商业广场裙楼和主楼沉降差分析研究pdf

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商业广场裙楼和主楼沉降差分析研究XXXXXX(XXXXXXXXXXXXXXXXXX)摘要:对商业广场裙楼及其主楼建筑来说其基础各部分(高层主楼区域、裙房区域、纯地下室区域)荷载差异较大控制差异沉降显得尤为重要。
本文通过结合结合实践针对该类型结构设计提出沉降考虑同时结合工程实例从地下结构的安全性、稳定性以及差异沉降控制等需作重点论述为同行提供参考。
关键词:建筑工程结构设计沉降分析沉降调节(项目概况某市中心广场项目位于市工业园区湖西CBD核心区域北临苏绣路、南到苏惠路、西起星阳街、东至星港街地块东侧面向金鸡湖城市广场。
拟建场地地理位置详见图。
该中心广场项目占地面积约公顷规划地面总建筑面积约万平方米地下总建筑面积约万平方米规划建筑单体个。
(沉降协调考虑分析考虑沉降的结构设计原则对本结构设计根据结构类型、使用条件、荷载特性、施工工艺等条件进行考虑工程水文地质、总体规划要求、环境条件并对技术、经济、环保和使用效果作综合比较选择合理的施工方法和结构型式。
结构的净空尺寸除满足建筑限界和建筑设计、施工工艺及其它使用要求外尚应考虑施工误差测量误差、结构变形及后期沉降的影响。
地下结构在荷载、结构、地层条件发生变化的部位或因抗震要求需设置变形缝时应采取可靠的工程技术措施确保变形缝两侧的结构不产生影响使用的差异沉降。
变形缝的形式、宽度和间距应根据防水和抗震要求等确定。
当不设置沉降缝时应采取有效措施减少差异沉降及其影响。
控制绝对沉降和差异沉降值使满足《建筑地基基础设计规范》GB规定的建筑物的地基变形允许值。
基于沉降考虑的桩基设计本工程基础采用桩筏基础对本工程桩筏基础考虑沉降的设计理论。
在一般工程的桩筏基础设计中涉及到群桩计算理论、筏板计算理论和桩间土承载力计算理论三方面。
目前通常利用有限元方法根据静力平衡、边界上竖向位移连续、节点对应关系引入支承约束条件进行程序计算。
通过对大底盘的理论分析和大量的工程实测数据的积累可初步对该类建筑物中大底盘和群桩的模型进行简化。
在本工程的群桩设计中桩土一般简化为支承在筏板各节点处的竖向弹簧弹簧系统,,Kp的支承刚度就是桩基刚度矩阵。
如需考虑桩间土可根据弹性地基进行考虑按实测土的参数转化为相应刚度的弹簧作用于筏板下。
纵观许多描述桩基实际沉降现象和沉降发展过程的文献和实测数据可知软土中的桩基沉降实质是由桩身压缩、桩端刺入变形和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用产生的整体压缩变形等多个主要分量组成并且是一个需要经历数年甚至更长时间才能完成的过程。
由于本工程中施工工艺提高和桩底持力层较好使得桩端刺入变形相对减少。
计算桩顶沉降可简化为计算桩身压缩和桩端土层整体沉降。
可以采用以Mindlin应力公式为依据的单向压缩分层总和法计算群桩中每根桩的桩端沉降。
群桩中的桩的刚度同样可以表示成桩顶荷载和桩顶沉降的比值:P,,K,,,p,,,,SS,,,,SbSp,,Pbp式中:为桩顶荷载为桩端沉降和桩身压缩之和采用实,,,,,,,,KKU,PFp测的桩顶沉降确定。
筏板桩基共同作用分析方程可以用下式表达:。
式中:,,,,,,,,KKUPFP分别为考虑上部刚度的底板结构和桩基结构的刚度矩阵为基础位移向量为上部荷载等效矩阵。
通过建立其基本方程求解方程后得到筏板上各节点位移向量即可得到整个桩基节点的位移从而给出底板各节点处的内力。
沉降差调节对于目前设计较多的商业住宅群工程其由多幢主体高层、附属裙房、商业、地下车库等统一设置于一个连通大底盘上尺寸较大为超长超宽结构且基础各部分(高层主楼区域、裙房区域、纯地下室区域)荷载差异较大控制差异沉降显得尤为重要。
如某塔楼范围为核心筒剪力墙较多其地下室具有足够的刚度能较好的调节不均匀沉降即使上部荷载差异较大亦可不设沉降缝但必须对沉降对结构等各方面的影响采取深入分析。
从工程实践表明通过设置沉降后浇带既能减少各建筑因荷载不同所引起的不均匀沉降也解决了“地下室统一贯通建设上部结构分期实施”因上部各单体施工时间不同步所引起的不均匀沉降。
