g)，设计地震分组为第三组，Ⅱ类场地，场地特征周期根据安评报告取0.50s;地面粗糙类别为B类，基本风压取为0.7kN/m2。
2地基基础设计
根据《岩土工程详细勘查报告书》，针对本场地特点，主楼采用三岔双向挤扩灌注桩(钻孔灌注桩)，桩基持力层为强风化花岗岩层，桩身混凝土强度等级为C40，桩基直径为1000mm，单桩竖向抗压承载力特征值为8900kN，有效桩长为22m～33m，设置2个承力盘，承力盘直径为1800mm。该工程桩基采用气举反循环清孔施工工艺，以确保孔底沉渣的厚度满足设计要求。纯地下室基础采用机械接头的PHC500-125-AB预应力管桩，桩端持力层为卵石层，单桩竖向承载力特征值为1700kN，单桩竖向抗拔承载力为140kN，PHC管桩与底板上布置的多重防腐型扩体抗浮锚杆共同组成抗浮体系。
3上部主体结构设计
3.1结构体系
主楼采用钢筋混凝土剪力墙结构，地下室顶板厚度不小于200mm，经初步估算，地下一层主楼相关范围的楼层侧移刚度(剪切刚度)大于地上一层的2倍，满足地下室顶板对上部主体结构的嵌固要求。结构平面布置如图1所示。为配合业主对户型的使用功能需求，从五层到四十层分为3个标准层，每个标准层都有跃层，楼板开洞位置不同，形成较多的楼板连接薄弱处。结构设计时，竖向构件的平面布置根据尽量简单、对称，且X、Y两个方向的侧向刚度不至于相差过大的原则，充分利用楼梯间、电梯间、分户墙和建筑周边角部房间布置落地剪力墙，剪力墙厚度自下而上采用300mm、250mm、200mm均匀变化。竖向构件的混凝土强度等级由低区到高区分别采用C50、C45、C40、C35和C30，同时加强大开洞房间周边连接薄弱处楼板的厚度，以保证水平力的有效传递。
3.2结构超限情况及性能目标
该项目结构总高度134.25m，在A级高度限值120m和B级高度限值150m之间，属于B级高度超限高层(抗震等级为一级)，存在以下不规则项:①扭转不规则———在规定水平力作用下，考虑偶然偏心的影响，个别楼层位移比>1.2，但<1.4;②凹凸不规则———l/Bmax=12.97/25.77=0.50>0.35。在竖向规则性方面———该项目竖向抗侧力构件上下连续贯通，相邻楼层的侧向刚度变化均匀，无过大的外挑和收进，质量沿高度均匀分布。针对项目超限情况，根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的规定和该项目抗震设防专项审查意见的要求，对结构受力的关键部位及构件按C级性能目标进行抗震性能设计[1]，表1所示。
4主体结构计算分析
4.1振型分解反应谱法计算结果分析
该项目采用中国建筑科学研究院PKPM软件中的SATWE模块进行结构整体模型计算分析，计算中考虑了扭转耦联影响，并采用MIDAS软件进行补充计算校核，计算结果如表2所示。分析主要计算结果，结构底部5层在X向的最小剪重比不满足规范限值2.40%，但大于2.04%。按规范要求，乘以放大系数调整底部总剪力和各楼层的水平地震剪力，使之满足剪重比大于规范限值2.40%的要求[2]。结构整体稳定验算满足要求。水平荷载下位移角满足规范要求，结构刚度较好。
4.2补充计算结果分析
4.2.1弹性时程分析为校核振型分解反应谱法的计算结果，根据规范要求，位于设防烈度7度地区的建筑总高度超过100m时，应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算[3]。根据业主提供的地震安评报告，该项目进行弹性时程分析时，地面运动最大加速度取值为55gal，阻尼比取0.05。所选用的地震波包括5条天然波和2条人工波，每组地震波包含X和Y两个方向的分量，地震波的波形除符合有效峰值、持续时间、频谱特性等方面的要求外，还应满足规范对底部剪力的相关要求。将选出的7组小震加速度记录作为弹性时程分析的地震波输入，采用PMSAP程序计算的结果如图2～图3所示。计算结果表明:每条时程曲线计算所得结构基底剪力均大于振型分解反应谱法计算结果的65%，且小于135%，弹性时程分析法所选取的地震波满足规范要求;多条时程曲线计算所得结构基底剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的80%[4]。因此，该项目直接取振型分解反应谱法的计算结果设计即可，无需调整楼层构件的内力及配筋。
