钢管混凝土柱超高层钢管混凝土柱超高层构造设计构造设计2021.11讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 1.工程概略工程概略世茂福建福州茶亭街工程工程以下简称本工程位于福建省福州市中心，是福州经济和历史文化中轴线八一七路的中心路段。 本工程由酒店、办公、公寓式办公、商业等四大功能部分构成。由北向南将建立主体塔楼和附属裙房，之间以连廊联为整体。工程概略各建筑物根本情况如下由北向南：主体塔楼：建筑高度262.65米，地面建筑面积约106992平方米。附属裙房：建筑高度40.15米，地面建筑面积约17008平方米。此外，主体塔楼和附属裙房以三层地下室整体相连，主要功能为后勤效力用房，机动车和非机动车库及设备机房，建筑面积约为35458平方米。本地块总建筑面积约为159473平方米。 讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型，根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 构造体系的选择构造体系的选择主楼的抗侧力构造体系用以抵抗地震和风力荷载。主要抗侧力系统由内部的钢筋混凝土中心筒和外围钢管混凝土柱与钢梁组成的框架组成。中心筒系统位于主楼的中心，包括电梯、电梯厅、疏散楼梯的墙体，厚度在400mm至1150mm范围内。钢筋混凝土的连梁将衔接相邻的剪力墙。中心筒的外墙是闭合式的，从而提供建筑大部分的改动刚度。外围由钢管混凝土柱组成，并经过在20、33和50层的6.30米高设备层布置的外伸钢桁架与巨型中心筒衔接在一同。外围钢管柱在上述三层各有一道钢的边桁架在外围衔接，从而使柱子更加均匀地受力。随着建筑高度的变化，钢管混凝土柱的直径大约在900mm至0mm范围内。主楼的第二道抗侧力体系是位于建筑外围的钢框架。建筑从上到下，外围钢梁在每层与外围钢管混凝土柱刚性衔接构成第二道抗侧力体系。这个系统为建筑总体提供了附加的改动刚度，加强了构造的整体性，提高了构造的冗余度。典型楼层构造布置加强楼层构造布置构造抗侧力体系构造平面施工图构造平面图纸见pdf文件计算软件和计算模型选用国际通用的三维有限元构造设计软件ETABS和国内主流构造设计软件SATWE进展分析与设计梁柱采用杆单元模拟，剪力墙采用壳单元模拟，楼板采用膜单元模拟根据(JGJ3-2002)5.3.7条规定，嵌固层选在地面层。根底设计主楼的根底体系是 3.6 米厚的现浇钢筋混凝土筏板，由位于中等风化花岗岩或微分化花岗岩,直径1.5 m的冲钻孔灌注桩支承。桩的有效长度约50m,桩尖入中等风化花岗岩或微分化花岗岩0.5m,单桩竖向承载力特征值为18800KN/根.桩身混凝土设计强度为C40.根底设计裙楼及地下室根底采用厚度为 1米的现浇钢筋混凝土筏板,筏板由位于碎卵石层, 直径为0.9m，的冲钻孔灌注桩支承。桩的有效长度约37m, 桩尖入碎卵石层1.35m, 单桩竖向抗压承载力特征值为4800KN/根， 单桩竖向抗拔承载力特征值为2250KN/根. 桩身混凝土设计强度为C30.裙房部分在桩顶设置厚度为1300mm的承台,纯地下室部分的冲钻孔灌注桩作为抗拔桩。根底设计施工图见pdf图纸。讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 选择混凝土的思索对于柱、剪力墙等竖向构造构件，由于构造高度很大，轴向压力也很大，需求选择强度等级较高的混凝土，同时思索到施工可靠性，柱和剪力墙选择了C60混凝土。对于梁、板等程度构造构件，普通选择C40或者C30的混凝土。福州世茂国际中心混凝土的选择构造构件GB 50010-2002 根底和地下墙C40 剪力墙C60 C50 柱C60 C50 板、梁C40 C30其他，混凝土填料/垫块/栏板C30混凝土垫层C15钢材的资料选择福州世茂国际中心楼面钢梁采用Q345B钢材，钢管混凝土柱的钢管，加强层伸臂与带状桁架均采用Q345 GJ钢。当钢板厚大于等于40mm且接受沿板厚方向的拉力时，受拉试件板厚方向截面收缩率，不应小于国家规范GB50313中关于Z15级规定的允许值。采用GB50017-2003,表3.4.1所列的，随厚度而改动的钢材设计强度。钢材的自重为7850 kg/m3, 杨氏弹性模量为206,000 MPa，热膨胀系数为1.20x10-5 / oC。讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 合理建立计算模型常用构造分析软件：SATWE和ETABS。普通构造用SATWE即可，前后处置功能很好；复杂构造要用ETABS，SAP等，计算准确。选取合理的单元模型：整体分析时梁柱选用杆单元，剪力墙采用壳单元，楼板采用膜单元。根据构造情况合理建模：适当处置墙开洞，适当处置次要构件，抓住构造的力学本质。