主楼与裙房和纯地下室的结构及基础设计成整体但在施工时用沉降后浇带把两部分暂时断开待主楼结构施工完毕一般情况下主楼已完成最终沉降量的,,然后再采用微膨胀混凝土浇灌沉降后浇带将高低层连成整体。
沉降后浇带的设置旨在通过沉降后浇带封闭前主楼沉降可以大部分独立完成以降低主裙楼之间的沉降差使主裙楼之间的差异沉降控制在可以接受的程度。
如果地基承载力较高沉降计算较为可靠时可将主楼与裙房的标高预留沉降差使沉降后两者标高基本一致。
另外选择后浇带的位置也很重要通常选择结构内力(弯矩、剪力)较小的部位一般在梁板的反弯点附近。
后浇带的宽度为mm,mm其具体数值应通过计算确定可按沉降变形差异反算内力再据此确定配筋。
后浇带处的钢筋应直通并根据计算配足钢筋。
如梁板过长钢筋可进行焊接。
(实例分析本工程地下室平面长宽m商业广场上有栋单体栋单体建筑功能均为办公楼建筑层数为层建筑高度为m办公楼单体的结构类型均采用钢筋混凝土核心筒结构另外有一栋为高层酒店建筑层数为层酒店建筑高度为m采用钢筋混凝土框架剪力墙结构地面以上办公楼和酒店之间由裙房整体连接属双塔结构。
该工程采用变刚度桩基工程两幢塔楼采用桩径mm、桩长m的钻孔灌注桩桩端持力层为第层粉砂夹粉质黏土。
裙房与外扩地下室采用桩径mm、桩长m的钻孔灌注桩抗拔桩。
层办公楼底板厚度设计为m层酒店底板厚度设计为m裙房与外扩地下室底板厚度m。
对本工程竣年后对其采取沉降量测量实测最大沉降量分别是:层办公楼为mm层酒店楼为mm层裙房为mm。
对商业裙楼和塔楼之间一般均设置后浇带待主体结构封顶后再浇筑后浇带。
从工程实践经验表明对于外扩地下室的沉降很小甚至为零主楼虽有一定的沉降但由于在结构封顶时已完成部分沉降。
针对此本工程沉降调节采取的设计为了将主楼和裙房之间的沉降差控制在~mm以内再考虑到高层建筑桩基础竣工时一般已完成最终沉降量的左右因此在设计桩基时先将主楼的计算沉降控制在~mm左以内然后按“弹簧常数法”计算主楼承台板内力。
外扩地下室(地面以上无大建筑物)的计算沉降为零当结构封顶时认为主楼沉降完成~左右按此沉降差计算外扩地下室程底板内力通过对本工程#~#塔楼以及塔楼一跨范围内裙房下的桩反力计算其计算结果见图~图所示。
其中“平均桩反力标准值(KN)”为区域内所有桩在标准组合(恒*活*)下桩反力的平均值“最大桩反力标准值(KN)”为区域内所有桩在包络所有标准组合(考虑偏心荷载)下桩反力的最大值。
通过计算结果表明主楼及过渡区桩反力在平均荷载和偏心荷载下均满足规范要求并在某些区域有一定富余这也是按照变刚度调平的设计思路去控制主楼绝对沉降量也就是塔楼蝶形沉降区域下的桩数并非按承载力控制而是为满足预期沉降得出的设计结果。
塔楼范围内桩反力计算结果平均桩反力标准值(KN)(恒活)最大桩反力标准值(KN)(偏心荷载)(KN)单桩承载力特征值(KN)#塔楼#塔楼#塔楼#塔楼#塔楼#塔楼#塔楼图#~#塔楼桩反力计算结果靠塔楼区域裙房桩反力计算结果(桩)平均桩反力标准值(KN)(恒活)最大桩反力标准值(KN)(KN)(偏心荷载)单桩承载力特征值(KN)靠#塔区域裙房图靠#~#塔楼区域的裙房桩反力计算结果(桩径)靠#塔区域裙房靠塔楼区域裙房桩反力计算结果(桩)靠#塔区域裙房靠#塔区域裙房平均桩反力标准值(KN)靠#塔区域裙房(恒活)最大桩反力标准值(KN)(KN)(偏心荷载)靠#塔区域裙房单桩承载力特征值(KN)靠#塔区域裙房靠#塔区域裙房图靠#~#塔楼区域的裙房桩反力计算结果(桩径)靠#塔区域裙房(结语靠#塔区域裙房对于商业裙楼和塔楼之间采取整体设计而不采取分缝处理对此分析其沉降并且采取有效的靠#塔区域裙房沉降协调是关键文章通过结合工程实例对地下室沉降影响采取分析提出了相应的沉降调节措施为同类工程提供参考借鉴。
靠#塔区域裙房靠#塔区域裙房靠#塔区域裙房参考文献:叶天生大底盘高层对单层地下室的沉降影响及内力分析J中国新技术新产品
:冯国均张苏玲组合桩型复合地基的受力变形与地震响应研究J山西建筑
:将卓峰某高层住宅楼地下室沉降分析J中外建筑
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