4.2.2静力弹塑性分析(pushover)为确保主体结构在大震作用下具有足够的延性和抗倒塌能力，该项目采用静力弹塑性(pushover)分析法验算了罕遇地震作用下的楼层位移，计算结果表明，该项目X向和Y向层间弹塑性位移角在罕遇地震作用下分别为1/121和1/154，均满足规范对剪力墙结构层间弹塑性位移角限值的规定[2]。最不利方向(X向)的结构能力-需求曲线如图4所示。分析结果表明:性能点加载步结构的最大层间位移角出现在计算模型的二十四层～二十八层，此附近楼层的变形相对较大，随着水平推覆荷载的进一步加大，结构的变形由初期的弹性阶段逐步进入塑性发展阶段。施工图设计时对相应楼层的相关构件加强抗震构造措施设计，增强主体结构的整体性，有效控制结构的最大弹塑性位移[5]。
4.2.3楼板应力分析该项目楼板开洞较多且不规则，在结构平面布置的中部存在电梯井、楼梯间和局部挑空区域，形成较多的楼板连接薄弱处，为确保水平剪力能够通过楼盖结构有效传递到竖向构件上，该项目对结构平面上连接薄弱的区域采取加厚楼板的措施，并利用MIDAS有限元软件复核位移最大楼层和开洞最大楼层的楼板应力。经验算，在设防烈度地震作用下，结构层间位移角最大的第二十八层楼板的最大主拉应力为1.16MPa，结构平面开洞最大的第二十九层楼板的最大主拉应力达到1.52MPa，均未超过C30混凝土的抗拉强度标准值(2.01MPa)，可满足设防烈度地震作用下楼板不开裂的设计要求。因此，经过采取加厚连接薄弱区域楼板厚度的措施后，水平剪力的传递路径可以得到有效保证。
4.3抗震加强措施
经过对比分析，该项目在后期施工图设计时，为保证结构安全，另外采取了以下加强措施:(1)中震作用下，将出现小偏心受拉的竖向构件的抗震等级提高一级(按特一级构造)。(2)楼梯间、电梯间前室，大开洞房间周边连接薄弱区域进行加强，加强区板厚采用140mm，楼板配筋采用双层双向布置，且每层每方向的配筋率不小于0.25%。(3)严格控制竖向构件的轴压比，适当加强位移角较大楼层的构件配筋，以提高整体结构的抗震性能。
5结语
在设计过程中，根据规范判断项目在扭转不规则、凹凸不规则方面的超限情况，采用振型分解反应谱法对两个软件的计算模型在多遇地震作用下的计算结果进行对比分析，采用弹性时程分析法补充计算验证，同时采用静力弹塑性分析法(Pushover)计算了罕遇地震作用下的层间弹塑性位移角，还应用MIDAS软件对层间位移角最大和开洞最多楼层的楼板进行应力分析，并结合补充计算的结果对抗震构造措施进行了加强。因此，该项目所采用的结构体系具有良好的抗震性能，满足规范相关要求。
参考文献
[1]建质[2015]67号.超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[S].住房和城乡建设部，2015.
[2]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社，2011.
[3]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2010.
[4]朱炳寅.高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析JGJ3-2010[M].北京:中国建筑工业出版社，2013:140-141.
[5]张根俞，朱炳寅，张路，等.某大底盘多塔框支剪力墙结构设计与分析[J].建筑结构，2014，44(5):57-61.
作者：钟林杭 单位：厦门合立道工程设计集团股份有限公司
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《建筑职称论文发表范文(两篇)》