正确确定计算参数连梁刚度折减：普通可以取0.7，不宜小于0.5。现浇楼板的面外刚度：高层建筑普通采用现浇楼面，楼板作为梁的有效翼缘构成T形截面梁，提高了楼面梁的刚度，也提高了构造整体的侧向刚度。经过对梁的刚度乘以放大系数来思索，普通为1.32.0.框架梁弯矩调幅：0.80.9。楼面梁的扭矩：0.40.7。周期折减：框架-剪力墙构造：0.70.8.施工顺序加载分析类型普通采用反响谱分析，振型参与质量系数要大于90%，很多实践工程都是到达95%以上。对于高度较大、构造复杂的构造要补充弹性时程分析。对于高度很大，构造很复杂或者很重要的构造，补充进展弹塑性分析。讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管混凝土柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 钢管混凝土柱的截面设计根据CECS 28:90 2007年版 DBJ13-51-2003)钢管混凝土柱的截面设计根据(JGJ-2001)(YB 9082-97)设计方法SATWE软件会将分析和设计全部完成。在跨层处留意柱计算长度系数的数值。可以把内力组合结果读出，并根据前面所说的规程进展手工复核。还可以根据规程编制出N-M相关曲线，把把内力组合结果画到相关曲线上。设计方法ETABS软件分析结果准确，但是不能按照规程来设计。可以把内力组合结果读出，并根据前面所说的规程进展手工复核。还可以根据规程编制出N-M相关曲线，把把内力组合结果画到相关曲线上。讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管混凝土柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 钢梁的设计方法钢梁：SATWE和ETABS都会完成分析和设计。对于上翼缘有铺板的钢梁，无支撑长度比要改小，不需求思索钢梁的稳定应力，只需强度应力满足强度设计值要求。钢梁有抗弯应力比和抗剪应力比。组合梁的设计方法ETABS可以完成组合梁的设计。也可以根据GB50017-2003进展手工计算。还可以编制EXCEL表进展组合梁的设计。钢筋混凝土梁的设计SATWE和ETABS都会完成钢筋混凝土梁的分析和设计。钢筋混凝土连梁的设计：对于跨高比小于2的连梁宜配置交叉暗撑，加强其抗剪才干，到达强剪弱弯的效果。讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管混凝土柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 梁柱节点的设计按照“强节点，弱杆件的要求进展设计。在计算和构造两方面满足要求。JGJ99-98第8章做了规定。第三版2004年版有计算范例。梁柱节点的设计福州世茂钢构造节点图纸讲解。1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管混凝土柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 讲课大纲中心筒的设计SATWE可以完成分析和设计。ETABS可以完成分析，得到内力组合结果，但是需求提取出内力组合结果，再根据JGJ3-2002进展设计。普通采用钢筋混凝土中心筒。按照规范规定，在底部加强区的边角部位按照约束边缘构件配筋，内部配置竖向和程度向分布钢筋。在底部加强区之上的边角部位按照构造边缘构件配筋，内部配置竖向和程度向分布钢筋。JGJ3-2002对于剪力墙配筋有明确规定。中心筒的资料和配筋中心筒内的型钢JGJ3-2002第11章对于混合构造设计有相关规定。普通在中心筒角部要配置型钢。中心筒剪力墙中的型钢可以参与剪力墙受力。中心筒与钢梁的衔接中心筒与钢梁的衔接节点图讲解。讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管混凝土柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 如何实现由计算书到施工图的设计对于钢构造，应力比符合要求后，根据施工图制图规定表示即可。讲解典型构造平面图。对于钢筋混凝土构造，根据计算出的钢筋面积，思索构造要求，绘制施工图。需求查阅的图集0104SG51906SG52404SG52305SG522讲课大纲1.工程概略2.整体构造布置，计算模型和根底设计3.混凝土、钢材的资料选择4.构造计算5.钢管混凝土柱的截面设计6.梁的设计7.各种部位梁柱节点的设计8.中心筒的设计，资料，截面，配筋，型钢，与钢梁的衔接9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所根据的规范，需求查阅的图集10.钢构造设计总阐明 钢构造总阐明钢构造总阐明讲解。