1)体系选择及结构布置
本项目在国家标准《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》(JGJ 224—2010)的基础上,对预制装配体系进行了创新,采用了全新的装配整体式框架-钢支撑结构体系。该体系的采用提高了结构的整体抗震性能,同时提高了建筑的预制装配率,使其成为目前国内框架结构中预制率最高的工程,同时施工也更便捷。
本项目标准层平面图、结构布置示意图与实景图如图3-1至图3-3所示:
图3-1 南京上坊某保障性住房标准层平面图
图3-2 南京上坊某保障性住房结构布置示意图
图3-3 南京上坊某保障性住房实景图
2)结构分析及指标控制
本项目抗震设防烈度为7度(第一组)0.10g,建筑高度为45 m,达到《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》(JGJ 224—2010)规定的预制框架结构最大高度,结构设计初期阶段通过对框架结构、框架-剪力墙结构、框架-钢支撑结构等三种结构体系分别计算比较,具体计算结果见表3-2至表3-4所示。(www.xing528.com)
从表3-2可以看出,框架结构的第二周期扭转较明显,需要增加抗扭刚度。采用框架-剪力墙结构、框架-钢支撑结构后,第一阶、第二阶振型均为平动,位移及位移比都在规则结构要求的范围内,各项计算参数均满足设计要求,说明增加剪力墙或钢支撑后结构的扭转得到了很好的控制。
表3-2 振型及周期
表3-3 地震作用下位移角和位移比
表3-4 风荷载作用下位移角和位移比
在三种结构体系中,框架-剪力墙结构的刚度最大,地震力最大。根据《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》(JGJ 224—2010)的要求,框架-剪力墙结构中的剪力墙部分必须现浇,这样不仅增加了现场施工中的湿作业量,同时也增加了工程的施工周期,不符合该项目作为试点示范项目的要求。因此,框架-剪力墙结构体系不是合适的选择。
而将剪力墙用钢支撑代替的框架-钢支撑结构体系,各指标符合规范的要求。计算结果表明,增设钢支撑后,有效提高了结构的抗侧性能及整体抗震能力。更为重要的是,钢支撑代替现浇剪力墙减少了现场湿作业,提高了预制装配率。本项目最终采用了框架-钢支撑结构体系。本项目提出的全装配整体式框架钢支撑结构体系已经获得国家实用新型专利(图3-4)。
图3-4 现场钢支撑
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